SOCIÉTÉ D'ÉTUDES DES SCIENCES DE L'ENVIRONNEMENT
ÉTUDE POUR L'AMÉNAGEMENT DE LOURY (Loiret)
RENFORCEMENT DE L'ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE LA COMMUNE
par
N. DESPREZ
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45 018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60
Service géologique régional BASSIN DE PARIS 65, rue du général-Leclerc - B.P. 34, 77170 Brie-Comte-Robert Tél.: 405.01.46 et 405.05.02
74SGN259 BDP Brie-Comte-Robert, août 1974 Société d'études des Sciences de l'Environnement
Etude pour l'aménagement de Loury
Renforcement de l'alimentation en
eau potable de la commune
RESUME
Ce rapport est présenté en application d'une convention SODESE-BRGM pour l'étude hydrogéologique et géotechnique du terri- toire de la commune de Loury (^5), dans le cadre de l'établissement du plan d'occupation des sols. Il fait suite à la définition des différentes zones du POS (k zones urbaines d'habitation, 1 zone ur- baine d'activité et k zones rurales).
Il comprend : .
a) Une étude piézométrique générale du territoire communal
b) Deux propositions pour l'implantation d'un captage complémentaire ainsi que les schémas techniques d'éxe- cution appuyés sur deux profils géologiques au niveau de la totalité du réservoir aquifère.
c) Un programme détaillé pour l'exécution des travaux. 1)
S 0 D E S E
Etude pour 1'aménagement de Loury (Loiret) E. EFOR 1
Etude hydrogéologique préalable à l'implantation d'un captâge complémentaire
INTRODUCTION
A la demande de M. CHABRIER de la SAULNIERE, Maire de Loury, le B.R.G.M. a participé depuis 1971 a une étude de l'amé- nagement de la commune de Loury à laquelle ont été associés des spécialistes de toutes les disciplines concernées par la sauve- garde de l'environnement.
Les interventions du B.R-G.M. concernent l'étude géotechni- que.de la commune et les ressources en eau.
Le présent rapport est consacré au renforcement de l'ali- mentation en eau potable de Loury. Il propose deux implantations dans des zones classées NC ou ND dans le plan d'occupation des sols (zones partiellement desservies en eau potable constituant un espace naturel à protéger).
L'un des emplacements envisagés correspond à la lisière sud de la Forêt domaniale d'Orléans. Il a été proposé par M. B4.UMER, Architecte-Urbaniste, et reconnu valable, tant sur le plan de l'en- vironnement que sur le plan de la probabilité de ressources valables en eau souterraine.
Il concerne un forage de 95 mètres de profondeur, protégé par une cimentation de 45 m de hauteur.
Le second point proposé par le B.R.G.M. correspond à la zone orientale du thalweg des Esses-Bionne.
Il correspondrait à un ouvrage de 75 m de profondeur pro- tégé par une cimentation de 25 m de hauteur permettant de réaliser une économie substantielle sur le coût d'exécution (20 m de forage, 20 m de cimentation, réduction de la longueur des tubes da protec- tion et de la colonne de captage) et des canalisations de refoule- ment (0,6 km). 2)
2 - Rappel de la géologie locale (cf. profils géologiques)
Sans entrer dans le détail dès horizons géologiques de surface, cartographies par le Laboratoire de géologie de la Faculté des sciences d'Orléans, sous la direction du professeur GIGOUT, il faut rappeler que les points hauts de la topographie, au bourg même ou aux abords de la Forêt d'Orléans correspondent à des témoins de sédiments d'origine détritique :
- Sables et argiles de Sologne, au-dessus de la cote 130 (Burdigalien supérieur).
