Milieu Physique

Le Milieu Physique

Le sol, le sous-sol sont les supports du milieu naturel et du projet futur. Ils font partis du milieu physique d'où l'importance d'en connaître ses caractéristiques.

L'analyse du milieu physique repose sur la collecte des données relatives à la géographie, la climatologie, la géologie et l'hydrogéologie.

La méthodologie employée afin de recueillir l'ensemble des données du milieu physique est résumé dans le tableau ci-dessous (Tableau 1) :

Tableau 1 : Méthodologie suivie(1)
(S.Baquey, A.Bueno)
 

Sous thème  Données collectées Organismes consultés
Climatologie
  • température
  • pluviométrie
  • vent
  • ensoleillement

Météofrance
ADEME

Géologie
  • carte géologique
  • Coupe lithologique

BRGM
ONF

Observatoire départementale de l'eau en Vendée
 

Hydrogéologie

  • eaux souterraines
  • captage/forage

BRGM
Observatoire départementale de l'eau en Vendée
Carmen
 

 

Bilan de l'état initial du milieu physique

Les caractéristiques à retenir sur le milieu physique sont :

  • le secteur d'étude se situe dans les Marais Bretons au nord-ouest de la Vendée. La superficie totale de cet espace est de 45 000 ha.
     
  • en moyenne, la vitesse annuelle des vents est de 6 à 8 m/s
  • la zone d'étude connaît une intensité d'ensoleillement annuelle moyenne par rapport au valeur nationale : soit 2 300 heures d'ensoleillement  par an.
     
  • elle repose sur les dunes sableuses du littoral
  • l'érosion dunaire est peu marquée.
  • le sous-sol se compose de l'empilement de diverses couches : sable (0 à 10 m de profondeur), argile et marne (5 m de profondeur) et des calcaires.
     
  • la zone non saturée présente une épaisseur de 5 à 10 m de profondeur.
  • les surfaces du site sont planes et les pentes sont faibles (inférieure à 3°)
  • l'infiltration est le phénomène qui prédomine sur le site.

    Pour accéder à l'analyse des impacts engendrés par le projet sur le Milieu Physique, cliquez ici.

 

Figure 1 : Synthèse de l'état initial du milieu physique
(S.BAQUEY, A.BUENO)

Bibliographie :

(1)Guide petit hydro, n.d, Fiche n°13, L'étude d'impact, consulté le 04/03/2013,
disponible sur < http://courseware.mech.ntua.gr/ml25327/Guide%20Petit%20Hydro2%5B1%5D.pdf >

Contexte géographique

La géographique de la Vendée

La région du Pays de la Loire se compose de cinq  départements : Loire-Atlantique, maine-et-Loire, Mayenne, Sartre et la Vendée .D'une superficie de 6 772 km2, le département de la vendée est illustré en Figure 1 : il se localise au sud de la région et représente près de 1,27% du territoire français. On dénombre six grandes villes : la Roche-sur-Yon, les sables d'Olonnes, Challans, les Herbiers et luçon.

Figure 1 : Le départements de la Vendée et ses principales agglomérations
 (BRGM)

Le relief de la Vendée est peu accuentué en particulier la côte ouest en relation directe avec l'Océan atlantique. Cette espace est ségrégué en quatre régions naturelles :

  • le Bocage Vendée réprésentant les 2/3 de la superficie totale du département. Il repose sur le Massif Armoricain et s'étend au nord, à l'est et jusqu'au centre de celui-ci. L'activité agricole prédominante de cette  zone est dédié à l'élevage agricole.
  • la Plaine de Luçon, localisée au sud est connait une culture céréalière intensive.
  • Les marais sont caractéristique de cette région. les deux principaux sont le Marais Poitevin au sud et le Marais Bretons au nord-ouest. Notre projet se situe sur le Marais Bretons d'une superficie de 45 000ha (Figure 2).
  • Le littoral de 255 km de côte : il est parcourut par 140 km de plage. Deux îles appartiennent à ce département : l'île Yeu et l'île Noirmoutier.

Figure 2 : Les Marais Bretons
(CEMAGREF
)

Le secteur d'étude considéré pour notre étude est celui des Marais Breton.

La zone d'étude est la Forêt Domaniale des Pays de Monts.

 

Contexte climatique

Contexte climatique

Le climat océanique caractérise le département de la Vendée. le temps est doux tout au long de l'année : des étés frais et bien ensoleillés, et des hivers aux températures douces.

