La modélisation hydrologique contribue à la recherche de nouveaux champs de captage pour sécuriser l'approvisionnement en eau dans les années à venir

Novafos est une grande entreprise de services publics au Danemark qui alimente en eau potable les habitants de la grande banlieue de Copenhague. Face à une augmentation de la demande en eau, il est nécessaire d'identifier des sitesadaptés pour de nouveaux champs de captage. L'un de ces sites potentiels se trouve sur la péninsule de Hornsherred, située sur l'île de Seeland, dans la région est du Danemark. Ramboll a été chargé de fournir des analyses sur les ressources en eau souterraine de la région. Grâce à un modèle hydrogéologique intégré, développé avec la technologie de DHI, Ramboll a aidé Novafos à localiser un nouveau champ de captage, et d'autres sont en cours d'identification.

Défi

Les services publics doivent rechercher de nouveaux champs de captage afin de garantir un approvisionnement en eau potable durable et fiable pour les habitants de la région. Ce besoin découle de plusieurs facteurs tels que la croissance démographique, l'augmentation de la demande en eau, les changements d'utilisation des terres, la contamination des sources d'eau existantes et l'impact du changement climatique sur la disponibilité de la ressource. Avec une recherche proactive de nouveaux champs de captage, il est possible d'atténuer les aléas liés à la rareté de l’eau. En tant que principal fournisseur d’eau au Danemark, Novafos avait besoin d’une solution capable d’identifier des emplacements adaptés pour établir de nouveaux champs de captage, afin de garantir la viabilité à long terme de ses réseaux d’approvisionnement en eau.

Solution

Ramboll a utilisé la modélisation hydrologique pour comprendre la dynamique des eaux souterraines sur le territoire d'Hornsherred. Ils ont développé un modèle hydrogéologique complet et entièrement dynamique basé sur MIKE SHE/MIKE HYDRO River (désormais MIKE+ Rivers), couvrant une superficie de 260 km². En intégrant des données telles que la géologie, les précipitations, l'évaporation et les caractéristiques des sols dans le modèle hydrogéologique intégré MIKE SHE, Ramboll a pu caler le modèle en fonction des niveaux d'eau souterraine observés et du débit des cours d'eau. Cela a permis de déterminer des valeurs optimales pour divers paramètres hydrauliques, notamment les conductivités hydrauliques des différentes unités géologiques représentées dans le modèle.

Le modèle final est utilisé pour simuler différents scénarios de prélèvement, aidant Novafos à évaluer les zones de captage, les impacts potentiels sur la ressource en eau souterraine, les variations du niveau de la nappe phréatique ainsi que leurs effets sur les zones naturelles protégées et les cours d’eau, conformément aux exigences de la directive-cadre sur l’eau (DCE), une législation de l’Union européenne (UE) qui établit des règles visant à atteindre le bon état des rivières, des lacs et des eaux souterraines en Europe.

Le modèle a également été alimenté avec des données climatiques afin de prédire les effets futurs du changement climatique, à partir du scénario d'émissions RCP 4.5. Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), ce scénario modéré prévoit un pic des émissions aux alentours de 2040, avant une diminution progressive. Un ensemble de simulations a été réalisé à partir de différents modèles climatiques régionaux afin d’évaluer la durabilité à long terme du captage de l’eau dans la zone concernée, en tenant compte de facteurs tels que les taux de recharge et l’impact du pompage sur les puits environnants.

Résultats

Les résultats du modèle révèlent que sous l'effet de l’augmentation des précipitations hivernales dans le futur, les niveaux piézométriques de l’aquifère calcaire connaîtront une légère hausse. Par conséquent, la ressource en eau souterraine dans cette zone ne devrait pas poser de problème en termes de quantité d’eau disponible. Les scénarios climatiques prévisionnels indiquent également que l’impact de la création d’un nouveau champ de captage, ou de l’augmentation des prélèvements actuels, est plus important que celui du changement climatique. Grâce à la modélisation hydrologique réalisée avec la technologie MIKE, Ramboll a fourni à Novafos des informations précieuses sur la dynamique des systèmes d’eau souterraine, leur permettant de prendre des décisions éclairées quant à l'implantation des nouveaux champs de captage, et de faciliter la procédure de demande d'autorisation de prélèvement auprès de la municipalité.