Bureau De Recherches Géologiques Et Minières
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BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01 DEPOT DE GYPSE DE LA FONTAINE AUX DUCS A St-ETIENNE-DU-ROUVRAY (76) ETUDE DE FAISABILITE par M. LE NIR - J.M BARRAT - C. i^ATHON DECEMBRE 1985 Service géologique régional HAUTE-NORMANDIE 18, rue Mazurier - 76130 Mont-Saint-Aignan - Tél.: (35) 70.38.64 - I SOMMAIRE Pages INTRODUCTION 1 1 - OBJET DE L'ETUDE ET MOYENS MIS EN OEUVRE 3 1.1.- Objet 3 1.2.- Moyens 3 2 - RISQUES KARSTIQUES ET STABILITE DU STOCKAGE 6 3 - CONSEQUENCE D'UNE FUITE FUITE ACCIDENTELLE DU STOCKAGE 9 3.1.- Modèle mathématique de simulation des écoulements 9 souterrains 3.2.- Modèle mathématique de simulation de transfert de H polluant 3.2.1.- Principe 11 3.2.2.- Données introduites 12 3.2.3.- Résultats obtenus 13 3.2.4.- Calcul des concentrations du polluant aux forages 15 de la C.G.E. 4 - AMENAGEMENT DE LA BASE DES TERRILS 17 4.1.- Caractéristiques des formations superficielles 17 4.2.- Choix au système de protection 19 4.3.- Travaux de préparation du sol. 19 5 - CONCLUSION 21 - II - PLANCHES PLANCHE 1 Projet de stockage de gypse à St-ETIENNE-DU-ROUVRAY ANNEXE 1 : Coupe géologique et technique des forages profonds ANNEXE 2 : Tableau 1 et tableau 2 TABLEAU 1 : Résultats des mesures de perméabilité effectuées sur les formations superficielles. TABLEAU 2 : Coupes géologiques des sondages superficiels FIGURES FIGURE 1 : Situation géographique du site FIGURE 2 : Plan de situation de l'ensemble des travaux réalisés FIGURE 3 : ROUEN R.G. - Piézométrie simulée le 8/11/1985. - Ill - RESUME La Société CD. F. -A.Z. F. , envisage la création d'un stockage de 60 ha de gypse sur les terrains du Madrillet â St-Etienne-du-Rouvray {Sztnz-^ oAitUmz) . Cette Société a demandé au Service Géologique Régional de Haute-Normandie (B.R.G.M) de procéder à l'étude de faisabilité de son projet. La réalisation de cette étude a nécessité que soient mis en oeuvre des méthodes de reconnaissances approfondies : enquête de terrain, 1 campagne de mesures géophysiques, 3 sondages profonds (55 à 65m), 3 son¬ dages courts [15 mztAeJi)y 20 reconnaissances de subsurface sur les deux premiers mètres et autant de mesures de perméabilité. L'ensemble des infor¬ mations obtenues a été exploité par le modèle mathématique de Rouen Boucle - Rive Gauche. Ce modèle simule les écoulements souterrains de la nappe. Les principaux résultats mettent en évidence que, compte tenu des caractéristiques naturelles du site et des aménagements de protection prévus {1 gzótzxtilz antipotnçonnzmznt zt 2 mzmb^anzA d' êtanchtCtz 6apzApo^z2Á) , les risques de contamination de la nappe par le gypse sont négligeables. .../... .../... .J^_ Cependant, bien que très peu probable, l'hypothèse d'une fuite a tout de même été envisagée. La connaissance de l'impact d'une fuite éven¬ tuelle permet de mieux maitriser les effets. Le modèle a mis en évidence que les captages d'eau potable de Moulineaux, Petit-Couronne, Grand-Quevilly, Qissel et Orival ne pouvaient en aucun cas être atteint. Il en est de même pour les forages industriels de Grand-Couronne, Petit-Couronne, Petit-Quevilly, Rouen et Oissel . Seuls les captages d'Isover St-Gobain et d'Everitube sont localisés en aval hydraulique du projet (3 Km) et 1 'A.E.P de St-ETÎENNE- DU-ROUVRAY. Le modèle mathématique a permis d'évaluer l'impact d'une fuite éventuelle sur les points d'eau de la Compagnie Générale des Eaux à St-Etienne- du-Rouvray. Les captages sont alimentés de 70 à 80 % par des apports venus en direction de la Seine. Les résultats calculés dans des conditions extrêmement pessimistes (ex. : ab6zncz dz ^txatton poA lz iol dz gyp^z. Fo^ic pz/manzntz 6an& opz- àatU.on dz colmatage nl dz dzpollation) , ont mis en évidence qu'il faudrait 2,5 ans au gypse pour atteindre le premier des 3 points d'eau. La concen¬ tration des éléments migrateurs sera divisée par 100 dans le cas de pompages à 75.000 m3/j et par 200 pour les prélèvements à 25.000 m3/j {zxplottatlon actazttz) . Enfin, les opérations de contrôle de l'aménagement du site, de la stabilité de la digue Sud-Est localisée au fond du talweg et des eaux souterraines ont été définies. / 85 SGN 622 HNO / - 1 - DEPOT DE GYPSE DE LA FONTAINE AUX DUCS A St-ETIENNE-DU-ROUVRAY (76) ETUDE DE FAISABILITE INTRODUCTION La Société C. D.F. -A.Z. F. , envisage la création d'un stockage de 60 ha de gypse sur les terrains de la Fontaine aux Ducs à St-Etienne- du-Rouvray (C^. locatli,atlon Tlgunz 1 ). Le gypse sera amené par voie hydraulique depuis l'usine CD. F. -A.Z. F. de Grand-Couronne. Il subira une décantation sur le site. L'eau décantée sera recyclée vers l'usine. Les terrils seront réalisés en trois tranches de 20 ha. Chaque tranche sera composée de deux bassins de 10 ha. Le stockage concernera 1 million de m3/an pendant douze ans. FIGURE . 