ÉTUDE DES MATÉRIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATÉRIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'allier (Lit De La Rivière)

MINISTERE DE L'URBANISME MINISTERE DE L'INDUSTRIE ET DU LOGEMENT

TAXE PARAFISCALE SUR LES GRANULATS

ÉTUDE DES MATÉRIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATÉRIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER (Lit de la rivière)

CENTRE D'ETUDES TECHNIQUES BUREAU DE RECHERCHES DE L ÉQUIPEMENT DE LYON GÉOLOGIQUES ET MINIERES

LABORATOIRE REGIONAL SERVICE GEOLOGIQUE NATIONAL DES PONTS ET CHAUSSEES Service géologique) régional Auvergne Hue Bernai'l Palissy 22, .ivuruii; du I empeles 2 \ du Hrtjzul 6.'i8(X) COURNON D'AUVtRGNE 63014 CLfcRMÜNÍ FfcRRAND Tél. [73) 84.80 83

HS 80/625 82 SGN 959 AUV

Juillet 1982 - SOMMAIRE-

INTRODUCTION ?

1 - CONTEXTE GEOLOGIQUE GENERAL 3 1-1 - LES FORMATIONS ALLUVIONNAIRES 3

1-1-1 - Basses terrasses et plaine alluviale 4

1-1-2 - Moyenne terrasse 5

1-1-3 - Haute terrasse 5

1-1-4 - Très hautes terrasses ¿>

1-1-5 - Sables alluviaux plio-quaternaires f>

1-2 - LES ROCHES MASSIVES 7

1-2-1 - Massifs granitiques 1

1-2-2 - Terrains métamorphiques S 1-2-3 - Terrains Dévono-dinantiens (viséens) 9

1-2-4 - Terrains plus récents 9

2 - SELECTION DES ZONES ETUDIEES ?Z

2-1 - PRINCIPAUX CENTRES DE CONSOMMATION 72

2-2 - CONTRAINTES MAJEURES D'ENVIRONNEMENT 7 3

2-3 - CRITERES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES 75 3 - ETUDE PAR ZONE 79

3-1 - ZONE DE VICHY 79

3-1-1 - Secteur de SAINT REMY-EN-ROLLAT J9

3-1-2 - Secteur de MARCENAT .. 1

3-2 - ZONE DE VARENNES - SAINT-POURCAIN 29

3-2-1 - Secteur de CRECHY 29

3-2-2 - Secteur de PARAY-SOUS-BRIAILLES - LORIGES 33

3-3 - ZONE DE MOULINS 40

A - LES ALLUVIONS 40

3-3-1 - Secteur de la FERTE HAUTERIVE - BESSAY 40 3-3-2 - Secteur de VILLENEUVE-SUR-ALLIER 5 7

B - LES ROCHES MASSIVES 5S 3-3-3 - Les granites du massif de TREBAN 5S 3-3-4 - Les microgranites 59

3-3-5 - Les grés associés aux "quartzites de MEILLERS" 61

4 - ETUDE DE "FAISABILITE" DE BETONS HYDRAULIQUES 64

4-1 - IDENTIFICATION DES CONSTITUANTS 64

4-1-1 - Les granulaos ^4

4-1-2 - Le ciment j 67

4-1-3 - Composition des bétons 69

5 - CONCLUSIONS ?î

6 - BIBLIOGRAPHIE 73 LISTE VES CARTES

U pagu

CONTEKTE GEOLOGIQUE GENERAL EchzJUz 1/250 000 77 oX 12 CARTE GENERALE VES SECTEURS ETUDIES - 1/250 000 IS et 20 SECTEÜR SAINT REM/ EN ROLLAT 1/25 000 22 zí :3 SECTEUR MARCEL AT - M 25 000 2S zt 1;

SECTEUR VE VARENNES SUR ALLIER - CRECHV - 1/25 000 31 zt 33 SECTEUR VE PARAV SOUS BRIAÎLLES - L0RIGES - 7/25 000 39 zt 40 SECTEUR VE LA VERTE HAUTER1VE - BESSAy SUR ALLIER - 7/25 000 50 zt 57 SECTEUR VE VILLENEUVE SUR ALLIER - 7/25 000 51 zt 5S

SECTEUR VE LA ROCHE PASSIVE 1/100 0000 63

INTRODUCTION

Les orientations fixées par le groupe de travail sur les extractions de matériaux dans les lits de la Loire et de l'Allier, présidé par monsieur R. FOUCAUD, ingénieur général des Ponts et Chaussées, peuvent être résumées ainsi :

- limitation des extractions dans le lit des deux rivières ; - transfert progressif des extractions du lit a la plaine alluviale, sans entraîner de nuisances plus graves que celles constatées sur le fleuve.

Le groupe de travail a engagé une série d'études dans les directions suivantes :

- recherche de gisements de matériaux alluvionnaires dans les vais ;

- recherche de matériaux de substitution en roches dures ;

- évaluation des coûts économiques résultant des solutions envisagées.

La présente étude aborde les 2e et Se points ci-dessus, pour la partie de la vallée de l'Allier située entre VICHY et MOULINS dans le département de l'Allier. Un volet économique est en outre engagé parallèlement a ce travail.

Ont participé à la réalisation de cette étude :

- Pour le bureau de recherches géologiques et minieres, Service Géologi- que Regional Auvergne :

. BELKESSA R. - technicien supérieur hydrogéologue . BILLET C. - technicien supérieur . TURLAND M. - ingénieur géologue . ROUZAIRE D.- dessinateur - 2 -

- Pour le Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement, Laboratoire Régio- nal de Clermont-Ferrand :

. FARIGOULE Y. - technicien supérieur géologue . GEOFFRAY J.M. - ingénieur chimiste . MISHELLANÏ A. - ingénieur du Génie Civil

Le financement a été assuré par :

- la taxe parafiscale sur les granulats (premiere sous fiche d'exécution 18-03-07) ;

- le Conseil Général de l'Allier ;

- La Direction Départementale de l'Agriculture de l'Allier ;

- le Conseil Supérieur de la Pêche. - 3 -

1 - COMTBXTB GEOLOGIQUE GENERAL /

4 Geologie

Dans la région concernée par la présente étude, le Val d'Allier est entièrement installé dans les terrains sédimentaires de la Limagne, effondrés n un large fossé subméridien entre les plateaux cristallins.

Dane la limagne bourbonnaise (au Nord de GANNAT et VICHY), cette structure en foeeè s'atténue par rapport a la Limagne typique de Clermont, avec des limites devenant sinueuses et moins nettes. Les dépôts alluviaux, nêogènes et quaternaires, prennent une extension importante, en s'organisant en terrasses étagéee.

A l'aval de Moulins, les dépôts néogènes (sables et argiles du Bour- bonnais) s'étalent largement sur tout le pays entre Loire et Allier (Sologne bourbonnaise) masquant les traits de la géologie profonde.

* Hydrogeologie

Les aquifères formés par les terrasses alluviales sont d'un intérêt tres variable suivant la distance qui les sépare de l'Allier, axe principal de drainage ; mais aussi en fonction de l'épaisseur de la nappe et donc de la per- méabilité et du coefficient d'emmagasinement des couches saturées.

En premiere approximation, on peut tabler sur une augmentation pro- gressive de ces derniers paramètres en se rapprochant du cours d'eau ; les dé- bits les plus élevés sont obtenus par rêalimentation induite a partir de l'Al- lier.

Les alluvions anciennes, par leur position dans la vallée et leurs caractéristiques "hydrauliques le plus souvent médiocres, n'offrent que de faibles ressources qui proviennent essentiellement de l'infiltration des précipita- tions et des apports venant du coteau. Ces eaux circulent en direction des bas- eee terrasses dont elles contribuent a alimenter la nappe.

1-1 - Lee formations alluvionnaires

Pour des raisons d'intérêt relatif, les formations alluviales seront envisagées dans l'ordre inverse de leur dépôt, en commençant par les graves du lit mineur de l'Allier. - 4 -

1-1-1 - Basses terrasses et plaine alluviale

a) Alluvions du lit vif de l'Allier ou "lit mineur" (Fz des cartes géologiques a 1/50.000e)

Elles sont recouvertes par l'eau, fréquemment sinon constamment et donc aouvent remaniées et lavées.

Ce sont celles qui sont actuellement exploitées et auxquelles il faut trouver des matériaux de substitution.

b) Alluvions de la plaine alluviale (Fyz des cartes géologiques a 1/SO.OOOè)

Correspondant à la plaine d'inondation ou "lit majeur" de l'Allier, leur surface domine de 2 à 4 ou 5 m le niveau d'étiage de la rivière. Elles sont généralement constituées de la façon suivante :

- en surface, des limons de débordement d'épaisseur variable pouvant atteindre 1,5 a 2 m maximum ;

- en dessous, la partie supérieure des alluvions proprement dites est composée, comme dans le lit mineur, de matériau non altéré, relativement mieux roulé, plus arrondi et plus riche en éléments volcaniques que les alluvions des basses terrasses voisines ;

- la partie inférieure dee alluvions, moins bien connue, présenterait des carac- téristiques semblables aux alluvions des basses terrasses

e) Alluvions de la "premiere terrasse" (Fy des cartes géologiques a 1/50.000e)

Correspondant a un replat intermédiaire, souvent mal individualisé, entre la plaine d'inondation et la "basse terrasse". L'altitude relative de cette terrasse par rapport a l'Allier décroit de l'amont vers l'aval de 12 m a Pont du Château dans le Puy de Dôme, a 5 m environ au Sud de Mouline.

Les éléments qui constituent ces alluvions présentent une légère al- tération. - 5 -

d) Alluvions de la "basée terraeee" (Fx dee cartee géologiquee à 1/50.000e)

A surface très nette et presque continue dont l'altitude relative par rapport a l'Allier décroît également de l'amont a l'aval, de 20 m à Pont du Châ- teau à 5 m au Nord de Mouline et finit par se confondre avec la plaine allivia- le plue à l'aval (Fx dee cartee géologiquee à 1/50 000e).

La compoeition de ces alluvions ne diffère pas sensiblement des pré- oédentee.

1-1-2- Moyenne terrasse (Fw dee cartee géologiquee a 1/50 000e)

Son altitude relative, par rapport au niveau de l'Allier, décroit de 35 m à Pont du Château (30 m à Maulmont), a moine de 20 m au Nord de Mouline.

Cette terraeee, bien que diecontinue, préeente un développement non négligeable et son épaisseur peut localement dépaeeer 10 m.

Elle eet généralement constituée d'une masse de galets a éléments de socle abondante maie altérée, volcaniques moins altérés, quartz et chailles dans une matrice sablo-argileuse ocre-brun, le plus souvent indurée, ferrugineuse.

Dane cette maeee s'individualisent dee lentilles sableuces, tandis que la base dee dépote eet généralement plue fine.

1-1-3- Haute terrasse(ou terrasse dee Rigaudanches) (Fv des cartes géologiquee a 1/50 000e)

Son altitude relative décroit de 60-65 m à Pont du Château, 45 m a la Ronde (Chazeuil) à 30 m à Chantenay St Imbert.

Son développement eet tres discontinu mais son épaisseur notable vers l'amont de la région étudiée : 12 m à Saint Priest Bramefant, plus de 6 m en Fo- rêt de Marcenat, 4-5 m a la Ronde-Chazeuil.

Elle est constituée d'une masse de galets grossiers de roches du socle tres altérées, souvent "pourries", de rochee volcaniques plus résistantes, de quartz et de chaillee, dans une matrice eablo-argileuse ocre. On y trouve de raree lentillee sableuses, des blocs rocheux, dee boules d'argiles. - 6 -

1-1-4- Très hautes terrasses(citées pour mémoire, ess depots ne pré- sentent aucun intérêt en tant que substitution possible) (Fu et Ft des cartes géologiques a 1/50.OCOè)

Au matériau peu épais, tres altéré et argileux.

1-1-5 - Sableo alluviaux plio-qiiaternair*ee (FL des cartes géologiques a 1/50.000e)

Une importante formation de sables à galets épaisse de 10 à 20 m et large de 5 a 7 Ton constitue un niveau continu dans l'axe du Val d'Allier.

Généralement rattachée aux "Sables et argiles du Bourbonnais" dont elle constituerait un faciès précoce franchement alluvial, elle est au contraire interprétée par LE GRIEL (1978) comme une terrasse quaternaire ancienne emboîtée dans la formation argilo-câbleuse du Bourbonnais.

Par rapport à la riviere, l'altitude relative du sommet de ces alluvions, qui est de 80 m vers MARCENAT, présente ensuite une importante dissymé- trie : en rive droite, elle descend de 45 m vers VARENNES SUR ALLIER à 30 m vers CHANTERNAY St-IMBERT, tandis qu'en rive gauche, elle est beaucoup plus élevée et varie de 90 m près de CONTIGNY à 65 m près de CHATEL DE NEUVRE, 50 m en face de MOULINS et 40 m près de BAGNEUX.

Ces sables à galets représentent un important volume de matériaux sableux, de qualité médiocre, qui pourraient ive.ntueZie.mint faire l'objet de va- lorisation. -7-

1-2- LES BOCEES MASSIVES

Certaines roches massives sont susceptibles de fournir, par concassage, des granulats de substitution.

En fonction de leur nature géologique on peut classer les roches :.e- eives interessant les zones étudiées en quatre grands groupes, a l'intérim r» desquels seront recherchés les faciès susceptibles de fournir des granulate 0.0 bonne qualité.

1-2-1- Massifs granitiques

En plus des granites qui forment l'essentiel de ces massifs et sont parfois utilisables eux-mêmes pour donner des granulats, ils comportent un sys- tème filonien de roches a grain plus fin, généralement plue dures (microgranit es e-t rhyolites) dont les qualités sont souvent intéressantes mais dont les gisements sont d'extension réduite.

- Le granite de Trêban

Ce massif est essentiellement constitué de granites assez hétérogè- nes, à biotite souvent associée a de la cordiérite.

Il fait déjà l'objet d'exploitation pour granúlate : carrières de la Fauchere au Sud de Souvigny, et de Cressarvges a l'Ouest de ce vÂJLtag&.

Dans une large zone en bordure Nord-Ouest de ce massif, de Creeeanges à Coulandon, existent de nombreux gisements de microgranites. Lors du levé de la carte géologique à 1/50 000e de ce secteur, Melle France BECHON note l'existence de deux variétés de ces roches, l'une, grisâtre, assez riche en biotite, l'autre rose, pauvre en biotite. D'après ses levés détaillés, ces microgranites paraissent s'organiser en petits massifs plus ou moins elliptiques plutôt qu'en véri- tables filons.

- Formations granitiques de la Montagne bourbonnaise

Plusieurs types de granites sont représentés dans la région de Vichy : granite porphyroïde du Mayet de Montagne, granite à grain fin [la Chapelle) et vers le Sud, granite grossier clair [Bois-Noirs). Ces granites, surtout lee -plus -8- euvtout les plus grossiers, ne présentent pas d'intérêt dans cette région ou lee tufe viséens fournissent d'excellents matériaux. Mais ils sont associée à dee roches microgrenues et pélitiques (microgranites et rhyolites) très abon- dantes au Sud Est de Vichy ; ces roches se présentent en gros filons ou en lac- colites, voire même en nappe comme au Sud-Est de Cusset, et constituent donc dee gisements importants en volume.

- Granit» de Chantelle

Ce petit massif granitique, qui apparaît a une dizaine de kilométrée au Sud-Ouest de Saint Pourçain, s'avançant largement dans les terrains sédimen- tairee de Limagne, est essentiellement constitué d'un granite sombre orienté, fortement micacé, peu favorable a une utilisation en granulats.

- Granite de Champe

A proximité immédiate de Gannat, a l'Ouest et au Sud-Ouest de cette ville. C'est un granite grossier porphyroïde, comportant quelques gisements, d'ordre kilométrique, de granite aplitique plus fin. Ici, comme pour les environs de Vichy, ces roches ne présentent pas d'intérêt a. cause du voisinage de tufs viséens bien mieux utilisables.

