bureau DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
B.P. 6009 - 45 Orléans (02) - Tél.: (38) 66.06.60
SOURCES THERMOMINE RALE S DE CAMPAGNE (AUDE)
ETUDE HYDROGEOLOGIQUE PRELIMINAIRE
par
L, COUBES
Service géologique régional LAU'GlîEDOC ROUSSÎLLO?J
Mas Jausserand - rue Jausserand, La Pompignane, 34 MONTPELLIER
TéL: (67) 92.93.31
71 SGN 219 LRO Montpellier, le 15 juin 1971 RESUME
Les sources thermominérales de Campagne sortent en rive droite de l'Aude, dans
la zone sous-pyrénéenne, 3 km au Nord du chevauchement frontal du Pays de Sault.
Elles semblent jaillir à la faveur d'un pointement de calcaire coniacien affleu¬
rant au fond d'un talweg, sous un recouvrement constitué par une série horizontale
comprenant du grès d'Alet à la base et l'Eocène au sommet ; cette série est imperméa¬ ble à sa base, tenant captives les eaux thermales sauf, précisément, au niveau des
sources où le recouvrement est complètement érodé.
Les eaux thermales ont un faciès chimique unique dans la région (notamment im¬
portant déséquilibre chlorures - alcalins).
On pourra parfaire la connaissance du gisement par un forage implanté dans les
calcaires aquifères. Cet ouvrage permettra de définir le mode de captage. SOMMAIRE
Pages
1 - INTRODUCTION
2 - CADRE GEOLOGIQUE , 1
2.1- La série stratigraphique régionale 1
2.1.1 - Le Trias 1
2.1.2 - L'Urgo-Aptien 2
2.1.3 - Les marnes schisteuses noires de l'Albien .... 2
2.1.4 - Le Cénomanien 2
2.1.5 - Les marnes ligériennes 2
2.1.6 - Les calcaires de l 'Angoumien 2
2.1.7 - Le Santonien 2 2.1.8 - Les grés d'Alet '. . 2
2.2 - Terrains affleurant au niveau de la source 2
2.2.1 - Niveau 1 3
2.2.2 - Niveau 2 3
2.2.3 - Niveau 3 3
2.2.4 - Niveau 4 3
2.2.5 - Niveau 5 5
2.2.6 - Niveau 6 4 2.2.7 - Les marnes rouges supérieures (Montien = Vitrollien) 4
2.3 - Remarques relatives à la stratigraphie locale 4
3 - HYDROGEOLOGIE 5
3.1 - Les aquifères régionaux 5
3.1.1 - Les calcaires daniens 5
3.1.2 - Les grès supérieurs du niveau d'Alet 5
3.1.3 - Les calcaires turoniens supérieurs 5
3.1.4 - Les calcaires et grès du Cénomanien 5
3.1.5 - Les calcai.res urgo-aptiens 5
3.2 - Chimie des eaux 6
3.3 - Les températures 7
3.4 - Les débits 7
4 - CONCLUSION - PROPOSITION DE TIUVAUX 7 LISTE DES ANNEXES
Annexe 1 - Mise en place géologique et géographique, carte 1/100 000.
Annexe 2 - Echelle stratigraphique synthétique.
Annexe 3 - Coupe stratigraphique passant par le site des sources.
Annexe 4 - Diagrammes logarithmiques d'analyses de l'eau.
Annexe 5 - Analyses chimiques des eaux de la région, diagramme en losange 1 - INTRODUCTION
La mairie d'Espéraza (Aude), propriétaire des sources thermominérales de Campa- gne-les-Bains (située sur la commune de Campagne-sur-Aude), a octroyé, en 1971, une subvention au Bureau de recherches géologiques et minières et lui a demandé d'étudier le contexte hydrogéologique de ces sources en vue de leur remise en exploitation.
Ce rapport préliminaire expose les résultats acquis à ce jour. Les recherches aboutissent à un programme de travaux de forage de reconnaissance géologique et hy¬ drogéologique nécessaire pour terminer l'étude et définir un mode de captage,
2 - CADRE GEOLOGIQUE
Campagne -les-Bains se trouve dans la zone sous-pyrénéenne constituée de terrains d'âge crétacé supérieur et éocène, au Nord des accidents majeurs ayant constitué la chaine des Pyrénées proprement dite.
