Données Géologiques Et Hydrogeologiques Sur Le Synclinorium Carbonifère
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BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES 74, rue de la Fédération - 75-Paris (ISème) - Tél. 783 94-00 DIRECTION DU SERVICE GEOLOGIQUE ET DES LABORATOIRES Bofte postale 818 45-Orléans-La Source - Tél. 87-06-60 a 64 DONNÉES GÉOLOGIQUES ET HYDROGEOLOGIQUES SUR LE SYNCLINORIUM CARBONIFÈRE DE BACHANT - FERRIÈRE-LA-PETITE (NORD) par G. DASSONVILLE - R. PLAT avec la collaboration scientifique de : G. WATERLOT Service géologique régional Nord- Pas-de-Calais Fort de Lezennes - 59 -Lezennes Tél. 53-10-13 68 SGL 059 NPA Lezennes, le 10 mai 1968 2. .BE SUME Le présent rapport fait le point des connaissances géologiques et hydrogéologiques acquises en 196? sur le Calcaire carbonifère du synclino¬ rium de Bachant-Ferrière la Petite . Ce travail a été effectué dans le cadre de l'inventaire des ressources hydrauliques entrepris par les Services géo¬ logiques régionaux du B.R.G.M., sur le territoire métropolitain, en appli¬ cation de la convention passée entre l'Etat (Ministère de l'Industrie) et cet organisme. Cette étude a permis, du point de vue géologique, de compléter la connaissance des ensembles lithologiques du Carbonifère et de préciser leurs épaisseurs. La présentation d'un écorché du Carbonifère a eu pour but essen¬ tiel de mettre en évidence la structure de cet ensemble. En ce qui concerne les eaux qui s'écoulent dans le sous-sol, on a montré que le drainage s'effectue naturellement vers la Solre d'izne part, dans la partie est du synclinorium, et vers la Sambre d'autre part à l'ouest. Le chiffre global des prélèvements pour I966, exhaure des carrières comprise, s'établit à ^4^4 millions de m3 (soit -an peu moins de 0,5 m3/s), dont plus de 4 millions dans le bassin de la Solre. En 1967» ce total sera certainement moindre, par suite de la diminution de l'exhaure. Nous avons pu supposer que la Sambre et la Solre réalimentaient la nappe dans des proportions probable¬ ment importantes, ce qui rassiire stir les possibilités d'exploitation futiires, notamment dans le bassin de la Solre . Nous avons par conséquent tenté de définir des zones propices à un développement des captages, ainsi que les horizons géologiques favorables poirr la création éventuelle de nouveaux fora¬ ges. Nous avons proposé, dans im programme d'études complémentaires, que l'effort soit porté vers ime meilleure connaissance des rapports entre la nappe souterraine et les cours d'eau, par des jaugeages systématiques de ceux- 3. ci, mais aussi, dans la mesure du possible, par des tests de pression effeo- tués siir les ouvrages de captage existants, en vue non seulement d'établir la valeior des caractéristiques hydrauliques, mais aussi de préciser les li¬ mites hydrauliques du système influencé. 4. SOMMAIRE Pages RESUME .... s«eooeoe*«eo«eQoeei »eaooaa9oeo«*esoe0OO . 2-3 INTRODUCTION , eo««rte««os«« a a a o « 6 1 PRESENTATION DE LA REGION ETUDIEE o e o o e o e I 7 2 UCjUJjULiX JZf ooe«900»«aoe«6««oe o s « o o e I oo eotteoooe* 10 21 - Stratigraphie ««oeotteo «ooaeo 10 22 - Structure géologique . e « a I a«oe«»«soooo 17 3 - HYDROGEOLOGIE . o««oea»eoe«e* eoe«o«ooeaoeoesooe90eo* 20 31 - Surface piézométrique . <eooo»»oo oo»««« ae< OOOO 01 20 32 Comparaison avec la surface piézométrique de I96O 26 33 - Variations piézométriques . .9.ao.*«oo..ooe..o..«o 00000 26 34 - Caractéristiques hydrauliques de la nappe ooo...oe 29 35 " Exploitation de la nappe 29 4 - CONCLUSIONS o , eoe.«.o. is.oee.e. 35 41 - Niveaux stratigraphiques et zones aquifères 35 ^C ~ ili uULU-GS ci T)X*6V0XX' a9« ooooooooo ooo eos oooooooooeooooo OOOOO 36 0 0 0 LISTE DES FIGURES Pages Figure 1 Carte de situation et réseau hydrographique ............. 8 Figure 2 Coupe géologique du synclinal à Ferriere la Petite ...... 11 Figure 3 Coupe géologique du synclinorium à Limont-Fontaine ...... 12 Figure 4 Lithologie et stratigraphie du synclinoriiim de Bâchant- -r0j?X^16J?6 1.0, xG UXX3 eooooooooeoeooooooeooDooo&eooaoeooeaeo IO Figure 5 Profil en long de la Solre dans la région de Ferriere la Petite et rapport entre la rivière et la nappe ....... 23 Figure 6 Implantation des points de jaugeages .................... 