ETDDE HYDROGEOLOGIQDE
OD PROJET DE CONTODRNEMENT DO CD 465 BRGM A SERMAMAGNY (90)
87 SGN 472 FRC par Y. ATLAN, H. BRANEYRE, C. JAVEY, J.P. VANCON
CONSEIL GENERAL DU TERRITOIRE DE BELFORT SERVICE DES ROUTES Hotel du Département Cité administrative Vauban - 90 020 BELFORT
BESANCON, AOUT 1987
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL Service Géologique Régional Franche-Comté 12. avenue Fontaine Argent - 25000 BESANÇON - Tél.: 81.88.03 11 ETUDE HYDROGEOLOGIQDE DD PROJET DE CONTOORNEMENT DO CD 4 65
A SERMAMAGNY (90)
87 SGN 472 FRC
par Y- ATLAN, H- BRANEYRE, C- JAVEY, J.F. VANCON
RESGME
Le projet de doublement du CD 465 prévoit la réalisation de tra- vaux routiers à l'intérieur des périmètres de protection des cap- tages alimentant en eau le District de l'agglomération de BELFORT. A la demande du Conseil Général du Territoire de Belfort, le B.R.G.M., Service géologique régional de Franche-Comté, a procédé à l'étude hydrogéologique de la zone du projet, de façon à préci- ser la vulnérabilité de la nappe et des captages et l'impact hy- drogéologique des projets routiers.
L'étude a comporté :
- l'exécution de forages (3) pour essais de pompage,
- l'exécution de piézomètres (10),
- une campagne géophysique électrique,
- des analyses de l'eau des captages et de la rivière Savoureuse .
Un modèle mathématique de- la nappe a été mis au point, qui a per- mis de définir directions et vitesses des écoulements dans la nappe.
En conclusion, il apparaît que :
- la nappe alluviale est vulnérable, car sans couverture peu perméable en surface.
dans les conditions de l'étude (moyennes eaux), les risques de propagation vers les captages à travers l'aquifère, d'une pollution accidentelle survenant le long de l'un des tracés routiers, sont peu importants,
il y a une étroite liaison entre les cours d'eau (Savoureuse et ses affluents) et la nappe : si une pol lution accidentelle était véhiculée en partie par les cours d'eau, elle atteindrait rapidement les captages proches de la rivière- - 1 -
TABLE DES MATIERES
1 - INTRODUCTION 4
1.1 - OBJET DE L'ETUDE 4
1.2 - MODALITES ADMINISTRATIVES 4
2 - CADRE GENERAL DE LA ZONE ETDDIEE 5 2.1 - SITUATION GEOGRAPHIQUE 5 f 2.2 - CADRE GEOLOGIQUE 5
2.3 - CADRE HYDROGEOLOGIQUE 7
3 - COLLECTE DES DONNEES - RESDLTATS-
3.1 - RECHERCHE DOCUMENTAIRE, DEPOUILLEMENT ET ANALYSE DES DONNEES 8
3.1.1 - LES CAPTAGES DU D.A.B. 8
3.1.2 - DONNEES PONCTUELLES EXISTANTES 9
3.2 - RECONNAISSANCE DE LA ZONE D'ETUDE 10
3.2.1 - SONDAGES DE RECONNAISSANCE 10
3.2.2 - PIEZOMETRIE 11
3.2.3 - POMPAGES D'ESSAI 13
3.2.4 - PRELEVEMENTS ET ANALYSES D'EAU 13
4 - SYNTHESE DES RESDLTATS OBTENUS 14
4.1 - GEOMETRIE DU RESERVOIR 14
4.1.1 - CARTE DE LA PROFONDEUR DU TOIT DU
SUBSTRATUM IMPERMEABLE 14
4.1.2 - LIMITES LATERALES 15 - 2 -
4.2 - CARACTERISTIQUES HYDROGEOLOGIQUES 15
4.2.1 - NIVEAU PIEZOMETRIQUE 15
4.2.2 - ESTIMATION DES CARACTERISTIQUES HYDRO-
DYNAMIQUES 16
4.3 - QUALITE DE L'EAU 17
5 - MODELISATION 18
5.1 - PRINCIPES DE LA MODELISATION 18
5.2 - CARACTERISTIQUES DU MODELE 19
5.2.1 - LE MAILLAGE UTILISE- 19
5.2.2 - LES DONNEES INTRODUITES 19
5.3 - CALAGE DU MODELE EN REGIME PERMANENT 23
5.3.1 - DONNEES DE DEPART 23
5.3.2 - RESULTATS DE L'ETALONNAGE 24
5.3.3 - BILAN DES DEBITS 28
5.3.4 - TRAJECTOIRE DES LIGNES DE COURANT 28
6 - CONCLUSIONS 30 - 3 -
TABLE DES ANNEXES
Annexe 1 - Carte d'implantation des travaux et de profondeur du substratum de la nappe alluviale de la Savoureuse (échelle 1/5 000) hors texte Annexe 2 - Tableaux des principales données des ouvrages anciens (2a) et des ouvrages réalisés dans le cadre de l'étude (2b) 33 Annexe 3 - Coupes lithologiques des sondages mécaniques réalisés dans le cadre de l'étude 36 Annexe 4 - Résultats de la campagne de reconnaissance géophy- sique par sondages électriques 53
Annexe 5 - Carte piézométrigue de la nappe de la Savoureuse au 14 mai 1987 hors texte Annexe 6 - Résultats des pompages d'essai 61 Annexe 7 - Résultats des analyses d'eau 70
TABLE DES FIGDRES
Figure 1 - Plan de situation de la zone étudiée - échelle 1/25 000 6
Figure 2 - Tableau des résultats des relevés piézométriques 12
Figure 3 - Configuration et codification du maillage utilisé 20
Figure 4 - Carte des perméabilités 21
Figure 5 - Bilan des flux horizontaux, par tronçon de rivière 25
Figure 6 - Carte piézométrique en moyennes eaux 26 1 - INTRODUCTION
1.1 - OBJET DE L'ETUDE Les captages gui alimentent en eau potable le District de l'Ag- glomération belfortaine (D.A.B.) sont implantés dans la nappe alluviale de la Savoureuse, au Nord de BELFORT. Le projet de doublement du CD. 465 prévoit la réalisation de travaux à l'in- térieur des périmètres de protection des captages. Un tel projet ne peut donc être envisagé sans une étude hydrogéologigue détail- lée de la zone des captages.
Cette étude a pour objet :
- de déterminer les caractéristiques hydrodynamiques et physico-chimiques de la nappe de la Savoureuse dans le secteur des captages du D.A.B.,
- d'estimer les conséquences des travaux sur les débits et sur la qualité de l'eau pompée pour l'alimentation en eau potable des collectivités concernées,
- de définir les mesures a prendre pour limiter tous les risques de pollution.
1.2 - MODALITES ADMINISTRATIVES L'étude a été réalisée à la demande du Département du Territoire de Belfort, par le Service géologique régional Franche-Comté du B.R.G.M.. - 5 -
2 - CADRE GENERAL DE LA ZONE ETUDIEE
2.1 - SITUATION GEOGRAPHIQUE (cf. figure n° 1 et annexe 1) La zone des captages du D.A.B. concernée par le projet de double- ment du CD. 465 est située dans la plaine alluviale de la Savou- reuse, au Nord de BELFORT, entre VALDOIE et SERMAMAGNY.
Les deux tracés routiers envisagés traversent la plaine allu- viale, à l'Ouest des captages, à l'intérieur du périmètre de pro- tection rapprochée et localement très près, et même légèrement à l'intérieur du périmètre de protection immédiate, en ce gui con- cerne la variante centre. La région étudiée concerne l'ensemble de la plaine alluviale dans la zone des captages. Elle est limitée approximativement :
- au Nord, par la limite communale entre SERMAMAGNY, CHAUX et LACHAPELLE-SOUS-CHAUX,
- au Sud, par une ligne passant immédiatement au Sud de la colline du Monceau, - à l'Est et à l'Ouest, par les premiers reliefs qui marquent la limite morphologique de la plaine alluviale.
Elle couvre une superficie d'environ 5 km2.
2.2 - CADRE GEOLOGIQUE La plaine alluviale de la Savoureuse est occupée par des allu- vions d'origine fluviatile ou fluvio-glaciaire constituées par un mélange de sables, de graviers, et de galets, parfois de grosse taille (diamètre supérieur à 10 cm). Ces matériaux, déposés sous régime plus ou moins torrentiel, ne sont pas homogènes et des ni- veaux très grossiers, riches en galets peuvent passer rapidement, tant verticalement que latéralement, à des dépôts plus fins, al- lant des sables aux silts et limons.
De même, l'épaisseur des alluvions n'est pas constante et peut varier de quelques mètres à plus de 10 mètres.
Dans la région étudiée, la vallée de la Savoureuse est creusée dans les séries anciennes primaires de la bordure méridionale des Vosges. - 6 - Figur e_l^
PLAN DE SITUATION DE LA ZONE ETUDIEE
secteur d1etude échelle 1/25 000 - 7 -
Ainsi sur la plus grande partie du site, le substratum est repré- senté par les assises du Permien constituées essentiellement par des argilolites admettant localement quelques intercalations len- ticulaires de grès plus ou moins altérés, l'ensemble ayant une teinte rougeâtre caractéristique.
Ce n'est qu'à l'extrémité sud que l'on trouve, sous les allu- vions, les schistes, d'âge dinantien ; ces derniers affleurant dans la montagne du Salbert, forment la butte-témoin du Monceau au centre de la plaine alluviale et bordent celle-ci, au Sud-Est,
2.3 - CADRE HYDROGEOLOGIQUE Les alluvions de la Savoureuse renferment une nappe aquifère d'un grand intérêt pour l'agglomération belfortaine puisque les puits qui y sont implantés alimentent en eau potable une grande partie du D.A.B. et, en appoint, deux Syndicats des Eaux et un réseau communal. Le volume exploité annuellement est de l'ordre de 6 000 000 m3 et dessert une population évaluée à 80 000 per- sonnes.
Les argilites du Permien, comme les schistes dinantiens consti- tuent le substratum imperméable de la nappe.
La Savoureuse reçoit deux petits affluents en rive droite :
- le RhÔme, au Nord-Ouest, qui coule au pied du versant oc- cidental de la vallée et se jette dans la Savoureuse a 300 m au Sud du CD. 24,
- le Verbote, au Sud-Ouest, issu des grands étangs de Mal- saucy et de la Véronne et qui coule au pied du massif du Salbert avant de se jeter dans la Savoureuse au lieu-dit "Le Monceau".
Ces rivières, à caractère torrentiel, sont en partie asséchées en été et leurs rives sont peu colmatées. - 8 -
3 - COLLECTE DES DONNEES
3.1 - RECHERCHE DOCUMENTAIRE, DEPOUILLEMENT ET ANALYSE DES DONNEES
Méthode
- Recueil auprès de la Direction départementale de l'Equi- pement de toutes les informations techniques concernant le projet de doublement du CD. 465. - Recueil auprès du D.A.B. de toute la documentation dispo- nible concernant la géologie, 1 ' hydrogéologie, la qualité de l'eau de la nappe de la Savoureuse et les caractéris- tiques des captages.
- Consultation des archives de la Banque des Données du Sous-Sol du B.R.G.M. concernant la géologie et 1'hydro- géologie dans la zone étudiée.
Résultats principaux : 3.1.1 - LES CAPTAGES Dû D.A.B.
Comme nous l'avons signalé au paragraphe 2.3, l'alimentation en eau potable du D.A.B. se fait essentiellement (15 000 m3 à 18 000 m3/jour) grâce à des captages implantés dans la nappe alluviale de la Savoureuse, un faible apport provenant de la prise d'eau dans le Doubs, à MATHAY. Les captages du D.A.B. se répartissent en trois ensembles :
- au Nord, entre la route d'EVETTE (CD. 24) et la Savou- reuse, c'est-à-dire en rive droite de celle-ci, un groupe de trois puits captants gravitaires reliés à un puits collecteur, connus sous le nom de "Puits Schneider". Pro- fondeur moyenne des captages : 4 m,
- au centre, en rive gauche de la Savoureuse, un autre groupe captant gravitaire dont un puits central dit "Puits Parisot". Profondeur moyenne des captages : 6 m,
- au Sud, trois puits de pompage :
. P3, en rive gauche de la Savoureuse, à un peu plus de 300 m de celle-ci et à 350 m au Nord de la col- line de Monceau, - 9 -
. PI, à une vingtaine de mètres de la Savoureuse, en rive droite, au Nord-Ouest de la colline de Mon- ceau,
. puits Monceau implanté immédiatement en bordure de la Savoureuse, rive droite, entre la montagne du Salbert et la colline de Monceau.