- Argiles et sables de l'Orléanais entre les cotes 120 et 130 (Burdigalien inférieur). Les sables de l'Orléanais, d'origine fluviatile, ravinent le substratum marno-calcaire de l'Aquitanien supérieur en une série de chenaux. De ce fait, leur répartition et leur épaisseur sont très inégales. L'épaisseur maximale des dépôts burdigaliens est de l'ordre de 30 m au niveau de la ligne de partage des eaux entre la Bionne et l'Essonne (cf. profil CD).
Le substratum marne-calcaire affleure dans les points bas de la topographie ou entre les chenaux sableux du Burdigalien basai. Il correspond à des dépôts lacustres qui se sont succédés, depuis l'Eocène jusqu'au début du Miocène.
L'épaisseur totale de ces dépôts, déduite des reconnais- sances pétrolières de Rebrechien et de Trainou, est de l'ordre de 85 m. A l'intérieur du massif lacustre apparaissent deux passages importants de calcaires francs et de meulières, sur 10 à 15 m d'é- paisseur, qui sont les horizons aquifères productifs. Le premier passage est le siège de circulations de type karstique. Les réseaux karstiques se manifestent au sol par des doiines et des mardelles témoins de la rupture des voûtes du karst et des décompactions lo- cales.
La série lacustre représente la formation aquifère princi- pale de la région.
Le substratum de ce réservoir est constitué par les argiles et poudingues de l'Eocène (25 m) qui surmontent des dépôts marins crayeux (Turonien et Sénonien), glauconiaux et argileux à grande pro- fondeur (cénomanien), peu aquifères. Les sables surbordonnés (Albo- Aptien, Barremien et Wealdien) apparaissent entre 450 et 600 m envi- ron de profondeur. Les terrains sédimentaires antérieurs, du Jurassique et du Trias ont une épaisseur totale de 870 m à Rebrechien (granite à par- tir de 1.495 m de profondeur). Ils ne présentent pas d'intérêt dans le cadre do l'alimentation en eau potable de Loury. 3)
3 - Les formations aquifères sur la commune de Loury
Les puits ou forages inventoriés sur la commune de Loury captent les eaux souterraines de deux réservoirs aquifères indépen- dants : - Formations sableuses du Burdigalien inférieur.
- Calcaires lacustres de l'Aquitanien à 1'Eocène. Les formations sableuses du Burdigalien supérieur donnent naissance à des sources temporaires en bordure des reliefs de la Forêt d'Orléans : sources du Bois de Saint-Gabriel, des Trois Fontai- nes, du Saussoir et du Chalet, autour de la cote + 14O. La nappe est captée par les puits des Arrachis et de l'Ermitage.
3-1 - Formations sableuses du Burdigalien inférieur
Les eaux des sables de l'Orléanais sont atteintes par des puits généralement peu profonds, aujourd'hui inutilisés : La Bascule, château de la Chênaie, La Poussinière, Maison forestière des Chemeaux.
La surface piézométrique s'équilibre, en général, entre les cotes +120 et +125.
3-2 - Calcaires lacustres' Les calcaires lacustres représentent le principal réservoir aquifère à l'échelle régionale. Les relevés des niveaux d'eau effec- tués par le B.R.G.M. en 19-67 à Loury permettent de dresser une carte piézométrique faisant ressortir :
- Les gradients hydrauliques - Les axes de drainage - Les directions d'écoulement. 32-1 - Gradients hydrauliques Les courbes hydroïsohypses déterminent une surface piézomé— trique très festonnée. Les cotes les plus élevées (s^+112) ont été observées au Nord du bourg, tandis que les cotes les plus basses, comprises entre +107 et +108 sont réparties depuis le hameau de la Tuilerie au NE jusqu'à la sortie méridionale de la commune. Le gradient calculé entre les cotes 112 et 108 est voisin de 1 $>. Par contre, du NE au SW, la pente de la nappe entre les cotes +Í07 et +108 n'est plus que de 0,3 %> 32-2 - Les axes de drainage Le festonnage des courbes hydroïsohypses traduit des direc- tions de drainage. Ces directions se superposent aux ramifi- cations du réseau hydrographique. Cependant, la nappe n'af- fleure en aucun point. Elle est au plus près à 8 m de la sur- face du sol. Il s'agit donc de drains souterrains de type karstique. Les axes principaux déterminés à partir de la piézométrie sont les suivants :
- Du carrefour des cinq routes à la ferme de la Petite Roncière, avec ramifications vers la ferme du Saussoir, vers la Maison forestière du Gros Baril, vers la ferme St-Gabriel, vers le Corniquet et vers le centre du bourg à partir du Lion d'Or.
