Premiers Examens D'influences Éventuelles De La
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Etablissement Public d'Aménagement de la Loire et de ses Affluents - EPALA premiers examens d'influences éventuelles de la création d'un barrage sur le Cher à Chambonchard (Allier) sur le régime des eaux de la station thermale d'Evaux-les-Bains (Creuse) Etablissement Public d'Aménagement de ia Loire et de ses Affluents --EPALA BRGM premiers examens d'influences éventuelles de la création d'un barrage sur le Cher à Chambonchard (Allier) sur le régime des eaux de la station thermale d'Evaux-les-Bains (Creuse) Z. Alamy B. Feuga Y. Gros B. Mtchaely Th. Pointet avril 1987 87 SGN 193 AUV/EAU BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL Département Eau B.P. 6009 - 45060 ORLÉANS CEDEX 2 - Tél.: 38.64.34.34 RESUME L'étude de l'influence éventuelle de la retenue du barrage de Chambonchard sur les eaux thermales d'Evaux-les-Bains a été confiée au BRGM par l'EPALA. L'étude a comporté : * Une reconnaissance de terrain comprenant : une étude géologique et structurale, un inventaire des points d'eau (mesures in situ et échantillonnage). * Le dépouillement des données existantes à la Banque des données du sous-sol. * Une synthèse hydrogéologique. En l'état actuel des connaissances, il ne semble pas exister de liaison directe entre le site thermal et la retenue du barrage dans la vallée du Cher. Toutefois, un programme de surveillance et d'établissement du "point zéro" des sources thermales est proposé afin de connaître les variations naturelles des caractéristiques physico-chimiques des sources. SOMMAIRE pages INTRODUCTION 1 I. GEOLOGIE STRUCTURALE 3 1.1. Contexte géologique 3 1.1.1. Principales directions de fractures 3 1.1.2. La petite fracturation 7 1.2. Influence de la contrainte actuelle sur les fractures du 16 secteur d'Evaux-les-Bains 1.2.1. La compression Plio-Quaternaire à actuelle 16 1.2.2. Influence de la contrainte actuelle 17 1.3. Conclusion 18 II. HYDROCHIMIE 19 11.1. Inventaire des points d'eau et analyses in situ 19 II.l.l. Répartition statistique 19 IL 1.2. Distribution spatiale 22 IL 1.3. Liaison minéralisation - direction tectonique 22 11.2. Analyses chimiques 22 11.3. Conclusion 25 m. ETUDE DU SYSTEME HYDRAULIQUE 27 III.l. Distribution des pressions hydrauliques 27 in.2. Effet de la mise en eau de la retenue 30 III.3. Conclusion 30 IV. PROGRAMME D'ETUDE DU SITE THERMAL 31 CONCLUSION GENERALE 32 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 33 Liste des figures Figure 1 - Carte de situation 2 Figure 2 - Géologie et structures ^ Figure 3 - Projections de Schmidt 8 Figure ^ - Système de fracturation avec failles de décrochement 17 Figure 5 - Histogramme de fréquence des températures 21 Figure 6 - Histogramme de fréquence des conductivités électriques 21 Figure 7 - Minéralisations 23 Figure 8 - Analyses chimiques - Diagramme de Piper 24 Figure 9 - Coupe transversale est-ouest - Schéma hydraulique 26 Liste des tableaux Tableau 1 - Orientation des principales familles directionnelles 25 de petites fractures Tableau 2 - Points d'eau inventoriés 20 Tableau 3 - Analyses chimiques 22 INTRODUCTION L'étude de l'influence éventuelle de la retenue du barrage de Chambonchard sur les eaux thermales d'Evaux-les-Bains a été confiée au BRGM(*) par l'EPALA (**) et ceci par une lettre de commande datée du 12 novembre 1986. La station thermale d'Evaux-les-Bains est située au nord-est du département de la Creuse, à 355 km de Paris et à 120 km au nord-ouest de Clermont-Ferrand (fig. 1). Un barrage dit de Chambonchard est projeté sur la vallée du Cher, au droit du village de Bailler-le-Franc a ¿f km au nord-est du site thermal. Il convenait de vérifier que la retenue n'aurait pas d'influence sur le régime des sources. * BRGM : Bureau de Recherches Géologiques et Minières - Service géologique régional d'Auvergne. Campus Universitaire de Cézeaux, 2k avenue des Landais -BP 16 -63170 Aubière. ** EPALA : Etablissement Public d'Aménagement de la Loire et de ses Affluents. Avenue de Buffon. B.P. 6339 - 45063 Orléans Cedex 2. r*b,„. J&y'f'! '. Y / - ~ Figure 1 - Carte de situation I - GEOLOGIE STRUCTURALE I.l. CONTEXTE GEOLOGIQUE La région d'étude se situe dans le socle cristallin du Massif central, exactement au contact entre un ensemble de migmatites et le granite de Guéret (fig. 2). Dans ces roches cristallines, les écoulements sont étroitement contrôlés par les fractures naturelles, qu'il s'agisse de grandes failles ou de petites fractures interconnectées. Pour cette raison, la connaissance du réseau des grandes failles et la répartition de la petite fracturation est indispensable pour appréhender les écoulements. Ll.l. PRINCIPALES DIRECTIONS DE FRACTURES 1.1.1.1. Les grandes structures Les grandes failles (failles d'importance hectométrique à