BRGM L'ENTREPRISE AU SERVICE DE LA TERRE
Syndicat Intercommunal des Eaux de SAINT SYMPHORIEN - SAINT CYR-SUR-LOIRE SAINTE RADEGONDE (37)
ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DE FAISABILITE D'UN CAPTAGE DE L'AQUIFERE CENOMANIEN
Par J. AURIOL et C. MARTINS
R 31601 CEN 4S/90 OCTOBRE 1990
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES AGENCE REGIONALE CENTRE Avenue de Concyr - BP 6009 45060 ORLEANS CEDEX Tél. : 38.64.37.37 INFORMATIONS A NOS LECTEURS
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AGENCE REGIONALE CENTRE
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J. AURIOL, C. MARTTNS 1990 Syndicat Intercommunal des Eaux de SAINT SYMPHORIEN - SAINT CYR-SUR-WIRE - SAINTE RADEGONDE (37) - ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DE FAISA BILITE D'UN CAPTAGE DE L'AQUIFERE CENOMANIEN R 31601 CEN 4S/90 16 pages, 8 figures, 3 tableaux, 1 annexe
(auteur, année d'édition, titre, nature et numéro du document, nombre de pages, de figures, de tableaux, de planches, d'annexés).
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Fiche des cont rOle '±etie «le lecture
Rapport n' : R 31601 CEN 4S/90
Opération n' : 93 158 20479
Contrat n" : Syndicat Intercommunal des Eaux de SAINT SYMPHORTF.N - SATNT CYR-SUR-LOIRE - SAINTE RADEGONDE (37)
ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DE FAISABILITE D'UN CAPTAGE DE L'AQUIFERE CENOMANIEN
N" Rapport : R 31601 CEN 4S/90 Auteurs : J. AURIOL N" PR : 93 158 20479 C. MARTINS
RESUME BUT
Le Syndicat Intercommunal des Eaux de SAINT SYMPHORIEN, SAINT CYR-SUR-LOIRE et SAINTE RADEGONDE (41, Quai Portillon - SAINT CYR-SUR-LOIRE 37023 TOURS), souhaite diversifier ses ressources d'approvi sionnement.
Dans ce cadre, le Syndicat a souhaité connaître les possibilités d'ex ploitation de l'aquifère Cénomanien à hauteur de 300 m3/h.
OBJET
Le Syndicat a confié au BRGM-CENTRE l'étude de faisabilité d'un ou deux forages captant l'aquifère Cénomanien et implantés au droit de l'Ile Simon d'une part, du château d'eau près de la RN 138, d'autre part.
RESULTATS OBTENUS
L'étude hydrogéologique locale a mis en évidence :
• la nécessité d'envisager au moins deux forages (FI) et (F2) pour atteindre un débit maximal souhaité (profondeur estimée 220 et 235 mètres),
• une limitation à 2 x 80 m3/h environ (3 800 m3/jour au total), en pompage continu, des possibilités de captage local de l'aquifère Cénomanien, compte tenu des contraintes d'exploitation des deux ouvrages projetés et des ouvrages existants captant cet aquifère,
• un débit continu possible de 120 m3/h environ (2 900 m3/jour) par le seul ouvrage (FI), (F2) n'étant pas réalisé,
• le risque d'une teneur en fer de l'eau produite, supérieure à 1 mg/1,
les ouvrages projetés ayant une profondeur supérieure à 40 mètres seront soumis à autorisation préfectorale préalable
Outre ce résumé, ce rapport contient 26 pages, dont 8 figures, 3 tableaux et 1 annexe Table des Matières
1 - INTRODUCTION 1
2 - PROFIL GEOLOGIQUE 4
3 - INVENTAIRE DES OUVRAGES ENVIRONNANTS 6
4 - INFLUENCE PREVISIONNELLE DU PROJET 12
4.1 - PROCEDE DE CALCUL MIS EN OEUVRE 12
4.2 - DESCRIPTION SOMMAIRE DU MODELE 12
4.3 - HYPOTHESE DE PRELEVEMENT 13
4.4 - RABATTEMENTS MOYENS PREVISIONNELS 13
4.4.1 - Méthode de calcul..... 13 4.4.2 - Estimation du rabattement dans les ouvrages projetés FI et F2 17 4.4.3 - Rabattements admissibles sur les ouvrages envi ronnants 18 5 - DESCRIPTIF DU PROJET 20
5.1- COUPE GEOLOGIQUE PREVISIONNELLE 20
5.2 - COUPE TECHNIQUE PREVISIONNELLE 20
5.3 - TRAVAUX A REALISER 21
5.4 - QUALITE CHIMIQUE PREVISIONNELLE DE L'EAU 24
5.5 - EQUIPEMENT DE POMPAGE 25
6 - COUT ESTIMATIF DU PROJET 26 Liste des Figures
Figure 1 : PLAN DR SITUATION 2
Figure 2 : PLAN DE SITUATION (échelle 1/25.000) 3
Figure 3 : PROFIL GEOLOGIQUE SCHEMATIQUE 5
Figure A : ZONE DU PROJET 9
Figure 5 : COUPE LONGITUDINALE SCHEMATIQUE DU SYSTEME AQUIFERE EN INDRE-ET-LOIRE 11 Figure 6 : RESEAU DES MAILLES DU MODELE HYDRODYNAMIQUE 14
Figure 7 : COUPES LITHOLOGIQUE ET TECHNIQUE PREVISIONNELLES (FI) 22
Figure 8 : COUPES LITHOLOGIQUE ET TECHNIQUE PREVISIONNELLES (F2) 23
Liste des Tableaux
Tableau 1 : OUVRAGES captant l'aquifère CENOMANIEN dans la zone géographique du PROJET 7
Tableau 2 : OUVRAGES captant l'aquifère SENO-TURONIEN dans la zone géographique du PROJET et de profondeur supé rieure à 40 mètres 10
Tableau 3 : RABATTEMENTS au droit des MAILLES du MODELE de SIMULATION de l'aquifère CENOMANIEN dans la zone géographique du PROJET 15
ANNEXE : REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES - 1 -
1 - INTRODUCTION
Le Syndicat Intercommunal des Eaux de SAINT SYMPHORIEN, SAINT CYR-SUR-LOIRE et SAINTE RADEGONDE (41, Quai Portillon SAINT CYR-SUR-LOIRE 37023 TOURS) a confié au BRGM-CENTRE la réalisation d'une étude hydrogéologique de faisabilité d'un captage de l'aquifère Cénomanien, à proximité des installations de production d'eau existantes (Ile Simon et/ou château d'eau près N 138) (cf. plans de situation FIGURES 1 et 2).
