27.11.2009
La Source d'Arcier : principale ressource en eau de la ville de Besançon
La Source d'Arcier : principale ressource en eau de la ville de Besançon
par André Guyard & Michel Cottet
Nous avons vu que la Source d'Arcier draine le bassin versant du Marais de Saône, s'étendant sur une surface de 102 km2. Outre la zone humide et marécageuse, ce bassin versant comprend des zones habitées dont les villages de Nancray, Gennes, Saône... tout proches, des terrains agricoles et une zone artisanale et industrielle où les risques de pollutions accidentelles liés aux activités humaines sont importants. Sans négliger l'aérodrome de la Vèze qui jouxte la zone, la RN 57 et la voie ferrée qui la traversent. Un facteur de risque supplémentaire doit être pris en compte avec un très important dépôt de pétrole brut dont les deux tubes (pipeline sud-européen Fos/Mer - Rotterdam et pipe line du Jura qui alimente la raffinerie de Cressier en Suisse) traversent en long et en large le bassin versant. (Voir article sur le Marais de Saône). C'est pourquoi l'eau d'Arcier doit être sécurisée.
Dans cette optique, la ville de Besançon a mis en place une procédure de sécurisation de l'alimentation en eau potable basée sur les trois points suivants :
1. En amont, l'instauration des périmètres de protection réglementaires limite les activités polluantes aux abords immédiats des points sensibles du plateau : Creux sous Roche, ruisseau de Nancray... (voir article sur le Marais de Saône). Les informations obtenues grâce au système de surveillance doivent être complétées par une information apportée par les habitants eux-mêmes qui peuvent observer une pollution sur le bassin versant.
2. En aval, une station de production d'eau potable est installée à la Malate, sur le parcours de l'aqueduc actuel. Au niveau de cette usine, une station d'alerte dotée de systèmes de détection permet de prévenir des pollutions accidentelles.
3. En cas de pollution, l'eau de la Source d'Arcier est envoyée directement au Doubs, sans traitement. L'usine de la Malate est alors arrêtée pendant la durée de l'épisode polluant. Le réseau d'eau potable bisontin est alors mis en interconnexion avec l'unité de production de Chenecey-Buillon sur la Loue, assurant ainsi la continuité de l'alimentation en eau potable. La reprise d'activité de la station de la Malate n'interviendra qu'après analyse de la pollution et retour à la conformité des paramètres de qualité de l'eau.
Dispositif anti-pollution mis en place par la ville de Besançon
(Document : ville de Besançon)
La Station de production d'eau potable de la Malate
La Station de production d'eau potable de la Malate constitue la principale ressource en eau de la Ville de Besançon. Chaque jour, près de 50 000 habitants du centre ville et des quartiers proches consomment cette eau. Pendant certaines périodes de l'année, c'est près de 110 000 habitants qui peuvent être alimentés en appoint dans l'ouest de Besançon et dans cinq autres communes proches.
Documentation : ville de Besançon
Clichés photographiques : Michel Cottet et André Guyard
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Les sources d'Arcier
Les sources d'Arcier
par André Guyard & Michel Cottet
Ces sources sont situées sur la commune de Vaire-Arcier à proximité du cours du Doubs, en amont de la ville de Besançon., au pied du faisceau bisontin. Elles sont issues de quatre cavités principales connues :
- la Source d'Arcier proprement dite également appelée source du Martinet, impénétrable ou du Canal de Jules César (développement 285 mètres, dénivellation 5 m). L'entrée de la grotte est fermée d'une grille.
Le cliché suivant montrent les deux galeries amont de la Source d'Arcier à leur confluence dans la grotte, en basses eaux. Le départ de l'aqueduc actuellement en service se situe à droite de l'image.
- La Source d'Arcier alimentant la pisciculture en contrebas.
- Il existe également une grotte supérieure fossile au dessus de la source basse.
L'exploration spéléologique est stoppée par des trémies (effondrements de la voûte de la galerie principale en amont et en direction des sources Bergeret) ;
- la source supérieure (fossile) d'Arcier (développement 45 mètres, dénivellation 4 m) ;
- la source Bergeret inférieure (développement 51 mètres, dénivellation 4 m) ;
- la source Bergeret supérieure (développement 40 mètres, dénivellation 2 m).
