Etude sur la connaissance et la gestion des ressources en

Etude sur la connaissance et la gestion des ressources en eaux

souterraines de l’agglomération de Vichy - Projet AVENIR

Rapport intermédiaire

BRGM/RP-62058-FR Février 2013

Etude sur la connaissance et la gestion des ressources en eaux

souterraines de l’agglomération de Vichy - Projet AVENIR

Rapport intermédiaire

BRGM/RP-62058-FR Février 2013

Étude réalisée dans le cadre du projet de Service public du BRGM PSP11AUV12

C. Bertin, N. Graveline, S. Leconte, A. Poux, F. Prognon

Vérificateur :

Nom : J.-C. Maréchal

Date : 15/02/2013

Signature :

Approbateur :

Nom : P. Rocher

Date : 18/02/2013

Signature :

En l‟absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique, l‟original signé est disponible aux Archives du BRGM.

Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2008

Mots-clés : eaux souterraines, nappe alluviale, eaux minérales, eau potable, géothermie très basse énergie, agglomération de Vichy, Allier. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Bertin C., Graveline N., Leconte S., Poux A., Prognon F. (2013) - Etude sur la connaissance et la gestion des ressources en eaux souterraines de l‟agglomération de Vichy - Projet AVENIR. Rapport intermédiaire. BRGM/RP-62058-FR, 107 p., 44 ill., 1 ann. © BRGM, 2013, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l‟autorisation expresse du BRGM.

Projet AVENIR - Vichy Val d‟Allier

BRGM/RP-62058-FR – Rapport intermédiaire 3

Synthèse

Le présent rapport fait le point sur l‟avancement du projet AVENIR.

Il comporte les résultats du volet 1 relatif à l‟état des connaissances sur la géologie et les ressources en eaux souterraines au droit du territoire de Vichy Val d‟Allier.

La seule formation géologique aquifère avérée, et dont des caractéristiques hydrogéologiques sont connues, est celle des alluvions récentes de la rivière Allier.

L‟analyse des données bibliographiques a permis d‟identifier deux autres formations présentant un fort potentiel hydrogéologique au droit du territoire de Vichy Val d‟Allier :

les calcaires concrétionnés oligocènes de la rive droite de l‟Allier ;

les sables de Vendat qui se sont mis en place dans une cuvette sédimentaire tertiaire en rive gauche de l‟Allier.

Leurs caractéristiques hydrogéologiques sont assez mal connues, en particulier celles des sables de Vendat. Par ailleurs, il apparait que les calcaires concrétionnés sont localement impactés par les activités humaines qui peuvent restreindre certains usages (AEP par exemple).

Le volet 2 du projet, portant sur l‟analyse des usages économiques (approvisionnement en eau potable et géothermie très basse énergie), est partiellement achevé.

Une méthodologie d‟évaluation du potentiel géothermique a été expérimentée pour la commune de Cusset à partir du zonage de son territoire en polygones géo-localisés (typologie d‟habitat et année de construction).

L‟état des lieux et la prospective sur les demandes en eau ont montré que :

les demandes en eau ne devraient pas augmenter ;

des investissements significatifs ont été faits et sont en cours sur l‟interconnexion des réseaux afin de sécuriser l‟alimentation en eau potable.



Sommaire

1. Introduction ............................................................................................................. 9

2. Contexte géologique ............................................................................................. 10

2.1. INTRODUCTION ............................................................................................. 10

2.2. HISTOIRE GEOLOGIQUE ............................................................................... 13

2.2.1. Ere primaire : l‟orogénèse hercynienne ................................................... 13

2.2.2. Ere secondaire ........................................................................................ 14

2.2.3. Ere tertiaire ............................................................................................. 14

2.2.4. Alluvions quaternaires de l‟Allier ............................................................. 20

3. Contexte hydrogéologique ................................................................................... 23

3.1. METHODOLOGIE ............................................................................................ 23

3.2. RESULTATS .................................................................................................... 23

3.2.1. Formations paléozoïques ........................................................................ 25

3.2.2. Formations sédimentaires tertiaires ........................................................ 27

3.2.3. Formations sédimentaires quaternaires .................................................. 34

3.2.4. Formations alluviales .............................................................................. 36

3.2.5. Eaux minérales ....................................................................................... 42

3.3. CONCLUSION ................................................................................................. 43

4. Volet géothermie ................................................................................................... 47

4.1. PRESENTATION DE LA GEOTHERMIE ......................................................... 47

4.1.1. Différentes techniques ............................................................................ 47

4.1.2. Enjeux du développement de la géothermie ........................................... 51

4.2. ETAT DES LIEUX : INVENTAIRE DES OPERATIONS DE GEOTHERMIE EXISTANTES SUR LE TERRITOIRE DE VVA ....................................................................... 54

4.2.1. Difficulté de réaliser un état des lieux ...................................................... 54

4.2.2. Opérations en collectif/tertiaire ................................................................ 55

4.2.3. Opérations chez le particulier .................................................................. 57

4.3. DETERMINATION DES UTILISATEURS POTENTIELS DE LA GEOTHERMIE58

4.3.1. Enjeux ..................................................................................................... 58

4.3.2. Données utilisées ................................................................................... 60

4.3.3. Cartographie et caractérisation du secteur résidentiel ............................. 61

4.4. TRAVAIL RESTANT A REALISER ................................................................... 65

5. Approvisionnement en eau potable ..................................................................... 67


6 BRGM/RP -62058-FR – Rapport intermédiaire

5.1. OBJECTIFS ..................................................................................................... 67

5.2. ETAT DES LIEUX DES USAGES DE L‟EAU ................................................... 68

5.2.1. Eau potable ............................................................................................ 68

5.2.2. Eau agricole ........................................................................................... 76

5.2.3. Eau industrielle ....................................................................................... 77

5.2.4. Synthèse ................................................................................................ 78

5.3. QUELLE DEMANDE EN 2030 ? ...................................................................... 79

5.3.1. Eléments de rétrospective ...................................................................... 79

5.3.2. Prospective sur la demande en eau ....................................................... 82

5.4. COHERENCE ENTRE LES ETUDES DU SMEA ET LE SCoT ........................ 89

5.4.1. Prise en compte de la vulnérabilité des services d‟AEP .......................... 89

5.4.2. Economies d‟eau .................................................................................... 90

5.4.3. Sur les aspects de gestion financière ..................................................... 92

5.4.4. Cohérence des scénarios prospectifs SMEA et SCoT ............................ 92

5.5. CONCLUSION................................................................................................. 93

6. Conclusion générale ............................................................................................. 95

7. Bibliographie ......................................................................................................... 97



Liste des illustrations

Illustration 1 : Carte structurale du Massif Central (d‟après Faure et al., 2005, modifiée) .......... 10

Illustration 2 : Carte géologique simplifiée du territoire de Vichy Val d‟Allier à l‟échelle 1/100 00011

Illustration 3 : Visualtion en 3 dimensions de la morphologie du socle dans le secteur étudié .. 12

Illustration 4 : Chaîne varisque d‟Europe de l‟Ouest et d‟Afrique septentrionale au Permien moyen (≈ 270 Ma) (d‟après Matte, 2002, et Guillot et al, soumis) ..................................... 13

Illustration 5 : Carte des différentes parties du Rift Ouest Européen (Michon, 2000) ................. 15

Illustration 6 : Stratigraphie de la Limagne d‟Allier ( d'après Giot, (comm. pers. In Wattine, 2004)17

Illustration 7 : Paléogéographie du réseau fluviatile des Sables et argiles du Bourbonnais (Tourenq, 1989) .................................................................................................................. 19

Illustration 8 : Chronostratigraphie générale des formations alluviales quaternaires de l‟Allier en Limagne (Limagne des Buttes et Grande Limagne d‟Issoire à Vichy) depuis la formation des Sables et argiles du Bourbonnais jusqu‟aux dépôts actuels (Pastre, 2004) .................................................................................................................. 20

Illustration 9 : Etagement des terrasses de l‟Allier en Grande Limagne et Limagne Bourbonnaise (Pastre, 2005) .................................................................................................... 21

Illustration 10 : Localisation des points d‟eau de la base de donnée et des sources sur un fond géologique simplifié (rose et gris clair : formations paléozoïques, orangé : formations tertaires, vert : formations du début du Quaternaire, bleu clair et gris-bleu : formations alluviales) ......................................................................................... 24

Illustration 11 : Localisation des points d‟eau et des sources dans les formations du socle ...... 27

Illustration 12 : Localisation des points d‟eau et des sources dans les formations tertiaires carbonatées ....................................................................................................... 29

Illustration 13 : Localisation des points d‟eau et des sources dans les sables de Vendat .......... 33

Illustration 14 : Localisation des points d‟eau et des sources dans les formations sédimentaires quaternaires ....................................................................................................... 35

Illustration 15 : Localisation des points d‟eau et des sources dans les formations alluviales ..... 37

Illustration 16 : Localisation des champs captants implantés dans les alluvions récentes de l‟Allier ........................................................................................................................... 38

Illustration 17 : Piézométrie en moyennes eaux de la nappe alluviale de l‟Allier (BRGM/CETE, 1975) et localisation des indices d‟eau minérale dans les points d‟eau de la nappe .. 40

Illustration 18 : Localisation des points d‟eau dans les alluvions des affluents de l‟Allier ........... 41

Illustration 19 : Localisation des points d‟eaux minérales et du périmètre de protection des eaux minérales du bassin de Vichy ............................................................................ 42

Illustration 20 : Localisation des formations aquifères et des formations à fort potentiel aquifère sur le territoire de VVA ................................................................................................. 44

Illustration 21 : Présentation des différentes technologies alimentant une PAC applicables pour les maisons individuelles ......................................................................................... 49

Illustration 22 : Présentation des différentes technologies alimentant une PAC applicables pour les bâtiments collectifs............................................................................................. 50

Illustration 23 : Objectifs de production de chaleur géothermale en ktep (source : COMOP 10) 52

Illustration 24 : Coordination des démarches territoriales (source : MEEDDM, 2010)................ 53

Illustration 25 : Bilan SOeS pour la production d‟énergie renouvelable ...................................... 54



Illustration 26 : Localisation des points d‟eau déclarés en BSS pour un usage géothermique ... 58

Illustration 27 : Représentation des enjeux de la géolocalisation des utilisateurs potentiels de géothermie ......................................................................................................... 59

Illustration 28 : Recoupement du bâti selon des dates de construction : exemple de la commune de Cusset (données VVA) ...................................................................................... 62

Illustration 29 : Exemple de zonage du secteur résidentiel sur Cusset ....................................... 63

Illustration 30 : Zonage des consommmations du secteur résidentiel sur la commune de Cusset65

Illustration 31 : Gestion du service de l‟eau potable par commune ............................................. 69

Illustration 32 : Données sur le service de l‟eau potable pour l‟année 2009 ............................... 72

Illustration 33 : Estimation de la répartition des prélèvements sur le territoire de VVA .............. 73

Illustration 34 : Estimation des volumes produits par type de ressource en 1000 m3/an ............ 74

Illustration 35 : Vulnérabilité des systèmes d‟alimentation en eau potable (source : SMEA, mise en forme propre) ..................................................................................................... 75

Illustration 36 : Evolution des volumes prélevés sur la zone (données Agence de l‟eau Loire-Bretagne) ........................................................................................................... 77

Illustration 37 : Répartition des entreprises sur le territoire de Vichy Val d‟Allier (source : INSEE, 2011) .................................................................................................................. 77

Illustration 38 : Prélèvements industriels sur le territoire de VVA en m3 hors AEP (source : AELB,

extraction propre) ............................................................................................... 78

Illustration 39 : Synthèse des prélèvements d‟eau estimés par secteur d‟activité ...................... 78

Illustration 40 : Evolution de la population dans l‟Allier (source : INSEE) ................................... 79

Illustration 41 : Evolution des volumes facturés pour quelques communes ................................ 81

Illustration 42 : Evolution des rendements de distribution pour quelques communes de la zone82

Illustration 43 : Estimation de la demande en eau potable par commune pour les deux scénarios88

Illustration 44 : Synthèse de l‟ensemble des demandes en eau potable .................................... 89

Liste des annexes

Annexe 1. Compte rendu dela réunion du comité de pilotage du 12 septembre 2012 ............ 103



1. Introduction

Ce rapport présente l‟état d‟avancement du projet AVENIR (Agglomération de Vichy : Etude sur la coNnaissance et la gestIon des Ressources en eaux souterraines) tel qu‟il a été présenté aux membres du comité de pilotage qui s‟est réuni le 12 septembre 2012 à Vichy.

L‟objectif général du projet AVENIR est l‟amélioration des connaissances sur les ressources en eaux souterraines et leurs usages potentiels pour en assurer une gestion durable et rationnelle au mieux des intérêts de tous les utilisateurs actuels et futurs (eau potable, géothermie, thermalisme, industrie, irrigation…).

Compte tenu des priorités de la communauté d‟agglomération Vichy Val d‟Allier (VVA), le projet AVENIR est focalisé sur la géothermie très basse énergie (TBE) et l‟alimentation en eau potable.

Pour atteindre cet objectif, le projet est organisé en 3 volets :

Volet 1 : état des connaissances sur les ressources et leurs usages.

Le travail consiste en une recherche bibliographique et une synthèse des données géoscientifiques et techniques concernant la géologie et l‟hydrogéologie au droit des communes de VVA ;

Volet 2 : analyse des usages économiques potentiels

Les informations apportées par le volet précédent sont interprétées sous l‟angle des besoins en eau et aux bénéfices des plans et schémas d‟aménagement actuellement en chantier ou en préparation sur le territoire de VVA. Le travail proposé ne correspond pas à une étude de faisabilité mais constitue un outil d‟aide à la décision pouvant orienter la politique de la collectivité en matière d‟aménagement.

Le potentiel géothermique très basse énergie et l‟approvisionnement en eau potable sont évalués dans ce volet.

Volet 3 : synthèse générale et recommandations

L‟ensemble des résultats obtenus à l‟issue des volets 1 et 2 sont analysés et synthétisés en termes de nouvelles connaissances acquises (caractéristiques des aquifères et utilisations potentielles) et d‟orientations et de recommandations quant à la valorisation et la gestion des ressources en eau souterraine pour la géothermie TBE et l‟alimentation en eau potable.



2. Contexte géologique

2.1. INTRODUCTION

La communauté d‟agglomération Vichy Val d‟Allier se trouve au nord du Massif central français (illustrations 1).

Illustration 1 : Carte structurale du Massif Central (d’après Faure et al., 2005, modifiée)

La région de Vichy est composée de roches témoignant d‟une histoire géologique riche et variée s‟étalant depuis la formation de la ceinture orogénique hercynienne (ou varisque) au Paléozoïque (ère primaire) jusqu‟au drainage quaternaire de la Limagne par l‟Allier (Illustration 2).

Le bassin des Limagnes occupe la grande majorité du territoire dont seule la partie orientale s‟appuie sur les roches hercyniennes de la Montagne Bourbonnaise.



Illustration 2 : Carte géologique simplifiée du territoire de Vichy Val d’Allier à l’échelle 1/100 000

L‟illustration suivante reprend, sur un schéma en 3 dimensions, la morphologie actuelle des formations du socle (paléozoïque) dans le secteur étudié. Ces formations, représentées ici en rose clair et gris, affleurent sur le versant oriental (seuil ou horst).



Sur le reste du territoire, le socle est masqué par des formations géologiques plus récentes dont l‟épaisseur peut-être conséquente, en particulier au niveau de la fosse (ou graben) de Vichy (estimée à 1250 m de profondeur).

Illustration 3 : Visualtion en 3 dimensions de la morphologie du socle dans le secteur étudié

Schéma haut : vue WNW, schéma bas : vue NW. La profondeur du socle croît à partir de la surface du sol, de la teinte rose à la teinte bleue. Les secteurs en gris et rose clair représentent les zones où le socle est affleurant.



2.2. HISTOIRE GEOLOGIQUE

La synthèse géologique suivante reprend en partie les éléments de la notice de la carte de Lapalisse (Bogdanoff et al., inédit).

2.2.1. Ere primaire : l’orogénèse hercynienne

Les roches cristallines armant la Montagne Bourbonnaise appartiennent au socle cristallin paléozoïque (ou ère primaire) du Massif central français qui constitue la plus large zone d‟affleurements de la chaîne hercynienne d‟Europe occidentale (Illustration 4).

Ces roches cristallines constituent en fait la partie profonde d‟une vaste chaîne de montagnes qui traversait l‟Europe et a été formée au cours de l‟ère primaire, entre 420 et 280 millions d‟années (Autran and Cogné, 1980 ; Bard et al., 1980 ; Franke, 1989 ; Lardeaux et al., 2001 ; Matte, 1986 ; Pin, 1990).

Illustration 4 : Chaîne varisque d’Europe de l’Ouest et d’Afrique septentrionale au Permien moyen (≈ 270 Ma) (d’après Matte, 2002, et Guillot et al, soumis)

Au début du Carbonifère (Viséen inférieur), des dépôts marins terrigènes silto-gréseux recouvrent une ancienne aire continentale.

Au Viséen moyen, un début de surrection provoque le retrait de la mer et des dépôts littoraux gréseux et conglomératiques, produits du démantèlement de la zone émergée.

Au Viséen supérieur, la surrection s'intensifie, des fracturations se produisent, sièges d'un volcanisme en majorité de type explosif. Ces émissions tout d'abord sous-marines deviennent littorales puis terrestres au fur et à mesure du retrait de la mer.



A la fin du Carbonifère, des plissements s'accompagnent de la mise en place de massifs de granite porphyroïde, puis de granites équigranulaires, de microgranites porphyriques et de microgranites aphanitiques. Cette phase de compression entraine la fracturation selon des failles orientées NE-SW et NW-SE. Elle est entre autre responsable de la formation du sillon houiller.

Ces roches ont été exhumées lors de l‟effondrement de la chaîne entre 300 et 280 millions d‟années.

Cette évolution s‟est accompagnée de la mise en place de plutons granitiques (Duthou et al., 1984 ; Gebelin, 2004), de la formation de vastes dômes de migmatites (Burg et Vanderhaeghe, 1993 ; Dupraz et Didier, 1988 ; Ledru et al., 2001 ; Vanderhaeghe et al., 1999), de manifestations métamorphiques (Burg et al., 1984 ; Burg et Matte, 1978 ; Demay, 1948 ; Ledru et al., 1989) et le dépôt de sédiments détritiques continentaux et du houiller dans des bassins d‟effondrement.

