M, 'GUILLAUME Recherche d*eau potable pour la Comnmne_de LUTTANGE () Paria, le 7 Koverabre 1955

A862 B. R. G. G. M.

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES, GÉOPHYSIQUES ET MINIÈRES Oí LA MÉTROPOLITAINE

ÉTABLISSEMENT PUBLIC NATIONAL LOI DU 5 AOUT 1953

69. RUE DE LA VICTOIRE PARIS-IXE

TÉLÉPHONE : TRI, 24-85 (5 LIGNES)

Recherche d'eau potable pear la Commune de LUTTARΠ(Moselle)

par M. GUILLAUME

Bapport complémentaire

-o-

Paria, le 7 Novembre 1955 Secherohe d'eau potable pour la

Commune de LUTTANGE (Moselle)

-o-

Rapport complémentaire

Le débit rechercha pour assurer l'alimentation en eau potable de la

Commune de LUTTANGE est de l'ordre de 8 à 10 mètres cubes à l'heure.

Un premier forage, aux grée du Bhétien inférieur, a été exécuté en l'ai -

Juin 1955 selon lea indications géologiques fournies par Louis GUILLAUME, dans un rapport en date du 18 Octobre 1938. Ce forage était.étudié pour un débit de l'ordre de 5 à 10 mètres cubes à l'heure«

Cependant, contrairement à des précédents très favorables dans la région

(forages de , par exemple, ayant fourni des débits de 20 à 30 ra3/h) pour des dépressions de pompage inférieures à 5 m.) le forage de LUTTANGE n'a pas fourni un débit satisfaisant .

En effet, malgré l}a proximité des affleurements (environ à 150 m. à vol

d'oiseau) le forage de LUTTANGE a traversé des grès compacts, peu altérée.

Une tentative d'acidification (420 kg d'acide C1H concentré, dilués

dan3 2000 litres d'eau, Injectés sous pression dans le forage) n'a pas amélioré

les conditions de débit.

On doit noter toutefois, que cette acidification a été exécutée une fois

le forage équipé d'une colonne de soutènement avec filtre de gravier entre

tubage et terrain, si bien qu'on peut se demander si le filtre de gravier rie

en place n'a pas gêné l'évacuation du sable libéra par l'acidification.

(l) Le compte—rendu détaillé de ce forage a été exposé dans une note de sur- veillance antérieure, du 7 Juillet 1955« • 2 -

La chute du débit enregistrée après cette acidification (caractéristique du forage tombée à 0,3 m3/h/m contre 0,5 avant acidification) semble bien, en effet, indiquer un colmatage des fissures par du sable difficilement

évacuable dans l'état actuel du trou*

Bans ces conditions, pour améliorer le débit du forage, 11 faudrait retire: le tubage de soutènement ainsi que le gravier mis en place au dos de ce tubage, procéder à des pistonnages et curages assez prolongés du trou sans être cer- tain, par ailleurs, que l'on obtiendra un débit de 10 m3/h , même au prix de ces opérations.

Nous envisagerons donc»dans ce qui suit, les possibilités d'un nouvel emplacement de forage, en tenant compte de l'expérience acquise par les forages antérieures

Conditions de la recherche

Dans son étude, en date du 18 Octobre 1938, Louis GUILLAUME faisait intervenir les éléments suivants (ayant guidé le choix de l'emplacement du 1er forage exécuté)

- bassin versant suffisamment étendu - éloignement minimum de la localité - profondeur finale minima du forage - conditions optima de débit et de gualité chimique de l'eau - plan d'eau dans le forage le plus rapproché de la surface,

II insistait particulièrelent sur l'importance qu'il y avait à ne pas f s'éloigner trop des zones d'affleurement des Qrès rhétlens.

De fait, devant l'état d'altération peu prononcée des assises gréseuses traversées par le forage de LUTTANGE, en dessous du niveau Btatique» on

ast peu enclin à s'éloigner exagérément des affleurements (degré de fissuration des grès fortement réduit en profondeur). Forage de Luttange o. £

600"? Forage proposé + 275A

r forage (Mai'-Juin 1955^ T<— * zoo1? > -->¿so-\

200

Forages de Metzeresche £/Vf.

