- G. liINOÜX -

Alimentation en eau potable de la coounune d»AGHEN() Projet d'utilisation d'un ancien forage militaire. 14 Juin 1954 BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES GEOPHYSIQUES ET MINIERES - B.R.G.G.M. -

69, rue de la Viotoire, PARIS (9i)

ALIMENTATION EN EAU POTABLE de la commune d*ACREN (Moselle)

Projet d'utilisation dfun ancien foiage militaire

par Georges MINOUX

Paris, le 14 Juin 1954 ALIMENTATION EN E/JJ POTABLE Dû LA COLCJUNE D'ACHEN (Moselle) Projet d'utilisation d'un ancien forage militaire

Enquête hydrogéologique réglementaire effectuée en exécution des instructions ministérielles du 12 Juillet 1924

OBJET DE LA PRESENTE ENQUETE -

Le Service du Génie Rural envisage d'alimenter la d'ACHEN (785 habitants) en utilisant le point d'eau constitue? par un forage militaire qui desserraitf avant 1939» les ca- sernements de cette commune. Il m'a été demandé^ ' d'examiner, au point de vue hydro- géologique, les possibilités offertes par ce projet. Après une visite des lieux effectuée le 26 ü?ii 1954, en compagnie de Monsieur OSWALD, Ingénieur Subdivisionnaire du Génie Rural à , j'ai étudié le dossier du foiage communiqué par l'Entreprise BACHY (S.I.F.) en y joignant les renseignements qui m'avaient été laissés le 16-11-51 par M. L.GUILLAUME,Géologue-conseil de l'ouvrage.

(1) Lettre de M.l'Ingénieur en Chef lu Génie Rural , 18 février 1954. - 2 -

SITOATIÛS GEOLOGIQUE DE LA REGIOH

Le sous-sol de la région d*A0HEN est constitué par les assises moyennes et inférieures ¿u THIAE dont la succession de haut en bae, eat la suivante :

LETTEH&OHLE Maraes bariolées Dolomie inférieure

Couches à Cératites (alternances de calcaire et de supérieure marnes) Galoaire à entroques (Calcaire massif)

"Couches grises" (passages de dolomie dans un complexe mar- no-dolomitique gypse et résidus de sel gemme) Argiles bariolées(marnes argileuses rouges et gris ver- dâtre)

Dolomies et calcaires inférieur Argiles Grès argileux (grès ooquillier)

Qrèa Ores du pouches int erméd i air es* HRXAS Grand conglomérat ' :. . INFERIEUR Grès voBgien

SOCLE de TERRAIKS ANCIENS

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Le territoire de la comitiune d'ACHEN, àrai-chemin sensible- ment d e ROHRBACH et de \VITTRING, est entièrement situé sur les assises du Muschelkalk Supérieur : les horizons de base de la Lettenkohle affleurent au sommet des cotes environnantes, les pentes des vallons du ruisseau d*ACHEN sont constituées par les " couches à Cératites " dont la puissance est de 50 à 55 *&•• et le fond du thalweg est établi d.ons le " Calcaire à entroques" entaillé plus ou moins profondément. Trois carrières ont été ouvertes dans ce vallon, en rive gauche du ruisseau et en bordur e le la route conduisant de la gare de Kalhausen vers ACHEN : elles découvrent le sonnet de la formation du calcaire \ entroques ( dont certains bancs pres- que exclusivement constitués par ces débris d'Encrines) sous les alternances calcaires et marneuses des "couches à Cératites", Tout cet ensemble appartient au point de vue structural au flanc S.E. du l.irge synclinal de SARREGUElvllNES dont l'axe passe, en direction NE-SW, à une dizaine de kilomètres au N7Í d'ACHEN. Toutes les assises ont donc d'.ns cette région une ld- gère inclinaison d'ensemble vers l'.V-N'.V; elles viennent succes- sivement affleurer, jusqu'au niveau .lu TRÍ.\S inférieur, en di- rection du massif des Vosges qui constitue la ligne de partage des eaux. La série du TRIAS inférieur est essentiellement constituée par une m.sse puissante de grès dont le substratum ancien n'a XJ dans /«• càfc&tne- a - 4 -

pas été atteint dans cette partie des Vosges ( Forêts de la Petite Pierre et forêts de ). Elle se poursuit, en pro- fondeur, vers le N.ïï, sou3 une couverture de Muschelkalk de plu3 en plus épaisse.