Le tableau ci-dessous indigue approximativement la répartition des débits entre les puits gravitaires et les puits de pompages :
basses eaux hautes eaux
PI + P3 + Monceau : 9 à 10 000 m3/j 10 000 m3/j
Schneider + Parisot : 5 000 m3/j 8 000 m3/j
En période de basses eaux une baisse de productivité est géné- ralement constatée. Elle provient surtout des puits gravitaires dont le débit peut même devenir nul lors d'une sécheresse ex- trême, comme cela s'est produit en août 1952 (selon les infor- mations recueillies dans les archives du B.R.G.M.).
En ce qui concerne les puits de pompage, le puits Monceau est le plus productif et peut fournir plus de 200 m3/h. A titre indica- tif, lors du relevé piézométrique synchrone réalisé dans la zone d'étude le 14 mai 1987, les débits de pompages étaient de :
- 109 m3/h en P3, - 141 m3/h en PI, - 167 m3/h au puits Monceau.
A l'Est de la colline de Monceau, existent également deux puits de pompage (PI et PII) qui sont exploités à un faible débit et alimentent la commune de VALDOIE sur laquelle ils sont implantés. Du fait de leur situation géographique, ces ouvrages ne sont pas concernés par le projet routier.
3.1.2 - DONNEES PONCTUELLES EXISTANTES L'implantation des puits de captages du D.A.B. et des puits de VALDOIE a souvent été précédée de reconnaissances par sondages et pose de piézomètres. C'est ainsi qu'ont été trouvées en archives 23 coupes de sondages, certaines assorties de résultats de pom- pages d'essai :
- 14 sur la commune de SERMAMAGNY, dont les puits PI, P3 et Monceau, - 10 -
- 9 sur la commune de VALDOIE, au voisinage des captages PI et PII.
Les principaux résultats de ces travaux, dont l'implantation fi- gure sur le plan de l'annexe 1, sont regroupés dans les tableaux de 1'annexe 2 .
3.2 - RECONNAISSANCE DE LA ZONE D'ETUDE (cf. plan de l'annexe 1)
3.2.1 - SONDAGES DE RECONNAISSANCE
Compte-tenu des prescriptions afférentes, aucun sondage de recon- naissance n'a été réalisé à l'intérieur du périmètre de protec- tion immédiate des captages du D.A.B., couvrant une superficie de 1 km2 environ.
Ainsi, tous les travaux de reconnaissance ont été exécutés dans le périmètre de protection rapprochée. Ils ont comporté l'exécu- tion de :
- 10 sondages de reconnaissance éguipés en piézomètres et désignés SP1 à SP10 (exécutés en avril 1987 par la Socié- té HYDROGEO),
Les coupes lithologiques détaillées des 16 sondages de reconnaissance équipés de tubes piézométriques sont don- nées dans l'annexe 3, et résumées dans l'annexe 2b. Ces sondages ont été descendus systématiquement jusqu'au sub- stratum dans lequel ils ont pénétré d'au moins 0,50 m. Ils ont mis en évidence l'existence d'une couche d'allu- vions grossières (mélange de sables, graviers, galets), parfois plus ou moins argileuses (surtout dans la partie supérieure), d'épaisseur très variable (4 m à 11 m) sous un recouvrement peu épais (quelques décimètres) de limon sableux brun-rougeâtre à brun-noirâtre, renfermant de nombreux graviers et galets. Les alluvions sont de nature siliceuse comme les roches du bassin d'alimentation qui appartiennent au massif vosgien, auquel elles ont été arrachées. Le substratum est le plus souvent constitué par des argilites rougeâtres du Permien avec, parfois, des petites intercalations gréseuses. Les schistes du Dinantien n'ont été rencontrés qu'au droit du sondage SP9.
- 3 stations d'essai (PI - SP11, P2 - SP12, P3 - SP13) comportant chacune un sondage de reconnaissance équipé pour permettre la réalisation d'un petit pompage d'essai, couplé avec un piézomètre, distant de 5 à 6 m, servant à suivre l'évolution du niveau de la nappe,
- 16 sondages électriques ayant pour but essentiel de re- connaître la cote du substratum. - 11 -
Les résultats bruts de cette campagne de reconnaissance sont donnés dans les annexes suivantes :
- annexe 1 : Carte d'implantation des travaux et de pro- fondeur du substratum de la nappe alluviale de la Savou- reuse (échelle 1/5 000),
- annexe 2 : Tableaux des principales données des ouvrages anciens (2a) et des ouvrages réalisés dans le cadre de l'étude (2b),
- annexe 3 : Coupes lithologiques des sondages mécaniques réalisés dans le cadre de l'étude,
- annexe 4 : Résultats de la campagne de reconnaissance géophysique par sondages électriques.
3.2.2 - PIEZOMETRIE Une prospection sur le terrain a permis de déceler 16 puits par- ticuliers, localisés principalement dans la partie nord de la zone étudiée et identifiés par les lettres A à R. Par ailleurs, avec l'autorisation et l'aide du D.A.B., 9 anciens piézomètres, identifiés par les symboles Pi (6) et Pv (3) ont été remis en état, à l'intérieur du périmètre de protection immé- diate.
En outre, trois repères ont été placés sur des ouvrages d'art (0A1, 0A2, 0A3).
Tous ces points (sondages, piézomètres, puits particuliers, re- pères sur ouvrages d'art), de même que les trois puits de pompage du D.A.B. (puits Monceau, PI et P3), ont été rattachés au N.G.F., par les Services des Routes du Conseil Général.
Des relevés synchrones de niveaux d'eau ont été effectués le 14 mai et le 17 juin (hautes eaux). Ils devront être complétés par un relevé en période d'étiage (septembre/octobre 1987).
L'ensemble des mesures exécutées est donné en figure n° 2.
Enfin, un limnigraphe enregistreur a été mis en place sur un puits particulier (G) afin de suivre en continu les fluctuations du niveau de la nappe. ETUDE HYDROGECUXigUE - NIVEAU des PUZOS , des PUITS etc..
ALTITUDE N I V EAU NAPPE PIEZO OBSERVATIONS
N" PJJ20 PIEZO Le 14 Mai 1987 Le 17 Juin 1987 Le: Le: Toutes les cotes
Avec UlUSANWS soot du svstène CHAPEAU CHAPEAU Relevé Altitude Relevé Altitude Altitude Relevé Altitude Relevé Altitude NORMAL IGN 1969 * SPl 404,134 404,134 4,41 399,724 3,39 400,744 1,02 IPA. GAUTHIER SP2 401,549 401,549 3,54 398,009 2,% 398,589 058 SP3 399,417 399,417 3,33 396,087 2,96 396,457 0,37 Rue Nouvelle SP4 397,856 397.856 2,77 395,086 2,24 395,616 053 SP5 395,171 395,171 3.42 391,751 2,35 392,821 1,07 SP6 389,302 389,302 1,52 387,782 1,36 387,942 0,16 5P7 388,429 388,379 4,51 383,869 3,85 384,529 0,66 SP8 385,748 385,698 2,84 382,858 2,23 383,468 0,61 SP9 383,964 383,904 3.09 380,814 2,05 381,854 1,04 Stade VALDOIE SP10 392,683 392,683 2,62 390,063 2,27 390,413 0,35 SP11 396,384 396,384 3,07 393,314 2,90 393,484 0,17 Ets MAUGIERE SP12 391,987 391,987 2,71 389,277 2,51 389,477 0,2 SP13 386,465 386,415 2,18 384,235 2,08 384,335 0,1 Ets MAUGIERE PI 396,503 396,503 3,36 393,143 3,21 393,293 0,15 P2 392,096 392,096 2,76 389,336 2,59 389,506 0,17 P3 1,99 1,89 0,10 Abandonné
Pil 388,436 388,426 2,89 385,536 2,82 385,606 0,07 Pi2 Don levé Pi3 388,183 388,173 2,89 385,283 2,86 385,313 0,03 Pi4 non levé Pi5 386,119 386,109 1.77 384,54 1.70 384,41 0,07 Piézo couché Pi6 non levé Pi7 385,519 385,509 2,07 383,439 2,02 383,489 0,05 Pi8 385,248 385,238 1,80 383,438 1,83 383,408 0,03 Pi9 385,188 385,178 1,89 383,288 1,85 383,328 0,04 Pv3 384,516 384,516 1,48 383,036 1,26 383,256 0,22 Pv4 384,174 384,174 2,34 381,834 1.90 382,274 0,44 Pompe à chaleur Pv8 385,352 385,342 1,30 384,042 1,19 384.152 0,11
Puits Particuliers
A 394,227 394,227 3.09 391,137 B 392,543 392,543 392,543 1,28 391,263 D 395,949 395,949 3,10 392,849 2,63 393,319 E 392,336 392,336 0,71 391,626 0,61 391,726 G 403,031 403,031 3,24 399,791 2,68 400,351 H 405,061 405,061 1,44 403,621 1,33 403,731 I 402,737 402,737 0,68 402,057 0,70 402,037 J 396,080 396,080 2,86 393,220 2,43 393,650 K 400,560 400,560 0,78 399,780 0,68 399,880 L 401,803 401,803 2,01 399,793 2,50 399.303 M 395,184 395,184 2,83 392,354 1,89 393.294 N 397,291 397,291 1,81 395,481 1,65 395,641 0 398,290 398,290 2,27 396,020 1.95 396,340 P 393,922 393,922 3,54 390,382 2,66 391,262 Q 391,703 391.703 1,55 390,153 0,92 390,783 R 388,971 388,971 1.55 387,421 1.75 387,221
Mesures sur Ouvrages 1 400,536 400,536 2,74 397,796 2,78 397,756 2 399,653 399,653 3,83 395,823 3 384,668 384,668. 2,52 382,148 Puits de Captage du District (D P5 388,833 388,833 A, 50 334,33 PA 385,690 385,690 4,97 380,72 IHnc 384,123 384,123 A, so 379,62 (1) : Les altitudes indiquées en colonne 5 correspondent au niveau dynamique stabilisé de la nappe alors que les puits étaient exploités à 110 m3/h (P3) , 140 m3/h (Pl), 170 m3/h (Puits Monceau). - 13 - 3.2.3 - POMPAGES D'ESSAI Un pompage d'essai sommaire de courte durée (3 heures) a été ef- fectué sur chacune des 3 stations mises en place dans le cadre de l'étude. L'annexe 6 donne les résultats obtenus et leur interpré- tation, tant en ce qui concerne les pompages exécutés dans le cadre de l'étude que ceux retrouvés en archives. 