COMPAGNIE D'AMÉNAGEMENT RURAL D'AQUITAINE
48, rue Raymond Lavigne 33110 LE BOUSCAT
ÉTUDE HYDROGÉOLOGIQUE
DE LA LIZONNE A VENDO8RE ET DE LA PUDE (DORDOGNE)
par
F. BEL
Avec la collaboration de : A. BELKAID - R. LAPEYRE et C. MAZURIER
SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL AQUITAINE Avenue du Docteur-Albert-Schweitzer - 33600 PESSAC - Tél. (56) 80.69.00
Rapport du B.R.G.M. 83 SGN 266 AQI Pessac, le 30 avril 1983 RESUME
La C.A.R.Avayant envisagé d'utiliser l'eau stockée dans les anciennes tourbières de la Lizonne à Vendoire et de la Pude pour l'irrigation des coteaux de Dordogne avoisinants, a confié au B.R.G.M. l'étude hydrogëologique de ces tourbières.
L'étude s'est déroulée de Janvier à Mars 1983. Elle a comporté l'exécution de 20 sondages électriques, de 21 sondages de reconnaissance à la tarière (120 m linéaires de foration), la mise en place de 4 dispositifs de pompages d'essais et la réalisation de 5 tests.
La coupe géologique des terrains est relativement homogène. On rencontre successivement de haut en bas :
« 3 à 4 m de tourbe fibreuse, peu compactée - 0,5 â 1 m d'argile grise plastique - 3 â 4 m d'argile grise enrobant des cailloutis et graviers - les calcaires marno-crayeux du Crétacé
Les pompages d'essais ont montré que la perméabilité moyenne des -4 -3 2 tourbes est de Tordre de 5.10 m/s (transmissivité moyenne de 2.10 m /s). Il est donc évident que les tourbières ne sont pas alimentées par les nappes souterraines mais par infiltration de l'eau des rivières (ou des canaux) à travers les tourbes» beaucoup plus perméables qu'on ne le pensait.
Un calcul simple montre que pour un lac artificiel de 30 ha, de 4 m de profondeur, creusé ä 25 m de la Lizonne et du canal latéral, l'apport d'eau â travers les tourbes serait de l'ordre de 300 1/s en fin de pompage. Cependant on peut envisager de diminuer les infiltrations en augmentant la distance rivière/lac , en compactant localement les tourbes (diminution de leur permëabilité)ou bien encore en diminuant le rabattement . II
Devant les problèmes posés par les tourbières une solution de rechange pour l'irrigation pourrait être l'exploitation de l'aquifère profond du Coniacien-Turonien dont l'existence est prouvée dans cette région par 4 sources fournissant des débits importants (100 à 200 1/s en êtiage) d'eau chaude (17°) en charge.
Il est proposé la réalisation de 3 sondages de reconnaissance de 100 à 150 m de profondeur, exécutés au "marteau fond de trou" qui pourraient être transformés» s'ils sont positifs» en ouvrages d'exploitation.
Par la suite une étude générale de Taquifëre Coniacien-Turonien devra être éventuellement entreprise pour pouvoir programmer rationnellement l'exploitation de cette ressource profonde.
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SOMMAIRE
Pages
RESUME X
LISTE DES FIGURES IV
1 - OBJECTIFS DE L'ETUDE.. 1
2 - PROGRAMME DE L'ETUDE ET MOYENS MIS EN OEUVRE. 2
3 - RESULTATS DES SONDAGES ELECTRIQUES. 4
4 - INTERPRETATION GEOLOGIQUE 7
4.1 - Vallée de La Lizonne (Vendoire) . 7
4.2 - Vallée de La Pude 8
5 - RESULTATS DES POMPAGES D'ESSAIS. 9
5.1 - Essais dans les tourbières de Vendoire ¿...... 9
5.2 - Essais dans les tourbières de La Pude 10
5.3 - Conclusions sur la perméabilité des formations
quaternaires 10
6 - CONSEQUENCES PRATIQUES POUR L'AMENAGEMENT ENVISAGE. 12
6.1- Fonctionnement de la nappe des tourbes 12
6.2 - Relations rivière - tourbières de Vendoire en cas de pompages dans ces dernières 13 6.3 - Modification artificielle de la perméabilité des tourbes par compactage 15
6.4 - Autres moyens artificiels de diminution des apports d'eau en provenance de la rivière 16
7 - RESSOURCES EN EAU SOUTERRAINE PROFONDE 17 IV
LISTE DES FIGURES
Figure 1 Situation de la zone d'étude.
Fi gure 2 Carte à 1/25 OOO des anciennes tourbières de Vendoire.
Figure 3 : Carte à 1/25 OOO des anciennes tourbières de la Pude.
Figure 4 Diagramme du sondage électrique d'étalonnage à Vendoire.
Figure 5 Diagramme du sondage électrique n^_ 5 à Vendoire.
Figure 6 Diagramme du sondage électrique n° 13 à Vendoire.
Figure 7 Diagramme du sondage électrique n° 17 dans la Pude.
Figures 8 et 9 : Coupes géologiques détaillées des sondages de Vendoire.
Figure 10 Coupes géologiques des tourbières de Vendoire.
Figures 11 à 13 : Coupes géologiques des sondages de la Pude.
Figure 14 Coupes géologiques synthétiques de la vallée de la Pude.
Figures 15 à 19 : Pompages d'essai sur le forage n° 4 (Vendoire).
Figures 2O et 21: Pompage d'essai sur le forage n° 3 (Vendoire).
Figures 22 et 23: Pompage d'essai sur le forage n° 9 (Pude).
Figures 24 et 25: Pompage d'essai sur le forage n° 13 (Pude).
Figure 26 Schéma de la nappe des tourbes en étiage.
Figure 27 Carte à 1/50 OOO avec localisation des principales sources.
Figure 28 Coupe géologique du Crétacé entre Vaux Lavalette et Fontaine. 1 - OBJECTIFS DE L'ETUDE
La Compagnie d'Aménagement Rural d'Aquitaine (C.A.R.A.) a confié au Service Géologique Régional Aquitaine du Bureau de Recherches Géologiques et Minières (B.R.G.M.) l'étude hydrogéologique des anciennes tourbières de la Lizonne à Vendoire et de la Pude à Nanteuil (Nord-Ouest du Département de la Dordogne).
L'exploitation des tourbes qui tapissent le fond de ces deux vallées, il y a plusieurs dizaines d'années, a provoqué la formation d'une multitude de petits étangs, de surface moyenne voisine de l'hectare et de 2 à 4 m de profondeur. Ces "trous" constituent donc une réserve d'eau que l'on a envisagé d'utiliser, en période d'été, pour l'irrigation des coteaux avoisinants (communes de Vendoire, Fontaine - Champagne, Nanteuil etc...).
La réalisation d'un tel aménagement nécessite au préalable de connaître avec exactitude le.fonctionnement hydraulique des tourbières, et en particulier l'origine de l'eau qu'elles contiennent, ainsi que le processus de leur future réalimentation après vidange par pompage.
En effet, a priori, les tourbières peuvent être réalimentées soit latéralement à partir des eaux de surface (infiltration de la rivière et des canaux à travers les tourbes) soit verticalement à partir de nappes souter- raines circulant dans les alluvions quaternaires ou dans le substratum crétacé. FIGURE 1 BRCM83SGN266AQI SITUATION DE L'ETUDE
Tourbières de Venâoire 2
2 - PROGRAMME DE L'ETUDE ET MOYENS MIS EN OEUVRE
L'étude s'est déroulée de la façon suivante : a) Rassemblement des données géologiques existantes
Les principales sources de renseignements ont été :
- la nouvelle carte géologique à 1/50 000, feuille de Montmoreau, récemment publiée par le B.R.G.M. Ce document est précieux pour la connaissance du substratum crétacé.
