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**Case Identifier:** baee9031-e716-54b8-a9b6-c87d7377f20a
**Source:** Vaud (VD)
**Court Level:** cantonal
**Decision Date:** 2018-12-14
**Language:** fr
**Title:** Vaud Tribunal cantonal Cour de droit administratif et public 14.12.2018 AC.2016.0293
**Docket/Reference:** 
**URL:** https://entscheidsuche.ch/docs/VD_Omni/VD_TC_031_AC-2016-0293_2018-12-14.html

## Full Text

'

  	
  TRIBUNAL CANTONAL

  COUR DE DROIT ADMINISTRATIF ET PUBLIC

  
	
   

  	
  Arrêt du 14 décembre 2018

  
	
  Composition

  	
  Mme Danièle Revey, présidente; Mme Claude-Marie Marcuard et
  M. Jacques Haymoz, assesseurs. 

  

 

	
  Recourantes

  	
  1.

  	
  A.________, 

  
	
   

  	
  2.

  	
  B.________,  

  toutes deux à ******** et représentées
  par Me Alexandre BERNEL, avocat à Lausanne,  

  	 

   

	
  Autorité intimée

  	
   

  	
  Département du territoire et de
  l’environnement (DTE), à Lausanne. 

  

   

	
  Autorité concernée

  	
   

  	
  Municipalité d'Allaman, à
  Allaman, 

  

   

	
  Propriétaires

  	
  1.

  	
  Municipalité de Buchillon, à
  Buchillon, 

  
	
   

  	
  2.

  	
  Municipalité d'Etoy, à Etoy,

  	 

   

 

	
  Objet

  	
         Divers    

  
	
   

  	
  Recours A.________ et B.________ c/ décision du
  Département du territoire et de l’environnement (DTE) du 24 juin 2016
  approuvant le plan de délimitation des zones S1, S2 et S3 de protection de
  puits de Chanivaz, propriété des communes de Buchillon et d'Etoy

  

 

Vu les faits suivants

A.                    
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): 

B.                    
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.

C.                    
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".

D.                    
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).

E.                    
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. 

F.                    
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. 

G.                   
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. 

H.                    
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."

I.                      
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

  	
  F4

  	
  11 j

  	
  660 m

  	
  60 m/j

  	
  600 m

  
	
  PC1

  	
  Naphtionate

  	
  F3

  	
  11.5 j

  	
  550 m

  	
  47.8 m/j

  	
  478 m

  
	
  PC1

  	
  NaCL

  	
  F1

  	
  8 j

  	
  110 m

  	
  13.7 m/j

  	
  137 m

  
	
  PC2

  	
  Naphtionate

  	
  F3

  	
  18 j

  	
  355 m

  	
  19.7 m/j

  	
  197 m

  
	
  PC3

  	
  Naphtionate

  	
  F3

  	
  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. 

J.                     
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. 

K.                    
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. 

L.                     
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.

M.                   
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).

N.                    
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. 

Me
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. 

Me
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.________.

(…)"

O.                   
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. 

Considérant en droit

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

  
	
  F1

  	
  NaCl

  	
  150 kg

  
	
  F2

  	
  Eosine

  	
  1,5 kg

  
	
  F3

  	
  Naphtionate

  	
  1 kg

  
	
  F4

  	
  Uranine

  	
  4 kg

  

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 mg

  	
  2041 mg

  	
  0

  	
  +

  
	
  PC2

  	
  76'559

  	
  1'108

  	
  0

  	
  3191 mg

  	
  0

  	
  nm

  
	
  PC3

  	
  166'921

  	
  2'415

  	
  52 mg

  	
  3826 mg

  	
  0

  	
  nm

  

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

  	
  F4

  	
  11 j

  	
  660 m

  	
  60 m/j

  	
  600 m

  
	
  PC1

  	
  Naphtionate

  	
  F3

  	
  11.5 j

  	
  550 m

  	
  47.8 m/j

  	
  478 m

  
	
  PC1

  	
  NaCL

  	
  F1

  	
  8 j

  	
  110 m

  	
  13.7 m/j

  	
  137 m

  
	
  PC2

  	
  Naphtionate

  	
  F3

  	
  18 j

  	
  355 m

  	
  19.7 m/j

  	
  197 m

  
	
  PC3

  	
  Naphtionate

  	
  F3

  	
  5.5 j

  	
  163 m

  	
  29.6 m/j

  	
  296 m

  

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.    As