BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél. : (38) 63.80.01
SOCIETE EAU ET FORCE . VALENCIENNES (NORD) ETUDE DE LA POLLUTION SULFATEE DU CHAMP CAPTANT DE VICQ (NORD) MOYENS DE REMEDIER A SA DETERIORATION . Par J. BECKELYNCK, B. DROZ avec la collaboration de J.G. GAILLARD et F. ROSSIGNOL
Service géologique régional NORD — PAS-DE-CALAIS zennes, B.P. 26. Lezennes - 59260 Hellemmes'-LMIe - Tél. : (20) 91.38.19 - 91.30.13 Tólox :B.R.G.M. n° 130 171 T 83 SGN 350 NPC ' • le 20 Mai 1983 SOMMAIRE
1 - INTRODUCTION.. 4 - 2 - CADRE DE L'ETUDE...... 4 3 - CONTEXTE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE 6 4 - OBJECTIFS DE L'ETUDE... • ..' 6 5 - MOYENS MIS EN OEUVRE ET RESULTATS :...... 8 51 - Description du champ captant .". 8 52 - Evolution des teneurs en sulfates depuis 1974 • 10 53 - Création de piëzomètres. ' 10 54 - Réalisation d'essais au micromoulinet 12 55 - Prélèvements et résultats des analyses : 15 551 - Les sulfates (annexe VI)..: 15
5511 - Nappe de la craie (tableau Vabc) 15 5512 - Nappe des sables (tableau V ) :. 16
• 5513 - Eau de surface (tableau Vd) ".. 16 5514 - Echantillons de terrain (tableau V, . )...... 16 552 - Les isotopes (annexe VII) 18 6 - CONCLUSIONS ....:.. '. '...... -••- 20
LISTE DES FIGURES
FIGURE 1- Vue d'ensemble des installations du champ captant de Vicq.. -5 FIGURE 2 - Evolution des teneurs en sulfates aux forages du champ captant (1974-1982)..." 11 . LISTE DES TABLEAUX TABLEAU I - Comparaison des teneurs en sulfates des forages du champ captant entre 1974 et 1980. 7 TABLEAU II - Caractéristiques techniques et piézométrie des. forages du champ captant '. 9 TABLEAU III - Caractéristiques techniques des piézomètres du • champ captant 12 TABLEAU IV - Caractéristiques de mise en oeuvre des essais au .micromoulinet 14 TABLEAU V - Résultats des analyses chimiques...... 17 TABLEAU VI -Résultats des analyses isotopiques (tritium et 634S)... 19 LISTE DES ANNEXES . •
ANNEXE I . - Carte de situation du secteur étudié ANNEXE II - Carte d'implantation des ouvrages du champ captant ANNEXE III.- Coupes géologiques et techniques des piézomètres du champ captant ANNEXE IV - Résultats des essais au micromoulinet sur les forages FT (indice national22-5X-011) et F6 (indice national 22-5X-016) ANNEXE V - Carte de situation des prélèvements effectués ANNEXE VI - Répartition spatiale" des" teneurs en sulfates ANNEXE VII - Répartition spatiale des résultats isotopiques SOCIETE EAU ET FORCE VALENCIENNES (NORD) ETÜDE DE LA POLLUTION SULFATEE DU CHAMP CAPTANT DE VICQ (NORD) • MOYENS DE REMEDIER A SA DETERIORATION
1 - INTRODUCTION ...... '..".•
. Exploité depuis 1930 par la société EAU et FORCE, le champ captant de VICQ constitue l'une des plus importantes stations de prélèvement d'eau souterraine du Valenciennois. . . . ,
Les ouvrages captant la nappe de la craie, principale ressource en eau.de • l'arrondissement, servent à l'alimentation en eau potable de la ville de Valenciennes (Nord). . .
D'anciennes analyses chimiques montraient une eau de bonne qualité, au faciès bicarbonaté-calcique, avec notamment une absence,de nitrates. Cependant,,une dégradation de cette qualité a été constatée depuis une dizaine d'années (accroissement du th, de la conductivité, et des teneurs en sulfates). Ceci a amené l'Agence.de l'Eau Artois-Picardie à favoriser une.étude, spécifique du champ captantde Vicq (Annexe I), étude confiée au Bureau de Recherches Géologiques et Minières, afin de contribuer à la pérennité par la Société Eau et Furoe de l'exploitation.-
2 - CADRE DE L'ETUDE .
Situé au Nord-Est de Valenciennes, dans une zone anciennement marécageuse, le champ captant de Vicq est constitué de neuf-forages captant la nappe de la craie, et répartis de part et d'autre de l'autoroute A2 Paris-Bruxelles (figure 1).
D'emblée, on a pu déjà observer que.la disparition des marais de Vicq a coïncidé avec la création du champ captant. Cette constatation a conduit à invoquer la drai- nance de la nappe des sables comme cause de la dégradation de la qualité de la nappe" de la craie (cf. supra § 4.1). , / c
'•es
Echelle 1 /IG 000
Figure 1 : Vue d'ensemble des installations du champ captant de VICQ
Notons qu'il est relié au champ captant dit de "Crespin" (plus au Nord) qui comprend 3 forages désignés F10-F11-F12 par la Société Eau et Force qui les exploite. . ,
Compte tenu des diverses études hydrogéologiques déjà réalisée:, ou en cours, le présent examen est limité à l'aspect qualitatif du champ captant, relatif à la pollution en sulfates. 6
3 - CONTEXTE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE
La structure géologique de la région est perturbée par 1'existance de profondes dépressions ( palëocreux ) qui affectent la surface des terrains primaires, favorisant ainsi d'importantes variations tant en épaisseur qu'en extension, des terrains de couverture.