- le rapport B.R.G.M. "Etude géologique des tourbières de Vendoire : qualité des tourbes et possibilités.d'exploitation" par J.P. PLATEL , avril 1980.
Ce document, étayé par la réalisation de 8 sondages de reconnaissance à la tarière, donne une description géologique précise des alluvions de la vallée de la Lizonne, mais pas de celles de la Pude.
b) Enquête hydrogéologique sur documents et sur le terrain
En fait très peu de renseignements d'ordre hydrogéologique ont pu être collectés dans les archives car il n'existe aucune étude hydrogéologique de détail, ou synthétique, publiée sur cette région. Par ailleurs, nous n'avons pu avoir communication des récentes études du L.C.H.F. sur le Verteilhacois (Région située au Nord-Est,hydrauliquement à l'amont de la région de Vendoire).
C'est donc essentiellement l'enquête sur le terrain qui a permis de dégrossir 1'hydrogéologie de la région. En particulier, la découverte de trois grosses sources dans la vallée de la Lizonne et une dans la vallée de la Pude a permis de confirmer la présence d'un aquifère profond. FlüUKfc ¿ I
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Bourzac / Etang de Mercadier 6 •."- U.Jt La Fond du •• v. r Gour •Ot^ ,•0*.:.;. l •••••; , .-i.A.-: -l • 'c—-" 'fi^V ^ 1 \ ' ' ' ''«>.-• '•^-lvr-;^-''*ri*î*-'.3.wv;'':*i-'.'"ov''w':'- X Sondage électrique et n°dordre • Sondage de reconnaissance à la tarière et n° d'ordre 0 Forage d'essai Eche,le yKm c) Réalisation de 20 sondages électriques Ceux-ci ont été programmés et réalisés tout d'abord en rive droite de la Lizonne, qui se trouve dans le département des Charentes, o*u il aurait été délicat d'obtenir des autorisations d'occupation des lieux pour une sondeuse (l'aménagement hydro-agricole envisagé ne s'étendant pas aux Charentes) Par ailleurs, certains ont été réalisés dans les zones particulièrement maré- cageuses et inaccessibles à la tarière. Comme nous le verrons ci-après, la technique du sondage électrique est peu adaptée au problème posé car les dif- férentes formations géologiques étudiées ont des résistivités apparentes très voisines. d) Exécution de 21 sondages.de reconnaissance à la tarière La tarière utilisée, montée sur un camion Cournil 4 X 4,a permis de traverser les sédiments quaternaires (8 m d'épaisseur maximum) jusqu'au substratum calcaire crétacé, sans trop de problèmes; ceci malgré des conditions d'accès particulièrement difficiles (tourbes gorgées d'eau et marécages). La légèreté et la maniabilité du matériel mis en oeuvre, spécialement étudié pour ce chantier, ont permis de.réaliser les sondages suivant un quadrillage.relativement régulier. Il faut noter cependant que quelques empla- cements, initialement retenus, n'ont pu être forés par suite de l'opposition d'un propriétaire (zone à l'amont des tourbières de Vendoire). C'est au total 120 mètres linéaires de foration qui ont été réalisés en 0 150 mm. Huit sondages ont été faits dans les anciennes tourbières de Vendoire et 13 dans la vallée de la Pude. Cette différence de répartition vient du fait que nous possédions déjà 8 sondages à la tarière à Vendoire, réalisés en 1980 par le B.R.G.M. e) Réalisation de 4 dispositifs de pompages d'essais et de 5 tests Afin de connaître la perméabilité des formations quaternaires il a été réalisé 4 dispositifs de pompages d'essais (2 dans les tourbières de Vendoire et 2 dans la Pude). Chacun de ces dispositifs comprenait un forage en pompage (en 0 250, tube en PVC 0 150) et un ou deux piézomètres (forés en 0 15O et tubes en 0 5O mm). Les forages ont été descendus jusqu'au substratum crétacé et les piézomètres à des profondeurs variables. Un pompage de 6 à 8 heures avec enregistrement de la remontée de niveau a été effectué sur chaque dispositif (2 essais ont été faits sur le forage n° 4 au centre des anciennes tourbières de Vendoire, à deux débits différents). Les pompages ont été exécutés avec des pompes aspirantes de surface. 3 - RESULTATS DES SONDAGES ELECTRIQUES Les 20 sondages électriques programmés ont été exécutés. Ces sondages avaient.été initialement prévus pour les raisons suivantes : a) II était logique de penser que les cailloutis et galets, décrits par J.P. PLATEL,étaient beaucoup plus résistants que les tourbes de surface, d'où un contraste de résistivité per- mettant de déterminer la profondeur et l'épaisseur de ces deux couches. b) Les sondages électriques sont moins coûteux et surtout plus faciles à mettre en oeuvre que les sondages mécaniques à la tarière, particulièrement dans les zones marécageuses souvent inaccessibles à une sondeuse. c) Les sondages électriques ne laissent pas de traces sur le sol et peuvent être exécutés sans demande d'autorisation d'occupation temporaire des lieux, condition particulièrement intéressante en rive droite de la Lizonne située dans le Département des Charentés. En fait les sondages électriques donnent des résultats médiocres car la couche de "cailloutis et graviers" de la base du Quaternaire s'est révélée être très argileuse et il n'existe pas de contraste de résistivités entre les tourbes et ces "argiles à cailloutis" (Résistivités apparentes comprises entre 20 et 40 ohms/m). De plus les calcaires mamo-crayeux du Santonien et du Campanien (substratum crétacé) probablement altérés sur les 2O ou 30 premiers mètres, sont eux aussi peu résistants (résistivité apparente de l'ordre de 30 il 60 ohms/m en moyenne). Dans ces conditions les diagrammes des sondages ont une allure générale très régulière, sans contrastes et il est difficile d'en déduire la nature des couches géologiques ainsi que leurs profondeur et épaisseur (voir figures 4 à 7). Malgré tout, grâce à l'étalonnage effectué sur un des sondages à la tarière de 1980 (n° 8) il a été possible d'interpréter la plupart des sondages et d'en déduire l'épaisseur de la tourbe franche et parfois l'épaisseur des argiles à cailloutis de la base du Quaternaire. Le tableau 1 ci-joint donne les résultats de chacun des 20 sondages électriques. Sur le plan général on note que dans la vallée de la Lizonne, l'épaisseur des tourbes varie entre 4 et 8 m, avec un maximum dans la zone du Moulin Sartiér (sondages n° 9, 10 et 11). Par contre, plus à l'aval apparaît un seuil puisque le substratum calcaire crétacé remonte entre 4 et 6 m de profondeur (sondages n° 13, 14 et 15). On peut d'ailleurs penser que c'est ce "barrage" qui a provoqué le dépôt des tourbes dans : la vallée de la Lizonne plus à l'amont. Dans la vallée de la Pude on note à la fois des épaisseurs de Quaternaire nettement plus faibles que dans la vallée de la Lizonne (entre 7 et 2,5 m) et un amincissement rapide de l'aval vers l'amont. FIGURE BRGM83SGN266AOI 10« f 4 T r i 1" •* 9 T • t ; t t í H -r-f-r • t 8 3Í TourbièresfclëV do ire 7 1 t •• 4-tb ; i. . * ó -H Ht- • 4.1; ac3ram me du sondage éíe .rrr:t;:r •r- r « -j-t^.