1-2-2- Terrains métamorphiques

- Migmatites et gneiss

Ces terrains occupent une superficie assez réduite dans le: marges cristallines immédiates de la Limagne Bourbonnaise.

- Migmatites de Braneat

A l'Ouest de Saint Pourçain, elles forment une bande d'environ un ki- lometre de large entre les terrains tertiaires de Limagne et le granite de Trê- ban ; depuis Verneuil en Bourbonnais jusque vers Fleuriel,cette bande s'élargit en se raccordant aux migmatites de la "série de la Sioule".

Dane cette bande de terrain les migmatites sont des roches grenues généralement claires, dont certains fades ont été exploites, et le sont encore a la carrière de Bransat.

C'est le cas en particulier dee leptynites qui ont été extraites dans le paseé a Verneuil et aux environs de Breuilly. -9-

- Gneiss et micaschistes dee environs de Gannat et d'Ebreuil

Généralement, ces voshes ne -présentent en concassé qu'un faible inté- rêt en ce qui concerne les gneiss et aucun intérêt en ce qui concerne les micaschistes.

Toutefois, cet ensemble, comprend localement des qucuvtzi£(U>, plut, ^u r>- rablee a priori, mais dont Vintérêt est éclipsé par la proximité de tufs visë- ens.

1-2-3- Termins devono-dinantiens, essentiellement viséens

Vans cette formation palêozo'ique sont associés des terrains sêdimen- taires et volcaniques ; les termes les plus acides de ces derniers, souvent dé- signée soue le terme de "tufs vieêens" fournissent d'excellents matériaux.

Les terrains devono-dinantiens sont localement affectés par le méta- morphisme de contact des intrusions granitiques post-visêennes, transformant cer. tains sédiments en "coméennee" plus dures.

- Environ de Vichy

Les terrains viséens s'étendent à l'Est de l'agglomération Viahy- Cusp3t sur une étendue de l'ordre de 40 km2. Ce complexe est constitué de tufs rhyclitiques, de rhyolitve, de mi'crogranites et de sédiments associés. La car- rière des Malavaux, d'importance nationale, située dans les Gorges du Jolan, est ouverte dans les tufs rhyolitiques de ce complexe volcano-sédimentaire.

- Environs de Gannat

Des tufs viséens existent aussi à l'Ouest de Gannat, aux environs im- médiats de la ville ou ils ont été exploités en carrière, et aussi au Sud-Ouest (les Chambons, Chabannat) ou. des faciee granitoïdes voisinent avec les types ha- bituels plus nettement pyroclastiques.

1-2-4- Terrains plue récente

En ce qui concerne les terrains post-viséens, peu d'entre eux sont susceptibles de présenter un intérêt pour les granulats. On peut citer, par âges décroissante : -10-

- les roahee volcaniques du Bassin houiller de Noyant (andésites proba- bles) : gisements peu étendus en surface où ces roches sont altérées, mxis plus souvent décrits en travaux miniers. Ces gisements restreints paraissent a priori de peu d'intérêt.

- les gres et arkoses du Permien du bassin de Bourbon l'Arohambault : ces roches, l'une cohésion très médiocre en général, deviennent plus dures dans certains secteurs où elles ont été silicifiées (enveloppe du gisement d&s "quartsite8 de Meillers", "grés de Bourbon", autrefois exploités a l'Est de la ville). Les grès silicifiés de Meillers, qui sont les seuls a constituer un gisement important, seront présentés en détail après cet exposé général.

- Les arkoses et calcaires tertiaires de Limagne : dans cet ensemble de terrains, aucun faciès ne présente le moindre intérêt ; de plus les gisements sont souvent sporadiquee, peu importants et irréguliers.

- Les basaltes tertiaires et quaternaires : ces roches, qui donnent en gén- éral de très bons matériaux concassés, manquent de façon quasi-absolue dans la région qui nous intéresse. Les premiers gisements notables se situent h plus de 20 km au Sud-Ouest de Gannat, près de Manzat.

- Grée silicifiës de Meillers

Le gisement des "quartzites de Meillers1', avec les gres silicifiés qui lui sont associés, forme un relief important au Nord-Ouest du village de Meillers, à l'extrémité occidentale de la forêt domaniale des Prieurés Messarges à 18 km au Sud-Ouest de Moulins.

Lz COZLUL da g^uzmznt zi>£ constitué. paA unz impotvtantz maJbbz dz ¿¿tice, ¿aspovde pratiquement pure, activemen exploitée en carrières par la "Société des Quartsites de Meillers", essentiellement pour l'électrométallurgie.

Autour dz ce coeur quartzeux on trouve des grés arkosiques souvent grossiers, dépôts interprétés comme étant un faciès de bordure des arkoses de Reniere qui constituent la base de "l'Autunien rouge".

Au voisinage de la masse de silice, ces grés arkosiques sont profon- dément transformés, bien que reconnaissables : la roche est dure, mais souvent d'aspect carié, poreuse a vacuolaire, oxydée avec une teinte rouille, plus ou moins 8ilicifiée ; elle peut être parcourue de filonnets de quartz. Cette trans- formation s'atténue plus ou moins rapidement lorsqu'on s'éloigne du coeur du gisement, mais semble affecter une largeur de l'ordre du kilomètre sur tout le flanc oriental de la colline. -11-

Lee roches de oette auréole pourraient éventuellement fournir dee ma- tériaux concassée.

"Par contre, la silice jaepoïde du gisement donne des éclats bien trop coupante pour une utilisation "routière" et lee éventuels sous-produits de l'exploitation des "Quartzitee de Meillere" seraient d'un emploi difficile. ETUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER

CONTEXTE GEOLOGIQUE ^,,Jburbon i'j, , GENERAL Wrchambault

ALLUVIONS Basses terrasses et plaine alluviale Alluvions d'intérêt secondaire TERRAINS SEDIMENTA 1RES

Grès et quartzites de Metllers TERRAINS DEVONO-DINANTIENS

Autres terrains dévono- dinantiens SOCLE CRISTALLOPHYLLIEN Terrains métamorphiques ¡SOCLE CRISTALLIN} Massifs granitiques Granite associé à des microgranites

Microgranites et rhyolites

\s Carrière en exploitation

Echelle . 1/250 000

tK.^^^.oV/tó^S,,;0"^ ," n

2 - SELECTION DES ZONES ETUDIEES /

2-1- PRINCIPAUX CENTRES DE CONSOMiATION

L< département équilibre b;,-oine et productions de granulate. Lee chiffres figurant dans la synthèse des donnéee eur 1z Loire / l'Allier a rêr'ie fin 1976 étaient de :

BESOINS : 2 560 000 t

PRODUCTION : 2 643 000 t

Lee alluvione r-préeentant environ 50 % des beeoi\s deetinés principalement aux bétom prête a l'emploi, aux betone <¿<° chantier et aux divere pro- duite manufacturée en béton hydrauliquee, Loire t Allier 'ournieeent la plue grande partie de eee agrégats.

En 1978, on recensait 25 points d'extracti m.

On peut coneidéver que ces exploitations eont répartiee eur l'ensemble de la vallée maie avec cependant tro:e zones où la concentration eet plue forte pour satiefaire a une demande import nte. La zone de Vichy au Sud, celle de Vavennee eur Allier, Saint Pourçain sur S ule, au croisement dec RN 7, RN 9 et RN 146, et enfin la zone de Moulins au Nord du département.

En 19'8, la p^odu^tion d'alluvime de l'A'l'er ne ».'parties 'it ie la façon suivante :

- ZONE DE VICHI : ¿2,0 %

- ZONE DE VARENNES : 12,5 %

- ZONE DE MOULINS : 55,5 %

Cee tro'e sones on' été sélectionnée,: a priori pour fair' l'objet d'une premiere recherche de matériaux de eubetitntion C.AX alluvione du lit mineur. 73

2-2- CONTRAINTES MAJEURES D'ENVIBONNEMENT

Li premier souci a été de protéger les depots alluviaux dont lee ré- serves en eau font l'objet d'une exploitation d'AEP. Il en a été de même des dé- pôts dont Lis réserves en eau ;>euvent, par leur qualité et leur proximité de.; centres de consommation, faire l'objet d'une exploitation dans les prochain s années. Une carte h l'échelle de 1/50 000e présentée par la. D.D.E. de l'Allier et établie en concertation avec la D.D.A., distingue :

- Les zones d'exploitations pour l'ASP ou dont l'exploitation est prévisible ; - les zones a. vocation hydraulique privilégiée.

Cette carte réunit par ailleurs, les communes faisant l'objet d'un P.O.S, les sires clase''s et lee r'.serves de chasse implantée.- eur le domaine pu- blic fluvial de l'Allier. En ce qui concerne les réservée e oh isse, la séle • tion des zones étuliéee a également prie en compte l.e eouhodts a'exteneion pro- poeér par le Centre Ornithologique Auverge, l'Aeeociation pour l< protection et l'étude de la nature en Bourbonnai et la Ste Scientifique du Bourbonnais, coor- donnas par M. PIC.

Lee données préeentéee dans ce document ont été reportées sur les cartes par secteur à 1/25.000e. EXTRACTIONS AUTORISEES DANS LE LIT MINEUR EN 1978

en 1978 Carrières 15 151515 151515 15 U 15

Zcne de- yarennes Saint P-jurçain Zone de Moulins

Distances --• -i—r I 10 20 30 40 50 60 70 30 SO 1Xkm

CL na n>\ o *d h "7 nr 1 r Ä 3 —• C/5 3 I-I pi rr c/5 r c •s" § r1 a S (0 3

en 75

2-3 - CRITERES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES

Les terrasses dont l'épaisseur était d'après les données réunies par la bibliographie d'une épaisseur inférieure a 7,50 m, ont été exclues a priori.

Il nous est apparu en effet délicat de proposer a l'exploitation des terrasses de faible épaisseur pour deux raisons :

. l'exploitation se traduirait inévitablement par une grande extension des extractions,

la nature plus "polluée" des matériaux des terrasses par rapport au lit mineur, nécessite des moyens d'élaboration plus sophistiquée donc des investissements plus importants que de faibles épaisseurs ne per- mettraient pas de rentabiliser.

En se basant principalement sur le bilan à l'échelle de 1/50.000e des ressources en eau et en granulats (rapport des "ressources en eaux et granulats" cité en bibliographie, daté de Mars 1975).

. et à partir des considérations :

+ économiques,

+ d'environnement^

+ et géotechniques,

présentées dans les paragraphes 3-1- 3-2 et 3-3.

8 secteurs ont été retenus lors d'une reunion de travail regroupant les services de l'Administration et les exploitants, représentés par leurs syn- dicat professionnel - 6 en sites alluvionnaires et 2 en roches massives.

"Pour les zones de Vichy et de Varennes, seules les alluvions des terrasses ont été retenues du fait que les carrières de roches massives étaient dé- jà implantées dans ces zones et a proximité des centres de consommation. 16

I SECTEUR I TERRASSES ALLUVIALES CONCERNEES

I Sud de ST. REMÏ EN ROLLAT Moyenne terrasse des alluvions anciennes (Fw)\ I MARCENAT Moyenne (Fw) et basse (Fx) terrasses des \ alluvions anciennes, première terrasse (Fy) | I itt zone intermédiaire (Fyz) des alluvions I | modernes I I Basse terrasse des alluvions anciennes (Fx) \ I CRECHÏ Moyenne (Fw) et basse (Fx) terrasses des I I PARAÏ SOUS BRAILLES - alluvions anciennes \ I LORIGES (continuation vers I I le Nord du secteur de | MARCENAT) | 1 Moyenne (Fw) et basse (Fx) terrasses des 1 alluvions anciennes surtout et zone intermè- \ | LA FERTE HAUTIRIVE - BESSAÏ diaires der alluvionp modernes (Fyz) \ Première terrasse des alluvions modernes 1 (Fy) 1 | SUD DE VILLENEUVE SUR ALLIER

Pour Moulins, le problème de la substitution se posait différemment. En premier, les quantités de matériaux nécessaires sont conséquent es, formant 55,5 % de la production des alluvions de l'Allier. En second lieu, les secteurs où des extractions peuvent être envisagées, sont moins nombreux (contraintes d'urbanisme en particulier). Enfin, les carrières de roches massives actuelles sont peu nombreuses et éloignées . Il a donc été eoni]vnu pour c<ïtta zone d'in- clure un volet docile massive.

1 1 SECTEUR FORMATIONS CONCERNEES |

| Sud-Ouest de MOULINS Massif granitique de TREBAN \ (SOUVIGNÏ) MEILLERS Quartzitee et grès de MiïILLERS \ I

Ces secteurs offraient des contraintes admissibles en ce qui concerne les re88our>?e8 en eau, plane d'occupation des sols, sites et monuments et constituaient a priori des réserves intéressantes avec des épaisseurs égales ou supérieures a 7,50 m pour les alluvions et des caractéristiques géotechniques acceptables pour les roches massives. 1?

Dans les études par zoneàqui suivent nous présentons des fiches par point de prélèvement, regroupant l'essentiel des caractéristiques géotechniques des matériaux prélevé.

Ces fiches donnent :

* Les coordonnées Lambert et la carte h 1/25 000e de façon à repé- rer facilement les lieux de prélèvement (positionnés par ailleurs sur les cartes dans le texte) ; * La nature géologique, c'est à dire la terrasse concernée ; * La coupe de sondage ; * Les caractéristiques géotechniques, a savoir :

- La granularité

C'est a dire la distribution dimensionnelle des grains. Elle est pré eentée sous forme de courbes cumulées.

- La teneur en fines

Le pourcentage des éléments inférieurs à 80 microns.

- La propreté

Mesurée a l'essai d'équivalent de sable (NFP 18-598) : cet essai per met de mesurer la fraction très fine et par conséquent souvent argileuse d'un sable. La valeur exprimée est proportionnelle à la propreté (EX. : ES de 20 = maté- riaux argileux ; ES de 80 = matériaux propres).

- Lee caractéristiques mécaniques

. Fragmentation dynamique ou coefficient Los Angeles (FD ou LA)

Résistance des granulats a la fragmentation dynamique ou fragmentation par chocs. . Coefficient Micro Deval en présence d'eau (MDE)

Résistance des granulats à l'usure en presence d'eau.

. Friabilité des sables : (FS) Résistance a la fragmentation â°s sables.

Les caractéristiques mécaniques sont exprimées en pourcentage de ma- tériaux fins résultant d'une usure. Un chiffre élevé correspond par conséquent a une résistance faible.

***** 79

g - ETUDE PAR ZONE

3-1- ZONE DE VICHI

Deux secteurs ont été rattachée à cette none. Le eeeteur de St &. j en Bottât et celui de Maroenat. Dane un eae oome done l'autre il e'agit de m - tèHaux alluvionnairee. Lee roehee maeeivee eont déjà exploitéee dans cette zone, en particulier lee tufe rhyolitiquee ayant d'excellentes qualités gêotech- niquee.

S-l-1- Secteur im St Rima en Rollat (Moyenne terrasse fw) :

. Géologie

Le substratum dee alluvions est constitué par les marnée, localement calcaires, de l'Oligocène de Limagne.

En plue dee alluvions proprement dites, il existe sur les plateaux, aux environs de Vendat et plue au Nord, une importante couverture sableuse cons- tituée à la base par la "Formation de Vendat" mio-pliocène (sables argileux ou non, limons et argiles) localisée dans le eeeteur de Vendat, recouverte par les sables du Bourbonnais, avec ou sans gaieté, plus étendue que la formation précé- dente.

La moyenne terrasse Fw (15 à 37 m environ au dessus du lit de l'Al- lier) ee subdivise en deux unités :

- la plus basée, Fwb (15 à 30 m environ au deeeue de l'Allier), dont l'épais- seur est estimée de 6 à 8 m d'après les observations de terrain, serait cons- tituée principalement de matériaux grossiers (40-60 mm en moyenne) à éléments volcaniques, abondante (50 % environ) et matrice eablo-argileuse plus abondante. Cette unité 8'étend sur une largeur d'environ 900 m. Le sondage SI, im- planté en limite de l'autre unité (Faa), n'a rencontré que 2,7 m de dépôts eablo-argileux attribuablee à des alluvions résiduelles ou colluvionnées.