Les principales unités structurales voisines du site des sources sont (Cf, an¬ nexe n° 1) :
au Nord-Est, le massif de Mouthoumet (terrains primaires),
à l'Est, le synclinal de Rennes-les-Bains (terrains crétacés supérieurs),
au Sud, le chevauchement frontal du Pays de Sault, limitant la zone nord pyrénéen¬
ne (Trias à Crétacé moyen).
2.1 - La série stratigraphique régionale (Cf. échelle stratigraphique en annexe
n° 2)
2.1.1 - Le Trias est constitué de marnes bariolées rougeâtres avec gypse et sel gemme. On le trouve au contact de terrains variés car il affleure surtout écra¬ sé le long des grandes failles en contact tectonique anormal (en particulier le long du chevauchement frontal du Pays de Sault). 2 -
2.1.2 - L'Urgo-Aptien est un grand ensemble de 400 à 500 m de puissance de calcaires purs, compacts, clairs ou foncés. Il affleure au Sud de Quillan (zone nord pyrénéenne) et le long du chevauchement frontal du Pays de Sault (en lambeaux très fragmentés par la tectonique).
2.1.3 - Les marnes schisteuses noires de l'Albien, épaisses de plusieurs centaines de mètres, séparent, au niveau du bassin de Quillan, les calcaires urgo- aptiens, de la zone nord pyrénéenne, de l'ensemble de la zone sous pyrénéenne,
2.1.4 - Le Cénomanien : 70 m de calcaires à passées gréseuses. Il af¬ fleure dans la partie est du synclinal de Rennes-les-Bains, Sa transgression ne sem¬ ble pas dépasser le méridien de Sougraigne,
2.1.5 - Les marnes ligériennes (Turonien inférieur) ont 30 à 50 m d'é¬
paisseur.
2.1.6 - Les calcaires de 1 'Angoumien (Turonien supérieur et du Coniacien inférieur) font un ensemble de 100 m d'épaisseur. Ils affleurent autour de Rennes-les-
Bains ; on ne les retrouve plus au niveau du sondage pétrolier de Rouvenac (PV 101),
2.1.7 - Le Santonien est un niveau complexe où les variations latérales de faciès et d'épaisseur sont très importantes.
Autour de Rennes-les-Bains, la série est épaisse, complète, et comprend 200 m de sédiments à prédominance argilo-marneuse (faciès flysh) avec des intercalations de calcaires récifaux à Rudistes.
D'après A. de GROSSOUVRE (1891), ce niveau est en partie rempla¬ cé par le faciès des grès d'Alet qui lui est normalement superposé (notamment à Rennes le-Chateau où ces grès arrivent au contact stratigraphique de la base du Sénonien),
2.1.8 - Au-dessus, commence une série à tendance continentale : les grès d'Alet, qui peuvent présenter localement des séries argileuses très importantes.
2,2 - Terrains affleurant au niveau de la source (cf. annexe n° 3)
Cette série géologique n'est pas complète au niveau de la source : on y trouve les termes supérieurs avec une lacune stratigraphique entre le Sénonien inférieur et les grès d'Alet. - 3 -
2.2.1 - A la base (niveau 1 sur la coupe, non signalé sur la carte géo¬ logique au 1/80 000, en partie recouvert par les tufs de la source), on observe une
formation affectée d'un pendage de 10 à 20° vers le Sud-Est affleurant sur une cin¬ quantaine de mètres dans le lit du ruisseau de Granes (Rieutort), C'est une série de bancs de calcaires gris-bleuté, très durs, un peu spathiques, comprenant un banc in¬ tercalé de grès-quatzite gris beige clair.
