B. PELLEBY - E. J. RICOUR-C» lATEBLOT Forages exéeutés en 19S6 par lfE.ïî.F# I FERIfí () Situation de la nappe avant la mise en exploitation -* Programme d'un essai de débit lbi 7 Janvier 1957 B.R.G.G.M. BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES, GEOPHYSIQUES Inventaire des Ressources Hydrauliques & MINIERES dea Départements du Nord et du Pas-de-Calais 69, rue de la Victoire PARIS (9°)

Département "GEOLOGIE»

FORAGES EXECUTES EN 1956 PAR L'E.D.F, A FERIN q

Situation de la nappe ayant la mise en exploitation Pronramme d'un esaaj d» débit global

par

B. DELLERY - Eo LEROUX J. RICOUR-C. WATERLOT

PARIS, le 7 Janvier 1957 Pages GENERALITES , 1 LES_BESOINS .

SITUATIONHYDROGEOLOGIQUE GENERALE

Io Le Bassin d'alimentation 2 2» La Perméabilité 3 RESULTATS DES FOBAGES DE L'E.D.F« Coupes géologiques 4 Niveaux piézométriques ...... 4 Coupes techniques 5 Essais de débit 5 Analyses 6 ETAT DES NAPPES EN NOVEMBRE 1956 7

Io Nappe de la craie . . . . 2° Nappe des sables tertiaires CONCLUSIONS

PROGRAMME DES ESSAIS. FORAGES EXECUTES EN 1956 PAR L'E.D.F. A FEBIN (Nprd)

Situation de la nappe avant la raise en exploitation

Programme d'un essajl de. débit global

GENERALITES. La future centrale thermique des Ansereuilles est située dans une zone où des pompages intensifs sont déjà effectues (l) pour alimenter les communes suburbaines de la Ville de et fournir un appoint à celle-ci. Il était de ce fait délicat de procéder à de nouveaux prélèvements dans le sous-sol mène de l'usine et la solution d'alimentation de la centrale par pompage dans le Canal de la DEULE a été retenue. La majeure partie de l'eau pompée sera restituée au canal. Toutefois, le Service des Ponts-et—Chaussées a demandé que la quantité d'eau non restituée (évaporée) soit rendue au canal au moyen de forages qui, pour les raisons ci- tées ci-dessu8, ne pouvaient qu'être assez éloignes de l'usine (fig. 1). C'est ainsi que des forages ont été implantés en bordure du Canal, sur le territoire de FEIÎIN, soit à 35 km. environ en amont de la Centrale. En ce point, il est apparu que le sous-sol devait contenir d'importantes réserves d'eau.

LES BESOINS

Lorsque l'équipement de la Centrale sera complet (ce qui ne sera réalisé que dans quelques années) et lorsque celle-ci fonctionnera a plein régime (soit 5.000 heures par an environ) 1.080 m3 d'eau seront nécessaires par heure de pointe«. Le débit horaire moyen sera de 615 rn3/h et la consommation annuelle totale de 5.400.000 m3.

(l) Dans la nappe de la craie seule exploitable en cet endroit. - 2

A l'heure actuelle seule une première phase des travaux cor» respondant à 50^ de l'équipement définitif de la Centrale est ea cours de réalisation«) Le débit provisoire de pointe sera donc de 540 m3/heure, le

débit moyen de 310 m3/heure et le débit annuel total de 2.700<,000 m30 Six forages ont été exécutés» Le débit utile devra être ob-

tenu par pompage sur cinq forages, le sixième étant tenu ea réserve0 Chaque forage devra donc Être en mesure de fournir 106 »S/h environ pendant les périodes de pointe et, si l'on veut éviter de po»=» per durant toute la journée, 123 à 150 m3/heure devront être tirés de chaque ouvrage,, Toutefois lorsque l'équipement de la centrale sera complet ces débits devront être doublés. Enfla, signalons qu'en accord avec le Service des Voies Na- vigables il a été prévu de ne pas faire fonctionner les forages dans les périodes ou le débit de la DEULE permet d'alimenter les ré-

frigérants Bans Inconvénient pour la navigationo Ces pompages ne seront donc probablement nécessaires que pendant les 6 mois de l'année qui correspondent aux périodes ou les niveaux des nappes sont les plus (l)

