BRGM ELF-DISTRIBUTION 12, rue Jean Nicot 75340 - PARIS Cedex 07
ETUDE DE L'ENVIRONNEMENT DU SITE DE STOCKAGE DE PRODUITS FINIS A SAINT-MAUR-SUR-INDRE (INDRE)
par
N. DESPREZ
SERVICE GEOLOGIQUE REGIONAL DEPARTEMENT GEOLOGIE DE BASSIN DE PARIS L'AMENAGEMENT Agence Centre Hydrogéologie
74 SC^ 3A7 BDP ETUDE DE L'ENVIRONNEMENT DU SITE DE STOCKAGE DE PRODUITS FINIS A SAINT-MAUR-SUR-INDRE (INDRE)
RESUME
Ce rapport est présenté en application d'une convention passée entre ELF-Distribution et le B.R.G.M. Il concerne l'étude de la vulnérabilité de la nappe aquifère des calcaires de l'Oxfordien autour du dépôt de produits finis de St-Maur-sur-Indre (36) dans la banlieue occidentale de Châteauroux.
L'enquête hydrogéologique a montré que le site était situé en amont hydraulique d'un captage qui dessert 10.000 habitants à l'intérieur d'un syndicat intercommunal de 9 communes. Elle a permis de définir la surface d'équilibre de la nappe à moins de 3 mètres sous la plateforme du dépôt.
Les mesures préventives préconisées sont : - Etanchéification du radier et des talus de l'aire de stockage (ancienne carrière).
- Etablissement d'une tranchée drainante pour récupération de produits qui pourraient rejoindre la nappe. Les mesures curatives impliquent la création de captages de secours pour l'alimentation en eau du syndicat de St-Maur.
Les eaux de l'Indre qui véhiculent les effluents de la Ville de Châteauroux ne peuvent pas être prises en considération pour un renforcement temporaire de l'alimentation des habitants des 9 communes concernées. 1)
ETUDE DE L'ENVIRONNEMENT DU SITE DE STOCKAGE DE PRODUITS FINIS
A SAINT-MAUR-SUR-INDRE (INDRE)
1_I_™TRODUCTION
En application d'une convention passée entre ELF-DISTRIBU- TION et le Service géologique national (B.R.G.M.), le Service géologi- que régional Bassin de Paris, a été chargé d'étudier l'environnement d'un site de stockage d'hydrocarbures sur la commune de Saint-Maur- sur-Indre, hameau de Bel Air (37).
Le problème posé concerne : - Les risques de pollution encourus en cas de fuite ou dé- bordement, à partir des réservoirs ou des wagons-citernes de l'embranchement particulier. - Les mesures préventives susceptibles d'éviter ces risques,
- Les moyens à mettre en oeuvre dans le cas où, malgré les mesures préventives adoptées, la pollution serait devenue une réalité. Au cours d'une mission sur place, le 8 octobre dernier, en compagnie de MM. ROGEZ et FERRIEU, la vulnérabilité des eaux souter- raines a pu être établie en fonction de la position de la surface piézométrique, par rapport au dépôt, et de la lithologie du réservoir aquifère.