- la plus élevée, Fua (30 à 37 m environ au dessus du lit de l'Allier) est bien moine étendue (200 à 400 m de largeur en général) ; son épaisseur et sa composition eont mal oonnuee. Lee auteurs de la notice de la feuille géologi- que Vichy à 1/50 000e disent à eon sujet qu'un niveau alluvial "assez dégradé subsiste entre Bellerive et Saint Rémy en Rollat ; des dépote fins argilo-sableux en masquent la base". 1 Ih jr-^J "."S^ | \A--vV * "=-># ETUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER

, .". Bourbon ••>) l'Archambauit SECTEURS ETUDIES

^2 "T.. c

ALLUVIONS ZONE DE VICHYl 1- Secteur de St Rémy en Rollat 2_ Secteur de Marcenat ZONE DE VARENNES-S.ALLIER St POURCAIN 3 - Secteur de Varennes-Créchy -Secteur de Paray.sous.Brtailles Longes Bessav-s-Alli ZONE DE MOULINS 5-Secteur delà Ferté-Hauterive Bessay-sur. Allier 6- Secteur de Villeneuve-sur. Al lier

ROCHES MASSIVES 7-Les granites du massif deTreban 8- Les grès de Meillers

Echelle: 1/250000

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En l'absence d'éléments concernant directement la moyenne terrasse a Saint Rèmy en Rollat, on peut se reporter aux caractéristiques de cette même terrasse dans le secteur voisin de Marcenat. Pour la partie de terrasse notée Fwb, on peut donc espérer quelques mètres de grave grossière localement argileuse, en grande partie hors d'eau, sous des formations superficielles épais- ses. . Géotechnique

Un sondage implanté au lieu-dit les Martoullets (SI) nous donne une épaisseur d'environ 3,5 m de sable argileux. Si la résistance mécanique est correcte, la nature argileuse, la granularité et la faible épaisseur rendent ces matériaux inexploitables.

. Hydrogeologie

Le sondage SI a traversé 2, 70 m d'alluvions sans rencontrer de niveau aquifere. Les renseignements disponibles confivme.it les résultats du sondage. La nappe se situe le plus souvent vers 3 - 4 m de profondeur dans les terrains oligocènes a la limite de leurs contours avec les alluvions. Ce secteur n'offre que peu d'intérêt.

."Pvi.ee en compte de l'environnement

Le peu d'intérêt présenté par cette terrasse fait que nous n'avons pas détaillé les contraintes d'environnement. Notons simplement que lee habitations et la voie ferrée réduisent les extensions possibles.

. Evaluation dee réserves exploitables

Ce secteur qui avait été retenu a priori, s'avère donc sans aucun in- tërêt.

En conclusion, pour le secteur de Saint Rémy en Rollat :

- Epaisseurs réduites, inférieures aux épaisseurs escomptées.

- Caractéristiques géotechniques mauvaises. C'est un sable 0/5 très argileux, - Extension limitée par les habitations et la voie ferrée. La reconversion dee extractions du lit mineur de ce secteur a donc dû ee faire sur des terrains'plus proches de la riviere et où les contraintes sont plus fortes. Une zone située en rive droite, à l'Ou&et de St Germain des Fosses où certaines exploitations existaient déjà en terrasse, a permis de re- grouper h proximité de cette agglomération plusieurs entreprises.

Les extractions se situent dans des alluvions récentes dont les dé- pote de 6 à 8 m ont environ 3 à 4 m hors eau. La cote de la nappe dépend de la position de la ligne d'eau de l'Allier.

Il existe actuellement dans cette zone, soit en exploitationt soit en projet deux carrières, mais qui ne représentent qu'une partie des extractions du secteur de Vichy. Elles alimentent surtout le secteur de St Germain dee Fos- ees et la zone Nord de l'agglomération Vichyesoise.

L 'approvisionnement du Sud de Vichy ne peut être satisfait a partir de cette zone et la substitution temporaire aux matériaux du lit mineur, d'autres matériaux alluvionnaires, ne peu£ être envisagée que sur des terrasses comportant de fortes contraintes et écartées de ce fait de la présente étude.

3-1-2- Secteur de Marcenat

II concerne une partie des terrasses alluviales en rive gauche de l'Allier, éloignées de la rivière, en aval du Domaine de la Martillière. Il constitue le prolongement vers le Sud du secteur de Taray sous Briailles (J Z-2-2-).

. Géologie

Dans ce secteur, ce sont la moyenne terrasse Fu> et la première terraeee Fy qui constituent la zone étudiée.

Le substratum de ces alluvions est constitué par les marnes, localement calcaires, de l'Oligocène de Limagne. Toutefois les hautes terrasses de la Forêt de Marcenat, et particulièrement la plus élevée Fu, reposent sur des dé- pôts détritiques postérieurs : formation sableuse (sables argileux ou non, silts et argiles) du Mio-Plioaène vers l'Ouest, sables à cailloutis du Bourbonnais vers l'Est.

La moyenne terrasse (10 à 25 m environ au dessus du lit de l'Allier): ee développe sur 0,5 à 1 km de large sur toute la longueur de la zone étudiée en bordure Est de la Forêt de Marcenat. 22 Affleurement Carrière Sondaqe X L1eu-dit : LES MARTOULLETS sondage Commune : St XE™ EN ROLLAT Coordonnées Lambert : X a 681,02 Y =2131,15Z = 272 Carte i 1/25 000 : VICHY 1-2

Nature géologique : TERRASSE ALLUVIALE DE L'ALLIER : Fw(Moyenne terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géotechniques des matériaux - Granulante du tout-venant de 1,5 à 2,5 m

O iILLOUX GRAVIERS SRC5 SABLE SABHE FIN Remblai tlu chemin IlOO

' 11 i • 0.4 ' + •*; Argile sableuse grise Kà humide plastique o - i- l n 1,2 ^ 50 1,5 Sable fin trarron •tt- A. 1 ' • l } légèrement argileux • Jl j avec quelques galets de : ;: 0 60 non ... .- ::- 2.5 í "3 2,7 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 OJ OßS Ouvrture mrtnturt des maints an tarns Sable argileux verdâtre passant à des marnes sèches Propreté : ES - 22 Teneur en fines : 17,3 % 4,0' Arrêt sondage à 4,0 m

:.ard ter: •-.

y < i;:m.'">r- at •' jn Mi cro- • .a : en l;r i db i ! i té des .'.'Vila. zut. i"!1 - ib les FS

19 H : Niveau hydrostatique : Prélèvement

BSERVATIONS 01 VERSES LEGENDE

HYDROLOGIE-HYDROGEOLOGIE

^*j Limite de secteur étudié Lit actuel

0 Sondage mécanique réalise • ••*•••• Crue historique 1856

AT Affleurement étudié — Crue décennale

-•- Sondage électrique Variations subactuelles ou actuelles du lit mineur et seuils • Points d'eau Enrochements

Zones favorables pour captages GEOLOGIE Captage AEP

ALLUVIONS Périmètre de protection Lit mineur Fz Erosion des berges Píame alluviale Fy-z

'Première terrasse" Fy OCCUPATION DES SOLS

'Basse terrasse " Fx — - Limites de commune

Couverture argileuse importante Marcenat Nom de la commune

Complexe colluvio_alluvial K Commune ou le POS est publié ou (secteur de Paray-sous-Briaîlles - Longes) approuvé

Moyenne terrasse Fw Site inscrit

Autres terrasses et sables alluviaux Protection des monuments historiques plio.quaternaires Fv- Fu- FL o classés ou inscrits

Remblais Zones urbaines ou à urbaniser U [UA-UB- Ul)

NA-NB Urbanisation future MATERIAUX NC Zones agricoles C/¿3 Extension de l'exploitation ND Zones naturelles ~\J~ Graviere autorisée :TUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION ,UX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER

SECTEUR DE St REMY EN ROLLAT

•ales Guirtards

Laudemânere

Cfestiçrs Aèrodrame y '•• fie /Vichv-CiianneilÍ! / (Fy-z 23

Deux sondages donnent une coupe dea alluvions de cette terrasse :

- celui des Communes, a. l'Ouest du. Lonzat, traverse 12 m d'alluvions sablo- graveleuses dont 3 m environ de terre et sables argileux en tête. Le niveau d'eau se situerait vers 9 m.

le sondage n" 2, effectué a 500 m environ au Nord Ouest de Uarcenat, traverse 9 m d'alluvion8, dont 2 m de formations superficielles plus ou moins argileuses, puis 2,7 m de "graves sablo-argileuses" compactes et enfin 4,3 m de sables a galets devenant plus abondants vers la base. Le niveau d'eau se situerait à 6,4 m.

Ces deux coupes laissent espérer des épaisseurs d'alluvions de l'ordre de 10 m, en grande partie hors d'eau, mais avec des formations superficielles épaisses sur des graves de qualité médiocre, argileuses par endroits.

La basse terrasse Fx étagée tres au dessus de la premiere terrasse, ne forme qu'une étroite bande de l'ordre d'une cinquantaine de métrés aux environs de Marcenat. Au Nord du Lonzat des alluvions appartenant a cette terrasse recouvrent celles de la moyenne terrasse sur 500 - 600 m de large, mais aucune coupe n'y est connue.

La premiere terrasse Fy (de 4 à 10 m au-dessus du lit de l'Allier) bien développée, jusqu'à 1 fan de large en face du Lonzat au Nord, elle se réduit vers le Sud à une bande irréguliére de 200 à 400 m de large en général.

Deux sondages donnent des coupes de ces alluvions dans le secteur du Lonzat :

- au Sud-Est du domaine de Beaujardin, pour 8,2 m d'épaisseur totale, on trouve d'abord 0,6 m de timon argileux, puis des sables argileux, des graviers devenant propres a la base, enfin des galets légèrement argileux.

- au Sud-Est du domaine de Maison Rouge, pour 10,2 m d'épaisseur totale, on trouve d'abord 1,5 m de sables terreux ou argileux, puis des sables grossiers graveleux sur 8, 70 m.

Le caractère argileux de la majeure partie des alluvions a Beaujar- din est vraisemblablement dû a la proximité immédiate du talus des marnes qui limite vers l'Ouest la première terrasse : au cours du dépôt de ces alluvions, des colluvions de bas versants sont venues s'y mêler, polluant ainsi les graves de cette bordure. Ce phénomène est peut être général dans des conditions semblables. La coupe de Maison Rouge pavait plus représentative des alluvions de cette terrasse, généralement propres. On peut donc s'attendre a des alluvions épaisses de 8 a 10 m, mais avec des formations superficielles non négligeables (1 à 2 m ?) recouvrant des graves propres mais presqu'entièrement noyées (eau a 3 - 4 m en général).

La zone intermédiaire Fy-z (2 à 4 m au-dessus du lit de l'Allier) est largement représentée, surtout vers le Sud de la zone étudiée. Elle se distingue mal de la première terrasse et plusieurs fermes ou hameaux y sont établie

Dans ces alluvions les coupes géologiques sont nombreuses car elles ont fait l'objet d'études hydrogéologiques et d'Implantation de. captageA d'&au.

Leur épaisseur est relativement constante, presque toujours comprise entre 6 et 8 m. Les formations superficielles sont rarement épaisses et souvent sableuses. Les alluvions, plutôt grossières surtout vers la base, sont souvent propres, mais plusieurs sondages signalent néanmoins des faciès plus argileux, dont la plupart sont implantés dans des anciens chenaux visibles dans la topogra phie.

Les alluvions modernes Fz (0 à 2 m au dessus du niveau du lit de l'Allier) ne sont pas concernées par la zone étudiée ou. auaun sondage ne les a traversées. En règle générale, les graves y sont très propres, un peu moins épaises que dans la zone intermédiaire et presque entièrement noyées.

. Hydrogeologie

L 'hydrogéologie de ce secteur est complexe ; elle est marquée par le développement d'un réseau fossile dû aux déplacements fréquents du lit de l'Allier, à sa confluence avec la Sioule, auxquels s'ajoutent les divagations des ruisseaux actuels ; les sondages SI - S2 - S4 ont montré un niveau d'eau dont les épaisseurs sont respectivement de 2,60 m, 6,30 m et 2,00 m. De façon plus générale lu vctAÁcutLoM, d'ípaliiíuA dz la nappa,suivant les terrasses et la morphologie fossile du substratum, sont comprises entre 2 et 10 m. Une zone d'épaisseur de nappe plus constante (5 à 7,50 m) forme une bande continue de 1 a 2 km de large suivant approximativement le tracé du CD 212 mais cette donnée ne suffit pas a. caractériser le potentiel hydraulique de ce secteur. . Géotechnique - Elaboration * Matériaux de la moyenne terrasse Fw Deux prélèvements ont été réalisés dans le sondage S2. Le premier entre 3 a 4 metres, concerne les graves 0/60 comprises entre 2 et 5 mètres environ. Il s'agit d'un matériau grenu dont 55 % des éléments sont supérieurs a 5 mm. La teneur en fines, c'est a dire en éléments inférieure a 80 microns es" de l'ordre de 5 %, mais ce sont des fines argileuses (ES = 25) qui obligerons l'éventuel exploitant a laver ces matériaux. Le second prélèvement effectué entre 5 et 9 mètres concerne la couche sableuse surmontant les marnes du substratum. Les éléments grenus, supérieurs a 5 mm ne représentent que 20 % de l'échan- tillon. La propreté est comparable aux graves 0/60 et nécessite un lavage avec d'importants bassins de décantation pour les eaux résiduaires.

Les caractéristiques mécaniques de ces matériaux sont médiocres a mauvaises.

* Matériaux de la terrasse Fyz Un prélèvement a été réalisé dans un affleurement situé au lieu-dit "Les Gravichons".

Ce sont des graves 0/40, propres (ES =84) et a faible teneur en fines : 0,4 %. Ces matériaux sont facilement exploitables et de granularité inté- ressante pour un exploitant. De plus la qualité semble relativement bonne : FD « 26.

. Priée en compte de l'environnement

La terrasse intermédiaire Fyz représente un réservoir intéressant pour l'eau comme en témoigne le captage pour l'A.E.P. au lieu-dit "Les Gravi- chons". Ceci n'est pas le cas pour les terrasses Fy et Fw dans le secteur de Marcenat.

En dehors de la contrainte concernant l'eau de la nappe pour la terrasse Fyz, il n'existe pas de contrainte importante d'environnement. Il faut si- gnaler cependant la proximité du site inscrit de Billy et les lignes de 6S et 150 Kv qui traversent le secteur d'Est en Ouest au mord du Lonzcut.

. Evaluation des réserves exploitables

Si l'on s'en tient à la terrasse Fy, en écartant les matériaux trop argileux de la terrasse Fw nécessitant un lavage important, et ceux de la ter- 'rasse Fyz représentant une réserve intéressante pour l'eau, l'extension est de l'ordre de 100 à 150 hectares. 26

En conclusion pour le secteur de Marcenat :

La terrasse d'alluvions anciennes Fw, présente peu d'intérêt pour l'exploitation du fait d'une part de la nature argileuse des matériaux et d'autre part des caractéristiques mécaniques mauvaises.

Les terrasses Fy et Fys ont des épaisseurs de l'ordre de 8 metres de matériaux relativement propres et bien calibrés. La nappe représente cependant une réserve d'eau intéressante dans le cas de la terrasse intermédiaire Fyz.

