CONTRAT DE PLAN PARTICULIER
ÉTAT - RÉGION AQUITAINE - B.R.G.M.
BRGM recherche de zones favorables
à l'exploitation d'ardoises
en vallée d'Aspe
(Pyrénées Atlantiques)
»\3V\c po' ,eo^ c^^ OO
par G. KARNAY
Janvier 1988
88 SGN 053 AQI
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
BRGM Aquitaine Avenue du Docteur-Albert-Schweitzer - 33600 PESSAC Tél. 56 80 69 00 - Télex 540030 OGETEL - REF 1 28 - I -
RESUME
Cette étude a été réalisée dans le cadre du contrat de Plan
Particulier Etat - Région Aquitaine - B.R.G.M., sur un financement du
Ministère de l'Industrie (crédits de Service public du B.R.G.M.) et de la
Région Aquitaine.
Un marché régional existe pour des ardoises rustiques. Le
Syndicat Intercommunal à Vocation Multiple du canton d'Accous (S.I.VO.M.) souhaitait voir s'il était possible de réexploiter des ardoises du même type que celles produites par le passé à Aydius (64).
Malgré la grande abondance des formations schisteuses dans ce secteur, l'analyse structurale, les tests physico-chimiques et les critères d'accessibilité ont montré que seuls trois sites sont compatibles avec une exploitation artisanale.
* *
* - n -
SOMMAIRE
Pages
RESUME 1
SOMMAIRE 11
LISTE DES FIGURES ET ANNEXES 111
INTRODUCTION 1
1 - GENERALITES SUR LES ARDOISES 2
1.1 - Paramètres physico-chimiques des matériaux ardoisiers.. 4
1.2 - Paramètres structuraux des matériaux ardoisiers 4
2 - DESCRIPTION DES INDICES 6
2.1 - Contexte géologique général 6
2.2 - Indices reconnus dans les terrains paléozoiques 7
2.2.1 - Vallée du Gabarret (Aydius) 8
2.2.2 - Vallée de la Berthe (Accous) 9
2.2.3 - Vallée d'Aspe entre Urdos et les Forges d'Abel. 10
2.3 - Indices de la vallée du Barescou
(terrains mésozoïques) 10
CONCLUSIONS 12
* * *
* - Ill -
LISTE DES FIGURES ET ANNEXES
Figure 1 - Schistosité ardoisière
Figure 2 - Pli à schistosité plan-axial
Figure 3 - Schistosité de fracture
Figure 4 - Schéma de la chaîne pyrénéenne
Figure 5 - Coupe schématique transversale des Pyrénées
Figure 6 - Géologie de la vallée d'Aspe
Figure 7 - Répartition des discontinuités dans le secteur d' Aydius
Figure 8 - Répartition des discontinuités dans trois secteurs type
Figure 9 - Coupe schématique de la zone nord-pyrénéenne dans le secteur
de Barescou.
Annexe 1 - Cartographie de la vallée du Gabarret et de la Berthe
Annexe 2 - Cartographie de la vallée d'Aspe
Annexe 3 - Cartographie de la vallée du Barescou. - 1 -
INTRODUCTION
Le S.I.VO.M. du canton d'Accous, regroupant la majeure partie des communes de la vallée d'Aspe est à la recherche d'activités pour infléchir le dépeuplement de cette vallée atteignant presque le seuil de désertification.
Des ardoises rustiques ont été exploitées par le passé à Aydius.
Ce gisement pose de gros problèmes pour être réouvert (exploitation en souterrain, accessibilité difficile ...). Il existe une demande en Béarn pour ce type d'ardoise, un groupement d'artisans se proposait pour les réexploiter.
Le B.R.G.M. a donc, dans un premier temps, analysé les abords immédiats du gisement d' Aydius, afin de vérifier toute possibilité d'extension du gisement dans les zones facilement accessibles.
L'étude s'est poursuivie par une investigation systématique des affleurements de schistes paléozoiques de type similaire dans les secteurs facilement accessibles de la vallée d'Aspe et des vallées affluentes.
En dernier lieu, les flyschs crétacés ont été examinés dans la vallée "du Barescou," par analogie avec les schistes noirs du flysch- exploité â Lugagnan près de Lourdes dans un contexte peu différent. - 2 -
1 - GENERALITES SUR LES ARDOISES
On appelle ardoise une roche à grains très fins, homogènes, ayant acquis un feuilletage plus ou moins serré, sous l'influence de contraintes tectoniques, ou d'un métamorphisme régional de faible inten¬
sité (anchimétamorphisme) .Ce métamorphisme est caractérisé par une évolu¬
tion des minéraux argileux (disparision de la kaolinite et des argiles
interstratifiées au profit de l'illite, la chlorite puis de la muscovite)
avec arrangement des cristaux existants et néoformés suivant des plans parallèles appelés plans de schistosité ardoisière.
