AC.2016.0293

CDAP - AC.2016.0293 - 2018-12-14 - A._, B._/Département du territoire et de l’environnement (DTE), Municipalité de Buchillon, Municipalité d'Etoy, Municipalité d'Allaman/Département du t

14 décembre 2018Français88 min

Source vd.ch

Faits

Vu les faits suivants

En vue de s'assurer de nouvelles ressources en eau pour leurs besoins

futurs, les communes de Buchillon et d'Etoy ont décidé en 1974 de faire

procéder à une prospection d'eau générale sur le site de Chanivaz, sur la rive

gauche de l'Aubonne. Une étude hydrogéologique a été établie par le laboratoire

E.________ le 25 octobre 1976, suivie d'un rapport complémentaire le 20 mai

1977. Les pompages d'essai ont fait apparaître qu'une quantité exploitable de

10'000 litres/minute (l/mn) pouvait être soutirée de la nappe phréatique. Une

concession pour ce débit a été accordée par le Conseil d'Etat en 1978.

Le 23 avril 1980, le Conseil d'Etat a adopté un

"Plan directeur en matière de protection des eaux" instaurant des

secteurs S généraux de protection des eaux. Y étaient intégrées les parcelles

145 et 147 de la Commune d'Allaman, sises au lieu-dit "En Chaney" sur

la rive droite de l'Aubonne, en amont des captages. Ces biens-fonds appartiennent

depuis 2011 à la société A.________ (ayant succédé à ce titre à la société B.________),

qui y exploite une entreprise de fabrication de produits en béton et une

installation de lavage de sables et de graviers. La parcelle 145 comporte en

outre un puits de pompage pour lequel l'entreprise dispose d'autorisations de

prélèvement d'eau dans la nappe souterraine (de 650 l/mn selon un document de

l'ancien Service cantonal des eaux du 10 septembre 1986).

Pour la bonne

compréhension des faits exposés ci-après, il convient de localiser d'emblée les

cinq puits de captage (PC1, PC2, PC3, PC4 et PC5) de la nappe de Chanivaz, les

parcelles 145 et 147 et une partie des points d'injection des traceurs (Ei3,

Ei5, F1, F2, F3 et F4), ainsi (illustration fondée sur le site cartographique

www.geo.vd.ch):

Les communes de Buchillon et d'Etoy ont d'abord procédé à la réalisation

de la première partie du rideau de puits de captage dans le secteur Est du site,

destinée à exploiter la moitié du débit concessionné. Ainsi, les puits PC1, PC2

et PC3, permettant d'obtenir un débit d'exploitation de 6'150 l/mn, ont été mis

en service en 1982/1983.

a) L'ancien Service cantonal des eaux a procédé le

10 septembre 1986 à une séance sur les parcelles de l'entreprise A.________,

afin de définir les mesures à prendre pour assainir l'installation de lavage

des matériaux. Celles-ci ont été réalisées.

b) Une étude hydrogéologique en vue de la

délimitation des zones de protection S1, S2 et S3 pour les trois puits précités

- à savoir de la modification des secteurs S généraux adoptés le 23 avril 1980

- a été confiée au laboratoire E.________. Celui-ci a rendu son rapport le 16

février 1987 pour les puits PC1, PC2 et PC3 et a conclu que les parcelles

précitées 145 et 147 appartenant à l'entreprise A.________ devaient être

incluses dans la zone S3. Le rapport se fondait sur trois essais de traçage

opérés le 18 mars 1986 (à l'uranine, au iodure de potassium et au chlorure de

sodium), visant à confirmer la liaison hydrogéologique entre les points

d'injection et de prélèvement, ainsi qu'à mesurer la vitesse de déplacement

d'un éventuel polluant au sein de la nappe. Les essais ont été effectués à des

débits pompés de 10 à 20 fois inférieurs aux débits de concession. Le rapport

relevait que les fluocapteurs avaient démontré l'arrivée d'une partie de

l'uranine injectée, à raison de 8 kg dans la fouille Ei5, dans les PC1 et PC2;

les trop faibles concentrations d'uranine dans les échantillons d'eau (alors à

la limite de détection des appareils) n'avaient toutefois pas permis d'affiner

les résultats des fluocapteurs. Le PC3 avait posé de grands problèmes

d'interprétation; en effet, le fluocapteur de référence, posé lors de la

période précédant l'essai, avait révélé une contamination de cette partie de la

nappe par de l'uranine, qui, par sa présence, rendait difficile la mise en

évidence de l' "uranine-traceur". Le laboratoire estimait

linéaire la relation entre l'accroissement du débit et le temps de transfert de

l'eau dans la zone d'appel du puits. Sur cette base, il considérait que la

vitesse de l'eau s'élevait pour le PC1 à 24 m/j (selon les traceurs uranine et

iodure de potassium), correspondant à un isochrone de dix jours de 240 m

définissant la zone S2. Appliquant le même raisonnement au PC2 (selon le traceur

uranine), il aboutissait à un isochrone de dix jours de 163 m définissant la

zone S2. Toujours selon la même méthode, il fixait pour le PC3 (selon le traceur

chlorure de sodium) un isochrone de dix jours de 270 m définissant la zone S2. Quant

à la zone S3, il relevait que l'intervalle limite de cette zone dans la

direction d'écoulement des eaux souterraines valait normalement, selon les

directives fédérales, le double de celui de la zone S2. En amont des puits, le

laboratoire E.________ réduisait toutefois la zone S3, en la limitant à la

Route Suisse (en bordure Nord des parcelles 145 et 147). En effet, la

"barrière hydraulique" de l'Aubonne diminuait légèrement les risques

de passage, sur les puits tous situés en rive gauche, d'une pollution venue de

la rive droite.

c) La modification proposée du plan directeur de

protection des eaux, intégrant les parcelles 145 et 147 dans la zone S3, a été

approuvée par le Conseil d'Etat le 15 mai 1987. Ce plan était assorti d'un

protocole général d'utilisation du sol dans les secteurs "S" de

protection des eaux.

Les parcelles 145 et 147 ont été colloquées selon le plan partiel d'affectation

(PPA) "En Chaney" et son règlement (RPPA), approuvés par le Conseil

d'Etat le

31 janvier 1992, en "zone d'activités liées à la fabrication de matériaux

de construction inertes". Selon l'art. 1 RPPA, le PPA a pour but le

changement d'affectation de l'ancienne zone de gravière en zone d'activité liée

à la fabrication de matériaux de construction inertes. L'art. 2 précise que cette

zone d'activité s'inscrit dans une zone S3. Ainsi, "seules des

activités conformes à l'ordonnance fédérale en la matière peuvent être admises".

a) Par avenant du 8 juillet 1998, le Conseil d'Etat a autorisé la

Commune de Buchillon à construire deux nouveaux puits de captage désignés PC4

et PC5 à l'Ouest des puits existants - complétant le rideau en rive gauche - aux

fins de soutirer le solde du débit total de 10'000 l/mn.

b) Pour ces deux puits, construits en 1999, un

second rapport hydrogéologique déterminant leurs zones de protection a été

établi le 26 juin 2000, toujours par le laboratoire E.________. Trois traçages ont

été opérés en 1999, cette fois au débit de concession, notamment à l'uranine, à

raison de 10 kg dans la fouille Ei3. Le rapport n'incluait pas les parcelles

145 et 147 précitées dans les zones de protection des puits PC4 et PC5, mais

laissait inchangée leur inclusion dans la zone S3 de protection des puits PC1,

PC2 et PC3. Enfin, il proposait de soumettre les zones de protection au

protocole général de mai 2000 d'utilisation du sol de l'ancien Service des

eaux, sols et assainissement (SESA, aujourd'hui inclus dans la Direction

générale de l'environnement, DGE).

Le dossier du projet de plan de délimitation des zones de protection et

de règlement a été mis à l'enquête publique du 24 janvier au 22 février 2003.

L'enquête a suscité le 21 février 2003 l'opposition

de B.________ (alors encore propriétaire) en raison de l'inclusion de ses

parcelles 145 et 147 dans la zone S3 des puits PC1, PC2 et PC3. L'opposante

fondait sa contestation sur des motifs hydrogéologique et juridique. Sur le

plan hydrogéologique, elle soutenait en substance que ses deux parcelles se

trouvaient toutes deux à plus de 300 m des captages les plus proches. De plus,

elles se situaient, tout comme la ferme de la Frésaire exclue des zones de

protection, sur la rive droite de l'Aubonne (où les conditions d'écoulement des

eaux souterraines différaient de celles de la rive gauche) et dans le complexe

deltaïque moyen. Rien ne justifiait ainsi de les traiter différemment de ladite

ferme. Sous l'angle juridique, l'opposante affirmait que les eaux tirées des

puits de Chanivaz étaient destinées pour trois quarts à l'arrosage de cultures

privées et pour un quart seulement à la consommation d'eau potable. Autrement

dit, les zones de protection étaient manifestement disproportionnées par

rapport aux besoins en eau potable des communes propriétaires des captages. Une

révision à la baisse de ces zones, en fonction des besoins en eau potable

uniquement, devait conduire à exclure de la zone S3 les parcelles 145 et 147.

Au terme d'un rapport complémentaire du 16 janvier

2004, le laboratoire E.________ a conclu qu'il n'existait pas de discontinuité

de part et d'autre de l'Aubonne.

Mandaté par l'opposante, le bureau d'hydrogéologie F.________

a répondu le 25 juin 2004 aux arguments du laboratoire E.________. Il contestait

la méthodologie de dimensionnement de la zone S3 des puits PC1, PC2 et PC3 sur

la rive droite de l'Aubonne, en particulier l'extrapolation linéaire des

résultats des essais de traçage réalisés en 1986, dès lors que les débits alors

pompés dans les trois puits étaient sensiblement inférieurs aux débits

concessionnés. Selon le bureau F.________, la distance parcourue par l'eau en

dix jours n'était pas linéairement proportionnelle à l'accroissement du débit. D'après

ses propres calculs, s'agissant du PC2, la vitesse de l'eau devait être estimée

à 4,4 m/j, soit pour dix jours à 44 m, non pas à 163 m comme retenu par le

laboratoire E.________ en 1987. C'était ainsi les valeurs minimales des

directives fédérales qui devaient être retenues, à savoir 100 m pour la zone S2

et 200 m pour la zone S3. Le même raisonnement pouvait être fait pour les deux

autres puits PC1 et PC3, ce qui excluait des zones de protection les parcelles

de l'opposante.

Le laboratoire E.________ s'est prononcé le 15

janvier 2005 sur le rapport établi par le bureau F.________ et a maintenu sa

méthode de calcul.

Le 2 février 2005, le SESA a adhéré au rapport

précité du laboratoire E.________ du 15 janvier 2005.

Par courrier du 20 avril 2005, le bureau F.________

a maintenu sa position.

Par décision du 22 novembre 2005, le département alors compétent

(aujourd'hui le Département du territoire et de l'environnement; DTE) a

prononcé la levée de l'opposition de B.________ et approuvé le plan de

délimitation et le règlement d'application des zones S1, S2 et S3 de protection

des puits de Chanivaz.

S'agissant en premier lieu des méthodes de

délimitation des zones de protection, le DTE a confirmé la validité de l'étude

effectuée par le laboratoire E.________. En ce qui concernait en second lieu les

critères de l'intérêt public et de la proportionnalité, qu'il tenait pour

remplis, le DTE soulignait que les puits de Chanivaz constituaient l'une des

plus importantes ressources en eaux de boisson du canton et que leur

exploitation répondait à un besoin, lié notamment au développement local. Par

ailleurs, la zone S3 demeurait de toute façon constructible, moyennant une

sécurisation adéquate des équipements.

Agissant le 23 décembre 2005 par l'intermédiaire de son conseil, B.________

a déféré la décision du DTE du 22 novembre 2005 devant le Tribunal

administratif (devenu le 1er janvier 2008 la Cour de droit

administratif et public du Tribunal cantonal; ci-après: CDAP), concluant

principalement à la réforme de la décision entreprise en ce sens que ses parcelles

145 et 147 ne soient pas colloquées en zone de protection des cinq puits de

Chanivaz, subsidiairement à l'annulation de la décision attaquée et au renvoi

de la cause à l'autorité de première instance, pour nouvelle instruction et

nouvelle décision. La cause a été enregistrée sous la référence AC.2005.0298.

Le 24 novembre 2006, le SESA s'est exprimé en

particulier sur les caractéristiques hydrogéologiques du delta de l'Aubonne.

S'agissant des critères de délimitation des zones de protection des zones, il a

indiqué:

"b) La délimitation des

zones de protection S1, S2 et S3 se base essentiellement sur des critères de

vitesse ou de temps de circulation de l'eau souterraine dans le sous-sol. Ces

zones (de) protection sont dites zones de protection "bactériologiques".

Le critère temps est en effet fondamental pour l'élimination des germes, en

plus des phénomènes d'épuration naturelle au travers des matériaux filtrants.

La Confédération a introduit une valeur de 10 jours pour

délimiter l'extension de la zone S2 de protection rapprochée. Cette valeur est

à considérer comme minimale étant donné que des germes plus résistants peuvent

très bien subsister plus longtemps dans ce milieu souterrain qui leur est

plutôt hostile (entérocoques, certains germes pathogènes ou virus). La zone S3

de protection éloignée constitue une zone tampon. Son dimensionnement est basé

sur un temps d'écoulement de l'eau souterraine fixé au moins au double de celui

utilisé pour la zone S2. Compte tenu du fait que la vitesse d'écoulement de

l'eau souterraine peut augmenter en période de hautes eaux, mais également

compte tenu de l'hétérogénéité du sous-sol, on utilise généralement un temps de

séjour de l'ordre de 20 à 30 jours pour déterminer l'extension de la zone S3.

c) L'épaisseur et la nature des terrains de couverture constituent

également des facteurs extrêmement importants pour l'évaluation de l'extension

des zones de protection. Une couche de terrain non saturé épaisse, ou la

présence d'un niveau peu perméable de type moraine, peuvent constituer un

facteur permettant de réduire l'extension des zones S. En l'absence de ces

formations, l'extension des zones de protection doit être plutôt étendue.

d) Par ailleurs,

afin d'aider à matérialiser les zones de protection dans le terrain, les bureaux

d'étude font coïncider leurs limites à des éléments tels que routes, chemins,

limites forestières, limites de rivières, ruptures de pente, talus. Afin

d'éviter le morcellement, la Confédération recommande également, dans la mesure

du possible, de ne pas subdiviser les parcelles."