SITÜATION _HYpROGgOLOGI^UE^GENERALEo Pour qu'un forage fournisse une eau abondante sans causer

trop de perturbations dans le régime de la nappe aqulfère exploitées 11 est nécessaire que le sous-sol réponde à deux conditions, à savoir i .=, nn bassin' d'alimentation étendu « une perméabilité suffisante de la roche

1°) Le Bassin d'alimentation, (Voir fig0 l) La nappe qui sera exploitée à FERIN est celle de la craie» Tout le pays environnant possède un sous-sol crayeux et la nappe aqui« ffere s'étend ainsi sur des surfaces considérables« (l) Le niveau saisonnier le plus bas de la nappe' de la craie est atteint" . en général à la fin de Décembre ou au début de l'année et le niveau maximum se situe en Mars-Avril. 2 bis Wavrín

Centrale des. Ansereutiles

c

'O Flers-

DOUAI Achevîlle zel-iA 3in-le-f\|oble Willerval Neuvireuil

kPorbehem FERIN Auberchtcourt. Brebtert

Fampoux

(Hannel (- du- Nord

+ 55 *'* Sen Beauraina -tu-Bsc *e0 Fresstes

Hénin.sor- Figure 1 -Cojeul

Situation genérate des ouvrages et courbes isopié2ométnques de la nappe de la craie .

Echelle : aoo.aoo

Achtet - 3 -

Le niveau piézométrique de la nappe se tient a la cote + 16 à FLERS-en- ESCREBIEUX et à + 15 à SIN-le-NOBLE. Il s'établit à la cote + 20 à AUBERCIIICOURT, , , à + 25 à , COñEEHEM, QUIERY- la-MOTTE, à + 30 à MONCHECOURT, , BREBIERES, IZEL-lez-ESQUERCHIN, ACHEVILLE, à + 34 à FECHAIN, FRESSÏES, AUBENCHEUL-au-BAC, ARLEUX du

Nord, HAMEL, VITRY-en-ARTOIS, NEÜVIREUIL, WILLERVAL. Il continue de s'élever en direction du Sud puisqu'on le trouve à la cote + 55 à CHERISY et BEAURAINS près d'ARRAS, à + 62 à HENIN-en-COJEUL, et à des cotes variant de + 95 à + 63 (selon les saisons) h ACHIET, qui est situé sur la ligne de partage de eaux des versants de la SOMME et de l'ESCAUT. A FERIN, les forages de l'E.D.F. ont rencontré la nappe a la cote moyenne de + 26,7 (Novembre 1956).

Les forages de FERIN se trouvent donc situés nettement à Pa- vai du pays crayeux qu'occupent les communes comprises entre FERIN et d'une part, et entre FERIN et ACHIET d'autre part. Il s'agit la d'un vaste bassin d'alimentation bien pourvu en eau. D'ailleurs la nappe aquifère est assez puissante pour déverser son trop-plein dans les marais de la SENSEE qui occupent de grandes étendues à LECLUSE, HAMEL, ARLEUX, BRÜNEMONT, AUBIGNY-au-BAC, FECIIAIN (voir figure l),etc. L'eau de ces marais va ensuite alimenter les canaux et rivières.

2°) La perméabilité La craie est une roche poreuse mais quasi-imperméable par elle-même car elle est incapable de restituer l'eau emmagasinée dans se» pores. Elle ne peut être perméable, donc aquifère, que par les fissures qui rompent ses bancs. C'est dire que la roche est d'autant plus aquifère que les fissures sont plus nombreuses et plus ouvertes.

L'expérience acquise par de très nombreux captages exécutés dans la craie a montré quelles sont les zones aquifèros de cette ro- che . Elle reste souvent compacte sous les plateaux* Comme lea fissures y sont rares et étroites, les ouvrages de captage n'y rencontrent qu'un SITUATION ÜL-JS FOlïAGES Uli 1 à 6

Figure 2

1^2 si I 293.