plurikilométrique) ont été recherchées grâce à un levé géologique de terrain et à l'analyse des photographies aériennes. I.l. 1.1.1. La faille de Chambón sur Voueize La faille de Cham bon-sur-Voueize fait partie des fractures du faisceau de la Marche. D'une continuité de l'ordre de 100 km, cet accident W.NW-E.SE est jalonné par les bassins viséens de Lapeyre et de Chambon-sur-Voueize, il est donc très probable que cet accident affecte une grande partie de la croûte. Cette structure qui apparaît nettement sur les images satellite et sur les photographies aériennes passe dans la vallée de la Tardes entre Chambon-sur-Voueize et Evaux-les-Bains. Elle se poursuit à l'est de cette localité dans le secteur des Gouttes et du ruisseau de Biza, pour orienter la vallée du Cher dans la région de Chambonchard. Le long de cet accident et sur une largeur de l'ordre du kilomètre se développe une mylonitisation du granite ou des migmatites encaissantes. Dans ces mylonites, il est possible d'observer des microplans de cisaillement (plans C) accompagnés d'une schistoslté mylonitique qui caractérisent un cisaillement ductile dextre. La déformation s'est effectuée dans la zone de stabilité de la blotite. groupe 1 ; affleurement rocheux et levé de la facturation migmatites granite de Guéret linéament Figure 2 - Géologie et structures Le long de cette structure ductile d'épaisseur kilométrique, il n'a pas été possible de mettre en évidence un gradient de déformation, la structure étant très hétérogène ; des zones complètement cisaillées ou transposées avoisinent avec des zones très peu déformées. Contrairement aux fractures cassantes qui peuvent introduire des ouvertures et ainsi permettre les circulations de fluides, les failles ductiles s'accompagnent d'une très forte recristallisation des roches déformées ; ces structures sont en général imperméables et ne peuvent constituer un drain. La structure du Chambón a pu rejouer tardivement et localement de façon cassante, c'est le cas notamment plus à l'ouest dans la région de Gouzon. Toutefois, dans le secteur d'Evaux, nous n'avons pas observé d'indices de rejeux cassants. Ll.1.2. La faille ductile NIO à N20''E de la station thermale Au niveau d'Evaux-les-Bains et plus particulièrement de l'établissement thermal un levé géologique détaillé a permis de mettre en évidence une fracture NIO à N20*'E qui vient décaler avec un jeu apparent sénestre la structure du Chambón. Cette faille ductile s'accompagne d'une mylonitisation orientée N-S et ce, sur une puissance de l'ordre de cinquante mètres. Malheureusement en raison des mauvaises conditions d'affleurement nous n'avons pu appréhender la continuité de cet accident qui n'a été reconnu que sur une distance de l'ordre du kilomètre. Il faut noter que les sources thermales d'Evaux-les-Bains se situent le long de cet accident à son intersection avec la faille de Chambón. Etant donné l'orientation et le sens de mouvement de cette structure, elle a été générée par une compression N-S à NW-SE. Elle pourrait ainsi être synchrone ou légèrement tardive par rapport à la faille de Chambón. Un âge westphalien tardif à stéphanien précoce pourrait être proposé pour sa création. Dans le Massif central, les failles N-S à NE-SW ont été réactivées à plusieurs reprises, ce fut le cas notamment : - à l'Eocène supérieur où elles rejouent en décrochement sénestre sous l'effet de la compression N-S pyrénéenne, - à l'Oligocène où elles jouent en faille normale sous l'effet d'une distension E-W, - au Plio-quaternaire où certaines d'entre-elles jouent en failles normales ou en décrochements en fonction de leur orientation par rapport à la contrainte maximale locale. De par son orientation, cette structure n'a pas de relations avec la future retenue du barrage de Chambonchard. 1.1.1.3. Les photofractures Dans le secteur compris entre Evaux-les-Bains, la vallée du Cher et la vallée de la Tardes, une étude des photographies aériennes a permis de mettre en évidence une série de photofractures (fig. 2). Dans ces zones de socle, l'utilisation des clichés aériens fournit une approche géomorphologique utilisant la finesse des clichés aériens panchromatiques, de ce fait cette approche met particulièrement en évidence les fractures d'échelle intermédiaire, c'est-à-dire à continuité pluri-hectométrique à kilométrique. Dans la zone étudiée, trois familles de fractures de direction W.NW-E.SE N-S et NW-SE peuvent être distinguées. La famille W.NW-E.SE s'observe essentiellement le long de la faille de Chambon-sur-Voueize. En dehors des vallées du Cher et de la Tardes, elles présentent toujours une faible continuité d'ordre pluri-hectométrique et aucune grande structure pouvant refléter l'existence d'une grande faille de type cassant à jeu récent s'observe entre la vallée de Chambonchard et de Chambon-sur-Voueize.