BRGM L'ENTREPmSI AU SERVICE DE IA TEURE

JANVIER 1991

R 31956 CHA 4S 91

SOCIETE ZEIMETT

ANALYSE DU CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE DU PROJCT D'EXPLOITATION DES ALLUVIONS ANCIENNES A CUIRY-LES-CHAUDARDES

JN. HATRIVAL

BRGM - CHAMPAGNE-ARDENNE 13, boulevard Général-Leclerc - 51100 Reime, Tél.: ;33¡ 26.47.93.40 - Télécopieur : (33) 26.40.1 3.64 SOMMAIRE

Pages

INTRODUCTION 1 I. SITUATION 2 II. CONTEXTE GEOLOGIQUE 2 III. ETUDE DU SITE 5 1. CARTE DE LA BASE DES GRAVIERS 5 2. CARTE PIEZOMETRIQUE EN PERIODE D'ETIAGE 5 3. CARTE DU TERRAIN NATUREL 9 4. INCIDENCE DU PLAN D'EAU SUR LA PIEZOMETRIE 9 5. SURCREUSEMENT 9 IV. CONCLUSIONS 14

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Plan de situation Figure 2 : Sondage de référence Figure 3 : Carte de la base des graviers Figure 4 : Carte piézométrique en période d'étiage Figure 5 : Carte du terrain naturel Figure 6 : Carte piézométrique avant l'exploitation Figure 7 : Carte piézométrique après l'exploitation Figure 8 : Carte d'appronfondissement Figure 9 : Carte des zones exondées

Annexes de 1 à 7 : Coupes des sondages à la pelle mécanique 1

INTRODUCTION

L'entreprise ZEIMETT MATERIAUX a prévu d'exploiter les graviers des alluvions de l', sur les communes de CUIRY-LES- CHAUDARDES et de BEAURIEUX, aux lieu-dits "La plaine" et "La Haute Borne".

Le projet de réaménagement final prévoit : ou bien l'instal­ lation d'un plan d'eau, ou bien une remise en état des terrains pour une reprise de l'exploitation agricole.

Devant les anomalies apparues dans les niveaux de la nappe alluviale, la Société ZEIMETT a confié au BRGM (Agence Champagne- Ardenne) une analyse du contexte hydrogéologique local afin d'orienter le programme de réaménagement de l'entreprise. 2

I. SITUATION

Le projet d'exploitation est situé sur les communes de CUIRY-LES-CHAUDARDES et de BEAURIEUX, dans la plaine alluviale, en rive droite de l'Aisne au lieu-dits "La plaine" et " La Haute Borne" (figure 1). II. CONTEXTE GEOLOGIQUE

La couche de gravier exploitable appartient aux alluvions anciennes de l'Aisne, épaisses d'environ 3 mètres. Dans le secteur étudié ces graviers reposent sur les sables du Thanétien dans la partie en aval de CUIRY-LES-CHAUDARDES et sur la craie en amont. Les sables Thanétiens sont siliceux, très fins et très bien triés ; quelques niveaux sont cimentés en grès par de la silice ou des oxydes de fer, leur épaisseur est d'une quarantaine de mètres.

La partie inférieure des sables, épaisse de là 2m, est légèrement argileuse, avec une teneur en argile d'environ 13%, alors que la partie supérieure, est beaucoup moins argileuse, la teneur en argile ne dépassant pas 5% environ.

De la Banque des Données du Sous-Sol, consultable au BRGM, on dispose de 6 sondages réalisés à proximité le plus représentatif de la série géologique est archivé sous le n" 107-6-4 et implanté sur la commune de (figure 2).

L'interprétation de la position du toit de la craie montre que le plongement de ce niveau repère est de 1,3% en direction du Sud-Ouest. Feuilles 6 et7 wmi[i/w'£&¿ ECHELLE 1/25 000 4 Figure 2 Departement : AISNE N classement 0107-6X-0004 Commune : MUSCOURT Désignation BR12 COUPE LITHOLOGIQUE 0,. — 1.1 .1 Terre végétale DATE (S) D'EXECUTION . • 1 1 2.00 . •2 •*i Début : 16/01/80 .-m • Sable argileux jaune et Fin : 17/01/BB •w grés jaunes ' L 10 • 3 -O 10.M ' c ' O LOCALISATION , «- o • cp X 702.420 km

