BASSIN RÉSERVOIR DE VARENNES EN ARGONNE Coupes Géologiques Transversales
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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 (Meuse) ET DE CHAMPIGNEULLES (Ardennes) 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 Cheppy, 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.