Bureau De Recherches Géologiques Et Minières Service Géologique National
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BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.00.12 DEPARTEMENT DE LA MEUSE Etude hydrogéologique des calcaires portlandiens entre les vallées de l'Aire et de la Eiesme C. MAIAUX* P. PERSONNET * SGR/LOR - METZ xx Ingénieur Géologue Service géologique régional LORRAINE Le Longeau, Rozérieulles - 57160 Moulins-lès-Metz Tél.: (87) 60.31.45 75 SGN 403 LOR Rozérieulles, le 9 décembre 1975 RESUME La Direction Départementale de l'Agriculture de la Meuse a confié au Service Géologique Régional Lorraine une étude hydrogëologique préliminaire avant renforcement de l'alimentation en eau potable des collectivités de la région de Clermont-en-Argonne (Meuse). Cette étude porte sur la nappe des cal- caires du Portlandien entre les vallées de l'Aire et de la Biesme. A l'aide des données existantes sur la géologie structurale et la piézométrie, complétées par de nouvelles observations sur le terrain, il a été possible de localiser une zone susceptible d'être productive et pratiquement inexploitée à ce jour. Il s'agit de la vallée de la Biesme, à la limite de captivité de la nappe des calcaires du Portlandien. Trois emplacements favorables ont été dési- gnés, l'un au Nord des Islettes, l'autre au Sud, le dernier dans la vallée du ruisseau de Beauchamp, affluent de la Biesme, tous trois sont à proximité d'acci- dents tectoniques probables. La vallée de l'Aire n'a pas été retenue, du fait de la médiocrité des caractéristiques de l'aquifère en nappe libre : la perméabilité est faible et le réservoir peu étendu. Une étude sectorielle plus approfondie de la vallée de la Biesme est à envisager, utilisant si besoin est, les méthodes de prospection géophy- sique. Toutefois, un forage d'essai peut être, dès à présent, entrepris sur l'un des emplacements mentionnés, en particulier, au nord des Islettes. SOMMAIRE 1 - INTRODUCTION - 1 1.1. But de l'étude 1 1.2. Situation géographique 1 1.3. Historique des recherches 2 1.4. Rappel des A.E.P. de la région 3 2 - GEOLOGIE - 4 2.1. Stratigraphie 4 2.2. Etude structurale 6 3 - HYDROGEOLOGIE - 8 3.1. Les différentes nappes 8 3.2. Piézométrie 9 3.3. Pompages d'essai 10 3.4. Chimie des eaux 10 4 - RECHERCHE ET LOCALISATION D'EMPLACEMENTS FAVORABLES 12 A L'IMPLANTATION DE FORAGE D'EXPLOITATION - 4.1. Vallée de l'Aire 12 4.2. Vallée de la Biesme 12 4.3. Vallée du ruisseau de Beauchamps 13 5 - CONCLUSIONS - 14 - BIBLIOGRAPHIE, TRAVAUX CONSULTES 15 LISTE DES ANNEXES 1 - Carte d'implantation des ouvrages inventoriés (1/50 000e) 2 - Log synthétique - Région de Clermont-Verdun 3 - Carte géologique sommaire (1/50 000e) 4 - Carte structurale (1/50 000e) 5 - Piézométrie de la vallée de l'Aire 6 - Compléments d'inventaire 7 - Carte piézométrique (1/50 000e) 8 - Profil géologique longitudinal de la Basse Vallée de l'Aire 9 - Profil géologique sommaire du col des Islettes 10 - Etude sectorielle de la vallée de la Biesme (1/20 000e) 11 - Coupe des puits et forages du Neufour, implantation au l/500e 12 - Qualité chimique des eaux 13 - Profil des variations de température, rêsistivité et dureté des eaux du ruisseau de Beauchamp et de la Biesme 1 - INTRODUCTION - 1.1. But_de_l¿étude Afin de renforcer l'alimentation en eau potable de la région de Clermont-en-Argonne, la Direction Départementale de l'Agriculture a envisagé d'étudier la nappe des calcaires du Portlandien des vallées de la Biesme et de l'Aire. Cette étude a été confiée au Service Géologique Régional Lorraine. Un débit potentiel de 1 000 m3/jour serait souhaitable. Les nombreux essais antérieurs mettent en évidence la complexité du problème. L'étude por- tera essentiellement sur les données structurales et la piézométrie. Elle comprendra : - l'exploitation des données existantes, essentiellement à la péri- phérie du secteur étudié, - une actualisation des travaux d'inventaire, - une interprétation des résultats, en vue d'une campagne de géophysi- que éventuelle. 1.2. Situatior^géograghique (cf. annexe n° 1) Du point de vue géographique, la zone d'étude d'une superficie de 2 près de 120 km , est limitée à l'Est par le cours de l'Aire, à l'amont par le cours de la Biesme, au Nord par les localités de Boureuilleset Lachalade, enfin, au Sud par les localités de Fleury-sur-Aire et Futeau. Cette région, très boisée (Forêt d'Argonne) est peuplée principale- ment dans les vallées, Clermont-en-Argonne (1 100 habitants) et les Islettes (1 000 habitants) sont les collectivités humaines les plus importantes. Les industries sont groupées au voisinage de ces deux localités, leur développement est lié à la proximité de voies routières importantes - 2 - (route nationale N° 3 et autoroute A4) et de la voie ferrée S.N.C.F. Verdun- Chalons-sur-Marne. 