Direction départementale de l'agriculture des

S.I.V.O.M. de VILLENEUVE-DE-MARSAN

AMÉNAGEMENT HYDROAGRICOLE DES PAYS DU MIDOU ET DU MARSAN

ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DE LA NAPPE DES SABLES FAUVES

par

D. BERNARD

avec la collaboration de : A. ALLARD. C. CHAMBÓN et B. CRECH

Service géologique régional « Aquitaine • Avenue Docteur-Albert-Schweitzer 33600 PESSAC Tél. (56) 80.69.00 - Télex 550485

80 SGN 656 AQI Pessac, le 1 octobre 1980 RESUME

L'objet de cette étude, confiée par la Direction départementale de l'Agriculture des Landes au Bureau de recherches géologiques et minières était de connaître les ressources en eau exploitables pour 1'irrigation dans la région du Midou.

Après une enquête hydrogéologique sur les 7 communes que compte le SIVOM de VILLENEUVE-DE-MARSAN, 6O puits ou forages ont été recensés, dont aucun ne permet de pratiquer des essais de débits interprétables. Une campagne de géophysique par sondages électriques a permis de définir la géométrie de l'aquifère et surtout de préciser 1 'existence des glaises bigarrées au sein de la sucession molasses - sables fauves - Sables des Landes (ces terrains appartenant tous au Miocène). Une distinction entre les zones favorables ou non à l'établissement de captage d'eau a ainsi été approchée , ainsi que les caractéristiques des forages à réaliser.

o o o o o o II -

SOMMAIRE

Pages

RESUME.

INTRODUCTION ,

1 - GEOLOGIE DU MIOCENE DANS LES LANDES DE GASCOGNE.

1.1 - Nature et extension des dépôts du Miocène 2 1.2 - Historique des dépôts Miocène 2 1.3 - Applications : Géologie et hydrogéologie 4

2 - PROSPECTION GEOPHYSIQUE.

2.1 - Position du problème 5 2.2 - Principe de la méthode utilisée 5 2.3- Géométrie de 1 ' aquifère 6 2.4 - Productivité de 1 ' aquif ère 7

3 - HYDROGEOLOGIE DU COMPLEXE "SABLE DES LANDES - SABLES FAUVES" 9

3.1 - Enquête hydrogéologique 9 3.2 - Piézométrie 10 3.3- Productivité de 1 ' aquif ère 1C

CONCLUSION 12

ooo o o oo FIGURE 1

SITUATION DE L/ETUDE

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LAX ROCHELLE^

Situation du SIVOM de Villeneuve-de-Marsan INTRODUCTION

Dans le but de procéder au réaménagement hydroagricole de la région de Villeneuve de Marsan (SIVOM de Villeneuve de Marsan), la Direction départementale de l'Agriculture du département des Landes (40) a demandé au S.G.R. Aquitaine du B.R.G.M. de procéder à l'étude des possibilités de prélèvements d'eau souterraine pour l'irrigation. Ce travail est intégré dans le cadre de l'étude menée par la SOGREAH concernant l'élaboration d'un plan de desserte à partir soit des eaux de surface soit des eaux souterraines en fonction de la demande manifestée par les agriculteurs.

La zone intéressée s'étend sur sept communes qui font partie du SIVOM de Villeneuve de Marsan, c'est-à-dire, Villeneuve-de-Marsan, St-Cricq, Ste- Foy, Le Frèche, Lacquy, Arthez d' et Montégut (figure 2). FIGURE 2 BR&MSÛS6NCU AQI

SITUATION DE LA ZONE D'ETUDE

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'VU Í f""' -^ s- ;< î^-iJU ~"^ 1 - GEOLOGIE DU MIOCENE DANS LES LANDES DE GASCOGNE

Parmi de nombreux travaux ayant trait au Miocène du Bassin Aquitain, nous avons pris pour référence deux documents parmi les plus récents, à savoir les thèses de V. LIEPMAN (1980)et de A. ALLARD (1980).

1.1 - Nature et extension des dépôts du Miocène -

Selon les auteurs cités précédemment le Miocène est constitué au Sud d'une perpendiculaire passant par Arcachon, d'un ensemble constitué de bas en haut des "Sables fauves" et des glaises bigarrées, réparti en trois séquences consécutives à leur mode de sédimentation.

