Réseau piézométrique du bassin ferrifère lorrain

Exploitations minières du fer et conséquences

Depuis la deuxième moitié du 19ème siècle, le nord de la Lorraine a connu une importante activité minière sur le bassin ferrifère, situé principalement dans le nord-ouest mosellan, le nord de la Meurthe-et-Moselle (Pays-Haut) et une frange meusienne. L’arrêt progressif des exploitations minières et l’ennoyage   successif des différents réservoirs miniers ont eu des conséquences sur le fonctionnement hydrogéologique du bassin tant du point de vue quantitatif que qualitatif.

Galerie des eaux de la mine de la Paix "
Galerie des eaux de la mine de la Paix

Constitution du réseau de surveillance

Les réseaux de surveillance ont été constitués depuis les années 90 suite à plusieurs arrêtés préfectoraux en vue d’assurer le suivi des phases d’ennoyage   des différents réservoirs. Le suivi de ces réseaux initialement confié aux exploitants miniers a été transféré au BRGM à la demande de la DREAL Lorraine et de l’Agence de l’eau Rhin-Meuse lorsque les exploitants ont été dégagés de leurs obligations. Ces réseaux ont alors été développés par la création de nouveaux piézomètres en vue d’améliorer la compréhension du fonctionnement hydrogéologique du bassin.

Plusieurs programmes de surveillance ont ainsi été mis en œuvre au fur et à mesure de l’ennoyage   des différents réservoirs. De 2011 à 2013, la zone concernée par l’opération de surveillance a englobé les 3 principaux réservoirs du bassin ferrifère lorrain (Sud, Centre, Nord), ainsi que les sous-bassins Hayange Sud et Burbach-Haupont. Le suivi, cofinancé par l’Agence de l’eau Rhin-Meuse, a consisté :

  • à effectuer des mesures de niveaux d’eau souterraine sur 30 piézomètres et puits   de mine (suivi de l’aquifère   du Dogger et du réservoir minier),
  • à suivre les débits de 6 points de débordement des réservoirs miniers.

Objectif du programme de surveillance quantité

Parmi les objectifs du programme figurent essentiellement le suivi des répercussions de l’ennoyage   sur le régime hydrodynamique des aquifères en relation avec les réservoirs miniers (Dogger, aquifère   alluvial de la vallée de la Fensch), la détection d’éventuels échanges entre réservoirs (échanges qui pourraient en particulier influencer les débits de débordement aux exutoires des réservoirs).

Quelques faits marquants depuis les ennoyages

Réservoir Sud

Les pompages d’exhaure   du réservoir Sud ont été arrêté progressivement en 1995/1996 et ont entraîné le processus d’ennoyage   des galeries minières. L’ennoyage   a commencé par l’Ouest, à Droitaumont, zone la plus profonde, à partir de février 1995, date de l’arrêt de l’exhaure  . De la cote moins 36 mètres, le niveau d’eau s’est élevé à la cote + 169,5 NGF à la fin du mois de juin 1998 (169,43 m le 29 juin 1998). Cela représente une vitesse moyenne de progression de l’ordre de 4,5 m/mois (15 cm/jour). Le débordement du réservoir Sud à la galerie de Moyeuvre-Grande a été constaté le 28 octobre 1998 à la cote 172,43 m NGF. La mise en service d’un nouvel ouvrage de débordement a été décidé pour sécuriser le réservoir Sud et mettre un terme aux problèmes récurrents d’inondations de caves d’habitations individuelles dans la ville de Moyeuvre-Grande. Le pompage d’abaissement du niveau du réservoir Sud a débuté le 23 août 2002 lors des travaux de construction de la nouvelle galerie de débordement. La mise en service définitive de la nouvelle galerie du chenal de Moyeuvre a eu lieu à l’automne 2003. Cette galerie du chenal est désormais l’exutoire principal du réservoir Sud (cote du seuil de débordement 168,91 m NGF), l’ancienne galerie ne fonctionnant qu’en période de très forte crue.