-. ¡:n - • - : : ~rt-t~ ::: .¡i r-J- .4..ÍÍ—. —i -£_ ; n: t : : r. rrfn : : íx\ifrti :: ri» "i iî ~f-~T ;J|. .... Ci-£« r ^' -^tir T HT: •r; -• f™ T Î'T* -i- i :::1 i:i:hi:: ;; píes résístiyítés:; •;;• ... l- urîii." :; .Valeur: 1 i * -? " ; • * "* 1 • • 12 •, 35: f . .i.ru\ 4Q;: ^:: :i -::- 10 8C 9 L_.¡.. :: -36?/, • • "• t ~ 8 Pm + 1< —i ni n rt H o * • ^"C en:m. -t-i-v-i-r-- t , -i—, • ! • 7 ::: •1- • . : .i-,. Î- 6 H i ' . •' '. iterpr•etat ion "son : 11. Il u U dage lee trique •U —H : : :. i t : i{ ::::: i • * - ' r ; r -. • ! * 1 . 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FIGURE 5 4 I0 t i it 9 ^3X : 8 H t Toürbieres detVehdoirelrir 7 -i- Ut-f LUI :i:q ÍU^ÍLLL liZif^p-i-U : I j_ 6 p 5 SQ nçlag eielectri.q ue..n " 5 6 7 8 9I03 AS 6 7 8 9li): tr 269 FIGURE 6 BRGM83SGN266AOI lU -t~4-l 4 4- l • ¡4 fli. - -I- 4 14 ( • -t i ri 1- •..ijir 1 -| •'-• 9 (tri tH4 ÎT 1 t 1 f M- .(il Il<4 • 44* 1 \ • •• 1 • • -4-. 4. | t -4 i.. • t: • r 8 4 t"T4 • f!¡ îiîîl ft;. 4î' f r bj er ë'S • ; 1rrb : t -. ur idoirë 1 7 l-ti t f 4 f v t fi! i ;.!•);•!• ó -44 • • t t 44 1 lu;. ; : 4.4 i . ¡ . . ,4 .. 1 , 4 -rr- i! i;: •f • Ni* ¿ J-,—1__ r Í* t • a-' ;::: ; •-r t ; t:;; ¡ iij ; <>o.ndag< J : 4 ! : ; ¡i:t r i 0 i : : : Hi! U: 4» 4 J t • t TÎ: t r t + T • : i t' -•- • f 1 |;¡; * IT • : r i ;*• 1 441. 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RESULTATS DES 20 SONDAOES ELBCTRIOVBS Terrains nurv?rficle]3 Calcaires mnrneux Tourne franche ArMles A calllôutis (limons ou tourbes altérés (Substratum crétacé) OBSERVATIONS du rtfststivitd Profondeur Profondeur Profondeur Profondeur P en ohms/m t en ohm3/m en ohms/m SE en ohns/ra du mur en m. du nur en m. du mur en m. du mur en m. 1 16 3 32- •7,5 00 7 Quaternaire indifférencié et ••' d'épaisseur moyenno (7,5 m) 2 13 2 32. >7'5 100 7 3 '• 15 1 35- 7 70 7 Pas de contraste 4 13 1 21 6 32 7 80 7 Tourbes d'épaisseur moyenne r> 10 0,75 20 5 . 12 á 20 9 30 à 60 7 6 15 1/2 23 4 20 ? 30 à 60 7 12 7 38 a 60 . 7 • 7 . 1.5 23 7 35 Pas de contrasta de résistiviti 8 20 2 30 7 35' 7 45 à 70 7 9 16 2 27 8 30 40 à 60 7 10 20 25 * 50 7 1.8 7 — Epaisseur maximum des tourbes 11 13 1.3 32 7 — - 35 à 70 7 12 15 1 32 3,5 25 10 .60 7 13 27 - 4 60 . 7 Remontée du substratum 14 25 1 - — 35 5 55 7 calcaire : seuil 15 13 1,2 25 - 6 60 7 7 Vnll e de la Pudn 16 17 1 21 — 7. 60 7 Faible épaisseur du Quaternaire 17 14 1 22 •*- 5 50 • 7 et araincisscnlent rapide da l'aval 18 12 1 22 — 4,6 45 • 7 vers l'amont 19 16 1 25 —- 2,5 45 7 20 50 1,5 35 20 4 - INTERPRETATION GEOLOGIQUE 4.1 - Vallée de la Llzonne (Vendoire) Les 8 sondages à la tarière exécutés dans la vallée de la Lizonne ont tous été concentrés dans la zone retenue pour l'aménagement hydro-agricole' c'est-à-dire dans la moitié amont des anciennes tourbières de Vendoire. Ces 8 sondages de reconnaissance, ajoutés aux huit exécutés en 198O par le B.R.G.M., permettent d'avoir une idée précise de la géologie du Quaternaire dans cette zone. Les figures 8 et 9 ci-jointes donnent la description lithologique détaillée des 8 sondages à la tarière. Enfin sur la figure 10 sont dessinées deux coupes géologiques synthétisant tous les renseignements géologiques obtenus. Ces coupes font apparaître 4 unités géologiques bien différenciées et relativement homogènes : . a) En surface une couche de tourbe, noire ou blonde, fibreuse, non compactée,de 4 m d'épaisseur moyenne. On note que ces tourbes existent aussi • en rive gauche du canal latéral, sous les prairies, ce qui indique que "tourbe" n'est pas synonyme de "marécage". Ces tourbes se prolongent aussi en rive droite de la Lizonne (département des Charentes). ' - b) Au-dessous une argile grise plastique, imperméable, de 0,5 à 1 m. d'épaisseur, avec parfois de fines intercalations de tourbes. c) A la base du Quaternaire des argiles grises, plastiques)enrobant des cailloutis, des galets et des graviers. Le plus grand nombre de ces éléments détritiques sont.des cailloutis plats, ou même des coquilles d'huitres, arrachés au substratum santonien ou campanien. Cette couche, dont l'épaisseur varie entre 2 et 5 m, se rencontre partout. Vers le centre de la vallée apparaissent des lentilles de cailloutis et graviers moins argileux à ciment marno-sableux. Ces lentilles plus détritiques et plus perméables, semblent correspondre à d'anciens lits de la rivière. . • d) Enfin le substratum de calcaire marno-crayeux du Santonien (Crétacé) peu perméable à imperméable, sauf à l'état fissuré. FIGURE 8 BRCM83SGN266AOI COUPES DES SONDAGES DE RECONNAISSANCE A LA TARIERE EXECUTES DANS LA VALLEE DE LAUZONNE A VENDOIRE F1 Tourbe altérée noire Tourbe noire altérée 0,5 Tourbe fibreuse Tourbe noire noirâtre à brune ou blonde, avec passages fibreuse blonds argile grise plastique enrobant des galets argüe grise plastique et graviers plats O,t)U argüe grise avec rares cailloutis 6,50 calcaire marneux ou Calcaire marneux du crayeux du Santonien Santonien F3 0 Tourbe noire altérée 1 //- / * 0 Tourbe noire altérée // / 0,5 0,5 Tourbe noire ou Tourbe noire ou blonde fibreuse blonde, fibreuse VI'--3,5 argile grise plastique s_ V. ^* ^- lil i argiles et tourbes mélangées argile grise plastique (eau huileuse) 0 •— # — enrobant des cailloutis — — — calcaires ~ ~—_j— 5,5 argile plastique compacte 6 6,50 Lentilles de cailloutis ^5>5 calcaire marno-crayeux dans des argiles grises Santonien enrobant galets +gravlers 7,50 calcaire crayeux et marneux Santonien FIGURE 9 BRCM83SGN266AQI SONDAGES A LA TARIERE DANS LA LIZONNE A VENDOIRE F5 F6 VTIO -nO Sol : limons + tourbe altérée Tourbe noire fibreuse Tourbe noire plus ou moins fibreuse s «. \ ' Tourbe blonde légèrement _^ ^1_'3 argileuse — — argile grise plastique »—=—4 cr\ argüe graveleuse — *> — argile grise plastique argile grise plastique avec rares cailloutis calcaires et coquilles Lentilles de cailloutis d1nuitres calcaires dans des argiles grises plastiques enrobant des galets et graviers calcaire marno-crayeux 750 du Santonien Calcaire mamo-crayeux Santonien F7 F8 0 * V / v i 0 ^ / Tourbe noire SS Tourbe fibreuse noire ipO argile grise plastique à brune __ ^ l.l'.l l 2 » ¿Ci argile grise argile gris-noir enrobant des cailloutis Tourbe noire avec « gros morceaux de bois =—=-4 "S"-'i argile sableuse rougeâtre • jaune avec quelques galets et