Echel/e des fOO m - 3 - Cependant) la comparaison arec les forages de Metsereache est des plus instructive. En effet, les coupes géologiques du Rhétien de LUTTANGE et de METZERESCHE sont en tout point comparables. Il semble même que les assises de grès maseifs à la base du Hhétien inférieur étaient encore moins altérées à L32TZERESCHE où elles ont été traversées (partiellement) à plus grande profonds deur. (Soir rapport Louis GUILLAUME du 26-9-1934 - A.E.P. Commune de METZERES- CHE). Comme les forages de LUTTANGE et de METZERESCHE ont débuté à des cotes voisines (oote + 250 environ) arec un niveau statique dans les deux cas, voisin de - 21 m* (soit à la cote + 232) m. environ). Il est donc bien possible que la différence de débit de ces forages soit en relation directe avec la cote du Bhétien, traversé à METZEBESCHE 11 m. plus bas qu*à LUTTANGE, c'est à dire avec des fissures en charge de plus d'un kilo par rapport à celles de LUTTANGE. (Un schéma donné ci-contre,, résusae, la situation relative des forages de METZERESCHE et LUTTANGE). On peut noter, de plus, à l'appui de cette hypothèse que les niveaux de conglomérats, (très altérés et fissurés dans les deux cas) rencontrés à

LUTTANGE, entre 17 et 18 m. se trouvaient hora d'eau alors qu'à Î.ETZERESCHE, ils étaient traversés entre 30 et 31 m., soit en charge de près de 1 kg. Bien que les forages de LUTTANGE et METZEBESCHE soient à des éloignements sensiblement voisins des affleurements, la différence de profondeur du Rhétien s'explique par le fait du plongement plus accusé à METZEBESCHE (plongeaient accentué à proximité de la faille de TEHLANGE-KEDANGE). Dans oes conditions, pour trouver une situation hydrogéologique compara- ble à celle de METZERESCHE, on »a* amené au voisinage de LUTTANGE, à s'éloi- gner légèrement des zones d'affleurements du Rhétien, ce qui se traduit, à cote égale pour la traversée du Hhétien, par une plus grande profondeur - 4 - du forage qu'à METZERESCHE, par suite du relèvement de la topographie entre

KETZERESCHE et LUTTANGE.

CONCLUSIONS

On voit donc que l'on est amené à faire jouer deux éléments opposés :

— Recherche d'un emplacement pas trop éloigné des affleurements pour rencon- trer un Rhétien suffisamment altéré et fissuré en profondeur. - Recherche, également, d'un emplacement où le Rhétien est suffisamment en charge, pour être aquifère, sur toute sa hauteur, ce qui revient à B'éloigner à l'Ouest des affleurements, par suite du plongement des assises dans cette direction et augmente d'autant plus l'épaisseur du recoula rement que le relèvement de la topographie s'ajoute à l'enfoncement des assises.

Afin de concilier ces deux données du problème, il est donc conseillé de se reporter sur l'emplacement "AM proposé par Louis GUILLAUME dans son

étude du 18 Octobre 1938

Cet emplacement est indiqué sur la carte au l/20 000e en annexe, du présent rapport, il est prolongé par une ligne qui correspond à toutesles implantations équivalentes du point de vue hydrogéologique, de façon à laisser le choix de l'emplacement le plus favorable dans le cadre du projet technique à l'étude par les Services du Génie Rural.

La profondeur à prévoir pour un forage à cet emplacement aérait de

70 m., av&c un plan d'eau au plus bas vers 50 m« de profondeur. - 5 -

Devant lea conclusions nouvelles auxquelles conduit la comparaison des forages de LUTTAflGE et de ?.~iTZERESCHE, il me paraît inutile de faire exécuter un sondage de reconnaissance préalable. L'exécution d'une reconnaissance limitée à un seul sondage ne permettra pas dans la situation géologique présente de choisir l'emplacement le plus avantageux.

De plus, il est difficile de se faire une opinion à partir d'un ouvrage en petite section (sauf pour ce qui est de la coupe géologique, évidemment).