RESSOURCES AfflIFERES des DIFFERENTES FORMATIONS

- Dans le LIUSCHELK/iLK supérieur, la masse les calcaires fissu- rés permet à une première nappe de se constituer, Ilalheureu- sement, les conditions de bassin versant et les profondos cou- pures du ruisseau d'ACHEN et de ses affluents ne permettent pas d'espérer une reserve suffisante pour alimenter une col- lectivité importante. De plus, en raison du caractère super- ficiel de cette nappe, des contaminations sont à redouter. Le débit du forage d'ACHEN, lors de la traversée de ces niveaux, s'est révélé^en fait, pratiquement nul. - Dans les "Couches Grises'* du MUSCHELKALK moyen, la présence d'éléments mineralisateurs, et notamment de gypse, confère aux eaux qui y circulent - parcimonieusement - une teneur élevée en sels minéraux (de l'ordre de 2g/litre ou plus) et une dureté élevée. - Le MUSCHELKALK inférieur (nivoeux dolomitiques) et le sommet des Grès du TRIAS inférieur (grès coquillier - grès à Voltsia partie supérieure des "Couc'ies intermédiaires") fournissent des e ux de meilleure qualité beaucoup moins fortene nt miné- ralisées (500 à 6OO mg/litre - dureté 35 à 409), mais qui - 5 -

apparaissent , régionalement, chargées de fer. De mêrae^la pré- dominance des horizons argileux à ces niveaux limite les possi- bilités de débit et les conditions de stabilité d'un forage d'exploitation. - De nombreux ouvrages exécutés d-.ns cette région ont permis par contre de constater que les eaux recueillies plus profondément, dans le Grès Vosgien, après éliminâtLon appropriée des niveaux aquiferes supérieurs, sont d'excellente qualité chimique, ne nécessitent aucun traitement de déferrisation et offrent les perspectives de débit très satisfaisantes.

L'origine les e.-.ux est à rechercher( voir Carte Annexe I au 1/200.0009) dans un périmètre alimentaire nui comprend la partie supérieure du bassin de 1'Eichel, dans la région où. celui- ci est contigu au bassin des affluents du Rhin (environs de ¡.îONl1-

BRONN - LE-JÎBERG - MEISEÎTTHAL - VOLKSBERG).

Le bassin d'alimentation se trouve donc a une distance com- prise entre 10 et 15 Km. d'ACHEN. La sécurité bactériologique des eaux du Gre3 Vosgien captées en profondeur sous le territoire de cette commune est donc totalement assurée.

Le plan d'exécution du forage du casernement d'ACHEN a été

ét-bli par L. GUI LLAUÍ¿Í^ en tenant compte de ces diverses con- ditions régionales le la recherche d'eau.

(1) L. SUTLLAUàJE - Alimentation en eau du Camp d' Ac hen, Strasbourg, 11 Mai 1935 station de pompea Forage d'ACHEN 26-5-S4. - 6 -

LE FORAGE DU CASERNEMENT D'A C H E N (1935-36)

II a été exécuté, pour le compte de l'/vutorité militaire et sous 1.% direction géologique de L.GUILLAUME, du L-10-1935 au 4-4-193Ó, par la Société de Sondages-Injections-Forages (ancienne Entreprise P.BACHY) ( Le Kremlin-Bicêtre, Seine).

Durée d'exécution : totale :199 jours effective : 105 jours Situation du forage : à 1200 m. environ à 1 *7i-S'»V d'..\CHEN 300 m. environ N-N7< des casernements n-P n -+« r> T /m AAAs en bordure d'un petit chemin se diri- Cf.Carte au 1/20.000# geant> à ^.pent¿f vers le Grand Bois> Annexe II et parallèle au ruisseau d'ACHEN

Coordonnées Lambert de l'orifice du forage : X s 458,46 Zone Nord de Guerre Y a 249,11 Z - + 270 environ

Lors de ma visite, en compagnie de Monsieur OSWALD (26-5-54) nous avons pu visiter le forage à l'intérieur du bâtiment déman- telé de l'ancienne station de pompage militaire. Deux réservoirs se trouvent aux abords immédiats de cette station. L'orifice du forage était rendu difficilement accessible par suite de la présence de la pompe d'exploitation toujours en place, mais paraissant fortement endommagée.

