BRGM BUREAU DE RECHERCHES DEPARTEMENT B.E.R.G.A. GEOLOGIQUES ET MINIERES

Service de Géologie Appliquée 74, rue de la Fédération aux Travaux Publics PARIS 15ème

PONTS ET CHAUSSEES DE COMPIEGNE

SERVICE SPECIAL DE LA NAVIGATION

CARTE GEOLOGIQUE DES RETENUES

DE VARENNES-EN-ARGONNE ()

ET DE CHAMPIGNEULLES ()

par

A. PETER - R. ROIGNOT

DS.65.A65 30 juin 1965 o M M I R

I - INTRODUCTION,

RETENUE DE VARENNES-EN-ARGONNE

I - SITUATION 2

II - TERRAINS GEOLOGIQUES INTERESSES PAR

LE PROJET 2

III - STRUCTURE 5

IV - CONDITIONS D'ETANCHEITE DE LA RETENUE.,, 5 V - LES TERRAINS DANS LA ZONE DE BARRAGE.... 6

RETENUE DE CHAMPIGNEULLES

I SITUATION,

II GEOLOGIE.,

III STRUCTURE,

IV CONDITION D'ETANCHEITE DE LA RETENUE

CONCLUSIONS, 11

N N

Planches photographiques. INTRODUCTION

Lb Service des Ponts et Chaussées de Compiègne (Service de la Navigation) a demandé au B.R.G.M. de lever une carte

géologique sur deux sites retenus pour la construction de barrages

à savoir :

- VARENNES EN ARGONNE - (Département de la Meuse)

- CHAMPIGNEULLES (Département des Ardennes).

Cette étude a été entreprise courant mai et a donné les résultats exposés dans le présent rapport. -2-

RETENUE DE VARENNES-EN-ARGONNE

I - SITUATION

La retenue est située au Sud de Varennes-en-Argonne sur la rivière de l'Aire, Le barrage s'élèverait à environ

200 m au Sud du village.

La cote de retenue est à la cote 170 NGF ce qui déter¬ mine une hauteur de barrage de l'ordre de 1 5 m environ.

Le remou de bassin ira jusqu'à 1 km en aval du village de Neuvilly-en-Argonne .

II - TERRAINS GEOLOGIQUES INTERESSES PAR LE PROJET

Les terrains rencontrés au cours de la projection appartiennent au Jurassique supérieur et au Crétacé supérieur,

De la base en haut nous rencontrons ;

Le Kimméridgien

; Jurassique supérieur Le Portlandien

L'Albien inférieur (ou Sables verts) ]

L'Albien supérieur ou Gault Crétacé supérieur

Le Cénomanien ou Gaize -3-

1°) - Kimméridgien

Le Kimméridgien se présente sous la forme d'une alter¬

nance de bancs de calcaires durs et de couches de marnes tendres.

L'épaisseur des bancs est de l'ordre de 0,30 à 1,00 m. Une coupe

très partielle de cette formation est visible au Nord du village

de Boureuilles au lieudit " Petite Boureuilles "( voir planche I

Photo 1 ) .

Dans le détail on observe sur cette coupe la succession

suivante :

i_,\ _i I J> I- I, 1 l'-l

'r

De haut en bas, sous le recouvrement végétal on observe

a) 0 m, 40 - Petits débris de calcaire , éboulis sur place. b) D m, 50 - Argile brune et grise contenant des débris de coquilles, c) 0 m, 30 - Banc de lumachelle. d) 0 m, 20 - Couche d'argile grise et brune compacte. e) 0 m, 25 - Banc calcaire bien diaclasé, f) qqs cm Mince intercalation d'un niveau argileux, g) - Banc calcaire masqué dans sa partie inférieure par un

talus d'éboulis. -4-

2°) - Le Portlandien ou Calcaires de Barrois

Le Calcaire de Barrois constitue un ensemble plus compact que la formation précédente et se distingue dans le paysage par des- talus-plus raides. La photo 4 (planche II) montre l'aspect de ce calcaire qui se présente sous forme de petits bancs avec inter¬ calations marneuses très fines. Entre Varennes et Neuvilly cette formation se termine en biseau et n'existe pratiquement plus que sur la rive droite de l'Aire.

3°) - L'Albien supérieur ou Sables verts

Les sables quartzeux et glauconieux de l'Albien se super¬ posent soit au Portlandien soit dans la plus grande partie du secteur prospecté au Kimméridgien, La limite entre ces formations est difficile à tracer; ces sables sont en effet souvent écoulés sur les pentes en raison de la nappe d'eau qu'ils contiennent et qui donnent naissance à une série de sources à leur contact avec le substratum.