1. L'ensoleillement

Il est plus important sur le littoral de la Vendée qu'à l'intérieur du département. La durée annuelle d'ensoleillement est de 2200 à 2300 heures à Noirmoutier, Yeu, Les Sables d'Olonne contre 2100 heures à Fontenay le Comte et moins de 1900 heures à La Roche sur Yon. A titre indicatif, l'ensoleillement sur notre secteur d'étude ( plus largement sur le littoral vendéen) est comparable à celui de Carcassonne.

L’énergie solaire traduit l'intensité de l'ensoleillement : la carte ci-dessous (Figure 1) en donne une estimation. Le département de Vendée  (localisé par un point en rouge) est situé en zone vert clair. Il s'agit d'un espace où l'ensoleillement est moyen par rapport au valeur nationale. La production d'énergie solaire concernant notre secteur d'étude est de 1350 à 1490 kWh/m2/an.

Figure 1 : Carte de l'énergie du rayonnement solaire reçu sur un plan d’inclinaison égal à la latitude et orienté vers le sud
(ADEME,n.d.)

 

2. Le vent

La carte illustrée en Figure 2 présente la vitesse moyenne des vents à 60 m de hauteur en région Pays de la Loire.
 

Figure 2 : Carte des moyennes annuelles de vents dans la région Pays de la Loire.
(Ademe, n.d)

Globalement, les côtes vendéennes présentent une vitesse annuelle moyenne des vents de 6 à 8 m/s.

3. La pluviométrie

Les relevés pluviométriques entre 2008 et 2012 de la commune de la roche sur Yon, commune proche de la Barre de Monts où est localisée notre usine de dessalement sont représentées dans la figure 3:

Figure 3 : Cumul annuel de précipitations dans la commune de la Roche sur Yon
(Climat-Vendée, 2013)

Nous remarquons que les précipitations sont comprises entre 750 mm et 1000 mm chaque année. Le cumul annuel de précipitations moyen durant ces 5 années est de 842,24 mm.  Dans la figure 4, nous remarquons que le mois où le cumul de précipitations le plus élevé est le mois de décembre alors qu'entre les mois de mai à septembre, le cumul reste inférieur à 100 mm. Nous remarquons de plus que le cumul est variable chaque année.

Figure 4 : Cumul mensuel de précipitations pour les années 2012 et 2009 dans la commune de la Roche sur Yon
(Climat-Vendée, 2013)

 

Contexte géologique

Contexte Géologique

Cette partie expose les caractéristiques géologiques à l'échelle du secteur d'étude, les Marais Bretons, et à l'échelle de la zone d'étude, la Forêt Domaniale des Pays de Monts.
 

Ce qui faut retenir de cette partie :

  • Les dunes boisées de la forêt domaniale sont le support de l'usine de dessalement.
  • Les dunes grises et blanches dissimuleront les canalisations entre le lieu de captage et celui de l'implantation de l'usine.
  • La structure géologique se compose d'une superposition de couches récentes et anciennes :
         - les sables dunaires d'une épaisseure de 10 m.
         - les argiles flandrienne du "Bri". L'épaisseur est d'environ 5 m.
         - les calcaires de l'éocène.
  • L'érosion dunaire est peu marquée sur le site

 

Ces thèmes sont détaillés dans les sous-parties suivantes :

La géologie du secteur d'étude

La géologie des Marais Bretons

L'histoire géologique de secteur d'étude est celle du Massif Armoricain. Il s'agit d'un tronçon de la chaîne varisque. Cette structure s'est élevée au cours de l'ère primaire (Paléozoique) constituant ainsi l'ossature principale de l'Europe. Le Massif Armoricain est un tronçon de cette chaîne. Le nord du département est constitué d'un socle du Massif Armoricain tandis que la partie sud est composée de formations sédimentaires du bassin Aquitain comme l'illustre la carte géologique (Figure 1).

Figure 1 : Carte géologique schématique de la Vendée
(BRGM
)

Les bocages Vendéens cités précédemment reposent sur ce massif. Les roches qui affleurent sont des schistes, gneiss et micashistes ainsi que des granites au niveau des bas bocages.

En vendée, la couverture sédimentaire comprend des formations sédimentaires datant du Jurrassique. Elle se localise essentiellement en bordure méridionale du département. Le nord-ouest de la Vendée connaît un dépôt sédimentaire plus tardive datant du Crétacé supérieur et Tertiaire.