- Du Château-Gaillard au Pont à glas avec une ramification vers le chateau de Coudreceau et le Bourgneuf, une rami- fication vers le Gouffre et une ramification vers les Dernières. Le long de ces axes apparaissent des fontis, dolines, mardel les ou gouffres, zones d'absorption des eaux de ruisselle- ment (le réseau de surface est temporaire dans sa partie amont, tributaire du ruissellement sur les formations argi- leuses du Burdigalien et fossile dans la traversée de Loury)
L'étude photogéologique a permis de compléter par ailleurs, l'inventaire de Ces accidents cartographies pendant les levers de surface.
32-3 - Les directions d'écoulement
Le bassin d'alimentation correspond à la Forêt d'Orléans.
Une crête piézométrique se superpose à la crête topographi— que qui traverse Loury suivant une direction moyenne E-W. La cote du plan d'eau relevée dans le puits du château de St-Germain ( si +110) seul ouvrage connu dans le bassin de l'Essonne sur la commune de Loury, traduit un écoulement S-N en direction de Chilleurs-aux-Bois au Nord du Bois de St-Gabriel.
Au Sud. de la crête topographique, les directions d'écoule- ment convergent vers les axes de drainage souterrains et son perturbées dans la partie orientale par les réseaux karsti- ques associés à la vallée de l'Oussance (commune de Trainou) 5)
En résumé, la piézométrie étudiée au niveau réduit de la commune de Loury ne fait apparaître qu'une alimentation sur une surface limitée à 1'impluvium local. Cependant, les études à l'échelle régionale ont montré que le bassin alimentaire s'étendait vers le Nord-est, avec mise en charge de la nappe.
3-3 - Débits de la nappe des calcaires 33-1 - Forages de la commune AEP Débit : 60 m3/h Rabattement : 3 m Débit spécifique : 20 m3/h/m Transmissivité : 5 x 10~3 m^/s Colonne de captage entre.58 et 88 m
Le Houssay Débit : 150 m3/h Rabattement : 3 m Débit spécifique : 50 m3/h/m Transmissivité : 1,3 x 10~2 m2/s Colonne de captage entre 15 et 45 m
33-2 - Forages voisins
Trainou (La Motte-Moreau) Débit : 80 m^/h Rabattement : 7 m Débit spécifique : 11 m^/h/m Transmissivité : 3»1 x 10~3 m^/e
Trainou (AEP) Débit : 70 nP/h Rabattement 3,5 m Débit spécifique : 20 m-Vh/m Transmissivité : 5 x 10~3 afi/s Colonne de captage entre 32 et 77 m
Boigny-sur-Bionne (AEP) Débit : 205 m^/h Rabattement : 5,45 m Débit spécifique : 82 m^/h/m Transmissivité : 2,2 x 10~2 m^/s
Transmissivité Theis-Jacob : 5 x 10~2 m2/s (soit 2 fois la valeur de la transmissivité calculée à partir du débit spé- cifique ) Colonne de captage entre 47 et 75 m
Neuville-aux-Bois (Les Roncières) Débit spécifique : 112 // Transmissivité : 311 x 10~2 m/s. 6)
Ces valeurs montrent que les transmissivités (T) sont situées dans une fourchette comprise entro 1 et 5 x 10~2 m /s, carac- téristique des réseaux karstiques en nappe libre. Par analogie avec les bassins voisins (Mauves, etc.) on peut considérer que le coefficient d'emmagasinement (s) est de l'ordre de 5 à 10 %, c'est-à-dire que le rapport T/S est de l'ordre de 1.
