9

Analyse de l’état initial 600 m

III. Analyse de l’état initial du site et de 1 / 15 000 Bois le Fays

son environnement 0 Sources : Ortho-photo IGN Géoportail © 2012 1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE

Le périmètre du projet de parc éolien de Baâlon est situé entre la vallée de la et la vallée de la Chiers/. La commune de Baâlon présente un relief vallonné. Les fonds de vallées sont creusés par les nombreux cours d’eau de taille variable présents dans le secteur.

Malgré la proximité avec la Meuse, le secteur d’étude se trouve sur le bassin versant de la Chiers/ Loison. Cette rivière est un affluent de la Meuse, en rive droite. La confluence se fait au Sud de Sedan, au niveau de Remilly- Aillincourt.

RD 69 Des espaces boisés sont disposés autour du site d’ étude : Bois du Chênois au Sud et Ouest , Bois le Fays à l’Est, Le Chênois de Brouennes et Bois de Malcuit au Nord.

potentielle 3 Le secteur est soumis à un climat océanique dégradé avec des nuances continentales, caractérisé par des Zone d’implantation saisons froides et chaudes bien marquées. Le volume de précipitations varie autour de 900 mm par an. Champs cultives

Bois du Chênois de Brouennes Illustration 1 : Localisation géographique des ZIP du projet éolien (Source : Carte Raster) potentielle 2 RD 947 Champs cultives Zone d’implantation potentielle 1 Champs cultives Zone d’implantation Bois du Chenois Zones d’implantations potentielles Bois de malcuit Village de Baâlon

La Meuse

100,06 mètres

Baâlon (55) VALOREM

VALOREM – – Commune de Baâlon Projet de parc éolien Expertise hydrogéologique Figure 2 : Photographie aérienne 11 12 Analyse de l’état initial Analyse de l’état initial

ONTEXTE GEOLOGIQUE 2. CONTEXTE GEOLOGIQUE Illustration 2 : Carte géologique de la Lorraine (Source : Géologie et géographie de la Lorraine) 2.1. CONTEXTE GEOLOGIQUE REGIONAL

La Lorraine géologique fait partie de la bordure orientale du bassin de Paris.

La Lorraine est formée de 2 ensembles différents. Au Sud-Est, le versant lorrain des Vosges est un élément de socle hercynien constitué surtout de roches granitiques et métamorphiques. Le versant oriental des Vosges appartient à l'Alsace. Au Nord-Ouest, la majorité de la Lorraine s'étend sur les auréoles sédimentaires de l'Est du bassin de Paris.

En Lorraine, le bassin de Paris est loin de présenter la forme semi-circulaire qu'il possède en son centre dans les niveaux crétacés et tertiaires. Vers l'Est, en effet, à partir du méridien de Bar-le-Duc, les auréoles sédimentaires se déforment, faisant apparaître 2 grands golfes cartographiques qui révèlent une structure géologique plus complexe, constituée de 2 grandes ondulations synclinales (de Luxembourg au Nord et de Sarreguemines au Sud) séparées par un anticlinal (de Pont-à-Mousson ou de Lorraine) dans le prolongement du Bassin houiller Site du projet sarro-lorrain. Les 2 failles les plus importantes, par leur rôle dans la structuration du bassin et non par l'importance de leur rejet dans les couches du Secondaire, sont : la faille de Metz au Nord, et la faille de Vittel au Sud. Ces failles soulignent des accidents fondamentaux du socle du bassin (chaîne hercynienne).

L'âge des auréoles sédimentaires décroît de l'Est vers l'Ouest. Contrairement au Permien localisé dans des bassins situés à la périphérie du socle vosgien (Saint-Dié, Val d'Ajol), le Secondaire est disposé en auréoles concentriques. Le Trias (Buntsandstein gréseux, Muschelkalk calcaire, Keuper marneux) et le Jurassique (Lias marneux, Dogger et Malm alternativement calcaires et marneux) occupent des surfaces plus importantes que le Crétacé inférieur, limité à la partie occidentale de la Lorraine.