De bas en haut, celle-ci est tout d'abord formée d'assises crayeuses du Secondaire (Crétacé) et de sédiments sableux du Tertiaire (Landënien). Le Quaternaire est essentiellement représenté par les formations alluvionnaires de l'Escaut.qui recouvrent soit les sables landëniens, soit les assises crétacées.
Le champ captant de Vicq est situé sur le bord sud du paléocreux de St Aybert (prolongement de la fosse de la Hayne en Belgique). On y rencontre de fortes épaisseurs de' craie (125 m au forage F2 d'indice national 22-5-12), très dure en profondeur, sous un recouvrement d'épaisseur variant entre 9,6 m et 18 m.
La nappe de la craie correspond au principal aquifère de la région. Tantôt libre, tantôt captive, elle se trouve en communication directe avec la nappe des graviers à silex des alluvions quaternaires, ou avec la'nappe des sables landéniens. -. . . . ,
. L'alimentation de la nappe se fait au Sud et à l'Est, et la direction d'écoulement général Sud-Nord, est sensiblement affectée par une vaste dépression piézométrique centrée sur la basse vallée de l'Escaut, et accentuée au droit des champs captants de Crespin, Fresnes-sur-Escaut et surtout Vicq où les prélèvements représentent 60 % de l'exhaure totale de ce secteur. . "" '
4 - OBJECTIFS DE L'ETUDE . , .
Lors de l'élaboration d'une grille générale de qualité des eaux souterraines (Février 1981), 1'Agence.de l'Eau Artois-Picardie avait utilisé les résultats de la campagne de prélèvements effectuée en Novembre et Décembre 1972 dans la région du valenciennois (Rapport B.R.G.M. 73 SGN 174 NPA). L'étude de l'évolution du. chimisme ."• " de ces eaux a . mis en évidence un accroissement des teneurs en sulfates au droit du champ captant de Vicq, entre 1974 et 1980 (Tableau I). . ' ." . INDICE " 22-5-11 22-5-12 22-5-13 22-5-14 22-5-15 22-5-16 22-5-17 22-5-18 22-5-19 NATIONAL DESI- GNATION FI F2 F3 F4 F5 .. F6 F7 F8 F9
«a- i—•en. 129 • 106 95 167 185 .46 85 71 . 33 . i—H
o CO (mg/1) . en 157 205- 252 222 220 66,3 157 86,6 /
sulfate s 1—4 Teneur s e n
TABLEAU I - Comparaison des teneurs en. sulfates des forages du champ captant entre 1974 et 1980 •
A l'appui de ces résultats, l'Agence de l'Eau Artois-Picardie a alerté.la Société Eau et Force sur la nécessité d'une étude qualitative spécifique du champ captant. . . ' . •
Les conditions hydrogëologiques et d'aménagement permettent d'envisager deux hypothèses sur la cause de cette pollution :
Le rabattement important de la nappe de la craie (diT aux pompages intensifs), accentue la drainance de la nappe des sables. Les sulfates proviendraient alors du gypse (sulfaté hydraté de calcium) et/ou de la pyrite (sulfure de fer) contenus dans ces sables. . ' ,
2°) Pollutign_2ar_les_remb}ais_sçhisteux_de_l^autoroute
Les sulfates proviendraient du lessivage des remblais en schistes houillers (contenant généralement de la pyrite) par le biais de la drainance au travers des terrains superficiels à la faveur d'un fossé longeant l'autoroute (fossé des Vaucelles). Les objectifs fixés comportent deux volets :
- Premièrement, une étude de la pollution effective et des sources potentielles dans l'emprise du champ captant, qui permettra de confirmer ou d'infirmer les hypothèses émises. Cet objectif conduit à mettre en oeuvre, d'une part, des •prélèvements d'eau souterraine, d'eau de surface et de schistes de remblais, afin de déterminer l'origine des sulfates, et d'autre part, la réalisation de micromouli- nets sur deux des forages du champ captant, afin de déterminer les horizons ' productifs.de la nappe de la craie. .
- En second lieu, un examen des moyens pour remédier à la dégradation de la qualité des eaux du champ captant,
5 - MOYENS MIS EN OEUVRE ET RESULTATS , '
51 "
, L'implantation et le nivellement précis des ouvrages du champ captant ont: été établis à.l'occasion des levés réalisés pour les nouveau."', piézomètres créés (cf. § 5.3). L'annexe II présente ces résultats ainsi que la position précise du "fossé de Vaucelles" qui longe 1'autoroute et recueille les eaux usées en provenance des communes avoisinantes.
• • Les caractéristiques techniques des forages et les données piézomëtriques relatives aux mois d'octobre et novembre 1982 sont récapitulées au tableau II. INDICE 22-5-14 22-5-15 ' 22-5-16 22-5-17 22-5-18 22-5-19 NATIONAL 22-5-11 22-5-12 22-5-13 >
DESIGNATION FI F2 F3 . F4 F5 F6 F7 F8 F9
ANNEE . 1930 1930 1931 1932 1932 1933 1933 1933 D'EXECUTION 1930
COTE REPERE* 21,021 21,209 21,035 21,028 22,00 21,77 22,50 22,00 (m) 21,00 HORS SOL(m) 0,95 0,80 1,20 1,35 1,20 1,20 1,20. 1,40 0,43
PROFONDEUR 100 100 TOTALE (m) 140,50 137 137 100 100 100 100
HAUTEUR CREPINEE(m) 118,50 114 116 75,50 77 77 78 76,70 74,80
PROFONDEUR DU NIVEAU STATIQUE / / / / /. / / 19,88 • OCTOBRE 82 (m) PROFONDEUR DU NIVEAU DYNAMIQUE 18,81 28,23 28,61 38,42 31,60 33,96 34,57 27,85 / OCTOBRE 82 (m)
PROFONDEUR DU NIVEAU STATIQUE NOVEMBRE 82(m) 19,19 / 21,58 / / . / / / 20,05
PROFONDEUR DU NIVEAU DYNAMIQUE . / 28,43 1 38,85 27,70 36,14 32,28 30.10 / NOVEMBRE 82(m)
% Nature du repère : tête du tubage
TABLEAU II : CARACTERISTIQUES TECHNIQUES ET PIEZOMETRIE DES FORAGES DU CUAMP CAPTANT 10
52 " Evgjutigndes_tenèursen-su2fatesde2yis1974
La collecte d'analyses chimiques depuis 1974 a permis d'établir un graphique d'évolution des teneurs en sulfates sur huit forages du champ captant (figure2), le forage F9 d'indice national 22-5-19, étant à l'arrêt depuis 1971.
