BRGM L'ENTREPRISE AU SERVICE DE LA TERRE
S.I.A.E.P. DE VALLENAY (18)
FORAGE DE RECONNAISSANCE AU DOGGER RESULTAT DES TRAVAUX
par Y. KERROUCHE et Ph. MAGET
R 31409 CEN 4S/90 SEPTEMBRE 1990
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES AGENCE REGIONALE CENTRE Avenue de Concyr - BP 6009 45060 ORLEANS CEDEX Tél. : 38.64.37.37 INFORMATIONS A NOS LECTEURS
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Y. KERROUCHE - Ph. MAGET 1990 SIAEP DE VALLENAY (18) - FORAGE DE RECONNAISSANCE AU DOGGER - RESULTAT DES TRAVAUX RAPPORT N' R 31409 CEN 4S/90 16 pages dont 3 figures et une annexe
(auteur, année d'édition, titre, nature et numéro du document, nombre de pages, de figures, de tableaux, de planches, d'annexés).
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Rapport n' : R 31409 CEN 4S/90
Opération n* : 93.158.20454
Contrat n* : SI AEP DE VALLENÂT (CHER)
FORAGE DE RECONNAISSANCE AU DOGGER RESULTAT DES TRAVAUX
SIAEP VALLENAY Auteurs : Y. KERROUCHE N' R 31409 CEN 4S/90 Ph. MAGET N" PR 93.158.20409
RESUME
Le Syndicat Intercommunal d'Adduction en Eau Potable de Vallenay a entrepris un forage de reconnaissance en vue de capter l'eau du Dogger, prévue de 40 à 60 m, sur un site défini dans l'étude hydrogéologique préliminaire (rapport R 31066 CEN 4S/90).
Le forage a été réalisé par l'entreprise F0RAFRANCE, du 21 au 27 août 1990 (indice 572.3.33).
Le forage a rencontré un remplissage considérable de dépôts argileux pouvant correspondre à une paléo-vallée ou un relief karstique. Cepen dant, un banc de sable de calcaire et siliceux, rencontré de 39 à 72 m, pourrait correspondre à un produit de dégradation du calcaire du Dogger, d'où l'orientation de l'opération pour capter ce niveau. Le forage a été arrêté à 114 m, profondeur qui correspond à la base de la série attendue à partir de 39 m. Les argiles fluantes rencontrées à partir de 72 m ont entraîné le remblaiement du fond du trou.
Les sables captés de 41 à 70 m se sont révélés très peu productifs : 2,6 m3/h pour un rabattement de 23 m en fin de développement à l'air.
Les travaux ont été arrêtés au vu de ces résultats ; le forage est fermé par un capuchon cadenassé.
Une nouvelle recherche éventuelle devrait s'orienter vers l'Ouest, où les terrains du Jurassique ne sont pas érodés. La vallée du Cher, qui correspond à un accident géologique majeur, crée, en fait, des pertur bations qui vont à 1'encontre des avantages recherchés.
Outre ce résumé, ce rapport contient 16 pages dont 3 figures et une annexe «
TABLE DES MATIERES
1 - INTRODUCTION 1
2 - LOCALISATION 2
3 - RENSEIGNEMENTS GENERAUX 5
4 - DEROULEMENT DU CHANTIER 6
5 - GEOLOGIE 7
5.1 - LITHOLOGIE 7 5.2 - SYNTHESE STRATIGRAPHIQUE 8 5.3 - COMMENTAIRES 8 5.4 - CONCLUSIONS 9
6 - DEVELOPPEMENT 10
7 - CONCLUSIONS 11
LISTE DES FIGURES
1 - Plan de situation (échelle 1/250.000) 3 2 - Localisation du forage 4 3 - Sites de reconnaissance 14
ANNEXE : Conséquences sur la recherche d'eau souterraine 12 - 1 -
1 - INTRODUCTION
Le Syndicat Intercommunal d'Adduction en Eau Potable (S.I.A.E.P.) de Vallenay regroupe 5 communes :
- Chavannes, - Crezançay-sur-Cher - Saint-Loup-des-Chaumes - Uzay-le-Venon - Vallenay
L'alimentation était assurée jusqu'en 1988 par des captages en nappe alluviale (n° 546.7.8) mais qui furent abandonnés en raison de la qualité chimique défavorable de l'eau. Actuellement, le Syndicat fait venir l'eau de l'extérieur (Syndicat de la Marche et du Boischaut).
Pour répondre à ses besoins, le Syndicat de Vallenay entreprend une recherche dans les calcaires du Dogger qui s'étaient révélés productifs dans plusieurs forages de la région.
L'étude préalable - présentant les caractéristiques prévisionnelles de la ressource - a été réalisée par le BRGM-Centre (rapport n° R 31066 CEN 4S/90, juin 1990).