On peut donc retenir a priori, la terrasse Fy dont les matériaux sont de qualité acceptable et qui n'est soumise à aucune contrainte majeure. Il y a lieu cependant de noter que cette formation peut être polluée a certains endroits par les colluvions marneuses et possède des formations superficielles non négligeables. Une étude détaillée est donc nécessaire, "a l'échelle de la parcel- le avant d'engager une éventuelle demande d'exploitation. Affleurement Carrière bondage

Lieu-dit : Le Chêne vert sondage 2 Commune :MARCENAT

Coordonnées Lambert ; X *681,25 Y = 2138,lZ = 258 Carte a 1/25 000 : VICHY 1-2

Nature géologique : Terrasse alluviale de l'Allier : Fw (Moyenne terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques geotechniques des matériaux : - Granulante du tout-venant 2,5 à 4 m

5 à 8,5 m

0,3- ierre végétale argilo sableuse marron Graves sablo-argueuses marron sèches 1.2. galets de 0 40 mm max. ilOO- CAILLOUX G GROS SABLE SA6ILE FIN . . . - Argile gris foncé sèche compacte |! u - - 2,0« 1. ;.:J- \ " V 1 li :;..... i- H T" t • • Q 1 Graves sablo-argileuses 1 - P • - • • 4 .. . 0/60 compactes X ' *

- J 1 • f - LL , !.. - •H- • ^ ' I 's i._ - •Í-+T 1'-- - 1 7- • ~ .- i. , T .... •

• Sable marron très humide I 0- Ü avec quelques rares galets de 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 OJ 0j05 NH- 0 60, mm noyé après 6,50 m et Ou vr furr intérieure an inoitlti an avec galets plus nombreux

PROPRETE ES Teneur en fines

9,0 2,5 à 4 m 25 4,8 % Marnes vert-foncé compactas 5 à 8,5 m 28 5,0 % 9,8 Arrêt sondage

- Caractéristiques mécaniques :(sur 6,3/10 mm)

Fragment .ic i on Micro-Dfva 1 en Fridbilité dea Dynamique h'I) prés, d'eau MDK Sables FS

33* 19™ 39,0* NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES Essais réalisés sur les matériaux de 2,5 à 4 m de 5 à 8,5 m zs Affleurement X Carrière Sondage

Lieu-dit : Les Gravichons sondage : Commune : MARCENAT

Coordonnées Lambert : X =682,65 Y =2136,OOz = 242 Cme | l/2b 0û0 : VICHY 1-2

Nature géologique : Zone intermédiaire des alluvions modernes de l'Allitr - Fyz

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques geotechniques des matériaux - Granulante du tout-venant

Affleurement de 2 mètres de hauteur environ constitué IlOO CAILLOUX GRAVICRS GRO5SABLC SABLE FIN de graves sableuses propres 0/40 fil - r\

50 e- Pît

i-U I f 200 50 20 10 5 2 I Q5 Q2 0,1 005 Ouvrtur* inttriturr des maints an tama

Propreté : ES = 84 Teneur en fines : 0,4 %

- Caractéristiques mécaniques :

KragmenCation Micro-Devul en Friabilité des Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sables FS

26 NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES LEGENDE

HYDROLOGIE-HYDROGEOLOGIE

Limite de secteur étudié Lit actuel

Sondage mécanique réalise • ••••••• Crue historique 1856

Affleurement étudié — — — — Crue décennale

Sondage électrique Variations subactuelles ou actuelles du ht mineur et seuils Points d'eau Enrochemen ts

Zones favorables pour c apt ages GEOLOGIE Captage AEP

ALLUVIONS Périmètre de protection Lit mineur Fz Erosion des berges Píame alluviale Fy-z

'Premiere terrasse" Fy OCCUPATION DES SOLS

'Basse terrasse " Fx — —-—- Limites de commune

Couverture argileuse importante Marcenat Nom de la commune

Complexe collu vio. alluvial K Commune ou le POS est publié ou (secteur de Paray-sous-Bnailles -Longes) approuvé

Moyenne terrasse Fw Site inscrit

Autres terrasses et sables alluviaux Protection des monuments historiques pho-quatemaires Fv- Fu-FL o classés ou inscrits

Remblais Zones urbaines ou à urbaniser U (UA-UB- Ul)

NA.NB Urbanisation future MATERIAUX NC Zones agricoles £7^5 Extension de l'exploitation ND Zones naturelles "\J~ Graviere autorisée ETUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER

SECTEUR DE MARCENAT

Echelle: 1/25000

g^g^^k^'á^^^J^;:;^:;-;:;^?

« .*/ JesJustfce; 3-2- ZONE DE VAREWNES - SAINT POURCAIN

3-2-1- Secteur de Créehy

II concerne lee alluvions en rive droite de l'Allier, entre Créehy et Varennee.

. Géologie

Dane ce secteur c'est la "basse terrasse" Fx, bien développée en étendue, épaisse et partiellement dénoyée, qui constitue une réserve importante de sables et graviers exploitables.

Le substratum des alluvions est constitué par dee faciès marneux de l'Oligocène de Limagne. Les flancs de la vallée sont constitués de ces mêmes terrains marneux, surmontés de couches plus calcaires aux environs de Créehy où elles forment des reliefs notables et sont exploitées en carrières ; a Varennee sur Allier par contre, les terrains marneux sont recouverts par les sables a graviers du Bourbonnais, formant terrasse en bordure de plateau.

Parmi les terrasses élevées, seule la moyenne terrasse est repré- sentée, sur une étendue restreinte, principalement en bordure de la N 209 (ancienne N 493) au Sud Est du Mont Loubet. Cette terrasse Fwb, surtout sableuse, se raccorde en pente douce a la basse terrasse.

- La basse terrasse Fx (5 à 15 m environ au dessus du niveau de l'Allier) est constituée de sables, graviers et galets. La phase grossière contient surtout des roches volcaniques (basaltes, andésites). Les éléments du socle (granites, quartz plus rares) pouvant par contre être plus gros (jusqu'à 40 mm) ; dans ce secteur, matériaux volcaniques et granitiques sont disposés en lits alternants. L'argile, peu fréquente dans l'ensemble, se localise en fines strates lenticulaires dans la masse des sables et graviers.

- La plaine alluviale (0 à 5 m environ au dessus du niveau de l'Al- lier) est franchement entaillée dans la basse terrasse, dont la limite forme un talus de plus de 5 m. Cartographiquement, cette plaine alluviale a été divisée en trois unités :

*La première terrasse, notée Fy (3 à S m environ au dessus du niveau de l'Ai lier) • sur cette surface, qui n'est qu'exceptionnellement inondée, une dizaine de fermes sont dispersées. Elle est presque aussi étendue que la basse terrasse, dans laquelle elle est emboitée. 30

*La zone intermédiaire notée Fyz résultant de l'érosion de la premiere terrasse Fy. Cette surface, inondable, est peu étendue dans ce secteur. La premiere terrasse forme parfois un petit talus en bordure de cette zone, qui domine a son tour d'environ 2 m les alluvions du lit de l'Allier.

- Les alluvions modernes Fz sont celles du lit mineur de l'Allier et de la zone fréquemment inondée dans laquelle divaguent de nombreux chenaux plu^ ou moins actifs. Cette zone, assez étendue, ne porte plus de cultures mais seulement des pâturages et des surfaces boisées en peupliers ou autres espèces hy- drophiles passant a des grèves de sables et graviers.

Les alluvions de la plaine alluviale, au moins dans leur tranche peu profonde, présentent un faciès un peu différent de celui de la "basse terrasse", ce sont des matériaux plus propres, dont les éléments se caractérisent surtout par leur absence d'altération, mais aussi par une plus grande proportion d'élé- ments volcaniques et des galets mieux émoussés.

- Epaisseur des alluvions :

Dans la basse terrasse, l'épaisseur totale des alluvions est géné- ralement supérieure a 8 m, elle dépasse 10 m au coeur des deux principales aires d'extension et semble localement atteindre les 20 m (sondage 5). Il convient toutefois d'en déduire les limons superficiels argileux, dont l'épaisseur peut atteindre 2 m et plus.

Dans la plaine alluviale, les épaisseurs paraissent comprises entre 6 et 8 m en général, et comportent aussi, sauf sur les grèves, des limons superficiels d'épaisseur variable.

. Hydrogeologie

L'épaisseur de la nappe aquifere traversée par le sondage S5 est de 5,60 m ; cette terrasse forme un aquifere de 2 a 5 m d'épaisseur, qui peut atteindre localement 7,50 m au Sud de Varennes ou les possibilités en eau souter- raines sont assez favorables.

. Géotechnique - Elaboration

Deux prélèvements ont été faits dans les alluvions Fx du sondage 55. Le premier entre 4 et 12 m et le second entre 12 et 19 m. Dans les deux cas, il s'agit d'un matériau sableux dont la fraction 0/5 mm représente 70 a 85 %. Les fines inférieures à 80 microns sont en faibles quantités (1,5 et 5,2 %) et bien que nécessitant un lavage, permettent l'exploitation de ces matériaux (ES de 29 à 36). La qualité est moyenne mais acceptable pour l'emploi en couches de base et de fondation des chaussées et pour la confection des bétons courants. 31

. Priée en compte de l'environnement

Les deux principales contraintes sont d'une part : la voie ferrée et le D 75 qui traversent ce secteur du Nord au Sud ; d'autre part: le plan d'occupation des sols de la commune de Varennes sur Allier au Nord du secteur, qui ne prévoit pas a priori la possibilité d'ouvrir d'exploitation.

Les terrasses constituant une reserve interessante pour l'eau sont celles des alluvions recentes : Fy, Fyz et Fz. Trois captages d'A.E.P. y soit implantés au Sud de la "Grande Garenne" et a l'Ouest de "La Biche".

A noter également, d'importantes érosions de bery>. sur la rive droite de l'Allier depuis Créchy jusqu'à Varennes sur Allier.

. Evaluation des réserves exploitables

Le secteur étudié couvre une bande d'environ 1 kit de large sur 4 km de long à l'Ouest de la RN 209 (ancienne RN 493), soit 400 hectares d'alluvions d'une épaisseur moyenne de 8 a 10 mètres.

La réserve de ce secteur est donc considérable même si l'on exclut les parties bâties ou occupées par les réseaux de communication.

En conclusion, pour le secteur de Créchy :

Le secteur de Créchy offre une possibilité intéressantede substitution aux alluvions exploitées dans 1-- lit mineur dans la zone de Virennes - Saint Pourçain.

Les alluvions de la basse terrasse Fx, ont des épaisseurs •supérieu- res a 10 m et sont composées de graves O/'IO - 0/30 de caractéristiques mécani- ques acceptables.

L'exploitation peut se faire hors d'eau sur la moitié de l'épaisseur suivant les emplacements. Au lieu-dit les Varennes, le sondage 55 donne 14 mé- trés hors d'eau dont 2 métrés de découverte pour 19 mètres d'alluvions. Dans tou les cas un lavage est nécessaire. 32

Affleurement Carrière Sondage x

Lieu-dit : LES VABENNES - sondage : 5 Commune : CRECHY

Coordonnées Lambert : X = 683,6 Y = Z =2141,95 Carte à 1/25 000 :SAINT POURCAIN SUR SIOULE 7-8

Nature géologique : TERRASSE ALLUVIALE DE L'ALLIER : Fxa (basse terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques gêotechniques des matériaux : - Granularité du tout-venant

4 à 11 m Terre végétale limono-sableuse humide 0,7 12 à 19 m Argile sableuse marron humide- plastique 2,0 CAILLOUX GRAVIERS GBCS SABLE SABILE FIN • T> 1 ._ .4,0 . t"" Sable légèrement graveleux ... .t• - ît J_ • - propre avec quelques rares ••. rï galets de 0 30 mm î L. il o 50- P J . - J ! - ; i- is ' M;O-

• •!• •12,û 200 50 20 10 5" 2 1 QS 02 0J Op5 ' Ouverture intérieure tíes maillez at* terni

Sable propre graveleux 14,0- NH avec galets jusqu'à PROPRETE : 60 mm de 0. Très humide ES Teneur en fines Noyé à 14 m. 4 à 11 m 36 1.5 %

12 à 19 m 29 ^r2 t

.19,0.

19,6 - Caractéristiques mécaniques : sur 6,3/10 mm Marnes altérées verdâtres 20,6 Kragmencat ion Micro-lit; va l en Fri ab i 1 i té des Arrêt du sondage à 20,6 mètres. Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sables ES

19 - 18,6 NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES * Essais réalisés sur les prélèvements 4 à 19 m LEGENDE

HYDROLOGIE-HYDROGEOLOGIE

) Limite de secteur étudie Lit actuel

• Sondage mécanique réalise • ••••••• Crue historique 1856

Ar Affleurement étudié — — — — Crue décennale

-•- Sondage électrique Variations subactuelles ou actuelles du lit mineur et seuils • Points d' eau Enrochemen ts

Zones favorables pour captages GEOLOGIE Captage AEP

ALLUVIONS Périmètre de protection Lit mineur Fz Erosion des berges Plaine alluviale Fy-z

"Première terrasse" Fy OCCUPATION DES SOLS

'Basse terrasse " Fx Limites de commune

Couverture argileuse importante Marcenat Nom de la commune

Complexe colluvio-aUuvial K Commune ou le POS est publie ou (secteur de Paray-sous-BnaiUes-Loriges] approuvé

Moyenne terrasse Fw Site inscrit

Autres terrasses et sables alluviaux Protection des monuments historiques plio-quatemaires Fv- Fu-FL o classés ou inscrits

Remblais Zones urbaines ou à urbaniser U (UA-UB- Ul)

NA-NB Urbanisation future MATERIAUX NC Zones agricoles JV^^ Extension de l'exploitation ND Zones naturelles ~\J~ Graviere autorisée ing Mine) *pn ETUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION o, AUX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES D"E L'ALLIER

SECTEUR DE VARENNES-CRECHY

Echelle;l/25 000 33

3-2-2- Secteur de Paray sous Briaillee - Lorigee

II concerne une partie des terrasses alluviales en rive gauche de l'Allier en amont du confluent de la Sioule. Il constitue le prolongement vers le Nord du secteur de Marcenat (J 3-1-2-) jusqu'à la RN 146 à la latitude de Varennes eur Allier.

. Géologie

Dans ce secteur, c'est la basse terrasse Fx, mais aussi la moyenne terrasse Fw et la première terrasse Fy à l'amont de Paray sous Briailles, qui sont concernées dans le secteur étudié.

Le substratum des alluvions est constitué par l'Oligocène de Limagne représenté ici par des marnes et des marno-calcaires.

- La moyenne terrasse Fw (12 à 20 m environ au dessus du lit de l'Allier), bien développée au Sud Est de Paray sous Briailles. A cette terrasse ie l'Allier vient se raccorder, au Sud de Paray sous Briailles, la moyenne tervasse de la Sioule qui couvre Loriges et ses environs.

Le sondage n° 3, effectué au Sud de Paray sous Briailles pour tester la moyenne terrasse de l'Allier, a traversé, après les terrains superficiels irgilo-sableux (0,8 m), environ 6 m de graves sableuses légèrement argileuses. A l Ion environ au Nord, dans un sondage effectué près des Graves, l'épaisseur des iltuvions est de 6,6 m mais sous des faciès très argileux.

- La basse terrasse Fx (6 a 12 m environ au dessus du lit de l'Al- lier) se développe largement au Nord de Paray sous Briailles avec des épaisseurs importantes, au moins prés de Villemouze, ou l'on possède des indications (plus ie 15 m).

Des alluvions appartenant à la même terrasse, mais provenant essentiellement de la Sioule, occupent le large couloir entre Loriges et la butte de Criailles, ou coule actuellement l'Andelot. Désignées sous le terme de "complexe les dépressions" et notées K sur la carte géologique, leur épaisseur et leur composition sont très mal connues. Les quelques coupes dont on dispose restent superficielles et montrent des colluvions argilo-calcaires et des alluvions sableuses imbriquées. Le plus profond d'entre eux (6,5 m) traverse 4 m de sables jros8Íer8 contenant 4 à 6 % de débris calcaires, rencontrés sous 2,4 m de collusions argilo-calcaires, mais l'épaisseur totale des alluvions est inconnue ; ?. LARVE (1979) indique 13 m au Sud des buttes de Briailles. Si l'on admet son hypothèse de l'abandon progressif de ce chenal par la Sioüle a l'époque du dépôt le la basse terrasse, on peut s'attendre a trouver des alluvions sableuses nor- nales à la partie inférieure de ce remplissage. - Epaisseur^ des_ alluvions^ de_la basse_ terrasse : En ce qui concerne les alluvions de l'Allier, on possède des indications concernant la basse terrasse dans trois secteurs :

Villemouze - Le Marquisat, au Nord de la zone étudiée, avec trois so. lo- ges : . Le forage pétrolier "Moulins 101", situé à 300 m environ à l'Ouest de Villemouze, signale 18 m de "sables et graviers" ; . Le sondage n" 4 effectué a 800 m environ au Sud Ouest de Villemou- ze a été arrêté dans des graves sableuses à 15 m ; un sondage effectué au Marquisat, en bordure de cette terrasse, traverse encore 12,4 m d'alluvions.