Ce graphique ne permet pas de mettre en évidence un accroissement net et régulier des teneurs en sulfates, marquées par d'importantes variations. On observe notamment l'existance de "pics" anciens en relation avec les périodes de remontée de la nappe, et celles de pompages plus intenses.
Néanmoins, il se dégage un accroissement moyen qui rend compte de la détérioration des eaux du champ captant.
Par ailleurs, il est à noter que les forages situés à l'Ouest de l'autoroute ont en général les plus fortes teneurs en sulfates.
53 - Création_de_2iézomètres • " .
Une campagne de sondages a été réalisée en Septembre et Octobre 1982 afin d'obtenir notamment un ensemble de points de prélèvements supplémentaires. Quatre sondages ont été créés et équipés en piézomètres crépines à la craie. Leur implantation a été choisie relativement à la position des' forages du champ captant et de l'autoroute (cf. Annexe II). L'annexe III présente les coupes géologiques et techniques dont les caractéristiques principales sont reportées au tableau III. 380
CHAHP CAPTANT K VICO - SOCIETE EAU ET fORCE
250 _ O z o
c?
0 1974 1975' 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 12
INDICE DESIGNATION DATE COTE DU PROFONDEUR NIVEAU STATIQUE D'EXECUTION REPERE* (m) INFLUENCE (m) NATIONAL NGF(m) 3/11/1982
22-5-269 SP1 22/9/1982 20,921 30 24,74
22-5-270 SP2- 23/9/1982 21,183 ' . 30 23,53 22-5-271 SP3 . 4/10/1982 20,311 32,30 22,70 22-5-272 SP4 5/10/1982 20,834 33 . 22,07
* Nature du repère : capot du tubage
TABLEAU III : CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DES PIEZOMETRES DU CHAMP CAPTANT
II convient de souligner que lors de l'exécution de ces piézomètres à la craie, les terrains sableux du tertiaire n'étaient pas aquifères. La n¡Iso or; plato d'un piézomètre aux sables ne s'est donc pas avérée nécessaire dans le cadre de cette étude. . . . •
Un essai au micromoulinet de forage a pour but la mesure des vitesses de circulation verticale de l'eau, circulation provoquée soit par pompage, soit par injection. . . ' ••••.-.
. Le matériel utilisé ,e$t .le.suivant :
. un micromoulinet de forage type "Rossignol" muni d'une hélice 4 palus à axe vertical, .... . un treuil de manoeuvre mécanique, équipé d'un compteur décimétrique, . un compteur d'impulsion et un chronomètre. . 13 Les mesures ont généralement été effectuées tous les mètres tant à la descente qu'à la remontée. - - "
La vitesse de rotation de.l'hélice étant proportionnelle au débit de l'ouvrage testé à la profondeur, de mesure, il est possible de calculer la vitesse et le débit en chaque point de mesure, ce qui permet ainsi d'obtenir une courbe de répartition des débits cumulés selon la verticale.
Les essais au micromoulinet ont été effectués en pompage, sur deux des forages du champ captant (forage FI d'indice national- 22-5-11, et forage F6 d'indice national 22-5-16). • .
Une mise en oeuvre correcte d'un essai en pompage conduit à positionner la crépine de.pompé à la cote la plus élevée possible (fonction de la cote du niveau dynamique), afin de limiter la zone de. turbulence, et donc de tester la plus grande hauteur possible d'aquifère. .
Compte tenu de l'équipement desforages exploités, la modification nécessaire de cote des pompes^ ' a déterminé la période des essais prévus (Tableau IV). Observons que l'acidification réalisée par la Société Eau et Force au forage F6 a incité à réaliser deux essais (avant et après opération) afin de juger de l'efficacité du développement souhaité. ... . ' . .
Les résultats et diagrammes reportés à Vannexe IV montrent,pour les deux ouvrages testés,que les horizons productifs sont situés en tête de la craie. La hauteur réellement productrice"est ainsi d'environ 12 n et 16 m respectivement pour les forages FI et F6.
Par ailleurs et pour ce dernier ouvrage,.on peut constater que son développement par acidifiaction n'a intéressé que des horizons initialement productifs.
Cette productivité localisée en partie supérieure de l'aquifère crayeux est un élément favorable, à une drainance très active de la nappedes sables sus-jacente qui est en fait en continuité hydraulique avec celle de la craie. Au vu de ces résultats et compte-tenu de 1'exploitation quasi continue de la nappe de la craie, il n'est pas surprenant que les assises sableuses ne soient pas aquifères au droit du champ captant. . ••••...•••
(l)Travaux réalisés par la Société EAU et FORCE. ' ' DATE • POSITION HORIZONS AQUIFERES DEBIT POMPE. NIVEAU STATIQUE (ns) DE LA CREPINE TESTES (Profondeurs 3 OBSERVATIONS OUVRAGE DES ESSAIS (m /h) ET DYNAMIQUE (nd) ; (m) . en m) • • . (m)
F6 5/10/1982 • 34 30 à 50 (Descente) . 65,45 ns = ? . . Avant acidification 46 à 30 (Remontée) nd = 30,70
Variable de 22/10/1982 37 30 â 86 (Descente) ns = 20,60 94,73 à 66 Après acidification 75 à 33 (Remontée) nd = 29,70
ns = 17,04 23 à 40 (Descente) Sans acidification 75 m3/h nd = 21,35 FI 9/3/1983 22 40 à 23 (Remontée
TABLEAU IV : Caractéristiques de mise en oeuvre des e'îssis au micromoulinet 15
55 - Prélèyements_et_résultats_des_analyses ' • .