Le BRGM Centre a été également chargé d'assurer la mission technique d'hydrogéologie sur le forage (proposition 90/116, commande du 14.6.1990) dont les résultats sont présentés ci-après.
Rapport BRGM N° R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 2 -
2 - LOCALISATION
Commune : VALLENAY
Lieu-dit : Preuil
Coordonnées kilométriques : x = 604,35 y = 2198,90 z = +147 m NGF
Carte IGN à 1/25.000 : 23-26 Est
Indice national de classement : 572.3.33
Rapport BRGM N° R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 _ 3 _
FIGURE 1 (échelle 1/250.000) PLAN DE SITUATION
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(76 Argile fluante marron et argile indurée (EOCENE) bariolée "Sidérolithique" ou "Argile de Lignières" 114 5.3 - Commentaires - Le Calcaire du Berry est très fracturé (aquifère pertes de boue) - Le Sidérolithique se révèle très épais : d'abord jusqu'à 40 m, puis jusqu'à plus de 114 m ?. l'épaisseur connue atteignait jusqu'à 30 m - Les dépôts de 40 à 72 m posent un problème géologique : s'agirait-il d'un produit de remplissage karstique ou d'une paléo-vallée ? ou s'agirait-il, d'une façon plus générale, d'un produit de dégradation du Dogger calcaire attendu à cette même cote ? - Le banc mince d'argile noire peut être un remplissage dans une faille - Le problème essentiel est le remplissage argileux jusqu'à plus de 114 m : il peut traduire, soit une subsidence du Dogger (et l'on pourrait trouver le calcaire du Dogger plus bas), soit l'érosion de ce calcaire dans une paléo-vallée. Tous les arguments géologiques penchent vers la deuxième hypothèse : observations de lacunes par érosion entre Ineuil-Vallenay, continuité des terrains de part et d'autre du Cher, juste au Sud (carte géologique), géologie d'après les forages du secteur de Chavannes, géologie connue des "bassins" tertiaires, en Champagne Berrichonne. Rapport BRGM N° R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 9 - 5.4 - Conclusions - Les "sables calcaires" se sont révélés aquifères au cours de forage et il existait, à l'analyse des déblais, une possibilité de rattachement au calcaire du Bathonien > Il a donc été convenu d'intégrer ces dépôts de 40 à 72 m sur la hauteur à capter, en espérant trouver les calcaires sains au-dessous - Le calcaire du Dogger aurait dû être rencontré à 40 m, mais toute la série a été érodée, jusqu'à plus de 114 m. Le forage a été exécuté jusqu'à la base théorique du Dogger > La cible recherchée avait toutes chances d'être absente, d'où l'inutilité de la poursuite du forage, sauf par curiosité géologique - L'argile fluante s'opposait à la mise en place de crépines (au cas où l'on aurait voulu capter des calcaires hypothétiques plus profonds > Pour évaluer le potentiel hydraulique des sables situés au-dessus, il fallait obligatoirement obturer le trou à partir de 72 m Rapport BRGM N" R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 10 - 6 - DEVELOPPEMENT Pompage à l'air du 25 au 27.8.1990 Tige d'injection d'air à 36 m Résultats Après vidange du puits, le débit diminue jusqu'à stabilisation : les mesures effectuées donnent 2,6 m3/h. Les mesures de niveau donnent des valeurs autour de 26 m/sol. Après quelques heures de pompage à l'air, le débit n'a plus évolué. Après chaque arrêt du compresseur, le retour vers le niveau statique est de plus en plus lent (de 1,0 m à 4,0 m, après 1 h d'arrêt). Conclusion Les sables traversés de 39 à 72 m se révèlent peu productifs (débit spécifique de 0,1 m3/h/m). Le contrôle du volume de massif filtrant mis en place montre pourtant que le remblai mis entre les diamètres 12" 1/4 - 8" 1/2 a bien été évacué. Au vu de ces résultats, le maître d'oeuvre a demandé l'arrêt de toute opération. Les diagraphies ont donc été annulées ; le log "gamma-ray" aurait pourtant permis de mesurer l'argilosité du sable qui aurait pu être éventuellement à l'origine de ce mauvais résultat. Rapport BRGM N* R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 11 - 7 - CONCLUSIONS Le forage a rencontré un recouvrement du Tertiaire plus épais que prévu. Les sables calcaires traversés à partir de 39 m correspondraient au toit du Bathonien attendu, mais les argiles de nouveau rencontrées à partir de 72 m sont un remplissage du Tertiaire dans une paléo-vallée