Les dépôts Miocène affleurent dans la majeure partie de la région de Villeneuve-de-Marsan, puis leur épaisseur augmente considérablement vers l'Ouest, origine des transgressions marines (figure 3).

A l'Est, le Miocène disparait pour laisser affleurer le substratum constitué des molasses de 1'Eocène supérieur - Miocène inférieur. Enfin, l'ensemble du Bassin Aquitain est couvert par les dépôts du Plio-Quaternaire, constitué dans la zone d'étude des "graviers de base" et des Sables des Landes".

1.2 - Historique des dépôts Miocène -

Les principales formations caractéristiques du Miocène sont,

de bas en haut : a) Sables fauves :

Ce sont des sables coquilliers grossiers et argileux, mélangés à des sables moyens également coquilliers. Ce terme de base est suivi d'une alternance de sables fins devenant argileux et de sables grossiers. Ces sédiments proviennent d'une transgression marine provenant de l'Est, ces dépôts étant mélangés à d'autres d'origine continentale (Massif Central, Pyrénées) qui ont été reconnus grâce à la présence de minéraux lourds. FIGURE 3

ISOFACHES DU MIOCENE (d'après A. ALLARD - 1980)

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Limite daffleurement du Miocène Les sables sont parfois précédés de calcaires coquilliers de faible épaisseur. b) Glaises bigarrées

Trois termes sont ici en présence ; ce sont tout d'abord des petits niveaux d'argile sableuse, puis des sables moyens graveleux. On assiste alors au passage des faciès à dominante sableuse décrits ci-dessus (sables fauves) à des faciès argileux à passées ligniteuses par l'intermédiaire d'une alter- nance de lits d'argile et de sables moyens à fins.

Ce deuxième faciès traduit le passage d'un milieu marin de sédimentation sableuse à un milieu continental de sédimentation argileuse.

Enfin, au-dessus des Glaises bigarrées, on peut rencontrer une alternance d' argile et d'argile silteuse avec quelques niveaux de graviers et de lignites.

La situation de la zone de Villeneuve-de-Marsan en bordure du bassin de sédimentation Miocène provoque des absences de dépôt (lacune) dans la série lithologie décrite ci-dessus. De plus, la succession des différents horizons peut présenter des variations d'épaisseur appréciables. De même, ces sables fauves ont commencé à se déposer dans les vallées par des éléments grossiers marins, puis se sont étendus à l'ensemble du bassin par des éléments plus fins, en même temps que le régime des dépôts devenait continental (marais, tourbières). 4

1.3 - Applications : Géologie et hydrogéologie

Dans la région de Villeneuve-de-Marsan, plusieurs schémas lithologiques peuvent se présenter, en dehors de variations d'épaisseur (figure 4) :

A - Molasses ; sables fauves ; glaises bigarrées ; Sables des Landes : les sables fauves sont en général assez argileux et présentent de nombreux passages de faciès (silt - sables fins - argiles). Par contre on peut parfois noter la présence de calcaires coquiliers (faluns).

B - Molasses ; sables fauves ; Sables des Landes ; les sables fauves sont souvent coquilliers à la base, et passent en continuité aux Sables des Landes.

C - Molasses ; Sables des Landes : c'est la succession que l'on retrouve en général au Sud de la Midou.

Cette représentation demeure malgré tout très schématique car elle ne tient pas compte des nombreux passages latéraux de faciès dû aux conditions de dépôt(marin, lacustre ou continental )

L'aquifère est donc morcelé en plusieurs parties, qui elles-mêmes ne sont pas homogènes ;

Pour ces raisons, l'aquifère étudié sera soit l'ensemble Sables fauves - Sables des Landes lorsqu'il coexistent,soit l'aquifère Sables des Landes seul lorsqu'il se présente une intercalation de glaises bigarrées. En effet, dans ce dernier cas, les sables fauves sont pratiquement en passage continu de faciès avec les glaises bigarrées, et sont de ce fait très argileux.