2.2.2. Ere secondaire

L‟histoire géologique postérieure au Paléozoïque est très mal connue.

Au cours du Mésozoïque (ou ère secondaire), l‟évolution tectonique de l‟Europe de l‟Ouest est contrôlée par l‟ouverture de l‟océan Atlantique et de la Téthys.

L‟absence de dépôts sédimentaires de cette période au sein du Massif central français suggère qu‟il s‟agissait alors d‟un haut topographique émergé (Dercourt et al., 1993) quoiqu‟un recouvrement par les sédiments du Mésozoïque suivi d‟une exhumation soient proposés sur la base de données thermochronologiques (Barbarand et al., 2001). Il est possible que le substratum hercynien (bassin houiller inclus) ait été altéré à cette période.

Donzeau et al. (2006 b) considèrent que la région a pu être recouverte d‟une mer peu profonde pendant le Lias et le Dogger (Jurassique moyen), qui auraient apporté des sédiments silico-calcaires, en rupture avec les apports terrigènes du Trias (début de l‟ère secondaire). Selon ces mêmes auteurs, aucune trace ne subsiste d‟éventuels sédiments marins d‟âge plus récents que le Dogger.

Au cours du Crétacé supérieur (fin ère secondaire) et au Paléocène (début de l‟ère tertiaire), la compression pyrénéenne détermine une surrection du continent avec des déformations de grande longueur d‟onde (Guillocheau et Wyns, 1999 ; Wyns, 2001 et 1999 ; Wyns et Guillocheau, 1999) et de faible amplitude (quelques centaines de mètres) qui perdure actuellement.

2.2.3. Ere tertiaire

Le paléogène est une période où la région est continentale et soumise à des climats chauds et humides, propices à une intense altération et à l‟existence de fleuves importants et actifs ou de lacs en zones de tectonique subsidente.

Les Limagnes

Les Limagnes font partie de ces zones de subsidence qui vont marquer différentes étapes de l‟évolution des paysages de la région (Simon-Coinçon et al., 1983 et 2000 ; Thiry et Simon-Coinçon, 1996 ; Thiry et Dupuis, 2000 ; Wyns et al., 2003 ; Wattine, 2004).



Pour l‟histoire de l‟ensemble horst (Forez) et graben (Limagnes), nous pouvons en grande partie reprendre la synthèse d‟A. Wattine (2004) :

« …Brousse et Bellon (1983) associent la naissance du rift à une remontée de l’asthénosphère au front du massif alpin. Cette remontée aurait généré un bombement de surface avec effondrement axial, en relation avec les fractures et discontinuités hercyniennes (Bergerat, 1987b).

Durant tout l’Oligocène, le rift ouest-européen va s’ouvrir suite à une distension générale orientée principalement Est-Ouest (bassin rhénan, Limagnes) dans toute sa partie septentrionale (Illustration 5).

Dès la fin de la distension oligocène, le régime tectonique change pour passer à une compression NE-SW qui affecte la majeure partie de l’Europe sans affecter notablement l’Ouest du rift (Limagne, Bresse).

Enfin, durant le Miocène, et probablement jusqu’au Pliocène supérieur, un raccourcissement E-W à NW-SE affecte l’Europe de l’ouest, plus ou moins marqué suivant les régions (Bergerat, 1987) …».

Illustration 5 : Carte des différentes parties du Rift Ouest Européen (Michon, 2000)

Dans l'ensemble, l'orientation des grabens et le volcanisme tertiaire sont parallèles à l'arc alpin.

On constate ainsi un ensemble d‟altérites sur le Forez, dont une partie s‟est formée avant les premiers sédiments fluviatiles (et/ou fluvio-lacustres) identifiés dans les Limagnes et attribués à l‟Eocène (Paléogène moyen).



Dès cette époque, un intense décapage des formations d‟altération est attesté (Giot et al., 1976 ; Wattine, 2004) et contribue au remplissage des Limagnes. L‟altération s‟est bien sûr poursuivie lors de chaque période humide permettant le lessivage, y compris lors des froids quaternaires.

Il est désormais avéré (Wattine et al., 2010) que, dans la région, le socle a été couvert de dépôts sédimentaires au Crétacé supérieur, vraisemblablement de la craie qui a été altérée ensuite et dont les reliques ont été érodées et sédimentées dans les bassins des Limagnes.

Les Limagnes, zones de subsidence réactivée à diverses périodes encore mal identifiées depuis le début du Mésozoïque, furent propices à la mise en place de grands lacs, notamment à l‟Oligocène, milieux lacustres avec des dépôts d‟argiles et de carbonates d‟âge oligocène à miocène inférieur (Wattine, 2004 ; Giot et al., 1976 ; Donzeau et al., 2006a et b). On y détecte parfois de véritables constructions biologiques (stromatolithes) ou la présence de calcrêtes pédologiques en situation de berges.

Divers travaux (Rey, 1971 ; Cavelier, 1972 ; Gorin, 1975 ; Giot et al., 1976 ; Hugueney, 1997 ; Hugueney et al., 1999 ; Wattine, 2004 ; Renfert et Wernert, 2005) montrent que la Limagne bourbonnaise est composées de 6 séquences sédimentaires qui ne sont pas toujours identifiables à l‟affleurement. En effet, ces séquences sont en partie de faciès fluviatiles qui peuvent être érosifs sur leur base et très variables latéralement.

La thèse de Wattine (2004) sert à ce jour de référence sur les dépôts oligo-miocènes de Limagne. Cette étude montre l‟évolution de l‟environnement au cours du temps, depuis une sédimentation à caractère saumâtre (Oligocène) à des environnements de transition, alternativement d‟eau douce et d‟eau saumâtre (limite oligo-miocène), puis à des environnements purement lacustres à l‟Aquitanien (Illustration 6).

Les variations de salinité sont mises en évidence par les assemblages de faunes lacustres. A la fin de l‟Aquitanien supérieur, l‟environnement est marécageux. Probablement à partir du Burdigalien, le milieu devient franchement fluviatile.



Illustration 6 : Stratigraphie de la Limagne d’Allier ( d'après Giot, (comm. pers. In Wattine, 2004)

Les dépôts fluviatiles mio-pliocènes

Selon Tourenq (1989), la formation de Vendat témoigne d‟un paléo-écoulement fluviatile du sud vers le nord. Elle semble s‟être mise en place dans une structure en cuvette entaillée dans les marnes oligocènes avant d‟être recouverte par la Formation du Bourbonnais.

L‟épaisseur totale est d‟environ 40 mètres à Vendat et 30 m à Broût-Vernet où le sommet est peut-être tronqué. La formation de Vendat se distingue de la Formation du Bourbonnais par l‟absence de zircons volcaniques et de quartz à ponce, et par la présence de très rares augites.



A partir du Pliocène (fin de l‟ère tertiaire), les Sables et argiles du Bourbonnais (Formation du Bourbonnais) signalent une reprise de l‟érosion fluviatile des monts granitiques environnants et de leur couverture d‟altérites (Tourenq,1989) (Illustration 7).

Cette phase d‟érosion et de sédimentation fluviatile intervient après une lacune de l‟ordre de 15 millions d‟années dont il est difficile de percevoir ce que fut le paysage de l‟époque dans la région concernée par cette coupure.

Les Sables et Argiles du Bourbonnais sont en discordance sur le remplissage des Limagnes.

Les travaux de synthèse de J. Tourenq (1986 et 1989) ont permis de démontrer les apports différents de l‟Allier et de la Loire de l‟époque, en relation avec le volcanisme montdorien actif sur les versants de l‟Allier. De plus, une partie de ce contenu minéralogique, en relation avec les édifices montdoriens, a aussi permis de dater ces sables entre 3,07 Ma et 1,94 Ma, soit du Pliocène au Pléistocène ancien.

Dans le détail, ces sables contiennent des grains plus ou moins émoussés de quartz, de feldspath et de fragments de roches (granites et granitoïdes, microgranites, rhyolites) souvent enrobés d‟un enduit d„oxydes de manganèse, et dans une matrice d‟argiles en partie kaoliniques.



Illustration 7 : Paléogéographie du réseau fluviatile des Sables et argiles du Bourbonnais (Tourenq, 1989)



2.2.4. Alluvions quaternaires de l’Allier

Les périodes froides qui alternent depuis 2,5 millions d‟années avec des périodes interglaciaires (Illustration 8) ont connu une dynamique de versant intense, due aux phases de gel/dégel qui a provoqué des mouvements lents de solifluxion, gélifluction et cryo-reptation sur les versants, lors des périodes de dégel (printemps).

Illustration 8 : Chronostratigraphie générale des formations alluviales quaternaires de l’Allier en Limagne (Limagne des Buttes et Grande Limagne d’Issoire à Vichy) depuis la formation des Sables et argiles du

Bourbonnais jusqu’aux dépôts actuels (Pastre, 2004)



Ces dégels, outre la mobilité des versants, ont déterminé aussi de très importants afflux d‟eau dans les rivières, permettant le transit de fractions grossières (galets) à partir des fragments rocheux des dépôts de versants.

Ces alluvions grossières se sont peu à peu étagées dans les principales vallées dont la taille est à l‟image de ces écoulements périglaciaires (Illustration 9).

Illustration 9 : Etagement des terrasses de l’Allier en Grande Limagne et Limagne Bourbonnaise (Pastre, 2005)

Ce schéma a été perturbé par la tectonique qui a provoqué des déformations que l‟on considère comme encore actives (Donzeau et al., 2006 ; Bonnet et al., 2000).

Un deuxième paramètre qui a modifié la « simple » géométrie de ces alluvions en terrasse est l‟importance des déformations thermiques dues aux phénomènes volcaniques régionaux (Lucazeau et Vasseur, 1981 ; Lucazeau et al., 1984). En l‟absence de moyen de datation fiable des niveaux d‟alluvions, il est difficile de faire la part des choses entre des alluvions d‟âges différents et un même niveau déformé par l‟ensemble de ces phénomènes.

Les dernières phases froides antérieures au Pléistocène supérieur se marquent par des restes d‟alluvions en position latérale et surélevée par rapport au lit actuel des ruisseaux. Ces rivières occupent une vallée à fond plat dont la taille, largement disproportionnée par rapport à l‟écoulement actuel, est acquise lors de la dernière phase froide, il y a moins de 100 000 ans.

L‟interglaciaire actuel, l‟Holocène, qui débute il y a environ 10 000 ans se marque par un remplissage des vallées par des fines et des écoulements de ruisseau très limités par rapport aux périodes froides. De même, sur les versants, les mouvements sont désormais inexistants ou très limités par rapport aux périodes froides.

Le dépôt des alluvions de l'Allier et de ses affluents scelle l‟histoire géologique de la région.





3. Contexte hydrogéologique

3.1. METHODOLOGIE

L‟analyse et la synthèse du contexte hydrogéologique au droit des communes de la communauté d‟agglomération ont été réalisées à partir des informations existantes. Aucune investigation de terrain n‟a été réalisée conformément au cahier des charges de l‟étude.

La recherche des données s‟est effectuée à partir des informations disponibles au BRGM (rapports, notes techniques, thèses, banque de données du sous-sol …), des rapports fournis dans le cadre de l‟étude par les services techniques des communes ou de VVA, des informations présentes sur Internet (thèses, rapports des Agences de l‟Eau…). Les sociétés de forages travaillant en Auvergne ont également été sollicitées.

Tous les sondages et forages présentant une coupe géologique exploitable et des indications sur un ou plusieurs niveaux aquifères ont été analysés et répertoriés dans une base de données comportant plusieurs champs :

Indice BSS, coordonnées géographiques, altitude du point, usage, mode de gisement, nom (pour les eaux minérales) ;

Formation géologique, horizon aquifère ;

Niveau d‟eau mesuré et venue(s) d‟eau (cote relative et absolue), type de nappe (captive ou libre), épaisseur de l‟aquifère, débit ;

Perméabilité, coefficient d‟emmagasinement ;

Qualité : pH, conductivité, température, teneurs en lithium, fluor, arsenic, nitrates, présence de gaz …

La base de données sur les points d‟eau (PE) a été transposée dans un système d‟information géographique (SIG).

Les sources donnant naissance à des ruisseaux reportés sur le fond de carte IGN à 1/25 000 ont également été cartographiées sous SIG.

Compte-tenu de la diversité des faciès géologiques répertoriés sur le territoire de VVA, et pour simplifier l‟analyse et la synthèse des données, les différentes formations géologiques ont été regroupées en fonction de leur âge et de leur lithologie.

3.2. RESULTATS

Près de 600 points d‟eau (forages, sondages, puits) et 250 sources sont répertoriés dans la base de données (Illustration 10)

Quatre masses d‟eau souterraine sont concernées :

FRGG051 : Sables, argiles et calcaires du Tertiaire de la Plaine de la Limagne ;

FRGG128 : Alluvions Allier aval ;



FRGG052 : Alluvions Allier amont ;

FRGG143 : Madeleine bassin versant Allier.

Illustration 10 : Localisation des points d’eau de la base de donnée et des sources sur un fond géologique simplifié (rose et gris clair : formations paléozoïques, orangé : formations tertaires, vert : formations du

début du Quaternaire, bleu clair et gris-bleu : formations alluviales)



L‟examen approfondi des informations disponibles a mis en avant deux éléments principaux, à savoir :

une répartition inégale des points d‟eau sur le territoire étudié ;

des informations relatives aux ressources en eau souterraine (qualité, débits exploitables ou exploités, caractéristiques hydrodynamiques des nappes …) relativement peu nombreuses dans les dossiers examinés, hormis pour les travaux qui ont été réalisés dans un objectif de recherche d‟eau : forages pour l‟alimentation en eau potable (AEP), pour l‟irrigation ou pour l‟exploitation des eaux minérales.

Il en résulte qu‟un certain nombre d‟entités géologiques ne disposent que de très peu d‟informations d‟ordre hydrogéologique hormis une indication de profondeur d‟eau.

Les ensembles géologiques ont néanmoins été classés en quatre classes en fonction des données disponibles :

formations aquifères; Cette classe regroupe les entités géologiques dans lesquelles des aquifères sont identifiés et dont les caractéristiques sont connues ;

formations à potentiel aquifère. Les entités concernées présentent des éléments témoignant de la présence d‟horizons géologiques aquifères mais dont les caractéristiques (extension, débit exploitable, qualité …) sont insuffisamment connues ;

formations localement aquifères. Sont regroupées dans cette catégorie les formations qui comportent de petits niveaux aquifères souvent déconnectés les uns des autres au sein d‟une même formation ;

formations sans horizon aquifère connu. Les formations géologiques concernées ne présentent pas d‟indication sur la présence d‟eau et/ou la lithologie des formations n‟est pas favorable à la constitution de nappes (formations argileuses par exemple).

Les précautions d‟utilisation de la base de données relative aux points d‟eau sont les suivantes :

1. Les informations figurant dans la base de données s‟appuient sur des informations déclaratives, le BRGM ne saurait être tenu pour responsable des éventuelles anomalies ;

2. Les dates de mesures du niveau d‟eau et la nature du repère (margelle, tête de puits, sol …) n‟étant pas toujours indiquées dans les dossiers techniques, il n‟est pas possible d‟utiliser les hauteurs reportées dans la base de données pour établir des cartes piézométriques.

3.2.1. Formations paléozoïques

Ces formations géologiques anciennes constituent le sous-bassement du secteur d‟étude. Elles n‟affleurent qu‟à l‟est du territoire étudié et sont affectées par une intense fracturation.

Ces formations ont été regroupées en deux grands ensembles :

les granites au sens large ;

les formations sédimentaires et volcano-sédimentaires du Viséen.



Seuls quatre points d‟eau sont recensés dans les formations paléozoïques en BSS : 3 forages dans les granites de la commune de Busset et un forage réalisé sur la commune de Saint-Germain-des-Fossés (illustration 10) :

à Busset, les venues d‟eau sont apparues au droit de fractures d‟origine tectonique entre 19 et 36 m selon les forages ;

à St-Germain, le forage, d‟une profondeur totale de 80 m, a recoupé les formations sédimentaires tertiaires de la Limagne avant de rencontrer une venue d‟eau vers 42 m dans le socle. La nappe était artésienne.

De très nombreuses sources sont répertoriées dans ces formations. Elles représentent les exutoires des petites nappes alimentées par les précipitations, qui se mettent en place dans les horizons altérés des formations du socle.

Les bassins d‟alimentation de ces sources sont souvent circonscrits aux bassins versant topographiques, mais l‟existence de fractures d‟origine tectonique ouvertes permet localement de drainer des territoires plus étendus. Les débits des sources sont généralement relativement modestes et assez fluctuants.

Les eaux souterraines qui circulent dans les formations paléozoïques présentent toutes un caractère acide (pH < 7). Leur minéralisation est assez faible en ce qui concerne les aquifères de l‟horizon altéré. Les venues d‟eau des circulations fissurales peuvent présenter une minéralisation plus élevée et comporter des éléments indésirables (arsenic par exemple).

Ces formations sont classées dans la catégorie des « formations localement aquifères ».



Illustration 11 : Localisation des points d’eau et des sources dans les formations du socle

3.2.2. Formations sédimentaires tertiaires

Ces formations se sont mises en place au cours de l‟ère tertiaire dans le bassin d‟effondrement de la Limagne. Elles sont essentiellement présentes en rive droite de l‟Allier.



Ces formations étant très variées, il a été nécessaire de procéder à des regroupements selon leur nature pétrographique et leur âge.

a) Sédiments tertiaires carbonatés

L‟illustration 12 indique la localisation des sources et des points d‟eau présents dans ces formations. Les points d‟eau correspondant aux venues d‟eau minérale « piégées » dans les formations sédimentaires ne sont pas indiqués sur cette illustration.

Elles sont présentées ci-après, des formations les plus récentes aux plus anciennes.

Colluvions sur substrat oligocène

Cet ensemble est bien représenté en rive gauche de l‟Allier. Les colluvions sont alimentées par les formations sédimentaires quaternaires ou par les formations tertiaires, et elles reposent sur un substrat oligocène.

La composante argileuse est assez développée dans ces formations qui forment fréquemment le substratum imperméable des formations géologiques quaternaires sus-jacentes. On y recense néanmoins quelques points d‟eau et sources.

Des forages situés sur les communes de Brugheas et Espinasse-Vozeille révèlent en effet la présence de petits niveaux aquifères à des profondeurs inférieures à 10 m. L‟extension des nappes parait être assez faible comme le montrent deux forages distants de 250 m à Brugheas, qui ont donné pour l‟un un niveau aquifère à 6 m environ de profondeur, et pour l‟autre une absence d‟eau sur la totalité du forage (136 m de profondeur).