graviers argile grise plastique — calcaires plats enrobant des cailloutis de calcaire _• 6,80 > calcaire marno-crayeux 7,50 du Santonien calcaire marno-crayeux du Santonien FIGURE 10 BRCM83SGN?b6AQI COUPES TRANSVERSALES DES TOURBIERES DE VENDOIRE Coupe A OUEST EST La Lizonne -2 -6 -8 Coupe B . La Lizonne -2 -6 -8 LEGENDE Tourbe Argile 50 100 m • — Argile et cailloutis • — I Calcaire I S.5 Sondage de reconnaissance des tourbes( 1980 ) F8 Sondage de reconnaissance hydrogeologique (1983) 4.2 - Vallée de la Pude Les tourbières de la Pude n'ayant pas été étudiées en 1980 par le B.R.G.M., nous ne disposons ici que des renseignements géologiques fournis par les 13 sondages à la tarière et les 5 sondages électriques exécutés en 1983. Les coupes détaillées des sondages de reconnaissance sont données sur les figures n° 11 à 13. Ces sondages sont répartis sur deux zones bien distinctes : - tout d'abord suivant un profil transversal à la vallée et passant par le Moulin de Fagnac et l'étang de Mercadier. - ensuite plus à l'aval, autour et à l'intérieur des anciennes tour- bières de la Pude. L'interprétation synthétique de ces sondages est donnée dans les deux coupes de la figure 14. Il apparait que les dépôts quaternaires de la Pude sont moins épais que ceux de la Lizonne (5 m au lieu de 7,50 m) la couche de tourbe proprement dite n'ayant.que 3 m d'épaisseur en moyenne. D'autre part, les tourbes reposent directement sur les argiles à cailloutis, sans intercalation d'une couche d'argile pure. Enfin ici il existe parfois, à la base des tourbes, un niveau très riche en coquilles de limnées (petits escargots allongés). Le substratum est formé par les calcaires marno-crayeux à silex du Campanien. Ceux-ci sont fissurés au Moulin de Fagnac, comme en témoignent d'importantes venues d'eau chaude. Ailleurs, dans leur état normal, ils peuvent être considérés comme peu perméables à imperméables. FIGURE il BRCM63SGN266AQI COUPES DES SONDAGES A L'AIR DE RECONNAISSANCE A LA TARIERE DANS LES TOURBIERES DE LA PUDE RIO u Tourbe noire ou blonde * y N * » i x < \ fibreuse Tourbe noire ou blonde fibreuse, Tourbe + argile + — 'GÏ7- coquilles de lymnées avec argiles mélangées Tourbe noire et blonde fibreuse ù cailloutis et argiles — • ^ argile plastique grise avec Argile grise plastique 5 cailloutis avec cailloutis et calcaire marno-crayeux graviers Campanien calcaire marno-crayeux campanien F. 11 F. 12 Limons et tourbes -no 0,5 Tourbe fibreuse blonde Tourbe noire ^2 fßi ~*~ Tourbe argileuse Tourbe argileuse avec coquilles i avec coquilles de lymnées .~7©~ argile plastique grise '.I- "_ 3,50 3,50 Argile grise plastique Argile grise plastique avec quelques cailloutis avec cailloutis rxT^X™ J calcaire marno-crayeux campanien calcaire marno-crayeux du campanien FIGURE 12 BRCM835GN266AQI SONDAGES DE RECONNAISSANCE DANS LA VALLEE DE LA PUDE (suite) FU Tourbe blonde ou Tourbe noire avec noire fibreuse ,- , I 1/50 morceaux de bois Argile noire 2 de couleur rouge • *. % Tourbe noire fibreuse "..'/ Argile grise plastique Argile grise à blanche avec rares cailloutis avec rares cailloutis de calcaire Argile jaunâtre ou blanche avec nombreux graviers calcaires calcaire campanien 5,50 calcaire marno-crayeUx du campanien fissuré (venue d'eau chaude) F15 F16 •~,a,-/.|0 Argile avec gros galets Tourbe noire ou Argile gris-bleu plastique, m brune fibreuse avec rares galets et graviers Galets et graviers calcaires avec ciment argileux calcaire campanien ¿»,50 argile, blanche fissuré. 5 calcaire marneux du carapanien fissuré (venue d'eau chaude FIGURE 13 BRCM83SGN266AQI SONDAGES DE RECONNAISSANCE DANS LA VALLEE DE LA PUDE (suite) Tourbe noire argileuse Tourbe noire fibreuse argile grise plastique enrobant des galets et des cailloutis calcaires plats Argiles grises plastiques alternant avec des cailloutis et des graviers à ciment argileux calcaire campanien fissuré calcaire campanien fissuré F.19 F.20 F. 21 Tourbe noire v-, - I// Tourbe Tourbe 1 Marne blanche noire 150 avec coquilles noire r/ » ^ / Tourbe noire avec coquilles morceaux de bois ©_"©_ 2,5 Mí rouge coquilles Argile grisâtre Argile noire Argile grise avec cailloutis avec avec des plats cailloutis 9 cailloutis Calcaire campanien de calcaire argile grise calcaire calcaire campanien campanien /" *> '^ FIGURE BRGM83SGN266AQI I COUPES GEOLOGIQUES DE LAVALLEE DE LA PUDE ( A ) Coupe du moulin de Fagnaç niveau d la Pude U1 -6 ( B) Coupe par les anciennes tourbières Niveau de la Pude O" LEGENDE Tourbe Argiles grises et cailloutis lentille de graviers et galets Coquilles de lymnées et tourbes calcaire marno-crayeux du 2m campanien (fissuré localement) 50 100 m 5 - RESULTATS DES POMPAGES D'ESSAIS Quatre dispositifs de pompages d'essai, deux dans les tourbières de Vendoire et deux dans la Pude, ont été réalisés. Chaque dispositif était composé d'un forage en pompage (foré en 0 250 et tube en PVC 0 150 mm) et deux piézomètres (forés en 0 150 et tubes en PVC 0 50 mm). Les piézomètres ont été descendus soit à la base des tourbes, soit jusqu'aux calcaires. Ils ont été forés à une distance du forage comprise entre 1,5 et 5 m. Les pompages ont duré entre 6h 30 et 8 h. La remontée de niveau a été enregistrée la nuit. 5.1 - Essais dans les tourbières de Vendoire - Le premier dispositif d'essai a été mis en place sur l'emplacement du sondage de reconnaissance n° 4, au centre des tourbières. Deux essais ont été effectués sur ce dispositif : - un premier au débit de 8 m3/h -"un deuxième au débit de 16,7 m3/h Ces deux essais, illustrés par les figures 15 à 19 donnent des -3 2 résultats très voisins (Transmissivité T comprise entre 1,4 et-8.10 m /s). Le deuxième dispositif d'essai a été réalisé sur l'emplacement du sondage de reconnaissance n° 3 (voir figure 2). Cet emplacement a été retenu car "les argiles à cailloutis" de la base du Quaternaire y sont particulière- ment homogènes et imperméables (pas de lentilles de graviers propres) de telle façon que seules les tourbes sont susceptibles de débiter. —3 2 La transmissivité des tourbes ainsi mesurée est de 1,7.10 m/s (figures 20 et 21). FIGURE 15 BRGM83SGN266AQI DISPOSITIF EXPERIMENTAL DU FORAGE n°¿ ( la Lizonne) P2 P1 5m 2,5 m 10 m \ Tourbière avec niveau d'eau à _ 0,40m/sol U-ßitza : -/t/ Tourbes Argiles et tourbes 6- 6,5 Argiles et cailloutis O Oo i Calcaire marno-crayeux du Santonien !.:•! .!.' I :l_..i:. I'.! • TOURBIERES LEFORAGE '• '•• I. I IG— • JJ. L_L_L,! ; . _ ISO m dufforage Débit; moyen pompe ¡i?:i" ! i 0/050 , ¡;1 10 N-I5O Temps : J:..i ..!