3-4 - Les réservoirs aquifères anté-éocènes
Bien que les ressources en eau des calcaires lacustres soient suffisantes, il est possible d'envisager pour l'avenir, de capter des eaux plus profondes dans les formations sableuses de l'Albien, du Barremien et du Wealdien (Crétacé inférieur) reconnues à Rebrechien entre 450 et 600 m de profondeur et testées à Trainou (sondage EURAFREP) où elles ne contiennent que 150 mg/l de NaCl.
Par contre les formations aquifères du Jurassique se char- gent en chlorure de sodium pour atteindre 22 g/l dans le Dogger et 32 g/l dans le Trias. 7)
4 - Implantation du captage complémentaire
Deux emplacements peuvent être retenus pour l'implantation d'un second captage : - Lisière du Bois des Chemeaux
- La Tuilerie - Petite Gérésie.
4-1 - Lisière du Bois des Chemeaux
Les coordonnées moyennes du point proposé par M. BAUMER, architecte-urbaniste, sont les suivantes : x = 583,050 y = 335,900 z =+137 II s'agit d'un secteur boisé en lisière d'un massif fores- tier sans aucune source de pollution depuis que la décharge communale de Loury a été fermée et remise en état.
A ce niveau la coupe géologique prévisionnelle déduite du profil AB s'établit comme suit :
0 10/13 - Formations burdigaliennes - Argiles et sables 10/13 - 45 m - Alternance de marnes, calcaires pulvé- rulents, lits d'argile verte, bancs de calcaire dur peu épais. 45 57 m - Calcaires et meulières aquifères. 57 70 m - Marnes et calcaires crayeux. 70 95 m - Calcaires aquifères. 95 m - Marnes. 105 ai - Argiles et poudingues, substratum du réservoir aquifère.
Le forage serait arrêté à 95 m de profondeur.
4-2 - La Tuilerie - Petite Gérésie
L'implantation d'un captage dans ce secteur situé à l'Est du thalweg de la Bionne est déduite de l'étude du profil CD.
Les coordonnées du point retenu sont définies comme suit :
x = 589,100 y = 334,450 z = +126.
Il s'agit d'un secteur agricole, dans un environnement sain. 8)
La coupe géologique prévisionnelle est résumée ci-dessous
0 3 m - Burdigalien résiduel. 3 - 25/26 m - Marnes, calcaires en bancs de faible épaisseur - Passages d'argile verte. 25/26 - 45 ni - Calcaires et meulières aquifères. h5 - 52/53 «n - Marnes. 52/53 - 75 m - Calcaires aquifères. 75 m - Marnes. Le forage serait arrêté à 75 ni de profondeur. 9)
5 - Coupes techniques prévisionnelles du captage
5-1 - 1er cas - Bois des Chemeaux
0 - 10 m (base du Burdigalien) forage au trépan 0 800nui Pose d'un tube de 0 720 - cimentation avec un ciment résistant à des eaux superficielles de pH voisin de 5«
10 - 45 m Forage au trépan 0 710 - Pose d'un tube 0 570 cimentation de 0 à 45 - contrôle de l'étan- chéité de l'avant-puits par dépression à la soupape et pose d'un limnigraphe enregistreur des variations éventuelles du plan d'eau dans 1'ouvrage.
k5 - 95 m Forage au trépan ß 550 - pose d'une colonne de captage 0 500 de 43 a 95 m. Perforations circulaires de 45 à 57 m et de 7° à 95 m. Niveau statique prévu à 25 m de profondeur.
5-2 - 2e cas - Petite Gérésie
0 - 5 m Forage au trépan 0 800 cimentation à l'extrade d'un tube 0 720.