%v >\ J

EcVielfe i ga.DDO /y - 4 -

débit en général inférieur à 10 ou 15 m3/heure pour des puits munis de galeries souvent très longues (exemple t 2,2 m3/heure au puits communal de MONCHECOURT^ malgré 113m de galeries). Au contraire, la craie du sous-sol des valides et vallons est toujours tres fragmentée

et?par conséquent, très riche en eau» C'est ainsi que le puits de CANTIN au lieu-dit "Le Moulinet", profond de 28 m. et non muni de galeries, a fourni aux essais un débit de 100 m3/beure avec une dénivellation du

plan d'eau de 4,45 m0 (l)

RESULTATS^DES^FQRAGES^de l^E^F„

Les 6 forages (2) (voir figo2) ont fait l'objet de l'établis-

sement d'un dossier complet conservé à l'I.RoH.N.P. à DOUAI0 Leurs résultats peuvent être résumés de la façon suivante g

a) Coupes géologiques Les forages ayant été exécutés uniquement au trépan il a été impossible d'établir une coupe géologique précise et surtout de connaî-

tre l'état de la fissuration de la craieo D'après les renseignements fournis par le foreur et l'examen des échantillons la coupe d'ensemble suivante peut être proposée, ((ig =. 3

b) Niveaux piézométrigu« t La nappe aquifère a été rencontrée par ces forages aux niveaux ci-dessous t

F 1 à + 27,28 le 10.10o56 . F 4 à + 26,63 le 10o10o56

F 2 à + 26,99 le 10.10056 » F 5 à + 26,50 le 10.10o56 t F 3 à + 26,70 le 10.10.56 8 F 6 à + 26^10 le 10.10o56

(1) La craie était si fissurée dans cet ouvrage que le creusement en a été effectué uniquement à la pelle (sans pioche jusqu'à 13,15mQ de profondeur. (2) Situation de ces forages - Carie au l/:20.000° _ 3 - Coordon- nées LAMBERT zone 1. Forage 1 X » 652,14 Forage 3 x = 652,02 Forage 5 x = 651,04 y » 292,18 y » 292,42 y = 292p64 z = +30pl0 (NUGo) z = +26,06 z » +29,20 Forage 2 x » 652,07 Forage 4 x = 651f93 Forage 6 x = 651,72 y = 292,32 y „ 292,54 y » 292,81 Z = +28^20 Z « +28,21 z « +28,24 Goup&p Schématique,q clés f

F i n u r P 3 c/e Fer/er/'n S.E

26.10

formait ans Sufoerf/c telles 2QQ - Croie. - 5 -

Gonna© on le voit, l'abaissement du niveau piézométrique est régulier des forages 1 à 6, soit du Sud-Est au Nord-Ouest. Cette variation est conforme à la variation régionale donnée par la figure 1. c) Coupes techniques Le détail des coupes techniques est donné dans les dossiers individuels de forages. Les 6 forages ont été exécutés selon le même plan : après la traversée des terrains superficiels, deux tubages pleins (600 extérieur et 500 intérieur) ont été mis en place et une gaine de ciment a été coulée entre eux. Le reste du forage est entièrement muni d'un tube crépine de 450 mm. lui-même prolongé, dans le cas des forages 1, 3 et 6, d'un tube crépine de 400 m. La figure n° 4 donne la coupe technique des ouvrages. d) Essais de débit Des essais de débit de 3 jours ont été réalisés sur chacun des forages. Les débits obtenus par les forages 3 et 4 ont montré la nécessité d'acidifier ces ouvrages. De nouveaux essais ont été ef- fectués après 1»acidification, ils ont donné de bons résultats (voir fig. 6). Les niveaux de stabilisation ont été obtenus rapidement comme le montre la courbe représentative des essais effectués avant et après acidification sur le forage 4 et que nous donnons ci-contre à titre d'exemple (figure 5).

Certains graphiques présentent des particularités dues à des variations de régime de la pompe»

Les courbes caractéristiques de chaque ouvrage (figure 6) montrent que le débit de 150 m /heure est obtenu avec des dépres- sions qui oscillent entre 4 mètres au forage 4 et 8 mètres au forage 3.