Un forage utilisé pour l‟irrigation est recensé sur la commune de Cognat-Lyonne. Nous ne disposons d‟aucune donnée sur l‟aquifère capté mais, d‟après la carte géologique, cet ouvrage est implanté au droit d‟une faille supposée qui doit jouer le rôle de drain pour les eaux souterraines.

Des sources apparaissent dans ces formations, notamment au droit des changements de lithologie et en particulier à l‟interface avec les colluvions apportées par les ruisseaux.

Au niveau de la commune de Bellerive-sur-Allier, plusieurs points d‟eau révèlent la présence d‟un horizon aquifère vers 8-12 m de profondeur, de part et d‟autre du ruisseau du Briandet (secteurs du centre aquatique et du cimetière). Selon les informations disponibles, cette nappe est orientée vers l‟est. Elle peut être captive sous les alluvions anciennes et elle devient même artésienne au droit des colluvions recouvrant les sédiments oligocènes.

Cet ensemble est classé dans les « formations localement aquifères ».



Illustration 12 : Localisation des points d’eau et des sources dans les formations tertiaires carbonatées



Calcaires concrétionnés de l‟Oligocène supérieur

Ces entablements calcaires, qui forment une partie des reliefs du territoire étudié, sont entrecoupés localement de sédiments marneux et sableux. Surtout présents en rive droite de l‟Allier, ils ont été traversés par des forages qui ont révélé l‟existence de niveaux aquifères.

La roche réservoir est constituée par les calcaires à porosité de fissures (zones fracturées) et les niveaux sableux à porosité d‟interstices. Des formations marneuses jouent le rôle de substratum imperméable. La morphologie de ce contact est très vraisemblablement irrégulière. Ces irrégularités topographiques guident les écoulements souterrains qui donnent naissance à des sources captées pour des usages domestiques ou pour l‟Alimentation en Eau Potable. Parmi les captages d‟AEP, on peut citer les captages des Evorests et de Quinssat sur la commune d‟Abrest, ainsi que le captage de Fontcroze (à présent abandonné) sur la commune de Billy.

Les débits des sources sont souvent assez variables temporellement et en relation assez étroite avec la pluviométrie, soulignant le rôle important de la circulation rapide de l‟eau au sein des fissures. Ces aquifères sont par conséquent relativement vulnérables aux pollutions anthropiques.

La conductivité moyenne de l‟eau souterraine de ces aquifères est comprise entre 500 et 600 µS/cm. Le pH légèrement basique (entre 7.4 et 7.7) et les teneurs en calcium et bicarbonates sont cohérents avec la nature carbonatée du réservoir. Les teneurs en nitrates ne sont pas négligeables, entre 16 et 30 mg/l en moyenne aux captages d‟AEP d‟Abrest. D‟origine anthropique (cultures et assainissement), elles révèlent la fragilité de ces aquifères vis-à-vis des activités humaines.

o Le massif d‟Abrest / Le Vernet

Ce massif, situé le plus au sud, renferme une nappe comme en témoignent les captages d‟AEP d‟Abrest, les puits (de 7 à 24 m de profondeur) recensés lors d‟une enquête sur l‟assainissement à Quinssat et les deux forages géothermiques réalisés dans le bourg du Vernet.

Les caractéristiques hydrodynamiques de cette nappe ne sont pas connues. Le sens d‟écoulement parait être dirigé vers le sud-ouest car les sources de Quinssat et des Evorests semblent être les seuls exutoires connus autour du massif. Les débits de ces sources sont compris en 0.7 et 2.6 m3/h et leur température varie de 11 à 17 °C.

Les forages géothermiques du Vernet ont rencontré l‟eau entre 63 m et 67 m de profondeur, ce qui correspond grossièrement à la cote d‟émergence des captages AEP. Le gradient d‟écoulement de la nappe semble par conséquent assez faible.

o Le massif de Creuzier

Trois points d‟eau sont répertoriés dans le massif, sur la commune de Creuzier-le-Neuf : un ancien captage AEP situé à l‟interface des calcaires et du soubassement marneux et deux puits dont un est associé à une faille supposée. La nappe est à faible profondeur au droit des puits (environ 3-4 m).



o Le massif de Billy

Plusieurs sources sont recensées à l‟interface entre les calcaires concrétionnés situés au nord de Billy et le soubassement marneux. Parmi elles, on trouve un ancien captage AEP (« source de Fontcroze ») et la « source du Lac ».

Les débits de la source de Fontcroze ne sont pas connus avec précision : la littérature existante mentionne des débits compris entre 6 et 14 m3/h pouvant, lors d‟étiages prononcés, devenir nuls pendant quelques heures. A présent abandonné, cet ouvrage présentait des concentrations non négligeables en nitrates et pesticides.

La source du Lac, quant à elle, tire son nom d‟une croyance locale qui prétendait que le plateau de Billy abritait un lac souterrain. Cette source correspond en fait à l‟exutoire de petites galeries aménagées par l‟Homme, partiellement noyées.

De nombreux forages de reconnaissance géologique ont été réalisés au droit du plateau, qui ont très souvent mis en évidence la présence de niveaux aquifères pouvant être localement superposés. L‟eau se rencontre à des profondeurs comprises entre 10 et 20 m. Dans certains secteurs, la nappe est captive.

Il existe très peu d‟informations sur la présence d‟horizons aquifères dans les calcaires concrétionnés situés au sud de Billy. Deux puits témoignent cependant de la présence d‟une nappe vers 6 m de profondeur aux lieudits Grand Poénat et Garba (commune de Billy).

Ces formations sont classées dans les « formations à potentiel aquifère ».

A noter : ces calcaires concrétionnés sont également présents en rive gauche de l‟Allier, sur la commune de Cognat-Lyonne. Nous ne disposons d‟aucune donnée (points d‟eau, source) sur ce secteur.

Marnes et calcaires de l‟Oligocène supérieur

Ainsi qu‟il a été vu précédemment, ces formations constituent le soubassement imperméable des calcaires concrétionnés.

Des points d‟eau (essentiellement des puits domestiques) sont répertoriés çà et là mais ils ne captent pas de véritables nappes. En effet, les horizons aquifères captés correspondent souvent :

soit aux résurgences des sources de l‟aquifère des calcaires concrétionnés sus-jacent qui se ré-infiltrent dans les formations marneuses et réapparaissent à la surface à la faveur d‟un niveau moins perméable ;

soit à la présence de « passées » plus sableuses, d‟extension limitée, qui permettent localement l‟accumulation d‟eau d‟origine météorique.

L‟eau souterraine est rencontrée en général vers 5-6 m de profondeur. Compte-tenu de la faible extension des horizons aquifères, la productivité des puits est limitée et ces derniers ne peuvent subvenir qu‟à des besoins domestiques.

Cette absence d‟horizons aquifères de grande extension a été mise en évidence sur la commune d‟Abrest où deux forages, réalisés pour un usage géothermique, l‟un au lieu-dit les



Brages (90 m de profondeur) et l‟autre à 200 m au sud-ouest des captages des Evorests (132 m de profondeur), n‟ont rencontré aucun niveau d‟eau.

Ces formations sont classées dans les « formations localement aquifères ».

Argiles, marnes et sables de l‟Oligocène supérieur

Présentes au nord-est du territoire étudié, ces formations sont relativement peu perméables et ne favorisent pas la mise en place d‟horizons aquifères. Aucun point d‟eau n‟est recensé dans ces formations. Seules quelques sources apparaissent à l‟interface entre des changements de lithologie, en particulier avec les colluvions des cours d‟eau.

Cet ensemble est classé dans les « formations sans horizon aquifère connu ».

Calcaires et calcaires gréseux de l‟Oligocène moyen

Ces calcaires sont présents en rive droite de l‟Allier dans le secteur de St-Germain-des-Fossés.

Des points d‟eau sont recensés dans ces formations. Ils montrent qu‟il peut exister localement soit des horizons aquifères sub-superficiels (eau à moins de 10 m de profondeur), soit des aquifères un peu plus profonds. En effet, un forage réalisé dans la zone industrielle du Coquet (St-Germain-des-Fossés) a révélé la présence d‟un niveau sableux aquifère à 45 m de profondeur.

Ces formations sont classées « formations localement aquifères ».

Arkoses, argiles et marnes de l‟Oligocène moyen

Ces sédiments sont très peu représentés. Ils comptent quelques sources qui semblent pour la plupart liées au réseau de fracturation.

Ils sont classés comme « formations sans horizon aquifère connu ».

Sables argileux et marnes de l‟Eocène/début Oligocène

Présentes en rive droite de l‟Allier, ces formations ne comportent pas de points d‟eau connus ni de sources.

Elles sont classées comme « formations sans horizon aquifère connu ».

b) Sédiments tertiaires détritiques

Les formations tertiaires détritiques du territoire étudié comprennent les sables de Vendat et des sables et argiles tertiaires à quaternaires non différenciés. Ces formations indifférenciées ont été classées dans les formations quaternaires et sont étudiées plus loin.

La formation sableuse de Vendat, d‟âge mio-pliocène, s‟est mise en place en rive gauche de l‟Allier, dans une cuvette entaillée dans les marnes oligocènes qui forment le substratum imperméable de l‟aquifère.

Surmontés par les Sables et argiles du Bourbonnais (cf paragraphe 2.5.1.), les sables de Vendat affleurent sur une superficie assez réduite (environ 260 ha) sur les communes de Vendat, St-Rémy-en-Rollat et Espinasse-Vozelle (illustration 13).



Illustration 13 : Localisation des points d’eau et des sources dans les sables de Vendat

Plusieurs points d‟eau sont recensés dans cet ensemble de granulométrie globalement plus fine que les Sables et argiles du Bourbonnais sus-jacents.

La puissance de ces sables est variable : de l‟ordre de 3-4 m au sud et à l‟ouest et jusqu‟à quinze mètres d‟épaisseur au droit du lieu-dit les Landes (commune de Vendat), comme l‟a montré un forage destiné à un usage géothermique.



Les forages ont montré que les sables de Vendat contiennent une nappe libre dont les caractéristiques sont très mal connues au droit du territoire étudié.

L‟épaisseur de la zone saturée est de l‟ordre de 3 m au sud et à l‟ouest et elle est plus importante au droit du bourg de Vendat, en cohérence avec la puissance plus développée des sables.

Sur la commune de Vendat, la nappe se rencontre à des profondeurs plus importantes en rive gauche du Béron qu‟en rive droite : entre 13 et 25 m de profondeur pour la rive gauche et 9 m pour la rive droite.

Dans certains secteurs, une continuité hydraulique existe entre la nappe des sables de Vendat et les Sables et argiles du Bourbonnais. Il est donc vraisemblable que ces deux formations contiennent une seule et même nappe.

Les captages d‟AEP du SIAEP de Vendat-Charmeil-St Remy en Rollat « Nony », « Blanchard » et « le Rozet », bien qu‟implantés dans les alluvions du Guêle, sont alimentés en grande partie par les sables de Vendat, en particulier la galerie drainante du Rozet.

Des sources sont également observées à la base des sables, à l‟interface avec les sédiments tertiaires carbonatés ou les colluvions des ruisseaux.

Ces formations sont classées dans les « formations à potentiel aquifère ».

3.2.3. Formations sédimentaires quaternaires

Les Sables et argiles du Bourbonnais représentent l‟essentiel des formations sédimentaires quaternaires du secteur étudié (illustration 14). Ils sont principalement situés en rive gauche de l‟Allier.

a) Sables et argiles du Bourbonnais

Quelques forages sont répertoriés dans ces formations sur les communes de Seuillet, Cognat et St-Rémy-en-Rollat. L‟eau est rencontrée entre 9 et 18 m de profondeur. Les dossiers ne comportent pas d‟autres indications hydrogéologiques hormis le forage de Cognat pour lequel est indiqué un débit de 2 m3/h.

De nombreuses sources apparaissent à la base de cette formation ainsi qu‟à l‟interface entre les faciès sableux et les faciès argileux des Sables et argiles du Bourbonnais

Compte tenu de l‟origine fluvio-lacustre de cette formation et de la variabilité lithologique et granulométrique qui en découle, il est vraisemblable que l‟on se trouve en présence de plusieurs horizons aquifères d‟extension limitée pouvant contenir de petites nappes libres ou captives.

Dans le secteur où les sables de Vendat s‟intercalent entre les Sables et argiles du Bourbonnais et les sédiments tertiaires carbonatés, il y a, lorsque la composante argileuse est peu développée, continuité hydraulique entre les deux formatons détritiques



Illustration 14 : Localisation des points d’eau et des sources dans les formations sédimentaires quaternaires

Les aquifères des Sables et argiles du Bourbonnais semblent peu sollicités dans le secteur étudié alors que de nombreux forages utilisés à des fins agricoles sont recensés dans cette formation géologique dans le nord-est du département de l‟Allier (Bertin, 2010). La raison de cette disparité n‟est pas identifiée : présence d‟autres ressources en eau à plus fort potentiel, composante argileuse plus développée qu‟au nord du département ?



En raison du petit nombre de forages recensés dans le secteur étudié, les Sables et argiles du Bourbonnais sont classés dans les « formations localement aquifères ».

b) Sables et argiles tertiaires à quaternaires indifférenciés

Ces formations se présentent généralement en placage. Leur potentiel aquifère n‟est pas bien connu.

On note l‟existence d‟un forage implanté sur Cusset qui a rencontré l‟eau à 20 m de profondeur, ainsi que la présence de sources.

En raison de l‟absence d‟éléments plus précis, ces formations sont classées comme « formations localement aquifères ».

3.2.4. Formations alluviales

Les formations alluviales ont été scindées en deux entités : les « alluvions récentes » notées Fx, Fy, Fyz et Fz sur les cartes géologiques et les « alluvions anciennes » regroupant le reste des alluvions ainsi que certaines formations superficielles (illustration 15).

a) Alluvions anciennes

Les alluvions anciennes se rencontrent essentiellement en rive droite de l‟Allier. En effet, la présence des sédiments tertiaires carbonatés en rive droite, plus difficilement érodables, a limité les possibilités d‟extension de la rivière vers l‟est.

Plusieurs points d‟eau montrent que ces formations peuvent permettre localement la mise en place de nappes libres ou captives selon la teneur en argiles des formations alluviales.

Les aquifères sont essentiellement alimentés par les précipitations météoritiques, des apports issus des coteaux (formations tertiaires) participant parfois également à l‟alimentation des nappes.

La nappe contenue dans les alluvions anciennes peut être en continuité hydraulique avec celle présente dans les alluvions récentes, en particulier dans le nord du secteur d‟étude.

L‟eau se rencontre à des profondeurs croissantes au fur et à mesure que l‟on s‟éloigne de la rivière (entre 6 et 15 m de profondeur). L‟amplitude moyenne des fluctuations piézométriques est de l‟ordre de quelques mètres.

La présence d‟horizons argileux favorise l‟apparition de sources.

Les alluvions anciennes sont considérées comme des « formations localement aquifères ».



Illustration 15 : Localisation des points d’eau et des sources dans les formations alluviales

b) Alluvions récentes

Cet ensemble, et en particulier les alluvions de l‟Allier, regroupe l‟essentiel des points d‟eau répertoriés dans le cadre de l‟étude.

Il est le seul à être classé comme « formation aquifère ».



Alluvions de l‟Allier

Le contexte hydrogéologique de ces formations est le seul qui soit réellement connu, notamment grâce à la présence de plusieurs champs captants utilisés pour l‟AEP et d‟une étude synthétique réalisée sur le val d‟Allier en 1975 (BRGM/CETE).

Actuellement, cinq champs captants sollicitent la nappe alluviale de l‟Allier (illustration 16) :

Le Chambon sur la commune de St-Rémy-en-Rollat ;

Le Pont Noir sur la commune de St-Germain-des-Fossés ;

La Croix St-Martin sur la commune de Vichy ;

La Croix des Vernes et les Graviers sur la commune de St-Yorre.

Seuls les puits du champ captant du Pont Noir ne disposent pas de périmètres de protection réglementaires (procédure en cours).

Illustration 16 : Localisation des champs captants implantés dans les alluvions récentes de l’Allier



On observe qu‟il n‟existe pas de sources recensées au droit des alluvions récentes. En effet, les précipitations météoriques s‟infiltrent directement dans les alluvions pour rejoindre une nappe libre dont le substratum est constitué de formations sédimentaires tertiaires. La pente moyenne du substratum est de l‟ordre de 0,09 %.

L‟épaisseur moyenne des alluvions varie de 5 à 10 m. L‟épaisseur moyenne de la zone saturée est de 4 à 5 m, pouvant atteindre très localement 7 m. Le gradient général de la nappe est relativement fort : 0,12 à 0,11 %. La perméabilité avoisine 5.10-3 m/s.

Le sens d‟écoulement est orienté vers la rivière hormis au niveau du plan d‟eau de Vichy qui crée à certaines périodes une perturbation locale de la piézométrie. L‟illustration 17 présente la piézométrie en période de moyennes eaux.

Les débits soutirés par les forages d‟AEP sont de l‟ordre d‟une trentaine de m3/h par ouvrage.

La conductivité moyenne de l‟eau est de 750 µS/cm, la température moyenne est de 12 °C et le pH est légèrement basique (7,4).

Dans certains secteurs, les eaux minérales du bassin de Vichy migrent naturellement vers la surface et se mélangent avec la nappe alluviale. Une vingtaine de points d‟eau présentent une chimie suggérant un mélange avec des eaux minérales. Les secteurs concernés sont situés sur les communes de Vichy, Bellerive-sur-Allier, Cusset, Hauterive et St-Yorre (illustration 17).

Les indices de mélange avec les eaux minérales sont les suivants :

une conductivité supérieure à 1000 µS/cm et/ou ;

une température supérieure à 15 °C en pompage et/ou ;

une teneur en fluorures supérieure à 0,5 mg/l, et/ou une concentration en lithium supérieure à 0,05 mg/l ; et/ou la présence d‟arsenic … ;

un rapport calcium/sodium inférieur à 2 et/ou ;

la présence de gaz (CO2).

Les pompages prononcés dans les alluvions peuvent accentuer le phénomène de mélange avec les eaux minérales.