La carte suivante illustre la géologie de la bordure orientale du bassin Parisien.

2.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE LOCAL

Les cartes géologiques du BRGM n° 88 et 111, respectivement « Montmedy - Francheval » et « », couvrent le secteur d’étude.

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon 13 14 Analyse de l’état initial Analyse de l’état initial Les terrains rencontrés sur le site d’étude appartiennent à l’ère Secondaire, période Jurassique moyen, série du Dogger. Les principaux étages présents sont ceux du Bajocien et du Bathonien. Des formations superficielles sont localement présentes, sous forme de limons. D’après l es cartes et notices géologiques, on trouve dans le détail, du haut vers le bas, les formations géologiques suivantes :

- LP, Limons. Les limons sont des formations de décalcification en général sur place, sauf rares cas de déplacement éolien possible. Brun-jaune à rougeâtres, ils ont une épaisseur variable allant de la LP, Limons : observés au droit d e la zone pellicule mêlée de cailloutis de la roche-mère, à des accumulations de plusieurs décimètres. Ces d’implantation potentielle 1 (ZIP 1) , dépôts de limons sont visibles sur le haut des collines au Nord-Est de Baâlon. Ils concernent proche du mât de mesure. partiellement les 3 zones d’implantations potentielles (ZIP).

- J2b, Dalle d'Étain. Le Bathonien moyen et le Bathonien supérieur correspondent aux Marnes à Rhynchonelles et à la Dalle d'Étain. A la base on suit de façon constante un horizon mince argilo- marneux à Rhynchonelles et Térébratules et Aequipecten vagans, passant à 13 m de marno-calcaires cristallins, sableux, micacés, avec intercalations argileuses, sans fossile. Il y a encore, vers le haut, une dizaine de mètres de calcaire cristallin, sableux, micacé, de plus en plus calcaire et moins sableux. On passe brutalement aux calcaires oolithiques du sommet de la formation : calcaire oolithique blanc, pur, coquillier, gélif, à stratifications entrecroisées, se débitant en plaquettes et en dalles. La puissance exacte du Bathonien moyen et supérieur est inconnue pour l'ensemble (peut-être cinquante mètres).

- J2a, Caillasses à Anabacia. Le Bathonien inférieur est représenté par les Caillasses à Anabacia. Leur sommet est marqué par une surface d'érosion avec galets ou une surface taraudée plus régulière. Il s'agit de marnes et d'argiles sableuses micacées, feuilletées, gris-ocre et de calcaire finement oolithique, blanc-jaune, rosé ou brun, à broyats coquilliers et fausses oolithes. Anabacia orbulites, petit Polypier libre, ici sous une forme rabougrie, caractérise le niveau, encore que les Anabacia montent plus haut dans le Bathonien. La puissance de cette formation ne doit guère dépasser 6 m, les niveaux marneux placés dans le Bathonien inférieur devant être rattachés au Bathonien moyen.

- J1b-c, Oolithe de Doncourt marno-calcaires à Clypeus ploti, oolithe miliaire inférieure, Marnes de Longwy. Le Bajocien supérieur commence avec les Marnes de Longwy. Il s'agit d'environ 2,00 m de marnes, marnocalcaires et argiles. L'Oolithe de Jaumont devient souvent difficile à distinguer dans la corniche calcaire qui surmonte ces marnes de base. C'est un massif d'une vingtaine de mètres de J2b, Dalle d'Étain : partie sommitale de la calcaire suboolithique à coquillier, jaunâtre, à stratifications obliques. Une dalle taraudée nette marque Dalle d’Étain. Ces blocs calcaires sont ici, comme dans toute la Lorraine,le sommet de la formation. visibles en bordure de la RD 947, dans un champ cultivé. Le travail de la terre Sur cette surface se manifeste un horizon marno-calcaire et même argileux, avec calcaires coquillier et plusieurs niveaux à galets calcaires oolithiques ou suboolithiques, à éléments ferrugineux. Cette (la bour…) a du favoriser la remontée et le seconde unité lithologique, devenant de plus en plus calcaire vers le haut, a au maximum une fractionnement de ces blocs. Leur débit se quarantaine de mètres de puissance. Environ 25 m dans le secteur de Brouenne. fait préférentiellement en dalles et Le sommet du Bajocien montre un calcaire d'aspect «sableux», piqueté de points ocre microscopiques, plaquettes. à ciment de calcite blanche et nombreux débris coquilliers microscopiques. L'extrême sommet est un calcaire oolithique blanc à blanc-jaunâtre dans un ciment de calcite gris-blanc. Le sommet est tantôt raviné, oxydé, avec Huîtres fixées et galets calcaires, tantôt une surface plus plane, fortement taraudée et encroûtée d'Huîtres.