L'objectif du syndicat est de disposer d'éléments pour apprécier la possibilité d'augmenter sa capacité de production actuelle d'environ 300 m3/h supplémentaires.
Une telle production ne semble pas, a priori, pouvoir être obtenue à partir d'un seul ouvrage, compte tenu de la productivité des forages similaires recensés ; on a donc retenu le principe de deux ouvrages :
(FI) situé au droit du champ captant actuel de l'Ile Simon (F2) situé à proximité du château d'eau du Syndicat (RN 138).
Les ouvrages projetés ayant une profondeur supérieure à 40 mètres, seront soumis à autorisation préfectorale préalable (Décret-loi 1935 sur la protection des eaux souterraines, en vigueur depuis 1985 en INDRE-ET-LOIRE) .
Rapport BRGM N° R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 FIGURE 1 : PLAN DE SITUATION
INDRE-ET-LOIRE (37)
Rapport BRGN\ N° R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 TRACE PROFIL GEOLOGIQUE FORAGE avec N'd'ARCHt. VAGE £; 1:25000 - 4 -
2 - PROFIL GEOLOGIQUE
L'inventaire des forages locaux existants et leurs caractéristiques géologiques, a permis la construction d'un profil géologique sensible ment Sud-Nord (cf. tracé indiqué FIGURE 2), que l'on a représenté FIGURE 3.
On peut ainsi constater les profondeurs prévisionnelles des deux ou vrages envisagés :
FI - Ile Simon : 220 mètres F2 - Château d'eau : 235 mètres
On préconise, en effet, de capter l'ensemble de la hauteur traversée de l'aquifère, afin d'obtenir une fiabilité d'exploitation suffisante.
L'épaisseur estimée de la couche sus-jacente (niveau Turonien) est de 80 mètres pour (FI) et 95 mètres pour (F2).
L'épaisseur des Marnes à Ostracées, niveau semi-perméable séparant les sables cénomaniens du Calcaire Turonien est évalué à une dizaine de mètres dans chaque ouvrage.
Rapport BRGNvN° R 31601 CEN AS/90 - Octobre 1990 Rapport BRGtt N* R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - f. -
3 - INVENTAIRE DES OUVRAGES ENVIRONNANTS
On a procédé à un inventaire des ouvrages captant l'aquifère Cénomanien, dans un rayon de 10 km environ autour des sites des forages projetés.
Leur identification et leurs principales caractéristiques sont reportées dans le Tableau 1 ci-après, et leurs positions relatives sur la FIGURE 4 ainsi que les courbes isopièzes observées en 19S6.
On peut constater que :
• certains ouvrages existants ne semblent plus exploités si l'on considère les volumes prélevés en 1986 et déclarés auprès de 1'AGENCE DE BASSIN LOIRE-BRETAGNE,
• pour le forage FI, les ouvrages les plus rapprochés exploités par des industries, sont :
le forage 457-SX-0038 - Distance 900 m le forage 457-8X-0040 - Distance 1 100 m
• pour le projet F2 l'ouvrage le plus rapproché est celui de la Société S.K.F. distant de 500 mètres environ.
Par ailleurs il apparaît utile d'une façon générale d'inventorier (cf. Tableau 2 les ouvrages proches captant l'aquifère Turonien et d'une profondeur significative (on a retenu le seuil des 40 mètres) : en effet les deux niveaux aquifères (Turonien et sables cénomaniens) sont séparés par une couche semi-perméable de Marnes à Ostracées d'une dizaine de mètres d'épaisseur ; leurs exploitations respectives peuvent s'inter- influencer à terme par phénomène de drainance (faible écoulement à travers le niveau semi-perméable, suivant le schéma de principe du système aquifère en INDRE-ET-LOIRE indiqué FIGURE 5).
Bien qu'il ne soit pas possible actuellement de prévoir les abaissements piézométriques (rabattements) induits par l'exploitation de l'aquifère Cénomanien, dans l'aquifère Turonien (et réciproquement), il est sou haitable d'identifier les ouvrages les plus rapprochés afin, le cas échéant, d'en surveiller l'évolution.