2_- NATURE_ET_VOLUME DES PRODUITS STOCKES
Le dépôt comprend 18 citernes et 3 bacs aériens. Fuel domestique : 11.470 va? Fuel léger : 65k " Gas-oil : 1.286 " Essence : 1.900 " Super-carburant : 3-700 "
19.010 m3
Les 3 bacs aériens contiennent du pétrole. ^•.^iSv^* '•
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Echelle : 1/200000 74.SGN347BDP íj le* '•v'-V' r'; la GogueHerie^ ^ ' 3-—*-_ »¿- lófr
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N leí Mieles LSMont/ W >v-~ Fontaine de la Demoiselle Captage syndical la Guillotine
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/f«A/..^*w Puits des Planches de Bel-Air 1 /\/ ; US ^ I x^' /- / o 7 DEPOT ELF J •
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Puits du chemin rural de St-Maur Carrière du Touîif«uï. ENVIRONNEMENT DU DÉPÔT Moulin de Von '"** ^f^>^^.l".Kcn't°'/'.,
¿>^3"v^S;\\le ChâiJau Fort •/> Puits de la RD 67 Echelle ¡1/25000 au Sud de Bel-Air 74 SGN 347 BDP LES PLANCHES
Puits PN 185
Ancien Four à chaux
Puits Gare Echelle : 1/2OOO Puits 74 SGN 347 BDP Chemin rural de StMAUR 2)
L'aire de stockage proprement dite occupe une surface de h.490 m^ environ. En supposant que le sol soit horizontal, la rupture simultanée de tous les réservoirs entraînerait une lame de liquide de plus de k m de hauteur théorique. Le pourcentage des pertes, quelle que soit l'origine réelle ou fictive, de celles-ci est de 2°/oo sur les livraisons. Dans le cas de St-Maur, il représente un volume de 1'ordre de 38 m3.
3- LE_SITE
L'aire de stockage est implantée dans une carrière autrefois exploitée pour la fabrication de la chaux. Les vestiges des fours subsistent dans la propriété contigue située à l'Est du dépôt. Le sol naturel est aux cotes ci-dessous (NGF)
- 142,3 à 1^2,6 au niveau du CD 67 - 1^3,9 au niveau de l'embranchement particulier. Le point le plus bas de l'ancienne exploitation, entre les réservoirs L et J est à la cote 13^i52. Le site est donc une cavité de près de 9 m de hauteur. Dans la moitié orientale de cette dépression ont été implan- tés le garage, les bureaux, l'aire de lavage, la pomperie, les postes de chargement, les 3 bacs aériens de pétrole et les aires d'accès vers le CD 67 (entrée au N.E. du site).
L'évacuation des eaux pluviales et résiduaires est basée sur l'absorption par le sol dans des fosses spécialement aménagées.
Selon un renseignement verbal, il y aurait trois puits à l'intérieur de l'emprise. Ces trois puits ne sont plus visibles et leurs positions n'ont pu être précisées. On ignore leurs conditions de fermeture. Selon les mêmes sources de renseignements, l'un de ces puits serait situé sous une des cuves.
Il n'y a pas de cuvette de rétention autour des cuves. Le sol est à nu. Toutes les canalisations sont aériennes en un réseau très dense, notamment dans l'aire de stockage. L'alimentation est assurée, à partir de la voie ferrée privée, par trois canalisations munies de 22 prises de dépotage.
4_-_ENVIRONNEMENT_IMMEDIAT
Le dépôt est situé en rive sud du chemin départemental n° 67 de Châteauroux à Mezières-en-Brenne, à la sortie occidentale du hameau de Bel-Air. Bien que la totalité de la population soit raccordée au réseau de distribution d'eau potable, y compris la maison d'agent SNCF du passage à niveau n° 185 située au Sud du site, certains puits sont encore utilisés, notamment pour l'arrosage des jardins ou l'ali- mentation du bétail, en raison, d'une part du coût de l'eau distribuéo d'autre part des fréquentes baisses de pression sur le réseau d'adduc- tion. 3)
C'est le cas, en particulier de la ferme de M. Roland DUNOD située immédiatement au Nord du dépôt, en rive septei trionale du CL 67. Le puits de cette exploitation agricole aurait été contami- né de 19^4 à 19^5 à. la suite de rejets d'essence synthétique dans le puits du four à chaux lors de la libération. A 0,3 km à l'Est du dé- pôt se trouve le château de Bel Air occupé par les installations du Lycée d'Etat Jean Giraudoux. C'est au puits de ce château que les époux DUNOD s'approvisionnaient en eau lors de la contamination par hydrocarbures du captage de leur ferme.