Illustration 17 : Piézométrie en moyennes eaux de la nappe alluviale de l’Allier (BRGM/CETE, 1975) et localisation des indices d’eau minérale dans les points d’eau de la nappe

Alluvions du Sichon

Dix points d‟eau sont répertoriés dans ces formations. Ils révèlent la présence d‟une nappe libre de près de 3 m d‟épaisseur, située entre 2 et 5 m de profondeur par rapport au sol (illustration 18). Un forage indique une nappe présentant un pH de 6,8 et une conductivité de 930 µS/cm. Les caractéristiques hydrodynamiques de la nappe ne sont pas connues.



Alluvions du Mourgon

Trois points d‟eau montrent que ces alluvions contiennent une petite nappe libre située à moins de 2 m de profondeur.

Autres cours d‟eau

Les autres petits cours d‟eau présents sur le territoire étudié peuvent avoir développé localement une épaisseur d‟alluvions suffisante pour permettre la mise en place de petites nappes.

C‟est le cas par exemple d‟un point d‟eau rattaché aux alluvions du Sarnon qui montre la présence d‟une nappe captive dans les alluvions, ou des captages d‟AEP de Vendat qui sollicitent pour partie la nappe alluviale du Guêle.

Illustration 18 : Localisation des points d’eau dans les alluvions des affluents de l’Allier



3.2.5. Eaux minérales

Près de 200 points d‟eaux minérales ont été répertoriés (illustration 19). Cet inventaire n‟est pas exhaustif car un certain nombre de sources citées dans la littérature ne sont pas localisées de manière précise.

Illustration 19 : Localisation des points d’eaux minérales et du périmètre de protection des eaux minérales du bassin de Vichy



Les forages et sources d‟eau minérale recensés sont essentiellement situés au droit des formations alluviales mais les roches réservoirs sont principalement les sédiments tertiaires et en particulier les horizons sableux intercalés entre les niveaux marneux ou calcaires. Dans certains secteurs, les eaux minérales atteignent les formations alluviales.

A la différence des points d‟eau étudiés précédemment, les eaux minérales ne peuvent pas être rattachées à une formation géologique particulière. Le circuit hydrothermal est complexe car les eaux météoriques vont dans un premier temps s‟infiltrer en profondeur dans le socle puis remonter à la surface par le réseau de fractures d‟origine tectonique qui affectent toutes les formations géologiques du secteur.

Les nappes sont majoritairement captives et souvent artésiennes.

La plupart des horizons aquifères sont situés à moins de 60 m de profondeur. Une vingtaine de forages présentent toutefois des venues d‟eau situées à plus de 60 m. On peut même observer un niveau aquifère à 245 m de profondeur pour la source Boussange.

La température de l‟eau minérale est en général proche de 20 °C. Elle croit avec la profondeur : au-delà de 150 m, elle est toujours supérieure à 40 °C. La source Antoine présente la température la plus élevée : 73 °C.

La conductivité moyenne est de l‟ordre de 5 300 µS/cm. Elle atteint 7 072 µS/cm pour la source Lardy.

Un pH légèrement acide (en moyenne 6,6) et des teneurs non négligeables en lithium et arsenic révèlent que les eaux minérales ont acquis une partie de leur minéralisation dans un contexte géologique de socle.

L‟eau minérale du bassin de Vichy est gazeuse. La teneur en gaz varie selon les sources mais le gaz carbonique est toujours prédominant (99,5 %). Sa composition isotopique indique qu‟il a une origine profonde.

Les sources d‟eaux minérales du bassin de Vichy, hormis celles situées sur la commune de Mariol, sont inclues dans un périmètre de protection qui apparait largement surdimensionné, notamment au nord et à l‟ouest où aucun indice d‟eau minérale n‟est répertorié. La source la plus occidentale, la source Odette à Serbannes, n‟a d‟ailleurs pas les caractéristiques physico-chimiques d‟une eau minérale.

Ce périmètre de protection a été créé initialement sur la commune de Vichy en 1861. Il a fait l‟objet de plusieurs modifications dont la plus récente remonte à 1930. Sa superficie actuelle est de 15 600 ha.

3.3. CONCLUSION

L‟analyse des données bibliographiques a permis d‟identifier deux formations présentant un fort potentiel hydrogéologique au droit du territoire de Vichy Val d‟Allier (illustration 20) :

Les sables de Vendat qui se sont mis en place dans une cuvette de sédiments carbonatés tertiaires formant le substratum imperméable d‟une nappe dont les caractéristiques ne sont pas connues. Ces sables de Vendat n‟affleurent que très peu, ils sont majoritairement sous couverture des Sables et argiles du Bourbonnais. Des points d‟eau ont mis en évidence localement une continuité hydraulique entre ces deux formations et, par la même, l‟existence d‟une nappe commune ;



Illustration 20 : Localisation des formations aquifères et des formations à fort potentiel aquifère sur le territoire de VVA

Les calcaires concrétionnés oligocènes. Leurs caractéristiques sont mieux connues car ils sont exploités par quelques captages d‟AEP. Les roches réservoirs sont des calcaires fissurés comportant des niveaux sableux. Le substratum de la nappe est constitué de marnes. Les débits des sources captées fluctuent avec la pluviométrie et n‟excèdent pas 15 m3/h. Les nappes sont relativement vulnérables aux pollutions anthropiques du fait de l‟importance de la circulation rapide de l‟eau au sein des



calcaires fissurés. Les teneurs en nitrates peuvent en particulier être non négligeables dans certains secteurs. La conductivité moyenne de l‟eau est comprise entre 500 et 600 µS/cm et le pH est légèrement basique (entre 7.4 et 7.7).

La seule formation géologique aquifère connue sur le territoire de VVA est celle des alluvions récentes de la rivière Allier. La nappe libre contenue dans les alluvions est drainée en permanence par la rivière. D‟une épaisseur moyenne de 4-5 m, l‟aquifère permet de soutirer des débits de l„ordre de la trentaine de m3/h. La perméabilité avoisine 5.10-3 m/s. La conductivité moyenne de l‟eau est de 750 µS/cm, la température moyenne est de 12 °C et le pH est faiblement basique (7,4).

La réalisation de forages dans les formations précédemment citées peut être limitée du fait de l‟existence de périmètres de protection des captages AEP mais surtout du vaste périmètre de protection des eaux minérales du bassin de Vichy.

L‟emprise de ce dernier mériterait d‟être réévaluée, en particulier vers l‟ouest et le nord où la présence d‟eau minérale n‟a pas été mise en évidence. De plus, il n‟intègre pas la totalité des sources d‟eau minérale méridionales (sources de Mariol).

L‟exécution de forages est cependant possible à l‟intérieur de ce périmètre dans les secteurs où les venues d‟eau minérale sont situées à des profondeurs distinctes de celles des aquifères peu profonds sus-jacents. Les risques d‟interférence sont en effet réduits du fait de la présence d‟horizons sédimentaires peu perméables entre les venues d‟eau minérale profondes et les aquifères superficiels.



4. Volet géothermie

4.1. PRESENTATION DE LA GEOTHERMIE

4.1.1. Différentes techniques

La géothermie, qui est définie par la directive européenne de 2009 sur les énergies renouvelables comme l‟exploitation de la chaleur contenue dans le sous-sol, est une énergie locale, basée sur l‟exploitation des ressources du sous-sol, qu‟elles soient aquifères ou non. Selon la présence ou non d‟un aquifère au droit du site visé, et la température de la ressource, plusieurs technologies d‟exploitation de la chaleur sont envisageables :

par usage direct de la chaleur (à l‟aide d‟un simple échangeur thermique), lorsque la température de la ressource le permet. La ressource est généralement un aquifère dit profond, la température augmentant avec la profondeur dans le sous-sol (géothermie qualifiée de basse énergie, ressources comprises entre 50 et 90 °C).

avec utilisation d‟une pompe à chaleur (PAC), lorsque la température de la ressource ne permet pas un usage direct (géothermie qualifiée de très basse énergie, température de ressource généralement inférieure à 30 °C). Dans ce cas, la chaleur prélevée provient :

o soit d‟aquifères dits superficiels par le biais de forages (systèmes dits “ en boucle ouverte ”)

o soit par échange avec le sol, pour les systèmes dits “ en boucle fermée ” : la chaleur est récupérée grâce à un fluide caloporteur qui circule dans un échangeur en contact avec le sol.

Les différents types d‟échangeurs utilisés pour alimenter des PAC sont présentés dans le tableau ci-après : que ce soit pour le chauffage d‟une maison individuelle ou pour les opérations dans le résidentiel collectif/tertiaire, les avantages et inconvénients des différentes solutions sont exposés. Le choix d‟une solution par rapport à une autre devra cependant être étudié au cas par cas : typologie de l‟utilisateur, ressource disponible (présence ou non d„un aquifère), conditions d‟accès et d‟exploitation de cette ressource, contraintes règlementaires…

Pour les dispositifs équipés de PAC, il est possible de fournir de la chaleur (pour le chauffage et l‟eau chaude sanitaire), du rafraîchissement/froid ou les deux alternativement ou simultanément, et ce avec le même système de prélèvement de la chaleur. Ce système est donc particulièrement favorable pour les bâtiments ayant des besoins en rafraîchissement importants (bâtiments du secteur tertiaire notamment) ou des besoins simultanés de chaud et de froid (établissements de santé par exemple).



Concernant l‟échange direct de la chaleur, le système fonctionne généralement en doublet géothermique, comme pour les opérations sur aquifères superficiels (l‟eau est pompée puis réinjectée). Cependant, compte tenu de l‟importance des investissements de forage que nécessitent la valorisation des aquifères profonds et l‟utilisation de l‟énergie géothermale par échange direct, la puissance de ces installations est importante et un réseau de chaleur urbain y est généralement associé. Ces réseaux, aptes à desservir plusieurs milliers de logements par opération, permettent ainsi de répartir sur un plus grand nombre de postes de consommation la charge des investissements du sous-sol pour la production géothermique.

Pour plus d’information sur les techniques de géothermie, se référer aux éléments de la bibliographie, et notamment au site internet ADEME-BRGM http://www.geothermie-perspectives.fr

Dans la première partie de cette étude, nous nous intéressons plus spécifiquement à la valorisation des aquifères superficiels. Il ne faut cependant pas oublier que, si la solution « en boucle ouverte » n‟est pas possible, d‟autres solutions pourraient être étudiées : les solutions dites « à boucle fermée » (sondes géothermiques verticales, échangeurs compacts, pieux géothermiques…). Ces solutions sont évoquées parmi les recommandations.



Illustration 21 : Présentation des différentes technologies alimentant une PAC applicables pour les maisons individuelles



Illustration 22 : Présentation des différentes technologies alimentant une PAC applicables pour les bâtiments collectifs



4.1.2. Enjeux du développement de la géothermie

a) Enjeux nationaux

Selon les analyses de l‟ADEME, le secteur du bâtiment est responsable de 21 % des émissions de CO2 et de 43 % de la consommation d‟énergie finale en France (648 TWh). Parmi ces 648 TWh d‟énergie finale, le secteur résidentiel en représente 65 % et près de 70 % de la consommation d‟énergie de ce secteur est liée aux besoins de chauffage et de climatisation. Pour résumer, environ 20 % de la consommation totale d‟énergie finale en France concerne le chauffage et la climatisation des bâtiments résidentiels. Il y a donc dans ce domaine une source importante d‟amélioration qui doit passer tout d‟abord par l‟efficacité énergétique (qualité des bâtiments, comportements individuels, …) mais également par la pénétration des énergies renouvelables dans le marché.

L‟énergie géothermique présente des avantages non négligeables qui lui permettent de participer au développement de solutions durables.

Le Grenelle de l‟Environnement prévoit de porter à au moins 23 % en 2020 la part des énergies renouvelables dans la consommation d'énergie finale de la France. Atteindre cet objectif suppose d'augmenter de 20 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) la production annuelle d'énergie renouvelable entre 2006 et 2020, en portant celle-ci à 37 Mtep. Parmi ces 20 Mtep, 10 seront valorisées sous forme de chaleur.

Le Comité Opérationnel “ énergies renouvelables ” du Grenelle de l‟Environnement a proposé une multiplication par 6 de la production de chaleur géothermique (par pompes à chaleur géothermiques ou usage direct de la ressource géothermale) à l‟horizon 2020, soit une contribution de 1 million de tonnes équivalent pétrole représentant 10 % de l‟augmentation de la production d‟énergie renouvelable valorisée pour la chaleur à cet horizon (cf. illustration 23).



Illustration 23 : Objectifs de production de chaleur géothermale en ktep (source : COMOP 10)

Ces objectifs de développement de la géothermie, proposés par les Comités Opérationnels du Grenelle, ont ensuite été fixés par arrêté du 15 décembre 2009 relatif à la programmation pluriannuelle des investissements de production de chaleur (PPI chaleur 2009-2020).

b) Territorialisation des objectifs du Grenelle

Le Grenelle de l‟Environnement a renforcé le rôle des collectivités locales dans leurs actions de lutte contre le changement climatique et de maîtrise de la demande d‟énergie. Les collectivités ont en effet un rôle clé à jouer dans la gestion de l‟énergie, non seulement parce qu‟elles consomment elles-mêmes de l‟énergie et qu‟elles ont la compétence pour développer des réseaux de chaleur, mais aussi dans le cadre de leur politique d‟aménagement et d‟urbanisme.

Amener les collectivités à se saisir de la question énergétique est d‟autant plus important pour le développement de l‟énergie géothermique, car certaines de ses spécificités – énergie locale non transportable, variabilité géographique et multiplicité de la ressource et des techniques, coût des études préalables – rendent nécessaire l‟évaluation de la possibilité d‟utiliser la géothermie dès la toute première phase d‟un projet d‟aménagement ou de construction. Les ressources géothermales varient d‟un territoire à un autre, que ce soit en termes de propriétés ou de conditions d‟accès. Cela requiert ainsi de connaître et de géo-localiser ces caractéristiques afin d‟avoir une vision prospective du développement : une ressource non utilisée au droit d‟un site ne pourra être mobilisée pour un projet à l‟extérieur de ce site.

Des outils ont été mis en place par le Grenelle dans ce sens : le SRCAE (Schéma Régional Climat Air Energie) qui comprend notamment “ une évaluation du potentiel de développement de chaque filière d'énergie renouvelable terrestre et de récupération,



compte tenu de la disponibilité et des priorités d'affectation des ressources, des exigences techniques et physiques propres à chaque filière et des impératifs de préservation de l'environnement et du patrimoine. ” et le PCET (Plan Climat-Energie Territorial, rendu obligatoire pour toutes les collectivités de plus de 50 000 habitants, propose des actions à mettre en place, au niveau local, pour être compatible avec les orientations données dans le SRCAE.

Ces outils s‟articulent avec les documents d‟urbanisme, comme illustré sur le schéma ci-dessous.

Illustration 24 : Coordination des démarches territoriales (source : MEEDDM, 2010)



4.2. ETAT DES LIEUX : INVENTAIRE DES OPERATIONS DE GEOTHERMIE EXISTANTES SUR LE TERRITOIRE DE VVA

4.2.1. Difficulté de réaliser un état des lieux

Les enjeux de la réalisation d‟un recensement des opérations de géothermie est double, il doit permettre :

d‟effectuer un bilan énergétique et climatique permettant d‟appréhender le poids de la filière géothermique par rapport aux autres énergies (renouvelables et fossiles). En effet, les travaux du Grenelle de l‟Environnement font état au niveau national pour la géothermie (et pour les autres énergies) d‟un état des lieux sur la ressource et d‟un potentiel supplémentaire en terme d‟objectifs à réaliser (en ktep) ;

d‟identifier l‟existant en terme d‟exploitation des aquifères pour la production de chaleur et/ou de climatisation géothermale afin de quantifier les pressions exercées sur les masses d‟eau et les impacts thermiques possibles. Cet enjeu est d‟autant plus fort dans les zones denses en termes de besoins, qui pourraient donc, si les ressources étaient suffisantes et adéquates, être le siège de développement d‟un nombre important d‟opérations.

S‟il existe des données de production d‟énergie géothermique à l‟échelle nationale (illustration 25), il apparaît difficile de réaliser un état des lieux exhaustif pour les PAC (pompes à chaleur), que ce soit dans le résidentiel individuel ou dans le résidentiel collectif et tertiaire.

Illustration 25 : Bilan SOeS pour la production d’énergie renouvelable

Dans le rapport du Commissariat Général au Développement Durable (CGDD), présentant des indicateurs de développement durable pour les territoires, seul



l‟indicateur « Part de la production régionale d‟électricité renouvelable et part dans la consommation finale d‟électricité » est présenté. Il y est de plus souligné qu‟ « Il serait plus pertinent étant donné l’objectif 2020 des 23 % d’ENR dans la consommation finale, de prendre en compte toutes les énergies renouvelables, qu’elles soient électriques ou thermiques et d’étudier la part de la production régionale totale d’énergies renouvelables au regard de la consommation finale toutes énergies. Mais le manque de données régionales relatives à certaines énergies renouvelables thermiques (bois domestique, pompes à chaleur, biogaz notamment) empêche à ce jour de chiffrer cet indicateur».

La réalisation d‟un inventaire d‟opérations de géothermie nécessite donc un travail d‟enquête et de recoupement de données (Martin et al, 2011).

4.2.2. Opérations en collectif/tertiaire

Différentes sources de données sont susceptibles de contenir des informations sur l‟existence de projets de pompes à chaleur :

Dossiers de demande de subvention

L‟ADEME et le Conseil Régional accordent des aides aux opérations énergies renouvelables depuis les années 2000. Les aides actuelles (Fond Chaleur) et les conditions associées, délivrées par l‟ADEME et le Conseil Régional, sont présentées dans ce rapport. Les dossiers étudiés dans le cadre de cet inventaire sont cependant antérieurs à cette nouvelle règle.

Dossiers AQUAPAC de la SAF Environnement

Les dossiers AQUAPAC sont des demandes de garantie pour la Recherche et pour la pérennité de la ressource. Les dossiers « pérennité » sont particulièrement intéressants puisque, d‟une part, il est clair que l‟opération est en fonctionnement et, d‟autre part, ils contiennent des informations « sous-sol » basées sur les résultats des opérations et non sur les études de faisabilité réalisées préalablement.

Dossiers de déclaration et d‟autorisation de services chargés de la police de l‟eau

Certaines opérations de géothermie sont soumises à la fois à la réglementation du code minier et à celle du code de l‟environnement. La DREAL est le service chargé de la police de l‟eau pour les aquifères profonds.