4°) - L'Albien supérieur ou Gault

Le Gault correspond essentiellement à une série argileuse grise rigoureusement imperméable.

5°) - Le Cénomanien ou Gaize

Le Gaize correspond à une roche gréseuse caractérisée par la présence de silice gélatineuse. Elle est argileuse à la base et fait une suite continue aux argiles sous-jacentes. Elle n'intéresse pratiquement pas la retenue. -5-

6°) - Les Alluvions

a) - Les alluvions anciennes qui recouvrent le sommet des plateaux sont sableuses et graveleuses et en général propres. Elles offrent de ce fait une grande perméabilité mais par suite de leur position élevée (au-dessus de la cote 170 NGF) ne seront que localement touchées par le niveau de la retenue.

b) - Les alluvions récentes occupent très largement le

fond de la vallée de l'Aire, Elles sont constituées d'éléments fins provenant en majeure partie des Sables verts, des argiles du Gault

et de la Gaize, Leur épaisseur est indéterminée,

II - STRUCTURE

Les différentes couches géologiques se présentent avec

une structure simple caractérisée :

- d'une part par un pendage général des couches vers l'W mais

de très faible amplitude,

- d'autre part par la disparition stratigraphique du Calcaire

de Barrois, Très réduite sur la rive droite, cette formation n'existe

plus sur la rive gauche sauf en un point, immédiatement au Sud de

Varennes (zone du barrage),

III - CONDITIONS D'ETANCHEITE DE LA RETENUE

La presque totalité de la retenue s'étendra sur les allu¬

vions récentes et le calcaire marneux du Kimméridgien, Ces derniers

affleurent sur les versants de la vallée et constituent également

une assise imperméable sous les alluvions récentes. -6-

Dans la région de Boureuilles, rive gauche de l'Aire au lieudit " Les Merliets ", la cote 170 NGF recoupe les Sables Verts,

Cependant, le risque de pertes est faible dans cette zone étroite, qui sera rapidement colmatée. En conséquence, dans l'ensemble, les conditions d'étanchéité de la cuvette peuvent être qualifiées de bonnes,

IV - LES TERRAINS DANS LA ZONE DE BARRAGE

Au droit du barrage les terrains se présentent d'une façon simple.

Le substratum de la vallée ainsi que les appuis rive droite et rive gauche sont constitués par les calcaires du Kimmé¬ ridgien, La limite tracée sur la carte à la cote 170 NGF entre les calcaires portlandiens et kimméridgiens est artificielle étant donné le passage progressif entre ces calcaires.

Un sondage exécuté à partir de la cote 1 70 passe théori¬ quement d'une série très calcaire (Portlandien), à une série de plus en plus marneuse (Kimméridgien), du type de celle décrite page 3,

Le fond de la vallée est garni d'alluvions sur une épais¬ seur non estimable.

La photo 4 (planche II) prise dans une carrière à , montre la présence de fissures verticales recoupant le calcaire portlandien. Bien que ces fissures sont relativement espacées les unes des autres, il paraît prudent, de faire un certain nombre de sondages dans la zone projetée du barrage. -7-

Ces sondages seront disposés principalement dans le fond de la vallée à raison de 7 sondages équidistants d'environ 75 à 10Dm

Ils traverseront les alluvions et devront rentrer dans le substra¬ tum d'au moins 10m.

Des essais d'eau, type Lugeon, y seront effectués dans la roche en place avec les pressions habituelles de 2,5 _ 5 -

( 10 - 5 ) 2,5 kg/cm , par passe de 3 ou 5 m.

AkS' «>^^ RETENUE DE CHAMPIGNEULLES

I - SITUATION

La retenue de Champigneulles située entre les localités de Verpel au Nord et Champigneulles au Sud, s'étend sur 3,500 km de longueur. Le barrage est projeté sur la rivière de l'Agron au

Sud de Champigneulles. La cote de retenue est fixée théoriquement

à 150 NGF ce qui donne au barrage une hauteur de l'ordre de 25 m.

II - GEOLOGIE

Les formations géologiques touchées par la retenue appartiennent essentiellement au Jurassique supérieur : le Séqua¬ nien et le Kimméridgien.

1°) - Le Séquanien (Planche III , photo 5)

Il s'agit d'un calcaire blanchâtre à grain fin se présen¬ tant sous forme de petits bancs, se débitant le plus sauvent en plaquettes. Parfois le calcaire est oolithique et a été dans ce cas exploité pour pierre de taille.