3.2.4 - PRELEVEMENTS ET ANALYSES D'EAU Des échantillons d'eau brute ont été prélevés en fin de pompage : - le 01/06/1987 : dans PI, dans la Savoureuse proche et dans P3, - le 02/06/1987 : dans P2 et dans le ruisseau du Rhôme, - le 09/06/1987 : dans les trois puits de pompage du D.A.B.: Monceau, PI et P3. Tous ces prélèvements ont été effectués en période d'eaux plutôt hautes et ont fait l'objet d'analyses physico-chimiques complètes (type I + traces). Un second prélèvement est prévu sur les trois puits de pompage du D.A.B., en période d'étiage. Les résultats de ces analyses sont donnés en annexe 7. - 14 - 4 - SYNTHESE DES RESDLTATS OBTENOS ' 4.1 - GEOMETRIE Du RESERVOIR 4.1.1 - CARTE DE LA PROFONDEUR DU TOIT DU SUBSTRATUM IMPERMEABLE La synthèse de tous les sondages, anciens et nouveaux, a permis de tracer la carte du toit du substratum du réservoir alluvial (cf. annexe 1). L'examen de ce document amène les remarques sui- vantes : - L'épaisseur des alluvions (limons de surface compris) apparaît très variable : de 2,5 m (S5, S6, S7) à 12,50 m (SP3). - Les valeurs les plus faibles se rencontrent : . d'une part, comme c'est normal, en bordure de la plaine alluviale où le substratum remonte rapide- ment avant d'affleurer un peu plus loin (SP6, par exemple), . d'autre part, au droit d'une sorte de "haut-fond" orienté S.SE - N.NE qui semble relier la colline de Monceau à la colline de "Sur la Forge" et où l'é- paisseur des alluvions est inférieure à 5 m (S3, S4, S5, S6, S7, SP13). A noter gue le puits central Parisot est implanté sur ce "haut- fond", ce qui est confirmé par la coupe du sondage ancien S4, exécuté à une cinquantaine de mètres plus au Nord et gui n'a traversé que 4 m d'alluvions grossières au-dessus des argilites du Permien et sous 0,30 m de terre végétale. - Ailleurs, l'épaisseur des alluvions varie généralement entre 6 m et 10 m, les plus fortes valeurs relevées se trouvant au Nord, sous le village de SERMAMAGNY, de part et d'autre de la Savoureuse (PI : 11,50 m - SP3 : 12,50 m) et au Sud-Ouest, entre la montagne du Salbert et la colline de "Sur la Forge" (captage PI : 10,50 m - SP7 : 10,50 m - SP8 : 10 m). D'une manière générale, l'allure des courbes montre : - une forte pente et un certain surcreusement sous le vil- lage de SERMAMAGNY, - 15 - un chenal de surcreusement gui, à partir de l'étrangle- ment entre la montagne du Salbert et la colline de Mon- ceau se développe en s ' amortissant vers le Nord-Ouest. C'est sur ce chenal que sont implantés les puits de cap- tages du D.A.B. : Monceau et PI, en aval du pont de SERMAMAGNY, en rive gauche de la Savoureuse, une pente du substratum moins prononcée et plus régulière. 4.1.2 - LIMITES LATERALES L'aquifère est limité à l'Est, comme à l'Ouest, par les coteaux et reliefs des terrains anciens, permiens et dinantiens, qui constituent par ailleurs, le substratum imperméable de la nappe L'aquifère se prolonge au Nord et au Sud de la zone d'étude, comme la vallée de la Savoureuse. 4.2 - CARACTERISTIQUES HYDROGEOLOGIQUES 4.2.1 - NIVEAU PIEZOMETRIQUE On notera d'abord que l'ensemble des observations faites (forages et sondages électriques) montrent que dans la 2one étudiée il n'y a pas de manteau peu perméable (argileux) d'une continuité et d'une épaisseur suffisantes pour être significatif en plan hydro- géologique . Cela induit que la nappe est libre aussi bien en période de basses eaux qu'en période de hautes eaux. Les campagnes de mesures piézométriques réalisées au moment de la rédaction de ce rapport (mai 1987 et juin 1987 - cf. figure n° 2) montrent un battement compris entre 0 et 1 m environ entre mai et juin 1987. Carte des isopièzes : Un relevé piézométrique synchrone a été réalisé le 14 mai 1987 sur l'ensemble de ces points, alors que le niveau des eaux pouvait être considéré comme moyen. La carte pié- zométrique de la nappe au 14/06/1987, établie à partir de ces me- sures (cf. annexe 5) doit être considérée comme un schéma qui a essentiellement pour objet : - de permettre l'initialisation et le calage d'un modèle mathématique des écoulements dans la nappe, - d'identifier à un niveau préliminaire les principales contraintes liées à la vulnérabilité de la nappe : gra- dient de potentiel, direction générale des écoulements. - 16 - Un deuxième relevé piézométrique effectué le 17 juin 1987 par les services des Routes du Conseil Général, après une période plu- vieuse, a mis en évidence une élévation générale du niveau de la nappe avec des valeurs très variables (décimétriques à métriques) selon les endroits. Enfin, les cotes relevées le 30 juin 1987 sur les étangs situés au Sud-Ouest de la zone d'étude, ont montré qu'il s'agit de plans d'eau endigués, perchés par rapport à la nappe alluviale. Il semble qu'il s'agisse de retenues implantées sur des zones d'af- fleurement des argilites permiennes imperméables. 4.2.2 - CARACTERISTIQUES HYDRODYNAMIQUES Les caractéristiques hydrodynamiques de la nappe alluviale de la Savoureuse ont été déterminées à partir de l'interprétation des pompages d'essai. Les pompages d'essai réalisés dans le cadre de l'étude (faible diamètre, courte durée, faible débit d'exhaure), ont donné quelques indications. La remontée dans le piézomètre SP12 (près de P2) a mis en évidence une transmissivité très faible : 1,4.10-4 m2/s en relation probablement avec le caractère argileux des alluvions, en bordure de la plaine alluviale. Le niveau de la nappe est resté parfaitement stable dans SP11 malgré un pompage de 8 m3/h pendant 3 heures dans PI, distant de 5,30 m. Un rabattement stabilisé de 1,5 cm a été relevé dans SP13 après 3 heures de pompage à 2 m3/h dans P3, distant de 6,50 m. Parallèlement, les résultats des pompages d'essais de longue du- rée effectués avant la mise en service de plusieurs captages du D.A.B. ont été retrouvés dans les archives du B.R.G.M.. L'inter- prétation des ces pompages d'archives a été faite en partie à l'ordinateur, à l'aide du logiciel ISAPE (pour les pompages les mieux réalisés), suivant le modèle des nappes captives et en ap- pliquant l'équation de THEIS. La méthode de JACOB a été utilisée pour interpréter les pompages qui n'ont pu l'être avec ce logiciel. Les résultats obtenus sont les suivants (cf. annexe 6). Transmissivité Coefficient ill d 'emmagasinement (s) Puits Monceau.... 12 .10-2 m2/s 0,27 Captage P3 2,16.10-2 m2/s Captage PI 3 .10-2 m2/s 0,09 Forage P4 0,4 .10-2 m2/s Puits PII de VALDOIE 0,5 .10-2 m2/s 0,1 (estimé) - 17 - En tenant compte de ces résultats et des fluctuations du niveau de la nappe entre le 14/05/1987 et le 17/06/1987, on constate que les alluvions présentent généralement une bonne perméabilité, les valeurs étant de l'ordre de 5 à 0,8.10-3 m/s. Les valeurs les plus élevées ont été mesurées dans le secteur de Monceau, et à l'Est de l'étang de la Véronne. Les perméabilités les plus fai- bles caractérisent les alluvions situées au Sud-Est et proches des affleurements permiens ou dinantiens. 4.3 - QUALITE DE L'EAU Les résultats des analyses physico-chimiques des échantillons prélevés le 01/06/1987 (sondages PI, P3 et Savoureuse), le 02/06/1987 (sondage P2 et ruisseau du RhÔme ) et le 09/06/1987 (captages du D.A.B., PI, P3, Puits Monceau), sont regroupés dans les tableaux de l'annexe 7. Tous ces résultats caractérisent des eaux douces (TH compris entre 2 et 5,3) à caractère légèrement acide (pH variant de 6,4 à 6,7). Les très fortes valeurs de résistivité relevées (7 000 à 18 000 ohms/cm) sont en relation avec la très faible minéralisation des eaux . Ces eaux ne contiennent ni fer, ni manganèse, ni aucun autre élé- ment chimique en proportion importante, les teneurs en éléments majeurs étant même le plus souvent inférieures aux valeurs du ni- veau guide figurant dans la directive 80/778/CEE du 15 juillet 1980, relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine. Ces eaux peuvent être considérées comme chimiquement pures et, de ce point de vue, conviennent donc a l'alimentation urbaine. - 18 - 5 - MODELISATION 5.1 - PRINCIPES DE LA MODELISATION Les modèles d'hydrodynamique souterraine calculent la répartition de potentiels (hauteurs piézométriques) dans l'espace et dans le temps à partir des caractéristiques de l'aquifère (transmissivi- tés ou perméabilités, cotes du substratum, cotes du toit, coeffi- cients d'emmagasinement), des débits prélevés (pompages, cours d'eau drainants) et injectés (infiltrations, pluie efficace), ainsi que des conditions aux limites du domaine, représentant les entrées et les sorties de flux dans le secteur modélisé. Ces mo- dèles sont basés sur l'équilibre du bilan des flux (tenant compte en régime transitoire de la variation du volume d'eau emmagasi- né). Ainsi, au droit d'une maille, le total des débits d'entrée est égal au total des débits de sortie. De même, ce bilan doit être équilibré à l'échelle de l'ensemble du domaine modélisé (somme des alimentations par les limites et dans le champ = somme des débits prélevés et des sorties). Sur les limites, les entrées et sorties doivent être imposées, soit sous forme de débits, soit sous forme de potentiels (les potentiels imposés et les poten- tiels calculés des mailles voisines situées dans le champ indui- sent des gradients, donc des débits d'entrée ou de sortie). Dans un premier temps, on procède à l'étalonnage (calage) du mo- dèle, c'est-à-dire qu'on vérifie la cohérence de l'ensemble des données introduites : transmissivités ou perméabilités + cotes du substratum + cotes du toit ; coefficients d'emmagasinement ; dé- bits ; conditions aux limites (potentiels ou débits imposés). Pour cela, on compare les cotes piézométriques mesurées dans le champ au niveau des points d'observation avec les potentiels calculés sur les mailles correspondantes. Si le modèle ne res- titue pas parfaitement ces cotes mesurées, on est conduit à faire la critique des données introduites, en particulier dans les sec- teurs où les mesures sont