Dfautre part, même si la section préconisée (200 mm. au minimum) permet de faire des essais de débit sommaires à la soupape, elle ne permet pas de mettre en place les tubages nécessaires pour assurer une sélection des différents niveaux aquifères superposés (niveaux aquifères du Calcaire à

Gryphées et du Rhétien). Or cette sélection serait dans le cas présent une condition essentielle d'un forage de reconnaissance pour les raisons suivantes î

a) El im i nationale sceaux su|ierficielles_de_0_à_15jTu_au_moins de façon

à s'assurer si les eaux rencontrées dans les niveaux inférieur© du

Calcaire à Gryphées sont contaminées ou non«

II n'est pas dit que l'on trouve dans ces niveaux un débit satisfai- sant, toutefois, les conditions d'affleurements et de plongement du Cal- caire à Gryphées (analogues à celles de Sorbey et Glatigny : voir rapports de surveillance géologique, B.R.G.G.I.L n° A 511 et A 588 concernant ces communes) sont loin d'exclure la possibilité d'un débit non négligeable dans ces assises. Les eaux rencontrées dans ces conditions seraient également suscepti- bles d'avoir une qualité chimique acceptable, (surtout si le débit s'avérait favorable, de l'ordre de 4 à 8 m3/H. par exemple). On pourrait escompter également une minéralisation de l'ordre de 500 4 6OO mg/litre avec une dureté totale voisine de 40° (français). - 6 -

II est difficile de se prononcer de façon plus absolue quant aux conditions aquifères d'un niveau aussi "capricieux" que le Calcaire à Gryphées,sur lequel on ne possède que des renseignements sporadiques, cea derniers, présentant de plus des variations très importantes (duretés totales variant de 40° à plus de 200°, débits variant de D à 15 m3/h. etc...). Toutefois une éventualité favorable dans ce niveau n'étant pas catégoriquement exclue» il ne serait pas injustifié de prévoir un schéma de forage laissant toute latitude pour son captage. Dans une alternative positive il y aurait lieu évidemment de prévoir également un périmètre de protection éloigné, comprenant les affleurements de cette formation, soit le versant non boisé situé à l'Est de la route LUTT/vNGE - METZEBESCHE. A ce sujet, il serait important pour le Géologue de connaître les dispositions envisagées pour l'évacuation des eaux usées (puisards, égouts, etc..) des nouvelles constructions en cours pour le Centre de Television situé précisément en bordure Eist de cette même route. L'existence de ces constructions, en effet, ne condamne pas, à priori, l'exécution du captage envisagé dans le Calcaire à Qryphées. b) }•riimination provisoire ou non des eaux du Calcaire à Gryphées, de façon Î\ s'assurer des conditions de débit des Grès rhétiens et de 1B qualité chimique des eaux (la bonne qualité bactériologique ne posant pas de problème ici).

Ci l'on table, en effet, sur les analyses chimiques du forage de MMTSïïKSSCHE, comparées avec quelques analyses des eaux du Calcaire à Oryphées. On constate que dans certains cas, les eaux du Calcaire ù Qryphées peuvent être de meilleure qualité que celles du lîhétien. Il n'est donc pas inutile de reconnaître les deux niveaux àéparement d'autant plus que l'étude des archives de forages analogues montre souvent des résultats contradictoires difficiles à interprêter dans l'incertitude où l'on se trouve souvent sur la sélection des deux niveaux aquifères traversés par ces forages (forages à par exemple).

On voit donc que l'exécution d'un sondage de reconnaissance hydrogéologique valable revient à exécuter un forage définitif en - 7 - diamètres réduite. On peut se demander ai le prix de revient d'un ouvrage ainsi conçu ne laisse pas à préférer l'exécution directe du fonge d'exploi- tation dans lequel la "reconnaissance" est conduite dans les meilleures condi- tions au fur et à mesure de l'avancement.

Cette opinion, enfin, est appuyée du point de vue géologique par le fait qu'à priori les chances de succès au nouvel emplacement proposé sont très nettement supérieures aux chances d'échec.