Situées à 600 mètres des sources d'Arcier, les sources Bergeret sont constituées d'une source permanente, de petites sources latérales impénétrables fonctionnant en crue et d'un orifice supérieur temporaire de crue.
Source Bergeret en basses eaux
(Cliché André Guyard)
Origines de l'alimentation des sources d'Arcier
On sait depuis E. Fournier au début du XXe siècle que les eaux du marais se perdent au Creux sous Roche pour ressortir aux sources d'Arcier.(voir article concernant le Marais de Saône).
Carte des traçages
(d'après l'Inventaire des circulations souterraines et document Pascal Reilé)
Atlas orogéologique de la région des sources d'Arcier
Rappelons que les colorations à la fluorescéine à partir du Creux sous Roche pratiquées par Fournier (1899) puis par Jeannot (1901-1902) montrent que le cours d'eau emprunte la faille de Mamirolle vers le Nord. Le collecteur souterrain est alimenté ensuite par les eaux collectées du côté de Gennes, avec un parcours marqué en surface par un chapelet de dolines, puis par les eaux de Naisey et (partiellement) de Bouclans, après leur brève réapparition entre Nancray et les pertes du bois de Faule. En novembre 1901, la réapparition a lieu 7 fois sur 12 aux sources d'Arcier dont une seule fois à la source Bergeret et deux fois à la source de la pisciculture.
L'inventaire des circulations souterraines reconnues par traçage reconnaît différentes sources d'alimentation pour les exurgences d'Arcier. L'actualisation de cet Inventaire des circulations souterraines en 1987 indique que deux colorations sucessives faites en 1984 au Creux sous Roche ont abouti aux sources d'Arcier. (Inventaire des circulations souterraines reconnues par traçage en Franche-Comté (1987) Annales scientifiques de l'Université de Besançon, Mémoire n°2).
Le tableau ci-dessous indique l'origine des eaux exurgeant à Arcier, la date du traçage, la distance à vol d'oiseau jusqu'à Arcier, le temps et la vitesse de réapparition du colorant.
| Origine | Date | Distance en m | Temps en h | Vitesse en m/h |
| Entonnoir du Moulin Vieux Nancray | 1893-1894 | 2950 Arcier | 9,5 | 310 |
| Creux sous Roche (Saône) Fontaine du Grand Saône | 1901-1902 | 6000 Arcier | 19 à 162 | 315 à 37 |
| Creux sous Roche (Saône) Fontaine du Grand Saône | 1901-1902 | 5850 pisciculture | 218 | 27 |
Les temps de passage pour les traçages depuis les dolines de Gennes et les pertes des ruisseaux de Nancray sont considérablement plus rapides que ceux depuis le Creux sous Roche. Il s'en suit une plus grande vulnérabilité de l'aquifère. Cette constatation a entraîné la suppression de la Step de Nancray avec un transfert de bassin sur le ruisseau du Gour à Bouclans avec la création d'une Step intercommunale. Ainsi les effluents de cette Step se retrouvent dans le Doubs à Laissey par l'intermédiaire du ruisseau le Rognon.
Utilisation de l'eau des sources d'Arcier
Les eaux des sources sont utilisées essentiellement pour l'alimentation de la ville de Besançon. Mais les sources alimentent également des ruisseaux qui vont rejoindre le Doubs tout proche.
Le ruisseau issu des sources Bergeret traverse une propriété avant de rejoindre le ruisseau issu de la pisciculture.
En ce qui concerne les sources d'Arcier proprement dites, des ruines encore visibles témoignent d'une ancienne occupation humaine :
- une forge dotée d'un martinet.
- Au XVe siècle, d'après Jaccottey (Achéologia), est avérée l'existence d'une papeterie au niveau des sources et d'un moulin à quelque deux kilomètres.
- une pisciculture qui a fonctionné de 1945 à 2003. Une étude fondée sur la méthode des indices biotiques (J. Verneaux, I.B.G.N) menée par les étudiants du DESS d'Hydrobiologie de la Faculté des Sciences de Besançon (1995) n'avait pas mis en évidence une pollution due à cette entreprise, ce qui prouvait le bon fonctionnement des installations.