peu abondantes ou imprécises, et des réajustements sont effectués. Lorsque le modèle restitue bien la réalité mesurée, l'étalonnage est considéré comme satisfaisant. On augmente sa fiabilité en étalonnant plusieurs états permanents ou en réalisant un étalonnage en régime transitoire. Le modèle peut être alors utilisé comme outil de prévision. On introduit les conditions correspondant à de nouvelles hypothèses d'exploitation ou d'aménagement et le modèle calcule l'effet ob- tenu. On obtient des cartes de potentiels calculés sur lesquelles sont tracées les courbes équipotentielles et éventuellement les lignes de courant résultantes, correspondant aux hypothèses in- troduites . - 19 - 5.2 - CARACTERISTIQUES DO MODELE 5.2.1 - LE MAILLAGE UTILISE La nappe alluviale a été simulée suivant le modèle des nappes libres en régime permanent. La configuration du maillage adopté est présentée sur l'annexe 5 et la figure n° 3. Il s'agit de mailles carrées de 75 m de côté. Au total, le modèle est composé de 972 mailles réparties suivant 36 lignes numérotées de 1 à 36 et 27 colonnes numérotées de 1 à 27. Chaque maille est caractérisée par un code dont la valeur est po- sitive pour les mailles de calcul, nulle pour les mailles imper- méables et négative pour les mailles à potentiel imposé (cf. fi- gure n° 3 ) . Le long des limites à potentiel imposé, les mailles sont affec- tées du code - 1. Le Rhôme est caractérisé par le code négatif - 2. L'existence des grands étangs de la Courbe Chaussée, de la Véronne et celui de la Ville étant liée au caractère imperméable des terrains constituant leur substratum, les débits d'échanges entre ces plans d'eau et la nappe alluviale ont été considérés comme nuls. 5.2.2 - LES DONNEES INTRODUITES Les données d'entrée sont de deux types et sont représentées par : - les caractéristiques hydrodynamiques de l'aquifère, - les débits d'échange à l'intérieur du domaine étudié. 5.2.2.1 - Les paramètres hydrodynamiques La perméabilité (cf. figure n° 4) : La répartition des perméabilités adoptées a été déterminée à l'aide de l'interprétation des pompages d'essai, mais aussi sui- vant la réponse d'un piézomètre à une crue (fluctuation du niveau de la nappe entre la mesure du 14/05/87 et la mesure du 17/06/87). A chaque code positif, correspond une valeur de permé- abilité variant de 0,8.10-3 m/s à 10.10-3 m/s suivant les corres- pondances suivantes : MUDE SLlíSÍMftEIH NAPPE UBRí i; CONFIGURATION ET CODIFICATION DU MAILLAGE UTILISE SlfiüLAllON NO 12 CODIFICATION DU KftlLLAGE 9 10 I) 17 13 14 IS U 17 18 IT 20 21 77 23 24 25 26 27 -I -1 -1 -I -1 -1 -1 -1 -1 -I -1 -1 -I -I -1 -I -1 -1 -1 -I -2 11111111111 I I 1 1 11 1 I I -2 I 1 1 I I 1 . I I I 1 I I I 1 11 I I I 1 -2 I I 1 1 1 I I I I I I I I II I 1 1 I -2 I I I I I I I I I 1 1 14 I I I -2 I I I I I I I I 1 I 1 14 1 1 I 1 -2 1 1 1 1 I 1 I 1 1 1 1 10 I I I 1 -2 I I I 1 1 1 1 1 1 I 10 I I I -2 1 1 1 1 I 1 I 1 1 1 10 I 1 -2 I 1 1 1 1 I 1 I 1 I 10 1 1 I -2 1 I I 4 4 4 4 4 4 10 1 1 I 1-21444444491 I 2 1111-2444444 4 4 2 2 2 2 111111-244 4 111 2 2 2 2 1111111-2444 9 1111 2 2 2 2 1 I I -2 4 4 4 4 9 I I I I 2 2 2 2 11-21119 11111 2 2 1 1 8 8 B B I 1 1 1 I 1 I 2 18 1111111111 1 2 1 18 11111113 3 3 I 2 2 11 1 B 1 1 I I I I I I 3 3 3 -111 1111 I I 19 1 I 1 1 1 1 I I 1 I 1 1 1 1 I 1 1 I I I I 1 1 19 1 I 1 1 1 I I I I 1 I 1111111 111 144 19 441 11111 1 I 1 I 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 4 4 4 19 4 4 4 1 1 1 1 1 1 I 1 12 1 lljliljllj I 1 1 1 1 4 4 4 4 19 4 4 4 1 1 I 1 1 1 1 1 I 12 12 12 12 1 1 1 4 4 4 4 7 4 4 4 I 1 I i 1 1 1 I -1 I 12 12 1 4 4 4 4 4 4 111 3 3 3 3 1 1 1 1 12 4 4 4 4 h i 4 1 1 1 3 3 3 3 I 1 1 4 12 4 4 4 4 4 i 4 1 3 3 3 3 1 I 14 13 13 444464 3 3 3 1 I 5 S S 13 13 S S IB S I I 1 I I I S 13 13 IS 5 I I 1 1 1 1 5 It S 5 S 1 I I I I 5 17 5 5 S 1 I 1 -I -1 -1 -I 1 !É -I -I ETUDE SEftoAtlAGNT NAPPE LIBRE - 21 - Is CARTE DES PERMEABILITES SITUATION NO 12 CODIFICATION DU HAILLABE code 1 2 3 4 5 K IQ"3 m/s 2 5 0,8 7 10 f 10 tl 12 13 H IS It 17 IB IT 20 21 27 23 24 25 24 27 1 -I -I -1 -1 -1 -1 -I -1 -I -1 -I -I -I -1 -1 -1 -2 I I I I 1 1 I I 1 I 1 1 I 1 1 1 -2 1 1 I I I I . 1 I I 1 1 1 I 1 1 I -2 I 1 I 1 1 I 1 1 1 1 1 1 I I -2 1 I I 1 I I 1 1 I 1 1 I 14 -2 I 1 I I 1 1 I 1 1 I I M -2 I I 1 I 1 I I 1 I I I 10 1 1-2 I 1 11 I I I 1 1 110 1 -2 1 1 11 1 1.1 1 1 110 1 -2 I 1 1 1 1 1 I 1 1 1 10 1 1-2 I 1 1/4 I 1-2 1/4 1111-2 I 1 1 I I 1 -2 1111111-2 11-211171111 11111 111111 18 1 1 1 I 1 I I till 111111 1111 I I I 1 I I I? 1 1 1 111! 1 1 I 1 I I 1 11111 I I 1 I 1 I 1 I 1 1 4 4 4 If 4 4 4 4 1? 1111 1 1 12 12 12 12 I 1 1 1111 S S S 13 13 3 5 IB S 5 13 13 IS S 5 H 5 S 5 5 5 17 5 5 S -I -I -I -I -1 - 22 - n* code perméabilité 1 2 .10-3 «/ s 2 5 .10-3 m/ s 3 0,8 .10-3 m/ s 4 7 .10-3 m/ s 5 0 .10-3 m/ s Le coefficient d'emmagasinement : Ce paramètre n'intervient pas dans le calage en régime permanent. Il est en général de l'ordre de 10% et plus élevé dans le secteur du Monceau. La morphologie du substratum Les cotes du substratum ont été introduites conformément à la carte de l'annexe 1. 5.2.2.2 - Les débits d'échange à l'intérieur du domaine simulé Ils sont caractérisés par des apports ou des exhaures de nappe. Les apports imposés Ils sont essentiellement constitués par la pluie efficace. Pour la période considérée, la pluie efficace mensuelle est de 77 mm, mesure estimée comparativement aux données de l'année précédente observées sur la station pluviométrique de BELFORT. Les exhaures imposés Ils rassemblent les prélèvements en eau potable et en eau indus- trielle dans le secteur étudié, à savoir essentiellement : les forages Parisot (28,9 1/s), Schneider (57,8 1/s), Monceau (46 1/s), PI (39 1/s), P3 (28 1/s), soit un total de 199,7 1/s. Les échanges avec les cours d'eau Suivant la période et le tronçon considérés, les rivières ont un rôle de drainage ou d'alimentation de l'aguifère. Sur les tron- çons où le lit n'est pas colmaté ou l'est faiblement, la cote de l'eau dans le cours d'eau et le potentiel de la nappe au voisi- nage déterminent le sens (alimentation ou drainage) et l'impor- tance des échanges entre la surface et les eaux souterraines. - 23 - Dans le modèle, l'influence des cours d'eau peut être représentée de deux façons : - en imposant la cote de la nappe au droit de la rivière (c'est ce gui a été fait pour le Rhume), - en imposant la cote de l'eau dans la rivière (paramètre hv) et la "transmissivité" verticale Tv incluant le degré de colmatage (épaisseur e et perméabilité Kv des vases tapissant le fond du lit) et la surface d'échange (lar- geur du lit 1 et longueur du cours L sur chaque maille du modèle), söit : 1 L Tv = Kv (Tv s'exprime en m2/s) e Ce schéma a été utilisé pour représenter les échanges entre la Savoureuse, le Verbote et la napper Les cotes hv ont été déduites des mesures réalisées sur la rivière en trois points par inter- polation linéaire. La transmissivité verticale Tv a été ajustée au cours de l'étalonnage du modèle. Ses valeurs varient entre 20 et 40.10-3 m2/s, pour la Savoureuse. Pour le Verbote, Tv = 15.10-3 m2/s. 5.3 - CALAGE DU MODELE EN REGIME PERMANENT (MOYENNES EAUX) Le modèle calcule, pour chaque maille, la charge hydraulique moyenne en fonction des paramètres hydrauliques propres à cette maille et aux voisines. C'est par modulation progressive de ces paramètres que l'on cherchera à reconstituer l'état piézométrique de référence (moyennes eaux 87), en estimant la fiabilité respec- tive des différents paramètres introduits et la validité du choix des schémas adoptés. 5.3.1 - DONNEES DE DEPART Les données, introduites dans le modèle lors de l'étalonnage, sont : - les perméabilités, - les cotes du substratum, - les potentiels de mai 87, - les débits prélevés en 87, - une pluie efficace de 77 mm/mois, - 24 - les paramètres hv et Tv, par tronçons de rivière (cf figures n° 3 et 5) associés a un code positif. Ces données sont résumées dans le tableau suivant : rivière •tronçon code Q hv (m) Tv 10-3 m2/s de rivière Rhume - 2 - 37 potentiel imposé Verbote tronçon amont 12 - 35 383.7 15 tronçon aval 13 - 20 382.5 15 Savou- tronçon amont 11 23 401.9 20 reuse 14 63 400.9 30 10 0 396.3 20 9 72 393.4 30 8 - 35 389.0 20 19 56 386.7 20 7 31 385.1 20 6 20 383.5 20 18 12 382.4 40 15 5 382.0 40 16 1 380.6 20 tronçon aval 17 6 379.4 20 (*) : les débits négatifs représentent un drainage de la nappe par la rivière ; les débits positifs représentent une ali- mentation de la nappe par la rivière. 5.3.2 - RESULTATS DE L'ETALONNAGE La carte piézométrique obtenue fait l'objet de la figure n° 6. Les valeurs mesurées comparées aux valeurs calculées sont peu différentes, les différences étant en moyenne de 20 cm, comme le montre le tableau ci-dessous : IIUDI SERHAHABNT KAPPE UBRE , - 25 - lï SlmiLAUDN KO 12 BILAN DES FLUX HORIZONTAUX PAR TRONÇONS CODIFICATION DU HA1UAEE DE RIVIERE EN 1/s î 10 il 17 13 H 15 U 17 18 IT 20 21 72 23 24 25 24 27 -1 -1 -I -I -1 -I -I -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -I -1 -I -I -I -1 -1 -2 I 1 I I I 1 1 I I I 1 1 1 I I I |2II 3 I 1 I K-2 1111111111111 I II I I I •\ I I I 1 I I 1 I 1 1 1 I I I II 1 I I 1 -2 I I 1 1 1 I I I 1 1 I I 14 1 I I 1 1 1 1 1 I I 1 I I 1 M I I I 1 -2 I 1 1111 I I 10 1 1 1 I -2 I 1 1 1 I 1 I 1 I 1 10 I I lo -2 1 I 11 it l l l io i i I -I 1111 I 1 1 I I 10 1 1 \-37 1-2 1 1 I 4 4 4 10 1 1 11-2Y 1 1 1 2 2 11-24 4 4 4 4 4 4 4 î I I 2 2 2 2 1 I I I I , -1 . . 