Rapport BRGM N° R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 PROJET de FORAGE du S.I.A.E.P. de St-CYR-s/-LQIRE, St-SYHPHORIEN, Ste-RADE60NDE (37) TABLEAU 1
P3 s» Coordonnées Laibert approximatives de l'ouvrage (FI - Ile Siaon) : X(k«) = 474.55 ; Y(k«) = 267.85 («aille du Modèle : 76/8/6/3) •o •a ,, ,, ,, ,, (F2 - Château -d'eau) : X(ki) = 473.80 ; Y(kia) = 270.46 («aille du Modèle : 76/5/9/7) o
co PO OUVRASES captant l'aquifère CENOMANIEN dans la zone géographique du PROJET
n' insee n' Maille Profondeur Usage Distance Volute O N» B.R.6.H. Comune de la Coiaune Désignation X(kffl) Y(ka> Z(« N.B.F.) du Modèle totale de l'eau au PROJET prélevé en (s) FI (ki) 1986 («3) n m a: 457/3X/0003 CHARENTILLY 59 Ch.Poille 467,77 275,25 99 76/1/8/8 214 A.E.P. 10,0 0 •li en »». 457/4X/0007 TOURS 261 Base 705 477,43 271,85 100 76/6/5/8 123 A.E.P. 4,9 0 O
O 457/41/0013 TOURS 261 Base 705 2 477,38 271,77 99 76/6/5/8 170 A.E.P. 4,8 1.400 n rr O 457/4K/0056 TOURS 261 Base 705 3 477,52 271,74 104 76/6/5/8 220 A.E.P. 145.300 O" 4,9 •"! n 457/7X/0163 FONDETTES 109 La Bourdonniére 467,93 269,75 97 76/7/2/3 230 A.E.P. 6,9 463.000
o 457/8X/0010 JOUE-les-TOURS 122 D.Lions 1 475,00 264,55 50 90/3/1/1 203 A.E.P. 3,3 320.700
457/8X/0038 TOURS 261 Glacière 474,97 267,05 50 76/8/6/9 136 INDUSTRIE 0,9 7.500
457/BX/0040 TOURS 261 Brasserie 474,65 266,71 48 76/8/6/9 170 INDUSTRIE 1,1 20.000
457/8X/0041 JOUE-les-TOURS 122 Michelin 1 472,67 262,63 85 90/2/5/5 254 INDUSTRIE 5,5 160.200
457/8X/0042 JOUE-les-TOURS 122 Michelin 2 472,30 262,70 86 90/2/5/5 258 INDUSTRIE 5,6 55.000 OUVRAGES captant l'aquifère CENOMANIEN dans la zone géographique du PROJET TABLEAU 1 (suite)
50 eu n' insee 1 •a n Maille Profondeur Usage Distance Volume o N' B.R.6.H. Commune de la Commune Désignation X(ka) Y(ki) Zd N.6.F.) du Modèle totale de l'eau au PROJET prélevé en (s) (km) 1986 (a3) rt 09 50 457/8X/0043 JOUE-les-TOURS 122 Michelin 4 472,70 263,26 84 90/2/5/2 262 INDUSTRIE 58.300 O 4,9
457/8X/0044 JOUE-les-TOURS 122 Michelin 3 472,32 263,28 84 90/2/5/2 255 INDUSTRIE 5,1 44.900
50 u> 457/8X/0067 SAINT-CYR-sur-LOIRE 214 S.K.F. 473,80 269,95 98 76/8/3/1 169 INDUSTRIE 2,2 218.700 i—• o 457/8Ï/02B3 La RICHE 195 (près du réservoir) 472,15 266,30 50 76/8/8/1 185 A.E.P. 2,9 618.200 o 457/8X/0288 JOUE-les-TOURS 122 La Troue 473,00 261,37 85 90/2/8/3 252 A.E.P. 6,7 742.100 z 457/8X/0291 JOUE-les-TOURS 122 La Mignonne 473,50 261,40 85 90/2/9/1 260 A.E.P. 6,5 1.206.000 vO O 457/8X/0296 TOURS 261 Schsidt 474,66 265,58 47 76/8/9/6 175 INDUSTRIE 2,3 0 I O 03 o 457/8X/0303 JOUE-les-TOURS 122 D.Lions 2 475,00 264,55 50 90/3/1/1 219 A.E.P. 3,3 753.800 I O cr 457/8X/0306 SAINT-AVERTIN 208 Rosnay 477,60 262,75 85 90/3/5/5 219 A.E.P. 5,9 944.500
U3 458/1X/0I05 NQTRE-DAME-D'OE 172 Ganoire 2 478,50 275,85 90 76/3/9/4 244 A.E.P. 8,9 73.300 o 458/5X/0016 SAINT-AVERT1N 208 Ecorchevea 479,75 264,35 45 90/3/3/6 160 A.E.P. 6,3 947.000
458/5X/0190 CHAMBRAY-les-TOURS 50 Près Réservoir 478,05 261,60 90 90/3/8/3 230 A.E.P. 7,2 384.100
487/3X/0008 BALLAN-MIRé 18 467,75 260,10 90 90/1/8/8 282 A.E.P. 10,3 218.500
VOLUME TOTAL PRELEVE en 1986 dans la zone géographique du PROJET !s3) . : S.570.600 soit un débit moyen (m3/h) : 978,4 - 9 -
FIGURE 4 : ZONE DU PROJET
RESEflU DES MRILLES DU MODELE HTDRODTNRHIOUE 280
275
270
265
260 465 «70 «75 H60 U65
•MH/EW Ifl/M/H II I2IIJ7IM
Ouvrag* exploitant l'aquifAr* CCNOHANIQI
Courba iaopièu obMrvé* (1986) («n m NGT) BRGM
dm Mill* du Hodèl*
Rapport BRGI* N° E 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 PROJET de FORAGE du S.I.A.E.P. de St-CYR-s/-LQIRE, St-SYHPHORIEN, Ste-RflDEBONDE (37) TABLEAU 2
50 Cu Coordonnées Laabert approxiaatives de l'ouvrage (FI - Ile Sinon) : Ma) = 474.55 ; Y(ka) = 267.85 («aille du Modèle : 76/6/6/3) T3 ,, ,, ,, ,, (F2 - Château -d'eau) : X(ki) = 473.80 ; Y(fci) = 270.46 (Maille du Modèle : 76/5/9/7) O •t ft
O OUVRAGES captant l'aquifère SENO-TURONIEN dans la zone géographique du PROJET ?! et de profondeur supérieure à 40 mètres