- 6 -

Les résultats sont donc satisfaisants, quant au débit immé- diat que l'on peut en tirero Pendant les pompages, les abaissements de niveau des autres forages ont été relevés systématiquement. La figure 5 donne la valeur de ceux-ci pendant l'essai de débit effectué sur le forage 4. On voit que pour un débit de 200 m3/heure, l'influence du pompage sur les fo- rages au repos a été relativement faible0 Les dépressions ont été de : 4m00 au forage 4 dans lequel le pompage était effectué Oml2 au forage 1 distant du forage 4 de. : 400m 0m30 'au forage 2 distant du forage 4 de : 260m 0m5o au forage 3 distant du forage 4 de : 140m

Qm80 au forage 5 distant du forage 4 de t . o.o 140m 0m34 au forage 6 distant du forage 4 de t »...¿...o. 330m e) Analyse. Une analyse de l'eau a été effectuée par l'Institut PASTEUR» de LILLE sur un échantillon prélevé le 7.12^56 au forage 2. Les ré- sultats en sont donnés en annexée Au cours des essais de débit les résistivités ont été me- surées matin et soir sur les forages 3 et 4, 5 et 6f ainsi que sur l'eau du canal et de la SENSEE. Elles ont varié entre 900 et 1.150 ohm/cm pour les forages (l), 1.500 à 1.730 ohm/cm pour le

canal et 1.350 à 1.650 ohm/cm pour la Sensée0 Le tableau qui suit montre les variations des résistivités de l'eau des forages 3 et 4*.

(l) Le détail des mesures est conservé dans les dossiers individuels des forages» 6 bis

Courbes représenta es de l'essai de débil du rcrrwje 4 vnnt et après acidjif

Vari .it ion dos ¡lu for.-ge 1-2-3-5 et df pendant l'essai de débit, jdu forfiqe 4

fjvant (Jádilication H près acidification

27 -x- 56 ßRGGM NÏ272I — 7 —

Provenance Date [Heures .Température .Résistivités Observations * * : F 3 après aci- -18-10-56:10h'1' t 900 ohms i(l) soit 2 h. : dification après le début : : F 3 M 19-10-56:llh30 1.150 : du pompage qui : M n ! F 3 :17h30 1 X w : 1.000 : a suivi l'acidi-: ¡ fication. : : F 4 avant aci- 26-9-56 ¡Ilh45 : 1.340 dification ; : F 4 : 17h15 • 1.400 H : F 4 après aci- 25-10-56:llh(2) 900 ii . (2) soit 3 h. : dification . après le début : î F 4 n :16h 1.000 i du pompage qui : I F 4 ti 26-10-56:llh30 1.100 : a suivi l'aci- : : F 4 n :17h 11° . 1.125 n : dification. : •

Selon toute vraisemblance les résistivités faibles (900 ohms) constatées aux forages 3 et 4 doivent être attribuées aux chlorures provenant de l'acidification (qui n'auraient pas été entièrement éli- minés). Ceux—ci auraient disparu progressivement au cours de l'essai de débit. La résistivité moyenne de l'eau des forages serait donc voisine de 1.300 ohms/cra à une température de 11°5.

Les niveaux statiques suivants ont été relevés (en Novembre 1956) 1°) Nappe de la craie

1 Exploitation : : Commune t Forage :N° I.R.H.N.P. Niveau : journalière • • : ; i • ! : • : CORBEHEM : Communal s 27-2-1 importante + 25,80 i : DOUAI • U.R.N. ; 27-3-30 900 m3 t + 16,35 : : CANTIN ! Le Moulinet : 27-3-1 ; nulle : + 28,91 : { KOUCOURT : Boudart : 27-4-20 nulle : + 23,30 : : FERIN ! Alloy î 27-3-7 minime • +28,20 : : FERIN ! U.L.M. : 27-3-6 nulle ;, + 28,02 : : SIN-LE-NOBLE ! Lède : 27-3-11 nulle + 18,40 : : : : 47 /