Au Sud et à l'Ouest du site, toutes les terres sont consa- crées à la culture intensive, jusqu'en bordure du coteau de l'Indre. Dans la plaine alluviale de l'Indre, on note d'amont en aval, le domaine de la Planche, le Petit Colombier, le Colombier, le château de la Saura. C'est au niveau de ce dernier que se situe la Fontaine de la Demoiselle, émergence captée pour l'alimentation en eau potable du Syndicat de Saint-Maur-sur-Indre, à 2 km en aval du dépôt étudié.
Les fronts de taille de la carrière découvrent sous une faible épaisseur de limon à cailloutis (0,3 à 0,k m), des calcaires en plaquettes, lithographiques, à cassure conchoïclale, et pseudomor- phosés de gypse, très fissurés. La fragmentation des couches de cal- caire a été certainement accrue par le fait même de l'exploitation (explosifs ?). 11 s'agit de terrains perméables en grand dont l'attri- bution stratigraphique dans les calcaires du Jurassique supérieur (j6 - J7a) a été précisée par S. DEBRAND-PASSARD dans la notice de la carte géologique à 1/50.000 Châteauroux (Calcaire de St-Maur Oxfordien sup.).
En bordure de la vallée de l'Indre, en amont, au niveau du Moulin de Von, un front de taille découvre les assises calcaires sous un pendage de l'ordre de 30° N.E. (calcaire de Von, en position stra- tigraphique subordonnée au calcaire de St-Maur). Cette observation implique une flexure de direction N.W.-S.E. ou une dislocation par gravité en bordure de plateau. Néanmoins, la structure ainsi observée est à retenir dans le cadre de la circulation des eaux dans la partie non saturée du réservoir aquifère.
éZ HYDROGEOLOGIE
Les puits situés aux alentours du dépôt ont été mesurés lors de la mission du 8 octobre dernier.
- Puits du passage à niveau n° 185 Profondeur 17>^0 m ) par rapport à la Niveau statique 9,65 m ) margelle Margelle 0,30 m Cote estimée au sol +1^2,^0 Cote de l'eau +132,45. - Puits de la garó de St-Maur Profondeur 13,20 m par rapport au sol Niveau de l'eau 11,85 m Cote estimée au sol +1^5,10 Cote de l'eau +133,25- - Puits du chemin rural de St-Maur Profondeur 10,90 m ) par rapport à la Niveau statique 9,20 m ) margelle Margelle 0,55 m Sol naturel à environ 3 m en dessous de l'orifice du puits de la gare Cote estimée au sol + 142 Cote de l'eau +132,^5. - Puits du thalweg de Bel Air Profondeur 11,35 m ) par rapport à la Niveau statique 6,80 m ) margelle Margelle 0,60 m Cote estimée au sol +138 Cote de l'eau +131,8. - Puits de la RD 67 au Sud de Bel Air Profondeur 10,50 m ) par rapport à la Niveau statique 10,50 m ) margelle Margelle 0,80 m Niveau estimée margelle +1^2,5 Niveau de l'eau +132,5- Les puits situés au Nord du dépôt ne sont pas accessibles. Le puits des Planches à 0,3 km au N.W., en bordure du plateau a les caractéristiques ci-dessous : Profondeur 6,h0 m ) par rapport à la Niveau statique 5,90 m ) margelle Margelle 0,60 m Cote estimée du sol +138 Cote de l'eau +132,2.
Ces différentes mesures montrent que la nappe aquifère des calcaires de St-Maur s'équilibre, actuellement entre +132 et 133 NGF, soit à 1,5 m ou 2,5m en dessous du radier du dépôt.