Ces plans de schistosité sont en général distincts du feuille¬
tage d'origine sédimentaire (stratification).
«l'rikhK'a.'lwi
rnîfirAlJtliôr»
Fig.l SCHISTOSITE ARDOISIERE - 3 -
Un microlithon est défini comme un volume peu ou pas affecté par
la structure planaire et délimité par deux plans de schistosité. Les para¬ mètres dimensionnels des microlithons sont des éléments utiles pour carac¬
tériser la schistosité.
Les ardoises appartiennent à la séquence pélitique du métamor¬ phisme général, du métamorphisme de contact ou du dynamométamorphisme,
dont elles représentent les premiers stades. Elles se forment également par simple diagénèse.
Dans le langage courant, on désigne sous le vocable d'ardoises,
ardoises rustiques et lauzes, des roches très variées : schistes, mica¬
schistes, gneiss, phyllades, phonolites etc..
L'exploitation ardoisière en France, après avoir été florissante
à la fin du XIXe siècle avec une production de 350 000 t en 1875, n'a pas
cessé de se dégrader jusqu'à nos jours. Cette dégradation a été due en
particulier à l'apparition sur le marché de la construction de produits
nouveaux : tuile mécanique, fibro-ciment, shingle, etc.. Les besoins
existant encore en ardoises sont en majeure partie couverts par des
importations (Espagne, Portugal ...).
Les régions productrices sont connues : l'Anjou-Mayenne repré¬
sentait plus de 80° % des ardoises de qualité, mais on trouve aussi la
Bretagne, les Pyrénées, la Montagne Noire, la Corrèze, la Savoie et les
Ardennes"qui s'Ont éa'sèfnt^iellemeni: à vocation régionale ou même -local-e.
De nouvelles utilisations industrielles semblent se dessiner
pour des matériaux de qualité : charges minérales, peintures spéciales,
matériaux d'ornementation etc.. Des poudres d'ardoises sont actuellement
importées d'Angleterre.
Les coûts de l'exploitation souterraine ayant considérablement
augmenté, la prospection des schistes ardoisiers doit s'adapter à une
exploitation à ciel ouvert :
- gisement de grande taille
- faible couverture stérile
- site isolé mais facilement accessible. - 4 -
1.1 - Paramètres physico-chimiques des matériaux ardoisiers
Une ardoise est définie par des critères physico-chimiques qui tentent de quantifier des phénomènes très simples que l'on peut apprécier par la vue et le toucher. Il faut que le matériau soit :
- dur et résistant
- imperméable
- homogène et à surface lisse
- facilement délitable en plaquettes suffisamment grandes
et fines.
Ces critères subjectifs peuvent être quantifiés par des para¬ mètres physico-chimiques simples qui reflètent dans leur ensemble la composition minéralogique et la texture de la roche :
- la résistance à la compression simple
- le rapport quartz - phyllites doit être inférieur à 30 %
- la granulométrie des éléments détritiques (quartz et
feldspath) doit être comprise entre 20 jj et 60 jj
- le pourcentage en carbonate (calcite) doit être faible
- les sulfures de fer doivent être absents (pyrite, pyrrhotite).
1.2 - Paramètres structuraux des matériaux ardoisiers
Les caractères structuraux de la roche vont définir essentiel¬
lement l'aptitude au délitage, la morphologie des plans de schistosité et
la taille des blocs bruts.
L'analyse structurale d'un affleurement consiste à relever les différents types de discontinuité, de mesurer leur orientation, fréquence, morphologie, etc.. et d'apprécier les relations spatiales qui existent
entre elles. Plxv ajtlxi Fig.2 PLl A SCHISTOSITE PLAN- AXIAL
Fig.3 SCHISTOSITE DE FRACTURE - 5 -
. La stratification : c'est un élément très important de l'ana¬
lyse structurale. Elle va conditionner la qualité du matériau car elle
représente les discontinuités lithologiques de la roche (passées plus
détritiques, tapissage en pyrite etc..).
. La schistosité : c'est un plan particulier grossièrement
perpendiculaire à la direction de contrainte qui lui a donné naissance.
Lorsque la schistosité est synchrone du plissement, le pli est alors
qualifié de synschisteux et est caractérisé par une schistosité plan-
axiale, c'est-à-dire sensiblement parallèle au plan axial du pli (fig. 2).