4 4 4 4 4 î 1 1 I 2 2 3 2 1111111-2\ 4 4 4 f 1 1 1 I I |72 2 2 2 2 1 1 1 -2 4 4 4 4 4 î I 1 I 1 2 2 2 2 11-2111 / 11111 2 2 1 ,8 I 1 A—B—8 — B 111111 1 2 16 6 1 1111111111 1-35 1 7 1 18 11111113 3 3 3 1 2 2 1 I 1 1 1 I 1 1 1 I 3 3 3 I 1 I 1 I 1 1 If I I I I 1 I 1 1 1 1 1 I 1 1 1 I I 1 1 I 1 1 1 IV 1 1 1 1 I I I 1 1 I 56 -1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4 If 4 4 1 1 1 I 1 1 I 111111111114 4 4 IIf 4 4 4 1 I 1 I I 1 -1 12 1 jliilljlll 111114 4 4 4 If 4 4 4 111111 1 -I 11—12—12 12 1 I I 4 4 4 4 7 4 4 4 1111111 1 \ -35 /31 -I I 12—12 14 4 4 7 4 4 4 111 3 3 3 3 1 1 1 I 12 4 4 4 4 4 4 4 1 I I 3 3 3 3 1 I 4 \z 4 4 444\4I133331 I 4 n—13 4 4 4 4 I 4 3 3 3 1 1 \-2O I 5 5 5 13—13 5 5 1812 5 1111 I 1 I 5 \3—13—1\ 5 5 5 1111 1 I I 5 14 1 5 5 5 I I I I I I 5 17 6 5 5 5 I I 1,1-1 ÜÜI H - -I -I 1 1 I -I nue se - 26 - Figure 6 MPPE LIBRE H SINHATION NO 12 CARTE PIEZOMETRIQUE ET REPRESENTATION POTENTIELS CALCULES DES CONES D'APPEL DES CAPTAGES »Tracés du projet 0 Captages 3 4 8 9 10 11 12 13 H 15 16 17 IS 19 20 21 22 23 24 25 26 27 3780 3770 3770 3770 - 27 - nom du coordonnées valeurs valeurs différence piézonètre du mal1läge mesurées calculées (m) 1 i gne-colonne SP 1 1 11 399.7 399.7 0 SP 2 6 16 398.0 397.6 - 0.4 SP 3 8 - 20 396.1 396.7 + 0.6 SP 4 9 17 395. 1 395.2 + 0.1 SP 6 21 3 387.8 387.7 - 0.1 SP 7 24 9 383.9 384.6 + 0.7 SP 9 32 - 23 380.8 381.0 + 0.2 SP 10 19 - 21 390.1 390.2 + 0.1 SP 11 14 - 21 393.3 393.2 - 0.1 SP 12 18 - 12 389.3 389.4 + 0.1 P 1 14 - 21 393.1 393.2 + 0.1 P 4 27 9 384.2 384.0 - 0.2 P 2 6 - 16 389.3 389.4 + 0.1 P 13 26 18 385.3 385.0 - 0.3 P 19 29 - 15 383.3 383.5 + 0.2 Pv 3 30 - 21 383.0 383.0 0 A 13 10 391.1 391.2 + 0.1 D 12 - 17 392.8 393.0 + 0.2 G 3 19 399.8 400.1 + 0.3 J 12 18 393.2 393.3 + 0.1 L 5 - 21 399.8 399.8 0 N 10 - 21 395.5 395.6 + 0.1 0 9 - 20 396.0 396.0 0 P 17 5 390.4 390.0 - 0.4 Q 16 5 390.1 390.1 0 R 22 1 387.4 387.4 0 L'écart moyen en valeur absolue atteint seulement 0.17 m. Certains écarts peuvent résulter du fait que la valeur mesurée (emplacement du piézomètre) et la valeur calculée (centre de la maille du modèle) ne correspondent pas exactement au même empla- cement, ce qui peut induire un écart non négligeable si le gra- dient de la nappe est important dans ce secteur. Les puits B, E, I, K, M, situés à proximité des affleurements permiens, ne doivent pas atteindre le même aquifère et présentent une piézométrie plus élevée que celle obtenue par le modèle, tra- duisant la présence probable d'une petite nappe perchée d'exten- sion très réduite. - 28 - 5.3.3 - BILAN DES DEBITS Le bilan des flux peut se résumer comme suit Entrées Sorties (1/s) (1/s) pluie efficace 86 prélèvements - 200 limite nord 72 limite ouest 36 limite est - 4 limite sud - 154 relations nappe-rivière . le Verbote - 55 . le Rhôme - 37 . la Savoureuse.... • 263 457 450 Les prélèvements représentent 44% des sorties. Ils sont compensés par les apports provenant de la Savoureuse gui constituent 57% des entrées. 5.3.4 - TRAJECTOIRE DES LIGNES DE COURANT La carte des potentiels calculés par le modèle (figure n° 6) a permis de tracer les limites de la zone d'emprunt de chacun des captages. Les eaux souterraines situées à l'intérieur de ces zones d'emprunt aboutissent au bout d'un temps plus ou moins long dans le captage correspondant : en d'autres termes, la limite de la zone d'emprunt est la courbe enveloppe de toutes les lignes de courant qui aboutissent au captage. Au contraire, les lignes de courant situées à l'extérieur ne se propagent pas vers les cap- tages et progressent vers l'aval. Ainsi, on observe sur la figure n° 6 que, dans la situation cor- respondant à des eaux moyennes (14 mai 1987), toutes les zones d'emprunt des captages sont orientées vers le Nord ou même le Nord-Est. De même, à proximité de la variante centre du tracé routier, les lignes de courant cheminent à peu près parallèlement au tracé. Donc, dans ces conditions, un déversement accidentel le long de l'axe routier projeté, ne devrait pas présenter des risques importants de propagation vers les captages par un chemi- nement entièrement souterrain. - 29 - Toutefois, il convient de tempérer cette conclusion par un cer- tain nombre de remarques : 1 - Le simple tracé des lignes de courant ne permet pas de prendre en compte la dispersion transversale qui fait qu'une pollution ponctuelle à sa source ne se propage pas selon une ligne de largeur réduite mais sous forme d'un nuage qui va en s ' élargissant de plus en plus vers l'a- val. Ainsi, compte-tenu de la proximité des zones d'em- prunt des captages amont (puits Schneider), le tracé centre amont (au Nord de la colline "sur la Forge") est à déconseiller : en effet, une pollution pourrait se propa- ger par dispersion transversale vers la zone d'emprunt du puits Schneider ouest. De même, en aval, pour la partie du tracé proche du puits Monceau. 2 - Si une pollution accidentelle était véhiculée par les cours d'eau superficiels (les deux projets de tracé re- coupent le cours du Rhâme, qui se jette ensuite dans la Savoureuse), elle risquerait ensuite de s'infiltrer en partie dans l'aquifère et d'atteindre le puits PI ou le puits Monceau, qui captent des eaux provenant en partie de la Savoureuse. De même, une pollution qui s'infiltre- rait dans les eaux souterraines dans la partie amont des tracés, pourrait être reprise par le RhÔme, qui joue un rôle de drain, et atteindre de même les captages PI et Monceau. La vitesse de propagation étant beaucoup plus rapide dans les cours d'eau superficiels que dans la nappe, la pollu- tion directe du Rhume ne laisserait qu'un délai très court pour réagir. Plus le transit à travers le réservoir aquifère serait important, plus on disposerait de temps pour protéger les captages. Nota : ces remarques concernant une pollution à partir du tracé routier projeté sont valables pour toute pollution accidentelle de la Savoureuse en amont, qui atteindrait les puits PI et Monceau très proches du cours d'eau, mais qui pourrait aussi concerner, selon l'ampleur de la pol- lution, les autres captages. 3 - L'orientation des lignes de courant n'est pas constante dans le temps. Les cours d'eau ne jouent pas forcément le même rôle en basses eaux et en hautes eaux (ils peuvent alimenter la nappe en crue et la drainer en étiage). Les constatations qui viennent d'être faites correspondent à des moyennes eaux (campagne de mesures du 14 mai 1987, étayée par un calage du modèle correspondant à cet état de la nappe et des cours d'eau). Il conviendra en parti- culier de compléter cette étude par un examen de la situ- ation en basses eaux : campagne de mesures, qui pourra sans doute être faite en automne, et mise en oeuvre du modèle . - 30 - 6 - CONCLUSIONS La nappe alluviale de la Savoureuse dans le secteur de SERMAMAGNY est un aguifère de 5 à 10 mètres d'épaisseur dont la vulnérabili- té est importante : - absence de couverture protectrice peu perméable en sur- face, - étroite liaison entre les cours d'eau (Savoureuse et ses affluents) et la nappe. La campagne de mesures piézométriques faite en moyennes eaux (14 mai 1987) a été étayée par la mise en oeuvre d'un modèle ma- thématique. L'examen de la trajectoire des lignes de courant (cf. figure n° 6 et annexe 5) montre que les risques de propagation vers les captages, à travers 1'aguifère, d'une pollution acciden- telle survenant le long de l'un dés tracés routiers en projet, sont peu importants dans des conditions de moyennes eaux. Cette étude devra être complétée par une campagne de mesures piézomé- triques en étiage, avec utilisation du modèle : il est possible en effet que les conditions soient différentes en période de basses eaux. Par ailleurs, si une pollution accidentelle est véhiculée en par- tie par les cours d'eau superficiels (Rhôme, Savoureuse), elle atteindra très rapidement les captages les plus proches de la rivière (puits PI et puits Monceau). Il convient de remarquer qu'une pollution de la Savoureuse en amont des captages, ne pro- venant pas du tracé routier qui fait l'objet de la présente étude, présenterait les mêmes risques de contamination du puits PI et du puits Monceau, mais pourrait atteindre également, selon le point de déversement, les autres captages. En conclusion, en attente de la campagne d'étiage qui permettra de compléter cette étude, il est possible d'aboutir aux recomman- dations suivantes : - Le tracé le plus à l'Ouest offre plus de garanties vis-à- vis de la protection des captages, du fait de son plus grand éloigneroent. - Le projet routier devra prendre en compte toutes mesures utiles destinées à éviter un déversement accidentel (si- gnalisation, limitation de vitesse, barrières de sécuri- té, digues de protection) et prévoir un système de fossés étanches permettant de collecter et de traiter les eaux de ruissellement sur la surface de la chaussée, et éven- tuellement de recueillir tout déversement accidentel. Des précautions particulières seront prises pour éviter tout déversement dans le réseau superficiel. - 31 - En cas de pollution des eaux souterraines, la propagation se ferait à une vitesse de 10 à plusieurs dizaines