Ce calcaire, qui se trouve également constituer la paroi de la galerie basse du captage actuel des sources thermominérales, a été étudié aux Services de
Micropaléontologie du BRGM et de la société ELF-RE (Boussens) : il s'agit d'une
Biosparite finement gréseuse (calcaire grainstone à quelques pellets) à débris de tests (Rudistes, échinodermes) et foraminifères en particulier Dictyopsella et Vida-
lina hispánica, ce qui situerait la formation dans le Sénonien inférieur ou le Co¬ niacien,
2.2.2 - En transgression sur ces niveaux, avec un pendage subhorizontal, se trouve une série détritique commençant par un banc de poudingue à galets hétéro¬ gènes quartzeux et siliceux, pouvant atteindre 10 cm de diamètre. Au-dessus, se trou¬ vent des bancs de grès conglomératiques puis microconglomératiques pour passer, plus haut, à des grès fins plus tendres et des calcaires sableux.
Cet ensemble détritique ne doit pas dépasser 10 m d'épaisseur
(niveau 2 sur la coupe),
2.2.3 - Au-dessus, commence une série de marnes violacées, foncées, presque noires par endroits, dures et rocheuses ; plus haut, les marnes sont jaunes
à marron beige, graveleuses, avec des lits de grès pélitiques et des lits de 0,5 à
1 m de grès à galets anguleux. Cet ensemble peut atteindre 50 m d'épaisseur (niveau
3 sur la coupe) .
2.2.4 - Faisant un escarpement rocheux continu, bien visible. dans la morphologie locale, se trouvent ensuite 4 à 5 m de grès beige jaunâtre à marron. Ces grès sont faiblement aquifères (niveau 4 sur la coupe).
Les niveaux 2, 3 et 4 sont assimilés à la série des grès d'Alet (Campa- nien) . - 4
2.2.5 - Au-dessus du Campanien, se trouve une épaisse série de marnes rouges et bariolées avec quelques lentilles conglomératiques. Dans la partie supé¬ rieure, à 8 ou 10 m du sommet, se trouve un banc de poudingues à intercalations micro¬ conglomératiques ; ce banc épais de 1,0 à 1,5 m peut servir localement de niveau repère.
Cet ensemble (niveau 5 sur la coupe), épais de 100 m environ, est défini régionalement "marnes rouges inférieures" (Maestrichtien continental),
2.2.6 - Au sommet de l'escarpement de Campagne, se trouve le Danien
(niveau 6 sur la coupe) débutant par 1 à 2 m de calcaire grumeleux, blanc crayeux, suivis de 2 à 2,5 m de marnes roses, puis 5 à 6 m de calcaire grumeleux, crayeux, passant à un calcaire sublithographique de faciès lacustre. Ce calcaire constitue un petit "causse" au Nord de St Ferriol.
2.2.7 - Le causse de St Ferriol est dominé par une épaisse série de mar¬ nes rouges : les marnes rouges supérieures (Montien = Vitrollien).
2.3 - Remarques relatives à la stratigraphie locale
Les grès d'Alet (ou les formations contemporaines) sont transgressif s sur des niveaux variés :
Santonien, dans le synclinal de Rennes-les-Bains,
- Coniacien, aux Bains de Campagne,
Lias ou Trias au sondage pétrolier de Puivert,
terrains primaires à Alet.
Compte tenu du substratum coniacien tronqué observé à Campagne, il faut admettre localement une lacune stratigraphique occasionnée par une phase tectonique, ayant légèrement plissé les calcaires turoniens et coniaciens avant la transgression campanienne débutant par un poudingue. 5 -
Ce mouvement de terrain, faisant directement apparaître le calcaire co¬ niacien, est important dans le phénomène d'émergence des sources thermominérales de
Campagne,
3 - HYDROGEOLOGIE
3.1 - Les aquifères régionaux sont nombreux et variés. De haut en bas :
3.1.1 - Les calcaires daniens sont moyennement aquifères : source de la cave coopérative de Granes et St Ferriol (numéro BRGM : 1077.5.2), débit 0,2 l/s.
3.1.2 - Les grès supérieurs du niveau d'Alet ne sont cités que pour mé¬ moire ; ils donnent lieu à des suintements après les fortes pluies.
3.1.3 - Les calcaires turoniens supérieurs (Angoumien) servent de réser¬
voir aux eaux de Rennes-les-Bains. On peut y adjoindre les calcaires de la base du
Coniacien affleurant à Campagne,
3.1.4 - Les calcaires et grès du Cénomanien ne comportent pas d'émergen¬
ces notables.