Cependant, la présence de calcaire coquillier sous la série argileuse peut se révéler être prometteuse du fait de leur bonne perméabilité. SCHEMAS LITHOLOGIOUES RENCONTRES

Sables des Landes

Glaises bigarrées

Sables fauves

volasses

LEGENDE Sables

o • o » o Graviers

t • • o o ê

Argiles

Sables arail eux

Sables conuilliers .8 0

-i—¿— Calcaire conuillier O •z. c <7- ^^ |^_» _ij Volasses m 2 - PROSPECTION GEOPHYSIQUE

2.1 - Position du problème -

Connaissant la lithologie des aquifères, c'est la méthode de prospection par sondages électriques qui a été utilisée. Il s'agissait donc de répondre à deux questions :

-Quelle est la géométrie et la position de l'aquifère ?

-Quelle est sa productivité ?

Trente sondages électriques (S.E.) ont été réalisés sur l'ensemble de la zone d'étude : ils ont été disposés afin de donner une vue d'ensemble du problême, car la complexité de la géologie locale ne permet pas d'entrer trop dans le détail sur une telle superficie. La position des S.E. figure sur la carte de 1'annexe 5.

2.2 - Principe de la méthode utilisée -

0 Dans un milieu infini, homogène, isotrope et de résistivité H l'envoi d'un courant d'intensité I, par l'intermédiaire de deux électrodes d'émission A et B, provoque une différence de potentiel V mesurée entre les électrodes de réception M et N. Ces valeurs permettent de calculer la résistivité du milieu, soit :

• i,- K Av

Dans le cas où le milieu de résistivitéT1 repose sur un milieu de résistivité f2 infiniment épais, les lignes de courant (figure 5) vont se réfracter sur l'interface 1 1/-? 2, entrainant une déformation des équipo- tentielles. En mesurant V, entre M et N pour I et K (coefficient géométrique du dispositif de mesure) inchangés, on définit le paramètrefa appelé résistivité apparente tel que : ( a =K A V Pour réaliser un sondage électrique (S.E.) on augmente progressivement l'écartement des électrodes A et B, et on calcule la résistivité apparente pour chaque valeur de AB. La courbe obtenue, par report sur papier bilo- garithmique des valeurs de la résistivité apparente, en fonction de la demi-longueur de ligne AB, est le diagramme du sondage électrique.

Lorsque la longueur de ligne d'envoi de courant augmente, la valeur de la résistivité est influencée par des couches de plus en plus profondes. L'inter- prétation de ces diagrammes permet de distinguer les formations conductrices et résistantes par superposition des courbes obtenues à des abaques type deux ou trois terrains. Il est alors possible d'évaluer la profondeur de chaque couche, ainsi que la valeur de la résistivité correspondante.

Figure 5 : SCHEMA D'UN SONDAGE ELECTRIQUE

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A M 1 0 B

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2.3 - Géométrie de l'aguifëre -

L'interprétation des 30 sondages électriques aboutit (annexe 2) aux résultats synthétisés dans le tableau 1 et la carte reportée en annexe S.

Sur ce dernier document, on a reporté les isohypses du toit du terrain conducteur, constitué selon le cas des glaises bigarrées ou des molasses (zones hachurées). La profondeur de cet horizon par rapport au sol est également indiquée sur chaque S.E. On peut ainsi différencier dans deux provinces dans la zone d'étude : l'une au Nord, où l'aquifère est peu profond du fait de la proximité des glaises bigarrées, et l'autre au Sud, où l'épaisseur du réservoir diminue notamment vers Montégut.

L'épaisseur de sable est importante au centre, ou le substratum argileux n'a pas été atteint, et à Ste-Foix.

2.4 - Productivité de l'aquifère -

A une épaisseur importante de l'aquifère n'est pas forcément liée une bonne productivité de celui-ci, en particulier à cause de la teneur variable en argile des sables et calcaires aquifères. On trouvera dans la dernière colonne du tableau 1 ci-après, l'appréciation de la qualité du (ou des) aquifères en présence.