Une campagne de prélèvements a été effectuée durant les mois d'Octobre et Novem- bre 1983 dans le but de déterminer l'origine de la pollution sulfatée constatée (Annexe V). . .
Les prélèvements en vue d'analyses concernaient, d'une part, les forages et piézomètres du champ captant ainsi que le fossé des Vaucelles et les schistes de remblais auroroutiers, et, d'autre part, les ouvrages situés à l'amont du champ captant, à savoir le piézomètre aux sables landéniens PA476 (22-5-260) et le forage à la craie dit "forage de l'éolienne" (29-1-36).
Parallèlement à l'étude ici entreprise nous avons procédé au dosage des isotopes tritium (^H) et S du soufre, afin de disposer d'éléments complémentaires sur les relations chimiques' entre la nappe de la craie et son environnement (alimentation, terrains). ' .
551 - Les sulfates (Annexe VI) ; .
• Les résultats des analyses chimiques sont reportés au tableau V.
5511 - Nappe de la craie (tableau V . ) .
Au premier abord, on peut constater une nette disparité.spatiale des teneurs en sulfates au niveau du champ captant avec, en général, les plus fortes teneurs aux ouvrages situésà l'Ouest de l'autoroute. D'autre part, il est à noter que les ouvrages les plus proches de 1'autoroute ne sont pas ceux qui présentent les valeurs les plus élevées en sulfates.
. Disposant en plus d'une analyse du 5 Juillet 1982 au forage F12 (22-5-62) du champ captant de CRESPIN, on a pu établir une comparaison entre les valeurs observées à l'amont (29-1-36) et à l'aval (22-5-62) du champ captant de VICQ (tableau V ). La différence constatée semble être expliquable par la géologie du secteur étudié : la faible teneur en sulfates observée à l'aval du champ captant • peut être liée avec l'absence de Landénien dans ce secteur 16
. ' 5512- Nappe des sables (Tableau Vc)
La forte valeur observée au piézomètre PA*76 (22-5-260) montre le caractère sulfaté de la nappe des sables. On trouve en effet dans l'aquifère sableux de nombreux.cristaux de pyrite altérée et de gypse, qui induisent la présence d'eaux sulfatées dans la nappe des sables.
5513 - Eau de surface (Tableau V^) . • •
' 1 La teneur en sulfates des eaux du fossé des Vaucelles est inférieure à celles observées aux ouvrages du champ captant. Par ailleurs, le fait qu'une êtanchëitë . du fossé ait été plus ou moins assurée et qu'un colmatage naturel se soit produit le long de son cours ; ne permet pas de considérer le fossé comme étant le responsable majeur de la pollution sulfatée. -, • .
5514 - Echantillons de terrain (Tableau Vd . )
Des échantillons de schistes prélevés au niveau du remblai de l'autoroute, ont subi une lixiviation et une analyse minéra'logique a été réalisée par cnffractométrie.
De plus, la recherche de soufre total a.été effectuée sur l'un de ces échantillon ainsi que sur un ëcnantillon'des sables tertiaires.
Les résultats montrent que les schistes de remblai sont quasiment dépourvus de substances sulfatées et sulfurées susceptibles de générer par oxydation et dissolution d'importantes quantité d'ions SO," dans les eaux superficielles. 17 - Prélèvements du 21/10/1982 effectués aux forages d'A.E.P. de la Société EAU ET FORCE
INDICE NATIONAL 22-5-11 22-5-12 22-5-13 22-5-14 22-5-15 22-5-16 22-5-17 22-5-18
DESIGNATION FI • F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8
TENEURS EN SULFATES (mg/1) 202,5 177,5 160 217,5 202,5 81 125 127 •
Vu' - Prélèvements du 3/11/1982 effectués aux piëzomëtres nouvellement créés
INDICE NATIONAL 22-5-269 22-5-270 22-5-271 22-5-272
' DESIGNATION SP1 ' SP2 SP3 SP4
TENEURS EN ' SULFATES (rag/1) 128 78 226 124
V - Prélèvements effectués à l'amont et ä l'aval du champ captant
INDICE NATIONAL . 22-5-260 29-1-36 22-5-62
DESIGNATION PA476 Forage de F12 1'éolienne Nappe concernée Sables Ländern'en Craie Craie
DATE 3/11/1982 . 3/11/1982 ' 5/7/1982 •
TENEURS EN SULFATES (mg/1) 157 . 133 71.5
- Prélèvements du 21/10/1982 concernant les remblais schisteux de l'autoroute et le fossé des Vaucelles
ECHANTILLONS TENEURS EN SULFATES (mg/1)
Eau de surface 76
Schistes de remblais 8 • (dosage par lixiviation)
V - Pourcentage de soufre total dans les échantillons de terrain
ECHANTILLONS * soufre total
Schistes de remblais 0,70
Sables argileux landéniens - 0.10
TABLEAU V : RESULTATS DES ANALYSES CHIMIQUES 18
552 - Les_isgtopes_(Annexe_VII)
3 - Le tritium (^ H), seul isotope radioactif de l'hydrogène, est présent . naturellement dans les eaux de précipitation. Devenu abondant dans les eaux depuis 1952. (date à laquelle eurent lieu de nombreuses explosions thermonucléaires atmosphériques) ,1e Tritium permet de détecter la présence d'eaux récemment infiltrées, c'est à dire postérieure à 1952, et donc de mettre en évidence l'impact des eaux superficielles sur l'aquifère crayeux. Les teneurs sont exprimées en Unité Tritium (U.T.), une U.T. correspondant à un atome de tritium pour• 10lf i atomes d'hydrogènes.