Ce type de schistosité est typique de la schistosité de flux.
La schistosité de fracture correspond à un débit relativement
irrégulier et espacé affectant préférentiellement les bancs compétents,
formant le plus souvent un "éventail" dans les charnières de plis. On
observe souvent au glissement des microlithons suivant les plans de
fracture (fig. 3).
. Les failles et diaclases sont des discontinuités structurales
importantes car elles conditionnent le débit des blocs d'ardoise suivant
leurs directions et leur aspect. Les exploitants les appellent pointe,
derrière, soles, etc..
Les différentes familles de discontinuités sont reportées sur
' â&s canevas-qui permettent -une analyse géométrique, et statistique de la
fracturation. - 6 -
2 - DESCRIPTION DES INDICES
Avant de présenter les indices analysés, il est bon de décrire
le contexte géologique régional du secteur d'étude (fig. 4).
2.1 - Contexte géologique général
Les Pyrénées constituent une chaîne de montagne due à la colli¬
sion de deux plaques continentales : au Nord la plaque européenne, au Sud
la plaque ibérique.
Ce type d'orogenèse détermine des zones structuralement homo¬
gènes et de direction parallèle à la chaîne (fig. 4).
- La zone primaire axiale formant une saillie de matériel
hercynien (sédiments paléozoiques, micaschistes, gneiss et
massifs granitiques d'âge tardi-hercynien) .
- La zone nord-pyrénéenne, constituée de terrains secondaires au
milieu desquels peuvent émerger des massifs hercyniens appelés
massifs satellites, de même constitution que la zone axiale.
- La zone sous-pyrénéenne formant l'avant-pays de la chaîne,
constituée d'un remplissage de terrains d'âge Crétacé
supérieur et Tertiaire, plissés.
La faille nord-pyrénéenne sépare la zone axiale de la zone nord-
pyrénéenne, de même le chevauchement frontal nord-pyrénéen marque le
passage de la zone nord-pyrénéenne à la zone sous-pyrénéenne.
Cette zonation d'axe E-W est perturbée à l'Ouest par l'ennoyage
de la zone axiale en Pays Basque.
Le secteur étudié est situé à cheval sur la zone axiale et la
zone nord-pyrénéenne (fig. 6). -O 63
4
J
I en 1
Zone étudiée
Fîg. 4 - Schéma de la chaîne des Pyrénées ; ses différentes unités tectoniques et son cadre. 1. Socle hercynien. - 2. Terrains secondaires de la zone nord-pyrénéenne, de la zone sud-pyrénéenne et de la zone des Sierras. - 3. Crétacé supérieur et Éocène de la zone sous-pyrénéenne, Éocène du syn- clinal de ['Aragon et de la Catalogne." - 4. Terrains postérieurs à I'Éocène. EMlle Chevauchement frontal
nord-pyrénéenne Nord-pyrénéen
Zone axiale Zone Nord-Pyrénéenne Zone
Sous-Pyrénéenne
FIGURE 5 - COUPE SCHEMATIQUE TRANSVERSALE DES PYRENEES - 7 -
Une coupe transversale à la chaîne permet de situer ces diffé¬ rentes zones sur un modèle tectonique global (fig. 5).
Les indices ardoisiers reconnus dans le Paléozoïque se situent dans la zone axiale près de la faille nord-pyrénéenne pour le secteur d' Aydius et Accous et en plein coeur de la zone axiale pour le secteur de
Urdos - Les Forges d'Abel.
La vallée du Barescou est située dans les flyschs crétacés de la zone nord-pyrénéenne caractérisée par un décollement de la couverture.
2.2 - Indices reconnus dans les terrains paléozoiques
La série paléozoïque très épaisse est surtout représentée dans la région par des quartzites, grès, calcaires griottes, dolomies et schistes.
Les niveaux à schistes a priori intéressants sont d'âge Carbo¬ nifère. De bas en haut, la lithologie des dépôts carbonifères est la suivante :
- Schistes siliceux, jaspes et lydiennes noires sur une épais¬
seur de 10 à 15 m.- On y trouve parfois des nodules phosphatés. -
Ces oouches sont attribuées au Tournaisien - Visien inférieur,-
Schistes- rouges à la hase, puis gris-verdâtres -à beige, de 60 à
100 m de puissance, d'âge Visien, passant au Sud à des calcai¬
res à crinoïdes intercalés de pélites, de conglomérats et de
calcschistes. -
- Calcaires noirs recoupés de filons de calcite blanche avec
parfois des passées bréchiques, d'âge Namurien.-
- Complexe de pélites schisteuses et de grès à plante du Namuro-
Westphalien, associés à des poudingues dans le massif du Bois
de la Traillère, passant plus à l'Est à des grès quartziti- Ce C.itiJ.