Ainsi les zones intéressantes, du point de vue aquifère, se trouvent au Nord-Ouest et au Sud-Est de la zone d'étude, et correspondent aux S.E. (1,5, 16, 17 et 25). Par ailleurs, il faut noter que les S.E. 4, 11, 15, 27 et 28 font état de la présence possible de calcaires aquifères à des profondeurs supérieures à 12 m. La productivité de cet aquifère est toutefois mal connue, le forage de Grandjesloux à Lacquy étant remblayé.; toutefois ces calcaires auraient donné près de 60 m3/h d'eau. Z Sol Z toit du terrain ^f sables Epaisseur S.E. conducteur en m. mouillés en aquifère Remarques m. EPD EPD ohms/m en m. (qualité de l'aquifère)

1 + 120 + 102 240 11 Bon 2 + 97 - 190 p Aquifère au-delà de 15 m 3 + 108 + 90 70O ?¥ 15 Moyen 4 + 105 + 95 500 8 Calcaire à pyi2 m 5 + 115 + 86 250 22 Bon 6 + 85 - ? p Perturbé 7 + 96 + 78 190 2 Moyen 8 + 102 + 85 380 11 Moyen 9 + 95 + 82 320 11 Argileux en surface 10 + 102 + 95 60O 3,5 Mauvais 11 + 98 + 97 420 8 Argileux en surface.Calcaire à + de 12 m 12 + 75 + 65 6OO 8,5 Mauvais 13 + 76 + 62 65O 12 Mauvais 14 + 92 + 71 45O 15 Moyen 15 + 73 + 71 18O p Aquifère au-delà de 24 m 16 + 8O + 46 3OO 26 Bon 17 + 84 + 74 25O 8 Bon 18 + 103 + 90 7OO 8 Mauvais 19 + 68 + 62 18O 4 Mauvais 20 + 6O + 53 75 p Mauvais 21 + 55 + 50 150 4 Mauvais 22 + 62 + 54 95 3 Mauvais (argileux) 23 + 7O - ? p Perturbé 24 + 92 + 76 28O 15 Moyen 25 + 110 + 88 220 21 Bon 26 + 87 + 83 230 1,80 Mauvais 27 + 91 + 51 210 3O Bon ; calcaire à 40 m r 28 + HO + 90 95 4,5 Mauvais mais calcaire à 14 m 29 + 110 + 97 3OO 8 Moyen 3O + 105 + 93 140 12 Moyen

TABLEAU 1 : Résultats des sondacres électriques

N.B. Les épaisseurs de l'aquifère sont déduites des S.E. et non des cotes piézométrique relevées lors de l'enquête hydrogéologique. - 9

3 - HYDROGEOLOGIE DU COMPLEXE "SABLE DES LANDES - SABLES FAUVES"

3.1 - Enquête hydrogéologique

Réalisée en Juillet 1980, cette enquête de terrain a permis de recenser 33 puits ou forages sur la feuille IGN de Cazaubon, et 40 sur la feuille de Nogaro, soit 73 ouvrages sur l'ensemble de la zone d'étude (annexes 1 et 4). Ces ouvrages sont utilisés à des fins domestiques, ou même inutilisés. Les indications concernant la géologie des terrains traversés et la capacité hydraulique du puits sont pratiquement inexistantes, et en tous cas, non interprétables.

Pour cette raison, il a été décidé, en accord avec la D.D.A. de ne pas réaliser les essais de pompages prévus à l'origine pour se concentrer sur l'étude géophysique de l'aquifère.

Parmi les documents d'archives du Service géologique régional, deux forages ont trait à la zone étudiée :

- Les forages du château des Moules à Arthez d'Armagnac ("annexe 3) les débits d'essais et d'exploitation sont très variables (7 à 60 m3/h) et la nappe peu épaisse (5 m à 25 m de profondeur). On note la présence en surface d'argile jusqu'à 6 mètres de profondeur, que l'on peut attribuer à un affleurement local des Glaises bigarrées. Les Sables fauves, assez hété- rogènes, ont à cet endroit 15 mètres d'épaisseur. Par ailleurs, un forage à 125 m de profondeur au même endroit n'a donné aucun résultat.

- Les forages de D.F.C.I. de Pille-L'Ardit, un peu au Nord de la zone d'étude : la profondeur du plan d'eau est de 27 m, et ces forages peuvent donner 7 à 15 m3/h en pompage, ce qui montre la médiocre productivité des Sables fauves à cet endroit.