Oí

£3 iLUy'/'J 1-4 H

/ / // // / 7/ / /

O ca o o

Eol im - 8 -

Exploitation î Forage N° I.R.H.N.P. * t Commune ! 'journalière Niveau ï > i LAMBRES Doco-Lannoy ¡ 27-3-16 s minime • + 21 t ; LAMBRES Duriez 27-3-10 : minime . + 20,36 t FERIN i Bellenguez '! 27-3-22 c 2 m3 , + 26,12 j j GOEULZIN Doco 27-3-23 ; nulle î + 29,73 : ; GOEULZIN Vve Thery 27-3-24 ! minime î + 29,68 • t CANTIN Lenoble i; 27-3-28 ; minime : + 25,12 • t CORBEHEM S. F.U.M. 27-2-3 bis nulle + 22,74 t ' Communal 27-2-9 ! 20 m3 + 21,71 * 3 NOYELLE s/s B Communal 27-6-2 ! 20 m l + 31,65 * : LAMBRES S.N.C.F. ! 27-3-32 s 3.660 m3 ! + 17,40 t 3 • COURCHELETTES Samtor i 27-3-31 ! 20 m : + 19,80 j 3 ; CORBEHEM Beghin ¡• 27-3-10 à ! 3.760 m î

t 14 >

2°) Nappe des sables tertiaires

1 GOUY s/s B : il. Billaut j 27-7-3 : 500 L + 48,9 ; : ESTREES : M. liayeux ; 27-7-4 ; 60 L + 47,33 j : GOUY s/s B : M. Maillet : 27-6-3 : nulle : + 45,42 : t BELLONNE ; Calvaire : 27-6-9 Î nulle i + 54,45 : : GOUY s/s B : Dubois : 27-3-27 : nulle ; + 39,26 • : TORTEQUENNE : Communal i 27-6-4 j nulle + 43,6811) : GOUY s/s B : Communal ; 27-6-1 : 20 m3 , + 45,62{2): m m •

Ces niveaux donnent une idée de la configuration de la surface de la nappe à l'époque considérée (fig. 7). Un certain nombre de niveaux relevés dans la région de GOUY- sous-BELLONNE intéressent uniquement une nappe locale contenue dans les sables tertiaires qui surmontent la craie ; cette nappe est totalement indépendante du réseau aquifère de la craie et ne pourra en aucune façon être influencée par les pompages de FERIN (voir coupe fig. 8). La surface de la nappe de la craie est inclinée régulièrement vers le Nord, comme il a été dit précédemment, ce qui confirme le sens d'écoulement de cette nappe.

(1) Le forage a atteint la craie mais il est actuellement bouché à 26m,10 de profondeur et le niveau correspond de toute évidence aux niveaux des sables tertiaires. (2) Même observation, mais bouché à 17m,20. wk V i (] u r e 7 Région de FEKIN n'irbes i sop iézomé t r iques •les noppes aquifères en Novembre 1956. Courbée de I a nappe de la r. r r. i e Surface de la 22J4 nappe du ler- t i a 1 r e N° de 1 a feu i I le au 20.000°. Numéro du forage dans les archives de l'IRIIN + 2Î.71 M veau p i«'zonrH rique de la nappe

6

•v

y ~Mdt-ûis de. Lecluse ECHELL.Î l/50„000'

Lécluse - 9 -

Les renseignements consignés ci-dessus correspondent aux ni~ veaux relevés en Novembre 1956 mais il est bien évident qu'ils subissent des variations saisonnières dont on peut se faire une idée d'après les chiffres suivants t

ACHIET t de + 95,3 à + 83 soit 12m ARRAS : de + 62 à + 57 soit 5m LAMBRES (S.N.C.F.) de + 22 à + 18 soit 4m

CONCLURIONS

Les essais effectués sur les nouveaux forages de l'E.D.F. à FERIN ont montré que dans la zone d'implantation de ces ouvrages la nappe est suffisamment alimentée et permettra certainement de fournir le débit recherché pour l'alimentation des deux groupes actuellement en construction. Les résultats sont par contre moins prob:xntsen ce qui con- cerne l'alimentation de la centrale lorsque son équipement sera completo

Les essais préliminaires ont été effectués ouvrage par ouvrage,

pendant des durées très courtes9 II a donc été décidé de procéder à de nouveaux essais prolongés (3 semaines au début d'utilisation de la nouvel- le centrale).