Un contrôle du niveau de l'Indre au pont de Bel Air (3»85 m par rapport à la route) indique la cote +132,2. La nappe est donc en équilibre avec le cours de la rivière. Lors d'une recharge de la nappe à la suite de précipitations efficaces, ou d'une remontée de la nappe lors d'une crue de l'Indre (obstacle à l'écoulement souterrain),ia surface piézométrique pourra atteindre, voire dépasser, la cote du fond de l'aire de stockage et l'inonder. Une observation de M. FERRIEU lors d'une crue de l'Indre confirme la proximité et l'amplitude du balancement de la surface piézométrique. 5)
7_Z_PARAMETRES_I_IYDRODYNAMIQUES DE LA NAPPE
A partir des résultats des forages exécutés dans la région de Châtoauroux, il est possible d'estimer, par transposition des dé- bits spécifiques, la transmissivité du réservoir aquifère. Ces valeurs sont données par défaut, car elles intègrent les pertes de charge au niveau des colonnes de captage.
- Forage rue de la Manufacture, dans la vallée de l'Indre Indice de classement du Service géologique national 544. 7-7 Débit 90 m3/h Rabattement 9 m Débit spécifique 10 // Transmissivité 2,7 x 10-3 Nappe captive sous les alluvions de l'Indre.
- Zone industrielle de la Pingaudière (plateau Sud-est de Châteauroux) Indice de classement 544.8.4 Débit 60 m3/h Rabattement 48 m Débit spécifique 1,25 m3/h/m Transmissivité 3,4 x 10~^ m2/s. Ces forages traversent en totalité le réservoir aquifère. Le pied des ouvrages atteind les argiles glauconieuses de l'Oxfordien inférieur.
- Captage de la Fontaine de la Demoiselle, dans la Vallée de l'Indre, à la limite des communes de St-Maur et de Niherne (renseignements DDA 37) Indice de classement 544.6.1 Débit artésien 80 m3/h Débit d'exploitation 190 Rabattement observable de l'ordre de 2 m. Rabattement réel d'après la courbe de rabattement 3 » 75 ni Débit spécifique 100 m3/h/m Transmissivité 1,3 x 10~2 m/s, valeur caractéristique d'un réseau karstique sous alluvial de l'Indre et témoin d'une perméabilité développée dans la partie haute du ré- servoir aquifère (captage de 9>5 m de profondeur, calcaire atteint à 1,50 m sous recouvrement de tourbe et de vase).
8 - UTILISATION DU CAPTAGE_DE LA FONTAINE ET DE LA DEMOISELLE
Ce captage, réalisé en 1948, a été mis en service en 1953- II dessert les communes ci-dessous :
- ST-MAUR-SUR-INDRE - NIIIERXE - CHEZELLES - VINEUIL - VILLEGONGIS - V1LLEDIEU-SUR-INDRE - VILLERS-LES-ORMES - FRANCILLON - ARGY. Scion la Direction départementale de l'Agriculture, le captage alimente une population de 10.000 habitants.
9_-_CAPTAGES_PUBLICS SITUES EN_AVAL
Le seul captage situé dans des conditions hydrogéologiques analogues est le puits de Buzançais (débit 120 m-^/h) qui alimente une population de 5.200 habitants (recensement 1968). 10_-_C0NCLUS10NS_RELATIVES A_L'ETUDE GEOLOGIQUE ET_HYDROGEOLOGIQUE
Le réservoir aquifère, par sa nature lithologique, est très vulnérable. La nappe est subaffleurante sous le dépôt. Elle est en équilibre avec l'Indre. Que les circulations soient orientées vers le N.W en direction du captage de la Source Demoiselle ou qu'elles soient orientées vers le Nord en direction de l'Indre, toute pollution sera ramenée vers le captage syndical.
11 - MESURES PREVENTIVES
11 - 1 - Aire de stockage 11-11 - Etanchéification du sol
On a vu que le sol de l'aire de stockage ne bénéficiait d'aucune protection.
Il importe donc de procéder à son étanchéification dans les espaces intercuves et au niveau des talus.
L'étanchéité après travaux ne peut pas être garantie en totalité, du fait - de la non-étanchéité au niveau des cuves elles-mêmes, - de la présence de puits plus ou moins bien rebouchés, non visibles, de position incertaine sur l'emprise du dépôt, - de dispositif d'absorption en dehors de l'aire de stoc- kage, dans le cas de projections d'hydrocarbures. Compte-tenu de l'encombrement des espaces intercuves par les canalisations de desserte, 1'etanchéification ne pourra être réa- lisée que manuellement.