- Les forages de Grand et Petit Gestous, sur la commune de Lacquy. Les coupes de ces forages nous sont inconnues, mais les calcaires coquilliers de base, sous un recouvrement argileux, délivreraient un débit de 40 m3/h. Les emplacements de ces ouvrages figurent sur la carte à 1/25 000 de l'annexe 4. - lo -

- Enfin, un forage de 17 mètres à Montégut, au lieu-dit Pelerette, a rencontré peu de sable, et n'a délivré que 0,3 m3/h.

3.2 - Piézométrie

Sur tous les points d'eau rencontrés lors de l'enquête, la profondeur du plan d'eau correspondant à l'aquifère sableux a été mesurée. Le calcul, à partir de la feuille IGN à 1/25 000, des cotes absolues de la nappe, aboutit à l'établissement de la carte piézométrique de l'annexe 4-.

On note que l'allure des courbes isopièzes épouse la morphologie du sol ; ainsi, la nappe est drainée par les affluents de la Midou, en particulier le ruisseau de Lacquy et le ruisseau du Frèche.

Les courbes sont d'allure plus régulière et le gradient de la nappe plus faible dans la partie ouest de la zone d'étude (Ste-Foy), ce qui suggère une amélioration de la transmissivité de l'aquifère dans ce secteur.

3.3 - Productivité de l'aquifère

Comme nous l'avons vu, les renseignements existants sur cette nappe aquifère sont trop fragmentaires pour donner lieu à une interprétation globale. Tout au plus, est-il permis de dégager quelques idées générales (tableau 2).

Un captage aux Sables des Landes seul n'est pas productif, seul l'ensemble Sables des Landes - sables fauves peut fournir des débits voisins de 40 m3/h. Il faudra également s'attendre à des rabattements importants en pompage et l'on aura intérêt à positionner les pompes le plus bas possible (niveaux dynamiques de 15 à 40 mètres à Arthez d'Armagnac).

D'une façon générale, il faudra toujours atteindre le substratum des sables fauves, car c'est à ce niveau que l'on trouve les débits les plus intéressants du fait de la meilleure perméabilité des calcaires et sables grossiers coquilliers / quand ils sont présents. _ 11 _

NIVEAU DESIGNATION DEBIT RABATTEMENT DEBIT SPECIFIQUE DYNAMIQUE m3/h (m) (m3/h/m) (m)

Pille-L'Ardit () 13 31,3 3,6 3,61 Guirette (Monguiller) 0,3 30 15 0,02 Forage du stade (Monguiller) Forage: de 216 m dans la molasse (débit 7 m3/h) Pelerette (Montégut) 0,3 11 10 0,03 La Plaine (Lannemaignan) 15 6 4,6 3,26 Les Moules F4 (Arthez d'Arm. 1,2 15 2 0,6

Les Moules F6 bis (Arthez Av Foragti de 125 m dans la molasse (débit 5 m3/h) Les Moules F5 (Arthez d'Arm^ 70 40,2 15 4,67 Grandgestoux (Lacquy) 40 à ? ? ? 60

TABLEAU 2 - ESSAIS DE DEBIT SUR QUELQUES CAPTAGES CONNUS

REMARQUE - LeA dont il <¿¿>t ¿ait me.nti.on dans le. tablzau n° 1 sont de¿ captagej, ¿owb cowt/iolo. d'an géologue, [à Voxcz.ptA.on du cíe GnxandgoMtoux à Lacquy) eX dont on connaît LUM caAact&vutíquizA capto., débit, habattrnznt ...) ; pah. opposition aux puits h.o.co.n¿> ¿OM> do. notA.0. visito, qui. no. ¿ont QUOAO. utUZL&abZoA poun. jugoA doA capacitó* do. production do. la nappe.. - 12 -

- CONCLUSION -

L'interprétation globale de l'étude est fournie par la confrontation de 1'étude hydrogéologigue et géophysique.

On retrouve sur la carte de la figure 6 les différentes zones avec les fourchettes de débit potentiel s'y afférant (débit supérieur à 40 m3/h ou compris entre 10 et 40 m3/h). Il est évident que cette dernière conclusion est une approximation et dépend de nombreux paramètres hydrogéologique (passage de faciès, amincissement de l'aquifère ) mais également de la façon dont sont réalisés les forages (position de la crépine, développement...)