- Paray sous Briailles, avec un seul sondage situé au Nord près des Vil- lards, en extrême bordure de terrasse, traversant 13,50 m d'alluvions.

Les Châtelains, au Sud Est de Paray sous Briailles,. avec un seul sondage traversant 10,3 m d'alluvions.

- Faciès_d£8_alluvions_de^ la_basse_tervasse_ :

Pour le secteur de Villemouze, le sondage 4 traverse une couverture plus ou moins argileuse de 2 - 3 m, puis viennent des alluvions sableuses propres, plus ou moins grossières et graveleuses ; à partir de 7 m les alluvions sont plus graveleuses et un peu argileuses jusqu'à 15 m ou le sondage a été ar- rêté sans avoir atteint le substratum.

Au Marquisat, sous une couverture arg ilo-sableuse de 2,2 m, le sondage traverse 10,2 m de "graviers, sables argileux et galets".

A Paray sous Briailles, près des Villards, la plus grande partie de la coupe est franchement argileuse.

Aux Châtelains, par contre, sous une couverture argilo-sableuse de 2,5 m, le sondage traverse 7,8 m de sables grossiers a graviers et galets.

Malgré l'épaisseur non négligeable de la nappe aquifère (6,5 h 7,5 m environ) les alluvions de basse terrasse peuvent comporter une tranche hors d'eau importante (8 a 9 m aux environs de Villemouze, près de 6 m au Marquisat, maie seulement 4 m aux Châtelains). 35

alluviale

Première terrasse Fy (3 à 6 m environ au dessus du lit de l'Allier) cette terrasse est peu étendue dans la zone d'étude. Seule la terrasse de la Croix Rouge, au Sud-Est de Paray-sous-Briailles, présente une extension notable, maie aucune coupe de sondage ne la concerne.

Par contre, a Cordehoeuf, un sondage traverse 11,8 m d'alluviom grossières, dont seulement 0,5 m de couverture limoneuse. Il s'agit d'un témoin de terrasse d'extension réduite.

Enfin, au Nord de la RN 146, à Rachaillet, un ouvrage a traversé 9 m d'alluoions sablo-graveleuses, mais nettement argileuses sur les S m supérieurs.

La zone intermédiaire Fyz (2 à 4 m au dessus du lit de l'Allier) est au contraire tres étendue, et un certain nombre de coupes y sont connues, assez bien réparties. L'épaisseur des alluvions parait relativement régulière : elle varie de 6 à 8,5 m pour l'ensemble des coupes connues, et se situe le plus souvent entre 7 et 8 m. En général, les formations superficielles sont peu importantes (0 - 0,5 m) et les couves ne mentionnent pas d'argile dans les graves- Une. exception toutefois: au Marquisat, les deux ouorages ont rencontré 6 à 7 m d'alluvions dont 1 m environ de formations superficielles argileuses et, vers la base, une lentille argileuse de 0,5 m d'épaisseur, le reste étant constitué d'alluvions grossières non argileuses.

Lee alluvions modernes Fz (0 à 2 m environ au dessus du lit de l'Allier) ne sont pas très étendues et ne sont concernées par aucun sondage connu.

. Géotechnique - Elaboration - Matériaux^ de_la_m£yenne_terra66e^ Fw_: L'échantillon prélevé au sondage S3 donne des caractéristiques acceptables en granularité. Ce sont des graves assez grenues 0/50 mm contenant environ 50 % de sable 0/5. La propreté implique un lavage des matériaux mais les valeurs sont comparables a celles de la basse terrasse Fx. Les caractéristiques mécaniques sont médiocres et en particulier la résistance a. l'usure en présence d'eau (coefficient MDE).

- Matériaux^ de_la basse_ terrasse_Fx_ : Le s deux échantillons analysés provenant du sondage S4 donnent des résultats comparables. Il s'agit d'une grave 0/60 - 0/80 assez sableuse puisque la fraction 0/5 représente environ 70 % du matériau brut. La propreté implique un lavage avec les matériels classiquement utilisés dans les exploitations de l'Allier. Les caractéristiques mécaniques sont moyennes. 36

. Hydrogeologie

L'Hydrogeologie de ce secteur est complexe ; elle est marquee par le développement d'un réseau hydrographique fossile dû aux déplacements fréquents du lit de l'Allier, de sa confluence avec la Sioule, auxquels s'ajoutent les divagations des ruisseaux.

Les sondages S3 et S4 ont montré un niveau aquifere dont l'épaisseur eet respectivement de 4,5 M (FN) et 6,5 m (Fx). De façon plus générale les variations d'épaisseur de la nappe, suivant les terrasses et la morphologie fossile du substratum, sont comprises entre 2 et 10 m. Une zone d'épaisseur de nappe plue constante (5 à 7,5 m) forme une bande continue de 1 à 2 km de large suivant approximativement le tracé du CD 219 ; mais cette donnée ne suffit pas a caracté- riser le potentiel hydraulique de ce secteur.

. Priée en compte de l'environnement

Tout le secteur étudié est situé en bordure ou en dehors des alluvions récentes. Il s'agit donc d'une zone où l'on ne rencontre pas de contraintes dues a la présence de réserve en eau exploitées pour l'A.E.P. ou de réserves naturelles liées a la riviere telle que la Hêronnière en rive gauche de l'Allier a la hauteur de Paray sous Briailles.

Il faut noter cependant que ce secteur est relativement urbanisé et sillonné par de nombreuses liaisons routières axées Nord Sud (D 142 - D 219) ou Est Ouest (RN 146 - D 219 - D 442 - D 478). Une ligne de 63 kv traverse le secteur a la hauteur des Villards et une ligne de 150 kv dans la partie Nord à pro- ximité de la N 146.

. Evaluation des réserves exploitables

Le secteur étudié est très vaste et couvre une bande de 7 km de long sur 1 à 2 km de large. Le problème des réserves se pose davantage en termes d'é- paisseur et de propreté.

Pour la basse terrasse Fx, on peut espérer des épaisseurs totales d'alluvions de l'ordre de 10 m au Sud Est de Paray sous Briailles (les Châte- lains), nettement supérieures au Nord, en particulier dans le secteur de Ville- mouze où elles dépassent 15 m en deux points. Par contre la propreté des graves parait irrégulière : si l'on excepte le cas des Villards, où les alluvions très argileuses doivent appartenir au "complexe des dépressions K" les coupes de Vil- lemouze - Le Marquisat signalent le caractère un peu argileux des graves surtout ou partie des coupes. Aux Châtelains, la coupe du sondage ne mentionne pas la présence d'argile au delà, des formations superficielles. 37

En conclusion, pour le secteur de Pavay sous Briaillee, Lorigee :

La terrasse Fx représente une réserve intéressante, prolongée au Nord par les alluvions récentes de la terrasse Fy. Une importante exploitation dee alluvions du lit mineur, située au Pont de Chazeuil, a récemment changé de lieu d''extraction. Les matériaux exploités par cette entreprise proviennent actuellement de la terrasse Fy, en bordure immédiate de la terrasse Fx près de Villemouze.

Pour l'ensemble de la zone de Varennes - Saint Pourçain, la basse terrasse Fx, soit dans le secteur de Créchy, soit dans le secteur de Paray sous Briaillee, offre une réserve importante, hors contraintes majeures et de qualité acceptable. La reconversion des extractions des alluvions du lit mineur est a priori possible d'autant plus qu'elle ne représente que 10 à 15 % de la production totale dee alluvions de l'Allier. 38

Affleurement Carrière Sondage

Lieu-dit : La Canne - Chateau-vert sondage : 3 Commune : PARAY SOUS BRIAILLES Coordonnées Lambert : X =679,40 y =2141,65z =249 Carte a l/2b 000 : SAINT POURCAIN SUR SIOULE 5-6 Nature géologique : Terrasse alluviale de l'Allier : Fw (moyenne terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géotechniques des matériaux - Granulante du tout-venant

CAILLOUX GRAVIERS ORCIS SABLE SAB(.E FIN

V i • -

- - • • I™ s ' 1 t Terre végétale argilo-sableuse t1 1 p - humide t • ! i - tr 0,8 50- U5- < t - i i - Graves sableuses 0/40 S j! ll.J - 2.5 légèrement argileuses. Très humidesà noyées après .... ::!i 2,50 m avec galets jusqu'à I ... H 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 0) 005 0 80 mm Ouvrturt inttneure dn mai lits an la ma

.6,0- Propreté : 7,0 Marnes altérées grisâtres tres ES - 24 humides plastiques 8,0 Teneur en fines 6,4 %

- Caractéristiques mécaniques : sur 6,3/10 mm

Fragmentât ion Micro-Dtvul en Friabilité de« Dynamique Kl) préb. d'eau MDK Sables FS

29 27,0 NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES 39

Affleurement Carrière bondage Li eu-dit : BETEUERE VILLEMDUZE sondage : 4 Commune :PARAY SOUS BRIAILLES Coordonnées Lambert : X -678,15 = 2146,4Z - 240 Ci>rte a 1/25 000 :St POURCAIN SUR SIOULE 5-6 Nature géologique : Terrasse alluviale de l'Allier : Fxa (basse terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques geotechniques des matériaux - Granularite du tout-venant

Terre végétale sabio-limoneuse 4 à 6 m marron foncé humide 8 à 15 m 1.2 Graves sablo-argueuses humides marron avec galets de 0 40 mm 2,3 CAILLOUX GRAVIERS SRI3SSABU. SABLE FIN ¡100- T T Sable fin propre humide t -1 deveant de plus en plus %i •-I M" • - grossier avec galets 0 40 mm 1 • 4.0

- 4.5 -

f4 • - 50- • Jt l-tt P - - ^ 1 s 1 1 Moins graveleux de 4,5 â 6,0 m 1 | 1 • II -

. 6,0 - - 1 \- . 1 .... T 'S^ 11 - • - 7.0 - I if Après 7 m, légèrement argileux 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 OJ 0,05 intmture des mollit* an tamis 8.0 -et plus graveleux avec galets de 0 80 mm maxi très humide

PROPRETE ES Teneur en fines 4 à 6 m 25 9,4 8 à 15 m 26 7,8

- Caractéristiques mécaniques :sur 6,3/10 mm

Fragment at i on Micro-la-val en Friabilité des 15,0 Dynamique Kl) Arrêt dans les graves sableuses prés, d'eau MI)K Sables FS à 15 m 27 15,0 NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES LEGENDE

HYDROLOGIE-HYDROGEOLOGIE

"") Limite de secteur étudié Lit actuel

# Sondage mécanique réalisé • •#••••• Crue historique 1856

Ar Affleurement étudié * — — Crue décennale

-•- Sondage électrique Variations subactuelles ou actuelles du lit mineur et seuils • Points d'eau Enrochements

Zones favorables pour captages GEOLOGIE Captage AEP

ALLUVIONS Périmètre de protection Lit mmeu' Fz Erosion des berges Plaine alluviale Fy-z

'Première terrasse" Fy OCCUPATION DES 50L5

'Basse terrasse " Fx Limites de commune

î. Couverture argileuse importante Marcenat Nom de la commune

Complexe col tuvio_ alluvial K Commune ou le POS est publie ou (secteur de Paray-sous-Briailles -Longes] approuvé

Moyenne terrasse Fw Site inscrit

Autres terrasses et sables alluviaux Protection des monuments historiques plio-quaternaires Fv- Fu- FL o classés ou inscrits

Remblais Zones urbaines ou à urbaniser U (UA-UB- Ul)

NA-NB Urbanisation future MATERIAUX NC Zones agricoles £¿¿3 Extension de l'exploitation ND Zones naturelles ~\J~ Graviere autorisée ÏTUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER LECTEUR DE PARAY.SOUS. BRIAILLE5- .0RIGE5

Echelle: 1/25 000 40

3-3 - ZONE DE MOULINS

La reconversion des extract-ions du lit mineur de la zone de Moulins a fait l'objet de deux hypotheses :

a) une reconversion à partir des alluvions des terrasses ;

b) un apport plus important à moyen et long terme de la roche massive.

Les formations des terrasses retenues après les reunions de concertation, sont la terrasse ancienne Fx du secteur de la Ferté Hauterive Bessay et la terrasse récente Fy au Sud de Villeneuve. Le premier secteur est éloigne d'en vivon 15 km au Sud de Moulins. Le second secteur situé a environ 8 km au Nord permet plus facilement une reconversion partielle.

La roche massive concerne principalement les massifs granitiques si- tués à l'Ouest de Moulins. Leur emploi s'il ne peut se substituer totalement aux alluvions pourrait au moins contribuer à réduire les quantités d'alluvions utili- sées dans cette zone.

A - LES ALLUVIONS

3.3.1 - Se.cto.uJi de la FeA-té HautejUvz -

Ce secteur concerne les ail >ions des terrasses situées en rive droite de l'Allier, entre la Ferté Hauterive et Bessay sur Allier.

. Géologie

Dans ce secteur, c'est la basse terrasse Fx, très étendue, qui constitue l'essentiel de la zone reconnue. La premiere terrasse ne prend un dévelop- pement important que dans la moitié Nord de ce secteur. Enfin, la moyenne terrasse Fiù, bien représentée a l'Est de la Ferté Hauterive mais a priori, peu in- téressante, a été reconnue par un sondage.

Les apports alluviaux du Luzeray, ruisseau qui draine une vaste éten- due dans les sables et argiles du Bourbonnais, ont provoqué la formation de dé- pote argileux a la surface de la basse terrasse Fx sur sa bordure orientale ; a*est le cas en allant de Bessay a. la ferme de Vauvre, et dans une zone centrée BUT le bois de Vauvre, face au débouché de la vallée du Luzeray, où les terrains 41

superficiels sont constitués d'une argile noire compacte et où l'épaisseur décli- nions" plus ou moins argileux est de l'ordre de 3 m. Cette contamination des sables alluviaux de l'Allier par les apports argilo-sableux du Luzeray ne parait pas se limiter a la couche superficielle : en effet, dans ce secteur, les sables sont souvent un peu argileux, et au bois de Vauvre, l'argile sableuse plastique reconnue de 5,7 à 6,5 m au sondage 8 appartient vraisemblablement a une inter i- lation argileuse dans la masse alluviale.

Le substratum des alluvions est constitué par des faciès marneux de l'Oligocène de Limagne.

En bordure de plateau, formant une terrasse tres élevée, les sables argileux a cailloutis du Bourbonnais recouvrent l'Oligocène : leur épaisseur est ici de l'ordre de 10 m et leur base se situe vers la cote + 250.

Les hautes terrasses ne sont pas représentées dans ce secteur et c'est avec la moyenne terrasse Fw que débute le remplissage alluvial de la val- lée. Cette terrasse se développe sur 1 km de large et davantage a l'Est et au Sud-Est de la Ferté Hauterive et sa surface va d'environ 15 à 25 m au dessus de l'Allier ; la limite avec la basse terrasse se fait par un talus de raccordement en pente douce d'environ 8 m de hauteur.

La basse terrasse Fx (5 à 15 m au dessus du cours de l'Allier) pré- sente aux environs de la Ferté Hauterive, a l'aval et surtout a l'amont de la localité, un développement exceptionnel avec une largeur de l'ordre de 2 km et des épaisseurs importantes, pouvant localement atteindre 20 m. Elle est emboîtée dam, la moyenne. toAAOAiz lon¿qw>. czttz dQ.nyU.QAZ Á

- Epaisseur^ et_facie£ des_ alluvions_

Moyenne terrasse Fw : les seuls éléments que l'on possede sur cette terrasse sont donnés par le sondage 7, situé a 100 m au Sud-Est de Bramefaim. Sa cote de départ (+ 235) est bien inférieure au sommet des alluvions de cette terrasse (+ 243 - 244) tandis que les argiles sableuses grises sur lesquelles a été arrêté le sondage ne représentent pas forcément le substratum marneux. Malgré ce la, ce sondage traverse 10,50 m de sables légèrement argileux. On peut donc es- compter que cette terrasse, la où elle est complete, contient une quinzaine de mètres de sable avec des intercalations argileuses importantes en puissance.