53 n' insee n* Maille Profondeur Usage Distance Volume O N* 8.R.6.M. Comiune de la Coaaune Désignation X(ka) Y(ki) Z(a N.6.F.J du Modèle totale de l'eau au PROJET prélevé en (l) FI (kn) 1986 (ai3) n 457/4X/0057 METTRAY 152 Bourgett.2 473,37 273,25 90 76/5/6/1 102 A.E.P. 5,5 52.100 M 457/5X/01B8 ST-PIERRE-des-CORPS 233 H.L.M. 478,30 266,55 48 76/9/8/3 40 INDUSTRIE 4,0 0 O 457/8X/0048 JOUE-les-TOURS 122 Hutchinson 474,10 263,18 76 90/2/6/2 70 INDUSTRIE 4,7 30.800 o o o o 457/8X/0120 TOURS 261 Iipriaerie 475,60 267,15 49 76/9/4/8 40 INDUSTRIE 1,3 13.600 I c "S 457/8X/0122 TOURS 261 Maaaouth 476,57 267,15 49 76/6/7/6 75 INDUSTRIE 2,1 124.000
vu O 458/1X/0071 PARçAY-flESLAY 179 Sillet 479,45 275,62 97 76/3/9/6 50 AGRICULTURE 9,2 10.000
VOLUME TOTAL PRELEVE en 1986 dans la zone géographique du PROJET (a3) . : 230.500 soit un débit moyen (a3/h) : 26,3 COUPE LONGITUDINALE SCHEMATIQUE du SYSTEME AQUIFERE en INDRE S LOIRE (37Tfr
- Principe de fonctionnement des captages -
o
0 50
o o Surfic»
n 2: tomlsltn et w émue
Xi a i o SND-TURONIBI k • ntnefets
JUrwslqw - 12 -
4 - INFLUENCE PREVISIONNELLE DU PROJET
4.1 - Procédé de calcul rais en oeuvre
On recherche l'abaissement de niveau à distance (rabattement) que provoquerait les ouvrages projetés. On procède à leur simulation sur modèle hydrodynamique, suivant différentes hypothèses de prélèvements.
Le modèle existant est réalisé avec le logiciel VTDN du BRGM (simulation d'un écoulement bi-dimensionnel, en régime permanent ou transitoire ; calculs des surface piézométriques au droit des noeuds d'un maillage carré régulier, pouvant le cas échéant être subdivisé ; méthode de calcul des différences finies).
4.2 - Description sommaire du modèle (rappels)
L'aquîfère CENOMANIEN au droit de la zone d'étude appartient à un système aquifère multi-couche.
On a pris en compte les deux niveaux aquifères principaux de ce système :
- le niveau SENO-TURONIEN - le niveau CENOMANIEN
Les deux niveaux, séparés par une couche semi-perméable de marnes à ostracées d'une dizaine de mètres d'épaisseur, sont l'objet d'échanges d'eau par drainance.
Le niveau jurassique sous-jacent est assimilé à une couche imperméable.
La transmissivité moyenne de 1'aquifère CENOMANIEN est estimée à ÎO"3 m2/s.
L'extension géographique de ce système aquifère recouvre le département de l'Indre-et-Loire, mais également une partie des cinq départements limitrophes.
Le modèle régional représentatif de ce système aquifère a fait l'objet de plusieurs études ; les rapports correspondants peuvent être consultés auprès du BRGM/CENTRE ; on trouvera en Annexe les références prin cipales.
Rapport BRGM N° R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - 13 -
On a reporté Figure 6 la partie du mai liage correspondant au département de l'Indre-et-Loire, ainsi que l'extension de la zone de la présente étude.
La surface piézométrique adoptée comme référence pour l'aquifère CENOMANIEN est celle correspondant au dernier relevé général effectué en 1986 ; on a reporté Figure 4 la partie correspondant à la zone d'étude.
Le débit moyen total extrait de l'aquifère CENOMANIEN en 19S6 est ainsi estimé à 2 300 m3/h.
4.3 - Hypothèse de prélèvement
Le débit continu de prélèvement souhaité par le Syndicat est de 300 m3/h ; on a supposé dans un premier temps cette production également répartie entre les deux projets FI et F2, soient 150 m3/h en continu pour chacun d'eux.
4.4 - Rabattements moyens prévisionnels
4.4.1 - METHODE DE CALCUL
Prenant en compte l'ensemble des prélèvements moyens effectués dans l'aquifère Cénomanien, notamment ceux existants à proximité du projet, le Modèle mathématique permet la simulation en régime permanent des effets à distance des nouveaux débits envisagés dans les forages (FI) et (F2). Ces effets se traduiront par un abaissement moyen du niveau de l'eau (rabattement) au droit des différents ouvrages, par rapport à la situation de référence adoptée (dernière surface piézométrique observée en 1986).