5 - 25 m Forage au trépan 0 710 - pose d'un tube 0 570 - cimentation de 0 à 25 m. contrôle de 1•étanchéité.
25 - 75 m Forage au trépan 0 550 - pose d'une colonne de captage de 23 à 75 m - perforations circu- laires de 25 à 45 et de 52 à 75 m. Niveau statique prévu à 19 m.
La première solution envisagée par le POS a l'avantage de pouvoir créer le captage en zone boisée, donc de dissimuler la station de pompage.
La seconde solution, en espace découvert, a l'avantage de gagner sur la profondeur totale et sur les conditions de réalisation de la protection par cimentation, tout en diminuant sensiblemorct la longueur des canalisations à poser pour rejoindre le réseau général existant.
11 faut notei1 qu'un avant-puits de 2 à 3 m de profondeur pourra être envisagé pour permettre le passage des tuyaux de refoule- ment de la pompe d'exploitation et de la pompe de secours. 10)
6 - Programme d'essais de débit
Les essais de débits du forage seront contrôlés à l'aide d'un piézomètre dont les caractéristiques seront les suivantes :
1er cas - Bois des Chemeaux Piézomètre exécuté en rotation - profondeur 80 m cimentation des terrains argilo-sableux du Burdi- galien (10-15 m) - diamètre intérieur minimal du sol à 35 m : 100 mm - distance du piézomètre au captage 10 à 15 m.
2e cas - La Petite Gérésie Profondeur 60 m - cimentation de O à 10 m. diamè- tre intérieur minimal du sol à 30 m : 100 mm - dis tance du piézomètre au captage 10 à 15 m.
Essai de puits Cet essai est destiné à obtenir le nettoyage et le condi- tionnement du captage. Sa réalisation suppose :
1) Un décolmatage préalable du piézomètre à l'air-lift ou à l'aide d'une pompe.
2) La pose de canalisations volantes pour l'évacuation des eaux pompées à au moins 100 m du forage.
L'essai de puits, d'une durée de 2k h sera réalisé par pa- liers stabilisés de débits décroissants, le premier à 150 m^/hj le 2e à 100 m3/h, le 3e à 75 m3/h, le dernier à 50 m3/h.
Cet essai permettra de définir le débit critique de l'ou- vrage et son débit d'exploitation.
Essai de nappe
Cet essai sera réalisé par un pompage continu au débit d*exploitation défini par l'essai de puits pendant une durée de 72 heures. Le chantier sera approvisionné du matériel nécessaire pour que l'essai soit réalisé à débit constant, sans aucune interruption, et que les eaux soient rejetées à plus de 100 m du forage. Conclusions
L*étude géologique jusqu'à une profondeur de 100 m environ (cf. profils AB et CD) et l'étude hydrogéologique permettent de dé- gager 2 emplacements favorables à l'implantation d'un captage complé- mentaire pour la commune de Loury, dans la nappe des calcaires de Beauce.
Dans le premier cas, il s1agit d'un captage de 95 m de pro- fondeur situé à 2,8 km (en droite ligne) au N.E. du château d'eau actuel.
Dans le second cas, il s'agit d'un captage de 75 m de pro- fondeur situé à 2,2 km du réservoir en service.
On peut estimer que le débit d'exploitation possible sera de l'ordre de 100 m3/h. L'observation des rabattements dans le piézomètre permettra de calculer le périmètre sollicité par le pompage et de définir, en toute connaissance de cause, les périmètres de protection réglemen- taires.
Au vu d'exemples voisins, tels les forages de Boigny-sur- Bionne et de Donnery entre autres, il est possible que les eaux ex- ploitées soient chargées en fer ( ^ 0,25 mg/l). Dans ce cas, il faudra envisager une déferrisation des eaux avant distribution.
N. DESPREZ Ingénieur géologue au B.R.G.M.
Orléans, le 29 juillet 1