Le SESA s'est déterminé également sur la

justification de l'inclusion des parcelles de la recourante dans la zone S3, relevant

notamment que l'ancienne exploitation des graviers sur les parcelles de la

recourante avait provoqué une diminution importante de l'épaisseur des terrains

naturels filtrants protégeant la nappe. Enfin, il a précisé que le débit de

concession total des cinq puits représentait le prélèvement d'eau souterraine

le plus important du canton et qu'il permettrait d'alimenter une population de

près de 30'000 habitants avec une eau brute ne nécessitant pas de traitement.

Le 18 juin 2007, le juge instructeur a confié une expertise au

professeur G.________, du centre d'hydrogéologie de l'Université de Neuchâtel,

en ces termes:

"Votre mission consisterait à vérifier,

notamment au regard des critiques émises par la recourante, que la délimitation

des zones de protection des puits de Chanivaz repose sur des bases

scientifiques correctes et suffisamment documentées, le cas échéant à proposer

les investigations complémentaires qui pourraient s'avérer nécessaires. Plus

précisément, il s'agirait d'infirmer ou de confirmer le bien-fondé de

l'inclusion de tout ou partie des parcelles nos 145 et 147 dans la zone de

protection S3 (…)."

G.________ a établi son rapport d'expertise le 5

décembre 2007, concluant ce qui suit:

"(…)

Conclusions et

recommandations

La réinterprétation

des travaux et des rapports du E.________ relatifs à la réalisation du champ

captant de la plaine de Chanivaz remet clairement en question la délimitation

des zones de protection des puits de Chanivaz.

En effet, seul

l'essai de traçage du puits PC1 a donné une courbe de restitution claire du

traceur et permis de calculer la vitesse des écoulements sur 60 m en amont du

puits, cela pour un très faible débit. On n'a pas obtenu de restitution

crédible des autres traceurs dans les puits PC2 et PC3. Cette situation

pourrait même être interprétée, à contrario, comme indiquant qu'il n'y a pas de

liens, en tous cas pour de faibles débits, entre les points d'injection des

traceurs et les puits PC2 et PC3. Le traçage à l'uranine dont aucune

restitution de la grande quantité injectée (8 kg) n'est clairement mesurable

incline notamment à penser ceci.

Sur la base des données

actuelles et tenant compte également de l'inadéquation des modifications des

vitesses faites par le E.________, rien ne permet d'affirmer que les parcelles

145 et 147 de la Commune d'Allaman appartenant à l'entreprise A.________,

doivent être englobées dans les zones de protection des puits PC1, PC2 et PC3.

Et partant de l'ensemble des zones de protection des puits de captage de

Chanivaz.

Pour délimiter à

nouveau de manière crédible des zones de protection S2 et S3 unifiées et

cohérentes, de nouveaux essais devront être entrepris de manière similaire à

ceux conduits sur les puits PC4 et PC5 (débit de concession ou proche de

celui-ci imposé aux 5 puits, importante quantité de traceur). On pourra par

ailleurs également vérifier à cette occasion si le débit total de concession

n'est pas trop élevé comme semblaient l'indiquer les essais en pompages maximum

de 1999.

Le risque d'une

contamination résiduelle de l'aquifère résultant de résidus des traceurs,

utilisés précédemment et disséminés dans l'aquifère, peut constituer un

obstacle à la réalisation de ces nouveaux essais. Il s'agira donc de bien

contrôler l'état de l'aquifère avant de faire le choix optimum des traceurs

utilisables.

Il est évident que le site de l'entreprise représente un risque

potentiel pour l'aquifère, du fait des activités de celle-ci et de

l'exploitation passée des graviers ayant réduit l'épaisseur de la zone non

saturée surmontant la nappe. Cette situation ne justifie cependant pas à elle

seule que le site soit englobé dans les zones de protection des cinq puits. "

L'arrêt AC.2005.0298 a été rendu le 25 novembre

2008. Au terme de ce jugement, la CDAP a admis le recours, annulé la décision

attaquée et renvoyé la cause à l'autorité intimée pour qu'elle fasse

procéder à une étude complémentaire, notamment à de nouveaux essais à

opérer "de manière similaire à ceux conduits sur les puits PC4

et PC5", en contrôlant "l'état de l'aquifère avant de

faire le choix optimum des traceurs utilisables", voire en vérifiant

"à cette occasion si le débit total de concession n'est pas trop élevé."

Conformément à cet arrêt, les communes

propriétaires des captages ont mandaté le bureau H.________ afin de procéder à

l'étude complémentaire demandée, sur la base d'un cahier des charges établi par

l'expert G.________ le 3 avril 2009 ("Note relative aux travaux

complémentaires à effectuer pour redélimiter les zones de protection des

captages du site de Chanivaz"), lequel

préconisait:

"1) Compte tenu des travaux

déjà effectués et aussi de la relative bonne connaissance de l'hydrogéologie du

delta, un seul essai multi-traçage sera effectué.

2) L'essai

multi-traçage devra se faire dans les conditions favorisant la mise en évidence

d'un lien éventuel entre les parcelles de l'entreprise A.________ et les cinq

captages. A première vue, ces conditions impliquent de ne pas faire cet essai

quand le débit de l'Aubonne est élevé.

3) L'essai de

traçage se fera en mettant en pompage les 5 captages concernés. Les débits de

chacun des captages correspondront aux débits fixés dans la concession.

4) Compte tenu du litige

concernant les parcelles 145 et 147 de l'entreprise A.________, un des traceurs

devra être spécialement injecté à partir ou à proximité immédiate de celles-ci.

5) Deux ou trois

autres traceurs seront injectés en amont des puits PC2 et PC3, dans l'axe des

zones d'appels de ceux-ci, et vraisemblablement à mi-distance entre les captages

et le lit de l'Aubonne.

6) La durée de l'essai sera de l'ordre de 45 jours et le choix des

traceurs injectés ne sera fait qu'après s'être assuré que les eaux prélevées

aux captages en condition maximale de pompage ne comporteront pas ou plus de

traceurs résiduels qui pourraient perturber le multi-traçage réalisé."

Le bureau H.________ a procédé à un

essai de pompage conduit simultanément sur les cinq puits, du 4 février au 24

mars 2010, correspondant à ses yeux à la période de basses eaux, en condition

de pompage maximum réel sur les cinq puits simultanément (à un débit moyen

total de 9'004 l/mn). Il a effectué quatre tranchées (F1 à F4) et des traçages

à l'uranine, au naphtionate et au chlorure de sodium (NaCl), en injectant

notamment 4 kg d'uranine dans une fouille F4 sise dans l'angle Sud de la

parcelle 145. Il a présenté ses premiers résultats le 3 décembre 2010 à

Buchilllon en mentionnant notamment que "les débits de concession sont

apparemment surévalués par rapport aux capacités de soutirage des puits"

(présentation powerpoint). Un essai complémentaire de pompage a encore été réalisé

en mars 2011, toujours dans une situation censée correspondre aux basses eaux. Le

bureau H.________ a communiqué des rapports en octobre 2011 puis en décembre

2012 et en mars 2014.

A.________ s'est exprimée le 30 avril

2015 sur le rapport de mars 2014, sur la base d'un rapport du 29 avril 2015 du

bureau I.________ mandaté par ses soins. Elle évoquait notamment

des lacunes concernant l'analyse de l'adéquation du débit de concession, le

contenu scientifique et la forme du rapport. Le 22 juillet 2015, la DGE a

requis du bureau H.________ qu'il procède à des adaptations de la forme de son

rapport.

Ainsi, la

version définitive du rapport H.________ a été établie le 15 février 2016. Cette

expertise, qui comportait le protocole général d'utilisation du sol dans les

zones S1, S2 et S3 de protection des eaux dans sa version de janvier 2014, confirmait

l'inclusion des parcelles 145 et 147 de l'entreprise A.________ en zone S3. Elle

notait que les puits PC1, PC2 et PC3 bénéficiaient de débits de concession

respectivement de 2'350 l/min, 1'200 l/min et 2'600 l/min (ch. 5.4). Elle rappelait

que les essais de traçage permettaient de simuler l'arrivée aux puits d'un

éventuel polluant en mesurant sa vitesse de déplacement au sein de la nappe et

répétait que le système d'exploitation de la nappe de Chanivaz se composait de cinq

puits interceptant les écoulements de l'eau souterraine en rive gauche du delta

de l'Aubonne. Elle exposait le résultat des essais de traçage selon le tableau

suivant (n° 14, ch. 8.3.3):

Puits

Marqueur

Tranchée

d'injection

Temps de transfert moyen dans

la nappe

Distance parcourue

Vitesse de

transfert

Isochrone 10 jours

PC1

Uranine

11 j

660 m

60 m/j

600 m

PC1

Naphtionate

11.5 j

550 m

47.8 m/j

478 m

PC1

NaCL

8 j

110 m

13.7 m/j

137 m

PC2

Naphtionate

18 j

355 m

19.7 m/j

197 m

PC3

Naphtionate

5.5 j

163 m

29.6 m/j

296 m

L'expertise

soulignait que la limite de la zone S3 de protection éloignée correspondait au

double de la distance entre la limite de la zone S1 et celle de la zone S2. Le

bureau H.________ appuyait la limite de la zone S3 sur l'étendue de l'aquifère,

sachant que celui-ci était principalement contenu dans la terrasse lacustre

dite des 3 m (complexe deltaïque inférieur). De ce fait, la limite géologique

de démarcation de la terrasse dite des 10 mètres était prise ici comme limite

en surface de l'aquifère principal. Au-delà de cette limite, l'aquifère avait

une perméabilité inférieure et une épaisseur de la zone non saturée plus

importante. Ceci conduisait à une augmentation du temps de transit de toute

éventuelle pollution en surface vers les puits et augmentait le degré de

protection de la ressource en eau potable. Encore une fois, les parcelles 145

et 147 devaient être incluses dans la zone S3 de protection des puits PC1, PC2

et PC3.

La Cheffe du DTE a rendu une nouvelle décision le

24 juin 2016, en approuvant le plan de délimitation des zones S1, S2 et S3 de protection

des puits de Chanivaz et son règlement d'application. Selon cette décision, à

laquelle était annexée le rapport H.________ du 15 février 2016, les résultats de

l'essai multi-traçage effectué démontraient une connexion très rapide entre le

point d'injection situé sur la parcelle 145 (F4) et le puits PC1, avec une

détection de l'uranine moins de 11 jours après l'injection. Cela confirmait la

sensibilité des parcelles de l'entreprise A.________ en cas de pollution. Les

autres injections n'avaient pas fourni d'éléments plus spécifiques concernant

les parcelles 145 et 147 mais avaient apporté une meilleure connaissance des

écoulements de la nappe en conditions d'exploitation des captages, avec la

confirmation que les vitesses d'écoulement de l'eau souterraine étaient

élevées, à savoir comprises entre 13,7 et 60 m par jour. Le débit total de

concession n'était pas surévalué. L'intérêt public prévalait et le principe de

proportionnalité était respecté, dès lors que l'exploitation de l'entreprise de

la recourante restait possible, moyennant une sécurisation adéquate des

équipements.

A ce jour, les cinq puits alimentent

prioritairement les réseaux de distribution d'eau potable de Buchillon et

d'Etoy. Subsidiairement, ils desservent également Saint-Prex et les cinq

communes de l'Association intercommunale des eaux du Boiron (AIEB). A l'Ouest

du site actuellement exploité au moyen de ces cinq puits se trouve un périmètre

protégé, destiné à l'implantation d'autres puits captants en fonction des

besoins futurs.

Agissant le 6 septembre 2016, A.________ et B.________

ont recouru contre la décision de la Cheffe du DTE du 24 juin 2016, concluant

principalement à ce que ce prononcé soit réformé en ce sens que les parcelles

145 et 147 ne soient pas colloquées en zone de protection des eaux, notamment

en zone S3, de l'un et/ou l'autre des cinq puits de Chanivaz, subsidiairement à

ce que la décision soit annulée et la cause renvoyée à l'autorité intimée pour

nouvelle instruction et nouvelle décision. Les recourantes produisent une série

de pièces (nos 1 à 6), ainsi qu'un nouveau rapport d' I.________ du

5 septembre 2016, intitulé "Avis hydrogéologique concernant le rapport H.________

du 15 février 2016". Elles reprochent au bureau H.________ d'avoir admis

que l'uranine injectée dans la fouille F4 sur leur parcelle 145 a été retrouvée

11 jours plus tard dans le PC1 et d'en avoir déduit une vitesse de circulation

élevée en direction de ce puits, sans avoir vérifié la plausibilité de cette

interprétation par rapport à d'autres méthodes de calcul. Aux yeux des

recourantes, à la lumière de calculs selon la méthode de Wyssling, d'une part,

et en fonction des isopièzes, d'autre part, un temps de circulation de 11 jours

apparaît hautement invraisemblable dans le milieu géologique et hydrologique en

question. De leur avis, l'uranine parvenue au puits PC1 ne provient pas, selon

toute vraisemblance, de l'injection faite depuis la fouille F4 de la parcelle

145, mais d'une poche résiduelle provenant de l'injection opérée en 1986 dans

la tranchée Ei5. Ainsi, il n'a pas été établi à satisfaction une relation entre

leurs parcelles et l'un ou l'autre des cinq puits de Chanivaz. Elles relèvent par

ailleurs que le débit de concession n'a pas été validé par l'étude H.________

et soulignent à cet égard qu'il a été impossible de maintenir un pompage

constant aux cinq puits pendant une durée supérieure à 15 jours depuis le début

de l'essai. A titre de mesures d'instruction, les recourantes requièrent

notamment, pour autant que le tribunal l'estime nécessaire pour exclure la

collocation des parcelles 145 et 147, la mise en œuvre d'une expertise.