En effet, le département vendéen n'a pas connu de formation durant le crétacé inférieur. Cette période est une phase de continentalisation où l'érosion et l'altération des terrains antérieurs et jurassiques furent importantes. Le Crétacé supérieur est caractérisé par une transgression marine identifiée au nord-ouest et tout particulièrement dans le bassin de Challans-Commequiers. Les dépôts sédimentaires de cette période sont de type : sables graveleux quartzeux surmontés par des argiles noires ligniteuses. En dernier lieu se dépose des faciès caractéristiques d'environnements de plate-forme proximale : Challans comporte en majorité des calcaires sableux à Nummulites. La Figure 2 représente une coupe géologique de Saint Jean de Monts à Challan. Elle résume les couches sédimentaires qui se sont déposées dans notre secteur d'étude du Crétacé jusqu'au Quaternaire. Il ne s'agit pas exactement de notre zone d'étude mais la géologie en très proche.

 

Figure 2 : Profil géologique de St Jean de Monts à Challan.
(Observatoire départementale de l'eau en Vendée)

De plus, des formations superficielles plio-quaternaires sont uniformément  réparties sur l'ensemble du département. Il s'agit de dépôts complexes d'épaisseur réduite. Ces couches sont composées d'argiles, de limons, de sables et de cailloutis comme l'illustre l'horizon géologique en Tableau 1.

Tableau 1 : Récapitulatif de l'horizon géologique du secteur d' étude.
(BRGM)

La géologie de la zone d'étude

La géologie de la Forêt Domaniale des Pays de Monts

 

En ce qui concerne la zone d'étude, elle est située sur un espace de dunes sableuses de types différents (Figure 1) :

  • Les dunes embryonnaires sont des dunes non végétalisées donc mobiles situées au plus proche du littoral.
  • Les dunes blanches ou dune vives sont moyennement fixées par la végétation telles que les Oyats et les Agropyron, elles sont mobiles.
  • Les dunes grises sont situées en arrière-dunes, fixées par des végétaux tels que mousses et lichens.
  • Les dunes boisées, comme la forêt des Pays de Monts, sont composées de Pins Maritimes destinés à immobiliser complètement la partie de dune où ils sont plantés.

La zone d'implantation de l'usine repose sur les dunes boisées majoritairement, mais aussi les dunes grises et les dunes blanches. Le site ne présente pas le faciès des dunes embryonnaires.

 

         Figure 1  : Cartographie et schéma des faciès des dunes du littoral
(ONF)

De plus, le sous sol est composé de sables dunaires récents et ancien. Ils viennent en placage de structures plus anciennes dont les alluvions marines, appelées aussi "Bri" qui sont des formations argileuses du Quaternaire. La consultation de la Banque de Données du Sous Sol, BSS, ne permet pas d'obtenir des renseignements sur des forages dans la forêt domaniale de monts. En revanche, plusieurs ouvrages ont été réalisés sur la commune de Notre Dame des Monts. La Figure 2 décrit l'un de ces forages (ouvrage référencé 053445 X 0043) : il représente bien les formations sédimentaires mentionnées précédemment à savoir les sables dunaires surmontant le "bri" argileux surmontant lui-même les marnes et les calcaires du Tertiaire (Figure 2). On remarquera l'absence du dépôt calcaire du Miocène sur notre zone d'étude.

Figure 2 : Géologie de la zone d'étude et coupe lithologique d'un forage à proximité
(BRGM
)

Notre zone d'étude se localise au sud des plages de Lay (Figure 3). L'espace dunaire est caractérisé par une érosion peu marquée.

Figure 3 : L'érosion dunaire
 

Contexte hydrogéologique

L'hydrogéologie

 Le secteur d'étude se localise dans la zone humides des Marais Bretons. Ils présentent une richesse biologique de part sa diversité d'habitats et de milieux:

  • le milieu marin
  • les marais d'origine anthropique. Ils existent trois classes de marais comprises dans cette catégorie. Les polders sont des terrains qui gagnent peu à peu sur la mer et qui sont endigués. Il y aussi les marais salés exploités pour le sel et les marais doux. Ces derniers se localisent dans la partie interne des marais et sont sujets aux inondations. La Figure 1 suivante localisent ces deux types de zone humide.
  • les marais dunaires littoraux et forestiers moins présents. Ce sont cependant cette catégorie qui caractérise notre zone d'étude.

Figure 1 : Carte des marais salés et doux dans la zone des Marais Bretons
(
Observatoire départementale de l'eau en Vendée)

Ce qui faut retenir sur cette partie :

  • Le SAGE s'applique aux Marais Bretons et à notre zone d'étude. L'enjeu A du SAGE est de sécuriser et optimiser l'alimentation potable notamment par l'action A9.
  • La zone non saturée s'étend sur les dix premiers mètres de profondeur : des forages supplémentaires pourraient confirmer la présence de la nappe souterraine.
  • Globalement, les surfaces de notre zone d'étude sont planes et les pentes sont faibles. Par conséquent, le phénomène d'infiltration est prédominant sur celui du ruissellement.
  • Le site n'est pas inscrit dans les zones inondables.