••_• J_ l_L Í i\: ^TOURBIERES! OË^ R^G -D'EfesAl^FFECTUÉ-feUN LE- FORAÓE n°Alent ! iiiiRe.mô.ri.tèe, Q20- Q30- Temps deipdmpage •T-S-Ó.183-X- 0ÍOÓ22 : xvne. Lliii;:::i:; i!::.TÖÜRBIERES DE VENDOIRE(lizónhe)~2 iPOMPAGETD'ESSÄTSÜRlEE FORAGE" • ! •: ;,. ! • i ; i ,i , i ; |__i. j • • i - ! i I I ' . : . ! ]._,] .^_.i » i.. ¡, dynamiques" en N: m. diagramme de lajdescente de fpjveau jsuTIe foragelui-meme; le 7 831 1J :. Débit^pompé moyen = 16,7 rrr/h (!/»,& l/s|) ::|::; Temps de,'pompage; 6h30 (23,¿00lsec>).. • "' niveau' statique ïn'ttïal/sol!= 0,30'm" 2,60---j-"f- Tiesures L'annulaife du Stabilisation mesures ;dans leitubagç • \ \ 10 Temps de pompage en secondes 10 BïsSAÎFsîJRÎirFrÔRAG Éiïiï °:!i iilllllili i-Tidiagrámmedelá-rerriontéerdém^ :fr:-t:-r : ! ¡ ~ I ! I . : i . • ::... I -.:•: I . :. .1... i:-: I : i:. ; I : : . ; r: • • : I . ; :.l -'¡ :•: . I -! :¡ • i :— I I' i : ' ' ' • tempsl de.pompage {23A00s O ::i::- •:•; c z 10 m tr FIGURE 20 BRCM83SGN266AOI DISPOSITIF EXPERIMENTAL DU FORAGE F3 ( laLízonne) Tourbieres / / / / 10 m N Forage n°3 P1 o<—— _N -_staftque_ Tourbes 2,5 m 3,5 — 3,5 Argiles plastiques 4,5 Argiles enrobant des cailloutis .6,50- du Santonien ii4--"l TOURBIERES DE VENDOÏRE: POMPAGE D'ESSAI SUR LE FORAGE n°3 le 3/3/83 i i descente de niveau sur le piézomètre situe'à.5m du forage • i 'i ' i Y" i üßL : 0,58 - Oí i i • l t. •O) ex 0,62 0,65 c 0,70 Oí cu 0,74 '£" c 0,73 -a Débit moyen: 6.7 mV h ( 1,8 l/s.) x Q82 ni .Durée de pompage 5 h 30 - -:—\— a» T= 0183 x 0 0018 _ , - -n-i . ¿_- I; 0,86 „0,19 t . i 0,90 •—r—t- ! ! ÎT .,-- L 10 10' Temps en secondes 10 5.2 - Essais dans les tourbières de la Pude „ Le premier dispositif a été mis en place sur le sondage n° 9 (fig. 3) avec un forage descendant jusqu'aux calcaires campaniens. Les diagrammes de descente et de remontée sur le piézomètre situé à 1,50 m du forage en pompage -4 2 (voir figures 22 et 23) donnent une transmissivité de 2.1O m /s. Le deuxième dispositif d'essai, descendu aussi jusqu'aux calcaires est situé sur l'emplacement du sondage de reconnaissance n° 13. La descente et la remontée du niveau sur le piézomètre situé à 1,50 m du forage en pompage -3 2 (figures 24 et 25) montrent une transmissivité de 3,6 et 3,2.10 m/s. Cette différence de perméabilité des tourbes, car ici les "argiles à cailloutis" de la base sont particulièrement plastiques et imperméables, était prévisible car le forage n° 9 est situé en bordure du remplissage quaternaire et les tourbes y sont mélangées à des argiles. Par contre les tourbes du forage n° 13 , bien que moins épaisses (3 m au lieu de 4), sont plus ligneuses, plus pures, et aussi plus perméables. 5.3 - Conclusions sur la perméabilité des formations quaternaires Les cinq pompages d'essais réalisés donnent des résultats homogènes en accord avec l'observation directe des échantillons de terrain prélevés à la tarière lors de l'exécution des 21 sondages de reconnaissance. Tout d'abord il est confirmé que la couche "d'argiles à cailloutis" de la base du Quaternaire que l'on retrouve dans tous.les sondages de la Lizonne et de la Pude, est imperméable. La présence de lentilles de graviers et cail- loutis plus "propres" interstratifiées dans cette formation ne paraît pas modifier la perméabilité de cette couche puisqu'on retrouve approximativement les mêmes valeurs de perméabilité sur les forages qui ont traversé ces lentilles (n° 4 à Vendoire) et ceux qui n'en ont pas rencontrées (n° 3 à Vendoire, n° 9 et 13 dans la Pude). Les transmissivités mesurées sont donc bien celles des tourbes. Si l'on considère la transmissivité du forage n° 9 comme non représentative de • l'ensemble à cause de la position excentrée de cet ouvrage et de la teneur en argiles des tourbes, on peut estimer que la transmissivité moyenne'de la couche -3 2 des tourbes est de 2.10 m/s. Comme leur épaisseur est assez homogène (4 m) on en déduit une per- méabilité K = 5.10~ m/s. 11. - Cette perméabilité peut paraître élevée si l'on tient compte de l'aspect physique habituel des tourbes extraites à la pelle mécanique et entassées sur les bords des rivières ou des étangs. Mais il s'agit là d'échan- tillons remaniés. De plus, il est probable que la perméabilité des tourbes varie beaucoup suivant leur degré d'évolution. Il est certain que les tourbes de Vendoire et de la Pude, fibreuses, renfermant des morceaux de bois bien conservés, ne peuvent être comparées à des tourbes plus évoluées, telles que celles de l'étang des Faures par exemple où des K de 10 m/s ont été mesurés. Il faut ajouter que les tourbes de la Lizonne sont très peu compactées comme le démontre la sensation d'avoir à faire à "un matelas" lorsqu'on circule dessus. Il est probable que cette absence de compaction est en relation directe avec les "fortes" transmissivités mesurées car il est bien connu que les chemins de desserte agricole provoquent des différences de niveau d'eau importantes (0,5 à'i.m) entre deux tourbières voisines, cette différence de niveau étant due à l'effet de "barrage" de la tourbe compactée sous le chemin. Le compactage apparait donc comme une solution éventuelle pour diminuer artificiellement la perméabilité des tourbes. .... • ¡ , Niveaiix dylamiqU »s/repcr : Pomp)age essa i sUI 1 Drage• rf9 ans la fe de ta Pude le 8/3/1983 (en m •• . ¡ » i Desce nt e de niveau sur le' | ?zom etre rf1s iti je à 1,5 m duforage ———~- • 1 ; • 0,65 _N statiq ue / repere — ... lsri 1- . 1 7 ï 0.67 .... : •:• • -; ""f" r - •-i i • •. i - 0.69 1 • Í • : 1 • i ... 071 "t - • : • î : : - - : i i < 1 • 0.73 ! i ~ÎT~ 1 ! -± '-••• . : : 0/75 - -- - - • - - 1 : : 0,77 1 ! 1 ...... 079 . -h : T-H--rrrr : * - r.: .;.. 0,83 i ! 1 —,— • 085 \ h-5 h • 1 "^ 1 : - - - - ~—- Í Tj 0,87 ¡ t T T i •-• Q89 f *-~ li i '5 í stabil!; ... üHa ="0,0' >ation du nïv(»aU 0.91 . : : . : 1 >-••»- — 4 • 0,93 • • i;i L ...].:.. : . t- A 0.95 i -"•]-. 1 i = t í — j *,—. OSS 1 , i r1 , 0,97 : —'—. r T = 0 183 i = 2.10 — —••— 0,075 i • • " • i I - — Q P ompé ." 0/32 mVh ••-- .... -—-T'- - ; ! — •' t i i. • • i ....j ... .1 .: .. ; .-• _ - - i — — :" """•• - ... • i - ! •"'. T i i : •I i : 1 t 03 1 ; 1 TO •n — í ) i f £ • 1 "" v\ • ' • T:? i • i ! : i c 1 i0 1 1D' TO* rr 10' en secondes N.) ï> * Temps j g t Niveaux dyfämiqüis/repere. i-T-.Li lipMMÎÎJpï (en'mi) ;~n "TT'P 9"8äris=Ta vaïfeefcielá Pude le "v~ • 0;60 !.:..:•:. I Ré mo h t éeidëTniyeâu-su r\ lelf orage n°9i lui-mëmW N* i5O 10 : • i iNiveaux'dynâ'm iqu es 'repèfeè -: • i • (en m.) Pomp e sai sur [( rag< n°13 dans le1 vallée de la Pude íe 9/3/198 ... • • —- i i : i 0.75 ; ,— i 1 M : :• i '•- -4- -4 escente? de ni/e a J s ur le pie;:omètre situé à 1,50m de foragé N : •. \ i \¥ 0,77 — .. t ;. : •' "t • i r -- ... — — 1 ! - : ! S ; j -r— ;— -.