3.1.5 - Les calcaires urgo-aptiens donnent lieu à de très importantes
circulations karstiques au Sud de Quillan (source de Fontmaure).
Entre chacun de ces niveaux, se trouvent d'épaisses séries marneuses imperméables, mais la tectonique peut fréquemment mettre deux aquifères différents en contact et la sédimentation a été très instable durant tout le Crétacé supérieur pyrénéen ; des lacunes peuvent apparaître à tous les niveaux perméables ou imperméa¬ bles .
La tectonique et la stratigraphie ne peuvent donner que des idées direc¬ trices dans l'établissement du trajet probable des eaux : tout niveau calcaire, s'il est fracturé, pout servir de conduit aux circulations thermales. Celles-ci peu¬ vent passer d'un niveau calcaire à l'autre à la faveur de mises en contact par fail¬
le. - 6
3.2 - Chimie des eaux
Les premières analyses de l'eau de Campagne sont très anciennes. Une note
rédigée en 1861 par FILHOL, professeur à la faculté des Sciences et Directeur de
l'Ecole de médecine de Toulouse, fait état d'analyses antérieures (REBOULH en 1814,
BALARD en 1837, BORREL en 1846, FILHOL en 1858).
Il est difficile de comparer les résultats de ces anciennes analyses à
ceux des analyses plus modernes. Les différences constatées peuvent être dues à une
évolution du chimisme des eaux mais aussi aux conditions de prélèvement et aux mé¬
thodes employées. Après le captage de la source par FRANCOIS en 1860, la première
analyse connue est celle publiée par JACQUOT et WILM en 1890 ("Les eaux minérales
de la France, Etudes chimiques et géologiques"). Cette analyse donne des résultats
très comparables à ceux obtenus lors des analyses récentes (CERH, Institut Bouisson
Bertrand, BRGM), Un premier résultat acquis est donc que le chimisme de l'eau de
Campagne n'a pas évolué de manière sensible depuis cent ans.
L'examen des deux diagrammes représentatifs des analyses d'eau montre
que l'eau de Campagne est bicarbonatée et sulfatée, calcique et sodique et qu'elle présente un déficit notable des chlorures par rapport aux cathions alcalins. Ces
caractères la différencient nettement tant des eaux ordinaires que des eaux minéra¬
les connues dans les environs : Rennes-les-Bains et Alet.
L'origine de l'eau de Campagne reste plus mystérieuse que celle de
Rennes-les-Bains qui résulte d'un mélange des eaux du calcaire turonien et de celles de la Salz.
L'examen du diagramme de PIPER suggère que le chimisme de l'eau de Cam¬ pagne pourrait être obtenu en mélangeant des eaux du type Escouloudre et du type pla-
trière de St Just. A partir de cette remarque, peut être proposée l'hypothèse sui¬ vante. L'origine profonde de l'eau serait due à des venues ascendantes chaudes en provenance du socle (ces eaux juvéniles présentent souvent un fort déficit en chlo¬ rures). L'eau, remontant vers la surface, traverserait un niveau de Trias gypseux dans lequel elle s'enrichirait en sulfate et, transitant au travers des niveaux se¬ condaires, apparaîtrait au jour dans les calcaires du Coniacien. L'exiguîté de la boutonnière de calcaire coniacien affleurant dans une dépression sous le Campanien transgressif argileux explique à la fois la localisation de la source et son indi¬ vidualité chimique. 7 -
Le faciès chimique de l'eau de Campagne n'a été retrouvé que dans des eaux minérales issues du Cambrien et de 1 'Antécambrien du Massif Central. La source de la Vernière (Lamalou-les-Bains - Hérault) fournit notamment une eau de composi¬
tion chimique assez semblable.
3.3 - Les températures
Les eaux de Campagne ont une température constante dans le temps : 26°
en 1970 et 1971.
3.4 - Les débits
Le débit mesuré en novembre 1970 avec l'aide des Services municipaux
d'Espéréza était de 2,7 à 3,0 l/s pour l'émergence principale du Pont. Le débit issu
de l'émergence de l'ancienne Buvette, 60 m en aval, était relativement négligeable
(de l'ordre de 1/10 de litre/seconde). Le débit global semble constant, mais il fau¬
dra le vérifier tout au long d'une année entière pour en être assuré.