- La recherche de l'isotope S du soufre permet de mettre en évidence les diverses sources possibles de sulfates. Cependant, comme les variations isotopiques en soufre dans les composés naturels, sont faibles en valeur absolue, on procède alors par mesure relative par rapport à un étalon international de référence.
Les résultats sont exprimés.en unités 6 qui correspondent à l'expression suivante :
rcy , R échantillon 1N 1n3 . ' 6%o =. ( R étalon 1}•10 • . , .'"••.- avec R = rapport de l'isotope lourd ( S) sur l'isotope léger ( S). o o ' o
Les résultats récapitulés dans le tableau VI conduisent aux remarques suivantes :
Io) Les eaux des forages du champ captant ont une activité Tritium plus^ élevée que celle du forage de l'ëolienne, où les pompages sont pratiquement nuls. En effet, le cône d'appel provoqué par les forages du champ captant ainsi que la circulation préférentielle de.l'eau en tête de craie (cf. essais au micromoulinetj, permettent aux eaux' récemment infiltrées (cf. échantillon 22-5-260) de percoler plus facilement dans les sables landéniens et d'atteindre ainsi plus rapidement la nappe • de la craie. A l'opposé, les eaux du forage de i'éolienne sont beaucoup moins jeunes, l'infiltration s'y faisant moins sentir. 19
INDICE TRITIUM .34 . DESIGNATION DATE NATIONAL . "(UT) ô S
22-5-16 F6 21/10/82 56 - 5 -16,8 Nappe de 22-5-17 F7 21/10/82 92-8 -25,9 la craie : 29-1-36 Forage de 3/11/82 37 - 4 -14,8 1'éolienne
Nappe Superficielle 22-5-260 PA476 . • 3/11/82 104-8 -16,7
Eaux usées du fossé des Vaucelles 21/10/82 73-6 -17,4
Sables 21/10/82 / -13,7 argileux Echantillons de . ' 1 andern"ens terrain
Schistes de 21/10/82 -40,1 remblais /
' • • '34 TABLEAU VI :.Résultat des analyses isotopiques (Tritium et. ô S) 20
II est à noter que l'activité Tritium des eaux du fossé des Vaucelles correspond bien à la période actuelle (Cf. échantillons témoins de la surveillance effectuée par le B.R.G.M. sur les eaux de pluie au Fort de Lezennesj.
2°) La valeur du ô3 4S observée dans les échantillons de schistes de.remblai est équivalente aux valeurs fortement négatives trouvées lors de dosage sur des pyrites. En effet quelques traces de pyrite ont pu être observées dans la fraction fine de ces schistes de remblai. Toutefois, le pourcentage en soufre total est '34 faible. En outre, le 6 S des schistes est très nettement différent de celui des autres échantillons qui présentent par ailleurs des valeurs.relativement homogènes.
L'ensemble de ces observations tend à confirmer que les sables landéniens sont à la principale origine de la pollution sulfatée.
6 - CONCLUSIONS .
De l'ensemble des données collectées ou nouvellement acquises sur le champ captant de VICQ, i'i ressort les éléments de synthèse suivants : •
. La disparité spatiale des teneurs en sulfates dans le secteur d'étude n'est pas corrélable avec le tracé de l'autoroute, . • . la.teneur des composés du-soufre dans les échantillons de schistes de remblais de l'autoroute s'est révélée infime à partir du dosage par lixiviation et des analyses minéralogique et géochimique. Par ailleurs', le rapport isotopique du soufre •34 • • • • - - • (6 S) des remblais diffère nettement de celui trouvé dans les différents échantillons d'eaux. Ainsi, la quantité et la nature du soufre et de ses composés ne permettent pas d'attribuer aux remblais une part significative dans les teneurs en sulfates des eaux de la nappe de la craie, . . '. les eaux de ruissellement des chaussées autoroutières présentent une teneur en sulfates faible relativement à celle des eaux de nappes (sables et craie)' ',
(1) Notons que les eaux usées en provenance de QUAROUBLE'seront prochainement dirigées • vers la station d'épuration d'ONNAING. 21
• . Les teneurs en sulfates, en tritium, et le ô S de la nappe de la craie correspondent bien à celles trouvées dans la nappe des sables, ". Les faibles teneurs en sulfates à l'aval du champ captant sont attribuables à l'absence de.Landënien dans ce secteur où la nappe de la craie est directement en relation avec celle des graviers à silex,
. Les essais au micromoulinet de forage montrent que l'horizon productif est en tête de l'aquifëre crayeux. En l'absence d'assises argileuses à la base du tertiaire, la communication entre la nappe des sables et celle'de la craie est alors d'autant plus favorisée que la nappe de la craie est en dépression sous l'effet des pompages intensifs du champ captant. .
Au vu des résultats obtenus, la pollution sulfatée du champ captant de VICQ ne peut être imputable au lessivage des remblais schisteux de l'autoroute, mais : à une contamination par la nappe sulfatée des sables landém'ens. L'influence du chimisme doit résulter de l'importance du rabattement de la nappe.de la craie par suite de l'intensité des prélèvements qui y sont effectués. .
En dernière analyse, le seul moyen qui peut être proposé pour remédier à cette pollution, serait de minorer la drainance de la nappe des sables par une diminution du rabattement dans la nappe.de la craie. ..
La création de nouveaux captages, hors du domaine du champ captant, permettrait, d'une part de diminuer les prélèvements au niveau de ce champ captant, et d'autre part, d'étendre et donc.d'amoindrir la pollution sulfatée dans ce secteur.