Le 3 octobre 2016, les municipalités d'Etoy et de

Buchillon ont relevé que si la vaste zone aquifère de Chanivaz est complexe et

difficile à modéliser, les liens souterrains entre les parcelles des recourantes

et les puits de captage ne sont pas contestés. Compte tenu de la nécessité de sécuriser

la production et la consommation d'eau potable pour des milliers de ménage, le

recours doit être rejeté.

Le 16 novembre 2016, la municipalité d'Allaman a

conclu à l'admission du recours. Elle souligne que les parcelles des

recourantes se situent à plus de 200 m des captages et ne peuvent, de ce seul

fait, être incluses dans la zone S3. De surcroît, le maintien de cette portion

de territoire en zone S3 prétérite gravement le développement futur de la

commune, voire de la région.

Le DTE a déposé sa réponse le 21 novembre 2016 par

l'intermédiaire de la DGE, en communiquant son dossier (pièces nos 1

à 3). De son avis, la présence de deux puits de captage, profonds de 15 m au

droit de la parcelle 145, permettant l'exploitation de débits importants, met

en évidence la perméabilité des graviers et souligne de fait la vulnérabilité

des eaux souterraines par rapport aux pollutions. Le résultat positif de

l'essai de traçage à l'uranine n'est dès lors pas surprenant. La ressource en

eau souterraine présente au droit du site de l'entreprise A.________ appartient

à la même nappe que celle alimentant les captages de Chanivaz. Toujours selon

le DTE, il est erroné de dire que l'uranine arrivée au puits PC1 proviendrait

d'une poche résiduelle de traceur injecté lors des études précédentes.

Les municipalités de Buchillon, Etoy et Allaman se

sont exprimées les

12 janvier, 26 janvier et 29 mars 2017 respectivement.

Les recourantes ont déposé le 29 mars 2017 un mémoire complémentaire,

ainsi qu'un rapport d'I.________ du même jour, développant notamment en quoi

les restrictions liées à une zone S3 s'avèrent particulièrement sévères à son

encontre. Elles communiquent également une nouvelle série de pièces (nos

7 à 15), dont trois synthèses CAMAC des 4 mai 1992, 5 décembre 2000 et 29 août

2005 concernant la construction de bâtiments industriels sur la parcelle 145

destinés à la fabrication de produits en béton, le rapport d'examen préalable

de l'ancien Service de l'aménagement du territoire du 13 mars

1989 relatif au PPA "En Chaney", ledit PPA et son règlement, l'estimation

fiscale du 12 décembre 1994 des parcelles 145 et 92 des recourantes, ainsi

qu'un article du laboratoire E.________ de 1990 intitulé "Persistance

des traceurs fluorescents dans les nappes d'eaux souterraines".

Le DTE a complété sa réponse le 9 juin 2017, en

transmettant des pièces (nos 4 à 6), notamment des

photographies aériennes et un courrier de l'ancien SESA aux recourantes du 2

février 2005. Les recourantes ont réagi le 30 août 2017, en annexant un rapport

d'I.________ du 28 août 2017, ainsi qu'un troisième bordereau de pièces (nos

16 à 17).

Une audience a été aménagée le 13 septembre 2017. On extrait du

compte-rendu ce qui suit:

"(…)

Interrogé

par l'assesseuse Marcuard, J.________ [I.________] confirme que le site de

l'essai effectué en 1999 avec de l'uranine par le E.________ se trouve au

lieu-dit "La Frésaire", et qu'il avait d'abord retenu un autre site

de manière erronée. Il maintient son hypothèse quant à la remobilisation de ce

traceur – injecté en grande quantité et qui serait resté partiellement piégé

dans une poche peu perméable – lors des pompages effectués en 2010. L'uranine

pourrait provenir soit de l'ancienne tranchée de 1999 Ei3 à La Frésaire, soit,

plus probablement selon lui, de l'ancienne tranchée de 1986 Ei5. J.________ considère

que l’on ne s'est pas assez assuré, avant les essais de 2010, de l'absence de

traceurs injectés par le passé. Il argue que lors des essais de 1986, une

pollution à l'uranine des fluocapteurs avait déjà été constatée. J.________

relève en particulier l'absence de contrôle par fluocapteurs d'un reliquat

d'anciens traceurs, méthode préconisée par le E.________, et que le contrôle

n'a été effectué que sur des échantillons d'eau avec pompage simultané aux cinq

puits. (Ajout selon rem. recourantes du

9.10.: K.________ [adjointe à l'hydrogéologue

cantonal] répond qu'en fait un contrôle par

fluocapteurs a été effectué).

Les

représentants de la DGE estiment que les résultats des essais de 1986

présentent un "bruit de fond" dont l'interprétation est difficile. Il

n'est pas démontré que le produit trouvé était de l'uranine. Ils contestent par

ailleurs l'hypothèse formulée par J.________, jugée peu vraisemblable, et font

valoir que les autres essais de traçage sont cohérents dans l’ensemble et

démontrent une vitesse d'écoulement rapide. Il est peu probable que de

l'uranine, produit très soluble, puisse rester piégée aussi longtemps dans un

aquifère poreux, notamment compte tenu du fort taux de renouvellement de la

nappe phréatique lié à l'apport de l'Aubonne. Lors de l'étude du bureau H.________,

l'uranine et le naphtionate injectés sont arrivés rapidement, même si la

quantité d'uranine détectée a été relativement faible. La difficulté

d'interprétation des résultats de l'étude de H.________ est due à

l'hétérogénéité de l'aquifère, composé de strates de différentes granulométries

et par conséquent de perméabilité variable, dont certaines comprenant notamment

du gravier et des blocs, qui influencent l'écoulement de l'eau.

L.________

[syndic de Buchillon] qui est hydrogéologue de profession, appuie cette

opinion; il estime qu'on se trouve dans un delta stratifié, dans une direction

oblique par rapport à l'écoulement normal de la nappe phréatique. Des

perméabilités variables ne sont pas surprenantes. (Ajout selon rem. recourantes

du 9.10: L.________ précise que des matériaux grossiers ont pu être déposés

dans d'anciens cours de l'Aubonne et constituer ainsi des chenaux perméables).

J.________

rappelle que, pour que ces chenaux jouent un rôle de drains, ils doivent être

orientés dans le sens de l'écoulement de la nappe. Il ajoute que les

écoulements sont déterminés par les différences de potentiels amont-aval, et

expose que la carte des potentiels montre que l'écoulement de la nappe

(nord-ouest — sud-est) s'effectue de manière transversale à d'anciens cours de

l'Aubonne (nord-est — sud-ouest). J.________ met en doute la possibilité que

les parcours des traceurs aient pu se croiser lors des essais, en raison du

fait qu'il s'agit d'une seule nappe phréatique. Dans une seule nappe, le

croisement d'écoulements, quelle que soit la perméabilité des terrains, est

tout simplement contraire aux lois physiques régissant les écoulements. Les

calculs de perméabilité en fonction des résultats obtenus par H.________

(vitesse de déplacement des traceurs) ne correspondent pas à la perméabilité

globale du sous-sol au niveau des puits. En effet, la perméabilité selon le

traçage à l'uranine tel qu'interprété par H.________ et par la DGE serait de

l'ordre de 10-2 m/s, ce qui est une perméabilité en soi

extraordinairement élevée, mais surtout improbable si on la compare à celle

mesurée aux puits, qui est de l'ordre de 10-4 m/s. Selon les calculs

de J.________, qui incluent les apports d'eau de l'Aubonne ainsi que l'eau de

pluie, il est possible que des traceurs persistent dans ce milieu pendant

plusieurs dizaines d'années. Les essais effectués au débit de concession

peuvent expliquer la mobilisation d'une ancienne poche d'uranine.

Interrogé

par Mme Marcuard, J.________ explique que du fait du caractère hétérogène des

dépôts, des milieux graveleux ont pu être isolés au sein de matériaux

imperméables, emprisonnant ainsi un traceur, qui ne peut que se libérer

graduellement au cours du temps au gré des fluctuations de la nappe, notamment

lors de pompages.

K.________

[DGE] objecte que les puits sont régulièrement utilisés, parfois au débit de

concession.

La DGE

souligne que,

outre le prélèvement de blancs en 2009, aucune trace ni bouffée irrégulière

d'uranine ni d'autre colorant n'est apparue entre les 1er et 8e

jours après l'injection du traceur de 2010, ni entre les 16e et 45e

jours, en conditions de pompage maximal, confirmant ainsi l'absence de bruit de

fond et la validité du résultat de l'essai. L'hypothèse de la persistance d'un traceur n'est pas compatible

avec le fonctionnement hydrogéologique de la nappe de Chanivaz et les

phénomènes de "rinçage" lors des hautes eaux de l'Aubonne. La DGE mentionne la nature soluble de l'uranine,

son comportement très mobile, à la différence de celui d'un polluant qui

pourrait, lui, rester piégé durant des années à faible profondeur. L'hypothèse

d'I.________ pourrait être prise en compte en présence d'un produit polluant,

peu mobile et peu soluble, qui pourrait rester stocké. Elle n'est en revanche

pas compatible avec la nature mobile et soluble de l'uranine.

MM. L.________

et M.________ [conseiller municipal d'Etoy] exposent que ces puits sont

utilisés par plusieurs communes. En effet, ces puits n'alimentent pas seulement

les communes d'Etoy et de Buchillon (3'515 hab.), mais subsidiairement, les

communes de l'Association intercommunale des eaux du Boiron (AIEB) regroupant

4'661 habitants (Denens, Lully, Lussy, Tolochenaz et Villars-sous-Yens). En

complément, ces puits sont connectés aux réseaux d'eau de St-Prex (5'661 hab.)

et bientôt de Lavigny et de St-Livres (1'695 hab.) pour pouvoir leur délivrer

de l'eau en cas d'urgence. Le canton souhaite encore étendre cette capacité de

secours pour Aubonne et Allaman (3'704 hab.). Ainsi, les captages de Chanivaz

délivrent quotidiennement de l'eau potable pour un bassin de population de

8'176 habitants. En cas de besoin des communes voisines, la fourniture d'eau

par ces puits peut couvrir le besoin pour une population de 15'532 habitants et

devrait même être portée à 19'236 habitants si nous suivons les recommandations

cantonales. Pendant la saison des cultures agricoles de mai à octobre, les

besoins en eau par l'irrigation fluctuent en fonction des cycles de culture et

de la météo. En hiver, le réseau d'irrigation est mis hors service et la

station se limite souvent à un pompage journalier de 2 heures minimum pour

maintenir l'état sanitaire des installations. Sur l'année, il est pompé en

moyenne entre 30 et 40 % du maximum autorisé par la concession (à savoir 10'000

litres par minute). Lors des fortes demandes en période de sécheresse estivale,

il est prélevé généralement 7'000 l/mn sur des durées quotidiennes d'une

douzaine d'heures. Les pics observés ne dépassent jamais 8'000 l/mn sur

quelques heures. La valeur de ces pics est fixée par les besoins et non pas par

la capacité des puits. Les seules fois où ces puits ont été exploités à leur

pleine capacité étaient pendant les tests réalisés en 2010 et en 2011 avec un

débit moyen global légèrement supérieur à 9'000 l/mn.

K.________

explique que, pour la délivrance d'une telle concession, le canton se base sur

la capacité de pompage maximale des installations, tout en sachant que les

puits ne seront pas utilisés en permanence à leur plein potentiel.

Bernel allègue que le débit de concession accordé est exagéré au regard des

capacités de la nappe phréatique; il se réfère à ce sujet à la présentation

PowerPoint qu'avait faite H.________ en 2010. Par ailleurs, les essais de

pompage ont été faits à un débit inhabituel, entraînant une vitesse

d'écoulement de l'eau qui ne correspond pas à la réalité. Il ajoute que les

zones de protection visent à protéger la consommation d'eau potable, et non

l'utilisation d'eau par les agriculteurs.

N.________

[hydrogéologue cantonal] et K.________ répondent que les agriculteurs de la

région bénéficiaient précédemment d'un droit à recevoir de l'eau venant des

puits en question, mais que ce droit est à présent éteint. Par ailleurs, cette

nappe phréatique constitue une ressource d'importance stratégique pour le

canton. Le plan directeur cantonal de la distribution de l'eau prévoit que

cette réserve d'eau est indispensable; elle est attribuée en premier lieu à

l'alimentation de la population, et subsidiairement à l'agriculture. Son

utilisation dans ce but pourra être amenée à augmenter encore à l'avenir, et la

construction de nouveaux puits n'est pas exclue. La DGE ne considère pas que la

nappe phréatique soit surexploitée et ne se rallie pas, sur ce point, à

l'opinion exprimée en 2010 par H.________.

Me Bernel

et les représentants de la DGE discutent de la surexploitation de la nappe

phréatique. N.________ indique qu'un piézomètre d'observation confirme la

stabilité de la nappe à une certaine distance des puits. (Ajout selon rem.

recourantes du 9.10: N.________ indique qu'il s'agit d'un piézomètre situé à la

gravière "Les Bruyères"). Me Bernel relève que c'est le cas avec

le débit d'exploitation actuel, et non maximal. K.________ fait valoir que la

nappe phréatique est efficacement réalimentée par l'Aubonne, et que par

ailleurs l'étude E.________ de 1976 a établi les ressources en eau disponibles.

La DGE indique qu'une surexploitation de la nappe est improbable du fait que

l'aquifère est réalimenté de manière massive lors des épisodes de crue de

l'Aubonne.