La situation de ce sondage au débouché de la vallée de Luzeray peut être responsable d'un faciès plus argileux que dans le reste de cette terrasse. 42

Basse terrasse Fx : cette terrasse est mieux connue que la précé- dente : dans le cadre de cette étude trois sondages ont été implantés dans le bois de Vauvre ou à proximité, tandis que de récents travaux de reconnaissance a proximité immédiate de la zone étudiée, au Sud de la Fevtê Hauterive, ont re- coupé cette terrasse en 4 pointe. Les épaisseurs d'alluvions traversées varient de 14 à 19 m .pour l'ensemble de ces sondages, si l'on fait abstraction du n" 8, implanté dans le bois de Vauvre, qui s'arrête à fí,5 m dans une argile sableuse beige qui ne représente vraisemblablement pas le substratum, mais plutôt une in- tercalation argileuse dans les alluvions polluées par les apports du Luzeray. (Voir plus haut).

Le substratum n'a pas été atteint dans le n" 11, qui s'est arrêté à 17 m dans des sables, ni peut être dans le n" 6 qui s'arrête à 16,80 m dans un dépôt limono-vaseux grisâtre.

Cette terrasse présente donc une épaisseur importante et assez constante d'àlluvions. Vans le secteur du bois de Vauvre, ce sont des matériaux essentiellement sableux et argileux, mais les sondages de reconnaissance au Sud de ta. Ferté Hauterive montrent qu'a côté de ces fades fins, cette terrasse contient aueai des sables a galets-

Limons superficiels ; il existe une importante couverture de limons argileux dans le secteur du bois de Vauvre au débouché du Luzeray (voir plus haut). De plus, au pied des coteaux a l'Est de Bessay, des collusions viennent recouvrir la terrasse alluviale sur une largeur de 100 à 300 m. Par contre, par^- tout ailleurs, le recouvrement parait faible ou nul et les coupes au Sud de la Ferté Hauterive débutent directement dans les sables.

Première terrasse Fy : un certain nombre de sondages donnent des coupes de cette terrasse, dont deux ont été exécutés dans le cadre de l'étude. D'autre part, un profil de sondages êlectriaues avait ktb effectué en travers de la plaine alluviale pour le rapport intit.<.ué "Val d'Allier - Synthèse des ressources en eau et en granulats".

Au Sud Ouest de Bessay, les épaisseurs d'alluvions sont comprises en tre 7,5 et 9,8 m (sur 7 points intéressant Fy et un Fy-z) sauf au sondage 10, près de la RN 7, où l'épaisseur atteint 12 m, sans doute par suite de la situation particuliers ie ce sondage, au fond d'un "golfe" creuse dans la basse terrasse.

Non loin de la zone étudiée, au Sud Ouest de la Fertê Hauterive, un récent sondage de reconnaissance traverse 11 m d'alluvions grossières.

Ces alluvions toujours propres au déla, des niveaux superficiels sont généralement des sables grossiers avec graviers et galets, mais des faciès sableux sont fréquemment notés a la partie supérieure. La présence de timons superficiels est assez fréquente, avec des épaisseurs d'environ 1 m.

Zone intermédiaire Fy-z • un sondage de reconnaissance effectué dans cette zone ne présente pas de différence significative avec les précédents.

. Géotechnique - Elaboration

- Matériaux^ de_la moyenne^ terrasse_Fw_ :

Deux échantillons ont été analysés, provenant du sondage S7. Il s'a- git d'un sable fin 0/2 mm contenant de 20 à SO % d'élément6 inférieurs a 80 microns.

- Matériaux^ de_ta basse^ terrasse_Fx :

Sept séries d''analyses effectuées sur des prélèvements provenant des sondages S6 - S8 et SU montrent qu'il s'agit de matériaux tres sableux ne pos- sédant que 10 à 20 % d'éléments supérieurs à 5 mm. Ces sables nécessitent un lavage important pour pouvoir être commercialisés en tant que sables destinés a la construction. Lee teneurs en fines ( <. 80/^) très variables rendent ce lavage difficile. A partir de 10 % d'éléments fins, la rentabilité d'un lavage, néces- sitant des débourbeur8 et de grandes quantités d'eau, n'est pas évidente. Les caractéristiques mécaniques sont également hétérogènes allant de 19 à 27 pour les coefficients de friabilité ou de fragmentation dynamique.

- Matériaux^ de_la terrassejtntewmdiaire_E)£-z_ :

Pour la partie située en bordure de la terrasse ancienne Fx, il s'a- git également de matériaux sableux. En se rapprochant du cours d'eau, ces dépôts deviennent plus grenus et pvopres. Le sondages S9 donne une grave sableuse 0/20 propre (ES = 67) contenant peu de fines (3 %).

. Hydrogeologie

Dans ce secteur, marqué par la confluence de la Sioule et où l'Al- lier a pu étaler largement ses alluvions, les sondages ont rencontré un niveau aquifère de 7 à 10 m d'épaisseur, sauf ou sondage S7 (Foa) ou la puissance de la nappe n'est que de 4,50 m . 44

Ce qui signifie dono, pour les terrasses Fy-z, Fy et Fx, un accrois- sement en puissance mais aussi en extension de la tranche aquifere des alluvions qui est dans tout le secteur de 10 m environ.

Cependant, compte tenu de l'êloignement du cours d'eau, et bien que les caractéristiques"hydrauliques de Vaquifere semblent assez favorables, le potentiel hydraulique de ce secteur reste assez limité.

. Prise en compte de l'environnement

Ce secteur situé sur les communes de Bessay sur Allier, la Fertè Hau- terive et St Gérand de Vaux, est éloigné de la riviere de 2 à 3 km et se trouve de ce fait en dehors des réserves d'eau interessantes. Orienté comme les précé- dents selon l'axe fiord Sud de la vallée, il est traversé par la voie ferrée, la RN 7, ainsi que par une ligne de 63 KV.

Les parties boisées représentent une surface importante ; bois des Moines, bois de Vauvre. A Vexception de Bessay sur Allier au Nord, et la Fertè Hauterive au Sud, l'urbanisation est faible.

. Evaluation dee réservée exploitables

Secteur de 12 km2, peu urbanisé et hors contraintes majeures, la ré- serve est importante d'autant plus que les épaisseurs sont partout supérieures a 10 ou IS metres, mais il s'agit de sables argileux qui peuvent trouver des utili- sations dans certains travaux mais ne présentent pas une substitution aux alluvions exploitées actuellement.

En conclusion, pour le secteur de la Ferté Hauterive :

La réserve de ce secteur est importante et hors contraintes majeures mais il s'agit d'un sable argileux ne permettant pas une substitution aux alluvions exploitées actuellement. Par contre la premiere terrasse (Fy) et la zone intermédiaire (Fy-z) présentent un intérêt certain maie £ei contuaintu ¿'y t l ¿tt

De plus ce secteur est a environ 15 km au Sud de Moulins et ne revêt encore de ce fait que peu d'intérêt en tant que source d'approvisionnement pour Moulins. Affleurement Carrière Sondage Lieu-dit :LE BOUCHE sondage : 6 Commune :St GERAND DE VAUX Coordonnées Lambert : X - 679,2 Y = 2157,35Z =231 Carte a 1/25 000 : SAINT POURCAIN SUR SIOULE 1-2 Nature géologique : Terrasse alluviale de l'Allier : Fza (basse terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée Caractéristiques géotechniques des matériaux : - Granularité du tout-venant • •. k 3 à 7 m 9 à 14,5 m erre végétale argilo-limoneuse arron humide able légèrement argileux ouille, sec IlOO- CAILLOUX GRAVIERS CRCS SABLE SA6KE FIN 3.CH able argileux gris beige compact >•- \ • - o " tî 1 - Sable grossier, beige - légèrement argileux, tt [• t" humide avec quelques !». IL 5 . SlH 11 - - 'niveaux argileux - noyé après 6,5 m Í IÎJ

.i ...... • - î < •.. 9,0. I • 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 0J 0,05 Ouvrtun inttneure du moittti an ta/rut

PROPRETE ES Teneur en fines

3 à 7 m ?S qr î 9 à 14,5 m 26 11,7 15,2 Dépôt limono-vaseux grisâtre humide, plastique 6,8 Arrêt du sondage à 16,8 m

- Caractéristiques mécaniques : sur 4/6,3 mm

Fragmentât¡on Micro-Devul en Friabilité des Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sables FS 27* : Niveau hydrostatique : Prélèvement

»ERVATIONS OIVERSES „ Essai- réalisé sur prélèvement de 3 à 14,5 m 46

Affleurement Carrière bondage

Lieu-dit : BRAMEFAIM sondage : 7 Commune : St GERAND DE VAUX

Coordonnées Lambert : X =679,48 Y =2157,5 Z =236 Carte a 1/25 000 : SAINT POURCAIi SUR SIOULE 1-2

Nature géologique Terrasse alluviale de l'Allier : Fwb (moyenne terrassa les alluv ons anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques geotechniques des matériaux - Granularité du tout-venarit 1 à 5 m 6,5 à 8,5 m

0 Terre végécaie sablo-limoneux marron foncé, humide 1,0 CAILLOUX GSAVIERS G«»SABLLSAB1E FIN - I Till I J- ...... XJ • - Sable légèrement " I \ ,t argileux, marron, t "ML "" - humide 50- ... 1 4 - l ¡SI. •• t... IT i - ' U s - ' Î 5,0-1 -

• • - - •

6,0 NH Moyé après 6 m 200 50 20 10 5 2 ] 05 02 OJ OpS Ouverture mttriture des mai lin an tamis

PROPRETE ES Teneur en fines 8,5 9,0 1 à 5 m 20 23 ,6 Sable grossier noyé légèrement argileux grisâtre 6 ,5 à 8.5 m 19 26 i° 10,5 Argile sableuse grise humide compacte H,5 Arrêt du sondage à 11,5 - Caractéristiques mécaniques :

Fragment at i on Micro-Duval en Fri ab i 1 i té dea Dynam i que- Kl) préb. d'eau MDK Sables FS 1 à 5 m : 16 6,5 à 8,5 : 17 NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES 47

Affleurement Carrière bundane X

Lieu-dit : BOIS DE VAUVRE sondage : 8 Commune : St GERÂND DE VAUX Coordonnées Lambert : X - 679,5 =2158,1 Zs 232 C*rte a 1/25 000 :St POURCAIN SUR SIOULE 1-2 Nature géologique : Terrasse alluviale de l'Allier : Fxa (basse terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géotechniques des matériaux : - Granularité du tout-venant 3 à 3,8 m 4,1 à 5 m Remblai du chemin 0,4. Terre végétale argileuse marron IlOO- CAILLOUX GRAVIERS GRC15 SABLE SABILE FIN 1.1 • "'S II Argile sableuse, grise, humide, —r ?t .. plastique « 1 I \ i i 1.7- t i\ i - - Sable argileux grossier, beige ["^ 50 ¡ j_. avec bancs d'argile gris-beige 4 - r if i ' t i - " T T "T Ä t . .. - r T3,0 " *t ... Sable fin marron sec |- légèrement argileux 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 0J 0P5 Ouverture mttnture an mai litt ff« torn* 3,8-

Sable propre, marron, sec avec auelques galets de 0 20 mm PROPRETE ES Teneurs en fines devenant humide 3 à 3,8 24 17,0 4,1 à 5 62 3,7

5.7 Argile sableuse beige humide, plastique 6,5 - Caractéristiques mécaniques : Arrêt du sondage i 6,5 m Fragmentât i un Micro-Devul en Friabilité dei Dynamique Kl) préb. d'eau MDK Sables FS

21*- 20** NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES s prélèvement de 3 à 3,8 m m prélèvement de 4,1 à 5 m 48

Affleurement Carrière Sondage X

Lieu-dit : Le Chêne sondage : 9 Conwnune :LA FEKTE HAUTERIVE Coordonnées Lambert : X = 677,50 Y -2158.52Z = 223 Carte à 1/25 000 : SAINT POURCA] SUR SIOULE 1-2

Nature géologique : Dépôts alluviaux de l'Allier : Fyz (zone intermédiaire des alluvions modernes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géotechniques des matériaux ; - Granularité du tout-venant

Terre végétale graveleuse marron • O.S.

ILLOUX GRAVIERS SRC6SABL£SA6 IE FIN Sable grossier avec 100- T£Í quelques éléments de • . . . -• 2.5- 0 30 mm maximum • • s - - Noyé après 2.5 ... +4 - --£ 3

t - ::"t [ 50- 't "'H\ 11 " - t \ i j -

\ •• • • • S ' ! í •»• ... • - - 6.3' i 200 50 20 10 5 2 1 05 Q2 0,1 0p5 Sable graveleux Ouverture intérieure des maillet an tami% avec éléments jusqu'à 0 50 mm maximum PROPRETE :

ES - 67 L.9.3 Teneur- en fines 3,0 % Sable graveleux argileux pollué par les marnes 10.5 names plastiques beige 11, Arrêt du sondage - Caractéristiques mécaniques : sur 6,3/10 mm

Fragment at iun Micro-Otvul en Friabilité daa Dynamique KD pré H. d'eau MDK Sables FS 26 16' NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES m Friabilité des sables sur fraction 0,1/2 mm 49 Affleurement Carrière bondage x Li eu-dit : LA GABENNE sondage : 10 Commune :LA FERTE HAUTERIVE Coordonnées Lambert : X = 678,40 Y = 2158,8Ä » 224 Carte à 1/25 000 :SAINT P0URCAIN SUR SIOÜLE 1-2 Nature géologique :

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géotechniques des matériaux - Granularité du tout-venant

3 à 8 m 9 à 11,5 m Remblai argilo-terreux marron, humide IlOO- CAILLOUX GRAVIERS GRCISSABIX SAG1E FIN 2,5 - " XI - » • - - -3,0- - • Sable grossier noyé, propre o • Tî >- t • gravleux avec quelques élé- 1 [• • r 11 1 - ments de 0 40 mm " il ' r •• • t - T t" T - r ' j i - . \ .. - - - ', s I 1- . ... 200 50 20 10 5 2 1 QS Q2 OJ 0,05 Ouvrturt mttnture art tnoitlti an tanmi

8,5 9,0- PROPRETE ES Teneur en fines Sable grossier noyé P avec bancs argilo-vaseux 3 à 8 m 26 8.0 gris-bleu 9 à 11,5 m 35 2,9

lu,* 12.Q Marnes altérés, plastiques, humides 13,0- - Caractéristiques mécaniques : sur 6,3/10 mm Arrêt du sondage à 13,0 m Fragmentât ion Micro-Deval en Friabilité des Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sablesj FS •

J 28,5 25 ?4 NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES 50

Affleurement Carrière bondage x

Ueu-dit : Est de lePrésane1 sondage : 11 Commune : BESSAY

Coordonnées Lambert : X -67,695 Y =2159, 55 Z - 229 C*rte a 1/25 000 :SAINT POURCAIi SUR SIOULE 1-2

Nature géologique : Terrasse alluviale de 1'Allier : Fxa(Basse terrasse des alluvions anciennes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques geotechniques des matériaux - Granularité du tout-venant

2,9 à 6 m 7,2 à 8 m 8 à 17 m Argile plastique brunâtre

Argile sableuse grisâtre CAILLOUX GRAVIERS GRCS SABLE SA84.E FIN ilOO- T devenant de plus en plus sableuse 6 • T*5*3^ T . . . - - s r • ^ -• -

• Sable ocre propre " it [ i [ - de plus en plus grossier \ 50- - ¿ \, -16,0 I IL - - Sable légèrement argileux T . t - ... . !f..- • r * \ | 1• i 8,0- 1 4 t:: Sables graveleux,grisâtre, 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 Oí OjOS Ouwrturt mttnturv des moillti an tomu noyés

PROPRETE ES Teneurs en fines 2 ,9 à 6 m 27 10,7 1,2 à 8 m 22 21 A 8 à 17 m 52 7 J

-17,O Arrêt du sondage à 17,0 m dans les sables - Caractéristiques mécaniques :

Fragmentât i on Micro-lkval en Friabilité des Dynamique Kl) prés, .l'eau MDK Sables FS

28" 19** • NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES " sur faction 4/6,3 mm du prélèvement 3 à 17 m ta sur fraction 0,1/2 mm du prélèvement 8 à 17 m LEGENDE

HYDROLOGIE-HYDROGEOLOGIE

") Limite de secteur étudie Lit actuel

Sondage mécanique réalise • ••••••• Crue historique 1856

Affleurement étudié —~ — — -~ Crue décennale

Sondage électrique Variations subactuelles ou actuelles du ht mineur et seui Is Points d'eau Enrochements

Zones favorables pour captages GEOLOGIE Captage AEP

ALLUVIONS Périmètre de protection Lit mineur Fz Erosion des berges Plaine alluviale Fy-z

"Première terrasse" Fy OCCUPATION DES SOLS

'Basse terrasse" Fx Limites de commune

Couverture argileuse importante Marcenat Nom de la commune

Complexe colluvio- alluvial K Commune ou le POS est publie ou (secteur de Paray-sous-Briailles-Loriges) approuvé

Moyenne terrasse Fw Site inscrit

Autres terrasses et sables alluviaux Protection des monuments historiques plio.quatemaires Fv- Fu- FL o classés ou inscrits

Remblais Zones urbaines ou à urbaniser U (UA-UB- Ul)

NA-NB Urbanisation future MATERIAUX NC Zones agricoles o^~"5 Extension de l'exploitation ND Zones naturelles ~\J~ Graviere autorisée TUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER SECTEUR DE LA FERTE.HAUTERIVE- BESSAY-SUR-ALLIER

«rfctfâi

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—-f—-/• :_::::;

-Tí : >*T- : : : : :

LSH La Ferté.Hautenve 57

3-3-2- Secteur de Villeneuve BUT Allier :

II concerne les alluvions en rive droite de l'Allier, a l'amont de Villeneuve jusqu'à la ferme des Déforges.