En 1839, les sources sont expropriées par la ville de Besançon et un nouvel ouvrage est réalisé (1850-1854) alimentant la station de traitement des eaux de la Malate qui fournit 20 000 m3 d'eau par jour à la ville.
L'aqueduc romain d'Arcier
Dressé par le Service Régional d'Archéologie, un état de l'aqueduc d'Arcier permet de retracer les étapes de la construction de la canalisation.
La construction de cet aqueduc est postérieure à l'an 70 après J.-C. comme l'atteste la découverte d'une monnaie du temps de Vespasien (69-79), empereur qui succéda à Néron. On peut donc faire remonter sa construction à l'époque flavienne. La nécessité de cette édification s'imposa vite car, à cette époque, Vesontio, l'antique Besançon, souffrait d'un manque d'eau pour alimenter les fontaines et les thermes de la ville.
L'aqueduc représentait un édifice remarquable qui amenait l'eau d'Arcier par gravité jusqu'au niveau de l'actuel square Castan. La pente générale en était de 21,99 m pour une longueur de 9907 m, soit une inclinaison de 0,22 %. (Archéologia n° 355, avril 1999). Bien qu'ils soient dissimulés par la végétation et les constructions plus récentes, ses vestiges sont encore visibles le long de la vallée du Doubs au niveau de Chalèze et de la Malate.
Exploration des vestiges de l'aqueduc romain
(Cliché Michel Cottet)
Après la Chute de l'Empire romain, l'édifice ne sera plus utilisé et, au cours des siècles, il subit une dégradation progressive. Il aurait pourtant pu être encore fonctionnel puisque, d'après Chifflet, le 9 août 1324, l'un des segments situé à proximité de l'Archevêché, c'est-à-dire au niveau de son arrivée à Besançon, "laissa échapper un torrent qui excita l'admiration générale".
À deux reprises en 1681 puis en 1819, la remise en état est envisagée. Il faut attendre le XIXe siècle avec les archéologues Clerc, Droz puis Castan, pour que l'édifice soit considéré comme digne d'intérêt patrimonial.
Documents photographiques : Andrré Guyard et Michel Cottet
Documentation : Inventaire des circulations souterraines reconnues par traçage en Franche-Comté (1987) - Annales scientifiques de l'Université de Besançon, Mémoire n°2.
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24.11.2009
Le Marais de Saône et les circulations souterraines
Le Marais de Saône et les circulations souterraines
par André Guyard et Michel Cottet
Sortant de Besançon, lorsque l'on emprunte la RN 57 en direction de Pontarlier et de la Suisse, la route gravit un relief accusé surplombant la vallée du Doubs à l'est de la ville. C'est le Faisceau bisontin. Après son franchissement on débouche sur un plateau, le plateau de Montrond.
En contrebas de la surface peu ondulée et boisée du plateau de ce plateau est dégagée une dépression plane et humide : il s'agit du Marais de Saône. Cette zone humide représente une réserve d'eau alimentant différentes sources situées dans la vallée du Doubs et la vallée de la Loue.
C'est le professeur Eugène Fournier, géologue et hydrologue qui s'est intéressé aux circulations karstiques particulièrement intenses dans la région en particulier à la circulation des eaux autour du Marais de Saône. Après avoir fait l'inventaire et la description des cavités, sources et pertes de la région de Saône, il s'est intéressé à la circulation des eaux souterraines issues du marais et démontré la complexité du réseau souterrain d'écoulement des eaux du marais. Ses travaux effectués au début du XXe siècle ont été corroborés et complétés depuis par les hydrogéologues de l'Université de Franche-Comté sous la direction du professeur Pierre Chauve.
Vue satellite du Marais de Saône
(Document Google Earth)
Le Marais de Saône a une importance stratégique pour la ville de Besançon : il constitue une part importante de ses ressources en eau potable à travers ses pertes qui vont alimenter les sources d'Arcier exploitées par la Ville (Voir les deux articles concernant la Source d'Arcier). Le schéma ci-dessous retrace les trois périmètres de protection de la zone.