Interrogés

par l'assesseuse Marcuard sur la question de savoir s'ils ont constaté une

baisse du niveau de la nappe phréatique, les représentants des communes

exploitant les puits répondent par la négative. Ils précisent que les

installations sont programmées pour ne pas pomper plus que le débit autorisé

par la concession. Les puits sont munis de capteurs interrompant le pompage

lorsque la nappe descend en-dessous d'un certain niveau; cela n'a jamais été

constaté sur un des captages car l'installation prélève l'eau sur l'ensemble

des puits selon leurs capacités. Ils n'ont vu aucun indice que la nappe soit

surexploitée, car les besoins en eau ont toujours pu être délivrés sans

atteindre les limites fixées, même en cas de forte sollicitation en période de

sécheresse et d'étiage de l'Aubonne.

Interrogé

par la présidente, O.________ [A.________] expose que le site sur lequel la Cour se trouve sert

à la fabrication de produits en béton et qu'il comprenait aussi l'exploitation

d'un gisement de gravier. Le site de cette dernière activité est maintenant

loué à une autre société. Dans le futur, l'objectif est de concentrer toutes

les activités de production sur cette parcelle. Le puits installé sur ce site

sert au lavage des granulats et aux activités de production.

La Cour

et les parties se déplacent sur la parcelle n° 145 afin de voir le puits en

question, à l'est de la parcelle.

N.________

souligne que la nappe phréatique exploitée par ce puits est la même que celle

utilisée par les communes pour leur eau potable. La vulnérabilité de la nappe

est ici élevée, car la couche de protection du terrain a été enlevée à certains

endroits de la parcelle dans le cadre des activités de A.________. Cela

justifie donc l'instauration d'une zone de protection S3.

Bernel répond qu'une telle zone de protection doit se justifier sur la base de

critères scientifiques O.________ indique que la gravière a été exploitée au

sud et à l'ouest du puits se trouvant sur la parcelle et non à l'emplacement du

puits lui-même.

(Ajout

selon rem. recourantes du 9.10: Interrogé par J.________ sur la présence de

graviers de la terrasse des 3 m à cet endroit, N.________ précise que

l'exploitation a privé ces graviers de la couche protectrice que constituaient

les matériaux moins perméables de la terrasse des 10 m. J.________ relève le

caractère erroné de cette explication, la terrasse des 10 m ne pouvant

recouvrir la terrasse des 3 m, plus récente.)

N.________

manifeste son désaccord en mentionnant que l'exploitation de la gravière a eu

pour effet de diminuer l'épaisseur des terrains non saturés et ainsi

d'augmenter la vulnérabilité de la nappe située au droit des parcelles A.________.

(…)"

Les recourantes se sont exprimées les 9 octobre 2017 et 14 février 2018,

en annexant une note d'I.________ du 14 février 2018. La municipalité de

Buchillon s'est déterminée les 11 octobre et 21 novembre 2017 et la

municipalité d'Etoy a fait de même les 12 octobre 2017, 5 décembre 2017 et 5

mars 2018. La municipalité d'Allaman a indiqué le 21 décembre 2017 qu'elle

n'avait pas de remarque à formuler. Le DTE, par la DGE, s'est exprimé les 12

octobre 2017, 20 novembre 2017 et 6 mars 2018, en produisant des extraits de l' "Etude

hydrogéologique de la région de Chanivaz" du 25 octobre 1976

d'Arnold Bersier et Aurèle Parriaux (p. 9) et de son complément du 15 septembre

1983 (sondage du PC3, feuilles 1 et 2). Il a par ailleurs requis que la note d'I.________

du 14 février 2018 soit écartée du dossier, ou qu'un délai lui soit imparti

pour de brèves déterminations à cet égard.

Le tribunal a ensuite statué.

Considérants

1.

a) L'autorité intimée demande que soit écartée du dossier la note d'I.________

du 14 février 2018, ou qu'un délai lui soit imparti pour s'exprimer à ce

propos. Elle fait valoir que ce sont A.________ et B.________ qui sont les

recourantes, I.________ n'étant que leur mandataire technique. De plus, les

recourantes auraient déjà épuisé, par leurs déterminations du 9 octobre 2017,

leur droit de s'exprimer sur le contenu du procès-verbal de l'inspection locale

du 13 septembre 2017. Enfin, le DTE expose que s'il avait eu connaissance, lors

de ses propres observations du 20 novembre 2017, de la nouvelle note d'I.________

du 14 février 2018, il se serait exprimé autrement.

Il est considéré que la nouvelle note produite par

les recourantes le 14 février 2018 n'appelle pas de prise de position

complémentaire de la part de l'autorité intimée. Quoi qu'il en soit, vu l'issue

du recours, on peut laisser indécise la question de savoir si cette note devrait

être retranchée du dossier à la demande du DTE, respectivement soumise à celui-ci,

étant précisé qu'une réaction de l'autorité à cette note devrait à son tour

être communiquée aux recourantes afin qu'elles puissent exercer leur droit de

réplique.

b) Les recourantes requièrent, pour autant que le

tribunal l'estime nécessaire pour exclure la collocation des parcelles 145 et

147.

en zone S3, la mise en œuvre d'une expertise, portant sur les points

qu'elles détaillent en p. 10 s. de leur recours, auquel il est renvoyé pour le

surplus. Compte tenu du nombre d'experts et d'expertises qui se sont déjà

attachés à étudier la zone aquifère de Chanivaz, complexe et difficile à

modéliser, ainsi que du caractère convaincant de l'expertise H.________ (cf.

consid. 3 et 4 infra), cette requête apparaît superflue et doit être écartée,

sans qu'il n'en résulte de violation du droit d'être entendu des recourantes

(art. 29 Cst.).

2.

a) L'art. 19 al. 1 de la loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la

protection des eaux (LEaux; RS 814.20) impose aux cantons de subdiviser leur

territoire en secteurs de protection en fonction des risques auxquels sont

exposées les eaux superficielles et les eaux souterraines, les prescriptions

nécessaires étant édictées par le Conseil fédéral. L'art. 20 al. 1 LEaux les

obligent en outre à délimiter des zones de protection autour des captages et

des installations d'alimentation artificielle des eaux souterraines d'intérêt

public, en fixant les restrictions nécessaires au droit de propriété.

Selon l'art. 20 al. 2 LEaux, les détenteurs de

captages d'eaux souterraines sont tenus de faire les relevés nécessaires pour

délimiter les zones de protection (let. a), d'acquérir les droits réels

nécessaires (let. b) et de prendre à leur charge les indemnités à verser en cas

de restriction du droit de propriété (let. c).

L'ordonnance fédérale du 28 octobre 1998 sur la

protection des eaux (OEaux; RS 814.201) prévoit à son cinquième chapitre des

mesures d'organisation du territoire relatives aux eaux. Ainsi, en application

de l'art. 20 LEaux, l'art. 29 al. 2 OEaux astreint les cantons à délimiter les

zones de protection. Celles-ci sont décrites au ch. 12 de l'Annexe 4 de

l'ordonnance.

Le ch. 121 de ladite annexe, dans sa version en

vigueur depuis le 1er janvier 2016, détermine les zones de protection

dans les termes suivants:

121.

Généralités

1.

Les zones de protection des eaux souterraines se composent

des zones S1 et S2 et:

a. de la zone S3 dans les aquifères en roches meubles et les

aquifères karstiques ou fissurés faiblement hétérogènes;

b. des zones Sh et Sm dans les aquifères karstiques ou fissurés

fortement hétérogènes; il n’est pas nécessaire de délimiter la zone Sm si la

désignation d’une aire d’alimentation Zu permet d’assurer une protection

équivalente.

2.

Pour les puits de pompage, le dimensionnement des zones de protection des eaux

souterraines est déterminé par le prélèvement maximal autorisé.

Les ch. 122 à 124 définissent les objectifs à

atteindre au moyen de chacune des trois zones S1, S2 et S3 ainsi:

122.

Zone de captage (zone S1)

1.

La zone S1

doit empêcher que les captages et les installations d’alimentation artificielle

ainsi que leur environnement immédiat soient endommagés ou pollués.

2.

Dans les

aquifères karstiques ou fissurés fortement hétérogènes, elle doit en outre

empêcher que soit pollué l’environnement immédiat de structures géologiques

dans lesquelles l’eau de surface arrive concentrée dans le sous-sol (pertes) et

où existe une menace pour l’utilisation de l’eau potable.

3.

Elle

couvre le captage ou l’installation d’alimentation artificielle ainsi que leur

environnement immédiat. Dans les aquifères karstiques ou fissurés fortement

hétérogènes, elle couvre en outre l’environnement immédiat des pertes où existe

une menace pour l’utilisation de l’eau potable.

123.

Zone

de protection rapprochée (zone S2)

1.

La zone S2

doit empêcher:

a. que les eaux du sous-sol soient polluées par des

excavations et travaux souterrains à proximité des captages et des

installations d’alimentation artificielle; et

b. que l'écoulement des eaux du sous-sol soit entravé

par des installations en sous sol.

2.

Dans les

aquifères en roches meubles ou les aquifères karstiques ou fissurés faiblement

hétérogènes, elle doit en outre empêcher que des agents pathogènes et des

substances qui peuvent polluer les eaux pénètrent dans le captage en quantité

telle qu’ils constituent une menace pour l’utilisation de l’eau potable.

3.

Elle est

délimitée autour des captages et installations d’alimentation artificielle et

dimensionnée de sorte:

a. que la distance entre la zone S1 et la limite

extérieure de la zone S2, dans le sens du courant, soit de 100 m au moins; elle

peut être inférieure si les études hydrogéologiques permettent de prouver que

le captage ou l’installation d’alimentation artificielle bénéficient d’une protection

équivalente avec des couches de couverture peu perméables et intactes; et

b. que, dans les aquifères en roches meubles et les

aquifères karstiques ou fissurés faiblement hétérogènes, la durée d’écoulement

des eaux du sous-sol, de la limite extérieure de la zone S2 au captage ou à

l’installation d’alimentation artificielle, soit de dix jours au moins.

124.

Zone

de protection éloignée (zone S3)

1.

La zone S3

doit garantir qu’en cas de danger imminent (p. ex. accident impliquant des

substances pouvant polluer les eaux), on dispose de suffisamment de temps et

d’espace pour prendre les mesures qui s’imposent.

2.

La distance entre la limite extérieure de la zone S2

et la limite extérieure de la zone S3 doit en règle générale être aussi grande

que la distance entre la zone S1 et la limite extérieure de

la zone S2.

b) Le canton de Vaud a introduit les bases légales

nécessaires à la création des zones de protection des eaux S1, S2 et S3 en

modifiant les art. 62 à 64 de la loi vaudoise du 17 septembre 1974 sur la

protection des eaux contre la pollution le 18 décembre 1989 (LPEP; BLV 814.31;

v. exposé des motifs in BGC 1989 p. 305).

L'art. 63 LPEP qui traite des zones de protection

S1, S2 et S3 prévoit notamment que le propriétaire d'un captage doit effectuer

les études hydrogéologiques nécessaires pour délimiter les zones de protection

S1, S2 et S3, conformément à l'article 20 de la loi fédérale (al. 1). Le service

fait établir un plan de délimitation des zones de protection S1, S2 et S3 composé

(al. 5): d'un plan précisant les limites de propriété, le numéro des parcelles

et mentionnant le nom des propriétaires intéressés, à l'échelle du plan

cadastral (let. a); de la liste des restrictions d'utilisation des biens-fonds

situés en zones S1, S2 et S3 (let. b) et d'une réglementation sur les

installations existantes (mises en état ou mises hors service), dans le respect

des buts fixés par la loi fédérale et du principe de la proportionnalité (let.

c). Le plan de délimitation est soumis à l'enquête publique. Les art. 73 et 74 (aujourd'hui

les art. 11 ss) de la loi du 4 décembre 1985 sur l'aménagement du territoire et

les constructions (LATC; BLV 700.11) sont applicables (al. 6).

Ainsi, conformément à l'art. 63 al. 6 LPEP, les

plans des zones de protection des eaux sont assimilés aux plans d'affectation

et ils sont soumis à la même procédure d'approbation que les plans

d'affectation cantonaux. Ces zones de protection ne sont toutefois pas, en soi

ou matériellement, des mesures de planification au sens de la loi fédérale sur

l'aménagement du territoire; elles sont fondées directement sur la législation

fédérale de la protection des eaux ainsi que sur les dispositions cantonales

d'exécution (cf. JAAC 49/1985 n° 34 consid. 1; ATF 121 II 39

consid. 2b/aa p. 43). Il s'agit néanmoins, du point de vue formel,

d'éléments particuliers du plan d'affectation réglant de façon générale, pour

le territoire concerné, le mode d'utilisation du sol (cf. ATF 120 Ib 287 consid.

3c/cc p. 296; 121 II 39 consid. 2b/aa p. 43).

L'ancien Office fédéral de l'environnement, des

forêts et du paysage (OFEFP; aujourd'hui l'Office fédéral de l'environnement,

OFEV) a établi d'abord en octobre 1997 des instructions pratiques pour la détermination

des secteurs de protection des eaux, des zones et des périmètres de protection

des eaux souterraines. Une nouvelle version ("Instructions pratiques

pour la protection des eaux souterraines", Berne 2004) tient compte

des différentes modifications législatives, notamment de l'importance accrue

donnée à la sauvegarde des eaux souterraines par l'OEaux. L'OFEV a également

édicté en 2012 des directives intitulées "Zones de protection des eaux souterraines

en roches meubles".

3.