Y 185.230 km 20. Argile gris-bleu ou noire passées de lignite Z 301 110.00 m

30 30.00 *VO»! " «•„""• " *••""•

•• •• *.' * ". • rVivV: •* -* '*•".•. • .*.•^' .•. -" « 40.« ".•*•'"."**.".. • «•.*•"• «fv." '• • Í s , . • * »"..^ •• ",• • • • ',"•" •*•" » ï- ' i-; v \ ' " ";• *'"*•"/" • . '"¿""i»*""»;""'. • • .. *.% -• 50 , Sable gris et jaune,peu » * '.« «"•

• •."* Í '.••• argileux; passées de gres • ,•,"•.«••"••• %• , •. , ."••••*:.•" . '.;.%•; .•.. • "."* ••".••'"•'.•' ' •••.••••.•'• .v 60 , .».:•. *.• •" . • •.. •; .•'•.

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80 Craie marneuse blanche :C-I-D: W j W | W

90 - 5

III. ETUDE DU SITE

Les informations recueillies par la Société ZEIMETT MATERIAUX au cours des exploitations antérieures a permis d'élaborer plusieurs documents synthétiques qui débordent largement le cadre de l'exploita­ tion envisagée puisque les données s'étendent sur 1,6 km. Les sondages levés par le BRGM sont donnés en annexe.

1. Carte de la base des graviers

La figure 3 montre la surface de la base des graviers, représentée en de niveau. Cette carte synthétise 58 rensei­ gnements ponctuels.

On remarque :

• A l'Est, une zone assez plane, établie à la cote +46 m.

• Au Nord-Ouest une sorte de replat s'établit aux cotes 49 m à 50 m.

• Entre ces deux parties plates un "talus" à faible pente est orienté approximativement Nord-Sud, il correspond à la partie inférieure du Thanétien, plus argileux, reposant sur la craie ; cette interprétation a été confirmée par trois sondages à la pelle mécanique.

2. Carte piézomytrique en période d'étiaqe

Les relevés piézométriques ont été effectués aux dates suivantes :

- le 13/07/90 pour la partie Nord-Est du secteur,

- le 30/08/90 pour la partie Sud,

- le 3/10/90 pour la partie Nord-Ouest. 6 Figure 3 A CUIRY-LES-CHAUDARDES

CARTE DE LA BASE DES GRAVIERS

rs 1'Est

/ "It fond de la plaine" \ / • i y / / / / / v/ / " |ts fontinUtts" j i #_

\

ECHELLE 1/4 000 7

Il est à remarquer que ces trois dates de relevé se situent à l'intérieur de la longue période sèche de l'été 1990 et que les amorces des courbes hydroïsohypses d'une série de mesures se raccordent bien avec celles de la période suivante, ce qui permet de considérer l'en­ semble de la piézométrie représentative de l'étiage de l'été 1990.

La figure 4 montre la surface piézométrique de la nappe aquifère des graviers, représentée en courbes de niveau. On remarque :

• Une zone plate dans la partie orientale, correspondant à la craie, située aux alentours du lieu-dit "Le Fond de la Plaine".

• Au Nord-Ouest, une zone à pente très faible, correspondant au substratum de sable peu argileux.

• Entre ces deux zones, une partie orientée Nord-Sud présente un gradient hydraulique plus important, correspondant à la transmissivité plus faible des sables plus argileux repo­ sant directement sur la craie.

L'alimentation de la nappe aquifère des graviers est complexe :

- La majeure partie de l'eau provient vraisemblablement de l'écoulement de l'eau dans les graviers, d'amont en aval, suivant une direction parallèle au cours de l'Aisne,

- un écoulement complémentaire se développe à partir de la butte de BEAURIEUX, dans les sables peu argileux du Thané- tien, selon une direction Nord-Ouest/Sud-Est : c'est cette alimentation secondaire qui détermine l'aspect irrégulier de la surface piézométrique aux abords du site. Figure

CUIRY-LES-CHAUDARDES

Carte piézométrique en période d'étiage

— Courbe hydroisohypse avec sa cote

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l i */•/// t / / i i *lt fond dt la /plaint"' / / I / I / / / [ / / y / / \ * ( / / / .. |ts IbnWntttts" \ ^ • \ +

\ \ / \ \ \ / ^ \ V. *>> \ * tfr' *>. *N \ -N \ \ \ ^ \ \ \ \ ECHELLE : 1/4 000 \ •4- ^ \ \ r 1 \ / i 1 1 + / / i •i / j / 9

3. Carte du terrain naturel

La figure 5 représente en courbes de niveau la morphologie actuelle du terrain aux abords de la future exploitation.