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ques,' Vers le Sud, les dépôts passent à des schistes, grès,
psammites de couleur gris sombre.-
Cette série se retrouve en partie dans les différents secteurs
étudiés, le niveau favorable étant constitué par les schistes viséens.
2.2.1 - Vallée du Gabarret
Ce secteur est situé sur un pointement de terrains paléozoiques de la zone nord-pyrénéenne (cf. annexe 1).
Les anciennes exploitations d'ardoise d'Aydius (l'Ardoisière) près du pont de Bat, ont montré quelques niveaux de schistes gris plus ou moins sombre, à schistosité plane, à grains relativement fins, mais de puissance assez réduite.
Un relevé structural a été effectué sur le site et vers l'Est le long de la route jusqu'à l'affleurement des terrains triasiques.
Le report sur canevas de Schmidt des directions de stratifica¬ tion montre deux pôles principaux. La schistosité montre également deux directions préférentielles N 136, 30 NE et N 9, 70 E (fig. 7).
Plusieurs familles de failles ont pu être mises en évidence en particulier à la station 3 (l'Ardoisière) (fig. 8).
La vallée du Gabarret a fait l'objet de 8 stations de mesures,
les autres affleurements montrent des phénomènes divers incompatibles avec
l'exploitation : fracturation intense, plissottement, présence de pyrite
trop importante, présence de filonnets de calcite de plusieurs générations
La station n° 7 montre une disposition particulière.
Le plan de schistosité est subparallèle à la stratification et
les deux familles de fractures sont disposées sensiblement perpendiculai- FIGURE 7
REPARTITION STATISTIQUE DES DISCONTINUITES
DANS LE SECTEUR D'AYDIUS
Stéréogramme de fracturation (Schmidt inf. )
Aydius (So) stratification Aydius (SI) schistosité
Aydius faille
Critère favorable : la schistosité et la stratification
sont parallèles. FIGURE a
REPARTITION STATISTIQUE DES DISCONTINUITES
DANS TROIS SECTEURS TYPES
Stéréogramme de la fractioration
(Schmidt inf. )
A Sq N9,66E ¿P S. N8,68E
N 74.72 NW _ :v¿
L'Ardoisière Station 7
o Stratification So
-t- Schistosité SI
Fracturation
Critère favorable : la schistosité se calque sur la stratification.
N 88,64 N
Pont de Naudin
Critère favorable : direction uniforme de la schistosité. - 9 -
rement entre eux. On obtient ainsi un débit assez régulier en parallélépi¬ pèdes de dimension 0,20 m x 0,30 m à 0,50 m avec une épaisseur moyenne de
3 à 5 mm.
L'analyse des carbonates a donné une très forte valeur (49,7 %) , qui interdit toute utilisation pour couverture.
A l'exception des stations 1, 2 et 3 où le pourcentage en carbo¬ nate est respectivement de 1,34, 1,56 et 2,43, les autres stations ont montré une valeur trop importante en taux de carbonate (30 à 61 %).
La zone située en aval du Pont de Bat étant exclue pour raisons d'accessibilité encore moins bonne que celle des anciennes exploitations, il reste uniquement le secteur de "l'Ardoisière" en matériau répondant aux critères de qualité de l'ardoise rustique. Le problème de la méthode d'ex¬ ploitation reste posé, ainsi que celui de l'accessibilité.
2.2.2 - Vallée de la Berthe (Accous)
La vallée de la Berthe se jette dans le gave d'Aspe près de la commune d'Accous. Le secteur qui nous intéresse est situé sur la bordure sud du pointement de terrains paléozoiques décrit précédemment (cf. annexe 1 ) .
Les roches en place sont essentiellement représentées par des grès et des psammites intercalés de niveaux schisteux assez fortement fracturés. La partie la plus intéressante semble située vers le bas du flanc de la vallée où on trouve des petites passées à schistosité ardoi¬ sière dont les puissances varient de 0,50 m à 1 m. Le pourcentage en car¬ bonate relevé sur échantillon est de 3,38, et la pyrite semble absente dans ce secteur.
La morphologie (pente accentuée) du lieu n'est pas favorable à une exploitation éventuelle, par contre, l'accessibilité est relativement aisée. - 10 -
2.2.3 - Vallée d'Aspe entre Urdos et les Forges d'Abel
Le secteur de Urdos - Forges d'Abel est situé en plein coeur de la zone axiale (cf. fig. 6 et annexe 2) sur des terrains schisto-gréseux du Carbonifère au pont de Naudin et du Permien basai près des Forges d'Abel.