Dossiers de la Banque de données du Sous-Sol du BRGM

La Banque de données du Sous-Sol (BSS) est la base de données nationale des ouvrages souterrains déclarés sur le territoire français (code minier, code de l‟environnement, loi sur l'eau). Elle regroupe les informations techniques et géologiques, acquises lors des forages et autres travaux souterrains et collectées auprès des foreurs et des maîtres d‟ouvrages.



Ces dossiers sont issus des déclarations et autorisations au titre du code minier : la DREAL transfère périodiquement les dossiers de déclaration au BRGM afin que ce dernier puisse saisir ces données en BSS.

Une extraction des données relatives à la géothermie a été réalisée à partir de la BSS. Cette extraction fournit des précisions sur les forages déclarés (supérieurs à 10 m de profondeur) utilisés à des fins géothermiques renseignés dans la BSS (l‟objet « géothermie » ou « pompe à chaleur » étant renseigné dans les champs « nature » ou « usages »). Les opérations ne correspondant pas aux critères de l‟inventaire peuvent alors être écartées : géothermie profonde, réseaux de chaleur ou forages pour les particuliers.

Une seule opération a été identifiée : il s‟‟agit de l‟opération de l‟usine L‟Oréal, présentée dans l‟encadré ci-dessous.

L’opération de thermofrigopompe avec forage sur nappe de l’usine l’Oréal à Creuzier-le-Vieux

Ces données sont issues d‟un entretien sur site avec M. Luis Salgado et M. Gilles Gueret, réalisé le 26 juin 2012.

Principe général de fonctionnement

L‟avantage de la thermofrigopompe est la production simultanée de chaud et de froid. Il existe un certain nombre de circulations de fluides, que ce soit pour le chauffage des locaux et le process (et notamment eaux de lavages)… La thermofrigopompe est utilisée pour préchauffer l‟eau de lavage (volumes de 35 000 à 45 000 m3), mais également pour pré rafraîchir l‟eau. Cette eau sera ensuite montée à son niveau de température final par échange avec la chaleur des fumées issues du process et/ou des chaudières à gaz. Deux chaudières à gaz sont utilisées en appoint pour le chauffage des locaux. L‟eau de la nappe est utilisée lorsqu‟il y a un déséquilibre au niveau de la thermofrigopompe (il y a en général plus de besoins pour la production du froid).

En intersaison (septembre, octobre, avril et mai), la thermofrigopompe permet le chauffage de l‟intégralité du site. Les valeurs de COP (Coefficient de Performance) et de CER sont suivies quotidiennement.



Forages

Deux forages sont disposés de part et d‟autre de l‟usine, d‟une profondeur de 8,80 m et d‟un diamètre de 1,50 m (pour le forage de production). Deux autres forages avaient été réalisés à quelques dizaines de mètres de ces forages mais sans succès (forte hétérogénéité spatiale de la nappe).

Au niveau du forage, le débit moyen pompé est de 15 m3/h mais il est assuré un pompage de 40 m3/h.

La température de l‟eau mesurée sur le puits de production est de 16/17 °C en l‟absence de pompage. Si l‟eau était pompée, la température moyenne serait inférieure.

Des essais de puits ont été réalisés.

Economie

Le montant de l‟investissement spécifique à la géothermie est difficilement identifiable car cette opération s‟est inscrite dans une optimisation plus globale.

4.2.3. Opérations chez le particulier

Ces opérations sont plus difficiles à estimer. Les opérations sur sondes ou aquifères nécessitant des forages sont répertoriées en BSS. Les opérations sur échangeurs horizontaux, voire sur corbeilles géothermiques (opérations en cours de développement), ne sont pas répertoriées.



De plus, les enjeux en termes d‟impacts énergétiques et climatiques, voire même sur la ressource, sont moins importants : la majeure partie des installations sont des échangeurs fermés, les autres étant tout de même recensées en BSS.

Sur le territoire de VVA, 9 forages sont répertoriés (Illustration 26).

Illustration 26 : Localisation des points d’eau déclarés en BSS pour un usage géothermique

4.3. DETERMINATION DES UTILISATEURS POTENTIELS DE LA GEOTHERMIE

4.3.1. Enjeux

L‟étude du potentiel de développement de la géothermie doit s‟appréhender en comparant, de manière géo localisée, les ressources géothermales aux besoins



thermiques des utilisateurs en surface. En effet, la ressource géothermale est localisée et n‟est donc pas homogène géographiquement. Ceci est particulièrement vrai pour les ressources aquifères et l‟utilisateur doit alors se trouver au droit d‟un secteur exploitable, en adéquation avec ses besoins. Les solutions dites « en boucle fermée » (sondes géothermiques verticales notamment) peuvent, quant à elles, s‟adapter aux besoins en tout point de la région, à condition toutefois de ne pas se trouver dans une zone de restrictions techniques (présence de karsts ou de formations gypseuses, etc.) ou administratives (périmètres de protection de captages, etc.).

Illustration 27 : Représentation des enjeux de la géolocalisation des utilisateurs potentiels de géothermie

Les besoins des utilisateurs potentiels de géothermie d‟ici 2020 sont de deux natures différentes, qui nécessitent donc deux approches :

la consommation dans les bâtiments existants, qui permet de déterminer un potentiel pour le développement de la géothermie, avec des enjeux et des incertitudes sur le niveau de rénovation ;

la consommation dans les constructions neuves, qui prend en compte la règlementation thermique 2012.

Les deux principaux enjeux de cet exercice sont donc de :

représenter de manière cartographique le bâti ;

le caractériser d‟un point de vue énergétique.



Pour cela, il est important de distinguer dès à présent :

le résidentiel, individuel (diffus et groupé) et collectif ;

le tertiaire : les branches présentées ci-dessous sont souvent distinguées.

4.3.2. Données utilisées

a) Données cartographiées

Les données disponibles au niveau national :

la BD-TOPO de l‟IGN. Cette base de données permet de cartographier l‟emprise des bâtiments et de préciser certaines de leurs caractéristiques (notamment, l‟indication de la hauteur). Les bâtiments résidentiels et du tertiaire sont représentés. Cette base de données est spécifiée plus loin dans ce document.

Les données issues de VVA :

les données concernant l‟enseignement : données ponctuelles ;

les données donnant les dates de construction : données ponctuelles issues de croisement avec les fichiers Majic/parcelles et représentant le centroïde des parcelles bâties. Une parcelle peut contenir plusieurs bâtiments.

Les données issues des documents d‟urbanisme :

les PLU (Plans Locaux d‟Urbanisme), non harmonisés à l‟échelle de l‟agglomération, car issus de compétences communales.

b) Données quantitatives

Etude de la DREAL Auvergne

« Dans le but d’alimenter le SRCAE sur le volet spécifiquement lié à la réduction des consommations énergétiques des bâtiments existants, la DREAL Auvergne a commandé une étude visant à déterminer le bilan actuel des consommations énergétiques des bâtiments existants en région Auvergne et, à partir de celui-ci, le potentiel d’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments résidentiels et tertiaires existants »

Les documents suivants ont été utilisés dans le cadre de cette étude :

Bilan année de référence 2005 - rapports d‟étude : ces deux rapports d‟étude (résidentiel et tertiaire) décrivent la méthodologie utilisée, le parc régional et le bilan des consommations énergétiques en 2005 ;

Scénarios 2020 - rapport d‟étude et synthèse : le rapport présente la démarche méthodologique d‟élaboration des scénarios prospectifs de



travaux à l‟horizon 2020 et leurs effets sur les consommations énergétiques. Une synthèse du rapport est fournie.

4.3.3. Cartographie et caractérisation du secteur résidentiel

a) Définition de l’échelle de travail

Dans un premier temps, il est nécessaire de définir l‟échelle de travail qui permettra de comparer de manière satisfaisante les ressources géothermales et les besoins.

L‟échelle de travail doit se situer entre :

l‟échelle fine qui constitue l‟échelle de l‟opération/du bâtiment. Cette étude réalisée sur l‟ensemble du territoire régional n‟a pas pour vocation de se substituer à des études de préfaisabilité pour chaque bâtiment. Nous partirons cependant de données géo localisées de bâtiments (BD TOPO®).

l‟échelle communale, qui semble constituer un seuil pour l‟obtention de données notamment énergétiques. Cependant, le croisement à l‟échelle de la commune n‟est pas satisfaisant. En effet, la façon dont sont répartis les utilisateurs sur la commune va influencer directement l‟utilisation du potentiel géothermique. Par exemple, si à ressource et besoins thermiques constants à l‟échelle de la commune, les densités énergétiques varient (existence de zones à habitat collectif concentré par rapport à des zones pavillonnaires), le potentiel de valorisations sera différent (ressource pouvant être limitante dans le premier cas, alors qu‟elle ne le serait pas dans le second). Le besoin total à l‟échelle de la commune peut correspondre à la somme de besoins partiels dispersés ou bien à quelques gros consommateurs localisés.

Il s‟agit alors de trouver une échelle de travail intermédiaire, entre celle du bâtiment et celle de la commune.

b) Cartographie de l’existant

L‟objectif est de zoner le territoire en définissant des typologies de zones, dans le but d‟y associer, d‟un point de vue quantitatif, des données de consommations et, d‟un point de vue qualitatif, des typologies d‟opérations de géothermie.

Au niveau méthodologique, le travail est réalisé à partir des images aériennes sur lesquelles sont superposées la BD TOPO® ainsi que les données de dates de construction.



Illustration 28 : Recoupement du bâti selon des dates de construction : exemple de la commune de Cusset (données VVA)

Le zonage est réalisé en prenant en compte les deux critères suivants :

Typologie

CH : Centre Historique

CV : Centre-Ville

LOT : Regroupement de maisons individuelles en lotissement, identifiées notamment de par l‟homogénéité sur les années de constructions

COL : Ensemble de logements collectifs

ISO : Zone où l‟habitat est hétérogène de par la typologie et les dates de construction.

Epoque de construction

Avant 1949

Entre 1949 et 1974 (date de la première règlementation thermique)

Entre 1975 et 1989

Entre 1990 et 2000

Après les années 2000.

Le secteur individuel diffus n‟a pas été cartographié. Le résultat cartographique obtenu pour la commune de Cusset est présenté sur l‟illustration 29.



Illustration 29 : Exemple de zonage du secteur résidentiel sur Cusset

c) Evaluation des consommations énergétiques du territoire

Pour chaque zone, une consommation est associée en fonction des deux critères identifiés :

typologies de constructions

période de construction.

o Calcul de la surface chauffée

La surface de l‟emprise du bâtiment est multipliée par le nombre d‟étages (hauteur totale divisée par une valeur moyenne de hauteur sous plafond).

Pour la majorité des bâtiments, il a été considéré une valeur moyenne de hauteur d‟un étage de 2,5 m.

Il a été considéré que la totalité de la surface des polygones dessinés correspondait à la surface habitable (et donc chauffée).



o Calcul de la consommation à l‟échelle de la zone

Pour associer les consommations aux surfaces chauffées de chaque zone, on utilise les données suivantes issues de l‟étude DREAL, qui donnent des ratios de consommations moyens par catégorie:

Catégories

Consommations d'énergie finale liées au chauffage

Consommations énergétiques liées à l'ECS

Consommations énergétiques liées au chauffage et à l'ECS

en MWh en

kWh/m2 en MWh

en kWh/m2

en MWh en

kWh/m2

Maisons

avant 1949

158788 206 22696 29 181484 235

1949-1974

93945 205 14228 31 108173 236

1975-1989

77858 146 14013 26 91871 172

après 1990

37890 142 6743 25 44633 167

Appartements

avant 1949

38891 110 13276 38 52167 148

1949-1974

56269 156 13029 36 69298 192

1975-1989

11553 89 4208 32 15761 121

après 1990

5477 88 1916 31 7393 119

« En ce qui concerne les usages, le chauffage (chauffage central, appoints, appareils indépendants) représente 70 % de la consommation énergétique sur le territoire de VVA »

Ainsi, d‟après les typologies de zones définies précédemment, sont associées les données de consommations.

Pour les zones de type Centre-Ville et Centre Historique, les données de consommations associées sont celles correspondant à la catégorie « Appartement ».



L‟illustration 30 présente le résultat obtenu pour la commune de Cusset en ce qui concerne le secteur résidentiel.

Illustration 30 : Zonage des consommmations du secteur résidentiel sur la commune de Cusset

4.4. TRAVAIL RESTANT A REALISER

L‟évaluation du potentiel géothermique très basse énergie doit être étendue à l‟ensemble des zones à potentiel géothermique identifiées dans le volet hydrogéologique.

Pour quelques cibles particulièrement intéressantes pour le développement de la géothermie, il sera réalisé une étude de cas technico-économique simplifiée (en aucun cas une étude de faisabilité) permettant de montrer l‟intérêt technico-économique et environnemental de la solution géothermique.

Ces études de cas seront définies à partir des typologies précédemment présentées.





5. Approvisionnement en eau potable

5.1. OBJECTIFS

Les objectifs de ce volet sont de dresser un état des lieux et une prospective des usages de l‟eau pour explorer les éventuelles opportunités pour l‟exploitation de l‟eau souterraine. Ceci a pour but de déterminer si le développement économique du territoire de VVA, tel qu'envisagé dans le SCoT, est en cohérence avec le développement et l‟état des services AEP actuel ou tel qu'envisagé dans le futur. Un des objectifs était d‟analyser en particulier la possibilité de mobiliser des ressources en eau souterraine.

Ce travail se base largement sur les deux études menées par le Syndicat Mixte des Eaux de l‟Allier (SMEA) :

l‟étude de sécurisation du sud-est du département de l‟Allier et des collectivités limitrophes de la Loire, publiée en 2006. L‟objectif de cette étude était de définir les besoins en eau de la zone à moyen et long termes puis de proposer les stratégies permettant de satisfaire ceux-ci.

l‟étude de sécurisation en eau potable de St-Yorre et des collectivités voisines, publiée en 2012.

Il est important de mentionner que l‟étude dont fait l‟objet ce rapport se place dans une perspective différente de celles réalisées par le SMEA : (i) l‟échelle de travail n‟est pas la même, cette étude visant à détailler les 23 communes du territoire Vichy Val d‟Allier. (ii) le sujet de cette étude est la demande en eau, sans la limiter à la demande en eau potable à laquelle s‟intéressent exclusivement les études SMEA.

Un objectif connexe est de contribuer à la réflexion sur le changement de paradigme dans le développement local pour économiser à la fois les ressources et les finances publiques. Actuellement et par le passé, on construit puis on se pose la question de la connexion aux réseaux divers ou de la disponibilité de ressources par la suite. En d‟autres termes, les considérations de proximité de réseau ne sont pas un critère dans les décisions d‟aménagement/de construction d‟un secteur ou d‟accord de permis de construire. L‟idée actuelle serait de changer ces habitudes et de rendre conditionnelle de la localisation des réseaux et de la disponibilité des ressources, les projets de construction.

Les quatre phases de ce volet de l‟étude sont les suivantes :

Etat des lieux de la consommation et de la production en eau potable sur le territoire de VVA : analyse bibliographique des documents existants sur l‟aménagement, le développement économique et l‟eau potable ;



Analyse de la cohérence entre SCoT et schéma d'approvisionnement en eau potable au regard des scénarios envisagés et des changements climatiques ;

Identification d'alternatives d'approvisionnement ;

Evaluation économique des alternatives identifiées et discussion sur leur efficacité.

Les objectifs et orientations de ces deux dernières phases ont été légèrement revus pour deux raisons principales :

un relatif manque de données détaillées sur les caractéristiques hydrogéologiques de certaines ressources qui ne permettent pas de définir précisément des scénarios alternatifs ;

les résultats de l‟évaluation prospective (à 2030) des demandes en eau indiquent que celles-ci ne vont pas augmenter et au contraire très légèrement diminuer. Dans la mesure où les ressources aujourd‟hui exploitées ne posent pas de problème majeur, il n‟y a donc pas réellement lieu d‟envisager des solutions alternatives d‟approvisionnement.

Les deux premières phases ont également été davantage détaillées (notamment sur la question des économies d‟eau).

5.2. ETAT DES LIEUX DES USAGES DE L’EAU

5.2.1. Eau potable

Le territoire de VVA compte 23 communes, 75180 habitants en 2009 et 30 600 abonnés à l‟eau potable.

Dans la mesure où la plupart des communes sont alimentées par des syndicats qui desservent plusieurs communes (parfois jusqu‟à 30), dont certaines se situent en dehors du périmètre de l‟étude, l‟état des lieux doit être fait à l‟échelle communale.

a) Gestion du service de l’eau potable

Sur la zone, 5 syndicats ont la compétence « eau potable », deux communes délèguent à la SAUR-CBSE et 3 communes gèrent le service de l‟eau potable en régie. Le détail est donné par l‟Illustration 31.



Communes de VVA Gestionnaire du service AEP Remarques

CUSSET COMMUNE DE CUSSET -

MARIOL COMMUNE DE MARIOL -

SAINT-YORRE COMMUNE DE SAINT YORRE

Cessation de l’industrie SEDIVER, mais encore 7 industriels entrainant une forte consommation

BRUGHEAS SAUR - CBSE

Données disponibles pour chacune des communes VICHY

CHARMEIL SIAEP DE VENDAT CHARMEILST REMY EN ROLLAT

Syndicat est en charge de ces 3 communes uniquement

SAINT-REMY-EN-ROLLAT

VENDAT

BOST SIVOM DE LA VALLEE DE BESBRE

Syndicat en charge de l’AEP sur 34 autres communes (hors zone d’étude)

ABREST

SIVOM DE LA VALLEE DU SICHON

Quinze communes adhèrent au SIVOM, dont 9 en dehors du territoire de l’étude. (Bellerive : - adhésion en 2011, avant CBSE)

BELLERIVE-SUR-ALLIER

BUSSET

CUSSET

HAUTERIVE

VERNET (LE)

BILLY

SIVOM EAU ASSAINISSEMENT VAL ALLIER

Le syndicat est en charge de nombreuses autres communes (hors de la zone d’étude)

CREUZIER-LE-NEUF

CREUZIER-LE-VIEUX

MAGNET

SAINT-GERMAIN-DES-FOSSES

SEUILLET

COGNAT-LYONNE

SIVOM SIOULE ET BOUBLE Le SIVOM de Sioule et Bouble regroupe 45 communes situées dans le département de l’Allier.