Les recourantes, propriétaires des parcelles 145 et 147, soutiennent en

premier lieu que les communes propriétaires des captages n'ont pas démontré la

pertinence du classement de ces deux biens-fonds en zone S3 des puits PC1, PC2

et PC3.

a) Dans les aquifères en roches meubles, comme en

l'espèce, la délimitation des zones de protection S1, S2 et S3 est réglée par

les ch. 121 al. 1 let. a, 122 al. 1 et 3, 123 et 124 Annexe 4 OEaux. Selon la

directive fédérale précitée de 2012 de l'OFEV, intitulée "Zones de

protection des eaux souterraines en roches meubles", la zone de

captage S1 englobe en principe une bande de 10 m au moins autour de tous les

éléments de l'installation de captage. La zone de protection rapprochée S2 est

dimensionnée de manière à ce que la durée d'écoulement (temps de séjour) des

eaux souterraines entre la limite amont de la zone S2 et le captage soit d'au

moins dix jours (isochrone de dix jours) et que la distance entre la zone S1 et

la limite amont de la zone S2 soit d'au moins 100 m dans le sens du courant.

Enfin, en amont du captage, la distance entre la limite de la zone S2 et la

limite de la zone de protection éloignée S3 équivaut environ à la distance

entre la limite de la zone S1 et la limite de la zone S2 (cf. ch. 6.5 de la

directive fédérale précitée). En d'autres termes, en amont, la distance de la

zone S3 au captage correspond en principe à deux fois la distance de la zone S2

au captage (donc au doublement de l'isochrone de dix jours), moins la distance de

la zone S1 au captage.

Dans la pratique, l'évaluation de la vitesse de déplacement

de l'eau souterraine et, partant, la détermination de l'isochrone de dix jours,

est obtenue à l'aide de traçages entre des points d'injection et les puits de

pompage. Ces traceurs permettent non seulement de déterminer les temps de

transit dans l'aquifère mais encore de simuler l'effet d'une éventuelle

pollution accidentelle dans le périmètre d'influence des puits.

b) La question de savoir si les parcelles 145 et 147

doivent être incluses dans la zone S3 de protection des puits de Chanivaz PC1,

PC2 et PC3 a fait l'objet de plusieurs expertises au fil du temps, établies sur

mandat des communes propriétaires des captages. Il s'agit des rapports E.________

des 16 février 1987 et 26 juin 2000, puis du rapport H.________ du 15 février

2016.

Tant le laboratoire E.________ que le bureau H.________

ont retenu, sur la base de traçages, que les deux biens-fonds en cause devaient

être colloqués en zone S3.

Pour leur part, les recourantes contestent une telle

conclusion, en tirant argumentation des rapports des 15 septembre 2016, 29 mars

2017.

et 14 février 2018 de leur propre mandataire, le bureau I.________.

c) Le rapport du bureau H.________ du 15 février

2016.

été réalisé sur la base des instructions des 5 décembre 2007 et 3 avril

2009.

du professeur G.________, expert désigné par le Tribunal à la suite d'un

rapport critique du 25 juin 2004 du bureau F.________ mandaté par les

recourantes.

aa) Dans ses instructions des 5 décembre 2007 et 3

avril 2009, le professeur G.________ enjoignait d'entreprendre un seul essai

multi-traçage, lorsque le débit de l'Aubonne ne serait pas élevé, en mettant en

pompage les cinq captages concernés, les débits de chacun des captages

correspondant à ceux fixés dans la concession. La durée de l'essai serait de l'ordre

de 45 jours et le choix des traceurs injectés ne serait fait qu'après s'être

assuré que les eaux prélevées aux captages en condition maximale de pompage ne

comporteraient pas ou plus de traceurs résiduels qui pourraient perturber le

multi-traçage réalisé. L'un des traceurs devrait être spécialement injecté à

partir ou à proximité immédiate des parcelles 145 et 147. Toujours selon ces

instructions, deux ou trois autres traceurs seraient injectés en amont des

puits PC2 et PC3, dans l'axe des zones d'appels de ceux-ci, et

vraisemblablement à mi-distance entre les captages et le lit de l'Aubonne.

bb) Il découle du

rapport de H.________ du 15 février 2016 que ce bureau a prélevé en 2009, avant

les essais, des échantillons d'eau des cinq puits ainsi qu'un "blanc"

(piézomètre S15) afin de vérifier l'éventuelle présence résiduelle de traceurs

fluorescents précédemment introduits dans l'aquifère (cf. annexe 9, analyse de

l'Université de Berne du 16 septembre 2009). Ayant observé une réponse négative

sur la présence d'uranine, d'éosine et de naphtionate, le bureau a retenu ces

traceurs pour les essais. Il a ensuite creusé quatre tranchées de

reconnaissance, dites F1, F2, F3 et F4. Les trois premières ont été réalisées

en rive gauche de l'Aubonne et la quatrième en rive droite, dans l'angle Sud de

la parcelle 145. Le bureau H.________ a procédé les deux années suivantes à

deux essais d'aquifère, en période de basses eaux selon lui, en condition de

pompage maximum réel sur les cinq puits, du 4 février au 24 mars 2010, puis du

7.

mars au 27 mars 2011. En 2010, il a injecté les traceurs choisis dans les

quatre tranchées, ainsi:

Tranchées

Traceur

Quantité

NaCl

150.

Eosine

1,5 kg

Naphtionate

1.

Uranine

4.

Parallèlement, des fluocapteurs

(sachets de charbon actif) ont été installés dans les puits PC1, PC2, PC3 et

PC4 (ch. 7.3.2.3 et 7.3.2.4).

S'agissant du

comportement hydrogéologique de la nappe, le bureau a relevé l'existence d'un

gradient hydraulique pour la nappe de Chanivaz, de 0,77% au repos. Une fois

soumise à l'exploitation au débit de concession, la surface piézométrique de la

nappe se modifiait de façon remarquable et permettait le développement de

directions d'écoulement (lignes de courant) Ouest-Nord-Ouest — Est-Sud-Est dans

le secteur entre les puits PC4 et PC2. Dans le secteur du PC2, le bureau a observé

une modification des équipotentielles, avec une déflexion des lignes de courant

et une diminution du gradient hydraulique (ch. 8.1). Par ailleurs, le bureau a

calculé les zones d'appel des trois puits PC1, PC2 et PC3 selon la méthode

"théorique" de Wyssling, décrite dans les directives précitées de

2012.

de l'OFEV ("Zones de protection des eaux souterraines en roches

meubles"), ainsi que sur la base des cartes isopièzes et en tenant

compte des essais de traçage (ch. 8.2). Le bureau a décrit la restitution des

traceurs aux trois puits concernés dans le tableau suivant (tableau 12, ch. 8.3

et annexes 10a à 10d):

Puits

Débit total relevé (m3)

Débit moyen (I/mn)

Restitution

Uranine

Restitution Naphtionate

Restitution

Eosine

Restitution

NaCl

PC1

136'321

1'972

243. 2041.

0.

PC2

76'559

1'108

0. 3191.

0.

PC3

166'921

2'415

52. 3826.

0.

Il a analysé cette

restitution ainsi:

"8.3.1

Restitution des traceurs (…)

Si l'analyse positive de l'Uranine

au PC1 relevée sur les échantillons d'eau est confirmée par l'extraction des

fluocapteurs de la première série, la présence de traces d'Uranine dans

l'échantillon d'eau du PC3 prélevé le troisième jour après injection du traceur

à la parcelle 145 (A.________) (cf. annexe 10c), n'a pas été confirmée par l'analyse

des fluocapteurs en place à la même période.

Nous devons donc refuser cette

arrivée et attribuer le résultat à une contamination locale et temporaire soit

du prélèvement soit du milieu (apport provenant d'une "poche" de

colorant de l'injection de 1986, 8 kg l'Uranine à la fouille Ei3 éventuellement

resté dans l'aquifère et remobilisé lors des essais).

La deuxième série de fluocapteurs

n'a pas pu être analysée en raison d'un problème analytique (…).

Les analyses faites au puits PC2

pour les traceurs Uranine et Eosine ont donné des résultats négatifs tant sur

les échantillons d'eau que sur les fluocapteurs.

(…)

8.3.3

Délimitation de l'isochrone 10 jours

Les vitesses de transfert dans la nappe de Chanivaz dans les divers

essais sont du même ordre de grandeur. La différence de vitesse dépend de la

situation des courbes isopièzes (en phase de pompage) entre la zone d'injection

et le puits de restitution. Ces résultats servent de base à la délimitation de

l'isochrone des 10 jours déterminée sur la base du temps de transfert moyen

(temps de séjour dominant, selon [les directives "Zones de protection des

eaux souterraines en roches meubles", OFEV 2012]).

Puits

Marqueur

Tranchée

d'injection

Temps de transfert moyen dans

la nappe

Distance parcourue

Vitesse de

transfert

Isochrone 10 jours

PC1

Uranine

11.

660.

60.

m/j

600.

PC1

Naphtionate

11.5

550.

47.8

m/j

478.

PC1

NaCL

8.

110.

13.7

m/j

137.

PC2

Naphtionate

18.

355.

19.7

m/j

197.

PC3

Naphtionate

5.5

163.

29.6

m/j

296.

Tableau 14: Vitesse de transfert

moyen dans la nappe de Chanivaz en phase de pompage.

Cette limite est appliquée dans la direction des lignes de courant de la

zone

d'appel principale respective des puits PC1, PC2 et PC3 (annexe 12a).

(…)

9.3

Principes

de délimitation

Les essais de

traçage nous permettent de simuler l'arrivée aux puits d'un éventuel polluant

en mesurant sa vitesse de déplacement au sein de la nappe. Le système

d'exploitation de la nappe de Chanivaz se compose de 5 puits qui interceptent

les écoulements de l'eau souterraine en rive gauche du delta de l'Aubonne.

Les puits PC1, PC2

et PC3 font partie de ce dispositif.

En situation de

repos, cette nappe libre a un léger gradient de direction nord-nord-ouest —

sud-sud-est. En phase de pompage au débit de concession, le gradient

hydraulique se trouve augmenté dans la zone d'appel des puits. Dans cet état,

les directions d'écoulement se modifient suivant des zones à forte

transmissivité de l'aquifère formé par la Terrasse des 3 m, permettant des

communications hydrauliques de sens nord-ouest - sud-est (cf. annexe 8b).

Nous avons réalisé

les essais en période de basses eaux et en situation d'exploitation avec tous

les puits de pompages en marche au débit de concession.

9.4

Délimitation

des zones S1, S2, S3

La proposition de

délimitation des zones de protection des eaux souterraines des puits PC1, PC2

et PC3 de la nappe de Chanivaz est illustrée à l'annexe 12b.

Ces délimitations

sont le résultat de l'interprétation de l'ensemble des données des essais

hydrauliques et de traçage effectués sur la nappe de Chanivaz.

- (…)

- La zone S2 sert à une protection rapprochée des

zones de captage. Pour cela nous avons défini les zones d'appel des trois puits.

Ces zones d'appel prennent la forme d'une parabole en U avec l'abscisse

parallèle à la direction des écoulements préférentiels et le foyer au droit du

puits de pompage. Les dimensions des zones d'appel sont déterminées au chapitre

8.

et illustrées à l'annexe 12a.

- La limite aval de la zone d'appel (point de

stagnation) est utilisée pour la limite aval de la zone S2.

- La limite minimale amont de la zone S2 pour les

puits PC1 et PC2 est déterminée par l'isochrone de 10 jours obtenue par les

essais de traçage (chapitre 8.2.3, Tableau 14) appliquée dans le sens des

lignes de courant entre le point d'injection du traceur et le puits de

restitution correspondant comme illustré à l'annexe 12a.

Pour le puits PC2 en absence de restitution du

traceur, nous avons étendu la zone S2 aux berges de l'Aubonne (par analogie

avec le résultat de l'essai de traçage au PC3).

- La zone S3 de protection éloignée est déterminée

par une distance à la limite de la zone S1 double de celle de la zone S2. Nous

avons appuyé les limites de cette zone sur l'étendue de l'aquifère sachant que

celui-ci est principalement contenu dans la Terrasse lacustre dite des 3 m

(complexe deltaïque inférieur). De ce fait, la limite géologique de démarcation

de la terrasse des 10 mètres est prise ici comme limite en surface de

l'aquifère principal (cf. annexe 1). Au-delà de cette limite, l'aquifère a une

perméabilité inférieure et une épaisseur de la zone non saturée plus

importante. Ceci conduit à une augmentation du temps de transit de toute

éventuelle pollution en surface vers les puits et augmente le degré de

protection de la ressource en eau potable.

- La limite aval de la zone S3 est définie comme

une zone tampon s'adaptant aux conditions topographiques locales (zone

préférentielle d'écoulement de surface). Elle s'appuie sur des éléments

morphologiques afin de permettre sa visualisation sur le terrain.

9.5

Modification

des secteurs et des zones

(…)

Il en résulte

qu'aucune nouvelle parcelle n'est concernée par des nouvelles zones de

protection des eaux. Il n'y a pas non plus de changement d'affectation pour les

parcelles déjà grevées de servitude. Seules les parcelles 312, 378, 296, 310,

306.

et 326 voient une adaptation partielle de l'extension de la zone S2.

(…)"

d) Rappelons (cf. consid. 3a

supra) que la distance de la zone S3 au captage correspond en principe à deux

fois la distance de la zone S2 au captage (donc au doublement de l'isochrone de

dix jours), moins la distance de la zone S1 au captage. Par simplification, on

considèrera ici que cette dernière distance est de 10 m.

Pour le PC1 (coordonnées 520940 146502),

l'isochrone de dix jours retenu par le rapport H.________ sur la base des

traçages est de 600 m pour l'uranine (depuis la tranchée F4 sise à l'angle Sud

de la parcelle 145), de 478 m pour le naphtionate (depuis la tranchée F3) et de

137.

m pour le NaCl (depuis la tranchée F1). La limite de la zone S3 devrait

ainsi être fixée à 1190 m (uranine, 600 m x 2 - 10 m) du PC1, respectivement à

946.

m (naphtionate, 478 m x 2 - 10 m) et 264 m (NaCl, 137 m x 2 - 10 m). Or, les

parcelles 145 et 147 sont situées à une distance du PC1 allant de 650 m pour leur

point le plus proche à 830 m pour leur point le plus éloigné (mesures prises

sur le site cartographique www.geo.vd.ch). Ainsi, à ce stade du raisonnement, les

isochrones fondés sur deux traceurs, à savoir l'uranine et le naphtionate,

conduisent à les inclure dans la zone S3 du PC1.