4. Incidence du plan d'eau sur la piézométrie

Il est possible de se faire une idée assez représentative de la piézométrie de la nappe des graviers après exploitation, en consi­ dérant que le niveau du plan d'eau s'établira, en période d'étiage, à la cote 49,6 m environ, et en modifiant le tracé des courbes piézomé- triques en conséquence, en tenant compte des conditions hydrogéolo­ giques locales ; cette interprétation est donnée sur les figures 6 et 7.

5. Surcreusement

En comparant ces cartes avec celles de la base des graviers, il est possible d'établir la carte d'approfondissement nécessaire, sous la base des graviers, afin de maintenir une profondeur d'eau minimum de 1,5 m, comme il est précisé dans la notice d'impact. La figure 8 montre les différentes zones avec le surcreusement nécessaire. -^_\

' vl |o hou be borní." o 73 m -< I 73 r~ 73 m 3=" co i o

ya o m ?o a m CO

LEGENDE

IQ Courbe de niveau avec sa cote NGF c •*_- -s en Limite d'exploitation ECHELLE : 1/4 000

à*.-— Courbe hydroisohypse avec sa cote

mm mtm Limite de l'exploitation m r-j CD 2 c-> m c= —1 H-1 Ta 73 ^—% H-1 -< eu» m 1 r- —• 3> m - -a 00 ro» za i r+ m O )-• _i. CO n: ro eu 3» ta m' cr ro x o «— -a 3=> r- TO O a OO

(£3 C -S

/ y~~->.^ Courbe hydroisohypse avec sa cote ECHELLE : 1/4 000 mm mm Limite de l'exploitation 13 Figure 8

CUIRY-LES-CHAUDARDES

CARTE D'APPROFONDISSEMENT DE LA BASE DES GRAVIERS

•. t « • •/ o o o \* :\* o j. ' ° O O ^ • • •/ o o • / ° o ° o t . i

LEGENDE

ZONE A : Pas de surcreusement

ZONE B : Surcreusement de 0 à 1 m •;:••••/•:;

« * • » * ZONE C : Surcreusement de 1 à 2 m

IV. CONCLUSIONS

L'analyse des conditions hydrogéologiques locales permet de montrer qu'un surcreusement sera nécessaire pour maintenir en perma­ nence un plan d'eau avec une tranche d'eau supérieure à 1,5 m.

- Zone A : la profondeur d'eau naturelle sera suffisante.

- Zone B : le surcreusement sera variable de 0 à 1 m.

- Zone C : le surcreusement sera variable de 1 m à 2 m.

- Zone D : le surcreusement sera variable de 2 m à 2,5 m environ.

Une condition essentielle pour maintenir le plan d'eau est de ne pas percer, lors du surcreusement, la couche basale de sable argi­ leux reposant sur la craie : en effet, une observation faite par Mon­ sieur ZEIMETT lors de travaux antérieurs a montré une vidange partielle mais rapide d'un plan d'eau lors de travaux au fond, avec une remontée progressive du niveau, probablement à la suite du colmatage de la "fuite". Or, les sondages réalisés à la pelle mécanique n'ont pas permis de déterminer la position du toit de la craie sur l'emprise du projet.

Il est conseillé de lever cette indétermination par la réalisation de deux sondages à la tarière, de 10 m de profondeur au maximum, implantés dans les zones C et D.

Il est à noter, également, qu'après un certain temps, les particules fines entraînées dans le plan d'eau finiront par colmater partiellement les berges de la partie en aval, ce qui aura pour consé­ quence de faire remonter légèrement le niveau du plan d'eau.