D'après la bibliographie, il aurait diminué de près de la moitié depuis
les travaux de 1860 (7 l/s : FRANCOIS), Un captage rationnel permettra probablement
de retrouver ce débit initial et peut-être de l'améliorer,
4 - CONCLUSION - PROPOSITION DE TRAVAUX
La reconnaissance géologique et hydrochimique a montré l'originalité de la
source thermominérale de Campagne, Celle-ci jaillit de calcaires coniaciens affleu¬ rant en boutonnière sous un recouvrement imperméable du Campanien. L'origine therma¬
le de l'eau est démontrée par sa température constante de 26° et son chimisme unique dans la région.
Seuls des travaux complémentaires permettront de fixer le mode de captage, les débits disponibles et le périmètre de protection.
Dans une première phase, il conviendrait de réaliser les travaux suivants :
exécution d'un forage carotté de 30 à 40 m sur l'emplacement actuel de la source.
Ce forage permettra de mieux connaître le gisement aquifère et d'apprécier le
gradient géothermique. Si des venues d'eaux thermales ont été rencontrées, il sera procédé à un essai de pompage sommaire qui permettra de fixer l'ordre de grandeur
du débit exploitable disponible ;
un essai de datation par le tritium pourrait donner une première idée de l'ancien¬ neté de l'eau prouvant ou non la complexité du circuit hydrothermal ; si le résul¬
tat le permet, d'autres méthodes de datation pourraient alors être tentées. Des analyses de gaz pourraient également être effectuées pour préciser les apports
d'origine profonde. Ces analyses permettraient également d'enrichir la connaissan¬ ce des qualités thérapeutiques de ces sources. De toutes façons, il sera procédé
à une analyse complète de l'eau, y compris les éléments en trace, de l'eau re-
cueuillie en fin d'essai de pompage ;
définition d'un mode de captage en tenant compte des résultats obtenus et des li¬ mites de la commune d'Espéraza, Ces travaux pourront comprendre une intervention
de géophysique des sondages de reconnai.ssance et la réalisation d'un captage d'essai ;
délimitation d'un périmètre de protection qui ne pourra être défini qu'au vu des
résultats acquis. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Les ouvrages publiés où on peut trouver une étude des sources de Campagne sont
rares. Le seul ouvrage moderne est la thèse de médecine de JP, ROUGER (1969),
Pour l'environnement géologique, on consultera le DES de JP, GEIJVRD (faculté des
Sciences de Paris, 1965) :
"Contribution à l'étude géologique de la région de Quillan",
Pour l'environnement hydrogéologique, on se référera à la thèse de P, VERDEIL
(faculté des Sciences de Bordeaux, 1967) :
"Introduction à l'étude de l'hydrologie superficielle et souterraine du bassin de
l'Aude, de l'Agly et du haut bassin de l'Hers".
Tous ces ouvrages comportent une bibliographie régionale importante où les sources de Campagne se trouvent citées incidemment. B.R.G.M 71 SGN 219 LRO Direction du service géologique national Annexe 1 Service régional Languedoc - Roussillon
LEGENDE
^ Ï '/-: • ^*>f-- 'i Atet-les-Bains' Socle Hercynien du Mouthoumet
, î.' BOUfièie
Flexure d'Espéraza SOURCES THERMOMINERALES DE CAMPAGNE Synclinal de Rennes - les - Bains
- AUDE - Anticlinal de la Fontaine Salée
Re nnes - les - Bains "uwrsíV'*« ^r.
MISE EN PLACE GEOLOGIQUE ET GEOGRAPHIQUE ZONE NORD PYRENEENNE.-Í
-el ParahOL g T^V _ c os
ECHELLE 1/100 000
N° 500 B.R.G.M 71 SGN 219 LRO
Direction du service géologique national Annexe 2
Service régional
Languedoc - Roussillon
Terrains affleurant à Campagne
Montien
1 . T Danien
Maestrichtien
Grés d'Alet
(Campanien)
rȎ SOURCES THERMOMINERALES DE CAMPAGNE
Santonien
-AUDE- :i: , r . Coniacien
Angoumien
Turonien
Ligérien
Cénomanien
Grès et conglomérats
Série gréseuse
Albien (600m.)