Ces thèmes sont détaillés dans les sous-parties suivantes :

Hydrogéologie et hydrologie

Hydrogéologie et Hydrologie

1. Les aquifères

D'un point de vue hydrogéologique, les Marais Bretons sont de vastes dépressions liées à un effondrement locale du socle hercynien. Évoquées dans la partie précédente, le site étudié présente plusieurs couches sédimentaires accumulées dans le temps. Il s'agit le plus souvent de sables, d'argiles ou encore de calcaires. Ces horizons présentent des capacités plus où moins importantes à pouvoir contenir de l'eau : on parle d'aquifères. En effet, les argiles confèrent des propriétés d'imperméabilité au sous-sol contrairement aux sables et aux calcaires qui sont perméables.

Deux aquifères peuvent être identifiés dans la zones des Marais Bretons : les calcaires gréseux du Lutétien et les sables cuisiens. La nappe de formation lutétiennes (calcaire et grés) se localise principalement sous la frange littorale du Marais. Elle est généralement captive au niveau d'une couche d'argiles quaternaires, "Bri". La profondeur de la nappe est souvent faible : entre 1 à 3 mètre en dessous de la cote du terrain naturel.

La zone d'implantation de l'usine se situe dans la Forêt Domaniale de Monts caractérisée par des superpositions de couches sédimentaires ( sables dunaires, argiles et calcaire). Tout laisse à penser qu'une nappe pourrait être présente sous le site. Il est recommandé de faire intervenir un expert sur le site et d'éventuellement réaliser des forages afin de vérifier cette hypothèse (1).

2. Le contexte réglementaire

De plus, cette région est parcouru par de nombreux cours d'eau notamment celui du Canal de Taillée (Figure 1).

Figure 1 : Les Marais bretons et les cours d'eau soumis au SAGE
(Observatoire départementale de l'eau en Vendée (1)
)

D'un point de vue de la réglementation le SDAGE, Schémas Directeurs d'Aménagement et de Gestion des Eaux, du Bassin Loire-Bretagne est le cadre de cohérence du SAGE (Schémas d'Aménagement et de Gestion des Eaux). La priorité du SDAGE est de protéger les zones humides. Il demande ainsi la réalisation ou la révision d'inventaires de ces espaces par le SAGE (ou parfois les communes concernées) lors de documents d'urbanisme.

Le SAGE s'appliquent aux Marais Bretons et donc à notre zone d'étude (Figure 1). Approuvé le 19 Juillet 2004, il sert à fixer les objectifs et les dispositions permettant une gestion équilibrée et durable de l'eau mais aussi la préservation des milieux aquatiques et du patrimoine piscicole sur un bassin versant.

Les 5 grands enjeux du SAGE sont les suivants :

  • Enjeu A : la sécurisation et l’optimisation de l’alimentation en eau potable
  • Enjeu B : la préservation de la qualité des eaux marines pour la valorisation du potentiel biologique et économique du littoral
  • Enjeu C : la gestion durable des eaux salées souterraines
  • Enjeu D : le développement équilibré et durable des usages et des fonctions des marais
  • Enjeu E : l’organisation et le pilotage de la mise en œuvre du SAGE

Notre projet répond au sous-objectif Aa-b : Il s'agit de développer des actions complémentaires de sécurisation du dispositif d'alimentation en eau potable. En effet, l'action A9 est d'étudier la faisabilité de différentes solutions de renforcement de la sécurité de l'alimentation en eau potable (2).

La Figure 2 ci-dessous illustre le fait que le site d'implantation, bien que compris dans le SAGE, ne repose pas dans une zone humide. Cependant, le littoral est exploité, essentiellement pour l'adduction de l'eau de mer vers l'usine.

Figure 2 : Localisation des zones humides au niveau de la zone d'étude
(DREAL (3))

Le SDAGE nous impose la récréation ou la restauration de cet espace marin. Les aménagements mis en place devront être équivalents sur le plan fonctionnel et de la qualité de la biodiversité.A défaut, une surcompensation des surfaces perdues devra être réalisée à hauteur de 200 % de la surface perdue lors de l'implantation de l'usine.