Enfin, compte tenu de la drainance effective entre la nappe des sables landéniens et.celle de la craie, il convient de souligner la vulnérabilité du champ captant vis à vis de pollutions superficielles. En particulier* l'absence de dispositifs . de protection le long de l'autoroute (glissières de sécurité notamment), représente un risque potentiel vis à vis des pollutions accidentelles.
J. BECKELYNCK, Ingénieur hydrogéologue B. DROZ, Stagiaire. • avec la collaboration de ' J.G. GAILLARD, Technicien Supérieur et F. ROSSIGNOL, Technicien Supérieur Service Géologique Régional Nord Pas-de-Calais du 3.R.G.M. • _BRGM- Annexe SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL NORD-PAS-DE-CALAIS Fort de Lez«nnet-BP.26 LEZENNES 59260 HELLEMMES-LILLE
SOCIETE EAU ET FORCE - VALENCIENNES (Nord)
ETUDE DE LA POLLUTION SULFATEE DU CHAMP CAPTANT DE VICQ (Nord)
MOYENS DE REMEDIER A SA DETEPvIORATION
CARTE DE SITUATION DU SECTEUR ETUDIE
^ £^ J-.s» ¿
Echelle. 1/25.000 Secteur étudié
83 SGN 350 NPC Annexe : H _ Carte d'implantation des ouvrages du champ captant_
A Forage A.EP (Société Eau et Force).
Piézomètre_
15 Indice nationol- F5 Désignation.
Echelle : 1/ 2 000
B. R. G. M. Service géologique régional NORD - PAS-OE-CALAiS Rapportn' 83 SGN 350 NPC Plan n- Oaie 25-03*1983 B.R.G.M. - S.G.R/N.P.C. ANNEXE III LEZENNES (Nord) (4 feuillets)
83 SGN 350 NPC
SOCIETE EAU ET FORCE VALENCIENNES (Nord)
ETUDE DE LA POLLUTION SULFATEE DU CHAMP CAPTANT DE VICQ (Nord)
MOYENS DE REMEDIER A SA DETERIORATION
Coupes géologiques et techniques des piézomètres du champ captant •y kmtt. m BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES FEUILLE DE SONDAGE l Ifcuin.t 1) SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL NORD-PAS DE CALAIS Nnmôrn Hn <;nnrinn»' SP1
Indice national : 0022-SX-0269
PnDjet ou chantier: VICQ (S.E.F) _. Date d'exécution: 22/09/1982 Entreprise de sondage : PONIIGHAC Emplacement: vico (59) Numéro du dossier: 83sa350NK Coordonnée*; Lnmhe>rt- x-691 275 v- 301 •«*< Altitude : Z = + 20,921
Caractéristiques techniques du sondage ichontil Epais- Tntsc Proton- Fluide -Ion tau -seur -deur Description lithologique Strotigraphia Outil • N.G.F. 1 LJmJEquipement d'injection * •—capot: en fer •ntact (en m) (en m) U.rU o.ra sable tin argileux brun noirâtre •. •» 1,00 sable fin argileux brun-clair jaunâtre Client 1,70 --"- 2» 0,80 sable + argileux brun-clair jaunâtre Tarière " 2,60 ~ hélicoïdale 1,50 [-•3 - sable argileux gris foncé" verdStre . . T OUATERNAIHE - 5 - 3,50 graves de silex dans une «atrice de - 6 - sable . • __ ——tube plein PVC idea 2.S0 a ; • -'a - 0103,6/110 n : néant - 7 - à -. -7'8°- argile plus ou »ins plastique, fineient - 9 - sableuse gris-foncÉ noirître : TERTIAIRE — *- (Argile de — 10 - — Loui/il) "~~ " gravillon 4/8 M _ 11 - —1 •
—1 - 12 - 10,50 - 13 - -r —- - 14 - - 15 - - 16 - - — ~SC=— 16,1. - 17 - bouchon de ciwnt -Z. ~ p. 18,5 • craie grise piteuse {+ altérée) - 19 - 3,00 70 • - 20 - -p ) - 21 - 1 i 1 (Sinonien) J r- 22 - craie blanche li gère «rit grisâtre plus ,1 ou loins pâteuse par passées •| - 23 - 1
\ - 24 - 1 *• tube crépine PVC 9,00 t 103,6/110 m -25- •J 1 - 26 - r gravi lion 4/8 •• - 27 - •J 1 y - 28 - - 29 - 1 s - in - -31 - - 32 - _ - 33 - - 34 - - -35- - 36 - ;
. . • • - 37 -
_ - 38 - - 39 - - 40 - - 41 - - 42 -
_ - 43 - - 44 -
_ - 45 -
- 46 - ANKXE III ' BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES FEUILLF nE SONDARE ' (feuillet 3) SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL NORD-PAS DE CALAIS Numéro du sondarte : • SP2
Indice national: 0022-5X-0270 VICQ (S.E.F.) Projet ou chantier: Date d'exécution "23/09/1982 Entreprise de sondage :.. PONTIGNAC Emplacement : ytcq (i<») 691 M0 Numéro du dossier* «3sa350«PC Coordonnées Lambert : X r . Y - 301 765 Altitude: Z=i »-183
Caractéristiques techniques du sondage Echantil- Epais- Proton- Pntj»c Fluide .1 lon Eau -seur -deur Description Uthologiqus Stratigraphie Outil •"•'• fniiifi.ni.ri> N.G.F, 'injectior 1« ' YapM en ter intact en m) en m)