1 ïï&mf; Projet de stockage ECHELLE-1/25 000 SITUATION GEOGRAPHIQUE DU SITE OBJET DE L'ETUDE ET MOYENS MIS EN OEUVRE 1.1.- Objet Les études préliminaires du site établissaient que celui-ci ne compor¬ tait pas d'élément technique défavorable majeur à l'installation d'un dépôt de phosphogypse. Toutefois, il convenait d'une part de confirmer par forage les résultats de la campagne de sismique réfraction qui indiquait l'absence de vides souterrains â faible profondeur et d'autre part d'évaluer la sensi¬ bilité des forages d'exploitation actuels {dont Iza ^onagz6 d' adduction d'zau potablz dz Pztlt-Counonnz, Gnand-Quzvltiy zt St-Etlznnz-Vu-Rouvnay) à une fuite éventuelle du stockage en cas de défaillance des moyens de protection (ztudz du nÁJ>quz maj'zun) . 1.2.- Moyens : a) 3 sondages profonds : Ces sondages ont été implantés le plus près possible de l'axe de la vallée sèche ^ 'de direction sensiblement Est-Ouest, sur les surer sements les plus importants mis en évidence par la sismique réfraction. Ces sondages ont pénétré la nappe {pno{,ondzun zntnz 6Sm à 55m) et ont permis d'apprécier la perméabilité de la craie en nappe, de mesurer le niveau piézométrique de cette nappe. Leur position se repère sur la Figure 2, leur coupe technique et géologique est donnée par l'annexe 1. b) 3 sondages courts : Ces sondages effectuent la reconnaissance de la géologie des 15 pre¬ miers mètres et mesure des perméabilités de ces niveaux pour l'évaluation de la protection naturelle du sol-support. ^ ' suivant autonlAotlonà obtznuz6 dz l'O.N.T. Figure . 2 PLAN DE SITUATION DE L'ENSEMBLE DES TRAVAUX REALISES © S.13 Sondage à la pelle mécanique et mesure de perméabilité , \ Profil sismique • lF-2l Forage profond o |FC.21 Forage court - 5 - c) 20 reconnaissances de subsurface sur les 2 premiers mètres du sol -support : - nature géologique du sol et aptitude à recevoir une géomembrane {ntbquzyi, dz polnçonnzmznt) ; - mesures de perméabilités en points de la zone de stockage par per¬ méamètre double anneau . {planchz 1 ) d) Interprétation des essais : - appréciation de la perméabilité des terrains non saturés ; - Evaluation de la protection naturelle offerte par les différents niveaux ; - appréciation du risque d'effondrement lié à la fracturation de la craie ; - mesures du sens d'écoulement naturel de la nappe au droit du site. e) - modélisation mathématique des conditions d'écoulement entre le site et les forages A.E.P.- Prise en compte des forages industriels. Le modèle permet d'apprécier le temps de transfert d'une pol¬ lution éventuelle, sa trajectoire, la dilution de la pollu¬ tion au niveau des forages sensibles, le rôle de barrière hydraulique éventuelle de certains forages industriels. - 6 - 2 - RISQUE KARSTIQUE ET STABILITE DU STOCKAGE Les travaux de sismique refraction réalisés sur le site avaient confirmé et étendu les observations faites sur les photographies aériennes, à savoir : .¡>upznpo6ltion du talwzg tnavzuant la pantlz mznldlonalz du 6ltz avzc un coaZoln dz cnalz tnzÁ {¡nactunzz iz tnadai&ant vnalizmbla- blzmznt pan un ¿uncnzuÁzmznt du toit dz czttz dznnlznz. Il convznalt dz pnzcÁÁZA cz {¡ait pan dzA ¿ondagz^ gzoioglquz^, cz qut ^ut {¡ait. Les deux sondages profonds exécutés sur l'axe supposé de surcreu¬ sement, ont montré qu'en fait le toit de la craie n'y présente pas d'appro¬ fondissement particulier, par contre, la zone d'altération superficielle y est particulièrement développée puisqu'il faut attendre 35,50m en F2 et 49,00m en F3 pour rencontrer le toit de la craie rocheuse peu fracturée. (C^. annzxz 1). Ainsi, à l'examen détaillé, il apparaît que sous le secteur anoma- lique de 150 à 200 mètres de largeur mis en évidence par la géophysique, le substratum crayeux est très fracturé sur une forte épaisseur, et les for¬ mations qui le recouvrent sont alternativement des sables et des argiles différant beaucoup de la formation résiduelle à silex par leur homogénéité. Il s'agit à n'en pas douter d'un secteur karstifié. Des risques d'effon¬ drements en surface, sous le dépôt donc, sont ils à craindre pour autant. Les célérogrammes des sondages profonds montrent que la craie est très résistante, même dans l'horizon fracturé. Ce n'est donc pas là que s' initial iseront des mouvements, d'autant plus que la nappe est très profonde. PLANCHE . 1 PROJET DE STOCKAGE DE GYPSE A ST_ ETIENNE DU ROUVRAY Mesures de perméabilité des formations superficielles Permeametre a double anneau Mesure de perme'abihte' en surface Mesure de perméabilité en profondeur ( P= 1.50m ) Service géologique régional NORMANDIE La principale cause de mouvements possibles reste donc le soutirage des formations meubles par les fractures de la craie, sous l'action des eaux d'infiltration.