Délimitation des périmètres de protection en milieu karstique : méthodologie basée sur la structure et le fonctionnement des systèmes karstiques ainsi que sur la cartographie multicritère de la vulnérabilité. Exemples d’application en Franche-Comté

Protection area delineation in karstic environment: a methodology based on karstic system structure and behaviour as well on a multi-attribute vulnerability mapping. Applied example in Franche-Comté

¹ BRGM EAU/RMD, 1039 rue de Pinville, 34000 Montpellier
² BRGM SGR/BOU, Parc Technologique, 27, rue Louis de Broglie, 21000 Dijon
³ DIREN FRC, Service de l’Eau et des Risques Naturels, 5, rue du Général Sarrail, BP 137, 25014 Besançon cedex

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Reçu : 31 Janvier 2007
Accepté : 5 Avril 2007

Résumé

Les systèmes karstiques sont considérés comme vulnérables aux pollutions par comparaison avec les hydrosytèmes des autres milieux, notamment ceux à porosité d’interstices. Cette sensibilité particulière aux pollutions est à mettre en relation directe avec la structure fortement hétérogène des aquifères karstiques et son fonctionnement. Les systèmes karstiques requièrent un plan de protection spécifique adapté à ses caractéristiques de structure et de fonctionnement. Face aux problèmes récurrents auxquels sont confrontés les bureaux d’étude et les hydrogéologues agréés pour élaborer les documents de base afin de délimiter des périmètres de protection pertinents et applicables en milieu karstique, la DIREN de Franche-Comté a été à l’initiative d’une étude menée par le BRGM qui a conduit à l’élaboration d’un guide méthodologique. La méthode RISK proposée est une méthode multicritère à index de cartographie de la vulnérabilité intrinsèque des aquifères karstiques basée sur la cartographie de 4 critères : (i) R pour la roche aquifère, (ii) I pour les conditions d’infiltration (diffuse, ponctuelle), (iii) S pour le sol et la couverture protectrice et (iv) K pour le degré de karstification. Chaque critère comprend 5 classes définies. Les 4 critères sont affectés d’un indice de pondération ; l’addition de l’ensemble des cartes permet d’obtenir par analyse multicritère une carte de vulnérabilité comprenant 5 classes. La carte de vulnérabilité croisée à une carte des risques constitue la base pour la délimitation des périmètres de protection selon la législation en cours.

Abstract

Karst systems are generally considered as sensitive to contamination in comparison to other aquifers, namely the porous media. This particular sensitivity to contamination is directly linked to the strongly heterogeneous structure of karst aquifers and their hydrologic functioning. Processes of filtration or self-purification of contaminants do not have time to take place within karstic aquifer due to the fast water flow. Then, karstic aquifers request specific water protection in coherence with their structure and functioning characteristics. Due to the difficulties of engineering companies and hydrogeologist in charge of delineating the water protection areas to elaborate documents to be used to delineate protection areas, the Regional Direction of Environment of Franche-Comté initiated a study carried out by the BRGM (French Geological Survey). A methodological guide for the delineation of water protection areas in karstic environment in Franche-Comté was set up. The suggested RISK method is a multi-attribute index method of the intrinsic vulnerability method for karst aquifers ; this method takes into consideration the structure and the hydrological functioning of karst aquifer using 4 attributes: (i) R for the rock of the aquifer, (ii) I for infiltration conditions (diffuse, source point, in function of karst features and slope), (iii) S for the soil and protective cover and (iv) K for the karstification degree. Each attribute is divided into 5 classes ; a weighting index is given to each attribute. The addition of the maps set allows obtaining with a multi attribute analysis a