Ces rabattements sont calculés au droit des mailles du Modèle, contenant les ouvrages ; on a reporté ces valeurs dans le Tableau 3.
Rapport BRGM N* R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 FIGURE 6 - H -
RESEfiU DES NfllUES DU MODELE HYDRODYNAMIQUE
305 +• . ,1, ;—i h
245 .
230 .
215 i
200 4
185 420 1430 MUO 450 460 470 460 490 5Û0 510 520 530
ot/zi/so B IB.«H4I
Limitt du déportcment de l'Indre et Loire Q CheH lieu de canton
Limite de iû zone d'étude Moitié du modèle de simulation Tracé des court d'tou
Rapport BRGNVN0 R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 1,8 1,3 4,5 4,5 1,1 1,1 5,7 5,7 0,5 5,7 4,5 33,8 150 œ3/h F2 seul (s) TABLEAU 3 Hypothèse 8,0 3,2 2,9 0,7 8,0 8,0 2,8 2,8 14,4 14,4 14,4 33,4 150 u3/h Fi et F2 Hypothèse Rabattements 1,5 1,7 1,6 1,6 9,8 9,3 4,5 0,2 2,3 2,3 2,3 9,8 150 i3/h FI seul Hypothèse 1,1 4,9 4,8 4,9 6,9 3,3 0,9 5,6 5,5 2,7 10,0 Distance FI (km) au PROJET 136 170 123 170 214 220 203 254 258 230 220 235 (a) totale Profondeur 90/2/5/5 76/7/2/3 90/3/1/1 76/8/6/9 76/8/6/9 90/2/5/5 76/6/5/8 76/6/5/8 76/4/5/8 76/8/6/3 76/1/8/8 76/5/9/7 n» «aille du Modèle que du PROJET 48 B5 86 48 97 50 50 95 99 99 104 100 Z sol (i N.6.F.) 266,71 267,05 262,63 262,70 271,85 271,77 271,74 269,75 264,55 267,85 270,46 275,25 Y(fci) E (37) Ste-RADEËÛND 472,67 472,30 473,80 467,77 477,43 477,38 477,52 467,93 475,00 474,97 474,65 474,55 X(koi) 1 a zone géograph CENOMANIEN dans l Désignation Michelin 2 Base 705 Base 705 2 Base 705 3 La Bourdonnière D.Lions 1 Glacière Brasserie Michelin 1 Projet lie Siaon Projet Château d'eau Ch.Poille t «JLATION de l'aquifèr 59 109 122 122 122 261 261 261 214 214 261 261 n* insee de la Commune Coasmne , St-SYHFHQRIEN , . de St-CYR-s/-LOIRE E du S.I.A.E.P PROJET de FORAE JOUE-les-TOURS TOURS TOURS JOUE-les-TOURS JOUE-les-TOURS TOURS TOURS FONDETTES SAINT-CYR-S/-LOIRE CHARENTILLY TOURS SAINT-CYR-5/-L0IRE u KODELE de SI! u droit des «AILLES d F2 FI 457/7X/0163 457/4X/0056 457/4X/0013 457/8X/0042 457/BX/0041 457/BX/003S 457/8X/0040 457/SX/0010 457/4X/0007 457/3X/0003 N' B.R.6.N. RABATTEMENTS .
o z 1 Z 03 50 O rt O 1—• 50
O > Rappor CEN * 0ct( Dbre 199( RABATTEMENTS au droit des MAILLES du MODELE de SIMULATION de l'aquifère CENOMANIEN dans la zone géographique du PROJET TABLEAU 3 (suite) BJ •o o -i Rabatteaents (a)
o n' insee n» Maille Profondeur Distance Hypothèse Hypothèse Hypothèse Comune de la Comune Désignation X(ka) Y 457/8X/0043 JOUE-les-TO'JRS 122 Michelin 4 472,70 263,26 B4 90/2/5/2 262 4,9 1,6 2,8 1,1 o 457/8X/0044 JOUE-les-TOURS 122 Michelin 3 472,32 263,28 84 90/2/5/2 nec 5,1 1,6 2,8 1,1 o a 457/8X/0067 SAINT-CYR-sur-LQIRE 214 S.K.F. 473,80 269,95 98 76/3/3/1 169 2,2 6,3 13,8 7,5 457/BX/02B3 La RICHE 195 (près du réservoir) 472,15 266,30 50 76/8/8/1 185 2,9 4,0 6,6 2,7 O 457/8X/028B JOUE-les-TOURS 122 La Troue 473,00 261,37 85 90/2/8/3 252 6,7 1.2 2,0 0,3 O 473,50 261,40 85 6,5 1,3 0,9 n 457/8K/0291 JOUE-les-TOURS 122 La Mignonne 90/2/9/1 260 *•!*• r* O o* 457/8X/0296 TOURS 261 Schsidt 474,66 265,58 47 76/8/9/6 175 2,3 5,1 3,0 2,9 ro"i vu 457/8X/0303 JOUE-les-TOURS 122 D.Lions 2 475,00 264,55 50 90/3/1/1 219 3,3 1,7 2,9 1,3 o 457/BX/0306 SAINT-AVERTIN 203 Rosnay 477,60 262,75 85 90/3/5/5 219 5,9 1,7 2,9 1,3 458/1X/0105 NOTRE-DAME-D'OE 172 Ganoire 2 478,50 275,85 90 76/3/9/4 244 8,9 0,5 2,0 1,4 45B/5X/0016 SAINT-AVERTIN 208 Ecorchevea 479,75 264,35 45 90/3/3/6 160 6,3 1,7 2,9 1,3 45B/5X/0190 CHAMBRAY-les-TQURS 50 Près Réservoir 478,05 261,60 90 90/3/8/3 230 7,2 1,7 2,9 1,3 4B7/3X/0008 BALLAN-MIRé 18 467,75 260,10 90 90/1/8/8 2B2 10,3 0,3 1,4 0,6 - 17 - A.A.2 - ESTIMATION DU RABATTEMENT DANS LES OUVRAGES PROJETES FI et F2 Les valeurs de rabattement prévisionnel dans les ouvrages projetés (FI) et (F2) se déduisent du rabattement calculé par le Modèle dans les mailles correspondantes, en leur ajoutant un terme correctif (se) donné par la relation : Q (m3/s) a TI se = [Ln (-) - -] 2TTT (m2/s) r 2 dans laquelle : Q = débit continu prélevé dans l'ouvrage (ici 150 m3/h) r = rayon de l'ouvrage (on retient ici 0,15 m) a = dimension du côté de la maille du Modèle (ici 1 667 m soit 1/3 de 5 k)m T = transmissivité locale de l'aquifère (on retient ici 