Aucun affleurement géologique (falaise, cavité ouverte ,…) n’est présent sur les terrains mêmes du projet. Par contre, aux alentours du site, plusieurs affleurements ont permis d’identifier les formations décrites ci -dessus.

Aucune photo n’a été prise pour la formation J1b-c. Des blocs rocheux affleurant sur les sites ont également été identifiés (Cf. photos ci-après).

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon 15

Analyse de l’état initial 1000 m 1 / 25 000 0

Un affleurement de la dalle d’Étain est Sources : carte topographique IGN Géoportail © 2012 visible sur cette ancienne carrière, en bordure de la RD 947, proche du lieu-di t « la Cambuse ». Le calcaire est ici lité, avec des niveaux plus ou moins indurés.

A’ potentielle 3 Zone d’implantation potentielle 2 B’

J2a, Caillasses à Anabacia. Cet Zone d’impnattaion affleurement est visible au niveau des sources de « la Noue du Moulin ». Les

caillasses (blocs calcaires) sont prises dans potentielle 1

une matric e argileuse ocre. Cette couche Zone d’implantation quasi imperméable donne lieu à la résurgence de nombreuses sources à son contact. Ce phénomène est détaillé dans

l’analyse hydrogéologique. B A

Baâlon (55) VALOREM Coupe lithostratigraphique A’ Projet de parc éolien

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon Figure 3 : Carte géologique 2a 1c 2b 1b 1a 1a 2a 3-4 2b LP Fz Fy 1b-c LP J J J J J J Fz J J J J A Site du projet 499,96 mètres 17 18 Analyse de l’état initial Analyse de l’état initial

2.3. PEDOLOGIE Commentaire : Sondage réalisé Commentaire : Sondage réalisé en Commentaire : Sondage réalisé en en bordure du ZIP1, proche du bordure du ZIP 2, proche de la RD bordure du ZIP 3, proche de la RD 2.3.1. NATURE DU SOL mât de mesure. Ce sondage met 947. Ce sondage met en évidence 69. Ce sondage met en évidence la Des sondages à la tarière manuelle ont été effectués sur chacun des 3 ZIP. La profondeur atteinte ne dépasse en évidence la couche de limons la couche de limons (LP). Il est situé couche de limons (LP). Il est situé au pas 1,1 m, et dépendent de l’homogénéité des terrains rencontrés. (LP). Il est situé en bordure de au milieu d’un champ cultivé, entre milieu d’un champ cultivé. L e travail Les coupes de sol de ces 3 sondages sont présentées dans le tableau suivant. champ cultivé. Le travail de la 2 cultures. Le travail de la terre de la terre (labour, semis…) a pu terre (labour, semis…) a pu avoir (labour, semis…) a pu avoir une avoir une incidence sur la une inc idence sur la stratification incidence sur la stratification ZIP1 ZIP2 ZIP3 stratification superficielle du sol. superficielle du sol. superficielle du sol.

Sondage complet Sondage complet Sondage complet

Limons bruns Limons bruns et bruns clair Limons bruns

Argile ocre orangé Argile ocre orangé Argile ocre orangé

Ces sondages ont permis de bien identifier la formation de limons (LP) présente au droit de chaque ZIP. Les épaisseurs de limons/argiles varient légèrement d’un site à l’autre, mais la structure du sol reste globalement semb lable. Les terrains plus en profondeurs (calcaires de la dalle d’Etain) n’ont pas été attein ts lors de ces investigations.

