24/11/2011
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 naguère, peut-être la vallée de la Loue, voir plus loin).
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.
L
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)
Alimentation du Marais de Saône
Le marais est alimenté par différentes sources (Buvette, Neuf Puits, le Fou…) et de ruisseaux : ruisseau du Bief d'Aglans, ruisseau des Grands Terreaux, ruisseau des Alaines, ruisseau du Pontot et… de l'effluent de la station d'épuration.
Les Fosses de Saône
Il s'agit de plusieurs vastes dolines de forme elliptique cernées de falaises abruptes. Bordées de diaclases, dont la plus spectaculaire, longue d'une cinquantaine de mètres, a été élargie par l'érosion. La grande fosse absorbe plusieurs ruisselets temporaires.
La diaclase voisine des Grandes Fosses en moyennes eaux
(Cliché Michel Cottet, 10 août 1987)
Diaclase latérale des Grandes Fosses à sec
(Cliché Michel Cottet, 31 mai 2006)
(Cliché Michel Cottet, 31 mai 2006)
Le Creux sous Roche
Situé à une altitude de 367 m, le Creux sous Roche constitue l'exutoire commun du Marais de Saône et peut absorber jusqu'à 10 m3/s. Il s'agit d'un poljé, c'est-à-dire une vaste dépression karstique de forme complexe alimentée par plusieurs ruisseaux. Il se présente comme un entonnoir à fond aplati, des pentes moyennes à douces vers le Nord, l'Ouest et le Sud-Ouest et fermée par des parois rocheuses verticales à l'Est et au Sud-Est. Le Creux sous Roche comporte plusieurs pertes. Il récupère les eaux du ruisseau souterrain issu de l'exurgence de l'Œil de Bœuf, de la Fontaine du Grand Saône, du ruisseau de la Vèze, du ruisseau de la Scierie et du ruisseau des Grands Terreaux.
Le cliché ci-dessous montrent les deux ruisseaux du Creux sous Roche en moyennes eaux. Le flux arrivant sur la gauche rassemble le ruisseau des Grands Terreaux et celui de la Vèze qui confluent quelques dizaines de mètres en amont dans la pente ouest de la dépression. Le ruisseau arrivant en face provient quant à lui des sous-écoulements du village de Saône, du sous-écoulement de l'exurgence de l'Œil de Bœuf, de la Fontaine du Grand Saône, avec un regard pénétrable sur le cours souterrain, juste en amont, en paroi est du poljé.
(Cliché Michel Cottet, 31 mai 2006)
Absorbant les eaux de ces ruisseaux en période normale, le poljé sature en période de grandes eaux car les pertes n'ont pas un débit suffisant pour absorber le débit. Le goulot de la faille de Mamirolle alimente l'ensemble du système, remplit les fosses de Saône et le Creux sous Roche et submerge le Marais qui se transforme alors en un vaste lac qui atteint une profondeur maximale de 17 m durant plusieurs semaines.
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 .
D'après E. Fournier elles ressortaient également à la fin du XIXe siècle près de Cléron au sud dans la vallée de la Loue (voir plus bas). Comme dans d'autres réseaux de la région, les circulations souterraines se sont probablement modifiées. En effet, de récents traçages pratiqus dans les années quatre-vingt montrent uniquement un transit vers les sources d'Arcier.
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 et contribué largement à la correction du manuscrit.
08:39 Publié dans Géologie-hydrogéologie-Climatologie | Tags : hydrogéologie, ressource en eau, karst | Lien permanent | Commentaires (0) | 
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27/11/2009
Les sources d'Arcier : principale ressource en eau de la ville de Besançon
Les sources d'Arcier : l'une des principales ressources en eau de la ville de Besançon
par André Guyard & Michel Cottet
(dernière mise à jour : 10/04/2018)
Nous avons vu que les Sources d'Arcier drainaient le bassin versant du Marais de Saône qui s'étend sur une surface de 102 km2. Outre la zone humide et marécageuse évaluée à 800 ha, 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 (Voir article sur le Marais de Saône). 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 pipeline du Jura qui alimente la raffinerie de Cressier en Suisse) traversent en long et en large le bassin versant. C'est pourquoi l'eau d'Arcier doit être soigneusement 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)
Le problème de la protection de la zone de captage d'Arcier
Questions à Christian Morel, vice-président de la chambre d'agriculture (Est Républicain 29/01/2016)
En concertation avec les agriculteurs et la ville de Besançon, nous nous sommes engagés à faire baisser les pesticides de 40 %.
L'expérience de protection de la zone de captage d'Arcier qui alimente Besançon est unique en France. En quoi consiste-t-elle ?
L'action a commencé il y a dix ans avec un travail de pédagogie auprès des 40 exploitants concernés par . la zone de captage. Nous avons organisé des réunions semestrielles de sensibilisation puis nous avons signé un premier plan il y a cinq ans visant à faire baisset l'usage de l'utilisation de produits phytosanitaires. La moitié des agriculteurs représentant 850 hectares ont joué le jeu.
Est-ce suffisant ?
C'était un très bon début. Et nous venons justement de signer un nouveau plan quinquennal qui va concerner les 2/3 des agriculteurs, soit une surface totale de 1 500 hectares. Ce qui en fait effectivement une expérience unique en France.