- — L 0,79 • i -1 - •- m • ^ * 4. r --- • ¡ i r*—.... -rt- rr mrmm : ; • • -^^ — •——~• i —- 0,31 : -- —-• -Ps ' O : 1 h- • ---* ••"l- -i 4 i—i : : ; ; 1 ! ; • • nm • : t.: A-" • ! : : 1 • ' - j - —1.. ILl "' ' ! ...... „ .. — i.... • • 0.85 •: 1. _. •' • H :•:•!.::: - Dure e pornnpuSe: i .:•- -'- Vif >e c : : : • • • ::::[:•:• 0,37 omp » : 9 C: t t P „: -----• -• —: L-' i • ---j D,18 T « n nn? --- r = = 3 's \L • : ; |:... : J • 10 rr • I - 0,125 •; — • | Q39 ! ]^ K; i \ - • •:• Î 1- 0,91 - ... j ... - - \ - • -\ • • ••':• — • i- • . Vi: : i 0,93 • •)••• :\ • "^f î — ; ; — 0,95 —- — l • : — . T r - ._. — - —• — —— r;: • • -— r; — -j- I = L11?S n. "I" 0(97 i .. _ .... \ :- \ • - ; ; l-^--i--t i' - • * - .i - 0,99 Í -4-r •t, —t—- . ..:. i - —- -1} -- ..... { - - — 1,02 .!.._. — — -—— 1 - ••t 1 • : ! \ i * • • " ••--' ... i • i 1,03 ¡ l. • 1 • • i | V ! • • . i • :; . • :! - — — .... -1 • j i'c } j t • . s¡c : ; * 3 • ' } - ^ LA i i • i T i ¥ i £•* ryí Í •z X3 t 1 temps « secondes ) ri« 7 '^Niveaux dynamiques/repère : 7T. :.. : jT[T:i::::[^T,r:' i:.:;::: ):; ".-I- ""IT \e forage Íe;9/íu7-1983 i! I- Po m p ag e '•, d essa i! su r -n ±_U-L • l:: 0,75 ; • I : .:--.!::... Rem b p.téé ..cjelo, i veau! su r Je. si tu e_a„ l50rn' çJu_fprag e 0,77 12 6 - CONSEQUENCES PRATIQUES POUR L'AMENAGEMENT ENVISAGE La relativement forte perméabilité des tourbes et l'imperméabilité des argiles à cailloutis constituent des conditions défavorables à la réalisation du projet hydro-agricole envisagé dans les anciennes tourbières de la Lizonne et de la Pude. . En effet, d'une part les tourbières sont en relation directe avec les rivières et les canaux latéraux par l'intermédiaire de la couche de tourbe superficielle. . D'autre part, les argiles à cailloutis empêchent toute arrivée d'eau souterraine par le fond des tourbières. Enfin, les calcaires marno-crayeux du Santonien (à Vendoire) et du Campanien (dans la Pude) ne sont pas aquifèrès (sauf lorsqu'ils sont exceptionnellement très fissurés comme au Moulin de Fagnac. 6.1 - Fonctionnement de la nappe des tourbes En période d'hiver les tourbes sont saturées jusqu'à la surface du sol et la nappe affleure. Dans ce cas les écoulements sont essentiellement superficiels avec successivement remplissage des tourbières à partir des débordements des rivières et des canaux lors des crues, puis inversement vidange des tourbières vers la rivière. En période d'étiage par contre l'écoulement est essentiellement souterrain. La surface piézométrique est calquée sur la surface topographique qui est très plate (pente de 2 %o). L'écoulement général de la nappe est parallèle à la rivière. Il est probable cependant que la nappe des tourbes ' est faiblement .alimentée sur les bordures soit par les infiltrations des canaux latéraux qui dominent topographiquement la vallée et qui coulent sur les tourbes (voir figure 26) soit par des apports latéraux en provenance des colluvions des coteaux. Il est tout aussi probable que cette même nappe est I..:;;:. ¡i: .1: ïii-i-iïïhlîïï '!:• ;::':;:'. ill ; :i;^.!L ri';;i;-;;!::|.:;i SCHEMA DU FONCTIONNEMENT; HYDRAULIQUE DÊSÏÏOURBIERES DEVENDOIREENETlAGEii t- :. .! •.•I .1. ::i,...}..;- ( [coup.é_obïi.quéienIrayers. dejajvi[Tëè .::l. ::^^l_:^; .::¡u_|:. niniünütaí H;~T~ :" ;T;: ~nj-n:n:ii 13 faiblement drainée par la Lizonne et la Pude qui ont été récemment recalibrées et approfondies. Ce schéma est d'autant plus probable que les canaux sont toujours en eau alors que la rivière peut être très basse. En effet, nous avons en confirmation que les barrages de dérivation sont construits de telle façon qu'en étiage sévère, ils dérivent la presque totalité du débit. Cette "priorité" donnée aux canaux sur la rivière s'explique facilement car les canaux desservent les fermes et moulins implantés sur les bords des vallées, hors des marécages. 6.2 - Relations rivière - tourbières de \fendoire en cas de pompages dans ces dernières : L'aménagement projeté prévoit le pompage de l'eau stockée dans les anciennes tourbières, connaissant la perméabilité des terrains encaissants on peut calculer les débits qui transiteront alors entre la rivière, le canal latéral et la fosse en pompage. Schématiquement ces transferts se feront suivant la formule de DUPUIT : Q = KL 2R avec : Q = débit en m3/s arrivant dans la tourbière -4 K = perméabilité moyenne des tourbes (5.10 m/s) L = longueur de la fosse en m. H = hauteur d'eau dans la fosse avant pompage h = hauteur d'eau dans la fosse après pompage R = rayon d'action du pompage ou distance de la fosse à la rivière (niveau constant) - 14 - TOURBIERE Rivière +1 Tl OU ,^_ canal Niveau d'eau avant pompage 0 J — Cs l ' * A Tourbes À H K = 5.1O"4 m/s Á l • 3 \ __T____ /, xr. Argiles imperméables ///////// 5 Pour simplifier les calculs nous admettrons que la fosse aurait une profondeur de 4,50 m/sol, c'est à dire qu'elle serait creusée jusqu'aux argiles imperméables. Dans ces conditions, l'épaisseur d'eau avant pompage (H) serait de 4 m. Nous admettrons aussi qu'il resterait toujours 1 m d'eau au fond (h) et que le rabattement maximum serait de 3 m (H - h). En ce qui concerne L, nous supposerons que l'éventuel futur lac artificiel aurait une surface totale d'une trentaine d'hectares et qu'il aurait grossièrement la forme d'un rectangle de 800 m de long et de 400 m de large (distance moyenne entre la Lizonne et le canal). Le lac serait donc bordé sur ses deux grands côtés (2 X 8OO m) par la Lizonne et le canal, sur sont petit côté aval (4OO m) par les anciennes tourbières (qui doivent théoriquement servir à un aménagement touristique), sur son petit côté amont (4OO m) par les champs tels qu'ils sont aujourd'hui. En résumé, la fosse sera en relation avec des niveaux d'eau libres sur 3 côtés (rivière, canal et tourbière). Il reste à définir R, sur lequel on peut jouer pour augmenter ou diminuer le débit en provenance de la rivière, du canal et des tourbières aval. En fait la valeur minimum de R semble être 25 m (largeur normale d'un chemin de desserte entourant le lac). Il semble par ailleurs difficile de dépasser 50 m compte tenu de la surface limitée réservée à l'aménagement. 