2.3.2. INFILTRATION

2 essais d’infiltration ont été réalisés au sein des 2 formations géologiques principales au droit des différents ZIP : les limons et les calcaires de la dalle d’Etain. Compte tenu de l’homogénéité des terrains d’un ZIP à l’autre, les valeurs de perméabilité obtenues dans chacune de ces 2 formations pourra être extrapolée sur chacun des ZIP, selon la géologie rencontrée.

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon 19 20 Analyse de l’état initial Analyse de l’état initial Remarque : ces essais de perméabilité ont été réalisés à moins d’un mètre de profondeur, dans la zone de labour des terres agricoles. Cette couche de sol a été remaniée (travail de la terre, labours…). La perméabilité Illustration 3 : Localisation des sondages pédologiques et tests d’infiltration en profondeur peut donc évoluer en fonction des couches de sols rencontrées. (Carte sans échelle - source : L’Artifex )

Log Perméabilité Photo (Profondeurs en m au-dessous du repère zéro sol) - Remarques

SSoonnddaaggee ppééddoolllooggiiiqquuee ZZIIIPP11 TTeesssttt iiinnfffiiillltttrrraatttiiioonn LLLiiimmoonnsss

270 mm/h TTeesssttt iiinnfffiiillltttrrraatttiiioonn ddaallllllee dd’’’ÉÉtttaaiiinn Sol très perméable SSoonnddaaggee ppééddoolllooggiiiqquuee ZZIIIPP22

Infiltration dans les limons limons les dans Infiltration

38 mm/h SSoonnddaaggee ppééddoolllooggiiiqquuee ZZIIIPP33

Sol de perméabilité médiocre à faible

Infiltration dans la dalle d’Étain dalle la dans Infiltration

Ces 2 essais d’infiltration mettent en évidence un comportement très différent de ces 2 types de sols :

- Les sols issus de s limons, superposés localement à la dalle d’Etain, sont très perméables. L’eau s’infiltre très facilement au sein de cette formation géologique. Ils ne protègent aucunement les formations sous jacentes des infiltrations superficielles. - Les sols issus des calcaires de la dalle d’Etain sont plus argileux en surface et plus massif en profondeur. Le calc aire se rencontre rapidement, la partie superficielle étant plus altérée qu’en profondeur. Dans cette formation, la perméabilité est médiocre à faible. Les écoulements se font de façon préférentielle, selon la fracturation de la roche calcaire.

La carte suivante localise les sondages pédologiques ainsi que les tests d’infiltration effectués.

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon 21 22 Analyse de l’état initial Analyse de l’état initial

ONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE A cause du caractère rapide et non filtrant des écoulements, les aquifères karstiques sont très vulnérables aux 3. CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE pollutions de toutes sortes.

3.1. LES PRINCIPAUX AQUIFERES Trois phénomènes peuvent modérer cette forte vulnérabilité du karst : - l’autoépuration qui peut exister dans la partie superficielle du karst et la zone noyée (couverture plus ou Le site du projet est implanté sur des terrains d’âges secondaire s. Les aquifères présents sont liés d’une part aux moins perméable et dans la zone noyée, colmatage), formations carbonatées et karstifiées (calcaires du Dogger), et d’autre part aux fo rmations sédimentaires - le transit d’une pollution qui va être fonction du degré d’organisation du drainage du système karstique gréseuses du Lias. mais aussi de la position de la source de pollution par rapport au drain et à ses systèmes annexes, - la forte dilution du polluant dans la zone noyée.

3.1.1. LES AQUIFERES KARSTIQUES Les systèmes les plus vulnérables seront donc les systèmes bien karstifiés, avec infiltration rapide des écoulements et une zone noyée de faible ampleur. Ces systèmes sont donc sujets à des pollutions brutales, de 3.1.1.1. Définition d’un système karstique courte durée avec de fortes teneurs.