À la suite d'Eugène Fournier, différentes cavités ont été signalées. Elles ont été répertoriées par Pierre Chauve. L'ensemble de ces cavités débouche sur un réseau d'aquifères qui parcourt le karst sous-jacent. Sur la carte ci-dessous, on voit que le sous-sol est constitué majoritairement par les calcaires faillés du jurassique moyen appartenant au Faisceau bisontin. L'examen des couches sédimentaires montre que l'installation du Marais de Saône s'est faite, en partie au moins, postérieurement aux cailloutis périglaciaires qui le bordent.
Vue aérienne du Marais de Saône
On aperçoit la "voie romaine" et les étangs communaux et des chasseurs
(Cliché Michel Cottet, 29 avril 2008)
Sur le cliché ci-dessous, on aperçoit à l'arrière-plan le village de la Vèze. À gauche, la piste de l'aérodrome de la Vèze. Au premier plan, la voie ferrée et la RN 57 entaillent le Marais de Saône.
Vue aérienne du Marais de Saône
(Cliché Michel Cottet, 29 avril 2008)
Les Fosses de Saône
Il s'agit de trois vastes dolines de forme elliptique cernées de falaises abruptes. Bordées de diaclases, dont la plus spectaculaire, dans la troisième fosse, longue d'une cinquantaine de mètres, a été élargie par l'érosion. La grande fosse absorbe un ruisselet temporaire par un petit entonnoir.
La diaclase de la Grande Fosse en moyennes eaux
(Cliché Michel Cottet, 10 août 1987)
Diaclase de la Grande Fosse à sec
(Cliché Michel Cottet, 31 mai 2006)
(Cliché Michel Cottet, 31 mai 2006)
Le Creux sous Roche
Le Creux sous Roche constitue un poljé, c'est-à-dire un stade de vieillissement d'une doline. Il se présente comme une dépression à fond aplati fermée par des bords rocheux. Le Creux sous Roche comporte deux pertes. D'après P. Chauve, il récupère les eaux du ruisseau souterrain issu des pertes du grand Saône, du ruisseau de la Vèze, du ruisseau de la Scierie et surtout du ruisseau des Grands Terreaux.
(Cliché Michel Cottet, 31 mai 2006)
Absorbant les eaux de ces ruisseaux en période normale, la doline sature en période de grandes eaux car les pertes n'ont pas un débit suffisant pour absorber le débit et le marais se transforme alors en un vaste lac.
Marais de Saône en hautes eaux estivales
(Cliché Michel Cottet, 10 août 2007)
Protégés par une grille, deux petits puits artificiels permettent de pénétrer d'une dizaine de mètres dans la diaclase en direction sud. En profondeur, l'accès est limité à 15 mètres par un colmatage de la diaclase.
Le parcours souterrain des eaux du Creux sous Roche reste inconnu. Sans doute, les eaux empruntent-elles la faille de Mamirolle pour franchir la couche imperméable de l'Oxfordien. Elles se perdent pour ressortir à Arcier au Nord dans la vallée du Doubs et d'après E. Fournier peut-être aussi près de Cléron au sud dans la vallée de la Loue (voir plus bas).
Diaclase du creux sous Roche
Ce petit puits de 5 m de profondeur est sujet à un phénomène curieux. Lorsque les fosses se vident, le niveau des eaux baisse plus rapidement dans les fosses que dans cet entonnoir et dans cet entonnoir plus rapidement que dans celui du Creux sous Roche.
Le cheminement des eaux souterraines du Creux sous Roche
À l'aide de colorations à la fluorescéine (1899) à partir du Creux sous Roche, E. Fournier a pu vérifier que la coloration se retrouve à la fois aux sources d'Arcier et le long de la Loue, aux sources du Maine à Scey en Varais, de l'Écoutot et du Moulin des Îles à Cademène en aval de Cléron. D'après Fournier, cette coloration se retrouve presque exclusivement à la Loue en période de basses eaux, alors qu'elle y est imperceptible en hautes eaux, les sources d'Arcier la recevant (presque) totalement, observations corroborées par Jeantot (1901-1902).