(i; Turbopompe S7STT.M. - Paris (N3100117 Moteur électrique axe vertical en tête. 26-5-54 £t&t de /» t&e dufor*gç d'ACH EN - 7 -

La mesure du tubage de tête nous a indiqué un diamètre de 300 m/m au minimum. Il nous a été impossible de noue rendre compte de façon même approximative de la présence et de la profondeur du niveau de l*eau à l'intérieur du forage en raison d'une obstruction constatée à peu de distance de la surface.

Selon les renseignements communiqués par L.GUILLAUME et l'étude des rapports de chantier, les terrains traversos par le forage ont été les suivants : Epaisseur de MUSCHELKALK SUPERIEUR chaque formation 0-24 Couches a Cératites 24 m. 24 - 31 Calcaire à entroques 7 MUSCHELKALK MOYEU 31 - 83 Couches grises,gypseuses 52 83 - 106,50 Argiles bariolées, rouges et vertes 25,50 ^MUSCHELKALK INFERIEUR 108,50- 125 Dolomies grises à grain fin 16,50 125,00-( 154,50) Argiles rouges et vertes alternant avec des passages gréseux durs.... (29»5O) (154,50)- 157 Grès coquillier ( 2,50) - 8 -

» Epaisseur de GRES BIG/iRRE enagüe formatlor 157 - 180 Grès à Voltzia 23 180 - 241 "Couches intermédiaires" 61 GRES VQSGIEN 241 - 258 "Grand conglomérat" (passages de galets de quartz) 7 258 - 260 Grès Vosgien (grès à grain fin avec passages argileux) sur .. 22

L'Annexe III donne le détail de la partie du forage restée en découvert, de - 205 à - 280 de profondeur.

o 0 0

L'Annexe IV indique, d'après l'étuie dos rapports jour- naliers, les dimensions et les cotes des tubages mis en place lors de l'exécution de l'ouvrage, ainsi que le détail des ci- mentations effectuées. L'essentiel de ce dispositif est rappelé ci-après : 0-33 Forage.au trépan à sec, au 0 de 700 m/m Tubage rivé, soudé, 0 intérieur 550 m/m aoier épaisseur = 6 V» ordinaire Gaine ciment Bouchon : 5 sacs olment prompt Gaine ppt.dite : 196 sacs Portland Héming £ ( par tiges ext.) (Fermeture des eaux superficielles et du Mus- chelkalk supérieur). - 9 -

O - 109 Forage, au trépan h. sec, au 0 de 545 m/m Tubage rivé, soudé, 0 intérieur 450 m/m scier ae- n j • mi-inox. Gaine ciment ROMHHO Bouchon : 10 sacs Supercilor Gaine ppt.dite : 320 sacs Supercilor, par tiges descendues à l'extérieur du 450. (Fermeture des eimx minéralisées du Muschelkalk moyen et des "marnes bariolées"). IO9 - 207 Forage au 0 de 33O m/m Alésage en )tQ m/m à sec 0 - 205 2g Alésage en 385 m/m Tubage 13" 1/2, vissé, étanche acier étiré épaisseur = 8mm.75 ESCO pied à 205 Gaine ciment (fermeture générale des eaux supé- rieures) Bouchon : 42 sacs par tiges axiales Gaine ppt.dite : 294 sacs par tiges extérieures descendues au maximum à 177 mètres. Essai d'étanchéité : Niveau statique 42 m* Niveau de l'eau abaissé dans le 13 1/2 à - 100 m., reste stationnaire après 12 heures d'essai.

205 - 280 Forage au 0 de 310 m/m, au trépan à sec. Forage terminé.