Comment faites-vous pour convaincre les agriculteurs ?
Les agriculteurs sont de plus sensibles à la question environnementale. Mais l'État nous aide aussi beaucoup d'un point de vue économique. Chacun touche 170 € d'aide par hectare.
En quoi consiste exactement le plan de protection ?
La baisse d'utilisation de produits phytosanitaires se traduit par une baisse des rendements compensés par les aides. Mais la gestion des sols, en revanche, permet de lutter contre l'appauvrissement de la ressource. Ainsi, nous avons mis en place une rotation herbe — céréale tous les 5-7 ans. Cela pourrait aussi être appliqué aux zones céréalières comme celles de Gray en alternant des cycles luzerne-chanvre avec le blé, l'orge ou le colza.
La Station de production
d'eau potable de la Malate
Sophie Rapenne :" La station de la Malate
traite 20.000 m3 d'eau par jour.
C'est la moitié des besoins en eau de Besançon".
La Station de production d'eau potable de la Malate constitue l'une des principales ressources 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.
Parmi les dispositifs utilisés pour vérifier la qualité de l'eau, la station utilise des vairons, poissons lanceurs d'alerte, comme le rapporte un article de de Jean-Marc Toussaint dans l'Est Républicain.
À Besançon (Doubs), deux stations de traitement de l'eau utilisent des vairons pour détecter les pollutions ; Ces poissons bioindicateurs sont les premiers à donner l'alerte.
L'emploi d'animaux comme bio-indicateurs n'est pas nouveau. Jadis, les mineurs utilisaient des canaris pour descendre dans les entrailles du sous-sol. L'oiseau, très sensible au gaz, les aidait à prévenir des coups de grisou.
À Besançon, ce sont les vairons qui alertent des risques de pollution de l'eau.
Quand l'eau des sources d'Arcier arrive à la station de traitement de La Malate, on y injecte de l'ozone. « Ce gaz va faciliter l'agglomération des particules polluantes », explique Sophie Rapenne, chef d'exploitation des stations de traitement des eaux de l'agglomération de Besançon (25). Mais avant cette première étape de traitement, l'eau passe dans un aquarium où s'agitent inlassablement une vingtaine de vairons ! Ces poissons jouent le rôle de donneurs d'alerte. En milieu naturel, ils présenter des cas de mortalité quand la qualité de l'eau se dégrade. Cette sensibilité en fait des bio-sentinelles de tout premier plan, capables de dépasser les exigences de la législation limitées à une dizaine de critères pour la potabilité de l'eau. Le Vairon réagit à tout : métaux, ammoniac, médicaments... Il permet même de repérer des pollutions marginales.
Pour ce faire, l'aquarium est équipé de capteurs à ultrasons qui analysent les mouvements des poissons et qui déclenchent l'alerte à la moindre anomalie. Cette sécurisation de l'approvisionnement vient en complément d'autres outils, plus scientifiques. Car cette eau, déjà exploitée par les Romains il y a près de 2200 ans, est particulièrement sensible aux risques de pollution. Elle provient d'un grand plateau calcaire qui s'étend sur une dizaine de communes à l'est de Besançon jusqu'à Mamirolle. Un terrain couvert majoritairement de bois, de prairies et de cultures céréalières. « Cette eau provient d'un sous-sol calcaire de type karstique très fracturé, qui entraîne les eaux de ruissellement sans véritable filtre jusqu'à la source », explique Sophie Rapenne. Conséquence, l'eau est turbide et peut présenter des taux de nitrates ou de glyphosates très variables à la saison des pluies. D'où la nécessité d'avoir recours aux vairons.
Ce n'est d'ailleurs pas la seule station à être dotée de ces poissons. Celle de Chenecey-Buillon, qui capte les eaux de la Loue, est équipée d'un aquarium semblable. « À ce jour, nous n'avons jamais eu de cas de mortalité massive. Seuls quelques vairons ont disparu à la suite d'incidents techniques ou de pollutions organiques isolées », explique Sophie Rapenne, qui peut également compter sur d'autres outils de suivi notamment la mesure en continu de la turbidité et du pH. « Sinon, notre laboratoire procède à des analyses quotidiennes tout au long du processus. Elles viennent s'ajouter aux prélèvements effectués par l'ARS (Agence régionale de santé) sur l'eau distribuée » poursuit Sophie Rapenne.
Aussi, plutôt que de compter uniquement sur des poissons donneurs d'alerte, la ville a préféré agir en amont avec la chambre d'agriculture pour réduire les émissions de polluants. Ce qui a permis, en une douzaine d'années, de diviser par deux le taux moyen de nitrates dans cette eau de source. « L'inquiétude aujourd'hui, c'est le glyphosate, qui est en augmentation constante. Et selon nos études, cette pollution émane principalement des particuliers », observe Sophie Rapenne. Le sujet est d'importance. Les sources fournissent à elles seules la moitié des besoins en eau potable de Besançon.
Documentation : ville de Besançon
Clichés photographiques : Ville de Besançon, Michel Cottet et André Guyard
Adresse utile : Qualité de l'eau dans votre commune ?
21:55 Publié dans Géologie-hydrogéologie-Climatologie | Tags : source, karst, bassin versant, ressource en eau, traitement des eaux | Lien permanent | Commentaires (0) | Facebook | | |