AU cas cependant où la tentative échouerait, les chances de succès pour un nouvel emplacement voisin deviendraient du même coup très faibles et obligeraient à ae reporter franchement 3ur le secteur des forages de

îuETSEEESCHE où aucune reconnaissance préalable par sondage n'apparaît nécessaire.

CONDITIONS D'EXECUTION D'UN NOUVEAU FORAGE

L'exécution d'un nouveau forage, selon l'implantation donnée plus haut se situerait dans les conditions suivantes i

a) Coupe géologique (orifice à + 275 m. environ)

0 -(36) ."CALCAIRE A GRYPHEES« Alternances maintes fois répétées de bancs de mar- nes bleues» argileuses et de calcaires gris-bleu j dee bancs calcaires ne dépassant 40 à 50 cm et les intercalaires marneux pouvant atteindre 1 m. sur- tout à la base de la formation/

(36) - 45 m. "RHETI3N SUPERIEUR" i'arnes argileuses rouges, instables = L'araes de Levalloia.

45 - 70 m. "HHETIEN INFERIEUR" Argileux dans les 5 à 7 m. supérieurs et à la base (argiles noires). (roir coupe détaillée dans note de surveillance géologique antérieure du- 7/7/55)•

b) Conditions hydrogéologiquea (Orifice + 275 m. environ) - Des venues d'eau peuvent être escomptées dans le "Calcaire à Gryphées

On doit dans ce cas s'attendre è un plan d'eau dans le forage qui - 8 -

a'abaissera au fur et à mesure de l'approfondissement, nnis qui no devrait

guère descendre durant la traversée du nCalcaire à Gryphées", en-dees?ous

de la cote 250 soit en-dessous de 25 nu de profondeur.

— Le plan d'eau dans les Grès rhétiens, par contre, doit être attendu vers la

profondeur de 45 m. (soit à la cote + 230). c) Projet de forage

Les caractéristiques suivantes pourraient, par exemple, être envisagées.

1ère phase

0-15 m. Forage en 600 mm. Tubage en 500 mm. gaine de ciment "Portland" etanche. 2e phase

15 - (36) Forage en 490 mm. essai d'épuisement à la soupape éventuellement prolongé par un essii de débit - analyse chimique et bactériologique. Forage en 490 mra Tubage en 400 ram. (tube plein) ancré dan3 un bouchon dé ciment remontant selon le cas t A)-£fermeture du Calcaire à Gryphéea) Sur toute la hauteur du Calcaire à Gryphées. B)-(Captage du Galcaire à Gryphées) Jusqu'au toit des "î.iarnea de Lev3llois" et prolongé au-dessus, à hauteur du Calcaire à Gryphées , par un massif de graviers. Dans ce cas le tubage plein serait perforé une fois effectués la reconnaissance et le captage des eaux du Hhétien.

3e phase

50 - 70 m. Forage en 390 mm essai d'épuisement et essai de débit, analyse chimique (éventuellement acidification avec acide dilué, injecté à faible dose sous pression d'eau)• Tubage en 300 mm (tubage crépine) - 9 -

Ces indications sont résumées sur un schéma donné en annexe e ce rapport, à titre d'indication.

PARIS, le 7 Novembre 1955

l'arcel GUILLAUL'i: Ingénieur—Géologue au B.IÎ.G.G.?.'. À.E.P. Lut tange (àloselle)

- Schéma d1exécution du captage proposé -

Orifice + 275 Version A Veraion B

forage en 600 mm. Tubage en 500mmj (sans changement)

gaine de ciraeai

O _15m

forage en 490 mm f? P. Tubage en 400 mm C3 Forage en 490 nun. Tubage en 400 mm. Gaine de ciment s (tubage plein) •H S Gaine de c iment de O •H •36 à—50 m. surmontée (Calcaire & d'un massif de gra- Gxyphées) • 3 O viers. 3 Test aquifère O Le tubage aera per- U foré au droit des 36m 9 venues d'eau après _36i captage des eaux ai du Rhétlen. o N. ST. 45 m, [- 45m1: (Hhétien)

I— 50 m Forage en 390 1™ Tubage en 300 mm

Massif de gravier (sans changement) ?£%

Teet aquifère 70m

7/11/1955 >1 '•'

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