15 Les caractéristiques générales de la fosse étant ainsi grossièrement fixées, on peut calculer le débit souterrain transitant à travers les parois de la fosse lors d'un pompage avec un rabattement de 3 mètres (maximum). a) Avec R = 25 m Q = 5.1O~ X (80O + 800 + 400 m) —• • = 3OO l/s. b) Avec R = 50 m Q = 150 l/s dont 60 l/s venant de la rivière 60 l/s venant du canal, 3O l/s venant des tourbières aval NOTA : le débit entrant pav le petit côté amont est insignifiant (1 à 2 l/s) (débit de la nappe). Comme on le voit, la relative "bonne" perméabilité des tourbes fait que le rabattement dans la fosse entraine un apport d'eau non négligeable en provenance de la rivière et du canal latéral. Nous n'avons pas fait le même type de calcul pour les anciennes tourbières de la Pude car les dimensions de la fosse n'ont pas été définies. Mais il est facile d'extrapoler les résultats des tourbières de Vendoire car les perméabilités de la tourbe sont comparables. 6.3 - Modification artificielle de la perméabilité des tourbes par compactage - Nous avons déjà signalé que deux tourbières voisines (5 à 6 m) séparées par un chemin avaient des niveaux d'eau différents (de l'ordre de 0,5 à 1 m), alors que d'habitude cette différence de niveau n'existe pas. Ceci laisse à penser que le passage des charrettes et des tracteurs provoque un compactage des tourbes, diminuant ainsi leur perméabilité. Aucune mesure de la perméabilité des tourbes compactées n'a été' effectuée. Celle-ci est cependant possible en creusant un forage d'essai et un piézomëtre au milieu des chemins. Cela suppose de neutraliser un tronçon de chemin durant 48 heures, opération réalisable car la circulation dans les anciennes tourbières de Vendoire est très réduite. 16 S'il s'avérait que le compactage provoque bien une diminution importante de la perméabilité, il faudrait alors envisager d'exécuter une "ceinture" compactée le long de la Lizonne et éventuellement du canal. Cette "bande" compactée pourrait correspondre au chemin de desserte le long du lac artificiel. 6.4 - Autres moyens artificiels de diminution des apports d'eau en provenance de la rivière - 6.4.1 - Augmentation de R (distance rivière - lac) Nous avons vu au paragraphe 6.2 ci-dessus que les infiltrations en provenance d'un plan d'eau varient invesement de la distance à la fosse en pompage. On peut donc envisager d'augmenter cette distance (de 50 à 100 m par exemple). • Cette solution obligerait à allonger d'autant le grand côté du lac si l'on veut maintenir le volume initial (30 ha). D'une part, il n'est pas certain que l'on puisse trouver les terrains disponibles pour cette opération. D'autre part, si les anciennes tourbières sont généralement assez éloignées de la Lizonne, par contre le canal latéral les traverse par endroits de telle façon qu'obligatoirement le futur lac sera très proche du canal. 6.4.2 - Diminution du_rabattement On peut aussi envisager un aménagement moins profond, n'atteignant pas la base des tourbes, et un rabattement moins important (1 m par exemple). Dans ce cas l'apport d'eau en provenance de la rivière et du canal deviendrait très faible. 6.5 - Conclusion II existe plusieurs moyens d'atténuer les infiltrations de la rivière ou du canal vers les tourbières en pompage. Cependant, on diminuera ainsi le volume d'eau disponible pour l'irrigation. Aussi, si l'on veut maintenir les surfaces irriguées initialement prévues, d'autres ressources devront être trouvées. Celles-ci peuvent être les eaux souterraines comme nous allons le montrer ci-après. 17 7 - RESSOURCES EN EAU SOUTERRAINE PROFONDE L'enquête hydrogéologique menée à l'aide des documents existants, et surtout sur le terrain même, a permis de découvrir l'existance d'un aquifère profond dans la région de Vendoire-Nauteuil. Les indices les plus évidents de la présence de cet aquifère sont les 4 sources qui sourdent dans le fond de la vallée de la Lizonne (3) et de la Pude (1) Parmi ces 4 sources, deux sont particulièrement spectaculaires car leur griffon correspond à un gouffre, de plusieurs mètres de profondeur et de diamètre, creusé jusqu'aux calcaires du Crétacé, à travers les Tourbes. Ce sont : -"le trou de Gabard", à l'amont, près de Gurat -"la font du Gour", à l'aval, près de Palluaud. Elles sourdent toutes les deux dans le fond de la vallée de la Lizonne, à quelques mètres de cette rivière, mais en rive droite (département des Charentes). Elles sont captées pour l'AEP des communes voisines (3O à 40 1/s environ) par pompage direct dans le gouffre, tandis que l'eau non utilisée s'écoule directement dans la rivière (de l'ordre de 100 1/s pour "le trou de Gabard" et de 200 1/s pour "la font du Gour" en étiage).. La source du Mainot sourd aussi en rive droite de la Lizonne mais en bordure de la vallée, à 250 m environ de la rivière. Ici les griffons ne sont pas visibles. Le captage se fait par une série de puits qui traversent une dizaine de mètres de tourbes avant d'atteindre les calcaires fissurés aquifères. La quatrième source, inconnue jusqu'à ce jour et non encore .inventoriée, est celle du Moulin de Fagnac dans la vallée de la Pude. Les griffons sont nombreux et alignés en travers de la vallée. Ils se présentent sous forme de trous de 20 à 30 cm de diamètre dans les tourbes, débitant chacun quelques litres/secondes.. Certains gouffres sont captés par "l'étang de Mercadier", étang creusé artificiellement dans les tourbes sur 1 à 2 m de profondeur pour les besoins de l'irrigation. A 300 m de là, un puits de 5 m de profondeur, avec un drain rayonnant, a été creusé par le propriétaire du Moulin de Fagnac pour la pisciculture. Cet ouvragé débite 120 à 180 m /h. J=IGURE 27 BRGM83SGN766AOI LOCALISATION DES PRINCIPALES SOURCES Echelle 1/50 000 2km fx :Le trou Coupe du Crétacé - V- Ancïennes tourbières de Vendoire •dHísg! •>'•: U ftyr -- Gré •.n Sources du Moulin de Fagnac 11V. r-- VW- (iTS Anciennes tourbières S.