Une autre possibilité serait de remblayer, les parties qui resteront naturellement émergées après exploitation exclusive de la couche de gravier (voir figure 9) de façon à créer un plan d'eau d'aspect plus naturel. o s» PO

o m co

r-j o <-> ss cz i—i •^ co PO •o -< I 35 I- m SS co i m m o •— f^1 :r o oo i> cz 3^ S» -1~i PO PO m co o ECHELLE : 1/4 000 x -a

•-«— Courbe hydroisohypse V / '-""? & tO ^ Zone exhonde'e après exploitation / / -S / / a> / vo Limite de l'exploitation / / ANNEXES

1 A 7 : COUPES DES SONDAGES A LA PELLE MECANIQUE Departement : AISNE N* classement : 0107-5X-9001 Commune : Beaurieux

COUPE LITHOLOGIQUE 0 Ill

* Terre végétale E ,/ ,/ , / / / LOCALISATION /' /' / .... 0.90 1 .Ï 0 0 X : 702.000 km ? 0 0 0 a 0 0 0 0 0 Y : 188.000 km 0 0 a. 0 0 0 Z sol : 53.37 m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Gravier 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 • 0 0 - *." *•'••] Sable fin • •'•• *" " '* \

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10 [ sèment : 0107-5X-9002 Commune : Beaurieux

COUPE LITHOLOGIQUE or ." Ill '/'/' re s III Terre végétale 1 1 11 II II LOCALISATION .... 0.80 r i i • 1 -¡ 0 0 X : 702.000 km 0 0 0 ? 0 0 Y : 1BB.000 km 0 0 0

rof o a o 0 0 0 Z sol : 53.31 m a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Gravier o a • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 .... 3.70 »V •!''•• ' «••••ï " *..'". Sable fin 4 '< •• .* * \

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6 -

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10 Département : AISNE N* classement : 0107-5X-9003 Commune : Beaurieux

COUPE LITHOLOGIQUE 0 III . • 0 III 1 1 Terre végétale èt r a i ) 1,1,11 t'l ! 0.70 LOCALISATION •»UwM^^wM 1 A UM ' L 0 0 • 0 0 0 1 0 0 - X : 702.000 km

nde u 0 0 0 0 0 0 0 0 Y : IBB.000 km 0 0 rof o Q. 0 0 0 Z sol : 53.17 m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 • 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 Gravier 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A .... 4.00 - *V",I*'" I Sable fin .... * • * \

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6

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ID Z g Z UJ ~ • ' DC <1 til Z ' CD 0<- Z a < X " u 2: CD . cr • m 10 Département : AISNE N* classement : 0107-5X-9004 Commune : Beaurieux

COUPE LITHOLOGIQUE 0 p** /,/,/ • • / / o L / / / Terre végétale •*> £ II/ / .... 0.60 • LOCALISATION 1,1,10 0 ' c. 0 0 0 • 3 0 0 1 -• 0 0 0 X : 702.000 km .TJ C 0 0 ' O 0 0 0 Y : 188.000 km .»- 0 0 o 0 0 0 • c 0 0 • Z sol : 52.96 m •0. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 Gravier 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 .... 3.40 *V"•!*• \ * ' • .... •• • % *# • * * 1 \ * * 4 .... '\:*... Sable fin r. * • *• •

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s: • CD : CE m 10 Département : AISNE N* classement : 0107-5X-9005 Commune : Beaurieux

COUPE LITHOLOGIQUE 0 .-* !? i / / Terre végétale r r i .... o.ao 0 0 ,w 0 0 0 LOCALISATION 0 0 0 0 0 î X : 702.000 km o a * 0 0 0 0 0 Y : 188.000 km 0 0 0

rof o 0 0 •a 0 0 0 Z sol : 52.63 m 0 0 o a o 0 0 0 0 0 Gravier 2 a o 0 0 0 o o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 .... 3.20 »'.••'.'••; ' »"."••• "•:•"•. Sable fin

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m • 10 ce m CS z CHAMPAGNE-ARDENNE Commune :Beaurieux Département :AISNE 10 2 3 7 3 9 o B e 4 1 r .*» - - Profondeur ( mètres COUPE LITHOLOGIQU : ••.•"•'.'••:.•' • .*" »7- •.'••'•• 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 / 'V ¡Il 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Sable fin Terre végétal Gravier .... 2.99 .... 0.99 - • - • ' . - N* classement:0107-5X-9006 Z sol:52.87m Y :188.000km X :702.000km LOCALISATION Département : AISNE N classement 0107-5X-9007 Commune : Beaurieux

COUPE LITHOLOGIQUE 0- 7777T / / /

/ / / Terre végétale / / / / / LOCALISATION / / / / / / / X 702.000 km / / / 1.10 0 0 0 0 0 Y 18B.000 km a 0 000 Z sol 52.78 m 0 0 000 0 0 000 2_ a 0 000 0 0 Gravier 000 0 a 00a 0 0 000 o 0 00a o 0 aoo 0 0 3.30 Sable fin

4.

10