T-T Série à prédominance calcaire xizr
Série à prédominance
i argilo- marneuse
Discordance principale ECHELLE STRATIGRAPHIQUE SYNTHETIQUE
Urgo- Aptien ( 500 m.)
Trias gypseux
^ Primaire ( dolomie ou schiste)
ECHELLE 1/5000
N' 501 BP.G. M 71 SON 219 LRO Direction du service géologique national Annexe 3 Service régional Languedoc - Roussillon
Marnes rouges supérieures SOURCES THERMOMINERALES DE CAMPAGNE
Altitudes en 1 mètres Causse de S Ferriol
- AUDE - ¿60 ¿60 Source de ¡a Prade ¿¿0
¿20 ¿20
¿00 ¿00
380 Marnes rouges 380 inférieures 360 360
340 3¿0
320 320 Tufs.Zone d'émergence des A 300 sources de Campagne ^ 300
280 Ruisseau de Granes 280
260 - 260 COUPE STRATIGRAPHIQUE PASSANT PAR LE SITE DES SOURCES 240 - 2¿0
7) à (7) voir texte page 2
\
N* 502 B.R.G.M 71 SGN 219 LRO Direction du service géologique national Annexe 4 Service régional Languedoc - RoussiHon
G E N D f B R G M DIAGRAMME g op'tl - 5C»0 R«. .«< P MïOBOGÎOLOClE D ANALYSE D EAU d H mg 1
Tin.... t* - Ca" Mg' Na* . K* CI" SO 4~" »ÜOC © «ooo 967 ; toa wot. . 0 • to O a 4 f M • M* z ' U65 * 1 i • •oooo . 1
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1 • • / "* 1 - 1 • 5.« - Rennes-les- Bains ( Bain fort ) Service des Mines 1 961 ( 1 077-6. / i N,,• •0 • / 1 *^ « ; Source de la cave coopérative de Granes ( 1 077-5.2 ) B.R.G.M 1 9 71 i * >
. • * ; '0 * * *
• • + •• + • Rivière de Salz au Pont de Caousse ( 1 077- l.L ) B.R.G.M 1 971 r '0 (
1 • * -
• — A let, source communal des eaux chaudes (1 077-1.1 ) Institut Bouisson Bertrand 1 969 4 1 1 • •
A/« B.R.G.M 71 SGN 219 LRO
Direction du service géologique national Annexe 5
Service régional
Languedoc - Roussillon B.R.G.M. DIAGRAMME D'ANALYSE D'EAU
Hydrogéologie doprii PIPER (as Ooologictl Surrof)
SOURCES THERMOMINERALES DE CAMPAGNE
- AUDE -
analyses chimiques des eaux de la region
diagramme en losange
Groupe de Rennes --^o)
Alet Calcaire ( Dévonien ) , 1077-1. 1 Eaux ordinaires
(^ Campagne Calcaire ( Coniacien ) 1077-5. 1
Campagne La Prade (Cave Coopérative de Granes) Calcaire (Danien) 1077-5.2
n Voie ferrée Calcaire ( Urgo- Aptien) 1077-5.3
? L' Espinel Calcaire (Urgonien - Turonien ) 1 077 - 5.6
@ Ginoles Calcaire et schiste (Albien) 1077-5.7
ü Le Pontet ( Rennes-les - Bains ) Calcaire ( Turonien ) 1 077 - 6 . 1
A Platrière de S* Just [ Gypse (Trias) 1077-6. 2
-I- Rennes- les -Bains. Bains doux (Mines) Calcaire (Turonien) . 1077-6.3
-)(- Rennes-les- Bains. Bain fort (Mines). Calcaire (Turonien). 1077-6.¿
La Salz Sel gemme (mélange d'eaux) 1077-7. ¿
JL Sougraine Fontaine salée Sei gemme (Trias) 1077-7.5
0 0 -<^- Escouloubre ( Courront ) . Granite^ 1 088- 8 CUN03
Escouloubre ( Source froide). Granite 1 088 - 8
A/» 504