Evolution des niveaux piézométriques dans le bassin Sud de 1994 à 2007. (Rapport BRGM/RP-58029-FR) - PNG - 131.2 ko
Evolution des niveaux piézométriques dans le bassin Sud de 1994 à 2007. (Rapport BRGM/RP-58029-FR)

Réservoir Centre

Dans le réservoir Centre, l’ennoyage   a commencé par l’Ouest, à Amermont, zone la plus profonde, à partir de 1993 avant l’arrêt définitif de l’exhaure   en février 1994. Le niveau de l’eau est passé de -50 m NGF (cote du fond) à +14 m NGF en février 1993, pour atteindre +85,95 m NGF en avril 1994. Le débordement du réservoir Centre a débuté au puits   du Chevillon, constaté le 28 décembre 1998. Cet exutoire ne permettait le déversement des eaux du réservoir minier dans le Chevillon qu’à un débit limité à 100 l/s, et il a été fermé le 7 février 1999. Le niveau a continué sa progression jusqu’à atteindre la cote du point de débordement principal du réservoir Centre, la galerie du Woigot (222,74 m NGF), le 16 mars 1999, date du premier débordement du réservoir par l’exutoire principal prévu.

Schéma du dispositif de débordement du réservoir Centre (Rapport BRGM/RP-60132-FR) - PNG - 38.1 ko
Schéma du dispositif de débordement du réservoir Centre (Rapport BRGM/RP-60132-FR)

Réservoir Nord

L’ennoyage   du réservoir Nord a débuté le 1er décembre 2005 et le débordement a eu lieu le 3 mars 2008 lorsque le niveau du réservoir au puits   N8 a atteint la cote de 207,57 mètres. Le débordement de l’eau s’effectue par la galerie de Knutange (la Paix). L’exutoire de la galerie Charles (au débit limité à 130 l/s), aménagé dans le but de soutenir le Veymerange via le Metzange a débordé dès la cote 193 m le 7 octobre 2007.

Débordement de la galerie des eaux de la Paix  - JPEG - 17.5 ko
Débordement de la galerie des eaux de la Paix

Niveaux piézométriques du réservoir au cours de l'ennoyage du bassin Nord (Rapport BRGM/RP-60132-FR) - PNG - 85.9 ko
Niveaux piézométriques du réservoir au cours de l’ennoyage du bassin Nord (Rapport BRGM/RP-60132-FR)

Diffusions et accès aux données piézométriques du bassin ferrifère lorrain

L’ensemble des données acquises dans le cadre de ce programme ont été mises à disposition du public par le biais de la banque nationale des données sur les eaux souterraines ADES ainsi que la banque HYDRO (pour les débits de débordement). Le réseau de suivi quantitatif des eaux souterraines du bassin ferrifère lorrain est déclaré dans ADES sous le code 0200000018.
Les chroniques d’informations semestrielles sont également rédigées en vue d’informer les différents partenaires et usagers locaux, des évolutions constatées dans le cadre de la surveillance. Les chroniques de l’eau dans le bassin ferrifère lorrain étaient mises à disposition sur le site de la DREAL Lorraine. Depuis 2017, les nouvelles chroniques sont publiées sur le site du SIGES Rhin-Meuse.

Bibliographie

  • Caudron.M., Durand.F., Renaud.J.C. (1996) - Surveillance des nappes d’eau souterraine dans le bassin ferrifère lorrain. Campagne des mesures 1994-1995 et 1995-1996. Bassins Centre et Sud. Rapport BRGM/RR-38265-FR, 85 p. 2 vol.
  • Ollagnier S., Hidalgo J. (2011) - Surveillance des eaux souterraines du bassin ferrifère lorrain sur la période 2008-2010. Rapport BRGM/RP-60132-FR,104 p.
  • Ollagnier S. (2013) - Optimisation des réseaux de surveillance quantitative et qualitative des eaux souterraines du bassin ferrifère lorrain. Rapport final. Rapport BRGM/RP-60939-FR, 88 p., 3 ann.
  • Ollagnier S. (2014) - Surveillance des eaux souterraines du bassin ferrifère lorrain pour la période 2011-2013. Rapport final. Rapport BRGM/RP-63469-FR, 77 p.
  • Thonnon.J., Vaute.L. (2010) - Surveillance des eaux souterraines du bassin ferrifère lorrain en 2007. Rapport final. BRGM/RP-58029-FR, 106 p.
  • Vaute L. (1999) - Surveillance des eaux souterraines du bassin ferrifère lorrain en 1998.Rapport BRGM RP-40789-FR, 103 p.

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