10~3 m2/s) La valeur du terme correctif est donc : se = 51,4 mètres On en déduit ainsi l'estimation du rabattement (s) prévisionnel dans les ouvrages (FI) et (F2), avec l'hypothèse d'un débit de 150 m3/h dans chacun d'eux : s(Fl) = 14,1 + 51,4 ~ 66 mètres s(F2) = 38,4 + 51,4 ~ 90 mètres Le niveau piézométrique statique local observé en 1990 (forage abandonné 457-8X-0102) est à la cote + 43 NGF ; par suite les estimations des niveaux dynamiques prévisionnels (ND) de l'eau dans chacun des ouvrages sont : ND(F1) =+ 43 - 66 = - 23 m NGF ND(F2) = + 43 - 90 = - 47 m NGF Considérant la géométrie de 1'aquifère (cf. FIGURE 3) ces valeurs apparaissent excessives pour envisager de bonnes conditions d'exploita tion ; c'est-à-dire un rabattement de l'ordre de 50 mètres dans (FI) et de 60 mètres dans (F2) ; de ce seul point de vue, on préconiserait une réduction des débits moyen d'exploitation simultanée à hauteur de 120 m3/h dans chacun des deux ouvrages. Rapport BRGM N° R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - 18 - A.A.3 - RABATTEMENTS ADMISSIBLES SUR LES OUVRAGES ENVIRONNANTS Le Tableau 3 indique, rappelons-le, l'estimation des abaissements de niveau de l'eau (rabattement) dans les ouvrages situés dans une zone géographique de 10 km environ autour des captages projetés, pour l'hy pothèse de captage d'un débit de 150 m3/h par ouvrages. On peut constater des rabattements significatifs (supérieurs à 2 mètres) dans un rayon de 7 km environ autour du projet. En particulier les ouvrages les plus influencés seraient : • pour le forage FI : - les ouvrages à usages industriels A57-8X-0038 et A57-8X-0040 ; rabattement induit 1A m environ. • pour le forage F2 : - l'ouvrage de l'Entreprise S.K.F. A57-8X-0067 ; rabattement induit 1A m environ. Quels sont les rabattements supplémentaires admissibles dans ces diffé rents ouvrages ? Ils sont fonction des équipements existants actuellement (puissance et profondeur d'aspiration des pompes en place). Pour ce qui concerne l'Entreprise S.K.F., une consultation de celle-ci (Octobre 1990) a indiqué les éléments suivants : • Volumes prélevés en 1987 : 265 528 m3 1988 : 2A2 272 m3 1989 : 182 237 m3 (refoulement dans un château d'eau - consommation moyenne 500 m3/j) • Profondeur d'aspiration de la pompe : 100 m/sol • Venues de sable lorsque la profondeur d'aspiration est de 110 m/ sol. • Niveau statique (après 3 heures d'arrêt) : + A5 NGF (Juillet 1990) • Débit moyen prélevé : 20 à 25 m3/h • Niveau dynamique : + 33 NGF (Août 1990) Rapport BRGM N° R 31601 CEN AS/90 - Octobre 1990 - 19 - Les conditions d'exploitation de la Société S.K.F. amènent à préconiser la limitation du rabattement induit à 8 mètres. En l'absence d'informations disponibles sur les conditions d'exploita tion actuelles des ouvrages 457-8X-0038 et 457-8X-0040, on propose d'admettre une contrainte similaire à celle de l'ouvrage de l'Entreprise S.K.F. indiquée ci-dessus. Ces contraintes conduisent à limiter les débits d'exploitation simulta nés des ouvrages (FI) et (F2) projetés à 80 m3/h environ chacun. On constate que le facteur limitant du projet est le rabattement induit dans les forages proches des ouvrages projetés (FI) et (F2). Par contre l'exploitation du seul forage (FI) pourrait être conduite à hauteur d'un débit moyen continu de 120 m3/h (meilleures caractéristi ques hydrodynamiques a priori de la zone de l'Ile Simon). REMARQUE 1 : L'optimisation théorique (production maximale compte tenu des con traintes de rabattement considérées) du mode de répartition des débits entre les forages (FI) et (F2) conduit à préconiser 80 m3/h par ouvrage. Cependant, la solution d'un forage (FI) seul entraînerait une production totale inférieure (120 m3/h au lieu de 160 m3/h), mais également un investissement moindre (un forage au lieu de deux, une pompe plus puissante)• REMARQUE 2 : Ces premières conclusions supposent implicitement un statu quo du mode d'exploitation existant de l'aquifère Cénomanien ; on pourrait cependant imaginer une alimentation de certains usagers actuels disposant d'une production autonome, à partir du réseau d'adduction du Syndicat ; cela conduirait à abandonner l'exploitation des ouvrages correspondants et à permettre une production plus importante des ouvrages (FI) et (F2) projetés (240 m3/h au lieu de 160). Une telle politique relève d'une négociation entre le Syndicat et les usagers. Rapport BRGM N8 R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - 20 - 5 - DESCRIPTIF DU PROJET A partir des éléments qui précédent, on a retenu le principe d'un projet de deux forages débitant chacun 80 m3/h en débit moyen continu. 