ou un relief karstique. Le forage a été arrêté à la base "théorique" du Dogger calcaire, une fois le constat fait de l'absence de la formation recherchée. Sur le plan hydrogéologique, les travaux ont été orientés vers le captage des "sables calcaires et siliceux", de 41 à 70 m qui devaient s'ajouter à celui du calcaire. L'absence de ce dernier et la présence d'argile fluante à la place ont conduit à remblayer le fond du forage pour ne garder que l'aquifère sableux. Le développement du puits a été poussé pour avoir le maximum d'informa tions. Le débit mesuré (2,6 m3/h) et le rabattement correspondant (23 m) ne laissent espérer qu'une capacité maximale ne dépassant pas 5 m3/h, ce qui a provoqué l'abandon des travaux. Le puits a donc été fermé par un capot avec cadenas. Rapport BRGM N" R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 12 - ANNEXE CONSEQUENCES SDR LA RECHERCHE D'EAU SOUTERRAINE Rapport BRGM N° R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 13 - CONNAISSANCE GEOLOGIQUE La vallée du Cher correspond à un accident géologique majeur. Recherché initialement pour bénéficier d'une bonne fracturation du calcaire (qui est compact par lui-même), il apparaît finalement comme un élément perturbateur qui, ici, bouleverse la géologie au point de faire dispa raître la formation recherchée. La recherche d'un autre site devra donc se faire à l'Ouest de la faille de Vallenay où les terrains jurassiques ne sont pas masqués et présents jusqu'au-dessus du Dogger. LOCALISATION D'UN NOUVEAU SITE (cf. carte figure 3) Ce sont, par ordre de priorité décroissante : 1. Calcaire du Dogger prévu de 50 à 140 m environ Pour : . faille reconnue . terrains du Jurassique présents, sans décrochement apparent Contre : . éloignement du réseau central 2. Sur la prolongation Sud de cette même faille : Calcaire du Dogger prévu de 30 à 120 m environ Pour : . croisement de plusieurs fractures . indices hydrauliques (source) . moins grande profondeur Contre : . accessibilité . ou hors du Syndicat 3. A proximité de la faille N-S de Vallenay, mais sur le compartiment Ouest où le Dogger est présent, de 8 à 170 m environ Pour : . La faille est un indice de bonne fracturation, favorisant la productivité Contre : . La faille peut jouer le rôle de barrière étanche, limitant donc de moitié l'alimentation . profondeur importante Rapport BRGM N" R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 14 - FIGURE 3 SITE DE RECONNAISSANCE PAR FORAGE (Echelle : 1.25.000) '.. Prégiraud les Robinets / -:D3CM*CMW Vrz lê Villt Caitt Rapport BRGM N* R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 15 - 4. Reprise du forage de 1987 (546.7.124) où le calcaire du Dogger pourrait être vers 80 m de profondeur Pour : . économie possible Contre : . recherche en dehors des indices de fracturation, donc risque d'une productivité minimale CONCEPTION D'UN FORAGE La prudence nous amène à concevoir un forage d'exploration géologique avant tout programme d'équipement - d'une part pour vérifier la présence de la série - d'autre part pour caler les profondeurs qui sont données ci-avant avec une grande incertitude (+ 20 m) Programme : - Forage en petit diamètre (6" ou 8" 1/2) jusqu'à la base des formations calcaires du Bathonien (90 à 130 m) au marteau fond de trou avec fort compresseur (marnes plastiques sus-jacentes) Repérage des arrivées d'eau, soufflage - Détection du fer éventuel sur échantillon filtré - Poursuite éventuelle jusqu'à la base du calcaire du Bajocien (140 à 180 m). Même test En cas de résultats positifs : - Comblement du puits jusqu'au sommet du calcaire du Dogger - Alésage jusqu'au toit de ces calcaires (0 8"l/2 ou 12" 1/2) - Tubage & 7" ou 9" 5/8 ; cimentation - Reforage en (6" ou 8"l/2) au marteau fond de trou - Colonne de captage (4" ou 6") - Pompage d'essai - Prélèvement d'eau et analyse de potabilité Rapport BRGM N" R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990 - 16 - ^tHMW 0 © 10-M 0 T tî-jff.. ^CnXl*>ficni*rl 10-l.fi 0 i- i*»-w> a-£o 4t-75 - be-te n f?Le*r£ft*£ <»*-<5-- 25-4* 7J-IO0- 4t. IS . . Cti^rz. 7o-*5-- S«-75- It-IJO-- 1»'HS- V IM-II5-- fo-IOS- IIS-HO-- tlp-US-- //t- tt* W-I20-- J40-/754. IIS-ICÙ-- /},,,'!< C.«JM'U £ L.ICL*, 7 Rapport BRGM N# R 31409 CEN 4S/90 - SEPTEMBRE 1990