. bouchnn de Client silt argileux larron-clair Tariere : -•'."• 1,50 -1.4 p- 2,00 • _l,80 _ 1 ', ', -o,x - ^ilt vert-clair / m
- 3 - sable fin vert-clair Kgereient silteux 3,00 - 4 -
.v.. 1,70 sable fin vert-clair a nodules silteux - 6 -
0,50 argile sableuse verte a vis-vert •j -". niant « — tube plein PVC ( 103,6/1lOi« 2,50 - 8 -argile silto-sableuse gris-vert QUATERNAIRE
-r-
- 10 - 9 0 gravillon 4/6M graves de silex - 11 - 0 4,50 - 12 - - 13 - O O
•ame argileuse grise i petits granules 3 00 - 15 - de craie blanche _2___ 16,00 1 ô" - 16 - • bouchon de ciient - 17 — r j- 18,00 • - 18 - 1 - 19 - craie blanche i Kgereient grisStre par SECOWMIRE passées 1 20,00 • (Sinonien) - -^ - 20 - 1 1 - 21 - 3 1 •1 - 22 - 1 13,00 1 * t 103,6/1 10H - 23 - 1 - 24 - • J - 25- 1 i : • gravillon A/8— * - 26 - •h '1 1 '.1 _ r 27 - 1 •J r 28 - -- •1 - 29 - .1 1 \i „ 30,00 1 1 -.31 - _ - 32 - - - 33 - - 34 - - -'35 J
- 36 J ,' • • . _ - 37 - - 38 - - 39 - _ - 40 -
_ - 41 - - 42 - _ - 43 - - 44 - - 45 -
- 46 - BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SONDAGE 1 SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL NORD-PAS DE CALAIS FEUILLE DE tfeiÏÏUF3) Nlumôrn du çonrtane • SP3 Indice national : 0022-5X-0271 Projet ou chantier: VICQ (S.E.F) Date d'exécution- OA/10/1982 ' Entreprise de sondage : . PONTIGNAC Emplacement: VICQ (59) Numéro du dossier:. 83sm m wc Coordonnées Lambert • X = 691 2« Y = 301 »» y - Altitude: Z=Î?ÛJII__
Caractéristiques techniques du sondage Echantil Epais- Profon- Fluide -Ion bau seur -deur Description IJthologiquQ Stratigraphie Outil (Equipement • N.G.F. 1 intact en m) (en m) l'injectior « j— capot en fer terre vfqétale o.so 0*5 ' 77/À n,M - \ - sable fin légèrement litoneux vert - 2 - •i-.'' Tariere 2*25 ' r • hélicoïdale sable Fin «ins liwneux vert 3,50 . r.. *. * - 4 - "?*. sable fin vert et graves de silex 3,00 - 5 - anguleux - L*r. - 6 - OUATEMAIK t 103,6/110 H 0* • - V- silex noirs et sable fin vert-clair _ Q _
4,00 •• 0 - 9 -
néant r 10 - o- . -"tf0- 2,00 urne argileuse grise - 12 - - l\f- - 14 - •am* argileuse grisjtre TERTIAIRE 4 00 - 15 - _ _E 16,00 • - 16 - 1 .bouchon de ciiznt - V- craie pâteuse blanc-grisStre SECONDA!« - 18 - 19,00 a 3,50 SENONIEN) - 19 - i 1 -s- - 21 - 1 o— 22,00 • - 22 - 1 .1 - 23 - 1 craie blanche 1 1 - 24 - r — tube crépine PVC - 25 - 1 t 103,6/110 H 12,20 1 V - 26 - 1 - 27 - 1 J r- gravillon ¡
- 34 - - 35- - 36 - - - 37 -
_ - 38 - • - 39 -
„ - 40 - - 41 - - 42 -
• . - 43 - - 44 - - 45 -
- 46 - ANNEXE III RURFAII PIF RFrHFRrHF'í fiFTIl nRIOIIPí FT MINIFRFQ SONDAGF (f SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL NORD-PAS DE CALAIS FEUILLE DE »iltatJJ . Miimôro Hi cnnHnn»• SP4 l
Indice national: 0022-5X-0272 1 Projet ou chantier: VICQ (S.E.F.) 1 Date d'exécution* 05/10/1982 PONTIGNAC Entreprise de sondage : _ Emplacement: VICQ (59} Numéro du dossier- «3s«350»c Coordonnée^ Lnmh^rt* x-«ai IM v- mi m Altitude : Z=i M^
Caractéristiques techniques du sondage ichantil- Epais- Profon- Cotes -Ion ; Fluide 1 ' bau -seur -daur Description Uthologiquc Stratigraphie Outil (Equipement intact N.o.r. injectior en m) [en m) > 3• !—capot en Fer hO- 1 0,30 • L bouchon de ciient -Or« -\silt tres sableux brun-iaunStre / -0,70 - 1,30 sable fin lfgereaent silteux vert tres • _JC 2,00 • clair Tariere ... hélicoïdale 0,70 sable fin silteux vert-clair
sable fin a •oyen, vert y/. 1,30 _•? - - 4 00- 0,70 «,70. sable fin a »ven bei« verdît re >. > - 5 - graves de silex noirs anguleux et sable 0 . tube plein PVC 1,50 1. fin à «oven t 103,6/110 H - 6 - 20 graves de silex et sable argileux OUATERNAIK néant J _ I" -• vert soabre 1 0 .- 2,50 .ï - 8 - u gravillon 4/6M "°* z> i argile sableuse vert soébrt TERTIAIRE ? •! 2,30 - 10 - 11,00 — —
«me argileuse grise a petits granules 3,00 - 12 - de craie _SI 13,00 • - 13 -
— IZiw. craie blanc-grisltre plus ou »oins • ~\ 1 5,20 - 15 - pSteuse 1 0- 16,00 • - 16 - 1 - 17 - 1 - 18 - 11 - 19 - 19,80 • 1SEC0NM1RE 2,30 - 20 - craie blanche Ugereient grisâtre - 21 - 1 -=f- 1 21,50 ' - 22 - 1