Eaux supérieures (fermées à - 205) Essai de débit NS 1 : forage à 91 m.i avant pose du 450 m/m (28/29-11-1935J Durée : 24 h. sans interruption - Niveau statique :-42,70 Débit mesuré : 2,6 à 2,5 nr/k Nive. u dynamique : constamment décroissant, de -42,70 à -69 Qualité des eaux : Minéralisation totale 1775 mg/litre Sulfates en 776 - Dureté totale 1202 fr. - 10 -

Essai de débit Ni 2 : forage à 207 n».i avant pose du 13" 1/2 (15/16-2-1936)

Durée : 24 h. san9 interruption - Niveau statique : -, vers - 42 Débit mesuré : 4,32 nr/h 30it d ressi de Niveau dynamique : - 51 m. ¿P ™ 9 m. Température de l'eau : 122 Qualité des eaux : Minéralisation totale 570 rag/litre Sulfates en 139 - Dureté totale 39=7 fr.

¿aux conservées pour l'exploitation ( - 205 à, - 260) Kssai de débit Ng 3 (Essai final) : forage termina, à 280 m. C 8 au 11-4-1936) Durée : 72 h. sí¡ns interruption - Niveau statique : Débit mesuré : 39,6 m3/h soit dépression de 34m.20 f Niveau dynamise : - 7?,80 ° - f Température de l'eau : 15§

QUALITE des EAUX CnPTKES Les résultats des analyses chimiques des échantillons d'eau prélevés après 72 heures de pompage sont les suivants : Schaeffer Lab. municipal Laboratoire - Dato de l'analyse Sarregueralnes Strasbourg 15-4-1936 21-4-1936 Résidu sec 1109 C 288 mg/l 290 mg/l " n leOS C 278 mg/l 280 mg/l " calciné 184 mg/1 175 mg/l Ammoniaque en NH3 0 mg/l 0 mg/l Nitrites en N2O5 0 mg/l 0 mg/l Nitrates en N2O5 0 mg/l 0 mg/l Fer total en FeO 0,04 mg/l 0,08 mg/l Calcium en CaO 66,2 mg/l 68,0 mg/l Magnésium en MgO 52,6 mg/l 6J,0 mg/l Bicarbonates en CO3 —— 212,0 mg/l Sulfates en SOx 47,6 mg/l 28,0 mg/l Chlorures en Cl 3,5 mg/l 1,0 mg/l Dureté totale 24? 9 fr. 282 6 fr. -li-

li s'agit donc d'une eau d'excellente qualité chimique, parfaitement typique de la nappe des grès du TRIAS inférieur et du Grès Vosgien. Los C.R. de l'essai final ne font malheureuse- ment pas mention de l'échelle des teintes observées sur les té- moins de faïence, en ce qui concerne la teneur réelle en fer, ni de la valeur de l'ensablement constaté à l'issue de cet essai.

D'après les documents étudiés et notamment la caractéris- tique I93Ó (Annexe V), il semble qu'un débit de 20 m3/heure soit facilement assuré, à la profondeur de 60 mètres et avec une dépression de 20 mètres environ, pour alimenter en eau la commune d'ACHEN (cote d'utilisation : inférieure ou égale à + 265). *

Les fermetures réalisées avec un ciment particulièrement résistant à l'action des eaux séléniteuses et n'ayant donné lieu à aucun incident majeur lors de leur exécution paraissent devoir assurer de façon durable l.'- qualité chimique des eaux Captées dans le Grés Vosgien.

0 0 0 - 12 -

¿tant donnée la longue période d'inactivité de ce forage, il me semble toutefois nécessaire de procéder à diverses vérifi- cations et a des essais destinés h. fixer les caractéristiques actuelles.

Après retrait de la pompe actuellement en place, il y aurait lieu notamment : li)de sfassurer de la liberté de l'espace intérieur du forage et de vérifier sa profondeur actuelle; mesure du niveau de l'eau. 2S)selon l'importance des ébouleraents constatés, de curer éven- tuellement le fond jusqu'au voisinage le - 2t-0 profondeur d'origine - Examen par le géologue dos déblais retirés du forage; 35)de procéder à. un ess'ii de débit de 48, ou si possible de 72 heures dans les conditions suivant' s: Pompe à 90 ou 100 m. de profondeur Débit supérieur ou égal à 40 nr/h. pendant les trois

premiers quarts de l'essai, Débit réduit à la moitié de sa valeur pendant le dernier