Il faut conseiller pour cette opération la mise en place d'un écran tri-couche constitué par : - un revê tement de 0,15 m d'argile damée (perméabilité de 10 -8 m/s), - une inter-couche de 0,10 m de sable très fin (sable alluvial ou sable de Vierzon), - un revêtement supérieur de 0,15 m d'argile damée. 7)
Ce dispositif permet : - de compenser les fissures de retrait de l'argile en cas do dessiccation prolongée, - de retenir les hydrocarbures dans une éponge constituée par 1'intercouche de sable (retrait et traitement dans un séparateur d'huiles), - de reconstituer rapidement la couverture en cas d'incident
On peut envisager de réserver une pente lors de la mise en place du tricouche afin de canaliser les produits pour en faciliter la récupération.
11-12 - Récupération des hydrocarbures II importe également d'étudier les moyens à mettre en oeuvre dans le cas d'un incident postérieur à une détérioration éven- tuelle du revêtement ou de fuites en dessous des cuves, (les cuves reposent sur des couches de sable de concassage compacté, séparées par des lits de tout-venant. La partie supérieure est revêtue d'un enrobé dense de k cm d'épaisseur).
Il s'agit de récupérer les hydrocarbures par pompage, - soit en limite du dépôt au niveau d'une tranchée ouver- te dans la nappe, - soit au niveau d'un puits spécialement aménagé et équi- pé d'une pompe permettant un débit tel que le cône de dépression couvre la totalité du dépôt.
Le positionnement de la tranchée, dans le cas d'une tran- chée partielle, nécessite un relevé piézométrique et topographique très fin à l'intérieur d'une piézométrie généralisée afin de détermi- ner les caractéristiques principales de l'écoulement ausi bien au cours d'un étiage soutenu qu'en période de crue de nappe. Ces caracté- ristiques de l'écoulement seront à confirmer par des colorations à réaliser à partir d'une injection de traceur dans un puits spéciale- ment exécuté,et par des observations à l'intérieur du site, dans des points spécialement aménagés.
Le positionnement d'un forage pour récupération nécessite également la mise en place de piézomètres pour étudier l'extension du cône de rabattement en fonction du débit. Rappelons que l'accès, pour le matériel de forage, pose des problèmes très particuliers en raison des canalisations existantes.
D'autre part, le rabattement de la surface piézométrique au niveau du dépôt peut provoquer des tassements sous les cuves et entraîner leur déséquilibre. La constitution d'une tranchée paraît, ei, conséquence, la solution la mieux adaptée, en raison de la proximité de la surface piézométrique. 8)
11-2 - Desserte ferroviaire La desserte ferroviaire du dépôt a une longueur de 260 m environ (210 m entre les prises de dépotage extrêmes). De part et d'au- tre de la voie ferrée, à l'Ouest du dépôt, il n'existe aucun point d'eau pennettant de déterminer l'allure de la piézométrie au niveau du mamelon qui sépare le thalweg (sec) du Petit Colombier, du thalweg des Planches. Il est donc nécessaire de réaliser des sondages piézomé- triques (1O) afin de déterminer le positionnement et le nombre de fo- rages destinés à fixer la pollution par pompage.
En effet, le résultat de ces sondages permettra de dire si les dispositifs préconisés pour la prévention au niveau de l'aire de stockage pourront être utilisés pour la récupération des produits per- dus dans la partie orientale de la desserte.
12 - MESURES CURATIVES _as — Ces mesures concernent la continuité de la distribution de l'eau potable aux 10.000 habitants raccordés au syndicat intercommunal, c'est-à-dire la réalisation d'un ou plusieurs captages susceptibles de fournir un débit minimal cumulé de 200 m^/h.