Les calcaires jurassiques du Dogger, présents dans le secteur de Baâlon, sont le siège d’un aquifère karstique 3.1.1.2. Description de l’aquifère karstique concerné peu développé. Les eaux météoriques tom bant sur les secteurs calcaires s’infiltrent rapidement pour rejoindre le système karstique sous-jacent. Ce dernier draine ensuite les eaux souterraines vers une ou plusieurs a. Présentation générale de l’aquifère des calcaires du Dogger émergences. Le schéma de principe tel qu’il a été défini par Alain MANGIN est p résenté dans le schéma suivant. Dans le secteur de Baâlon, le réseau karstique n’est pas aussi développé (absence de gouffre, de Dans le secteu r d’étude, l’aquifère contenue dans la dalle d’Étain appartient à la masse d’eau souterraine résurgence importante). intitulée Calcaires du Dogger des côtes de Meuse ardennaises (n° 2009, code EU : FRB1G009). Cette masse d’eau s’étend sur environ 2 600 km², dont environ la moitié sous couverture. Cette masse d’eau est à dominante sédimentaire, présente des écoulements majoritairement libres, et correspond aux calcaires du Dogger accompagnés de quelques placages d’argiles. Elle est découpée à l’Est par la limite hydrographique du bassin de la Meuse. Cette ressource en eau est captée par près de 190 captages sur le district de la Meuse, correspondant à environ 14 millions de m 3 par an, dont 12 millions pour les collectivités.

Le système karstique peut être décomposé en plusieurs sous-systèmes : - l’impluvium non karstique c’est à dire la partie des bassins d’alimentation dont le réseau hydrographique est drainé en tout ou partie par l’aquifère karstique (par l’intermédiaire de pertes ou de dolines par exemple), - la zone d’infiltration qui représente la partie non saturée de l’aquifère assurant l’écoulement des eaux d’infiltration en profondeur. Ces eaux peuvent être temporairement retenues dans des structures proches de la surface et retarder ainsi les infiltrations jusqu’à la zone noyée (aquifère épikarstique), - la zone noyée com posée de l’axe de drainage (ou drain) où les écoulements se font très rapidement vers l’exutoire principal et les Systèmes Annexes au Drainage (SAD) constitués de vides individualisés. Il constitue les principales réserves de la zone noyée et sont mal connectées avec le drain.

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon 23 24 Analyse de l’état initial Analyse de l’état initial

Illustration 4 : Masse d’eau des calcaires du Dogger des côtes de Meuse ardennaises (Source : BRGM)

Localisation globale du projet

Zoom

Affleurement de la dalle d’Étain visible sur une ancienne carrière

Zoom sur la zone de fracturation / karstification

Sur cet affleurement, les couches présentent un pendage de 25 à 30° dans la direction de 240° Nord. La roche est très fracturée, préférentiellement selon le pendage des couches mais surtout selon la normale à ces couches (perpendic ulaire au plan). C’est dans cet axe (environ 115° par rapport à l’horizontale) que les phénomènes de dissolution / karstification sont les plus importants. Remarque : d’autres mesures de pendages ont été effectuées dans les environs de Baâlon. Les valeurs obtenues sont différentes de celles ci-dessus. Il n’est donc pas possible d’extrapoler ces mesures de pendages et normales au plan sur l’ensemble du site d’étude.