Le Permien basai est constitué de pélites schisteuses, grises à patine vert clair, légèrement calcareux. Les carbonates représentent
10,63 % de la roche dans l'échantillon prélevé à la station n° 19.
Le modelé de la vallée relativement abrupte ne permet guère d'envisager l'ouverture d'une carrière à cet endroit.
Plus en aval, sur le flanc Est de la vallée d'Aspe, près du pont de Naudin, affleurent des schistes noirs à débit de type ardoisier. On les rencontre en passées sur une quarantaine de mètres le long du chemin du col de Gouetsoule. L'analyse des carbonates des échantillons prélevés a donné une valeur de 3,77 %, résultat acceptable pour le type d'utilisation envisagé. Les contraintes se situent au niveau de la position de l'affleu¬ rement en flanc abrupt de vallée.
2.3 - Indices de la vallée du Betrescou (terrains mésozoïques)
La vallée du Barescou constitue une partie du synclinal d'Escot situé entre les deux plis faille de Lurbe St-Christau au Nord et celui de
Sarrance au Sud (cf. fig. 6, fig. 7, annexe 3).
Les terrains sont essentiellement représentés par des marnes schisteuses et des calcaires noirs schisteux. L'analyse chimique des
échantillons prélevés a montré une très forte teneur en carbonates (49,2 à
71,1 %) ce qui rend le matériau impropre à une utilisation dans le domaine de la couverture.
De plus, la schistosité observée à l'affleurement était de type ondulant, voire même anastomosé. N
/ Vallée du
Barescou \
^ \
Synclinal de Anticlinal de
Lourdios Sarrance Synclinal de » Pli-faille de
Escot I Lurbe I
FIGURE 9 - COUPE SCHEtJATIQUE DE LA ZONE NORD-PYRENEENNE
DANS LE SECTEUR DE BARESCOU - 11 -
Dans la partie amont de la vallée, les matériaux semblent s'en¬
richir en éléments détritiques et on passe peu à peu à des alternances de marnes et schistes avec des grès et psammites.
Malgré la proximité des accidents qui ont contribué à l'appari¬
tion d'une schistosité frustre, les marnes schisteuses albiennes ne
peuvent pas être retenues comme matériau ardoisier, surtout à cause des
fortes teneurs en carbonates. - 12 -
CONCLUSIONS
Cette étude avait pour but de dresser un inventaire des ressour¬ ces en schistes ardoisiers dans la vallée d'Aspe.
Les exploitations anciennes connues près de Aydius ont servi de référence en ce qui concerne la qualité et l'aspect du matériau à recher¬ cher.
Dans le secteur immédiat des ardoisières, aucune extension n'est
envisageable vers l'Est du fait de la rapide dégradation de la qualité du matériau : enrichissement en carbonates, présence de pyrite et de minéraux
détritiques.
Vers l'Ouest, on se heurte aux problèmes d'accès et de prix de
revient de l'exploitation (importance des stériles).
Les ardoisières actuelles recèlent encore quelques panneaux
exploitables, mais de façon tout à fait artisanale (stations n° 1, 2 et
3).
D'autres indices reconnus en vallée d'Aspe ont fourni quelques
passées de type ardoisier notamment à Accous (station n° 17) et au Pont de
Naudin (station n° 24), mais une étude de faisabilité reste nécessaire
avant toute prise de décision concernant une exploitation éventuelle.
Quant aux marnes noires d'âge Albien de la vallée de Barescou,
elles ne répondent pas aux critères physico-chimiques et structuraux, pour
une utilisation en tant qu'ardoise, en raison de leur forte teneur en
carbonates.
En conclusion, aucun secteur n'a fourni les caractéristiques
minimales relatives à une exploitation industrielle, néanmoins des possi¬
bilités artisanales existent, susceptibles de répondre aux besoins locaux
notamment dans la vallée de la Berthe, et en vallée d'Aspe dans le secteur
du Pont de Naudin. LEGENDE DES ANNEXES
Cr Crétacé
Cr Crétacé inférieur
J Jurassique
I Lists
ta Trias argileux
tr Trias gréseux
P Permo-Trias
C Carbonifère
C.inf. Viseen
d Dévonien
^ Ophite
ó Contour géologique
Failles reconnues par analyse
photo-interprétatives ^ Û&lzrth at Je L \
nntxe. 2 . Vaillle. ^>*
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Annexe. 3 . /i/ Barescou