Toute recherche dans ce sens au niveau du plateau méridional de l'Indre en aval de St-Maur est exclue. Une investigation des res- sources en eau du plateau septentrional est seule à envisager.
Il s'agit de prospecter une surface d'environ 250 km^, de modifier et de compléter les infrastructures du réseau de distribution et d'investir la réalisation de k ou 5 forages d'une profondeur compri- se entre ^0 et 80 m et leurs équipements (pompes, stations de pompage, amenée de l'électricité, achat de terrains, servitudes de protection).
23_-_CONCLUSIONS
Le dépôt de St-Maur-sur-Indre est implanté sur des calcaires très fissurés, qui constituent le réservoir d'une nappe d'eau souter- raine subaffleurante dont l'émergence principale visible est captée pour l'alimentation en eau potable de 10.000 habitants groupés en un syndicat de 9 communes, à 2 km en aval hydraulique du site étudié.
Le problème posé concerne les moyens préventifs et curatifs à mettre en oeuvre en cas d'accident dans le dépôt et sur la desserte ferroviaire. Mous proposons les solutions ci-dessous pour parer toute eventual!té.
13-1 - Dépôt 13-11 - Prévention contre l'infiltration L'infiltration des hydrocarbures pourra être freinée par la mise en place d'un écran protecteur tricouche composé d'une couche de sable de 10 cm comprise entre 2 couches d'argile damée de 15 cm. 9)
L'étanchéification ne sera pas totale en raison a) de l'absence de couche imperméable sous les cuves et de fosse de rétention, b) de l'existence de puits non visibles et non retrouvés sur l'emprise du dépôt.
13-12 - Prévention contre la propagation II s'agit d'arrêter la propagation avant le passage d'une pollution à l'extérieur du dépôt. Le moyen le plus efficace consiste à établir une tranchée ouverte jusqu'à la nappe d'eau souterraine afin d'évacuer les produits vers des séparateurs d'huiles.
Le positionnement de cette tranchée, sa profondeur et son extension ne pourront être précisés qu'après avoir obtenu la connais- sance précise des conditions d'écoulement de la nappe à l'aide de pié- zomètres et d'expérience de traçage à l'intérieur du site et à l'exté- rieur de celui-ci (puits voisins et Source de la Demoiselle).
La réalisation de piézomètres à l'intérieur, de l'emprise implique un libre passage pour le matériel de sondage.
13-13 - Sauvegarde de l'alimentation en eau potable du syndicat de St-Maur La sauvegarde de l'alimentation en eau des 10.000 habi- tants desservis par la Source de la Demoiselle ne pourra être assurée que par la réalisation de captages de secours sur le plateau septen- trional du bassin de l'Indre.
Elle implique une recherche préalable des ressources sur un territoire de 250 km2, et, compte-tenu des résultats obtenus par les captages des alentours, la création de k à 6 forages de kO à 80 m de profondeur, permettant d'obtenir un débit cumulé de 200 m^/h. Il faut envisager également l'installation de nouvelles canalisations, l'équipement des ouvrages et leur alimentation en énergie.
13 ~ 2 — Desserte ferroviaire La solution d'une tranchée ne peut être retenue ici, puis- que la surface piézométrique s'équilibre à la limite orientale de l'em- branchement particulier vers 11 m de profondeur (cf. puits du passage à niveau n° 185).
La seule solution à retenir est le pompage dans un ou plusieurs forages réalisés après une étude piézométrique de l'écoule- ment sur une longueur de 250 m en bordure de la voie ferrée. Il est en effet possible qu'un écoulement partiel se dégage vers l'aire de stockage et, dans ce cas, la pollution pourrait être enrayée, dans cette direction, par pompage dans le fossé drainant préconisé en li- mite d'emprise. En ce qui concerne la sauvegarde de l'alimentation en eau de la population, il s'agit également, dans ce cas, de prévoir des captages complémentaires sur l'autre versant de l'Indre.