D'après Fournier, la circulation vers Arcier, emprunte la faille de Mamirolle vers le Nord, passe en dessous de la circulation des eaux souterraines (du moins une partie) qui vont de Mamirolle à Saône. Le collecteur souterrain est alimenté ensuite par les eaux collectées du côté de Gennes, de belles dolines en marquant le parcours, puis par les eaux de Naisey et (partiellement) de Bouclans, après leur brève réapparition entre Nancray et les pertes du bois de Faule.
En ce qui concerne la vallée de la Loue, les sources du Moulin des Îles à Cademène, de l'Écoutot et du Maine à Scey-en-Varais reçoivent l'essentiel de leur alimentation des pertes du plateau de Montrond le Château. Suivant la faille de Mamirolle vers le sud, une partie du cours d'eau souterrain issu du Creux sous Roche rejoindrait le collecteur du plateau de Montrond, alimenté avec certitude dès les pertes de la Baraque aux Violons et celles des Cloutiers.
Les travaux ultérieurs à Fournier montrent que ces sources sont aussi alimentées par les pertes des plateaux de Valdahon, de Passonfontaine, de Chaux-les-Passavant, voire par celles de la Brême elle-même. Pierre Chauve retient cette hypothèse sans aucune réticence en 1975 dans le Guide géologique du Jura.
L'inventaire des circulations souterraines de 1979, qui présente la garantie du Laboratoire de géologie structurale et appliquée de l'Université de Franche-Comté cautionne approximativement les propositions de Fournier. Le Creux sous Roche est alimenté via la fontaine du Grand Saône (les marais mis à part) depuis Mamirolle et Naisey ; il alimente à son tour d'une part les sources d'Arcier, d'autre part les sources du Moulin des Iles, de l'Écoutot et du Maine.
En revanche, l'actualisation de cet Inventaire des circulations souterraines en 1987 indique que deux colorations successives faites en 1984 au Creux sous Roche ont abouti aux sources d'Arcier. De manière plus surprenante, il ne signale plus qu'Arcier comme aboutissement des colorations de 1901-1902 par Jeantot, seules celles de Fournier en 1899 confirmant donc la liaison avec la Loue. En conséquence, la carte des écoulements n'indique plus cette liaison qu'en pointillés. Notons en passant que cette carte ignore les liaisons de Mamirolle et de Naisey à la Fontaine du Grand Saône.
Enfin, l'Inventaire Spéléologique du Doubs 2 affirme que ces résultats de coloration des sources de la Loue ne doivent pas être retenues, n'ayant jamais été confirmées ultérieurement : le Creux sous Roche alimente exclusivement les sources d'Arcier.
Bibliographie consultée
Fournier E. : Gouffres, grottes, cours d'eaux souterrains, résurgences etc. du département du Doubs (Besançon, 1919).
Fournier E. : Explorations souterraines en Franche-Comté en quatre volumes : les Gouffres (Besançon, 1923), Grottes et rivières souterraines (Besançon, 1923), Les eaux souterraines, sources, résurgences, exsurgences et nappes aquifères (Besançon, 1926).
Fournier E. : Phénomènes d'érosion et de corrosion spéciaux aux terrains calcaires et applications scientifiques et pratiques de la spéléologie et de l'hydrologie souterraine (Besançon, 1928).
Chauve P. : Jura, Guides géologiques régionaux (Masson, 1975).
Chauve P., Peguenet J., Tissot G., Tresse P. : Inventaire des circulations souterraines reconnues par traçage en Franche-Comté (Université de Besançon, Besançon, 1979).
Chauve P., Dubreucq F., Frachon J.C, Gauthier A., Mettetal J.P., Peguenet J. : Inventaire des circulations souterraines reconnues par traçage en Franche-Comté, mémoire 2 (Annales scientifiques de l'Université de Besançon, Besançon, 1987).
Comité départemental de Spéléologie du Doubs : Inventaire spéléologique du Doubs tome 2, Partie Nord-Ouest (Besançon, 1991) ; tome 3, partie centre (Besançon, 1996).
B. Hufschmitt. Partiellement édité dans « Saône votre commune », numéros 36, 37, 38.
Remerciements au Professeur Pierre Chauve dont les écrits ont fourni une grande partie du texte de cet article.
Remerciements à Michel Cottet, écoguide qui m'a communiqué les documents photographiques.
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