de mètres par jour, selon les endroits. Il conviendrait très rapidement de reconnaître l'ampleur de la pollution (con- naissance de la nature du polluant et de la quantité dé- versée, réalisation éventuelle de piézomètres) et de l'arrêter si cela est possible (excavation des sols pol- lués ou réalisation de puits de pompage de fixation de la pollution). Dans ce cadre, le modèle mathématique, mis en oeuvre pour étudier la cohérence de l'ensemble des don- nées recueillies et pour préciser la trajectoire des lignes de courant, pourrait être utilisé pour définir les mesures à prendre pour arrêter la pollution (implantation des puits de fixation et débits a pomper). Le modèle peut d'ailleurs, dès à présent, être mis en oeuvre pour défi- nir les mesures à prendre vis-à-vis de différents scéna- rios de pollution accidentelle. - 32 - ANNEXE 1 CARTE D'IMPLANTATION DES TRAVAUX ET DE PROFONDEUR DU SUBSTRATUM DE LA NAPPE ALLUVIALE DE LA SAVOUREUSE (échelle 1/5 000) (hors texte ) - 33 - ANNEXE 2 TABLEAUX DES PRINCIPALES DONNEES DES OUVRAGES ANCIENS (2a ET DES OUVRAGES REALISES DANS LE CADRE DE L'ETUDE (2b) ANNEXE 2 - PRINCIPALES DONNEES BES_ßUYBAGES AMCIEliS__EI__MQUÏEAla EPAISSEUR EPAISSEUR PROFONDEUR COTE NGF COTE NATURE DU RENSEIGNEMENTS OUVRAGES RECOU- GRAVIER SUBSTRATUM (sol •) SUBSTRATUM SUBSTRATUM HYDROCEOLOGIQUES VREMENT (m) (») (•) 2a - TRAVAUX ANCIENS VALDO1E . Sl (383,5) 1.0 8.2 9,2 (374.3) argile . S2 (382.8) 0.3 9.2 9.5 (373.3) argile rouge et pompage d'essai roche 7 . S3 (383.2) 0.3 9.0 9,3 (373.9) argile et »chiite noir . S5 (383.0) 0.2 8.1 8,3 (374,7) argile, pui« pompage d'essai •chiste . S6 (383.8) 0,5 8.5 9.0 (374,8) schiste noir pompage d'essai . S7 (38A.O) 0.2 8.8 9.0 (375,0) schiste pompage d'essai . S8 (38A.O) 0,5 9.0 9.5 (374,5) argile rouge pompage d'e»»ai . S9 (38A.O) 0,2 8.8 9.0 (375) argile rouge dura pompage d'essai . S1O (38A.O) 0.3 9.0 9,3 (374,7) argile rouge . PI (382,2) 7 T T 7 7 pompage d'essai . PII (383.0) î T T 7 7 SERMAMAGNY . Sl (392,6) 0.6 8,7 9,3 (383,3) argile et gris rouge . S2 (392.0) 0.2 6.2 6.A (385,6) gres rouge . S3 (388) I.« 2.5 3.9 (384,1) gris altéré . SA (386) 0,3 4,0 4.3 (381,7) argile rouge puis grès . Puits Pari»ot 386.34 ? 7 T 7 7 . Sä (383.8) 0.4 2.0 2.4 (381,4) gris rouge . S6 (384,0) 0.6 1.8 2.4 (381.6) gris rouge . S7 (383,0) 0.4 2.1 2.5 (380.5) gres rouge . S8 (384,1) 1.7 6.0 7.7 (376.4) gris rouge . S9 (387.0) 0.4 7.9 8.3 (378,7) gris rabattement de 7,12 m . PA 385,69 0.2 9.2 9.4 376,29 argilite at gris rouge pour un débit de 97 m3/h. Forage aban- donné pompage d'essai non . S1O (386) 0.4 7.A 7.8 (378.2) gris rouge interprétable pompage d'essai . Pl 384.18 0.2 10.3 10.5 373,68 argilite rouge longue durée pompage d'essai . P3 386,47 1.1 8.5 9.6 376,87 argile, puis gris longue durée . Puit« Monceau 381.76 2.7 6.8 9.7 372,06 argile, pui» pompage d'essai schiste longue durée be» : 2 • •vL«» cote, du »ol, entre parenthèses, ont été évaluées 1 partir du fond topographique au 1/5 000 (espacement des cour - 35 - DÖSKEES DES QUÏBACES AMCIEMS El KQUYEAUi EPAISSEUR EPAISSEUR PROFONDEUR COTE NCr COTE NATURE DU RENSEIGNEMENTS OUVRACES RECOU- GRAVIER SUBSTRATUM SUBSTRATUM SUBSTRATUM HYDROCEOLOCIQI-'ES (sol •) VREMENT (m) 2b - TRAVAUX REALISES DANS LE CADRE DE L'ETUDE SP1 403.64 0.2 5.8 6,0 397,64 argilite rouge SP2 40),05 1,0 7.0 8,0 393,05 gris décomposé SP3 398,67 1.6 10,9 12,5 386,17 argilite rouge SP4 397,32 0.5 6,0 6.5 390.82 argilite rouge SP5 394,60 0,4 5.5 5.9 388,70 grès décomposé SP6 388,59 1.3 3.2 4.5 384,09 argilite rouge SP7 387,58 0.2 10,3 10,5 377,08 gréa rouge déco posé SP8 384,9 0,3 9,7 10,0 374,90 î SP9 383,39 0.5 9,0 9.5 373,89 schiste »Itéré SPIO 392,14 2.0 8,5 10.5 381,64 argilite rouge SPH 395,90 0.4 10,6 11,0 384,90 argilite rouge SP12 391,26 1.2 5,6 6,8 384,46 argilite rouge SPI3 385,55 0.4 4.4 4,8 380,75 argilite rouge petit pompage d'essai PI 395,94 0.4 11,1 11,5 384,44 argilite rouge 384,57 argilite rouge pecit pompage d'essai P2 391,37 1.2 5,6 6.8 (380,9) argilite rouge petit pompage d'essai P3 (385,5) 0.4 4,2 4,6 I Les cotes du sol, entra parenthisea, ont été évaluées 1 partir du fond topographique au I/S 000 (es-picement des courbes : 2 • - 36 - ANNEXE 3 COUPES LITHOLOGIQUES DES SONDAGES MECANIQUES REALISES DANS LE CADRE DE L'ETUDE N° DE SONDAGE CHANTIER B.R.G.M. SP.1 LU LU SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE O O EXECUTE LE SERMAMAGNY z cl o 11/05/87 LU m =3 u. O POSE DE PIEZOMETRES o COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,20 Limon brun à racines et à sables et graviers (1) Eau 1ère rencontre A,00 Sables, graviers et galets propres (2) Eau fin de forage 3,90 1,50 Sables, graviers et gros galets à matrice argileuse ocre peu abondante. Equipement piézomètrique de 0 à 6,00m Crépine de 0,50 à 6,00m ON ON Protection Tube métallique 00 ¿i,00 Sables et graviers compacts "TD a: 6,00 6,50 Argilite rouge lie de vin 19 r |W N° DE SONDAGE CHANTIER IS) a: B.R.G.M. rs SP.2 SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE UJ Q EXECUTE LE : CJ SERMAMAGNY z et o 07/05/87 LU m 3 u. O POSE DE PIEZOMETRES o ce a. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,60 Limon brun ocre avec quelques graviers 1,00 Limon argileux brun ocre légèrement sabio graveleux (1) Eau 1ère rencontre 3,50m (2) Eau fin de forage 3,20m Sables, graviers et galets à matrice limono argileuse brune abondante Equipement piézomètrique de 0 à 10,50m Crépine de 0,50 à 10,50 2,60 Protection métallique (2) 33 ON Sables, graviers et galets très légèrement argileux ( matrice argileuse ocre CO u> 00 brun) I— 8,00 Arène gréseuse brun ocre (grès moyen peu argileux) 10,50 N° DE SONDAGE CHANTIER : to ce B.R.G.M. SP.3 UJ LJ SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE Q EXECUTE LE : SERMAMAGNY CD 3 22/04/87 O POSE DE PIEZOMETRES O ce 0. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,10 \Limon brun foncé Remblais constitués de galets siliceux, fragments de roches eruptives avec S 1,60 liant aroilo limoneux brun. . (1) Eau 1ère rencontre 3,40m (2) Eau Fin de forage 2,40m Sables moyens, graviers et galets dans matrice argileuse ocre peu abondante 12X- Equipement piézomètrique de 0 à 12,50m Crépine de 0 à 12,50 Protection Tube métallique 3,40 Sables moyens, graviers et galets légèrement argileux (matrice ocre beige) vo 4,80 Argile ocre beige très riche en sables moyens et graviers 6,00 Sables grossiers, graviers et galets à matrice argileuse ocre beige ou CO o rougeâtre peu abondante CC _J a: 12,50 Argilite rouge lie de vin (Permien) 13,50 N° DE SONDAGE CHANTIER 1/1 ce SP.4 B.R.G.M. LU LU SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE O EXECUTE LE : SERMAMAGNY Z et m O 06/05/87 LU LL POSE DE PIEZOMETRES O o; Q. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS Limon brun noir à graviers 0,50 Limon agileux brun à graviers et galets (1) Eau 1ère rencontre 3,00 (2) Eau fin de forage 2,00 (2) 2,00 Equipement piézomètrique de 0,00 à 7,00 Crépine de 0,50 à 7,00 Sables et graviers à matrice ocre brun peu abondante Protection tube métallique Os 00 o I 6,50 Argilite rouge lie de vin (Permien) 7,50 N° DE SONDAGE CHANTIER to CE B.R.G.M. LU UJ SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE ÜJ • EXECUTE LE : u SERMAMAGNY I- z 24/04/87 a; et O o lu CO Z3 u u. 3 O POSE DE PIEZOMETRES o ce a. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS Limon brun 0,40 Limon brun très riche en sables et graviers siliceux (1) Eau 1ère rencontre 2,80m 1,20 Equipement piézomètrique de 0,0 à 7,00 Sables, graviers et galets légèrement argileux 1,80 Crépine de 0,50 à 7,00 Tête de protection métallique Sable moyen, graviers et galets à matrice argileuse ocre rougeâtre peu (1) IA abondante 00 cr O _i _i r- 5,90 Arène gréseuse rouge à brunâtre (grès argileux moyens du Permien) 7,00 N° DE SONDAGE CHANTIER 1/1 er B.R.G.M. SP.6 UJ to UJ EXECUTE LE : SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE CJ UJ Q ci SERMAMAGNY z et o o 23.04.87 UJ m 13 Lu O POSE DE PIEZOMETRES O ce CL COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,20 Limon aroileux brun rouqeâtre à galets siliceux Argile limoneuse brun orangée riche en sables moyens et graviers (1) (1) Eau 1ère rencontre 2,70m 1,30 3 (2) Eau Fin de forage 1,00m VO Sables moyens, graviers et galets à matrice argileuse rougeâtre peu Equipement piézomètrique de 0,0 à 6,50m Crépine de 0,50 à 6,50 abondante (2) co Tête de protection métallique o to 4,50 I Argilite rougeâtre altérée mêlée à des sables et graviers 5,40 Argilite rouge lie de vin (Permien) 6,50 N° DE SONDAGE CHANTIER tn ce B.R.G.M. 3 SP.7 ÜJ LU SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE (J Q EXECUTE LE : SERMAMAGNY et 2 15/04/87 m O EA U 3 L. H OUTI L POSE DE PIEZOMETRES O œ o. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,20 Limon brun rougeâtre à galets siliceux (Terre végétale) Sables moyens, graviers et galets à matrice argileuse ocre rougeâtre peu (1) Eau 1ère rencontre 3,00m abondante Equipement piézomètrique de 0,00 à 11,50m Crépine de 0,50 à 11,50m Tête de protection métallique 3,00 Ü1 Sables moyens, graviers et galets très légèrement argileux (matrice u> rougeâtre) l 6 4 70/8 5 LL A 10,50 Arene gréseuse rouge violacée (grès moyen), Permien 11,50 N° DE SONDAGE CHANTIER 1/1 B.R.G.M. SP.8 LU ÜJ SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE U O EXECUTE LE SERMAMAGNY z o 16/04/87 Lu m 3 u. 3 O POSE DE PIEZOMETRES o COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,30 Limon brun foncé à racines (Terre Végétale) Limon argileux à petits galets et graviers siliceux 1,00 (1) Eau 1ère rencontre 4,00m Sables moyens, graviers et galets siliceux à matrice argileuse rougeâtre (2) Eau Fin de Forage 2,00m peu abondante Equipement piézomètrique de 0 à 10,00m Crépine de 0,50 10,0m Tête de protection métallique 4,00 oo o Refus de tubage et refus du taillant à 10,00m r- O) (morceau de bois?) O) Sables, graviers et galets propres à passées très légèrement argileuses CO Tubage cassé à 8,60m et piézomètre coincé à la (matrice argileuse rougeâtre) même cote 10,00 N° DE SONDAGE CHANTIER i/i CE B.R.G.M. =3 SP.9 LU LU SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE CJ> Q EXECUTE LE 3 SERMAMAGNY z et o 1A/04/87 LU m 11. POSE DE PIEZOMETRES o ce CL COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS Limon brun noir à débris de charbon,morceaux de verre et graviers siliceux 0,50 0,90 Limon argileux orangé compact à graviers et galets Limon sablo-argileux gris vert compact à graviers siliceux •Argile sabio graveleuse ocre beige légèrement numide .(1) Eau 1ère rencontre 4,00 (2) Eau fin de forage 2,70 2,00 Sables et graviers emballés dans une matrice argileuse ocre rouge abondante" Equipement piézomètrique de 0 à 10m Sables et graviers à matrice argileuse ocre rougeâtre peu abondante. Crépine de 0,50 à 10,00m Tête métallique de protection I 4,00 CO o Sables grossiers, graviers et galets très légèrement argileux (matrice ocre rougeâtre) 9,50 Schistes ocre vert altérés (Devonodinantien) 10,00 N° DE SONDAGE CHANTIER I/) ce SP.10 B.R.G.M. LU LU SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE U O EXECUTE LE SERMAMAGNY z et o 14/04/87 LU m li. POSE DE PIEZOMETRES o 3 ce Q. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,50 Limon noir à graviers et galets siliceux Limon ocre peu consistant très légèrement sabio- graveleux (1) Eau 1ère rencontre 2,40 1,30 (2) Eau fin de forage 1,90 Argile sableuse ocre brun peu consistante et humide (2) Equipement piézomètrique de 0 à 11,00m 2,00 Argile sabio graveleuse ocre brun (1) Crépine de 0,50 à 11,00m 2,40 Protection tube métallique 1A CO Ô Sables moyens, graviers et galets à matrice argileuse ocre beige peu abondante i 10,50 Argilite rouge lie de vin avec passées d'arène gréseuse rouge 11,00 COTES 12,00 11,00 0,40 0. o FONDEURS Sables, graviersetgaletpropre Limon bruàracines,sablesetgravier Sables moyens,gravieretgrogaletàmatric argileuseocrourougeâtr N° DESONDAG très peuabondante Argilite rouglidvin EXECUTE L: 06/05/87 SP.11 SONDAGE DRECONNAISSANCGÉOLOGIQU COUPE LITHOLOGIQU • f EAU 0 \ •sr ON rUBAGE TAI LLANT 89 . OUTIL CHANTIER : Crépine d0,50à6,0 Protection tubemétalliqu Equipement piézomètriqued0à6,00m (2) Eaufindeforag3,00 (1) Eau1èrerencontr3,50 POSE DPIEZOMETRES OBSERVATIONS SERMAMAGNY B.R.G.M. i N° DE SONDAGE CHANTIER i/i ce B.R.G.M. O SP.12 LU SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE O EXECUTE LE =5 SERMAMAGNY Z «r CD O 29/04/87 LU u. POSE DE PIEZOMETRES o ce CL COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0,40 Limon argileux brun rouge Argile rouge violacée (1) Eau 1ère rencontre 3,30 1,20 (2) Eau Fin de forage 2,60 Argile rouge orangée à sables moyens et graviers Equipement piézomètrique de 0 à 7,00m 2,00 Crépine de 0,50 à 7,00 Argile ocre à rouge sablo-graveleuse Protection Tube métallique 3,00 Sables, graviers et galets à matrice argileuse ocre rouge peu abondante ÜI 00 I et' Œ> 6,80 Argilite rouge lie de vin 7,50 COTES 0,40 2,00 4,80 7,00 PROFONDEURS Argile rougeâtrsabiograveleus Limon arqileuxbruorangeàgaletssiliceu abondante Sables moyens,gravieretgaletàmatricargileusocrrougeâtrpeu Argilites rougeliedvinavecquelquepetitinterlit s degrèfinrosé N° DESONDAG EXECUTE L: SP.13 17/04/87 • SONDAGE DRECONNAISSANCGÉOLOGIQU COUPE LITHOLOGIQU .II) EAU 70/85 TUBAGE • TAILLANT 64 OUTIL CHANTIER : Crépine d0,50à7,0 Equipement piézomètriqued0à7,0 Tête dprotectionmétalliqu (1) Eau1èrerencontr2,00 (2) Eaufindeforag1,50 POSE DPIEZOMETRES OBSERVATIONS SERMAMAGNY B.R.G.M. i i N° DE SONDAGE CHANTIER : B.R.G.M. P.1 Ul (/) EXECUTE LE : SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE u _J LU DEUR S PR O COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS 0.40 Limon brun foncé à graviers et racines Limon brun noir à graviers et galets 1 00 Ml Fan 1pre rencontre 3.50 (2) Eau fin de forage 3,00 • Equipement piézomètrique de 0 à 12,00 0 80 Crépine de 0,50 à 12,00 Protection tube métallique (2) <¿ i Sables moyens, graviers et gros galets très légèrement argileux (matrice ocre o rougeâtre) i 00 Os TAILLAN T 0 8 9 r • 11 50 Argilite rouge lie de vin à passées de grès moyen altéré rosé 12,50 N° DE SONDAGE CHANTIER ce B.R.G.M. P.2 LU LU EXECUTE LE : SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE O et SERMAMAGNY z «S o 29/04/87 LU m u. POSE DE PIEZOMETRES o ce a. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS Limon arqilo sableux brun rouqeâtre (Terre Végétale) 0,40 Argile sabio graveleuse rougeâtre compacte 1,20 (1) Eau 1ère rencontre 3,30 Sables moyens, graviers et petits galets siliceux emballés dans une matrice (2) Eau fin de forage 2,60 2,00 argileuse rnuoeatre. Equipement piézomètrique de 0 à 9,00m (0 80) Sables moyens ou grossiers, graviers dans matrice argileuse rouge (2) crépinné de 0,50 à 9,00 Protection Tube métallique 3,00 CO LU I Sables grossiers, graviers et galets siliceux très légèrement argileux — I (matrice ocre rougeâtre) 6,80 Argile rouge très humide riche en sable fin et moyen 7,80 Arguâtes rouges lie de vin (Permien) 9,00 N° DE SONDAGE CHANTIER 10 o: P.3 B.R.G.M. Z2 SONDAGE DE RECONNAISSANCE GÉOLOGIQUE 1x1 LU EXECUTE LE : O SERMAMAGNY Q et cl z m o 18/04/87 Ul 3 u. O POSE DE PIEZOMETRES o ce o. COUPE LITHOLOGIQUE OBSERVATIONS Limon argileux et argile brun rouge riches en sables, graviers et galets (1) Eau 1ère rencontre 2,00m 1,10 (2) Eau fin de forage 1,80m (2) Equipement piézomètrique de 0 à 5,0m Sables moyens, graviers et galets à matrice argileuse ocre rougeâtre peu -*- Crépine de 0,50 à 5,00m abondante Tête de protection métallique 7T) 00 ON to 4,60 I 4,90 Arailite rouae altérée a sables et graviers Argilite rouge lie de vin (Permien) 6,00 - 53 - ANNEXE 4 RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE RECONNAISSANCE GEOPHYSIQUE PAR SONDAGES ELECTRIQUES ANNEXE 4 CAMPAGNE DE RECONNAISSANCE GEOPHYSIQUE 1 - CONSISTANCE 15 sondages électriques ont été exécutés, la longueur de ligne maximum (AB/2) étant comprise entre 70 et 100 m. 2 - IMPLANTATION Voir annexe n° 1 du rapport. 3 - RESULTATS Le tableau 1 donne les résultats bruts du traitement des mesures faites sur le terrain. Le traitement a été exécuté avec l'aide du logiciel B.R.G.M.. On constate que les courbes de résistivité se répartissent en 3 types : - type 1 : 10 sondages : c'est le plus représenté et le plus facilement interprétable. Une courbe représentative du type 1 est celle de SE5 (cf. figure n° 1). L'interprétation des résistivités est la suivante : . 0 - 0,5 m : r = 550 R m : terre végétale et limons peu humides . 0,5 - 8,5 m : r = 1 450 Jî m : grave sablo-argi leuse saturée en partie > 8,5 m : r = 70 Jî m : substratum conducteur (argilite ou grès argilise) On notera que le niveau phréatique n'est pas ici mis en évidence par les mesures de résistivité. - 55 - - type 2 : 3 sondages SE2, SE8, SE16 : une courbe repré- sentative du type 2 est celle de SE8 (cf. figure 2) : . 0 - 5,5 m : r = 500 $1 m : argile graveleuse passant sans con- . 5,5 - 10,5 m : r = 300 R m : traste de résis- tivité au substra- > 10,5 m : r = 50 il m : tum franc vers 10,5 m - type 3 : 1 sondage SE13 (cf. figure 3) : .0 - 1,3 m : r = 1 000 8 m : terre végétale et 1 imon . 1,3 - 5,3 m : r = 700 iî m : grave peu argileuse > 5,3 m : r = 80 S! ni : substratum 4 - CONCLUSION La campagne géophysique a permis de mettre en évidence le sub- stratum conducteur (r < 80 fi m). Le niveau phréatique n'est par contre pas discernable. La tranche alluvionnaire gravelo-argi- leuse qui constitue le réservoir hydrogéologique se signale par de fortes résistivités faisant contraste avec l'horizon supérieur (terre végétale et limon) et le substratum argileux. - 56 - pa (iî/m) in* Ü.D0II?. RF.RMAMARNY S •O • • • • * * à * ,, . —-*• -~ .-I-.-....—^^ 9 a- . _--..-_.» - —- - — -• 1 8 4- — •— -*—-, _-.- — .->. 1 - -*i -r—. i+ —(— —I 1- J ' ' • • ' ; 7 T 7 í * • i i ' i • — -*- 4 4- r __. . : „. „„ , 1- .1 . _.4. -4-- __ ,-. --. - - r ' 11 ' • • • 1 6 i«i 1 l i 1 ¡ . i T ¡, .-J-4- - —•— - -* -^" —^* — - -t~ -* 5 r + 4- 1 .1 ! . 4 , : . . . •,, ' , - ï . _I- 4 "Ti ^^^—"*"" "*" "—' TI—r^^^ri i-i—-4-r—- - • — -»- -»- ——. _Η^4^"*-*-»- ——•• -—— .*-*-*-^ -1—r* —— —f- —-*--*- 3 —L i . i— _-:-,--. .-..î—àssi -j l3:i- — • — - —— - - - ~-r T —— —.—-»- -—- -j - — V ~|" T' „n =u.~ ._- _._ -. __-j- ^ _! !__ _^- •--. 11 I- -—: =S -~ :rn ===: ^ 35 - - | : 7 —.—i—j—.——..-.. • •' : i ; * • * • • ; •; : • ; ¡ j : ' :; ; ' : i *^. ' ' X-Ui; 4+. 1 T~t~^" TTT ~ T Tt ' 1 ' i • ' ! ! ' ' • '• ' • i _--,- — , • ' ' • • j : l =! 1 -• ' ;!