Pour le PC2 (coordonnées 520695 146580),

l'isochrone de dix jours retenu par le rapport H.________ est de 197 m pour le

naphtionate (depuis la tranchée F3). La limite extérieure de la zone S3 devrait

ainsi se situer à 384 m (197 m x 2 - 10 m). Les parcelles 145 et 147 étant

situées à une distance du PC2 allant de 400 m à 590 m (mesures prises sur le

site cartographique www.geo.vd.ch), elles échappent sous cet angle aux zones de

protection du PC2.

Pour le PC3 (coordonnées 520454

146305), l'isochrone de dix jours retenu par le rapport H.________ est de 296 m

pour le naphtionate (depuis la tranchée F3). La limite extérieure de la zone S3

devrait ainsi se situer à 582 m (296 m x 2 - 10 m). Les parcelles 145 et 147

étant situées, à vol d'oiseau, à une distance du PC3 allant de 450 m à 690 m

(mesures prises sur le site cartographique www.geo.vd.ch), elles devraient être

colloquées pour leur plus grande partie en zone S3 du PC3.

On rappellera que le bureau H.________

a également trouvé des traces d'uranine dans l'échantillon d'eau prélevé dans

le PC3 le troisième jour après l'injection de ce traceur dans la fouille F4. Il

a toutefois écarté ce résultat, qui n'avait pas été confirmé par l'analyse des

fluocapteurs en place à la même période, en l'attribuant à une contamination

locale et temporaire soit du prélèvement, soit du milieu, notamment d'une

"poche" de colorant de l'injection d'uranine en 1986 à la fouille Ei3

éventuellement resté dans l'aquifère et remobilisé lors des essais (ch. 8.3.1

du rapport H.________).

4.

Les recourantes critiquent les isochrones obtenus.

a) aa) En premier lieu, les

recourantes affirment que les essais de traçage n'auraient pas été réalisés en

période de basses eaux, en violation des instructions rédigées par le

professeur G.________ (cf. rapport d'I.________ du 5 septembre 2016 p. 6).

bb) Pour le département (décision

attaquée, ch. 2.2.3.1), l'essai de 2010, qui a duré plus de 40 jours, a été

réalisé en conditions d'étiage de l'Aubonne durant les 18 premiers jours, avec

deux augmentations ponctuelles du débit de la rivière les 26 février et 22 mars

2010.

De l'avis de l'autorité intimée, les conditions générales de l'essai

étaient représentatives de conditions de basses eaux.

Le rapport H.________ du 15 février

2016.

expose (ch. 7.2.2) que les essais de pompage effectués du 4 février au 24

mars 2010 l'ont été en période de basses eaux. Le bureau explique avoir suivi

les débits de l'Aubonne grâce à la station de mesure hydrologique fédérale du

Coulet (ch. 7.3.2.1).

cc) Les débits de l'Aubonne mesurés

par la station précitée sont exposés dans une tabelle publiée sur le site de la

Confédération (https://www.hydrodaten.admin.ch /lhg/sdi/jahrestabellen/2433Q_10.pdf).

Il en découle que l’essai a été entrepris durant une période de basses eaux de

l’Aubonne. En effet, le 1er jour de l'essai (le 4 février 2010), le

débit atteignait 1,05 m3/s (cf. tableau des moyennes journalières de

l'année 2010, tabelle précitée), à savoir un débit qui, statistiquement, est

dépassé 310 jours par an (cf. tableau des débits classés, tabelle précitée). Jusqu'à

la date de la dernière restitution d'un traceur dans les puits PC1, PC2 et PC3,

à savoir jusqu'au 21 février 2010 (18ème jour de l'essai, annexe 10c

et calendrier exposé au ch. 7.3.2.4 du rapport H.________), le débit moyen s'élevait

à 1,63 m3/s (cf. tableau des moyennes journalières de l'année 2010,

tabelle précitée), soit une valeur dépassée 274 jours par an (cf. tableau des

débits classés, tabelle précitée). La condition posée par l’expert G.________

de ne pas réaliser l’essai en période de crue est donc respectée. Le fait que

des crues se soient produites à partir du 22 février 2010 (19ème

jour de l'essai) n’a pas influencé les résultats qui sont déterminants pour la

délimitation des zones de protection et ne remet donc pas en cause les essais

de traçage.

b) aa) En second lieu, les recourantes

soutiennent que les résultats du traceur à l'uranine injecté dans la fosse F4 (à

l'angle Sud de la parcelle 145) et retrouvé dans le PC1 ne seraient pas fiables.

En effet, les caractéristiques de l'aquifère ne permettraient pas d'expliquer

un temps de transfert de l'uranine aussi rapide, de 11 jours, entre la tranchée

F4 et le PC1. A leurs yeux, l'uranine retrouvée dans le PC1 après ces 11 jours s'expliquerait

par la préexistence de ce traceur dans l'aquifère, 8 kg d'uranine ayant été

injectés le 18 mars 1986 dans la tranchée Ei5 et 10 kg en 1999 dans la tranchée

Ei3 (voir ch. 2, ch. 3.4, ch. 3.5 et ch. 4 du rapport d'I.________ du 29 mars

2017). Les recourantes reprochent à cet égard au bureau H.________ de s'être

limité à vérifier l'absence d'uranine avant ses essais de 2010 uniquement sur la

base d'échantillons d'eau, au lieu d'utiliser des fluocapteurs, qui seraient seuls

aptes à déceler les résidus d'anciens traceurs (ch. 2.3 du rapport d'I.________

du 5 septembre 2016; ch. 3 de son rapport du 29 mars 2017; p. 2 de son rapport

du 14 février 2018). Elles soulignent encore que le rapport E.________ de 1987

mentionnait la présence d'uranine dans le fluocapteur installé au puits PC3

avant l'essai de traçage; en 1986 déjà, une contamination à l'uranine d'une

partie de l'aquifère avait donc été mise en évidence.

bb) Il n'est effectivement pas établi

que le bureau H.________ ait vérifié l'absence de traceur avant les essais non

seulement par des échantillons d'eau, mais également par des fluocapteurs. Toutefois,

ainsi que le relève à satisfaction l'autorité intimée (cf. sa réponse du 9 juin

2017), les limites de détection analytique de l'uranine en laboratoire sont

bien plus basses sur des échantillons d'eau (limite de détection comprise entre

0.0008

et 0.001 mg/m3) que sur des fluocapteurs (limite de

détection comprise entre 0.005 et 0.01 mg/m3). De surcroît, les

thèses des recourantes expliquant la présence d'uranine dans le PC1 par la

mobilisation d'anciens traceurs ne sont pas convaincantes, pour les motifs qui

suivent.

Tout d'abord, et contrairement au PC3,

la présence d'uranine après essai a été confirmée dans le PC1 non seulement par

les échantillons d'eau, mais également par les fluocapteurs. Surtout, ainsi que

le relève la DGE, aucune trace ni bouffée irrégulière d'uranine n'est apparue

dans le PC1 entre les 1er et 8ème jours après l'injection

du traceur dans la fouille F4, ni entre les 16ème et 45ème

(et dernier) jours, en conditions de pompage maximal. L'uranine n'a été

détectée qu'entre le 9ème et le 14ème jours (cf.

calendrier exposé au ch. 7.3.2.4 du rapport H.________ du 15 février 2016), à

raison de 0,0066, 0,0440, 0,0010 et 0,0150 mg/m3 (voir annexe 10b du

rapport). Ainsi, à supposer même, comme le soutiennent les recourantes, qu'un

traceur résiduel ait été présent en tout temps mais en concentration inférieure

au seuil de détection, l'on ne pourrait de toute façon pas s'expliquer sa

détection, quatre fois de suite, autrement que par l'arrivée du traceur injecté

dans la fouille F4. Enfin, le rapport E.________ de 1987 mentionnait certes une

uranine préexistante dans le PC3 lors des essais de 1986, mais pas dans le PC1,

de sorte que rien n'indique que cette partie de l'aquifère ait été

précontaminée. Il convient en outre de distinguer les observations faites en

1986.

de celles opérées en 2010: une contamination résiduelle d'un aquifère

suite à d'anciennes injections de colorant se marque par des traces sporadiques

irrégulières ou par un bruit de fond assez constant, mais en aucun cas par une

courbe de restitution classique telle que celle mesurée en 2010 dans le puits

PC1, se produisant peu après un nouvel essai.

Par ailleurs, les 8 kg d'uranine

injectés par le laboratoire E.________ en 1986 (soit 14 ans avant les essais H.________

en 2010 et 2011) dans la fouille Ei5 (coordonnées 519860 146663) avaient certes

été détectés par le laboratoire E.________ dans les fluocapteurs du PC1, mais

ce laboratoire avait déjà relevé à cette époque que les trop faibles

concentrations d'uranine dans les échantillons d'eau (à la limite de détection

des appareils) n'avaient pas permis d'affiner les résultats des fluocapteurs

(rapport du 16 février 1987 p. 5). Dans ces conditions, on voit mal

comment l'uranine injectée dans la fouille Ei5 pourrait réapparaître en 2010 au

PC1 dans des concentrations vraisemblablement supérieures à celles obtenues 14

ans auparavant. L'hypothèse des recourantes, selon laquelle l'uranine - un

produit très soluble et mobile - serait restée piégée dans un environnement

moins perméable et aurait été relarguée à la suite des pompages d'essai, n'est

pas suffisamment crédible, même en présence d'un aquifère hétérogène, d'autant

moins que les puits ont été utilisés fréquemment dans l'intervalle. A cet

égard, l'explication du bureau H.________ concernant les traces d'uranine

trouvées en 2010 dans le PC3 (cf. consid. 3c in fine, supra), relevé qu'elle a

écarté, n'est pas entièrement convaincante, mais ne remet pas en cause le

caractère significatif de l'uranine trouvée dans le PC1 lors du même essai.

Le même raisonnement peut être tenu

s'agissant des 10 kg d'uranine introduits en 1999 dans la fouille Ei3 (coordonnées

520028.

146547, à proximité de la ferme de la Frésaire). A cet égard, le rapport

E.________ du 26 juin 2000, qui porte sur les puits PC4 et PC5, a relevé

qu'aucune trace d'uranine n'avait été trouvée dans ces puits. Il est en

revanche muet sur les résultats concernant le puits PC1, qui ne faisait pas

l'objet de l'étude. Cela étant, encore une fois, l'on ne discerne pas en quoi

les essais opérés en 2010 auraient pu mobiliser cette uranine, introduite 11

ans auparavant dans la fouille Ei3.

Concernant les circulations dites

"croisées" soulevées par les recourantes (cf. rapport d'I.________ du

28.

août 2017 ch. 2 et 4; idem du 14 février 2018 p. 3, 5, 6 et 9), il convient

de prendre en compte la complexité de l’aquifère. A l’échelle locale,

l’aquifère est très hétérogène (stratification oblique, ancien cours de

l’Aubonne, alternance de strates plus ou moins grossières, alimentation

variable par l’Aubonne selon le débit de celle-ci, etc.). Les perméabilités à

l’échelle locale peuvent facilement varier d’un facteur 1'000. Plusieurs

niveaux très perméables plus ou moins interconnectés peuvent également se

superposer. Les écoulements sont donc complexes avec des strates et des chenaux

préférentiels dont la localisation spatiale ne peut être définie avec

précision. Les écoulements doivent être considérés dans une optique

tridimensionnelle où la notion de "croisement" apparente figurée sur

un plan horizontal n’a plus de sens.

Dans ces conditions, l'hypothèse de

l'autorité intimée, selon laquelle l'uranine retrouvée au PC1 à la mi-février

2010.

est bien celle injectée le 4 février 2010 dans la fouille F4 ouverte dans

l'angle Sud de la parcelle 145, est largement la plus vraisemblable de toutes

les autres explications envisagées. Il sied ainsi de la confirmer. Il n'y a dès

lors pas lieu d'examiner les autres argumentations des recourantes tenant

notamment aux particularités de l'aquifère.

Pour le surplus, il faut rappeler que

l'uranine injectée dans la fouille F4 n'est pas l'unique traceur à avoir déterminé

une vitesse d'écoulement rapide vers le PC1 dans le secteur des parcelles 145

et 147 des recourantes. Le naphtionate injecté dans la fouille F3 (coordonnées

520365.

146440) a également été retrouvé dans le PC1 selon un isochrone de dix

jours de 478 m, dans le PC2 selon un isochrone de dix jours de 197 m et dans le

PC3 selon un isochrone de dix jours de 296 m. A cet égard, si les

restitutions du naphtionate au PC1 à l'Est et au PC2 au Nord-Est ne correspondent

pas aux directions générales d'écoulement de la nappe, cela peut s'expliquer

aisément par une modification locale des vitesses et des lignes de courant due

aux sollicitations particulières de l'aquifère résultant des pompages

intensifs.

cc) Ainsi, les mesures hydrogéologiques effectuées

correspondent aux "relevés nécessaires" à la délimitation de la zone

de protection S3, au sens de l'art. 20 al. 2 let.

a LEaux (voir TF 1C_413/2008 du 24 avril 2009 consid. 3) et de l'art. 63

al. 1 LPEP.

c) Les recourantes soutiennent encore

qu'il serait erroné de doubler l'isochrone de dix jours établi en zone S2 pour

calculer la zone S3.

aa) Pour les recourantes, les vitesses

de transfert retenues seraient en réalité des vitesses moyennes, qui ne pourraient

pas être extrapolées à des zones plus éloignées de la nappe et ne pourraient

donc pas être invoquées pour justifier une vitesse moyenne de 60 m/j entre la

fouille F4 et le puits PC1 (ch. 3.3 p. 4 du rapport d'I.________ du 29 mars

2017).

bb) S'agissant du puits PC1 et du

traçage à l'uranine, il faut relever qu'en principe, la délimitation de la zone

S3 selon, en substance, un doublement de l'isochrone, conduirait à englober une

aire allant largement au-delà des parcelles 145 et 147. Le rapport E.________ a

toutefois réduit quelque peu cette superficie en la limitant à la Route Suisse

bordant la limite Nord des parcelles des recourantes, au motif que la

"barrière hydraulique" de l'Aubonne diminuait légèrement les risques

de passage d'une pollution venue de la rive droite. Par ailleurs, la fouille F4

se situe dans l'angle Sud de la parcelle 145 des recourantes. Depuis cette

tranchée, la vitesse d'écoulement vers le PC1 n'est pas une extrapolation, mais

une donnée. L'extrapolation ne vaut que pour la partie aval des parcelles des

recourantes, sur 200 m seulement. Enfin, dès lors que les parcelles des

recourantes se situent très largement en zone S3, même une marge d'évaluation

n'y changerait rien.