En conséquence, il faudra surtout prendre ces résultats d'étude comme des indications permettant d'orienter les travaux ultérieurs. Il serait donc nécessaire lors d'une phase de réalisation, de captages, de faire quelques mesures électriques ponctuelles complémentaires.

Cependant, on note que les régions de St-Cricq, Villeneuve-de-Marsan, Lacquy, La Frèche et une partie d'Arthez d'Armagnac sont défavorables à 1 'implantation de captages pouvant livrer des débits intéressants ; il subsiste toutefois une possibilité à Lacquy et La Frèche de pouvoir capter les Calcaires de base, mais il est difficile d'en évaluer ici les chances de succès : seuls des forages d'essai pourraient permettre de lever 1 'imprécision. 50, "12 ' g 13 Co ta

5 Sondage électrique et épaisseur '17 des sables mouillés

Zone de bonne productivité "3 •2> Arthez (Q ^ 4O m3/h) u "H Villeneuve d'Armagnac Zone de productivité moyenne 'de Marsan 10 s; O ig 40 m3/h Aquifère calcaire en profondeur ANNEXES HAUTEUR COORD. LAMBERT PK0FON0EÜR INDICE COTE DU DU REPERE NIVEAU COTE TOTAIE DE (margtile PIEZOMETRIOUE PIE70M(TRI0l)E DATE GiOLOGIE partir (rapport«« dafiMWn tHff tmptU AU-DESSUS ». R. G. M. X z »pire) ¿II repèrt) luxereNGF) Y DU SOL

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Feuille de NOGARO ANNEXE 2

RESULTATS DES SONDAGES ELECTRIQUES

N° S.E. Pl h P2 t 2 P3 | 3 P4 m. ohms.m m. ohms.m m. ohms.m m. ohms.m

1 1,5 1 350 5,5 750 18 240 30 2 O,8 5 500 1,8 17 OOO ? 9 2 2OO 190 3 1,7 1 5OO 18 7OO 50 4 2,5 160 10 5OO 8O 5 7 3OO 29 250 30 6 1,5 1 OOO - 8O 7 2,5 280 4,6 19O 18 6OO 30 8 2 300 4 16O 17 380 42 9 2,1 70 13 32O 25 10 2,6 300 6,5 6OO 45 11 1 20O 3,2 3O 12 42O 80 12 1,7 2 OOO 10,5 600 4O 13 1,8 1O OOO 14 650 4O 14 O,8 350 5 850 21 450 4O 15 0,75 360 1,6 150 12 65 24 18O 16 O,75 2OO 8,5 9O 34 3O0 50 17 O,5 80 1,4 55O 1O 25O 25 18 0,65 120 1,8 7O 3,2 1 2OO 13 700 19 1,2 1 150 5,5 180 25 2O 0,6 1 000 3,6 2 1OO 6,5 1 OOO 75 21 1,2 3OO 5 15O 36 25 40 22 0,65 65 3 30 7,5 95 19 23 0,45 900 3 35O 15 ? 65O 30 ? 24 0,5 250 1,1 6OO 16 28O 40 25 O,55 50 22 220 4O 26 1,6 75 3,4 23O 16 65 25 27 0,55 200 2,5 1 OOO 8,5 33O 40 21O 28 0,9 5OO 8,5 38 14 95 25 29 0,6 240 4,3 480 13 3OO 28 30 0,55 280 12 140 Annexe 3

DÉPARTEMENT: LANDES COMMUNE : ARTHEZ d'ARMAGNAC DÉSIGNATION: Fge 5 aux "Moules". " Indice Je cloisement : 1 952 1 2 I 5 Coupe établie por Selon foreur Interprétée por : ' Mme DR IAND Echelle: J/250

Fie'ox« Oefnt-coup» Kthn.qut tthont - Cogpe Cor« Description géologique çrophi» ~àm" = + 110)

Argile

Sable 10 Marne et argile 13,5 Sable 17

Ombre/le. Graviers I Ulm ° ' «

25 Graviers et argile 27 Perte totale à 27 m (Pas d'échantillon) r. 31 O [GA L

m

Argile

Té 12'

50 Teneur en mg Dote du Horizon T" Réjistivité d H- prélèvement analysé Mg No Cl SO* c°3