Le secteur modélisé est situé au nord-est en amont de Lyon, de part et d’autre de la rivière d’Ain.
D’une superficie de 360 km2, la Basse Vallée de l’Ain est une entité hydrogéologique bien individualisée, encadrée par les reliefs de la Dombes et du Jura.
La nappe s’écoule globalement du nord vers le sud et trouve son exutoire dans le Rhône.
Ce logiciel permet de calculer les niveaux prévisionnels de la nappe aquifère d’accompagnement de la rivière d’Ain selon des scénarios définis par l’utilisateur.
Il est en particulier destiné à étudier et anticiper des états de nappe basse type ceux rencontrés lors de la sécheresse de 2003.
- les prélèvements en nappe (pompages)
- la recharge par la pluie efficace
- le niveau des rivières.
Ci-contre, les 410 pompages recensés sur le secteur et répartis en trois sous-domaines hydrogéologiques.
Le logiciel permet de jouer sur un ou plusieurs de ces facteurs pour arriver à définir les profondeurs prévisionnelles de nappe en tout endroit du domaine.
1. Exemple d'utilisation
Basé sur des techniques de modélisation mathématique, le logiciel Basse Vallée de l’Ain permet de tester des scénarios d’exploitation et constitue ainsi un outil d’aide à la gestion quantitative de la ressource en eau.
- on envisage une pluviométrie faible pour les mois à venir,
- les pompages sont maintenus à un niveau soutenu ?
2. Paramétrage d'une simulation et calculs des niveaux de nappe
A l'ouverture d'un nouveau scénario, l'utilisateur choisit dans un bibliothèque d'états initiaux les conditions de départ de la simulation : démarrer sur un état nappe haute, nappe basse, ou sur tout autre état déjà simulé.
Il définit ensuite le durée et le découpage temporel de la simulation, par exemple un calcul sur 3 ans au pas de temps de 1mois.
Construit autour d'un modèle numérique relativement lourd (environ 100 000 mailles de calcul), le logiciel BVA est surtout conçu pour faciliter la saisie des nombreux paramètres intervenant dans une simulation. Comme il n'était guère envisageable par exemple de saisir un à un l'historique de centaines de pompages, des écrans et des routines spécifiques ont été développées pour regrouper la saisie et les traiter par lot. L'écran ci-dessous permet d'appliquer une diminution de 10% à tous les forages agricoles des sous-domaines A et B, soit le paramétrage instantané de 293 prélèvements selon un cycle pré-défini :
Le paramétrage des niveaux de rivière (3600 mailles réparties en 285 tronçons) et de la recharge de l'aquifère (3 zones de pluie directe et 34 apports de bordure) se fait également à travers des écrans spécifiques.
Ce logiciel fait ensuite appel au solveur mathématique ModFlow 2000 pour restituer l'évolution des niveaux de nappe.
3. Résultats et outils d'analyse
Pour le résultat des simulations, le logiciel propose d'une part des modules de visualisation habituels dans le domaine de l'hydrogéologie :
- cartes piézométriques (altitude de la nappe en mNGF)
- cartes d'incidence : ici à droite, la différence d'altitude du toit de la nappe entre un mois de juin et un mois de janvier, qui fait ressortir une baisse du niveau atteignant 1,25 m
- graphiques d'évolution du niveau de la nappe en tout point du domaine
Et d'autre part, des outils d'analyses spécifiques qui ont été développés en fonction du contexte hydrogéologique ou à la demande des utilisateurs (selon les enjeux locaux). L'utilitaire ci-dessous donne une vue synthétique sur les niveaux de nappe calculés au droit des captages du modèle numérique, en soulignant les ouvrages pour lesquels un niveau bas de l'aquifère a été atteint en cours de simulation :
On obtient ainsi directement le nombre et la liste des ouvrages concernés, ainsi que la date d'apparition des niveaux bas.
Autres types de résultats propres à cette application :
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Visualisation sur fond cartographique de la différence altimétrique entre les niveaux rivière simulés et le niveau de la nappe calculé sur les mailles adjacentes.
Il permet ainsi de différencier les tronçons rivières :- ceux où la rivière draine la nappe (en bleu) ;
- ceux où la rivière est alimentée par la nappe (en vert)
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Le potentiel (ou la productivité) de la nappe aquifère est donné par des cartes de transmissivité.
Chaque maille de calcul est colorée en fonction de sa transmissivité T calculée sur le pas de temps en cours :- T = Hm x Kx