1.3. Historicjue_des_recherches Vallée de l'Aire - Rapport du 16 juillet 1964 de R. LAUGIER (C.N.R.S.) a été le premier à établir un programme de recherche systématique sur la Vallée de l'Aire. Il n'a eu aucune suite. - A la demande de la D.D.A. Meuse, L. Demassieux, dans le rapport du 2 juin 1967, a établi un programme d'étude chiffré comprenant une campagne de géophysique, suite à une série de sondages mécaniques d'étalonnage (rapport du 9 septembre 1967). - Une campagne géophysique par sondages électriques a été réalisée en octobre 1967 par la Compagnie de Prospection Géophysique Française sur la vallée de l'Aire dans le but d'étudier la géométrie des calcaires portlandiens et leur fissuration. - L'ensemble de ces recherches, ainsi que les résultats des forages d'essais ont été interprétés dans le rapport de L. Demassieux du 28 octobre 196£ - En 1969 de nombreux forages ont été exécutés dans le secteur de Vraincourt et Clermont-en-Argonne. Les résultats ont été généralement médiocres. Vallée de la Biesme - En 1961-1962, une campagne de prospection géophysique par sismique a été réalisée par Eurafrep, elle a été doublée d'une série de sondages légers. Les résultats, peu interprétables au point de vue hydrogéologique ont permis cependant de préciser la géologie structurale. - 3 - Travaux d'inventaire - En 1965 (feuille de Verdun) et 1967 (feuille de Clermont-en-Argonne) C. MAIAUX a effectué les Inventaires des Ressources Hydrauliques (cf. annexe n° 1). 1.4. Vallée de l'Aire «Jaugeages en étia-: : Commune Point d'eau Indice B.r.g.m. :ge ou débit d'ex- : • ploitation : • • :Aubréville Source Taillonvaux 135-5-4 0.1 1/s : • Source du Chien Pendu : 135-5-6 0.15 1/s : Puits du village 135-5-15 quelques m3/j : rAutrecourt Source Saint Avit 161-6-10 2. 1/s : • :Auzéville Source du Lavoir 161-1-163 0.5 1/s • • ¡Puits de la Rue du Moulin 161-1-169 quelques m3/j : :Boureuilles Fontaine Robinson 134-8-4 0.8 1/s : • Source la Fauvarde 161-1-174 1.0 1/s : :Clermont (+ • rVraincourt) ¡Puits de Vraincourt : 161-1-1 quelques m3/j : :Froidos-Rare- Source Seloure : 161-2-96 1.6 1/s : : court :Lavoye ¡Source de Grande Fontaine : 161-6-9 0.6 1/s : :Neuvilly ¡Source à la culée de l'Auge : 134-8-3 : 0.4 1/s : - 4 - Vallée de la Biesme Jaugeage en étia- : : Commune Point d 'eau Indice B.r.g.m. ge ou débit d'ex- : p_loitation : :Le Claon Source captée - 1 1/s : :Lachalade Source captée ¡ 1 1/s : : Syndicat des Forage "Maison Dieu" : 160-4-1013 :eaux de la Vallée 450 m3/j ' : :de la Biesme Forage "Maison Dieu" 160-4-1015 Le Neufour, Futeau, les Islettes, Hameau de Lochères (Aubréville), Préventorium de Clermont. 2 - GEOLOGIE - Les données géologiques exposées dans ce rapport figurent sur les cartes au 1/50 000 de Clermont-en-Argonne et Verdun. Cependant, les feuilles de Sainte Menéhould et Monthois n'ont pas encore été levées en ce qui concerne le département de la Meuse. En conséquence, un travail de cartographie et d'inventaire s'est avéré nécessaire (voir la carte géologique sommaire en annexe n° 3). 2.1. Stratigraphie Les terrains affleurants dans le secteur étudié sont décrits dans la notice explicative de la carte géologique au 1/50 000 de Clermont-en-Argonne (cf. également le log synthétique en annexe n° 2). Le Kimméridgien peut être cité pour mémoire bien qu'il n'affleure pas dans la vallée de l'Aire entre Fleury et Vareftnes. Les marnes supérieures mm c constituent en effet le mur de l'aquifère inférieur du Portlandien. Le Portlandien n'est représenté que par sa partie inférieure (Bononien). C'est un ensemble épais de calcaires lithographiques et subli- thographiques présentant des intercalations marneuses parfois importantes. De bas en haut, on observe : - 22 à 25 m de calcaires lithographiques, - 3 à 7 m de marnes riches en Exogyra Virgula, constituant un assez médiocre niveau repère, - 7 à 8 m de calcaires lithographiques à sublithographiques, - 5 à 10 m de marnes constituant la "Pierre Châline", bon niveau repère, riche en Gravesia, - une épaisseur variable (10 à 20 m) de calcaires dits "à débris" marneux localement. Ces calcaires sont affectés par l'érosion anté- crétacée. L'Albien : C'est par cet étage que débute la transgression crétacée - A la base, les sables verts de 1'Albien inférieur reposent directe- ment sur le Portlandien. Leur épaisseur varie de quelques mètres à 7 m. Les limites à l'affleurement sont souvent peu visibles à la suite de nombreux remaniements. Ce sont des sables siliceux, fins, argileux, riches en glauconie et localement en nodules phosphatés.