24 Figure 7 Evolution comparée du niveau de la nappe et de la Sambre ^ CX^1-X6 G>G CL 3 C 61110X^6 \ y Ou J oooeoaoooaaooooooeeo«oeeoeeooa«ce ¿O LISTE DES ANNEXES Annexe I Ecorché du Primaire Annexe II Carte de la surface piézométrique de la nappe du Calcaire carbonifère et des prélèvements à la nappe Annexe III Niveaux piézométriques au puits SNCF de l'Horipette Annexe IV Historique de l'exhaure des carrières SACRA à Ferriere la Grande, o o 0 6. INTRODUCTION Cette étude est le résultat du dépouillement de la documentation et du travail sur le terrain, de 1957 à I96O (I), repris et complété en 1967j sur les feuilles topographiques suivantes s - Le Quesnoy 7 et 8 - Maubeuge 5 et 6 - Avesnes 3 et 4 - Trélon 1 potir la partie intéressant le Calcaire carbonifère et la bordure famennienne du synclinorium de Bachant-Ferrière la Petite . Ce travail a été effectué dans le cadre de l'inventaire des ressources hydrauliques entrepris par les Services géologiques régionaux du B.R.G.M., sur le territoire métropolitain, en application de la convention passée entre l'Etat et cet organisme. Il fait le point des connaissances d'ordre hydrogéo logique acquises sur la nappe du Calcaire carbonifère en 1967 dans la région considérée. Initialement, le programme d'inventaire avait prévu l'étude d'ensemble des terrains primaires de l'Avesnois en deux ansf il a été jugé préférable, en accord avec l'Arrondissement minéralogique, au oo-urs de cette année, de publier vm rapport relatif au synclinorium de Bachant-Ferrière la Petite. Tou¬ tefois, le ratissage complet des feuilles Avesnes 3-4j 7--8> Guise 3 et Trélon 1, ainsi qu'une partie des feuilles Trélon 2, 5 et 6 est réalisé. Il reste donc à effectuer ou terminer les feuilles Avesnes 1-2, 5 6y Maubeuge 1, 5-6, et 7, Trélon 2, 3y 5-6 et 7» Hirson 1-2 pour établir un rapport d'ensemble relatif à l'Avesnois. (1) Voir rapport B.R.G.M. A. I562. ^nolinoriiim de Bâchant g données hydrogéo¬ logiques acquises à la date du 5 janvier I96O. DONNEES OBOLOGIQÜES ET HYDROGEOLOGIQUES SUR LE SYNCLINORIUM CARBONIFERE DE BACHANT-FERRIERE LA PETITE 1 - PRESENTATION DE LA REGION ETUDIEE (v. fig. l) Le synclinorium dit de Bachant-Ferrière la Petite forme une bande de 20 km de longueur, occupée par le Calcaire carbonifère, orientée Est-Ouest, entre les communes d'Aibes et de Berlaimont. D'abord très étroite sur les 8 premiers kilomètres, puisque la largeur de l'affleurement carbonifère ne dé¬ passe pas 1,2 km jusqu'à Ferriere la Petite, cette bande s'élargit ensuite vers l'ouest jusqu'à atteindre 10 km et plus au niveau de la Sambre, soit ap¬ proximativement à la limite du recouvrement crétacé, où elle rejoint d'ailleurs le synclinoriiom carbonifère de Dourlers, situé plus au Sud. La région étudiée appartient essentiellement à deux sous-bassins de la Sambre, celui du ruisseau des Cligneiix, et celui de la Solre, dont elle ne représente qu'une faible partie de la siirface . A l'extrémité sud-ouest, la jonction avec le synclinoriiom de Dourlers s'effectue dans le bassin hydrogra¬ phique de l'Helpe majeure. Le relief est peu accusé 5 à l'ouest, la Sambre coule à une altitude comprise entre +129 et +127} alors que l'extrémité est du synclinorium est à +200, soit -one dénivellation de moins de 75 m pour 20 km. La limite des bassins versants du Cligneux et de la Solre se situe à +175» la Solre coulant à +135 environ à travers le synclinorium. Ce type de relief est caractéristique de l'Avesnoisi il ne permet pas d'individualiser la région étudiée. BAVAI LA LONGUEVIUE BERLAJMONT . .-r-Nï-kiMONT.FONTAlNE AULNOVE - AYMERES c—.—i 1 i i iJJilUJi . , Limite d'ttat - Limite de bassin wrsant _ Y I H| i Limita d extension des bandes Ljj\ du calcaire carbonifère _ Carte de situation et reseau hydrographique Fig. 1 9. Essentiellement rurale, cette région est un bocage ; les forêts entourent la zone calcaire où sont installées des prairies et préfèrent l'im¬ perméable des schistes famenniens. Les industries existantes de la zone étudiée sont groupées le long de la Sambre, à Berlaimont, Aulnoye et Bâchant. Mais il existe également d'importantes carrières à Bâchant (l'Horipette) Limont-Fontaine (Moreau) et Ferriere la Petite (SACRA) dont l'exploitation nécessite une exhaure importante d'eau. Les données rolatives à la pluviométrie ne permettent pas l'établisse¬ ment d'une carte d'isohyètes» On admet généralement pour cette région une plu¬ viométrie moyenne minimale annuelle de BOO mm. Les relevés pluviométriques effec¬ tués en 1958 à Pont-sur-Sarabre donnent IOO5 mm de pluie (1). Une station provi¬ soire installée à l'école d'Eclaibes nous a par ailleurs fourni les renseigne¬ ments suivants s - 1962 o , c , c . o o .. o . = .,,, o , o .780 mm pour I7I jours de pluie - 1963 . 0 . 0 o o o o o o = o o o . o o o ,863 mm - 19 64 .. o. .0. .000.0. 00. .ooo710 mm A la station de Maubeuge de la Société Eau et Force, la moyenne des précipitations enregistrées depuis 1951 est de 844 mm. A titre indicatif, les précipitations annuellec depuis 1954 sont les suivantes s - 1954 o.o.,.o..o.. 892,5 mm - 1961 . o , . o , o . o o o o o o 1000,5 mm - 1955 .0.0,00.0.0.