5.1 - Coupe géologique prévisionnelle Les coupes lithologiques prévisionnelles sont représentées FIGURES 7 et 8 ; les ouvrages devraient recouper les formations suivantes de haut en bas : OUVRAGE (FI) (Ile Simon) 0 - 14 m : Alluvions 14 - 95 m : Craie du Turonien 95 - 102 m : Marnes à Ostracées du Cénomanien supérieur 102 - 210 m : Sables du Cénomanien OUVRAGE (F2) (proximité château d'eau - RN 138) 0 - 17 m : Sables ; calcaires et marnes sannoisiens ; argile à silex 17 - 112 m : Craie du Turonien 112 - 118 m : Marnes à Ostracées du Cénomanien supérieur 118 - 225 m : Sables du Cénomanien 5.2 - Coupe technique prévisionnelle Les coupes techniques prévisionnelles sont représentées FIGURES 7 et 8. Afin d'assurer de bonnes conditions d'exploitation sur une longue durée, nous préconisons le captage de la totalité de la hauteur de la zone aquifère, ce qui conduit à des profondeurs de foration estimée à 220 mètres environ pour (FI) et 235 mètres pour (F2). Rapport BRGM N° R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - 21 - 5.3 - Travaux à réaliser La méthode de foration devra être le rotary (cf. FIGURES 7 et 8) - en diamètre 0 660 mm de 0 à 20 mètres - en diamètre 0 440 mm de 20 à 220 mètres (FI) ou 235 m (F2). Les forages comporteront : - un tubage en acier plein (0 340 mm) du niveau du sol jusqu'à la base de la formation des Marnes à Ostracées (profondeurs estimées 98/100 mètres pour (FI) et 118/120 mètres pour (F2). - une cimentation étanche de l'espace annulaire (espace compris entre le tubage et le terrain encaissant), du niveau du sol jusqu'à la base de la formation des Marnes à Ostracées. - une crépine inox de type JOHNSON, de diamètre 0 219 mm, dont la largeur des fentes sera déterminée par une analyse granulométrique des sables cénomaniens effectivement rencontrés. L'ouvrage réalisé fera l'objet : - d'un développement à l'air lift de 24 heures environ, - d'un essai de débit par paliers enchaînés (40, 80, 120, 150 m3/h), afin de définir le débit d'exploitation, - d'un essai de pompage continu de 72 heures avec enregistrement continu des niveaux. Rapport BRGM N° R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - 22 - FIGURE 7 Commune : SAINT CYR-SUR-LOIRE N classement 0457-8X- Lieu-dit : ILE SIMON Désignation Fl COUPE LITHOLOGIQUE COUPE TECHNIQUE • 0 • 0 • Tube acier 508 mm 0-0-0 ALLUYIONS ANCIENNES • 0 • 0 • (TERRASSES DE LOIRE) Rotary 660 mm 0 • 0 • 0 Cloentatlon de • 0 • 0 • nàtro s } 14.00 0.00 i 20.00 m / / / *** / / LOCALISATION / / / 20.00 3 / / O / / / X : 474.550 km r / / o / / / Y : 267.850 km / / c. / / / a / / 2 sol : 48.00 m / / / / / / ; / i / / / / / / / CRAIE A SILEX / / / (TURONIEN) / / - Tune acier 340 mm / / / - Cimentation de / / 20.00 i 100.00 m / / / / / / / / / / / / / / / /' / / / / ; ) i 1 i 1 1 1 T^-H 99.00 MARNES ET SABLES 98.00 100 (MARNES A OSTRACEES) 100.00 102.00 Rotary 444 mm 11 i? Crépine 219 mm ( 4 centreurs J SABLES ET GRES Massif filtrant (CENOHANIEN) ( .7 - 1 1mm < * 200 212.00 210.00 ARGILES ET MARNES Tube inox 219 mm 217.00 i_F 215.00 ! 1 1 CALCAIRE 220.00 BRGM Rapport BRGN\ N° R 31601 CEN AS/90 - Octobre 1990 23 FIGURE 8 Commune ; SAINT CYR-SUR-LOIRE N classement : 0457-8X-. Lieu-dit : CHATEAU D'EAU Désignation : F2 COUPE LITHOLOGIQUE COUPE TECHNIQUE U rrr / / . . t.vu 3.00 Tube acier 508 mm DATE (S) D'EXECUTION a 1 - 1 - l V - ! - ! - CALCAIRE ET MARNES Rotary 660 mm •*L.> 1- 1- ! (SANNOISIEN) Clmentation de Début : 01/01/91 /•'/•/ 20.00 a 120.00 m . 1 . , . 1 • 1 • / . 1 . 1 . ( • / • / . 1 . 1 . 1 • / • / . 1 . , . 1 • 1 • 1 . 1 . 1 . 1 • 1 • 1 . 1 . 1 . 1- l> 1 . 1 . / . ! • / • / . 1 . 1 . 113.00 MARNES .(MARNES .A 0STRAÇEES). 