- 23 - craie blanche
1 1 [- 24 - 1 J 1 J - 25- 1 - • - 35- - 36 - •. - 37 J _ - 38 - - 39 - - 40 - - - 41 - _ - 42 - _ - 43 - - 44 - - 45 1 - 46 - B.R.G.M. - S.G.R/N.P.C ANNEXE IV LEZENNES.(Nord) (2 feuillets) 83 SGN 350 NPC SOCIETE EAU ET FORCE VALENCIENNES (Nord) . ETUDE DE LA POLLUTION SULFATEE DU CHAMP CAPTANT DE VICQ (Nord) MOYENS DE REMEDIER A SA DETERIORATION Résultats ans essais au micrmuouiltifct; sur le as TI (indice national 22-5-11) et F6 (indice national 22-5-16) BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIOUES ET MINIERES ANNEXE IV FEUILLE DE SONDAGE '. (feuillet 1) SERVICE GÉOLOGIQUE REGIONAL NORD-PAS DE CALAIS Numero du sondage : F1 . . •_.._• Indice national : 22-5-11 Projet ou chentiar: S.E.F. Date d'exécution:_ 193° Entreprise de sondage :_LEFEBVRE_ Emplacement : viCQ . ; Numero du doss er: 83 SGN 350 NPC Coordonnées Lambert: X=69i ,110^=301,620 Altitude: Z = í 2i Corocleri&ttqocs technique: du sonduge Oiagraphie(micromoulinet ) Epois- Profon- 3 3 Cotes Oui 11 - Débits cumulés (1O" m /s) -seur -deur Description lithologiquo Stratigraphie NGF Flu«* Equipement (en m) injectior (en m) ^argile grasse - 2 - 2,00 argile grasse sableuse OUATERMIRE .ciienta tion - 4 - 3,30 - 6 - sable gras et silex noirs « descente 1,70 sable durci • relontée - 8 - - 10 »•••; .'m 6,25 sable gras et silex „ tube plein - 12 • '.'* í 650- -K -16 7.« -18 - craie tendre et silex iwlrs -20 - _22i -22 - -24 - 27i -26 - -28 - -30 - 53,50 -32 - craie pure solide SECOND« IRE -34 - tube crépine 'i 550 H -36 - -38 - -40 - -42 - 76 -78 - 29,00 -80- craie grasse 102 104 18,00 craie tris dure -120 - 122 5,5 -124 - craie grise jaunâtre -126- -128 - : 130- 5 -132 - craie gris-bleu et liltx noirs -134 - abondants -136 - -138 - -uo- calcaire gris-blanc et aarñT" lUMHlEH HOVtH BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL NORD-PAS DE CALAIS FEUILLE DE SONDAGE Numéro du sondage: F6 Indice national :. Projet ou chantier: _SEF Date d'exécution :_!?32 Entreprise de sondage :_LEFE§WE_ Emplacement : _WAMUBIE Numéro du dossier* USOOMHPC Coordonnées Lambert : X = ÍSL, : . Y = 301-, 630_ Altitude: Z = Î'L_ c fOCl u hnig ° dTsgn dâ,'r ''" | Diagraphie(micromoulinet) Epois- Profoa 3 3 Cotes Oulil- Dibitscumulésf 10" m /s) -seur -deur Dtscription Uthologjqua StratigrapM« FluKJt Equipement N.G.F. (tn m) 'injectw 2 « 6 8 10 12 1« 16 18 en m) i 0 - 0,60 •terre \i(gttiU QUATERNAIRE 2 - sable louvant ciicntatitm 2,00 silex noir 4 - -Avont acîdificalion: TERTIAIRE 3,60 - 6 - sable gras • Ocscente. (Landinien) " Remontée; - 8 - 2,00 sable gras argileux -Apres acidification: tube plein - 10- 1650« • Descente - « Remontée. -U - 14 - craie (bouleuse 1-16 - 18 - 20 - 22 - 24 - SECONDAIRE 27,5B 57,4 28 - 30 - 32 - 34 - craie • • « • 4* • • -36 - 4P • • •• • • -38 - • • *" • • • -40 - «»• • -42 - i •• • • -44 - - 46 - -48 - -50- -52 - - tiie crÉpiné - 54 - (550» -56 - -58 - -60 - -62 - -64 -66 : -68 ^ -70 - - 72 -74 A -76 33 craie grasse -78 -j -80 L82 -\ -84 -86 -88 -90 Remblai autoroutier 22^j--S .1 , LEGENDE A Forage A.E.P. (Société Eau et Force) •O" Piézomètre • Point particulier 15 Indice national F5 Désignation jÊL Echantillon de schistes de remblai autoroutier 4|t Echantillon d'eaux usées du fossé des Vaucelles Rapport n° 83 SGN 350 NPC Un- 1 ~t ~J¿~^ 1T Echelle : 1/25000 22-51 / • / emprise ' Autúroitte \ , Remblai autoroutier k" i É •f en tt* mu tow- * LEGENDE A Forage A.E.F, (Société Eau et Force) -Q- Piézomètre 0 Point particulier 15 Indice national 202 5 Teneurs en sulfates (mg/1) Echantillon de schistes de remblai autoroutier Echantillon d?eaux usées du fossé des Vaucelles Rapport n° 83 SGN 350 NPC Echelle: 1/25 000 tans* Autoroute \ • \ Remblai autoroutier 22-5T 4-j A y LEGENDE ¿A Forage A.E,P. (Société Eau et Force) "V" Piézomètre • Point particulier 16 Indice national 56 Activité tritium (U.T.) -16.Ô 34 Echantillon de schistes de remblai autoroutier Echantillon d'eaux usées du fossé des Vaucelles Rapport n° 83 SGN 350 NPC Echelle: 1/25000