2°) - Le Kimméridgien

Le Kimméridgien d'une manière générale est représenté par une série de calcaires plus marneux que la formation précédente.

Des bancs de lumachelles y sont fréquents.

3'^) - Alluvions

a) - Les alluvions anciennes (Planche I , photo 2) sont constituées de graviers et contiennent des lentilles de sables fins

On les rencontre sur le sommet des plateaux, où ils sont le plus souvent situés au-dessus de la cote 140 NGF. Leur épaisseur est variable mais dépasse certainement 4 m par endroits. -9-

b) - Les Alluvions modernes sont quelquefois en contact avec les alluvions anciennes (région de Verpel), Le substratum

est le Séquanien et le Kimméridgien (région de Champigneulles),

III - STRUCTURE

Les couches géologiques se présentent avec un très léger pendage SW qui peut être déduit de la structure générale du pays mais n'est pas mesurable sur le terrain.

Cette structure simple n'a pas révélé d'accident tectonique

important. Par contre, il faut signaler la présence de fissures ouvertes de quelques centimètres de largeur (5-15 cm). Celles-ci

sont notamment visibles dans une carrière située au Nord du lieudit

" La Forge " (voir planche II , photo 3),

IV - CONDITION D'ETANCHEITE DE LA RETENUE

Les conditions d'étanchéité de la retenue de Champigneulles

sont à priori moins favorables que celles de Varennes, En effet, une

grande surface de calcaire sera inondée par la retenue. En fonction

de la densité des diaclases et des fissures ouvertes, il est évident

que des pentes plus ou moins importantes sont à craindre.

Cependant on peut vraisemblablement estimer qu'il n'y a pas, là, un facteur suffisamment important pour condamner le projet.

Dans la région de Verpel, la cote de retenue est recoupée par les alluvions anciennes qui descendent jusqu'à la cote 140, Mais aucun problème de contournement n'est à craindre par les vallées adjacentes étant donné que celles-ci sont à une cote partout supé¬ rieure à celle de l'Agron, -10-

Les terrains au droit du barrage

Au droit du barrage les terrains sont essentiellement de nature calcaire.

Sur la rive droite des fissurations de bordure de vallée sont possibles, c'est la raison pour laquelle il nous semble opportun d'y faire plusieurs sondages à partir de la route départe¬ mentale 42 (cote 150-160), Ces sondages au nombre de 2 ou 3 auront une longueur de 25 à 35 m. Des essais d'eau, type Lugeon, y seront effectués systématiquement.

En ce qui concerne la rive gauche beaucoup moins abrupte que la rive droite , les sondages pourront être disposés sans dif¬ ficulté suivant l'axe du barrage. Ils traverseront par endroits des éboulis de terrains meubles.

L'épaisseur des alluvions du fond de la vallée pourra

être délimitée soit par une petite campagne de sismique (sismique portative par exemple) soit par un profil de sondages. Le substra¬ tum sera perforé sur une dizaine de mètres et on exécutera égale¬ ment des essais d'eau.

Dans l'ensemble, il convient donc de prévoir en première campagne de reconnaissance 2 à 3 sondages rive droite ; 2 à 3 sondages sur la rive gauche et 3 sondages dans le flat.

^//r /T^i^i-/. -1 1-

CONCLUSIONS

Les études de préreconnaissance des retenues de Champi¬ gneulles et de Varennes n'ont jusqu'à présent pas fait apparaître de contrindications majeures ni dans le domaine de l'étanchéité des cuvettes ni dans celui de la résistance mécanique des roches de la zone d'appui des ouvrages.

Un problème qui doit, dès maintenant, être soulevé est celui de la présence de fissures ouvertes verticales recoupant les massifs calcaires. Comme il n'a pas été possible d'apprécier la densité de cette fissuration , il convient d'exécuter un programme de reconnaissance préliminaire.

Ce programme plus important à Champigneulles qu'à Varennes consiste en plusieurs sondages avec essais d'eau (Type Lugeon à pression variable). PLANCHE II

Photo 3 Photo 4

Aspect de la fissuration des calcaires. La photo de gauche a été prise dans une carrière ouverte dans le Séquanien (Retenue de Champigneulles) - Celle de droite dans une carrière située à 1D km environ de la retenue de Varennes. Elle existe dans le Kimméridgien• Photo 5 - Aspect des calcaires en petits bancs du Sêquanien Retenue de Champigneulles.

i rñ Ph0t° 6 - RetenUB dE Varennea - Rive gauche - Au droit du barrage

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n m PLANCHE V

Photo 7 - Emplacement approximatif du futur barrage de Champigneulles

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