11B.00 118.00 120.00 RotBry 444 mm 4 & Crépine 219 mm SABLES ET GRES ( 4 centreurs ) (CENOMANIEN) Massif filtrant l .7 - 1 Jmm 200 3 & 220.00 223.00 Tube Inox 219 mm ARGILES 225.00 (GAIZEJ 231.00 CALCAIRE Il 235.00 BRGM Rapport BRGtX N" R 31601 CEN AS/90 - Octobre 1990 - 24 - 5.4 - Qualité chimique prévisionnelle de l'eau La prévision de la qualité chimique de l'eau d'un futur forage s'effec tue en examinant celle observée dans les forages existants les plus proches ; sans pouvoir bien entendu prendre en compte les anomalies éventuelles du contexte géologique local. Dans le cas présent on a considéré : - le forage 457-8X-0303 (JOUE-LES-TOURS) distant de 3,3 km du forage (FI), - le forage 457-8X-0067 (SAINT CYR - Usine S.K.F.) distant de 0,5 km du forage (F2). Les analyses recensées montrent les caractéristiques chimiques suivantes : Ph de l'ordre de 7,3 Résistivité électrique de l'ordre de 1 500 ohm.cm Titre alcalimétrique complet (TAC) : 27 degrés français Chlorures de l'ordre de 100 mg/1 Sulfates de l'ordre de 20 mg/1 Nitrates et Nitrates absents Fer total de l'ordre de 1 à 2 mg/1. On peut constater l'existence d'un risque de teneur en "fer total" nécessitant la mise en oeuvre d'une unité de déferrisation. Cela apparaît possible pour le forage (FI) du fait de la proximité des installations de traitement existantes ; par contre le forage (F2) nécessiterait la construction d'une unité spécifique. Par ailleurs, il faut souligner l'existence de l'ancien forage 457-8X-0102, d'une profondeur de 235 m et distant de 1,8 km du site (F2), qui a dû être abandonné du fait d'une teneur en Fer de l'eau, jugée trop élevée. Rapport BRGM N" R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - 25 - 5.5 - Equipement de pompage Le choix du matériel de pompage ne pourra être effectué qu'après réali sation des ouvrages et essais de pompage permettant de prévoir les caractéristiques effectives et leur productivité. On propose dans l'immédiat d'envisager un pompage continu 16 h/jour au débit de 120 m3/h (correspondant à un débit moyen continu de 80 m3/h) dans chacun des deux ouvrages (FI) et (F2). Admettant une pression de refoulement en tête des forages de l'ordre de 2 bar, les hauteurs manométriques totales (H.M.T.) des pompes de chacun des ouvrages en exploitation simultanée à 80 m3/h en moyenne est estimée à : H.M.T. (FI) : 70 mètres H.M.T. (F2) : 130 mètres. L'alimentation électrique est supposée disponible sur le site (380 vol. triphasé). La pompe à mettre en place dans chacun des forages projetés aurait ainsi une puissance de l'ordre de 60 à 80 KW. Rapport BRGNVN" R 31601 CEN 4S/90 - Octobre 1990 - 26 - 6 - COUT D'OBJECTIF DU PROJET (Valeurs Septembre 1990) Suivant le descriptif du projet (cf § 5 ci-dessus), nous estimons que le montant, prévisionnel de l'investissement se décomposerait comme suit : Solution (FI) + (F2) Solution (FI seul) - Réalisation et essais du forages 1350 000 610 000 - Equipement de pompage 180 000 90 000 - Installations annexes (câbles, démarrage statori- que, colonne de refoulement, sécurité, vannes, etc...).. 230 000 115 000 - Traitement chimique de l'eau p.m. p.m. - Assistance Technique au Maître d'ouvrage (forfait) 90 000 50 000 TOTAL 1 850 000 865 000 Ces montants pourraient le cas échéant être réduits à la suite d'un appel d'offres auprès de plusieurs entreprises. Rapport BRGM N° R 31601 CEN AS/90 - Octobre 1990 ANNEXE Références Bibliographiques Principales références bibliographiques du B.R.G.M. relatives au Modèle de l'aquifère CENOMANIEN (1] 70 SGN 169 BDP : Etude hydrogéologique de la Touraine. Hydrogéologie du Cénomanien dans l'Indre-et-Loire. (06/1970) Par N. DESPREZ, J. DUPRE et C. MARTINS [2] 80 SGN 285 CEN : Etude de la nappe du Cénomanien de Touraine. Elaboration d'un modèle mathématique schématique de simulation de l'aquifère (3ème phase). (05/1980) Par N. DESPREZ et A. PLONGERON [3] 83 SGN 781 CEN : Nappe du Cénomanien de Touraine Etat actuel et évolution Mise en oeuvre et application d'un modèle de simulation. (11/1983) Par D. CHIGOT [4] 83 CEN 008 : Etude hydrogéologie complémentaire de la nappe du Cénomanien de Touraine (02/1983) Par D. CHIGOT [5] 89 SGN 339 CEN : Schéma d'Exploitation des Eaux de l'Indre-et-Loire (06/1989) Par J. AURIOL et D. ROUSSELOT