S'agissant des traçages au naphtionate

injecté dans la fouille F3, ils ont confirmé, pour le PC1, que les parcelles

145.

et 147 se trouvaient largement dans la zone S3, même à compter une

approximation.

d) En conclusion, des éléments

suffisants établissent la présence de liaisons hydrogéologiques rapides entre

les parcelles 145 et 147 d'une part et les puits PC1, PC2 et PC3 d'autre part,

justifiant l'inclusion de ces biens-fonds en zone S3 de ces captages conformément

à l'art. 20 al. 1 LEaux, à l'art. 29 al. 2 OEaux, aux ch. 121 ss Annexe

4.

OEaux ainsi qu'aux instructions fédérales.

On précisera encore que l'inclusion des parcelles des

recourantes dans la zone S3 se justifie d'autant plus que la présence d'un

puits bénéficiant d'une autorisation portant sur 650 l/min démontre l'existence

d'un sous-sol perméable contenant de l'eau souterraine en large quantité, dont

il n'est pas contesté qu'elle appartient à la nappe de Chanivaz. Il appert enfin

que l'exploitation antérieure de ces terrains comme gravière a nécessairement

réduit l'épaisseur de la zone non saturée surmontant la nappe et, partant,

augmenté les risques qu'une pollution survenant sur le site ne contamine l'aquifère.

5.

Les recourantes affirment en second lieu que les communes propriétaires

des captages n'ont pas démontré la validation du débit de concession fixé à 10'000

l/mn en 1978. En substance, elles affirment qu'un débit de 10'000 l/mn conduit

à une surexploitation de la nappe (recours let. B p. 8).

a) Comme retenu ci-dessus (consid. 4a), les deux

essais du bureau H.________ de 2010 et 2011 ont été réalisés en période de

basses eaux, du 4 février au 24 mars 2010, respectivement du 7 mars au 27 mars

2011.

Lors de ces essais, les pompes ont été mises en fonction au débit de

concession et ont permis de soutirer en moyenne 9'004 l/mn sur l'ensemble

des cinq puits, soit 9/10èmes du débit total de la concession de

10'000 l/mn.

b) Pour I.________ (ch. 2.2 de son rapport du 5

septembre 2016, cf. aussi son rapport du 14 février 2018 p. 4), on constaterait,

à lire les courbes de rabattement figurant dans le rapport H.________, qu'en

conditions de pompage aux cinq puits correspondant aux 9/10èmes du

débit total de concession, il aurait été impossible de maintenir un pompage

constant aux cinq puits pendant une durée supérieure à 15 jours depuis le début

de l'essai. Le PC4 avait connu des problèmes avant même les 15 premiers jours

et s'était interrompu à quatre reprises jusqu'à la fin mars 2010. Le PC5 avait

également connu des difficultés au bout de 40 jours de pompage. Enfin, au terme

de l'essai, les niveaux d'eau auraient continué à baisser aux puits PC1 et PC2

(l'évolution de la nappe à PC3 n'étant pas interprétable dans cette optique du

fait des problèmes des PC4 et PC5).

Ainsi, pour I.________, l'absence de stabilisation

du niveau d'eau aux PC1 et PC2, sans parler des problèmes de pompage intervenus

aux PC4 et PC5, montrerait que le pompage simultané aux cinq puits aboutirait à

une surexploitation de la nappe, déjà à des débits inférieurs au débit total de

concession. Cette surexploitation aurait du reste été confirmée dans la présentation

powerpoint du bureau H.________ du 3 décembre 2010, indiquant que "les

débits de concession sont apparemment surévalués par rapport aux capacités de

soutirage des puits".

c) A teneur de l'art. 43 al. 1 LEaux,

les cantons veillent à ce que les prélèvements opérés dans une nappe

souterraine ne soient pas supérieurs à la quantité d'eau qui l'alimente. Les

prélèvements peuvent toutefois excéder temporairement les apports, à condition

qu'ils ne portent préjudice ni à la qualité des eaux souterraines, ni à la

végétation. Selon l'art. 121 al. 2 Annexe 4 Oeaux, pour les puits de pompage,

le dimensionnement des zones de protection des eaux souterraines est déterminé

par le prélèvement maximal autorisé. Il ne s'agit donc pas du prélèvement

moyen. En l'occurrence, le prélèvement maximal autorisé est de 10'000 l/mn.

Celui-ci n'apparaît pas exagéré, dès lors qu'il résulte du rapport H.________

qu'il a été possible de soutirer 9'004 l/mn en moyenne non seulement en période

de basses eaux, mais encore en dépit du vieillissement des installations (les

PC1, PC2 et PC3 datent de 1982/1983, les PC4 et PC5 de 1999) et de

l'encrassement progressif des puits. Sur ce point, on constate que la

présentation powerpoint du bureau H.________ du 3 décembre 2010 a remis en cause

l'adéquation des débits de concession par rapport aux capacités de soutirage

des puits, non pas à celles de l'aquifère. On note également que lors des

essais effectués par le laboratoire E.________ en 1999, à savoir onze ans auparavant,

lorsque les puits n'étaient pas encore aussi anciens, les cinq puits ont été

mis en pompage à plein régime, au maximum du débit de concession, pendant trois

semaines en septembre 1999, sans que le rapport du 26 juin 2000 ne mentionne de

difficulté particulière. A cela s'ajoute, ainsi que le relève l'autorité

intimée, que l'aquifère est réalimenté de manière massive lors des épisodes de

crue de l'Aubonne, de sorte qu'une surexploitation de la nappe apparaît peu

probable. De surcroît, la municipalité d'Etoy a indiqué à l'audience que les

puits sont munis de capteurs interrompant le pompage lorsque la nappe descend

en-dessous d'un certain niveau, ce qui n'avait jamais été constaté; aucune

surexploitation de la nappe n'avait été relevée. Enfin, l'adéquation

du débit maximal de la concession ne suppose pas que celui-ci soit atteint en

tout temps ou à longueur d'année.

En définitive, le débit de concession

fixé à 10'000 l/min n'est pas surestimé et ne conduit pas à une surexploitation

de la nappe.

6.

Les recourantes affirment que la collocation de leurs parcelles en zone

S3 entraînerait des restrictions disproportionnées au regard de l'intérêt

public aux captages protégés.

a) La création de la zone de protection des captages

constitue une restriction à la garantie de la propriété (art. 26 Cst.) et à la

liberté économique (art. 27 Cst.) des recourantes, propriétaires des parcelles

concernées. A ce titre, elle est de nature à soulever les problèmes usuels de

l'existence d'une base légale, d'un intérêt public et enfin du respect du principe

de la proportionnalité (art. 36 Cst.).

b) L'ancien Tribunal administratif a constaté à

juste titre, dans un arrêt du

9.

août 2002 (AC.1999.0056 consid. 4b), que les art. 19 al. 1 et 20 al. 1 LEaux constituent

une base légale suffisante à l'adoption de zones de protection de captages.

Dans ce même arrêt, il a relevé les exigences

découlant du développement durable, consacré aux art. 2 al. 2 et 73 Cst. Selon

la seconde disposition précitée, la Confédération et les cantons œuvrent à

l'établissement d'un équilibre durable entre la nature, en particulier sa

capacité de renouvellement, et son utilisation par l'être humain. Cette règle

prescrit le respect des ressources naturelles, au nombre desquelles figurent

bien évidemment les ressources en eau. Les art. 1er let. a et b et 3

LEaux confirment cette option; cette dernière règle invite chacun à s'employer

à empêcher toute atteinte nuisible aux eaux en y mettant la diligence

qu'exigent les circonstances. Il découle de ces diverses dispositions

programmatiques que les autorités, notamment, sont tenues dans toute la mesure

du possible de préserver, en quantité et en qualité, les ressources en eau. Ce

postulat vaut en particulier s'agissant de captages d'intérêt public

(AC.1999.0056 précité, consid. 5a/aa).

Comme exposé ci-dessus, l'art. 20 al. 1 LEaux oblige

les cantons à délimiter les zones de protection autour des captages d'intérêt

public, en fixant les restrictions nécessaires au droit de propriété. Selon

l'OFEV, sont d'intérêt public les captages dont l'eau respecte les exigences de

la législation sur les denrées alimentaires (Instructions pratiques, ch. 2.3),

à savoir l'eau potable destinée à la consommation humaine, pour autant qu'elle

ne soit pas exclusivement destinée à l'usage domestique privé (art. 2

al. 4 let. a et 4 al. 2 let. a de la loi fédérale du 20 juin 2014 sur les

denrées alimentaires et les objets usuels [loi sur les denrées alimentaires;

LDAl; RS 817.0]). Il s'agit de l'eau de boisson ainsi que de l'eau destinée

à la cuisson, à la préparation de denrées alimentaires ou au nettoyage d'objets

usuels selon l'art. 5 let. a LDAI (art. 2 let. a de l'ordonnance du DFI du 16

décembre 2016 sur l'eau potable et l'eau des installations de baignade et de

douche accessibles au public [OPBD; RS 817.022.11]). Il n'est pas contesté que

les captages destinés aux réseaux de distribution publics sont soumis à la

LDAI. S'agissant des captages privés, il faut prendre en considération le genre

et l'étendue du cercle des utilisateurs; il existe généralement un intérêt

public uniquement pour les captages qui assurent l'alimentation en eau potable

de plusieurs ménages ou si ces captages remplissent les mêmes fonctions que les

captages publics (sur cette question, plus controversée, voir Arnold Brunner,

Commentaire de la loi sur la protection des eaux et de la loi sur l'aménagement

des cours d'eau, 2016, n. 15 ad art. 20 et les références citées, notamment ATF

1A.18/1994 du 28 octobre 1994 consid. 5a, in ZBl 1995 369, et arrêt du 7 février

2002.

du Tribunal administratif du canton de Zurich, in DEP 2003 458 consid. 3b

et c).

En l'occurrence, déjà dans son rapport du 16 février

1987, le laboratoire E.________ considérait que les eaux captées, bicarbonatées

calciques, étaient d'excellente qualité, tant sur le plan chimique que

bactériologique; aucune trace de souillures d'origine fécale n'avait été

décelée et les concentrations en nitrates étaient extrêmement satisfaisantes

(ch. 3.4 du rapport). De même, dans ses déterminations déposées dans le cadre

de la procédure AC.2005.0298, le SESA soulignait notamment que les puits de

Chanivaz constituaient une ressource régionale en eaux de boisson de première

importance, à protéger efficacement. Il s'agissait d'une eau brute dépourvue de

traitement, répartie sur cinq puits espacés. Dans sa propre analyse, le bureau H.________

a retenu que les eaux en cause répondaient aux exigences du Manuel Suisse des

Denrées Alimentaires pour une eau de boisson (exception faite pour le paramètre

turbidité légèrement élevé; il était toutefois à noter que les puits venaient

d'être mis en service lors des prélèvements [rapport ch. 5.5]). Son état

bactériologique était également conforme à la qualité d'eau potable (rapport

ch. 5.6).

Le département relève en outre à raison que les

puits de Chanivaz constituent une ressource stratégique dans la planification

de la distribution de l'eau potable du Canton, au bénéfice des communes

propriétaires, mais aussi dans la sécurisation et la diversification de

l'alimentation de plusieurs autres communes de la région (décision attaquée,

ch. 2.3.4). Il n'est en effet pas contesté que ces puits sont destinés à

fournir de l'eau potable d'abord aux communes d'Etoy et de Buchillon (3'515

hab.) et subsidiairement aux communes de l'Association intercommunale des eaux

du Boiron (AIEB regroupant 4'661 hab., à savoir Denens, Lully, Lussy,

Tolochenaz et Villars-sous-Yens). En complément, ces puits sont connectés aux

réseaux d'eau de Saint-Prex (5'661 hab.) et bientôt à ceux de Lavigny et de

Saint-Livres (1'695 hab.) pour pouvoir leur délivrer de l'eau en cas d'urgence.

Le département souhaite encore étendre cette capacité de secours à Aubonne et

Allaman (3'704 hab.). Ainsi, les captages de Chanivaz délivrent quotidiennement

de l'eau potable pour un bassin de population de 8'176 habitants et alimentent

en secours une population supplémentaire de 7'356 habitants à ce jour, à savoir

plus de 15'000 habitants au total. Dans ses déterminations du

12.

octobre 2017, l'autorité intimée a certes indiqué que la

concession prévoit une répartition à raison de 2'500 l/min pour l'eau potable

et 7'500 l/min pour l'irrigation, mais a précisé que depuis 1998, la part

réservée à l'irrigation pouvait être réduite au profit de la part réservée à

l'eau potable, de sorte qu'à très long terme l'entier de cette ressource serait

probablement dévolu aux réseaux d'eau potable, seuls les excédents éventuels

étant utilisés pour l'irrigation.