ESPINASSE-VOZELLE

SERBANNES

Illustration 31 : Gestion du service de l’eau potable par commune



b) Volumes prélevés et utilisés

Le niveau d‟usage1 de l‟eau potable peut être caractérisé par différents indicateurs dont le nombre d‟abonnés par type, le volume produit, le volume facturé, le rendement des réseaux. La distribution de l‟eau potable se fait à différents types d‟abonnés - ménages, industriels, activités économiques ou agriculteurs - mais la très grande majorité des abonnés sont des ménages ou activités économiques de service que l‟on peut assimiler à un usage domestique. Par manque de données, nous ne distinguerons pas ces types d‟usagers.

L‟état des lieux des usages de l‟eau potable synthétisé dans le tableau ci-dessous a été réalisé à partir de plusieurs sources d‟informations : (i) des rapports RPQS (Rapport sur le prix et la qualité du service de l‟eau potable), (ii) les études SMEA et (iii) la base de données SISPEA2 (disponible sur le site www.EauFrance.fr). Toutes les données n‟ont pu être récupérées à l‟échelle des communes quand les gestionnaires de l‟eau potable sont des syndicats intercommunaux. Pour les communes concernées, les ratios calculés sur l‟ensemble du syndicat ont servi de base aux calculs pour les communes.

• Volumes produits ~ prélevés et facturés

Pour 2009, la moyenne de prélèvement par abonné est estimée à 163 m3/an/abonné3. En excluant les communes de St-Yorre et Vichy qui ont des gros consommateurs sur le réseau, la consommation moyenne s‟établit à 147 m3/an/abonné. Si on ramène à la population cela fait 90 m3/an/hab.

Les volumes nets réellement utilisés s‟établissent à des niveaux inférieurs dans la mesure où il existe des pertes sur les réseaux. Ces volumes « nets » d‟usage sont de 104 m3/ab/an et 117 m3/ab/an pour toutes les communes y compris St-Yorre et Vichy. Ce ratio revient à 174 L/jour/hab. ce qui est proche de la moyenne pour l‟Auvergne (181 L/jour/hab.) et quasiment égal à la moyenne française (175 L/jour/hab.) (Source : SOeS - SSP - Enquête Eau et assainissement, 2008).

Selon l‟état des réseaux de distribution, les pertes ou fuites sur les réseaux de distribution sont plus ou moins importants selon les réseaux. Le rendement primaire des réseaux de distribution exprime le rapport entre le volume distribué comptabilisé et le volume mis en production. Le rendement des réseaux de distribution moyen était de 72 % en 2009. Ceci signifie qu‟environ 28 % de l‟eau prélevée dans le milieu naturel n‟est pas comptabilisée ni facturée et « perdue » par le réseau.

1 On préfère le mot « usage » au terme « consommation » qui fait davantage référence à un usage consommateur, dans la mesure où une très grande partie de l‟eau potable utilisée est restituée au milieu via le réseau d‟assainissement 2 Système d‟information sur le service et le prix de l‟eau et d‟assainissement 3 Dans la mesure où les données de nombre d‟abonnés ne sont pas distinguées selon les types d‟abonnés pour la plupart des communes, nous ne pouvons donner de ratio en distinguant les types d‟abonnés (gros consommateurs/industriels par exemple)

http://www.eaufrance.fr/



D‟après le SMEA (2006), les communes de Vichy, Cusset et Bellerive-sur-Allier auraient un potentiel d‟amélioration de leur rendement significatif, car l‟âge des réseaux est d‟environ 50 ans. Dans ces zones urbaines, l‟amélioration serait possible car les indices de pertes linéaires sont importants.

• Des volumes importants « demandés » par les industriels raccordés

Pour St-Yorre, les données permettent de faire la différence entre les consommations domestiques et industrielles. Dans cette commune, les abonnés industriels, au nombre de 10, utilisent 60 % des volumes facturés (les 40 % restant étant principalement des ménages et des activités économiques assimilées domestiques). Cela illustre que certaines communes peuvent voir la demande en eau potable fortement varier suite à un départ/arrivée d‟un industriel, dans la mesure où ceux-ci ont des besoins importants. Par exemple, le départ en 2009 d‟un gros industriel (SEDIVER) a significativement impacté les volumes demandés sur la commune de St-Yorre (les chiffres présentés tiennent compte de ce départ).

• Des fortes différences de ratio de consommation par abonné entre communes

En partie à cause de la part non négligeable de gros consommateurs dans certaines communes, on observe de fortes variations de volumes par abonné selon les communes. Ce ratio de volume d‟eau facturée/abonné s‟étale de 79 (Vendat) à 280 m3/ab/an (St-Yorre, avec de gros consommateurs).

Le tableau ci-dessous présente le nombre d‟abonnés, les rendements de distribution et l‟estimation des volumes prélevés pour chacune des communes. On appelle « volume brut » le volume mis en distribution et « volume net » celui effectivement facturé. Le rapport « volume net/volume brut » donne le rendement.



Commune

Population Abonnés Volumes mis en

distribution

Volumes facturés

Rend-ement

Volume brut

/abonné

Volume net/abonné

ABREST 2696 1336 204 993 141 855 0.69 153 106

BUSSET 834 531 65 263 45 162 0.69 123 85

HAUTERIVE 1110 585 83 960 58 100 0.69 144 99

LE VERNET 1858 810 120 207 83 183 0.69 148 103

MARIOL 765 372 46 897 35 923 0.77 126 97

BRUGHEAS 1327 722 112 920 75 995 0.67 156 105

SAINT-YORRE 2742 1281 416 615 358 289 0.86 325 280


8562 3632 861 330 565 032 0.66 237 156

CUSSET 13152 4723 1 046 366 724 085 0.69 222 153

VICHY 25090 8246 2 682 678 1 888 605 0.70 325 229

VENDAT 2226 1070 112 321 84 128 0.75 105 79

BILLY 838 412 60 075 42 270 0.70 146 103

BOST 187 92 12 950 8820 0.68 141 96

CHARMEIL 723 356 50 426 37 769 0.75 142 106

COGNAT-LYONNE

655 322 40 700 30 606.28 0.75 126 95

CREUZIER-LE-NEUF

1020 502 73 123 47 661.69 0.70 146 95

CREUZIER-LE-VIEUX

3208 1578 229 978 160 985 0.70 146 102

ESPINASSE-VOZELLE

879 432 54 619 41 073.16 0.75 126 95

MAGNET 827 407 59 287 41 715 0.70 146 103

St-Germain-des-Fossés

3655 1798 262 023 184 364 0.70 146 103

Saint-Rémy-en-Rollat

1610 792 112 291 84 106 0.75 142 106

SERBANNES 729 359 45 298 34 064.09 0.75 126 95

SEUILLET 486 239 34 841 24 515 0.70 146 103

75 179 30 596 6 789 158 4 798 307 0.71 222 157

Illustration 32 : Données sur le service de l’eau potable pour l’année 2009

Estimation propre, au prorata des abonnés pour les communes qui appartiennent à un syndicat intercommunal pour le service de l’eau potable



c) Ressources mobilisées

Les données exactes de production par ressource et par commune ne sont pas disponibles à l‟échelle des communes comme nous l‟avons évoqué précédemment. La répartition de la production pour les communes de la zone a été estimée à partir de deux sources de données : (i) les données sur les réseaux (UDI, captage) de l‟ARS qui incluent les débits moyens captés pour chaque captage, (ii) les volumes facturés et distribués pour chaque commune.

La répartition estimée des prélèvements par type de ressource sur la zone d‟étude est donnée dans le tableau ci-dessous.

Type Ressources Part de la

production totale utilisée sur VVA

Eau superficielle

(58%)

Chaîne des Puys 2%

Madeleine BV Allier 16%

Madeleine BV Loire 3%

Allier 37%

Eau souterraine

(42%)

Sables, argiles et calcaires du Tertiaire de la Plaine de la

Limagne

1%

Alluvions Allier aval 41%

Illustration 33 : Estimation de la répartition des prélèvements sur le territoire de VVA

On estime ainsi à environ 40 % l‟eau prélevée en dehors du territoire VVA.

Les ressources de la Chaîne des Puys, de la Madeleine et une partie des prélèvements dans la nappe alluviale de l„Allier aval se trouvent en dehors du territoire de VVA. Ceci s‟explique surtout par l‟intercommunalité en matière de gestion de l‟eau, c‟est-à-dire que la majorité des communes sont approvisionnés par des syndicats qui couvrent un territoire bien plus important que celui de VVA (voir Illustration 31).

Les productions par syndicat ou commune (gestionnaires des services AEP) sont donnés dans le tableau suivant.



Services AEP A

lluvio

ns

Alli

er

aval

Chaîn

e d

es

Puys

Made

lein

e

BV

Alli

er

Made

lein

e

BV

Lo

ire

Sab

les,

arg

iles e

t

calc

aires d

u

IIIa

ire

de

la

la L

imagn

e

Alli

er

TO

TA

L

Part

BRUGHEAS 113 113 2%

CUSSET 41 960 41 1043 15%

MARIOL 18 26 2 47 1%

ST YORRE 417 417 6%

VICHY 1 347 1 347 2694 40%

SIAEP VENDAT-CHARMEIL-ST-

REMY

246 30 276 4%

SIVOM SIOULE ET BOUBLE

139 139 2%

SIVOM VAL D'ALLIER

716 716 11%

SIVOM VALLEE DE LA BESBRE

5 7 0.654 13 0%

SIVOM VALLEE DU SICHON

135 190 17 990 1332 20%

TOTAL 2 767 139 1 118 223 51 2 491 6789 100%

Part 41% 2% 16% 3% 1% 37% 1

Illustration 34 : Estimation des volumes produits par type de ressource en 1000 m3/an

d) Enjeux des services d’eau potable

L‟étude du SMEA (2006) a mis en évidence les problématiques suivantes afférentes aux ressources en eau :

des problèmes quantitatifs sur les captages en nappe alluviale de l‟Allier en période d‟étiage ;

des problèmes de qualité sur un nombre significatif de ressources de type nappe alluviale (nitrates4, fer et manganèse au niveau des captages en nappe alluviale) ;

risque de pollution chimique accidentelle ponctuelle sur le cours d‟eau et donc sur les nappes alluviales.

L'eau de Louchadière (Chaîne des Puys) exploitée par le SIVOM Sioule et Bouble présente des teneurs en arsenic supérieures aux exigences de qualité pour l‟AEP (environ 20 µg/L), nécessitant un système de traitement.

4 L‟ensemble de la zone d‟étude est classée en zone vulnérable aux nitrates sauf la ville de Busset.



L‟étude du SMEA préconise une sécurisation de l‟alimentation en eau potable pour faire face à des incidents éventuels (pollution de la ressource, casse de canalisation d‟adduction, panne électriques etc.). Celle-ci a déjà largement été assurée grâce à la mission du SMEA qui vise à interconnecter les communes pour sécuriser la distribution de l‟eau potable dans le département de l‟Allier.

L‟amélioration des rendements est également un enjeu.

La vulnérabilité des systèmes d‟alimentation en eau potable aux risques divers a été caractérisée par le SMEA (2006). Nous rassemblons ces éléments dans le tableau ci-dessous. Le SMEA (2006) précise qu‟une rupture de conduite ou d‟alimentation électrique est beaucoup plus fréquente (estimation ~ 80 fois) qu‟une pollution. Les principaux risques considérés sont les suivants :

- pollution, - ruptures électriques qui affectent les pompes, - ruptures de conduites.

La vulnérabilité électrique des réseaux est forte pour les communes de la zone Allier qui dépendent exclusivement de pompages dans l‟Allier (nappe ou rivière) des collectivités.

Gestionnaire - UGE - Nom Risque : Pollution

Risque : Rupture conduite

Risque : alimentation

électrique

Risque : Inondation

MAIRIE DE BRUGHEAS

MAIRIE DE CUSSET Significatif* Significatif*

MAIRIE DE MARIOL

MAIRIE DE ST YORRE

MAIRIE DE VICHY Fort Fort Fort Fort

SIAEP VENDAT-CHARMEIL-ST-REMY

SIVOM VAL D'ALLIER Significatif Significatif Significatif

SIVOM VALLEE DE LA BESBRE Significatif en période

estivale Significatif

SIVOM VALLEE DU SICHON Fort (sur Bellerive)

Significatif en période

estivale

Significatif (Bellerive)

* en raison de l'alimentation par le Val d'Allier

Illustration 35 : Vulnérabilité des systèmes d’alimentation en eau potable (source : SMEA, mise en forme propre)



5.2.2. Eau agricole5

L‟agriculture occupe 240 exploitations agricoles sur la zone, pour 291 unités de travail agricole et une SAU (Surface Agricole Utile) de 13 552 ha et 11 368 unités de gros bétail (UGB) (RGA 2012, DRAAF Auvergne). Les orientations technico-économiques de la zone sont la polyculture et le polyélevage, les bovins mixtes, les bovins viandes, les céréales et oléo-protéagineux et les fleurs et horticultures diverses. L‟agriculture est donc assez diversifiée sur la zone. Environ la moitié de la SAU est occupée par des terres labourables, l‟autre moitié par des surfaces toujours en herbe. La SAU de la zone d‟étude correspond à 2.8 % de la SAU du département de l‟Allier.

Une partie de la demande en eau agricole est constituée par l‟abreuvage du bétail. Cette demande est partiellement satisfaite par des retenues (prélèvement directement dans la ressource par le bétail) ou par le réseau d‟eau potable, notamment lorsque les retenues sont sèches ou les animaux ne sont plus à l‟extérieur.

Dans l‟Allier, les surfaces irriguées couvraient 14 044 hectares (335 exploitations) en 2010. Les données de l‟Agence de l‟eau recensent 111 ha irrigués en 2008 sur les communes du territoire de VVA. La présence de l‟irrigation est moindre que dans la moyenne du département où elle occupe 3 % de la SAU. Dans la zone, il s‟agit davantage d‟une irrigation d‟appoint qui concerne presque exclusivement le maïs (les céréales de printemps sont irriguées uniquement en cas de printemps très sec) et 3/4 des irrigants sont des éleveurs. Elle leur permet d‟assurer leur autonomie fourragère et surtout de s‟assurer contre le risque du coût de céréales trop élevé pour nourrir leur bétail. Le recours moindre à l‟irrigation sur le territoire de VVA s‟explique notamment par des sols avec de bonnes capacités à retenir l‟eau (réserve utile proche de 100 mm).

Les prélèvements agricoles pour l'irrigation varient fortement d'une année sur l'autre. Dans l‟Allier, pour une année sèche (2003), ils représentaient 28 millions de m3. Ils ne représentaient que 4,5 millions de m3 en 2007 (été humide). Le nombre de jours d‟irrigation semble varier d‟une année à l‟autre entre 10 et 54 (DREAL, 2011). Les volumes d‟eau apportés aux cultures se situeraient entre 200 et 1500 m3/ha en moyenne selon les années et les cultures. L‟apport d‟eau moyen au maïs s‟établit autour de 1000 m3/ha/an en moyenne. Les données de prélèvement de l‟Agence de l‟eau donnent 113 500 m3 pour l‟année 2008 et 87 067 en moyenne sur les années 2006 à 2008. Les volumes concernent pour 35 % des cours d‟eau naturels, pour 1 % des nappes profondes et pour 64 % des retenues dont l‟origine est des sources (en moyenne sur les années 2006 à 2008). L‟accès à l‟eau n‟est pas facile dans toutes les zones du territoire et expliquerait aussi, partiellement, le faible recours à l‟irrigation dans le secteur. La nappe alluviale n‟est pas très large, contrairement au nord du département (4-5 km de largeur).

5 Les éléments qualitatifs de ce paragraphe sont partiellement issus d‟un entretien avec la Chambre d‟Agriculture de l‟Allier.



Le graphe ci-dessous montre l‟évolution des volumes prélevés sur huit années. Les variations sont expliquées par les variations de climat impliquant différents besoins pour l‟irrigation. Il se peut aussi que tous les prélèvements réalisés pour l‟agriculture ne soient pas nécessairement référencés dans les données de l‟Agence de l‟eau, notamment pour les volumes inférieurs au seuil de déclaration et de paiement des redevances.

Illustration 36 : Evolution des volumes prélevés sur la zone (données Agence de l’eau Loire-Bretagne)

5.2.3. Eau industrielle

L‟Allier dispose d‟un parc industriel significatif, bien qu‟il ait été réduit dans les dernières dizaines d‟années. Sur le territoire de Vichy Val d‟Allier on dénombrait 4035 entreprises en 2011 dont 287 entreprises de l‟industrie. La répartition est donnée par l‟illustration suivante.

Illustration 37 : Répartition des entreprises sur le territoire de Vichy Val d’Allier (source : INSEE, 2011)



La très grande majorité des entreprises s‟alimentent via le réseau public de l‟eau potable et les volumes afférents sont donc comptabilisés dans le paragraphe relevant de l‟eau potable. Les prélèvements d‟eau par les industriels, hors réseau AEP, sont donnés par l‟Agence de l‟eau. Pour 2008, 765 800 m3 d‟eau ont été prélevés et recensés par l‟Agence, étant captés par 10 industries sur le territoire. L‟Illustration suivante donne la répartition des prélèvements par ressource. Environ la moitié des prélèvements se font sur des cours d‟eau de surface et 35 % des prélèvements concernent l‟industrie des eaux de table.

Cours d’eau

naturel Nappe

alluviale Nappe

profonde Source Total

CIE FERMIERE DE VICHY (Industrie des eaux de table)

43 200 43 200

CIE FERMIERE DE VICHY SA (entretien corporel)

347 600 52 900 400 500

GOLF DE VICHY 25 700 25 700

GRANULATS AUVERGNE BOURGOGNE

31 300 31 300

RLD RHONE ALPES AUVERGNE SA RLD 1 (Blanchisserie -Teinturerie)

40 100 40 100

STE COMMERCIALE EAUX MINERALES DU BASSIN DE VICHY - S.C.B.V.

144 700 80 300 225 000

Total général 347 600 201 700 120 400 96 100 765 800

45% 26% 16% 13% 100%

Illustration 38 : Prélèvements industriels sur le territoire de VVA en m3 hors AEP (source :

AELB, extraction propre)

5.2.4. Synthèse

Les prélèvements sont à 89 % à destination de l‟eau potable, l‟agriculture représentant 1 % et l‟industrie 10 % des prélèvements. Les ressources en eau mobilisées sont principalement les cours d‟eau naturel (Allier ici principalement) et la nappe alluviale de l‟Allier.