. Géologie

Dans ce secteur, c'est la première terrasse Fy qui occupe l'essentiel de la zone alluviale. Les sondages ont montré des épaisseurs de 11 à 12 m d'alluvions, presque entièrement noyées.

Le substratum des alluvions est constitué par les faciès marneux (peut être localement sablo-argileux) des terrains tertiaires de Limagne (Oligo- Miocène) .

Les flancs de la vallée sont constitués de ces mêmes terrains marneux plus ou moins masqués par plusieurs niveaux d'alluvions anciennes et sur- montée par les sables argileux à cailloutis du Bourbonnais.

Parmi ces alluvions anciennes, seules prennent un développement notable la haute terrasse Fu, constituée de sables à galets de quartz et silex épais d'une dizaine de mètres, et la moyenne terrasse Fw constituée de sables grossiers a cordons de petits galets de quartz et silex.

La basse terrasse Fx (8 à 12 m au dessus du niveau de l'Allier) n'occupe qu'une superficie très restreinte en bordure Nord Est de la zone étudiée. Sa limite avec la première terrasse Fy forme un talus très net de 3 - 4 m de haut près des Déforges.

La plaine alluviale (0 à 7 m au dessus du niveau de l'Allier) est principalement constituée par la première terrasse exceptionnellement développée a cet emplacement.

La première terrasse Fy (3 à 7 m au dessus du niveau de l'Allier) trois fermes en activité sont installées sur cette terrasse, essentiellement oc- cupée par des cultures.

La zone intermédiaire, notée Fy-z, occupe un espace notable au Sud Ouest du Chambón. C'est une zone inondable a chenaux d'écoulement, partiellement boieëe. Les alluvions modernes Fz du lit mineur et de la zone fréquemment inondée, ici assez largement étendus avec nombreux chenaux et zones boisées.

- Epaisseur^ des^ alluvions^ :

Les quatre sondages effectués au cours de l'étude, tous implantés dans la premiere terrasse Fy, ont rencontré des épaisseurs allant de 11 à 12,50 m d'alluvions, avec des teneurs en fines variables suivant les points {mais l'un einon deux de ces sondages n'ont pas atteint le substratum). L'épaisseur des fa- ciès limoneux superficiels varie de 0,5 à 1,5 m environ tandis que des vases polluent localement la base.

. Géotechnique - Elaboration

Deux échantillons ont été analysés par sondage Les prélèvements concernent tous la première terrasse Fy. Les matériaux sont des graves 0/20 propres dont la fraction sableuse est relativement importante puisqu'elle représente de 50 à 90 %. Les alluvions de cette partie de l'Allier sont en général très sableuses même au niveau du lit mineur.

La propreté est satisfaisante et les caractéristiques mécaniques bonnes à moyennes.

. Hydrogéologie

Les sondages effectués ont recoupé un aquifere puissant de 8 à 10 m ; on observe dona un épais sis sèment de la nappe aquifere par rapport au voisinage du lit de l'Allier. Le gradient de la nappe est de l'ordre du 1 % HÀ. la. p<¿fimo.abU¿- té de ce type de terrains de 1 à 5.10~* m/s. A la faveur de lits fossiles (chenaux dans le substratum) peuvent se constituer des surépaisseurs de la nappe constituant des zones plus favorables a des captages qu'en aval, malgré l'éloi- gnement de l'Allier.

. Prise en compte de l'environnement

Ce secteur plus proche de la rivière présente un certain intérêt éco- logique > en particulier pour l'avifaune dans sa partie Ouest. Il est compris dans la zone inondée lors de la crue de 1856. En dehors des lieux-dits les Défor- ges, le Chambón et Lavet, il est tres peu urbanisé. 53

. Evaluation dee réserves exploitables

D'une surface prospectée d'environ 375 hectares le secteur représen- te pour une hauteur de 10 metres une réserve importante. Il est bien évident que toute la ressource ne peut être exploitée, mais l'étendue est suffisante pour d'éventuelles implantations.

En conclusion pour le secteur de Villeneuve sur Allier :

Ce secteur est à une distance acceptable de Moulins. Il est consti- tué de graves ou sables propres et de bonne qualité et les tâ&eAvte ¿ont unpoxtaj tes. Moyennant certaines précautions, l'exploitation doit pouvoir se faire sans effets néfastes sur l'environnement. Ce secteur devrait a notre avis jouer un rô- le non négligeable dans la recherche de solution de remplacement aux alluvions du lit mineur, pour l'approvisionnement de Moulins.

***** Affleurement Carrière bondage x

Lieu-dit : Entre le Chambón et les sondage : 12 Commune : TREVOL Coordonnées Lambert : X =67,10 Y =2182 ,38Z = 202 Carte á 1/25 000 : BORNES 5-6

Nature géologique : Terrasse alluviale de 1 'Allier : Fy(première terrasse des alluvions modernes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques geotechniques des matériaux - Granularité du tout-venant 2 à 7 m 8,5 à 11 m

Terre végétale sabio-limoneuse marron CAILLOUX GRAVIERS GRC6 SABU SABL£ PIN ilOO • -, 'ï T "ï .1 u - • - L:£ • ! 5.0. m S..: 11- - Graves sableuses propres r •• * > - 50 t • marron avec galets de 0 33 m l • <¡ i 1 ..-_ i i noyées après 2 1 1 i • -

I r" ••- Après 2 m, sables grossiers s - avec rares galets de 0 30 mm - ¡:ii:| | in C " 200 50 20 10 5 2 I Q5 Q2 Oi 0,05 Ouvrtur* intérieur* an mailltttfw torrut

7,0-

Propreté ES Teneur en fines .8.5. 2 à 7 m 1,2 % Après 8,5 m, nombreux galets 78 jusqu'à 60 mm de 0 8,5 â 11 m 68 3,9 Z

T».fi

Arrêt du sondage à 11,0m - Caractéristiques mécaniques : sur 6,3/10 mm dans les graves

Fragmentât¡on Micro-Ocval en Friabilité des Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sables -FS

36* )H : Niveau hydrostatique » : Prélèvement

IbSERVATIONS DIVERSES x sur prélèvement de 2 à llm 55

Affleurement Carrière bondage X

Lieu-dit : LE CHAMBÓN (au NE) sondage : 13 Commune : TREVOL

Coordonnées Lambert : X *67l,2O Y =2183,05Z =202 Carte a 1/25 000 :DORNES 5-6

Nature géologique : Terrasse alluviale de l'Allier (Première terrasse des alluvions modernes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géotechniques des matériaux - Granularité du tout-venant 2 à 6 m

6,5 à 11 m

Terre végétale limono-sableuse marron foncé, humide CAILLOUX G "Graves sao io~argiieusesira r ron avec iioo- RAVIERS GROSSABLt SABLE FIN ealets de (3 20 nan T | . . . t - h- , t - - 2,* NH ... TT • < ^ 1 ï : t ! ft • IS - Sable grossier marron, 50- + • -• il î • - humide, propre nt • - noyé après 2,5 m I J H" t 1 - .tî. Tt T n. , i •••• 1 tt • - I 0- 4 • ii L ' " . . . 6,a 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 OJ 0,05 6,5 Ouvrlurt intérieure an moittu an tomu

Après 6,5 m, graves sableuses avec galets de 0 60 mm

PROPRETE ES Teneur en fines 2 à 6 m 33 2.1 Z 6,5 à 11 m 34 6,2 %

•H 1,4 Arrêt dans marnes altérées à 11,40 m - Caractéristiques mécaniques : sur 6,3/10 mm

Fragment ati un Micro-Dcval en Friabilité des Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sables FS

27* NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES x essai réalisé sur prélèvement 6,6 à 11 m 55

Affleurement Carrière bondage

Lieu-dit : LE CHAMBÓN sondage : 14 Commune ¡VILLENEUVE SUR ALLIER

Coordonnées Lambert : X ^670,75 Y =2183,05 Z ^202 C?rte a 1/25 000 : DORNES 5-6

Nature géologique : Terrasse alluviale de l'Allier : Fy (première terrasse des alluvions modernes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géot^chniques des matériaux - Granuldritë du tout-venant 2,5 à 6m O Terre végétale sablo-limoneuse 6 à 12 m 0,8 marron Sable fin, légèrement argileux beige, humide CAILLOUX GRAVIERS GRCS SABLE SAS 1,8 5100- IE FIN Sable fin, propre, marron ocre, I T - ÏŒ-L T | •- •2,5 avec galets de 0 30 mm 1 -tl l - - 3,0 ... .t - i T f - Sable propre beige, noyé, t J t '^ i ••ft t £ - 4 • 4 II.. avec quelques rares galets t ! U . t- Î U ' . i "•"r t. - de 0 40 mm A t ..ÎILÎJ 1 • V : flIV- ! . . '. ' - -6,0- ...... -j-4 • jfjfi..lm ÏLÎ:_ |. .... 200 50 20 10 5 2 1 Q5 02 0,1 OpS Ouverture mttrieure tí*% mcitl9\ tf« tarnt Après 6,0 m, galets plus nombreux

PROPRETE ES Teneur en fines 2,5 à 6 m 72 6 à 12 m 74 4,5 %

12,5 Arrêt du sondage dans - Caractéristiques mécaniques : marnes à 12,5 tn K L agnienc ,it i on Micro-lX-va L en b'ri abi 1 i té de g Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sables ; FS 27,5* 21,6** NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES essai réalisé sur fraction 6,3/10 mm du prélèvement de 2,5 à ¡2 m essai réalisé sur fraction 4/6,3 mm du prélèvement de 2,5 à 12 m Affleurement Carrière Sondag<

Lieu-dit : LAVET sondage : 15 Commune : VILLENEUVE SUR ALLIER

Coordonnées Lambert : X =670,35 Y 2184,0 z * 201 Cart« á 1/25 000 ¡DQRNES 5-6

Nature géologique : Terrasse alluviale Fy (première terrasse des alluvions modernes)

Coupe géologique détaillée : Caractéristiques géotechniques des matériaux : - Granularité du tout-venant 2 à 8 m 11 m

Sable fin limoneux marron

CAILLOUX GRAVIERS GROSSABl£ SABLE FIN 1.6 lioo Sáfale grissier marron sec

3,1 i Sable grossier roux 5 50- tt ¡r : 4,4

sable grossier marron, devenant 200 50 20 10 5 2 1 Q5 Q2 OJ 0p5 après 6,20 m gris Ouvrlurt intérieure ún monta an tamis très humide

PROPRETE ES Teneur en fines

2 à 8 m 65 1,1 Z 11 m 31 7,8 %

10,7 Sable devenant progressivement argileux dans matrice vaseuse gri sâtre, nauséabonde. n,9 Arrêt du sondage à 11,9 m - Caractéristiques mécaniques :

Kragmenc a:¡on Micro-Dt.:val en Kr i üb 11 i té des Dynamique Kl) prés, d'eau MDK Sjbles FS

14,8 NH : Niveau hydrostatique P : Prélèvement

OBSERVATIONS DIVERSES LEGENDE

HYDROLOGIE-HYDROGEOLOGIE

Limite de secteur étudie Lit actuel

Sondage mécanique réalisé • ••••••• Crue historique 1856

Affleurement étudié — Crue décennale

Sondage électrique Variations subactuelles ou actuelles du lit mineur et seuils Points d'eau Enrochements

Zones favorables pour captages GEOLOGIE Captage AEP

ALLUVIONS Périmètre de protection Lit mineur Fz Erosion des berges Plaine alluviale Fy-z

"Première terrasse" Fy OCCUPATION DES 50L5

'Basse terrasse " Fx —- Limites de commune

Couverture argileuse importante Marcenat Nom de la commune

Complexe colluvio- alluvial K Commune ou le POS est publie ou (secteur de Paray-sous-Briaîlles -Longes) approuvé

Moyenne terrasse Fw Site inscrit

Autres terrasses et sables alluviaux Protection des monuments historiques plio.quaternaires Fv- Fu-FL o classés ou inscrits

Remblais Zones urbaines ou à urbaniser U (UA-UB- Ul)

NA-NB Urbanisation future MATERIAUX NC Zones agricoles f^^ Extension de l'exploitation ND Zones naturelles "\J~ Graviere autorisée ETUDE DES MATERIAUX DE SUBSTITUTION AUX MATERIAUX ALLUVIONNAIRES DE L'ALLIER

SECTEUR DE VILLENEUVE SUR ALLIER

Echelle : 1/25000 SS

B - LES BOCHES MASSIVES

3-3-3- Lea granitée du Maeeif de Treban

Dans ce massif on distingue trois variétés de granite :

- Le granite de la Fauchere à biotite abondante, généralement sans cordierite. C'est une roche gris bleute, a grain variable plutôt fin, d'aspect compact. Ce type de granite occupe une aire lymitée du Nord Est du Massif de Treban, s1éten- dant seulement, vers le Sud Ouest, jusqu'aux abords de Cressanges.

C'est cette roche qui est exploitée a la carrière de la Fauchere près de Souvigny.

A son extrémité Nord Est, entre Souvigny et Beeson, le granite de la Fauchere est mêlé a des microgranites dont les gisements, bien individualisés du côté de Beeson, passent vers Souvigny a une association bien plus étroite, dif- ficilement cartographiable.

Des mesures du coefficient Los Angeles nous ont donné pour ces granites des valeurs comprises entre 28 et 30. Le coefficient Micro Deval en pré- sence d'eau varie entre 18 et 22. Ces valeurs sont acceptables pour des utilisa- tions dans les chaussées en couches de fondation ou de base. Elles ne suffisent pas pour les couches de roulement.

- Le granite de Chaeeignole, riche en covdiérite. C'est une roche gris clair, à grain moyen, localement porphyroïde. Ce type de granite occupe la bordure Ouest du Massif de Tréban, le long du Bassin de Noyant et du Sillon Mouiller.