Etant donné les conditions dans lesquelles ces essais seront exécutés, il sera possible d'apprécier le cas échéant, compte tenu des variations saisonnières du niveau de la nappe, l'influence que pourront avoir des pompages à gros débito Dès maintenant les fluctuations nature les de la nappe sont en cours d'étude, grâce à des piézomètres répartis sur l'ensemble de la

régiona PROGRAMME DKS_ESSAJS.

Il pourrait être envisagé de pomper sur les 5 forages à la fois (l- 2- 3- 5 et 6 par exemple) en laissant le forage 4 en observationo Ces essais seront poursuivis jour et nuit au débit d'utilisation 9-1bis

PROFIL DE LA NAPPE DE LA CRAIE

de LÉCLUSE {Vallée de la Sensée) a WAZI ERS (nord-est de Doua)

disL&nce,3-. 2Q.QQQ Echelle hauteurs : JQ^JJ

s. N.E

Vallée de la. Sensée, ^ Cimetière, Usine,, Outfriere,

_ JIM. ¡\Jii/édu , Je IÛ mtr _ \ „i. —r lin ¡i Í " i _mzi JLflû.

PIIavions ( sables , ga/vts } tourb&s Limons

Leoende Fjrgiicde. .Crate, L Hydro ski ique 3RGGMNP27I9 10 - moyen de la future centrale, pendant la première et la troisième se- maine et au régime de pointe pendant la deuxièmeo Les niveaux seront mesurés le plus souvent possible sur les forages portés sur la figure 5o Selon les variations observés au début de l'essai, des mesures plus rapprochées pourront être effectuées sur certains ouvrages» Enfin des piézomètres enregistreurs (2) équiperont t

Io le puits H° 4 laissé au repos

2° un puits situé dans l'agglomération de FERINO

B. DELLERY E. LEROUX Aide-géologue. Ingénieur Civil

J. RIGOUR Go WATERLOT Ingénieur Géologue en Chef Professeur à la Faculté des Sciences de LILLE«,

(2) Fournis par le B.ROGOGOM<, INSTITUT PASTEUR ANALYSE CHIMIQUE D'EAU de HLLc

Date d'arrivée : 8»12.56 N° d'Ordre j 7«772 PROVENANCE t FE1ÎIN (Nd) f2 Pris le 7.12.56 à 3 heures Inventaire des ressources hydrauliques du Nord et du Pas-de-Calais Ecole Technique des Mines de DOUAI

Ex arien au laboratoire :

Aspect : opalescente avec abondant dépôt d'hydrate ferrique Odeur : nulle Analyse physique : *Résistivi té électrique (en ohms cm) : 2.250 pH électrométrique : 7,0 Analyse chimique t sur l'eau filtrée Degré hydrotiraétrique total (TH) calculé (méthode normalisée) (Tp) 21°6

Résidu sec (à 180°) 382 mmg. par 10000 cm3 Alcalinité libre (en Naoll) néant " combinée (en Co3Ca) 300 mmgo " " " 11 " (en TAC) : 30° Chlorures en Cl i o o 24 mmg. " " " Sulfates (en So4H2) : .:6,9 " " "" Azote ammoniacal íen NH3) t 0,5 " nitreux (en No2H) Î néant " nitrique (en No3H) : traces Chaux (en Cao) i il6,9 " " " Magnésie (en ilgo) * 24,5 " " " Matières organiques (en 0) t «-» (Dosage en solution acide) i o 1,4 " " " (Dosage en solution alcaline) t ... lf9 " " " Fer (en Fe) sur l'eau homogénéisée ...... 32 mmg " " "

CONCLUSIONS :

LILLE, le 15 DECEMBRE 1956 . LE DIRECTEUR, illisible