* •• - ' 1 1 II~T>I TTT =',TI " ^ "*-" ¿ir -r- —r-r- -*-r-r , —U+ -»-i—r -^ -7- - -*- - 1 ; ; iilí ! ^S ' ' ' i -—4 -^~ 7" . , 1 ' ' ! 1 .¡1 3 ! .*»' i II i >. : 1 : . • 1 i r --- I0 ÎÏÏT T T r .... , , , 9 r- -r- , .._, „^) . ^ K-r- • -^ . É- -f- - 8 -r 1—1 r\ 1 1 ' ' ' : -—' ¡I ! ' 1 ' ii r« , . i 1 • ! 1 7 ; • ¡ : , i 1 • 1 ¡ i. 1 i M" i i •• i \ , ¡ • 1 ' ' 1- — -,- : 1 • 1 , . • ' i i i ¡ :\ Ilk • ' 6 ! i 1 , | - I! ' ' ! i \ .!' • i ' , 1 ' 1 i >! i"' 5 =-= - * ^^-— —--ry ^— ¡-r -j r -r- 4 T1—Vf1 H~~ ~^) -j- -, 1 1_| ; | 1 ; ' 11 —^ -] -j-t-c 1 H 4" " 3 -~ 9 -_Lf 4-.J 4 —• i i — ! ; 8 "*•• Í .7 '••: . < • * ~* ' ' ' , —r[ --• 4 - -1 1 ' 1 1 •il • . ¡ '; 1 —*—, * ! i ' 1 ' • 1 , • M1 • 1 t 7 ill ! < '1 | t | i ' ' II 1 | ¡ ni 1! 1 6 ii H | ! ||| I'M TTT IZIIii-! î ! 1 1 i 1 H 'i 1 5 i j i '|l . 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J i 4. -- -¥- -i- i - ~^z — f- — 4^4: i-¿ ^ ^ -: X T |¡::::: :|:~ J : jg: :::::£:::- 4 • -i r -M rp + j 1 ''• 1 ! ' ! ' ' ' 1 :• • • • ;Ü ij • '1 •i • 'i I 1 1 : ifc. _í.. í. . li 1 "" M 1 > 1 ¡ --¡it 1 i _,_ + i^:ii¡ ¡4í 4 - _ -1_ _ 1 1t i: ~_ .::+.. ii'r1 1 i:•• -íiiipi.i ' 1 i|'l. -4:^1 - . i : i 11 | T ^TtTÍ: • •< 1.1 "il 1 trill 1 _L11 ii' i n - t ; 3 4 5 6 7 8 910 3 4 5 6 7 6 9I01 3 4 5 6 7 8 910' AB (ni) 2 - 57 - P a (fi/m) 4 VALDOIE SERMAMAGNY 8 io •™ —u* ^« -| - 9 ...... —. — .. .. -r- e —<• r-+ -i r- -, _. -t- » 7 i « i _ . . . —, — —r • — - ~ —h - i ' ... .. 6 1 i i ) : ¡ •r| —-r- ** - • • - -r- T t 1 •.---! ill 4-,. 4 _ 4 -4 i' 4—*- — • ! 1 — - _^-^ 7T • 4- t ——. —*- - Tit) ' ! ! 1 I^T* ~~ + ] -+—: u 3 u ;-.-; • .—TT" "|f '—• -U-i-t- -:--*. —*. — —.—•- - -- ***^- H ~ ~ — — - = = i T ~ —* —1~T—- - ¡Pfm ! i,' ' * • • '• 1 i * ' ; i — -r - i_' 1 I i ' li _JM" ; • ¡ • ¡ . : i ! 1 i ¡1 , . , i 1 r " t 1 '¡ • : i i ; ; i ; i : : • | ' ' 1 ! 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M littl nS 1i « , • i 11 j lu ! 5 1 i i - zr t " •T~:::-H-ttt;i :_. .In " ' +J t « d I • I j 4 dd^iUiüiim\ lil \\\W\ «¡1 i"T TT+T+M--Í MWM -—i-iä-i :37pBî5" — ~~~* ~i ~" ~t ~" ~î~ï" -1~TT™ ii • —H • , , | ! -1| |- r- i J ~~~~ —i ' i i -T-t rr- -J-r - - j --- .^i * - r •I — -LÇ^- 4-i , ~+ͱ--rr-ff -)i- j- • i i- "- 1 1 fil 1 ' i • lil 1 ' 1 • 11 i 111 1 j J | j | ' ( M ¡ i ' ' ' 1 : f i 1 1 I 1 ' ! , , 1 1 1 1 j I I : ' 1 ' ' ' 1 J rfA 1 t • i ' ' .... j_ ; l \~r r rr-f — 4 -jfe: • ~ '• ' J 1 1 i 1 j 1 1 ir "I ; T '~j : * T 1 T 1 • i^_± r r T 3 4 5 6 7 8 910 3 4 5 6 7 8 9I07 3 4 5678910" AB , y (m N) - 58 - p a (í2/m) VALDOIE SERMAMAGNY 13 3 4 5 6 7 8 910* 3 4 5 6 7 8 9 IOJ AB Tableau 1 - INTERPRETATlÇNDES_SgNDAÇES EPAISSEUR ET RES1ST1VITE DES COUCHES SONDAGE ELECTRIQUE TYPES DE COURBES 1 2 3 4 SE 1 0 - 0,3 m 0,3 - 3,5 a > 3,5 a I 270 n m 800 n m 70 n a SE 2 0 - 4,0 m 4,0 - 6,0 B > 8,0 B 2 2B0 O s uo a m 70 n a SE 3 0 - 0,3 a 0,3 - 6,5 a > 6,5 B 1 270 n a 2 000 il B 6o n B SE 4 0 - 0,2 0,2 - 10,0 B > 10,0 a 1 650 n n 1 300 n m 80 n n SE 5 0 - 0,5 ni 0,5 - 8,5 n > 8,5 B 1 550 a a 1 450 n B 70 n B SE 6 0 - 0,4 n 0,4 - 6,0 B 6,0 - 18,0 B > 18,0 B 1 200 O m 620 n B 75 n a 60 n a SE 7 0 - 0,4 a 0,4 - 8,0 B > 8,0 B 1 500 n a 3 ooo n B 80 n a SE 8 0 - 5,5 m 5,5 - 10,5 B > 10,5 B 2 500 fi a 300 n a 50 n a SE 9 0 - 2,0 m 2,0 - 12,0 a > 12,0 • 1 (courbe expéri. dispersée 700 n m so n B 42 n a SE 10 0 - 0,3 n 0,3 - 3,0 B 3,0 - 20,0 a > 20,0 B 1 i ooo n m 4 000 n a 80 fi a 6o n a SE 11 bii 0 - 0,6 m 0,6 - 4,5 B > 2 000,0 a 1 850 n a 2 ooo n B 80 n a SE 12 non interprétable : rlsultata trop dispersé i SE 13 0 - 1,3 m 1,3 - 5,3 B > 5,3 a 3 1 000 fi B 700 n B 80 n a SE 14 0 - 0,6 B 0,6 - 6,5 B > 6,5 a 1 250 n a 5 ooo n a 60 n a SE 15 0 - 0,7 B 0,7 - 8,6 B 8,6 - 25,0 a > 25,0 a 1 700 n B 9 000 (1 a 120 n a 80 n a SE 16 0 - 0,8 B 0,8 - 3,4 B > 3,4 a 2 430 n B 340 O a 100 n a - 60 - ANNEXE 5 CARTE PIEZOMETRIQUE DE LA NAPPE DE LA SAVOUREUSE AU 14 MAI 1987 (hors texte ) - 61 - ANNEXE 6 RESULTATS DES POMPAGES D'ESSAI - 62 - ÇOURBES__RABATTEMENT_/_TEMPS MéthodedeJACOB-Descente (1949) Niveau dynamique (m) 1. 2- S4 (piézomètre) •« V/'%. PI (pompage) 3_ Q = 84 m3/h T = 2.1O~2 m2/s pour Pi T = 3.1O"2 m2/s pour S4 S = 0,09 T 1 1 1—i—r—i 10-i temps en heures - 63 - MéthodedeJACOB-Remontée Rabattement résiduel (m) Q = 136 m3/h T = 1,7.10~2 m2/s ~1 1 T 1 1 I I I 1—I I I T 1 1—«—r 3 4 5678910 Temps I + -*- en minutes tr - 64 - ^thodedeJACOB-Remontée Rabattement résiduel (m) o_ i_ Q = 187 m3/h -2 T = 2,16.10 m2/s 2_ i i i I T i i r i i i i i 103 3 4 S 6 7 8 9 104 10a Temps 1 + -*- en minutes ,tr - 65 - COURBES_RABATTEMENT /_TEMPS MéthodedeJACOB-Descente Niveau dynamique Niveau dynamique Puits Monceau (m) Piézomètre POl (m) 3_ -1 Puits Monceau 3.5_ -1.5 Piézomètre P01 _2 Q 260 m3/h T 12.10~2 m2/s Puits Monceau -2 T 22.10 m2/s Piézomètre POl S 0,27 iI I i T T • T I I 1 3 4 S 6 7 8 9 tO 103 Temps en heures - 66 - COURBE RABATTEMENT_/_TEMPS MethodedeJACOB2Des cente Niveau dynamique (m) Q = 97 m3/h _2 T = 0,4.10 m2/s 10. changement de débit T ~I • 1 T 1111 T I I I 1 ~i r 1 1—l—r~T J 2 3 4 S 6 7 8 9 K> 10 Temps en heures - 67 - COURBES_RABATTEMENT_/_TEMPS MéthodedeJACOB-Descente (19652 Niveau dynamique PI (m) Niveau dynamique PII (m) 5. -1.5 PII 5.5. PI 6. 2.5 Q = 40 m3/h T = 0,5.1O~ m2/s (calculé sur PII) 6.5. 1 1 1 1 1 I I I, 1 1 1—i—i _1 i i i i i i i : 10 101 10* Temps en heures - 68 - COURBES_RABATTEMENT_/_TEMPS MéthodedeJACOB-Descente (19651 Niveau dynamique (m) 2- Pvl (piézomètre) Q = 10 m3/h _2 T = 0,5.10 m2/s, calculé sur Pvl 2.5. 3- • -«-•-»-• Pv2 (pompage) 1—i—i—i i i i—r~r 10J S 6 7 8 9 10 10' Temps en minutes - 69 - MéthodedeJACOB-Remontée Remontée_dans_le_2Îézometre_SP^2 Rabattement résiduel (m) SP12 Q = 1,4 m3/h T = 1,4.10~4 m2/s 3.5. 10 -1 1 » 1 111!, i—r~r 1—i—i—r~r 3 4 S 6 7 8 9 K)Z Temps 1 + —^ en secondes tr - 70 - ANNEXE 7 RESULTATS DES ANALYSES D*EAÜ - 71 - EDITION DU BULLETIN D'ANALYSES ELEMENTS LIMITES INFERIEURES LIMITES SUPERIEURE DE DOSAB ILITE DL DOSA¡B1LITE Ca Cale ium 0.1 PPM 210 .0 PPM Mg Magnesium 0.1 PPM - 230.0 PPM Na Sod i um 0.2 PPM 1 ,c. OO 0 FPM S102 Silice 0. 1 PPM 120.0 PPM AL A1 umi ne 5. PPB 26000. F'F'B FE Fer c F'PB 1 .-'•( H H )( ) PPB MN Manganese 20 ' PF'B 40000. PPB AS Arseni c 20. -FPB 600000. PPB CD Cadmium 5. PF'B 7000. F'F'B CU Cuivre c. PF'B 1300. F'F'B PB P1 ornb "¿0 PPB 130000. PPB 2N Zinc 5. PPB 1500. F'PB B Bore 5. F'PB 7200. PPB V Vanadium 20. PPB 2300. PPB CR Chrome 20. PF'B 4100. PPB CO Cobalt 20. F'PB 21000. PPB NI Nickel 20. PPB 50000. PPB SR Strontium 10. PF'B 7000. PPB MO Molybdène 20. F'PB 1 ¿OOO PPB AG Argent- c PPB 2500. PPB SN Etain "20 PPB 380000. PPB SB Antimoine 20. F'PB 31000. PPB BA Baryum 5. PPB 22000. PPB CE Cerium 20. F'PB 32000. PPB W Tungstène 20 F'F'B 200000. PPB K Potassium 0.1 MG/L 1000.0 MG/L HC03 Bicarbonate b. MG/L 10000. MG/L C03 Carbonate G. MG/L 10000. MG/L CL Chlorure 0. 1 MG/L i 0000.0 MG/L S04 Sulfate 0.1 MG/L îoooo 0 MG/L Ñ03 Nitrate 0.1 MG/L IOOOO Û MG/L NH4 Ammonium 0 .1 MG/L 100000.0 MG/L N02 Ni tri te 0 .01 MG/L 100000.00 MG/L F Fluor 0.1 MG/L 10000.0 MG/L P04 Phosphate 0.1 MG/L 10000.0 MG/L TH T.Hydrotimetr. 0.1 DEG 1000.0 DEG TA T. A1 c a i i n 0.1 DEG 1000.0 DEG TAC T.Alealin Corn. 0.1 TAC 1000.0 TAC - 72 - SONDACES LA LE PUITS DE POMPAGE DU D.A.B. SAVOU- RUÓME PI P2 P3 REUSE PD Monceau PD I PD 3 01/06/87 02/06/87 01/06/87 01/06/87 02/06/87 09/06/87 09/06/87 09/06/871 CARACTERISTIQUES GENERALES 6.63 6.57 6.60 6.70 6.75 6.57 6.42 6.60 . Réiistivit£ (Q/cm) 11 90S 6 915 16 103 17 543 17 241 15 898 18 281 16 103 . Oxygène dissous («g/1) 6.5 3.7 6.7 9.7 8.5 5.8 8.1 6.7 . TH (deg) 3.0 5.3 2.0 2.1 2.1 2.8 3.5 2.8 . TA (deg) - 0.1 0. 1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 . TAC (deg) 2.2 3.8 1.8 1.8 1.8 2.0 1.5 2.0 ELEMENTS MAJEURS . C« (ppB) 10.0 15.0 6.3 6.8 6.0 7.4 5.3 7.0 . Mg (ppm) 1-3 4-0 1-0 1-0 I.4 2-5 1.8 2.5 . Ns (ppm) 4.2 7.4 3.1 3.2 3.0 2.3 2.8 2.9 . K (mg/1) 0.6 0.9 0.2 0.5 P.9 0.7 0.7 0.4 . HCO3 (mg/1) 26. 45. 20. 21. 20. 28. 19. 25. . CO3 (mg/1) 6. - 6. 6. 6. - 6. 6. 6. 6. . Cl (mg/1) 6.2 15.0 3.0 3.6 3.5 2.6 2.8 3.4 . S0A (mg/1) S.8 10.7 4.9 5.3 4.6 5.5 5.0 6.5 . NO3 (mg/ 5.6 4.2 0.6 1.6 1.9 1.1 1.1 1.2 . NH4 (mg/ 0.1 - 0. 1 0.1 0.1 - 0.1 0.1 0.1 0.1 0.01 - 0.01 0.01 0.01 - 0.01 0.01 0.01 0.09 . F (mg/1) 0.2 0.2 0.4 0.2 0.4 0.2 0.2 0.1 . P04 (mg/1) 0.1 - 0.1 0.1 0.1 - 0.1 0.1 0.1 0. 1 . S1O2 (ppn) 7.7 10.7 6.9 5.9 5.4 6.4 5.6 6.7 . Al (ppb) 18. 30. 39. 16. 69. 5. 14. 12. . Fe (ppb) 6. 51. 20. 17. 313. 5. 5. 5. . Mn (ppb) 20. 476. 20. 20. 32. 20. 20. 20. ELEMENTS EN TRACES . As (ppb) - 20. - 20. 20. 20. - 20. 20. 20. 20. . Cd (ppb) - 5. 10. 7. 5. - 5. 5. 5. 5. . Cu (ppb) - 5. - 5. 5. 5. - 5. 5. 8. 5. . Pb (ppb) 0. 0. 0. 0. 0. 20. 20. 20. . Zn (ppb) - 5. - 5. 5. 5. - 5. 5. 5. 5. . B (ppb) 8. 17. 5. 7. - 5. 5. 5. 5. . V (ppb) - 20. - 20. 20. 20. - 20. 20. 20. 20. . Cr (ppb) - 20. - 20. 20. 20. - 20. 20. 20. 20. . Co (ppb) - 20. - 20. 20. 20. - 20. 20. 20. 20. . Ni (ppb) 24. - 20. 20. 20. 25. 20. 24. 20. . Sr (ppb) 32. 52. 14. 18. 14. 25. 19. 26. . Mo (ppb) - 20. - 20. 20. 20. - 20. 20. 20. 20. . Ag (ppb) - 5. - 5. 5. 5. - 5. 5. 5. 5. . Sn (ppb) 2A. 30. 20. 20. - 20. 21. 35. 40. . Sb (ppb) - 20. - 20. 20. 20. - 20. 20. 20. 20. . B» (ppb) 19. 75. 17. 11. 20. 27. 22. 22. . Ce (ppb) - 20. - 20. 20. 20. 25. 20. 20. 20. . W (ppb) 22. 28. 20. 20. 42. 20. 20. 20.