3. bibliographie

(1) Vendée conseil général, Observatoire Départemental de l'Eau, Eaux souterraines, consulté le 24/02/2013, disponible sur < http://observatoire-eau.vendee.fr/eaux-continentales/eaux-souterraines.htm >

(2) Le Sage du Marais Bretons et du bassin versant de la Baie de Bourgneuf, 2013, les zones humides, consulté le 25/02/2013, disponible sur < http://www.baie-bourgneuf.com/?page_id=390>

(3)DREAL des Pays de la Loire, novembre 2012, Zones humides en Pays de la Loire, consulté le 27/02/2012, disponible sur < http://carmen.developpement-durable.gouv.fr/26/R_ZONES_HUMIDES_L93_R52.map >

Les eaux souterraines

Les eaux souterraines

1. La zone non saturée

Par définition, une zone non saturée (ZNS) est la zone du sous-sol comprise entre la surface du sol et celle de la nappe libre. L'épaisseur de la zone non saturée a été évaluée pour la région Pays de la Loire, par l'établissement public de référence dans le domaine des sciences de la Terre, le BRGM. La carte des épaisseurs moyennes des ZNS montre que le secteur d'étude présente une épaisseur moyenne faible, soit moins de 5m (Figure 1).

Figure 1 : Carte des épaisseurs moyennes des zones non saturées de la Vendée
(BRGM(1)
)

Une étude plus précise de la zone d'implantation, nous informe que l'épaisseur moyenne au niveau de cette zone est supérieure : comprise entre 5 et 10m. Comme nous l'avons vu précédemment, on se trouve sur sol de type sable dunaire. Cette couche s'étend sur les premiers 10 m, d'après le forage réalisé à proximité de notre site (Figure 2) : elle correspond donc à notre zone non saturée.

Figure 2 : Coupe lithologique d'un forage à proximité
(BRGM
)

           2. Phénomène d'infiltration et de ruissellement

L'IDPR est l'indice de développement et de persistance des réseau. Il est obtenue via l'analyse de l'organisation du réseau hydrographique qui dépend des structures et des lithologies géologiques du milieu naturel. Cet indice permet de rendre compte indirectement de la capacité intrinsèque du sol à laisser infiltrer ou ruisseler les eaux de surface. Il dépend ainsi de la perméabilité qui est par définition la capacité du sol à laisser passer fluide.

Le principe de l'IDPR repose sur la comparaison d'un réseau théorique, autrement dit composé d'un milieu homogène, au réseau mis en place sous le contrôle d'un contexte géologique.

Les valeurs de cet indice varie de 0 à n. Dans le cas des études du BRGM, l'organisme a multiplié les valeurs par 1000 et limité ces dernières à 2000. Le Figure 3 suivante récapitule l'interprétation des valeurs de l'IDPR :

Figure 3: Interprétation des valeurs de l'IDPR
(BRGM(1)
)

Nous retiendrons que lorsque l'IDPR est inférieur à 1000, l'infiltration des eaux est majoritaire. Une valeur, qui tend 2000, révèle d'un ruissellement majoritaire.

De plus, pour obtenir des valeurs plus significatives de l'IDPR, un paramètre supplémentaire a été considéré lors des études du BRGM : il s'agit des surfaces planes et des pentes faibles. Les marais cotiers et les grandes plaines alluviales sont les zones où les surfaces sont les plus planes et les pentes sont considérées comme faibles voir nulles (inférieur à 3°). Une fois l'ajustement effectué, nous obtenons les résultats sur la Figure 4 ci-dessous :

Figure 4: L'indice de développement et de persistance des réseau sur le département vendéen
(BRGM(1)
)

En conclusion, en ce qui concerne notre zone d'étude, l'infiltration est majoritaire et l'épaisseur moyenne de la zone non saturée est moyenne

3. Bibliographie

(1) BRGM, octobre 2003, cartes de vulnérabilité des bassins versants de la région Pays de la Loire, BRGMRP-53108-FR, consulté le 12/02/2013
Disponible sur <http://www.brgm.fr/publication/pubDetailRapportSP.jsp?id=RSP-BRGM/RP-53106-FR>

Les zones inondables

Zones Inondables

Au vu des documents du SAGE « Marais Breton et Baie de Bourgneuf » et du DOCOB Natura 2000 « Marais Breton, Baie de Bourgneuf, Ile de Noirmoutier et Forêt de Monts », nous pouvons conclure que le site d'implantation de l'usine n'est pas considérée comme une zone humide (figure 1)

Figure 1 : Les zones Humides au niveau du Marais Bretons
(ACTeon / EcoVia 1)

Bibliographie

1 ACTeon/ EcoVia, 2009, Amélioration des connaissances sur les fonctions et usages des zones humides : évaluation économique sur des sites tests, Le cas des Marais Bretons
Disponible sur < http://www.eau-loire-bretagne.fr/espace_documentaire/documents_en_ligne/guides_zones_humides/ZH_3F_Marais_breton.pdf >
Consulté le 21/02/2013