-.tíar!iaí¡;;. . -Viveyrol ." \- /• '£¥/ de La Pude ^ La font du Gour - 18 Les points communs de ces 4 sources sont : - une eau chaude (16 à 18° en hiver), - un niveau légèrement en charge par rapport au fond des vallées de la Lizonne et de la Pude, - des caractéristiques chimiques semblables (eau carbonatée calcique, de 2 000 ohm/cm de résistivité et de dureté élevée) comme le montre le tableau 2 ci-joint. TABLEAU 2 : CARACTERISTIQUES DES 4 PRINCIPALES SOURCES DE LA ZONE D'ETUDU ORIGINE RESISTIVITE ION PRINCIPAUX en mg/1 Résidu NOM N* TRH GEOLOGIQUE DEBIT TEMP. en ohm/cm TO TAC PH sec ODSKRVATIONS Ca . Mg -la+K NII3 Fe cl 504 :O3H N03 à 110* 3 Trou de Gabard 300 m /h Gouffre de d m de profondeur dans le 733-a-l Cale. Coniacien jaillissant 16 â 17* 1918 104 10 7,9 o,o: 0,10 14 10,5 335 12,u 30*25 ¿7*5 7 362 cale. Coniacion. Une partie du dibit (source) est utilisée pour l'eau potable. en 1959 120 m3/h Puits cjmenté do 10 m de profondeur Le Mainot captant une source sur les alluvions 733-7-1 Cale. Campanien (2000 ra3/:) 18« • 2095 84 16 5,5 - 0,05 9 7 - 1.5 28 - 7,35 325 de la Lizonnc (on potnpaye) (puits) en charge) 900 m3/h Vasque de 8 m de 0 dans des jaillissant calcaires . Ucblt utilisé en partie Le fond du Cour 757-3-1 18* 2170 Cale. Campanien 70 20 5,5 - 0 10 12 320 3,3 28 - 7.4 300 pour l'AEP. (source) en charge nombreux Puits cuvelé de 6 TD avec un drain Le Moulin do griffons f captant* une source sour les alluvion- 733-8-14 Cale. Carapanien de la Pude * un qrand nombre de Fagnac 1 puits de 17« 1890 ' 87 15 - - 0 10 14 326 0,B 28 26,7 G,t)G - petits griffons dont certains dans 3 (puits) 120 m /h l'étang de Mercadier. • 20 II ne fait pas de doute que ces 4 sources constituent les exutoires visibles (il en existe probablement d'autres moins importants et plus diffus, cachés par le recouvrement quaternaire) d'un aquifère profond en charge. Si l'on se réfère à la carte géologique de Montmoreau au 1/50 000 et à sa notice, il apparaît que les formations géologiques profondes susceptibles de constituer un réservoir aquifère sont les calcaires gréseux et les sables du Coniacien ainsi que les calcaires graveleux du Turonien. Ces 2 formations, qui affleurent au Nord-Est de la région étudiée où elles sont fissurées, karstifiées et aquifères, plongent lentement vers le Sud-Ouest. La nappe qu'elles contiennent est alors mise en charge par les calcaires marno-crayeux du Santonien-Campanien. La coupe de la figure 28 ci-jointe, entre Vaux-Lavalette et Fontaine, passant par le Moulin de Mondot près de Gurat, montre la position de réservoir aquifère dans le Nord de la zone étudiée . On voit que : a) une faille importante, indiquée sur la carte géologique, recoupe la série crétacée près du Moulin de Mondot, b) le Coniacien-Turonien, peu profond au Nord-Est de cet accident tectonique (le toit est entre 20 et 30 m de profondeur/sol), se retrouve à plus de 100 m à l'ouest de la Lizonne, sous les effets conjugués du pendage et du relief. La zone du Moulin de Mondot se présente donc favorablement pour l'implantation de forages de reconnaissance au Coniacien-Turonien car d'une part sa profondeur du réservoir n'est pas excessive (entre 30 et 120 m environ), et d'autre part les chances de le rencontrer fissuré , et donc productif, y sont grandes (faille importante). La réalisation de 2 forages de reconnaissance sur ce site paraît être un minimum pour se faire une idée correcte de la productivité des calcaires du Coniacien-Turonien dans cette région. Un autre emplacement favorable à la reconnaissance de ce même aquifère est la zone "Etang de Mercadier - Puits du Moulin de Fagnac". En effet, l'alignement des griffons sur un axe transversal à la vallée témoigne de l'existence d'une fracture importante. Ici le Coniacien-Turonien est prévu entre 80 et 150 m de profondeur. Ce positionnement de la fracture est a priori plus facile ici qu'au Moulin de Mondot et un seul forage de reconnaissance paraît suffisant. 21 Pour l'exécution de ces 3 forages de reconnaissance, nous préconisons la technique du marteau "fond de trou" avec tubage préalable des alluvions de surface (sur 5 à 8 m). Cette technique de foration convient parfaitement pour les roches dures fissurées car elle apporte un maximum de renseignements hydrogéologiques pour un coût minimum. Le diamètre de foration proposé est le 6"l/2 (165 mm). Ce diamètre permettra d'une part de tuber les alluvions en 0 7" (tubage à l'avancement type ODEX), et d'autre part de faire des essais de pompage à l'émulseur avec un tube d'eau de 0 4" (débit pompé de 10 à 20 1/s si la produc- tivité est bonne). Ces forages seront surveillés en permanence par un hydrogéologue de manière à repérer avec précision tous les renseignements de foration (chutes d'outil, pertes d'air, venue d'eau) susceptibles d'apporter des renseignements précieux sur la productivité de l'ouvrage. Si la productivité est bonne et que le forage apparaisse susceptible d'être transformé en ouvrage d'exploitation, il est conseillé d'effectuer un enregistrement des diagraphies (diamètreur, résistivités, gamma Ray, neutron, thermomètrie, salinomètrie) pour bien délimiter les zones à capter. La fonction des résultats de la reconnaissance on décidera de la trans- formation du forage en ouvrage d'exploitation et de son programme de réalisation. Ere particulier la chambre de pompage (diamètre et profondeur) sera calibrée en fonction du débit d'exploitation espéré. Il serait particulièrement hasardeux de fixer les caractéristiques de la chambre de pompage dès maintenant car la productivité des milieux fissurés karstiques (calcaires) est extrêmement variable. Les forages de reconnaissance non transformés en ouvrages d'exploitation pourraient être gardés comme piézomètres. Si cette première phase d'étude de l'aquifère profond Coniacien-Turonien se révèle positive, c'est-à-dire si cet aquifère est exploité pour l'irrigation, il sera alors nécessaire de procéder à une étude hydrogéologique régionale au cours d'une deuxième phase. En effet, pour le moment on ne possède que des données éparses et imprécises sur ce système aquifère. Parmi les données à recueillir en priorité figurent : - les limites de l'aquifère, - la piézométrie, - les débits actuels (sources et puits essentiellement), - la chimie des eaux, - les indices de fissuration et de karstification ainsi que la détermination des zones favorables à l'exploitation. COUPE GEOLOGIQUE DU CRETACE entre Vaux-Lavalette et Fontaine O.S.O. E.N.E oJ LEGENDE y-Y, Tourbes de la vallée de la Lizonne (Quaternaire) C6ac Campanien .: calcaire marno-crayeux (épaisseur : 130 m au total) CSab Santonien : calcaire marneux à huitres et silex (60 m) SOrrv Coniacien : calcaire gréseux et sables a la base' (¿5m) Reservoir aquifère discordance (zone de karstification préférentielle) 500 1km Turonien : calcaire graveleux (20 m) CD Ta -n o O CD ISG N Lit C1-2 Cénomanien : marnes et sables c m SAQ I NO œ - 22 On tentera ainsi d'établir un bilan hydraulique global de l'aquifère de manière à programmer son exploitation et sa mise en exploitation de façon rationnelle, en particulier en évitant les interférences entre sources et ouvrages de captages et la surexploitation. Donc, dans un premier temps la ressource souterraine compléterait la ressource constituée par le stockage dans les anciennes tourbières plus ou moins aménagées, puis plus tard elle pourrait constituer la ressource essentielle •; de cette région.