quart de l'ess-i , Surveillance du niveau de l'e-vu par un dispositif précis. Au cours de ces deux phases, lu stabilisation des l4blta e-t de3 niveaux devra être recherchée et maintenue. Prélèvements pour analyses chimiques renouvelas de ó en 6' - A l'issue du pompage, un prélèvement spécial pour l'étude du bilan de CO et de l'agressivité serait avantageusement effectua (flaconnage spécial fourni^ par exemple, par la station de Recherches Hydrologiques de NANCY). Observation du fer : par témoins de faïence placés dans l'écoulement de la pompe au début de l'essai et reti- rés à raison de 1 ou 2 toutes Ie3 6 heures au moment des prélèvements pour analyse chimique. Prélèvement pour analyse bactériologique effectué en fin d'essai. Nouvelle vérification de l'ensablement et curage éventuel.

Au cas o\ les conditions dynamiques et chimiques mises en évidence par cet essai préliminaire s'avéreraient peu différen- tes le celles qui ont ato relevées en 193o, la mise en exploi- tation iu forage d'ACHEN pour les besoins de cette commune pourrait être immédiatement envisagée.

ANNEXES: I.- Carte au 1/200.000e Ile- Plan de situation au 1/20.000® III.- Coupe détaillée du découvert G.MINOUX IV.- Croquis du forage au 1/1.000® Ingénieur-Géologue au V.- Caraotéristique 1936 B.R.G.G.M. Collaborateur au Service de le Carte géologique de la

Plan de sibuaKon 4/20.000e

m •£ Annexe III

FORAGE du Casernement d1 ACHEN (Moselle)

Coupe des terrains découverts entre - 205 et - 280 m» ie profondeur (d'après lea rapports ie chantier)

205 - 207 Grès 207 - 209 " argileux 209 - 215 w fin et argileux 215 - 222 " fin, faible dureté 220 - 226 " tendre 227 - 228 passage très argileux 226 - 229 Grès grossier, s-bleux 229 - 232 " plus fin 232 - 241 •» argileux 241 - 24Ö " grossier, avec graviers 248 - 25O " argileux 250 - 252 " grossier,avec graviers 252 - 254 •» argileux 254 - 255 Argile rouge gréseuse 255 - 26I Grès fin 261 - 263 n argileux 263 - 265 " franc 265 - 268 n fin, un peu argileux 26ü - 280 " fin. FOflnGE DU CAOEHNSMENT D'ACHEN ( 1935-1936 )

- Croquis du forage selon les données d'exécution

(Renseignements de L» Gui lia unie et de l'Entreprise Bachy)

gehelle de3 profondeurs : 1/1000

Début du forage: 8-10-1935 du sol à l'orifice:+270 co- Z. ^ colonne FORAGE y! 700 M -au- trapa n à seo Couches à Cérritites t TUBAGE 0int. 550 mm , opaiss„6iam GAINE CIMENT 201 s-cs Portland Ici ire à 51 - t 33 2me colonne Couches Í -50- FORAOE 0 545 mm au tr-jpan à sec irises I î TUBAGE 0 int. 450 mm, ¿paiss.5mm CÜJENTATION 350 n ça Cupercilor 83-- (par ti.^s eiabirioures)

Essai de pompage Aroiles b riólo os â 91 m, ZÍ fi.» 1-100-

109

Dolomiti ,,up AZS- ï c o"i onne (Colonne de captage)

-150- FORAGE 0 445 mm au trépan à sec Cr-'s co ruïtlier -nr-r-t i i^- TUBAGE 13" 1/2 r 0 int.rétr. 317 mm épaisseur 3,75 mm Grès à Voltzia î CIMENTATION 336 sacs Supercilor (axiale et par ti^es ext.)

Couches -200- Essai de pompage (avant pose) intermédiaires s 207 mu 2Ï H» (du 13*1/5 ;

I colonne

FORAGE 0 310 mm, tr'jpnn à seo £4-1—

Conglomérat -£50 Cette partie du forage n'a pas été tubée. £.58-- X m i Grès vosgien 03

Essai de pompage final £80 Fin du forage: 4-4-1936 à ri+^rrr MI

1"] • *" T" Ti TI ' ' IÉTM.

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