Eau potable Eau agricole

Eau industrielle

Total Part

Cours d'eau naturel

3 832 590 30 533 347 600 4 210 723 55%

Nappe profonde 50 559 1 033 120 400 171 992 2%

Nappe alluviale 2 766 725 - 201 700 2 968 425 39%

Source 139 284 55 500 96 100 290 884 4%

Total 6 789 158 87 067 765 800 7 642 024 100%

Part 89% 1% 10% 100%

Illustration 39 : Synthèse des prélèvements d’eau estimés par secteur d’activité



L‟étude « Volumes prélevables » du département de l‟Allier montre que les volumes prélevés actuellement ne dépassent pas les volumes prélevables dans les différents bassins en période d‟étiage sur les ressources en eau superficielle (hors étiage les volumes prélevables sont très largement supérieurs et ne constituent pas une contrainte). Cependant, la marge des prélèvements est faible (DREAL, 2011). Sur les eaux souterraines, les volumes prélevables n‟ont pu être caractérisés par manque de données.

Il faut aussi noter que 8 captages dans la nappe alluviale de l‟Allier sont identifiés comme prioritaires, compte tenu du risque de pollutions diffuses.

5.3. QUELLE DEMANDE EN 2030 ?

5.3.1. Eléments de rétrospective

a) Population

La population du département de l‟Allier présente une baisse continue depuis les années 70. Elle était estimée à 342 300 habitants en 2005, soit 2 800 de moins qu'en 1999. Le rythme annuel de la baisse démographique s'est toutefois nettement réduit, comme le montre l‟Illustration 40 :

Illustration 40 : Evolution de la population dans l’Allier (source : INSEE)

Entre 2006 et 2009, pour les villes, dont Vichy notamment, on observe une baisse légère de population dans les centres urbains mais une hausse en périphérie. Sur le territoire dans son ensemble, on note une population qui évolue peu avec une moyenne annuelle de + 1% de population pour les dernières années. On distingue



néanmoins des communes avec des taux de croissance négatifs (Billy, Busset, Cusset, St-Germain-des-Fossés, St-Yorre et Vichy).

On note également une artificialisation des sols entre 2000 et 2009 avec 440 ha consommés par l‟urbanisation.

b) Activités économiques

Les entreprises ont suivi une évolution similaire à la population. Entre 1993 et 2002, une baisse de 3 % a été relevée. Cependant cette évolution n‟est pas uniforme dans tous les secteurs : les services ont vu leur nombre augmenter de 5 % tandis que ceux de l‟industrie, des commerces et des réparations ont reculé de 10 % et la construction de 4 %.

Concernant l‟agriculture, le nombre d‟exploitations dans la zone a été réduit de 30 % entre 2000 et 2010 (Source RGA6). La Surface Agricole Utile (SAU) a été réduite de 8 %, la surface labourable de 2 % et les cheptels de 12 %. En revanche, l‟irrigation se développe à l‟échelle du département et particulièrement chez les éleveurs qui irriguent leur fourrage pour faire face à l‟augmentation du prix des céréales et accroître leur autonomie fourragère. Cependant, ce phénomène est moins accentué sur la zone du territoire de VVA car les sols (proches de l‟Allier) présentent des réserves utiles meilleures qu‟ailleurs dans l‟Allier (sols argilo-calcaires et limoneux). L‟agriculture est donc moins sensible à la sécheresse qu‟ailleurs dans le département et l‟irrigation reste anecdotique.

c) Volumes d’eau potable en baisse

Les données de l‟utilisation de l‟eau potable ont pu être récupérées sur plusieurs années pour certaines communes uniquement. Principalement on peut dégager une utilisation de l‟eau potable en baisse, qui est plus prononcée que la baisse de population.

Le graphe ci-dessous confirme la baisse pour certaines communes de la zone.

6 Recensement Général Agricole



Illustration 41 : Evolution des volumes facturés pour quelques communes7

- Rendement des réseaux de distribution. Le graphique suivant montre l‟évolution des rendements pour les communes où la donnée est disponible. Il est difficile de conclure sur une tendance. Cependant on note une baisse des rendements dans les années 90 et au début des années 2000. Cette baisse semble inversée depuis 2004 et on note que dans les dernières années tous les rendements sont supérieurs à 65 %.

7 On note qu‟il y a eu des changements dans les situations des communes vis-à-vis de leurs gestionnaires en eau potable. Ceci peut éventuellement conduire à des incohérences dans les séries de données qui doivent être interprétées avec attention.



Illustration 42 : Evolution des rendements de distribution pour quelques communes de la zone

5.3.2. Prospective sur la demande en eau

L‟objectif de l‟exercice de prospective est de construire des scénarios contrastés qui doivent, dans leur disparité, couvrir une grande partie de « l‟ensemble des possibles ». Deux scénarios de prospective ont été construits et leur demande en eau est estimée. Ils sont décrits ci-dessous8. Le scénario du SCoT/PADD apparaissant comme optimiste et résolument volontariste - notamment au regard de l‟évolution de la population dans les dernières années - il a été décidé d‟envisager un second scénario « intermédiaire » entre la situation actuelle et le scénario vertueux du PADD. Il pourrait aussi être qualifié de « tendanciel » ou de « laisser-faire ».

a) Scénario volontariste

Ce scénario correspond au scénario du SCoT (Schéma de Cohérence Territorial) décrit dans le PADD (Plan d‟Aménagement et de Développement Durable). Ce scénario résulte d‟une démarche de prospective participative qui a été mise en œuvre en 2011. Il s‟agit d‟un projet de territoire qui est né d‟une vision politique, et donc partagée par les élus. Son horizon temporel est 2030. Ce scénario prévoit une évolution de la population de VVA de + 8 % soit + 6000 habitants. Ceci résulte d‟une politique d‟attractivité du territoire basée sur 3 leviers : l‟emploi, le cadre de vie des habitants et l‟image du territoire.

Une des premières volontés de ce projet est de lutter contre l‟étalement urbain, notamment par la reconquête du parc de logement vacants et ce pour deux raisons principales : (i) la première est sociale, pour éviter des difficultés financières aux

8 Notons que les hypothèses de l‟étude du SMEA (2006) n‟ont pas été reprises, car elles semblent trop arbitraires, en particulier la méthode « évolutive ». Il n‟y a pas vraiment de raisons pour lesquelles le futur prolongera les tendances du passé.



ménages les moins aisés, (ii) la seconde est relative à l‟équilibre du budget des communes. En effet l‟étalement urbain implique des coûts importants aussi bien pour les ménages (transports, taille de l‟habitat) que pour les collectivités (réseaux d‟eau, de transport, déchets etc.). Le développement d‟éco-quartiers, à l‟image des projets déjà entrepris à Vichy et Bellerive-sur-Allier, est également envisagé. Le PADD mentionne explicitement un développement économe des réseaux d‟eau en articulation avec l‟urbanisation. Ceci facilitera l‟amélioration des rendements sur le long terme en limitant l‟extension de la longueur des réseaux.

Un autre axe est le maintien de l‟économie agricole locale avec une volonté de haute qualité des productions agricoles et la lutte contre la régression des surfaces agricoles et naturelles. La diversification des cultures sera aussi favorisée ainsi que la valorisation des produits locaux. La ruralité est une autre composante forte du territoire : les villages doivent permettre le développement des activités agricoles et touristiques.

La volonté de protection des grands espaces naturels est très clairement énoncée dans le PADD.

Le PADD donne explicitement une importance à la question de l‟eau avec une « grande politique de l‟eau, cet élément naturel identitaire sur le territoire de Vichy Val d‟Allier au travers de la rivière Allier ». Il est précisé qu‟il s‟agit :

d‟avoir une gestion économe de la ressource en eau ;

de réaliser des interconnexions pour sécuriser la ressource ;

de diversifier les ressources en eau potable ;

de préserver la dynamique fluviale ;

de préserver et restaurer l‟état des eaux superficielles et souterraines, ainsi que des zones humides associées aux cours d‟eau.

Implication pour la gestion et la demande en l’eau

Le nombre d‟abonnés : la politique volontariste doit permettre d‟infléchir la baisse de la population via notamment la relance économique du territoire. Celle-ci sera accompagnée d‟un effort sur la construction et la réhabilitation de logements. En conséquence, le nombre d‟abonnés à l‟eau potable devrait légèrement augmenter (+ 15 %) pour atteindre 35 382 abonnés à l‟eau potable.

Les rendements primaires des réseaux de distribution : dans ce scénario volontariste, les réseaux de distribution seront améliorés pour réduire les fuites, les autres pertes seront également combattues. Cette politique volontariste en matière d‟investissements implique un niveau de dépenses plus élevé et un recours à l‟emprunt et un impact quasi-certain sur les prix pour respecter le principe de recouvrement des coûts du service de l‟eau.

On suppose alors que les rendements auront atteint les objectifs fixés par le SDAGE. Ces objectifs sont les suivants :



75 % pour les communes rurales ;

85 % pour les communes urbaines.

Cet objectif revient à un rendement de 83 % sur l‟ensemble du territoire de VVA (voir Illustration 43 : Estimation de la demande en eau potable par commune pour les deux scénarios). Ceci correspond, en moyenne, à une augmentation de 12 points (le rendement de référence étant de 71 %), ce qui représente un effort significatif.

Cela engendrera des dépenses importantes des services de l‟eau potable et celles-ci seront répercutées, conformément à la réglementation comptable, sur le budget « eau » des communes qui devront nécessairement augmenter les recettes perçues et donc le prix de l‟eau.

Les ratios d‟utilisation de l‟eau par abonné : plusieurs déterminants jouent sur le niveau d‟utilisation de l‟eau par les usagers. On considère deux effets principaux ici : (i) la baisse tendancielle de l‟utilisation de l‟eau déjà observée dans les dernières années (cf. rétrospective), imputable à l‟amélioration de l‟efficacité des appareils électroménagers mais aussi aux habitudes des ménages, et (ii) l‟élasticité prix de la demande qui mesure l‟effet d‟une augmentation du prix de l‟eau sur la demande. Ces effets se cumulent, même s‟il est très difficile de les estimer précisément. Pour prendre en compte ces effets, on suppose que les volumes utilisés par abonné vont subir une baisse de 1 % par an (soit 19 % jusqu‟en 2030), ce qui correspond à 132 m3/abonné et par an (notons qu‟entre 2004 et 2009 la baisse annuelle était de 0.8 %).

On ne considère pas de différence significative entre les volumes utilisés par les ménages habitant des maisons et ceux habitant des appartements car on estime que les usages extérieurs des maisons sont négligeables. Ainsi, on suppose que même si le ratio appartement/maison est affecté par les politiques d‟aménagement (notamment de réhabilitation), il n‟y a pas d‟impact en termes de volume d‟eau utilisé.

Eau agricole (hors réseau) : l‟irrigation se développe légèrement dans ce scénario. Elle se développe d‟une part chez les éleveurs qui minimisent le risque de pertes de rendement en année sèche par l‟irrigation d‟appoint afin d‟assurer leur indépendance fourragère en raison de prix élevés de fourrages lors des dernières années sèches. D‟autres part, quelques exploitations de la zone ont réussi à se diversifier conformément au plan du PADD et ont choisi certaines cultures (maraîchage) qui demandent un apport d‟eau. On suppose que les surfaces irriguées passent d‟un peu plus de 100 ha en situation de référence à 250 ha en année sèche. Les besoins par hectare s‟établissent entre 1000 m3/ha pour une année humide et 1600 m3/ha pour une année sèche (ceux-ci ont augmenté de 100 m3/an, pour tenir compte des effets du changement climatique sur le besoin en eau des plantes).

Industriels non raccordés : on suppose ici une hypothèse basse, dans laquelle le volume de référence prélevé par les industriels est conservé. On suppose que les économies d‟eau que les industriels pouvaient faire ont déjà été réalisées et les consommations par industriels ne changent pas. On fait une hypothèse haute où un site industriel est ouvert suite aux efforts du territoire en matière de relance économique (augmentation du volume équivalent à environ 40 000 m3/an).



b) Scénario intermédiaire

Ce scénario correspond à une évolution plus stable du territoire, dans le sens où les tendances des dernières dix années se prolongent. Ce scénario se rapproche du scénario tendanciel du SAGE. Il correspond donc principalement à une évolution du territoire, des activités économiques et des volontés politiques similaires à celles existantes dans la dernière décennie.

L‟intérêt de considérer un tel scénario est de montrer à quoi conduirait une situation sans changements majeurs. On peut aussi le qualifier de « laisser-faire ». Si ses conséquences ne sont pas réellement désirables, alors ce scénario a une vocation pédagogique dans le sens où il montre ainsi « qu‟il faut faire quelque chose » pour changer la trajectoire du territoire.

Dans ce scénario, la population ne présente pas d‟évolution significative, soit car les mesures du PADD n‟ont pas été mises en place, soit car elles n‟ont pas eu d‟impact significatif sur les activités économiques et la démographie qui l‟accompagne. On estime que les projections de l‟INSEE sont réalisées dans ce scénario : l‟INSEE prévoit une baisse de 0.05 % par an9, soit une baisse de 1 % de la population à 2030. L‟évolution de la démographie des entreprises est supposée proportionnelle et observe donc la même baisse.

Peu de mesures sont prises concernant le logement, ce qui entraîne un faible taux de réhabilitation et donc un maintien voire une légère baisse de densification de l‟habitat. Le taux d‟habitant par ménage reste stable (2.5 habitants/ménage).

Implication pour la gestion et la demande en l’eau

Le nombre d‟abonnés : une légère baisse de population se poursuit et est accompagnée de la même évolution pour les activités économiques. Quelques consommateurs industriels ne sont plus abonnés du service de l‟eau potable, soit parce que ceux-ci ne sont plus implantés localement, soit car ils ont préféré s‟approvisionner par leurs propres moyens pour des raisons financières. Le nombre d‟abonnés est de 30 289, soit une légère baisse par rapport à la situation de référence (30 596 abonnés).

Les rendements primaires des réseaux de distribution : il n‟y a pas d‟efforts particuliers réalisés sur ce plan-là. C‟est-à-dire que les syndicats et communes responsables du service de l‟eau n‟accélèrent pas leur politique de renouvellement de leur réseau. Au contraire, les contraintes financières qui pèsent sur les collectivités locales ne s‟améliorent pas10 et celles-ci n‟ont pas pu investir dans la rénovation des réseaux sans mesures financières particulières externes (ex : fond départemental), malgré les dispositions du SDAGE qui fixe un objectif de 75 % pour les communes rurales et de 85 % pour les communes urbaines. On suppose une baisse moyenne du rendement

9 Scénario central pour le département de l‟Allier. Source : INSEE. Omphale 2010 10 Une des raisons peut être la baisse des recettes suite à un départ non anticipé d‟un industriel.



de 3 points pour l‟ensemble des communes de la zone, soit un rendement moyen de 68 %.

On note également une prolongation de la disparité des rendements de réseaux entre communes et syndicats (66 % à Bellerive-sur-Allier à 86 % à St-Yorre en 2009).

Les investissements des services d‟eau potable n‟ayant pas augmenté, les prix de l‟eau potable sont globalement maintenus.

Les ratios d‟utilisation de l‟eau par abonné : comme nous l‟avons déjà vu, plusieurs déterminants jouent sur le niveau d‟utilisation de l‟eau par les usagers. On considère deux effets principaux : (i) la baisse tendancielle de l‟utilisation de l‟eau déjà observée dans les dernières années, et (ii) l‟élasticité prix de la demande qui mesure l‟effet d‟une augmentation du prix de l‟eau sur la demande. Ici, seul le premier effet est à prendre en compte dans la mesure où on suppose que les prix sont maintenus au niveau de la situation de référence. On suppose que le premier effet se prolonge encore mais à un rythme inférieur à celui observé entre 1995 et 2004 (- 0.8 %/an) et que les ratios par abonné baissent de 0.2 %/an soit - 4% en 2030, ce qui revient à 154 m3/abonné/an.

Eau agricole (hors réseau) : dans ce scénario, il n‟y a pas d‟évolution significative de l‟irrigation sur le territoire. Celle-ci reste au niveau de la situation de référence. La seule modification à prendre en compte est la très légère augmentation de besoin résultant des effets du changement climatique. On suppose, de manière arbitraire, que la demande en année sèche passe de 1500 à 1600 m3/ha et par an.

Industriels non raccordés : on suppose ici une hypothèse basse dans laquelle un site industriel est abandonné (volume équivalent à environ 40 000 m3/an) et une hypothèse haute dans laquelle le volume de référence prélevé par les industriels est conservé.

c) Impact quantitatif des scénarios sur la demande en eau potable

Les deux tableaux suivants montrent le détail des calculs pour la demande en eau potable pour chacune des communes.