Sur la partie superficielle de l’affleurement, proche du sol, la roche est plus fracturée qu’en profondeur (épaisseur des couches plus faible, fractures peu espacées). Les débits se font préférentiellement en dalle et plaquettes. La photo suivante, prise un peu plus loin sur cette ancienne carrière, illustre bien ce phénomène.

b. Description locale de l’aquifère des calcaires du Dogger

La dalle d’Étain, à dominante calcaire sur le secteur d’étude constitue un aquifère karstique à surface libre. Le p endage de cette couche est faible et globalement vers l’ Ouest. Plusieurs mesures de pendages sur la dalle d’Étain ont été effectuées lors de la visite de terrain de novembre 2012. Ces mesures ne sont pas concordantes selon leur emplacement. Il n’est donc p as possible actuellement de déterminer avec précision le pendage exact de cette couche aquifère. Cependant, des sources apparaissent sur la périphérie de la dalle d’Étain au contact avec les caillasses à Anabacia qui constituent le socle de l’aquifère. Il est donc probable que les écoulements souterrains soient à diffusion pseudo radiale vers l’extérieur du plateau calcaire , en suivant préférentiellement les fracturations du massif calcaire.

Les photos suivantes, prises sur une ancienne carrière convertie en stand de tir à proximité du captage du Bon Malade, illustre bien les phénomènes de fracturation du calcaire et d’écoulements préférentiels liés.

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon 25 26 Analyse de l’état initial Analyse de l’état initial Illustration 5 : Schéma de principe des écoulements d’eau superficiels dans la dalle d’Étain (Source : L’Artifex)

Pluie

Horizon superficiel de sol

Débit en petites plaquettes

Débit en grosses plaquettes

Dalle d’Étain

Débit en dalles

Le sc héma suivant illustre les écoulements d’eau lors d’épisodes pluvieux. Il s’agit d’un schéma de principe pouvant varier au sein de la dalle d’Étain (pendages, fracturation…). Légende : Sol, horizon altéré mêlant argile et blocs calcaires : Dalle d’Étain : Zone de fracturation. Bourrage par des argiles et des blocs. Circulation préférentielle des eaux souterraines : Zone de karstification. Circulation préférentielle des eaux souterraines

Les coupes hydrogéologiques suivantes (positionnées sur la carte géologique présente en Figure 3 page 16) illustrent la succession des terrains dans le secteur d’étude, ainsi que le fonctionnement général des couches aquifères. La première coupe est tracée depuis Moulin des Étangs au Nord du village de Baâlon, jusqu’aux sources du Chaufour. La direction de cette source est globalement Nord-Ouest / Sud-Est. Elle recoupe la ZIP 2 ainsi que la RD 947. La seconde coupe est tracée depuis le village de Baâlon jusqu’aux sources de la Noue du Moulin. Elle recoupe la ZIP 1.

Le bloc diagramme présent ci-après (figure 5) permet de visualiser en 3D le fonctionnement de l’aquifère de la dalle d’Etain dans le secteur d’étude.

VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon VALOREM – Expertise hydrogéologique – Commune de Baâlon Figure 4 : Coupes lithostratigraphiques Sources : L’Artifex Schéma sans échelle

Moulin des Etangs Route RD 947 Zone d’implantation potentielle 2 Sources du Chaufour Sources du Chaufour

270 260 LP 250 J2b 240

230 220 J2a Altitude (m) Altitude 210 200

190 J1b-c 180

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Distance (km) A A’

Nord-Ouest Sud-Est Calcaire du Bajocien Caillasses à Anabacia Dalle d’Etain Légende

Limons Zone d’implantation potentielle 1 Zone d’implantation potentielle 2 Bathonien : Dalle d’Etain Bathonien : caillasses à Anabacia Bajocien : Oolithe de Doncourt et de Jaumont, Marnes de Longwy Aquifère Source Zone d’implantation potentielle Village de Baâlon Eaux souterraines

Village de Baâlon Route RD 949 Zone d’implantation potentielle 1Forêt Sources et ruisseau de la Noue du Moulin

Sources et ruisseau de Baâlon

270 260 250 240 J2b 230 Sources du ruisseau de Baâlon 220 J2a Altitude (m) 210 200 1 190 J b-c 180 0 0.5 1 1.5 2 2.5 B’ B Distance (km)

Sud-Ouest Nord-Est Village de Baâlon de Baâlon Ruisseau Baâlon (55) VALOREM Projet de parc éolien VALOREM Baâlon (55) Figure 5 : Bloc diagramme géologique Projet de parc éolien