Aucune carrière en activité n'est connue dans ce granite.

De nombreux gisements de microgranites, en amas plus ou moins fi - Ioniens, sont associés a ce granite dans toute sa partie septentrionale, depuis ¿e.6 e.nv¿wn¿> Ouest de Cressanges, au Sud, jusqu'à la latitude de la Forêt de Mes- sarge8 au Nord.

Lee valeurs obtenues pour les granites sont : Coefficient Los Angeles : 30 ; Micro Deval en présence d'eau : 16,6. Ces caractéristiques sont comparables a celles des granitée de la Fauchere. 59

- Le granite de Meillard, à biotite et cordiérite. C'est une roche grise assez claire, quelquefois rosee, a grain moyen, parfois porphyroîde. Ce type de granite est le plus répandu dans l'ensemble du massif dont il occupe toute la moitié Sud Ouest.

C'est cette roche qui est exploitée a la carrière de Cresson jes (La Garde).

Dane ce granite, les seuls gisements de microgranite semblent limi- tés aux environs de Cressanges a proximité du contact avec le granite de Chassi- gnole.

* Caractéristiques mécaniques : A la carrière de Cressanges, la valeur moyenne du coefficient Los Angeles est de 21 et de 12,5 pour le Micro Deval en présence d'eau. Des prélè- vements sur d'autres sites de ces granites donnent des résultats de : LA = 21 à 34 ; MDE = 9,2 h 19.

Les zones altérées nous ont donné des valeurs de LA = 41 et MDE = 29.

Ces matériaux ont donné dans l'ensemble des caractéristiques légè- rement meilleures que les granites de la Fauchère et de Chassignole, dans la mesure ou il s'agit de matériaux sains.

D 'une façon générale, les granites fournissent des matériaux de qualité moyenne a médiocre, mais avec des réserves inépuisables.

Leur exploitation pose le problème des découvertes, souvent importantes et l'absence de buttes permettant une ouverture facile des fronts de taille.

3-3-4- Lee mierogrcatitee

Associés aux diverses variétés du granite de Tréban, des gisements de microgranites se rencontrent dans toute la partie Nord Ouest du massif, principalement dans deux secteurs :

- l'extrémité Nord Est entre Souvigny et Besson, en association plus ou moins étroite avec le granite de la Fauchère ; 60

la bordure du Bassin de Noyant et les environs de Cressanges, en association avec le granite de Chassignole et accessoirement de Meillard.

La géométrie des gisements de ces microgranites est mal connue a cause des mauvaises conditions d'affleurement, quasi-générales dans le Massif de Tréban.

D'une façon générale, il semble qu'il s'agisse d'amas plus ou moins elliptiques plutôt que de filons tels que les figurent les cartes anciennes. Dans le secteur de Souvigny, en plus de tels gisements, le granite encaissant paraît être mêlé a du microgranite de façon tellement étroite qu'il n'a plus été possible de cartographier séparément lee deux roches.

Parmi les gisements bien individualisés, le plus important parait être celui des Boucherons la Couronnière, près de la Forêt des Prieurés -Bois Plan, au Nord Ouest de Bes son.

* Vartètée_de microgranites^ : La plupart de ces roches sont porphyroïdee, c'est a dire constituées de cristaux bien visibles (quartz, feldspath, biotite) dans une pâte microcristalline.

Les auteurs qui ont travaillé dans cette région, (F. BECHON et J.L. DUTHOU), distinguent deux types de microgranites en fonction de la couleur de la pâte.

Les microgranites gris, qui présentent de gros cristaux dans une pâte microcristalline.

Les microgranites roses, a cristaux visibles bien plus petite, avec biotite plus rare, dans une pâte qui parait plus fine que dans le premier type.

La proportion de cristaux et de pâte est estimée pour les deux types à 50 % environ.

Les microgranitee ont en général de bonnes caractéristiques mécani- ques. Les valeurs de Los Angeles sur S essais donnent une fourchette allant de 17 à 20. Les valeurs de Micro Deval en présence d'eau varient de 4,8 h 9,2. 61

Leur exploitation seule veste cependant difficile du fait de leur faible extension. Leur presence dans un front de taille ouvert dans les granites conduit à une amélioration des caractéristiques mécaniques des produits, maie engendre des hétérogénéités dans les matériaux livrés. On peut cependant envisager leur exploitation séparée, dans le cadre d'une carrière o< 'erte pour partie dans les granites et pour partie dans les amas les plus imp >rtants de microgranites.

3-3-5- Lee grée associés aux "quartzites de Meillers"

Lee grés silicifiés éventuellement utilisables en granulats forment une auréole irrêgulière, d'une largeur de 200 à 300 m en moyenne, à la périphérie des gisements de "quartzites" eux-mêmes ; il en a été obeervê aue- si au toit et au mur de ces gisements.

L'auréole de grès silicifiés est particulièrement étendue sur les flancs Est et Sud Est de la colline des "quartzites de Meillers" ou. sa largeur parait être de l'ordre du kilomètre. Autant qu'on puisse en juger par lee rares affleurements et les blocs épars, le phénomène de silicification doit être glo- balement progressif lorsqu'on se rapproche des "quartzites", mais irrégulier dans le détail avec des passages ou des trainees plus dures déterminant des reliefs.

La roche est le plus souvent un grès grossier arkosique plus ou moine imprégné de quartz recristallisé, poreuse a vacuolaire avec des enduits ferrugineux tapissant les cavités. Localement elle est parcourue par un réseau irrêgulier de filonnets de quartz, pouvant constituer dans des cas extrêmes la plue grande partie de la roche.

Cee grés silicifiés pourraient constituer un gisement important de granulate eitué a 18 km de Moulins par Souvigny &t la D 73 vers Cosne d'Allier

La forêt domaniale des Prieurés Messarges occupe une grande partie des gisements de grée silicifiés : le Sud Ouest, l'Ouest, une grande partie du Nord Oueet et du Nord de l'Auréole définie précédemment. Hors du domaine d'Etat des gisements importants doivent exister au Sud Est et peut être au Sud des car- rières de "quartzites", toujours accessibles a partir de la D 73. 62

Nous présentons sur la page suivante, les caractéristiques mécani- ques de ces matériaux ainsi que des essais de concassage.

On constate que le concassage de ces matériaux permet d'obt mir une grave O/20 de granularité correcte et de propreté satisfaisante. Les valeurs de Los Angeles et Micro Deval en présence d''eau sont par contre mauvaises. Il sem- blerait que ces roches puissent fournir par élaboration un sable de qualité acceptable.

***** 63

GRES DE MEILLERS

Essais de concassage : Production de 0/20 à partir de blocs Production de 0/10 à partir de blocs

S. 6 ET S. 7 ANALYSE SRÄNUUJMETP.HJUS

20O 100 30 î 04 ai; 005

GRAVES

FRACTION (GRANULAIRE 0/20 o/le

- O BSERVATIONS : x sur fraction 0/5 pour le O/2O et 0/2 pour le 0/10

CARACTERISTIQUES MECANIQUES

coefficient fragmentation dynamique : 39 (sur fraction 6,3/10) coefficient de friabilité des sables : 24 coefficient Micro-Deval en présence d'eau : 46,8 (sur fraction 6,3/10) \ 64

4 - ETUDE DE "FAISABILITE" DE BETONS HYDRAULIQUES /

L'objectif de ce travail consiste en des etudes comparatives de fai- sabilité de bétons à partir de plusieurs matériaux :

- matériaux alluvionnaires du secteur de Villeneuve, - matériaux alluvionnaires du secteur de Créchy, - matériaux alluvionnaires du secteur de Paray-sous-Brailles, - matériaux de roche massive de Meillers.

Compte tenu du manque d'éléments supérieurs a 16 mm dans ces alluvions, noue n'avons utilisé dans la présente étude que les sables 0/4 et les gvaviVLone 4/10 provenant des sites ci-dessus. Les graviers 10/20 proviennent tous d'un même site (ballastière de Mariol).

Lee performances obtenues avec une formule réalisée a partir dee ma- tériaux de la ballastière de Mariol, servent de référence.

4-1- IDENTIFICATION DES CONSTITUANTS

4-1-1- Lea granulate

.Granulat6_ jrrovetiw:^ des_ guatre_secteurs_ différents_: - eable 0/4, - gravillon 4/10.

.Granulats^ ^royenant_ de_la_ ballastière^ de_Mariol_ : - gravier 10/20 (commun pour les quatre études de bétons).

Les analyses granulome trique s effectuées sur les matériaux utilisés pour cette étude ont donné les résultats suivants : 65

— OO U 5 6

— o 9 3 ¡10 0 £2 in 7 2 i 9 4 10 0 (V. 4 7 9 10 0 CO CO CD CM CM CO CD CO CO

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Le aiment employé est un ciment CPJ 45 R. Il provient de l'usine de Montaleu de la Société Vicat.

L'essai véalieé sur mortier ISO donne les résistances a la rupture suivantes :

Résistances ala rupture (MPa) AGE COMPRESSION I FLEXION |

\ 2 jours 18,8 1 3,51 |

1 7 jours 29,5 1 5,36 |

| 28 jours 38,4 1 6,82 |

La rëeiatance minimale garantie à 28 jours pour ce ciment est de 35 MPa .

Par ailleurs, le ciment présente les caractéristiques

* Début de prise sur mortier : 2 h 35 rnn

* Teneur en S0¡ : 2,6

* Teneur en Cl~ : non décelable

* Teneur en ST : non décelable

* Teneur en MgO : 2,15

* Expansion à froid : 0

* Expansion à chaud : 0, 5

* Retrait sur mortier normal : 672

* Surface spécifique blaine : 3520 68

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2 * en l-i ¡i o m •H S8S^SS!SRg2 Q) •H 3 Q) Q) Q) N i-H ^- tLJ ta 4-# r-l .c •H V œ (_ « u T3 C C C C c O o O o o +J -p •*-> •p »œ m VQ) CD CD S CD 69

4.1.3 - Composition dee_ bétons:

Compte tenu dee coupures identiques pour chacun des matériaux, une seule formule de composition a été retenue :

- 350 kg ciment CPJ 45 R Montalieu - 659 kg sable 0/4 - 319 kg gravillon 4/10 - 905 kg gravier 10/20 Mariol -170 litres d'eau d'ajout.

A partir de chacune de ^es formulas, il a été confectionné une gâ- chée de béton qui a donné lieu à un prélèvement a partir duquel ont été effec- tués : - un essai de consistance (cône d'Abramë) - un essai de maniabilité (maniàbilimetre LCD - des essais de détermination de la résistance définis comme suit :

ES SAL DE COMPRESSION

\ 7 ¿ours 3

28 ¿ours 3 I

Lee résultats obtenus sont les suivants : 70

1 PARAY 1 NUMERO DE GACHEE REFERENCE 1 vILLENEUVE | MEILLERS CRECHY SOUS | MAR I0L 1 BRA ILLES |

1 Caractéristiques du | béton frais

| S/S + G 0,35 0,35 0,35 0.35 0,35 |

| Eau (1) 170 170 170 170 170 j

| Affaissement (cm) 6 5,5 0,5 1.5 3,5 |

| Manlabl1Ité (s) 10 12 34 25 18 |

| Caractéristiques du I béton durci

1 Masse volumlque 2,41 2,42 2.39 2,44 2,43 | 1 1 1 ? J 22 .6 23 ,3 23 .0 24.4 24 .9 1 Compression 22 ,7 22,7 23 ,6 23,5 23 .5 23,1 25 ,5 24. 7 25 .4 24,5| 22 .7 23 ,5 22 .8 24J 123 .3 .._

31 ,0 29 .2 28 .4 31 .7 130 |28 j Compress i on 30 ,0 30,5 |30,0 29,3 |28 28,4| 31 ,4 31. 7|31 ,4 30,5| 30 ,6 23 »7 28 .6 31 .9 30 ,0 I

* Commentaires :

L'ensemble des résultats des essais de résistance mécanique montre que les matériaux sont assez proches les uns des autres pour une même composition granulaire. Cependant, les résistances a la rupture a 28 jours sont ¿e.n- ¿¿hlzment plus faibles pour les matériaux de Meillers; en outre, la mania- bilité de ce même béton nettement plus faible permet de penser qu'à maniabili- té égale, la diminution de résistance serait encore plus sensible. 71

/S-CONCLUSIONS /

Cette étude a été entreprise afin de fournir aux exploitante d'alluvions de l'Allier, dea données susceptibles de lee aider dans leur transfert du lit mineur vers les terrasses alluvionnaires voire vers la roche massive pour partie.

Trois zones ont été retenues, correspondant aux pôles de consommation que représentent Vichy au Sud, Varennes-Saint Pourçain au Centre et Mou- lins au Jlord.

Pour chaque zone deux secteurs ont été sélectionnée lors des réu- nions de concertation entre l'ensemble des services de l'Administration et la profession dee exploitants. Ces secteurs concernent des zones hors contraintes majeure8 et où les épaisseurs d'alluvions ont paru acceptables.

L 'étude montre que :

- Pour la zone de Vichy la substitution sera difficile. La ressource en alluvions est faible et de mauvaise qualité. Les secteurs sont relativement éloignée Une solution temporaire peut être donnée pour la partie Nord de Vichy par les exploitations de Saint Germain des Fossés :

* Secteur de Saint Rémy en Rollat : sans intérêt * Secteur de Marcenat : substitution possible par les alluvions ré- centes de la terrasse Fy, mais secteur éloigné de Vichy.

- Pour la zone de Varennes-Saint Pourçain la substitution est possible tant dans le secteur de Créchy rive droite que dans celui de Pavay sous Bviailles-Loriges, rive gauche. La réserve est importante mais cette zone correspond h une consommation relativement faible : 10 à 15 % du marché.

* Secteur de Crêahy : terrasse ancienne Fx, matériaux acceptables mais plus difficile a élaborer que les graves actuelles.

* Secteur de Paray sous Briaillee-Loriges : même remarque pour la terrasse Fx, La terrasse Fy dans la partie Nord correspond, a des réserves intéressantes de matériaux de qualité acceptable. Une entreprise a effectué récemment sa reconversion dans ce secteur. n

- "POUT la zone de Moulina :

SLui.

* Secteur1 de la Ferté Hauterive - Beesay : matériaux sableux et argileux sans grand intérêt. De plus éloigné de Mouline.

* Secteur de Villeneuve : distance acceptable. Matériaux de qualité satisfaisante. Ce secteur devrait pouvoir fournir une substitution partielle aux exploitations situées au Nord de Moulins.

£prusernela

La substitution peut se faire principalement au niveau des granúlate routiers au sein des formations granitiques de Tréban (couches de fondation et de base) et des amas de microgranitee associés (couches de roulement en plue de de fondation et base). Pour les bétons hydrauliques, une étude plus détaillée est en cours (étude financée par la taxe parafiscale sur les granulats - EG 90) pour définir les possibilités d'une telle utilisation des matériaux issus de roches massives.

***** 6 - BIBLIOGRAPHIE /

* Etude économique concernant Vapprovisionnement en granúlate au département de V'Allier. Taxe parafiscale sur les granulats - Operation 28-03-07 - SEFETE - AVRIL 1982

* Val d'Allier - Synthèse des ressources en eau et en granulate dans les dépar- tements du PUÏ DE DOME et de l'ALLIER - BRGM - SGR Massif Central - CETE - LRE CLERMONT-FERRAND - MARS 1975

* Schéma d'aménagement des eaux de l'Allier - Recueil cartographique de données relatives au Val d'Allier. Direction Régionale de l'Equipement Auvergne - OCTOBRE 1981

* Etude des variations morphologiques du lit de l'Allier - Département de l'ALLIER - BRGM - SGR Auvergne - CETE - LRE CLERMONT-FERRAND - FEVRIER 1982

* Synthese des données existantes sur les Vais de l'Allier et de la Loire en relation avec les problèmes posés par l'extraction des sables et des graviers Région Auvergne - Plusieurs auteurs - OCTOBRE 1980

* Protection et aménagement intégré de la vallée de la Loire - Conseil Général des Ponts et Chaussées - DECEMBRE 1979

* Cartes géologiques et études diverses

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