Scénario PADD Abonnés Volume

m3/abonné Rendement

Evolution du rendement / Ref

Demande brute

Evolution de la demande / Ref

ABREST 1545 85.98 0.85 +16% 156 274 -24%

BUSSET 614 68.87 0.75 +6% 56 386 -14%

HAUTERIVE 677 80.42 0.75 +6% 72 540 -14%

LE VERNET 937 83.16 0.75 +6% 103 857 -14%

MARIOL 430 78.19 0.75 -2% 44 851 -4%

BRUGHEAS 835 85.23 0.75 +8% 94 882 -16%

SAINT-YORRE 1481 226.54 0.85 -1% 394 708 -5%


4200 125.96 0.85 +19% 622 465 -28%

CUSSET 5462 124.14 0.85 +16% 797 685 -24%

VICHY 9536 185.45 0.85 +15% 2 080 573 -22%

VENDAT 1237 63.66 0.75 +0% 105 037 -6%

BILLY 477 83.04 0.75 +5% 52 776 -12%

BOST 106 77.65 0.75 +7% 11 012 -15%

CHARMEIL 411 86.00 0.75 +0% 47 156 -6%

COGNAT-LYONNE 373 76.92 0.75 -0% 38 213 -6%

CREUZIER-LE-NEUF 580 76.92 0.75 +5% 59 507 -19%

CREUZIER-LE-VIEUX 1825 82.61 0.85 +15% 177 348 -23%

ESPINASSE-VOZELLE 500 76.92 0.75 -0% 51 281 -6%

MAGNET 470 83.04 0.75 +5% 52 083 -12%

Saint-Germain-des-Fossés

2079 83.04 0.75 +5% 230 185 -12%

Saint-Rémy-en-Rollat 916 86.00 0.75 +0% 105 009 -6%

SERBANNES 415 76.92 0.75 -0% 42 530 -6%

SEUILLET 276 83.04 0.75 +5% 30 607 -12%

35 382 0.83 5 426 965 -20%



Scénario intermédiaire

Abonnés Volume m3/ab Rendement Evolution du

rendement / Ref Demande brute

Evolution de la

demande / Ref

ABREST 1323 101.81 0.66 -3% 203 397 -0.8%

BUSSET 526 81.55 0.66 -3% 64 755 -0.8%

HAUTERIVE 579 95.23 0.66 -3% 83 306 -0.8%

LE VERNET 802 98.47 0.66 -3% 119 271 -0.8%

MARIOL 368 92.59 0.74 -3% 46 329 -1.2%

BRUGHEAS 715 100.92 0.64 -3% 112 184 -0.7%

SAINT-YORRE 1268 268.25 0.83 -3% 409 744 -1.6%


3596 149.16 0.63 -3% 856 754 -0.5%

CUSSET 4676 147.00 0.66 -3% 1 038 218 -0.8%

VICHY 8163 219.60 0.67 -3% 2 659 734 -0.9%

VENDAT 1059 75.39 0.72 -3% 111 063 -1.1%

BILLY 408 98.33 0.67 -3% 59 563 -0.9%

BOST 91 91.94 0.65 -3% 12 858 -0.7%

CHARMEIL 352 101.83 0.72 -3% 49 862 -1.1%

COGNAT-LYONNE 319 91.09 0.72 -3% 40 237 -1.1%

CREUZIER-LE-NEUF 497 91.09 0.67 -3% 67 160 -8.2%

CREUZIER-LE-VIEUX 1562 97.82 0.67 -3% 228 069 -0.8%

ESPINASSE-VOZELLE 428 91.09 0.72 -3% 53 998 -1.1%

MAGNET 403 98.33 0.67 -3% 58 781 -0.9%

Saint-Germain-des-Fossés

1780 98.33 0.67 -3% 259 788 -0.9%

Saint-Rémy-en-Rollat 784 101.83 0.72 -3% 111 034 -1.1%

SERBANNES 355 91.09 0.72 -3% 44 783 -1.1%

SEUILLET 237 98.33 0.67 -3% 34 544 -0.9%

30 289 0.68 -3% 6 725 433 -0.9%

Illustration 43 : Estimation de la demande en eau potable par commune pour les deux scénarios



Dans les deux scénarios, la demande en eau dans toutes les communes baisse. Cependant, on observe une différence importante entre les deux scénarios. On peut retenir que le scénario intermédiaire correspond à une stabilisation de la demande en eau potable (- 0.9 %) avec de faibles variations selon les communes, tandis que le scénario PADD correspond à une baisse d‟environ 20 % de la demande en eau totale. Les différences selon les communes sont assez prononcées en raison de l‟effort variable à faire sur les rendements des réseaux de distribution pour atteindre les objectifs du SDAGE.

d) Synthèse sur la demande en eau

L‟illustration suivante présente la quantification de la demande en eau sur l‟ensemble du territoire et pour les différents types de demande. A l‟image des résultats pour l‟eau potable, la demande en eau globale sur le territoire est soit maintenue à un niveau proche de la situation actuelle, soit diminuée de 15 %.

Référence Sc. PADD Sc. Intermédiaire

AEP

Demande nette

4 798 307 4 493 129 -6% 4 554 546 -5%

Demande brute

6 789 158 5 426 965 -20% 6 725 433 -1%

Agricul-ture

Hypothèse basse (HB)

1 900 10 000 +426% 1 900 0%

Hypothèse haute (HH)

178 720 320 000 +79% 178 720 0%

Industrie HB 765 800 765 800 +0% 725 800 -5%

HH 765 800 805 800 +5% 765 800 0%

TOTAL HB 7 556 858 6 242 765 -17% 7 493 133 -1%

HH 7 733 678 6 552 765 -15% 7 669 953 -1%

Illustration 44 : Synthèse de l’ensemble des demandes en eau potable

Ces scénarios n‟impliquent donc aucune nouvelle demande en eau.

5.4. COHERENCE ENTRE LES ETUDES DU SMEA ET LE SCoT

5.4.1. Prise en compte de la vulnérabilité des services d’AEP

La synthèse de phase 1 qui visait à faire un état des lieux des ressources et des besoins (SMEA, 2006), suggère, pour la gestion des problèmes quantitatifs liés aux étiages, de mettre en place des seuils d‟alerte sur les cours d‟eau afin que les syndicats anticipent les problèmes de productivité. Ceci semble tout à fait cohérent avec la démarche du SCoT.

L‟approche de vulnérabilité des réseaux et services AEP détaillée (SMEA, 2006 ; voir 5.2.1.d) est aussi cohérente avec une vision de durabilité développée par le SCoT. Elle est réalisée dans une perspective d‟identification des sécurisations nécessaires des réseaux. Cette réflexion évoque l‟arbitrage entre protection maximale contre les aléas divers entrainant la rupture de l‟alimentation en eau potable et dépenses publiques. En effet, les travaux de sécurisation impliquent des coûts importants correspondant à des ouvrages d‟interconnexions (canalisations, installation de reprise, stockage etc.). L‟étude de sécurisation en eau potable de St-Yorre et des collectivités voisines (SMEA, 2012) s‟intéresse aux interconnexions possibles



pour la sécurisation de l‟alimentation en eau potable. Cette étude estime entre 5 et 14 millions d‟euros les coûts de « travaux conséquents » pour la sécurisation.

5.4.2. Economies d’eau

La possibilité d‟économies d‟eau par les ménages est envisagée par l‟étude du SMEA (2006 ; ph.2 ; paragraphe 3.3). Cette mesure est cohérente avec le SCoT qui évoque la « gestion économe de la ressource ».

On note cependant une hypothèse assez arbitraire pour l‟estimation du potentiel d‟économie d‟eau pour les consommations des particuliers. Elle consiste à estimer que 45 m3/an/hab. correspond à une « consommation maîtrisée » et définit le gisement d‟économie d‟eau comme étant la différence entre cet objectif et le ratio actuel.

a) Amélioration des rendements des réseaux

Comme nous l‟avons vu, le SDAGE fixe un objectif de 75 % et de 85 % pour les communes rurales et urbaines respectivement. Cet objectif représenterait, toute chose égale par ailleurs, une économie de 15 % sur les volumes prélevés, soit environ 1 million de m3/an.

On note que l‟étude du SMEA ne prend pas en compte cet objectif (les économies potentielles sont estimées en atteignant un indice linéaire de perte qualifié de bon). Les économies estimées sont moins ambitieuses que ce que demande le SDAGE.

L‟étude du SMEA donne également quelques éléments sur les économies réalisables sur les volumes non comptabilisés (environ 3 % des volumes facturés). Il s‟agit des volumes dits « de service » essentiellement pour les usines de traitement d‟eau potable.

b) Tarification incitative

Parmi les solutions d‟économie d‟eau, la tarification incitative est évoquée (SMEA, 2006). On entend par tarification incitative une tarification qui incite les usagers à utiliser moins d‟eau ou au moins à maintenir une utilisation raisonnable de l‟eau. Elle peut être de plusieurs types. La tarification binôme est le modèle de référence, il comporte une part fixe ou abonnement, censée couvrir les coûts fixes (très importants dans les coûts de production de l‟eau potable) et une part variable. Cette tarification doit permettre de couvrir les coûts du service. L‟enjeu principal est d‟arbitrer entre la part variable qui est incitative à la réduction des consommations et la part fixe, garante de la pérennité du patrimoine constitué principalement par le réseau de distribution. Le bon état de ce dernier est également crucial pour assurer des économies d‟eau, comme nous l‟avons vu au paragraphe précédent.

Toutes les communes de la zone sont en tarification binôme. D‟après le SMEA (2006), les SIVOM Vallée de la Besbre, du Val d‟Allier, de la Vallée du Sichon, de Vendat, ainsi que Charmeil, St-Rémy, Vichy et Brugheas pratiquaient des tarifications dégressives sur la part variables (€/m3) en 2005. Ces pratiques ne sont pas cohérentes avec une volonté d‟économie d‟eau dans la mesure où plus on consomme moins on paye cher le m3 d‟eau. Cependant, on observe que le SIVOM du Val d‟Allier et St-Yorre ont des abonnements progressifs.



Plusieurs options sont possibles pour mettre en œuvre une tarification incitative :

Suppression des tarifications dégressives (dans les zones de répartition des eaux, les tarifications dégressives sont interdites11 car elles vont à l‟encontre d‟une tarification incitative) ;

Augmentation de la part variable par rapport à la situation de référence. A recette constante, cela suppose de diminuer la part fixe. Il faut prendre en compte les effets de l‟augmentation du coût avant de mettre en œuvre cette mesure pour équilibrer l‟effet voulu sur les volumes et les recettes.

Mise en place d‟une tarification progressive, qui consiste à proposer une partie variable qui augmente avec les volumes utilisés. On peut également la concevoir de manière distincte selon les types d‟usagers. Ceci incite les consommateurs à limiter leur utilisation à des niveaux déjà élevés de volumes utilisés mais ils ne sont pas ou peu incités lorsque ces niveaux sont plus faibles. Cela permet de ne pas « pénaliser » l‟utilisation d‟un volume raisonnable d‟eau, comme le ferait l‟augmentation uniforme de la partie variable (première configuration). De manière pratique, cette tarification est souvent mise en œuvre avec des paliers (augmentation non continue de la partie variable) et elle est connue sous le nom de tarification par pallier. Parfois, elle peut être caractérisée par le terme de « tarification sociale » car les premiers volumes « vitaux » ou essentiels sont moins chers. Cependant, cette tarification ne peut être qualifiée de « sociale » si on considère que des familles nombreuses peuvent utiliser des volumes élevés qui correspondent à une utilisation raisonnable si on ramène ces volumes aux nombres de personnes dans la famille.

La tarification saisonnière permet d‟inciter les usagers aux économies d‟eau à l‟étiage préférentiellement par exemple. Cependant, ce mode de tarification demande un relevé du compteur supplémentaire par an.

L‟étude du SMEA évoque également deux systèmes plus complexes : o Un système de contrat d‟engagement des abonnés sur la maîtrise des

consommations. Ce système apparaît trop complexe au regard de son efficacité et son équité resterait à être démontrée sur le secteur, et ce d‟autant plus que les enjeux d‟économies d‟eau sont modérés ;

o Un système d‟incitation qui viserait le délégataire. Celui-ci toucherait une rémunération supplémentaire en fonction de l‟atteinte des objectifs d‟économie d‟eau.

c) Autres mesures d’économie d’eau

Certaines mesures pratiques permettraient de réaliser des économies d‟eau par les particuliers. La tarification incitative pourrait accroître le taux d‟adoption de ces mesures par les particuliers.

A l‟intérieur de la maison, les mesures d‟économies que l‟on peut considérer sont les réducteurs de débits (mousseurs) et les chasses d‟eau économes (double commande). La récupération d‟eau de pluie est également mentionnée par l‟étude du SMEA (2006). Cependant, l‟eau récupérée a vocation à être utilisée à l‟extérieur dans la mesure où celle-ci n‟est pas de qualité potable. La connexion aux toilettes ou à la machine à laver le linge requiert une attention particulière et l‟installation de clapet anti-retour pour éviter des contaminations de l‟eau de pluie dans le réseau d‟eau potable. D‟autre part, elle pose problème car la part de l‟assainissement n‟est pas payée par les ménages dans cette configuration sur les volumes concernés.

11 http://www.centre.developpement-durable.gouv.fr/zones-de-repartion-des-eaux-zre-r257.html

http://www.centre.developpement-durable.gouv.fr/zones-de-repartion-des-eaux-zre-r257.html



Cependant, on estime que le gisement des économies d‟eau, par les ménages12, n‟est probablement pas considérable sur le territoire de VVA. Une des raisons est, nous l‟avons vu, que les ratios de consommations par abonné ne semblent pas excessifs sur la zone (ils correspondent à la moyenne française). Une explication est la faible utilisation de l‟eau à l‟extérieur de la maison sur le territoire de VVA. En effet, les conditions climatiques entraînent de faibles besoins d‟arrosage pour les jardins. Notons qu‟il y a quand même un certain nombre de piscines privées sur la zone13.

d) Secteur de l’élevage : les économies envisagées sur le réseau

L‟étude du SMEA (2006) évoque la possibilité de basculer les prélèvements agricoles sur des forages en considérant cette alternative comme une économie. En réalité, il s‟agit d‟une économie d‟eau sur le réseau mais pas sur la ressource, bien au contraire. Le passage à des forages individuels, dont le coût variable d‟utilisation de la ressource baisserait significativement, risquerait d‟induire une augmentation de la consommation. Cette alternative ne peut pas réellement être considérée comme cohérente avec une « gestion économe de la ressource en eau », sans davantage d‟analyse sur les impacts d‟une telle mesure.

D‟autres solutions sont évoquées par le SMEA comme la création de retenues collinaires.

e) Economies chez les industriels

Le SMEA fait une hypothèse de réduction de 20 % de la consommation des industriels. Cette hypothèse semble trop arbitraire. On estime souvent que les industriels ont déjà adopté des techniques relativement économes pour satisfaire leurs objectifs de réduction des coûts. La variation de volume d‟eau utilisée par les industriels reflètera probablement davantage les variations d‟activités dans la zone.

5.4.3. Sur les aspects de gestion financière

On peut relever les points suivants évoqués par l‟étude du SMEA (2006) qui soulèvent certains problèmes de gestion financière :

aucun programme de renouvellement de réseau n‟existe pour les communes en régie. Aucune dépense n‟est prévue ni provisionnée, alors que d‟après le SMEA certains réseaux sont très anciens ;

les investissements et renouvellements se font au « coup par coup » ;

recours limité à l‟emprunt pour financer les investissements ;

autres problèmes financiers : manque de détails dans les rapports financiers des délégataires, retard de perception des subventions et dans la réalisation d‟opérations programmées.

5.4.4. Cohérence des scénarios prospectifs SMEA et SCoT

L‟étude du SMEA (2006) propose deux méthodes pour estimer la demande future. Elle distingue une méthode « analytique » et une méthode « évolutive ».

12 Par opposition à celles qui peuvent être faites sur les réseaux de distribution 13 Analyse visuelle de GoogleMap© sur le secteur



La méthode analytique consiste à faire un ensemble d‟hypothèses pour construire la demande. C‟est une démarche comparable à celle développée dans ce rapport, bien qu‟elle ne rentre pas dans le détail du choix des hypothèses. Les hypothèses sont les suivantes :

baisse de 10 % de la population, ce qui n‟est pas cohérent avec le scénario du PADD qui postule, au contraire, un accroissement de population et une redynamisation du territoire ;

augmentation du taux de raccordement des cheptels (10 %) ;

il n‟y a aucune hypothèse relative aux rendements des réseaux de distribution.

Au total, la baisse prévue de la demande à 2050 serait de - 4.4 % sur la zone Allier.

La méthode évolutive correspond à une prolongation des tendances. Elle n‟est donc pas cohérente avec le projet du SCoT qui vise à lancer une nouvelle dynamique. De manière générale, on peut argumenter qu‟il n‟y a pas de raison, à priori, pour laquelle l‟évolution de la demande en eau se prolonge dans l‟avenir.

La phase 3 de l‟étude du SMEA (2006) se concentre sur les solutions à mettre en œuvre pour sécuriser l‟alimentation en eau potable. Nous ne détaillons pas ces aspects techniques ici.

5.5. CONCLUSION

L‟état des lieux et la prospective sur les demandes en eau réalisées ont montré que :

la demande en eau globale sur le territoire est soit maintenue à un niveau proche de la situation actuelle, soit diminuée de 15 % ;

des investissements significatifs ont été faits et sont en cours sur l‟interconnexion des réseaux afin de sécuriser l‟alimentation en eau potable vis-à-vis de divers risques (pollution, coupure électrique, etc.) ;

par ailleurs, les ressources locales en eau souterraine sont principalement la nappe alluviale de l‟Allier14. Il ne semble pas opportun d‟augmenter les prélèvements sur cette ressource. Des incertitudes existent sur le potentiel des eaux souterraines mises en évidence dans les calcaires concrétionnés de l‟Oligocène et dans les sables de Vendat en raison de l‟insuffisance de données hydrogéologiques.

14 Cette ressource présente des problèmes qualitatifs car 8 captages dans la nappe alluviale de l‟Allier sont identifiés comme prioritaires compte tenu du risque de pollutions diffuses.



6. Conclusion générale

La seule formation géologique aquifère avérée sur le territoire de VVA est celle des alluvions récentes de la rivière Allier. La nappe libre contenue dans les alluvions est drainée en permanence par la rivière. D‟une épaisseur moyenne de 4-5 m, l‟aquifère permet de soutirer des débits de l„ordre de la trentaine de m3/h. La température moyenne de l‟eau est de l‟ordre de 12 °C.

L‟analyse des données bibliographiques relatives aux eaux souterraines a permis d‟identifier deux formations présentant un fort potentiel hydrogéologique au droit du territoire de Vichy Val d‟Allier :

les calcaires concrétionnés oligocènes de la rive droite de l‟Allier ;

les sables de Vendat qui se sont mis en place dans une cuvette de sédiments tertiaires en rive gauche de l‟Allier.

Les caractéristiques hydrogéologiques de ces aquifères étant assez mal connues, en particulier celle des sables de Vendat, il a été demandé au BRGM (réunion du comité de pilotage du 12/09/12, cf. annexe 1), de poursuivre les investigations sur cette formation géologique en dehors du territoire de VVA. Par ailleurs, il apparait que les calcaires concrétionnés sont, en de nombreux secteurs, impactés par les activités humaines (présence de nitrates) qui peuvent restreindre certains usages (AEP par exemple).

Une méthodologie d‟évaluation du potentiel géothermique a été expérimentée pour la commune de Cusset à partir du zonage de son territoire en polygones géo-localisés (typologie d‟habitat et année de construction).

L‟état des lieux et la prospective sur les demandes en eau réalisées ont montré que :

les demandes en eau ne devraient pas augmenter ;

des investissements significatifs ont été faits et sont en cours sur l‟interconnexion des réseaux afin de sécuriser l‟alimentation en eau potable.

Le rapport final présentera les résultats de l‟évaluation du potentiel géothermique sur l‟ensemble des secteurs où les trois formations géologiques aquifères précédemment citées ont été identifiées. Il présentera également les orientations et recommandations quant à la valorisation et la gestion des ressources en eaux souterraines pour la géothermie TBE et l‟alimentation en eau potable.





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Annexe 1.

Compte rendu de la réunion du comité de pilotage du 12 septembre 2012







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