En d'autres termes, les cinq captages de Chanivaz,

appartenant aux communes de Buchillon et d'Etoy et destinés à fournir au public

de l'eau potable, au sens de la LDAI, sont d'intérêt public au sens de l'art.

20.

al. 1 LEaux. La création de zones de protection de ces captages repose ainsi

sur une base légale suffisante.

De plus, ces cinq puits représentent une concession

de 10'000 l/mn, permettant de fournir une eau de qualité à une population

totale de plus de 15'000 habitants. Ils sont par conséquent non seulement

d'intérêt public, mais revêtent encore à cet égard une importance considérable.

Il en va pareillement, même à considérer les seuls puits PC1, PC2 et PC3

représentant une concession de 6'150 l/mn, voire les seuls puits PC1 et PC3

représentant une concession de 4'950 l/mn.

c) Il reste à examiner l'intérêt privé des

recourantes à ne pas voir leurs parcelles 145 et 147 colloquées en zones S3 de

protection des eaux des puits PC1, PC2 et PC3.

aa) S’agissant de la zone S3, le chiffre 221 Annexe

4.

OEaux dispose:

221.

Zone

de protection éloignée (zone S3)

1.

Ne sont pas autorisés dans la zone S3:

a. les

exploitations industrielles et artisanales impliquant un risque pour les eaux

du sous-sol;

b. les

constructions diminuant le volume d’emmagasinement ou la section d’écoulement

de l’aquifère; l’autorité peut accorder des dérogations pour des motifs

importants si toute menace pour l’utilisation de l’eau potable peut être

exclue;

c. l’infiltration

d’eaux à évacuer, à l’exception des eaux non polluées (art. 3, al. 3,

let. a) à travers une couche de sol biologiquement active;

d. la

réduction préjudiciable des couches protectrices (sol et couches de

couvertures);

e. les

canalisations soumises à la loi du 4 octobre 1963 sur les installations de

transport par conduites, à l’exception des conduites de gaz;

f. les

circuits thermiques qui prélèvent ou rejettent de la chaleur dans le sous-sol;

g. les

réservoirs et les conduites enterrés contenant des liquides de nature à polluer

les eaux;

h. les

réservoirs contenant des liquides de nature à polluer les eaux, dont le volume

utile dépasse 450 l par ouvrage de protection, à l’exception des réservoirs non

enterrés pour huile de chauffage et huile diesel destinés à l’approvisionnement

en énergie de bâtiments ou d’exploitations pour deux ans au maximum; le volume

utile total de ces réservoirs ne doit pas dépasser 30 m3 par ouvrage

de protection;

i. les

installations d’exploitation contenant des liquides de nature à polluer les

eaux, dont le volume utile dépasse 2000 l, à l’exception des installations qui

sont admises dans la zone S3 en vertu de l’art. 7, al. 2, de l’ordonnance du 30

mars 1994 sur le courant faible ou de l’art. 7, al. 2, de l’ordonnance du 30

mars 1994 sur le courant fort.

2.

L’utilisation

de produits pour la conservation du bois, de produits phytosanitaires et

d’engrais est régie par les annexes 2.4, ch. 1, 2.5 et 2.6 de l’ORRChim.

La DGE a édité le 12 mai 2016 une nouvelle version

du "Protocole général d'utilisation du sol dans les zones S1, S2 et S3 de

protection des eaux", régissant notamment l'exploitation des zones S3, y

compris la zone S3 ici litigieuse, ainsi:

"Seuls sont admis :

A. Utilisation

du sol

1.

Prairies permanentes

(fauche).

2.

Pâturage.

3.

Terres assolées, y compris prairies

artificielles, arboriculture, viticulture et culture maraîchères, jardinage.

4.

Forêts, pépinières, dépôt de bois non traité;

dépôt de bois traité, sous conditions.

B. Assolement

et fumure

5.

Engrais de ferme liquide, fumier, compost,

engrais minéraux dans la mesure où il n'y pas d'excès pouvant s'infiltrer

massivement dans le sous-sol.

6.

Les agriculteurs sont tenus de respecter un plan

de fumure conforme aux données de base pour la fumure (DBF), éditées par les

stations fédérales.

7.

Produits phytosanitaires et herbicides, à

l'exclusion des substances actives figurant sur la liste évolutive éditée par

l'Office fédéral compétent.

8.

Traitement pour

la conservation du bois, sous conditions.

C. Irrigation

9.

Irrigation avec des eaux non polluées.

D. Constructions agricoles

10.

Fosses à lisier aménagées au-dessus des plus

hautes eaux de la nappe ; mise en place d'un système de détection des fuites, conduites

enterrées parfaitement étanches.

11.

Réservoirs à lisier placés au-dessus du sol,

d'une hauteur maximale de 4 m, et de contenance maximale de 600 m3.

12.

Dépôt de fumier, uniquement sur dalle bétonnée et

sécurisée.

13.

Silos à

fourrage vert.

E. Installations de sports et de loisirs

14.

Parcs, parcours permanents pour sports non

motorisés, pistes de ski.

15.

Places de sport et bains en plein-air avec

installations sanitaires sécurisées.

16.

Terrains de golf sous certaines conditions.

17.

Terrains de camping, terrains pour caravanes et

mobilhomes avec raccordements individuels parfaitement étanches aux

canalisations d'eaux usées

F. Constructions

et leurs annexes

18.

Bâtiments, y compris exploitations artisanales et

industrielles, avec ou sans production d'eaux usées, dans lesquelles ne sont ni

fabriquées, ni utilisées, ni transvasées, ni transportées, ni stockées de

substances pouvant polluer les eaux ; les réserves de produits pétroliers

indispensables au chauffage du bâtiment lui-même et à l'exploitation agricole,

sous certaines conditions définies de cas en cas par le Département du

territoire et de l'environnement (DTE). Lorsqu'il s'agit d'entrepôts, la

fréquence des transports ne doit pas constituer un risque supplémentaire.

19.

Les canalisations d'eaux usées domestiques ainsi

que celles provenant d'entreprises artisanales ou industrielles conformes au

point 18 ci-dessus.

Elles doivent être posées dans les règles de

l'art et doivent faire l'objet d'un essai d'étanchéité avant leur mise en

service, conformément à la Norme SIA 190.

Les conduites doivent être construites de telle

façon que leur étanchéité puisse être contrôlée en tout temps, des

vérifications ultérieures pouvant, être exigées.

20.

Pompes à chaleur par collecteurs terrestres

horizontaux enterrés à faible profondeur (serpentins.), avec circuit qui

prélève ou rejette de la chaleur dans le sol, utilisant exclusivement un

liquide caloporteur.

21.

Infiltration des eaux récoltées sur les toits.

22.

Chemins agricoles, chemins forestiers.

23.

Routes, dans la mesure où les précautions

définies par les directives fédérales en la matière sont respectées.

24.

Voies ferrées, gares et stations, sans

transvasement de substances pouvant altérer les eaux et avec mesures de

protection des eaux.

25.

Pistes d'aviation.

26.

Tunnels, passages sous voies, tranchées, pour

autant qu'ils n'impliquent aucun risque pour les eaux du sous-sol et ne

diminuent pas le volume d'emmagasinement ou la section d'écoulement de

l'aquifère. Le drainage ou le pompage d'eaux souterraines, qu'il soit

sporadique ou permanent, est subordonné à l'octroi d'une autorisation.

27.

Exécution de pieux battus ou forés, sous

certaines conditions.

28.

Places de stationnement individuelles et places

d'accès aux garages, sans raccordement d'eau.

29.

Places de stationnement individuelles et places

d'accès à des garages avec raccordement d'eau, places de lavage individuelles

(non industrielles) pour véhicules, avec mesures de protection telles que

revêtement étanche, bordures et évacuation des eaux.

30.

Dépôts de matériaux d'excavation et de stériles

non pollués.

Tout ce qui ne figure pas

sous chiffres 1 à 30 est en principe interdit. Les exceptions éventuelles

doivent faire l'objet d'une autorisation de la part du Département du

territoire et de l'environnement (DTE), qui statuera de cas en cas, en fonction

des conditions hydrogéologiques et topographiques locales."

Le 2 mai 2017, la DGE a encore édité

un modèle de règlement d'application des plans de délimitation des zones de

protection des eaux.

bb) Les recourantes relèvent qu'elles

subissent des restrictions dans leur exploitation (cf. synthèses CAMAC des

4.

mai 1992, 5 décembre 2000 et 29 août 2005), que leurs parcelles

ont déjà subi une diminution de valeur en raison de leur collocation provisoire

en zone S (la parcelle 145 étant estimée à 30 fr./m2, alors que leur

autre bien-fonds exploité à Allaman, la parcelle 92, est estimée à 80 fr./m2;

cf. estimation fiscale du 12 décembre 1994) et qu'elles ne pourront se développer que dans une mesure compatible

avec la zone S3. Sur ce dernier point, elles exposent qu'une entreprise doit

évoluer pour assurer sa pérennité, que des modifications de leurs installations

et d'autres constructions devront assurément intervenir, que leur entreprise

devra, pour rester performante, adapter sa production à de nouvelles

technologies, faisant probablement appel à de nouveaux matériaux, non

identifiés mais qui pourraient ne pas être admis en zone S3 et, surtout, que

les mutations extrêmement rapides qui se feraient sentir dans le monde

économique ne permettraient pas de déterminer encore combien de temps

l'activité de leur entreprise serait viable, soit répondrait concrètement à un

besoin du marché. Toujours selon les recourantes, il ne serait ainsi nullement

exclu qu'elles puissent, à un moment ou à un autre, solliciter des autorités

compétentes la modification du PPA En Chaney. Celui-ci limite en effet leur

activité de manière anticipée en vue de la collocation de leurs parcelles en

zone S3, si bien que ses restrictions pourraient être levées en cas

d'annulation d'une telle zone de protection.

cc) Le classement d'un terrain en zone

S3 de protection des eaux est peu contraignant. Il n'empêche pas la

construction, mais implique seulement certaines précautions. A ce jour, les

parcelles 145 et 147 sont colloquées dans une zone d'activité liée à la

fabrication de matériaux de construction inertes. L'activité actuelle des

recourantes peut tout à fait être poursuivie, leurs équipements ayant déjà été

sécurisés à suffisance afin de respecter des exigences spécifiques, concernant

notamment l'étanchéité des tuyaux et des fondations de constructions, ainsi que

la détention et les modalités de stockages de liquides potentiellement

polluants (ch. 2 de la réponse complémentaire du 9 juin 2017).

On rappelle par ailleurs que le classement des

parcelles des recourantes en zone S3 de protection des eaux des puits PC1, PC2

et PC3 ne constitue pas une mesure de précaution mais repose sur l'existence

établie de liaisons hydrogéologiques rapides entre les parcelles et les

captages.

Par conséquent, l'intérêt privé des

recourantes à bénéficier de l'entier de la valeur économique de leurs parcelles

ainsi qu'à pouvoir librement exploiter, diversifier et développer leur

entreprise n'est pas susceptible de l'emporter sur l'intérêt public à maintenir

et protéger les captages précités. Les atteintes à la garantie de la propriété

et à la liberté économique des recourantes découlant de l'inclusion de leurs

parcelles 145 et 147 en zone S3 sont en effet manifestement proportionnées à la

nécessité de garantir un approvisionnement sûr en eau potable de qualité à une

population de plusieurs milliers de personnes.

7.

Vu ce qui précède, le recours doit être rejeté et

la décision attaquée confirmée. Les recourantes, qui succombent, doivent

supporter un émolument judiciaire et n'ont pas droit à des dépens. Aucune des

autres parties n'étant assistée, il n'y a pas lieu d'allouer de dépens. Enfin,

il convient également de mettre une partie des frais judiciaires à la charge de

la Commune d'Allaman, qui a conclu à l'admission du recours.

Par ces

motifs

la Cour de droit administratif et public

du Tribunal cantonal

arrête:

Le recours est rejeté.

II.

La décision du Département du territoire et de l'environnement du 24

juin 2016 est confirmée.

III.

Un émolument judiciaire de 3'000 (trois mille) francs est mis à la

charge des recourantes A.________ et B.________, solidairement entre elles.

IV.

Un émolument judiciaire de 1'000 (mille) francs est mis à la charge de

la Commune d'Allaman.

Il n'est pas alloué de dépens.

Lausanne, le

14.

décembre 2018

La présidente :

Le présent arrêt est

communiqué aux destinataires de l'avis d'envoi ci-joint ainsi qu’à l’Office

fédéral de l’environnement (OFEV).

Il peut faire l'objet, dans les trente jours suivant sa

notification, d'un recours au Tribunal fédéral. Le recours en matière de droit

public s'exerce aux conditions des articles 82 ss de la loi du 17 juin 2005 sur

le Tribunal fédéral (LTF – RS 173.110), le recours constitutionnel subsidiaire

à celles des articles 113 ss LTF. Le mémoire de recours doit être rédigé dans

une langue officielle, indiquer les conclusions, les motifs et les moyens de

preuve, et être signé. Les motifs doivent exposer succinctement en quoi l’acte

attaqué viole le droit. Les pièces invoquées comme moyens de preuve doivent

être jointes au mémoire, pour autant qu’elles soient en mains de la partie; il

en va de même de la décision attaquée.

Composition

Objet

Faits

Considérants

1.

147.

2.

121.

1.

2.

122.

1.

2.

3.

123.

1.

2.

3.

124.

1.

2.

3.

2016.

2017.

2016.

2009.

7.

150.

1.

4.

2012.

243.

2041.

0.

0.

3191.

0.

52.

3826.

0.

8.3.3

11.

660.

60.

600.

11.5

550.

47.8

478.

8.

110.

13.7

137.

18.

355.

19.7

197.

5.5

163.

29.6

296.

9.3

9.4

8.

9.5

306.

137.

946.

4.

2010.

2016.

0.0008

1986.

520028.

28.

2010.

520365.

145.

4.

5.