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COMMUNE DE PIONSÄT (PÜY-DE-DOME)
Etude géologique et hydrogéologique pour l'implantation de sondages de reconnaissance
Auteurs : M. FOLLIOT et D. ROUZAIRE N" Rapport : R 34266 AIN 4S 92 Date : janvier 1992
BRGM - AUVERGNE Campus universitaire d«s Céieoux - B.P, 186 24, avenu* d«s Landais - 63174 Aubier« cede». Frone« Tél.: (33) 73.26.24.31 - T«l«copi«ur : (33) 73.27.10.91 COMMUNE DE PIONSAT (PÜY DE DOME)
ETÜDE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQÜE POUR L'IMPLANTATION DE SONDAGES DE RECONNAISSANCE R 34266 ADV 4S 92 JANVIER 1992
RESUME
A la demande de la commune de PIONSAT et sous la maîtrise d'oeuvre de la Direction départementale de l'Agriculture et de la Forêt du Puy-de-Dôme, le BRGM Auvergne a été mandaté pour effectuer une étude géologique et hydrogéologique pour 1 'alimentation en eau potable.
Le secteur concerné comprenait les territoires des communes de Pionsat, La Cellette et débordait sur le massif du Bois de Pionsat (Saint Maigner et Gouttières).
La mission comportait deux phases :
* une étude structurale définissant le réseau de fractura- tion par photo-interprétation ;
* une prospection par radon au droit d'une cible choisie précédemment.
Des propositions d'implantation de sondages de reconnais sance sont formulées ainsi qu'un programme technique.
* * * SOMMA IRE
pages
INTRODUCTION 1
1 - CONTEXTE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE 2
1.1 - Aperçu géologique 2
1.2 - Ressources en eaux souterraines 4
2 - ETUDE STRUCTURALE PAR PHOTO-INTERPRETATION 5
2.1 - Principe 5 2.2 - Résultats obtenus 5 3 - CORRELATION ENTRE LA PHOTO-INTERPRETATION ET LES SOURCES DE LA REGION DE PIONSAT - LA CELLETTE 7
4 - DETERMINATION D'UNE ZONE-CIBLE ET PROSPECTION PAR GAZ RADON 9
4.1 - Secteur à prospecter 9 4.2 - Prospection par radon 11
5 - PROPOSITION D'IMPLANTATION ET PROGRAMME DE SONDAGES DE RECONNAISSANCE 16
5.1 - Implantations proposées 16 5.2 - Programme de travaux 16
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Carte géologique - Echelle 1/50 000 3 Figure 2 : Carte de situation - Echelle 1/25 000 10 Figure 3 : Carte d'activité volumique du radon 15
Annexe : Carte n" 1 : Etude photogéologique - Echelle 1/25 000 - 1 -
IHTRODUCTION
La commune de PIONSAT est située dans le Nord-Ouest du département du Puy-de-Dôme, dans l'arrondissement de Riom, à 42 km au Nord-Ouest de Clermont-Ferrand. Elle comprend environ 1200 habitants en partie dispersés sur de nombreux hameaux plus ou moins isolés, ainsi qu'un cheptel important de 6 300 têtes en 1991,
Les ressources actuelles en eau potable sont exclusivement fournies par un ensemble de sources captées situées sur les communes de La Celette et de Saint Maigner à l'exception d'une seule sur Pionsat. La production d'eau est fréquemment limite par rapport aux besoins, voire déficitaire pendant des périodes sèches.
L'hiver 1991-1992 présente une situation très critique, l'étiage étant très marqué suite à un important déficit pluviométrique sur les Combrailles.
La prospection de ressources plus profondes apparaît nécessaire compte-tenu des problèmes rencontrés depuis 1989. _ 9 -
1 - CONTEXTE GEOLOGIQUE ET HYDROGEQLQGIQUE
1.1 - APERCU GEOLOGIQUE
La commune de Pionsat et le secteur d'étude concernant pour partie La Celette et Saint Maigner couvrent plusieurs domaines géologiques de nature cristallophyllienne (gneiss, micaschistes, anatexites) et cristalline (granites essentiellement). Schématiquement, on peut distinguer trois types de zones :
- un substrat métamorphique constitué de roche grenues (gneiss, anatexites), localement injectées de leucogranites, sur la moitié ouest de la commune, bourg compris. Des anatexites ("aubussonites") assez similaires couvrent l'angle Nord-Est de la commune, ainsi que la zone comprise entre Saint Maignier et la limite de commune avec Pionsat ;
- un substrat métamorphique comportant, outre des gneiss, des bancs micaschisteux très développés, au Sud-Est du bourg, depuis la Celette jusqu'au bois de la Prise vers le Sud. Des injections granitiques (leucogranites) perturbent cette série. Des gneiss très altérés apparaissent à l'extrémité Ouest de la commune, parallèles à la faille de Pionsat ;
- un massif granitique du type "Guéret", qui apparaît au Sud de Saint Maigner et descend vers le bois de Pionsat, où il forme un bombement atteignant 800 m d'altitude.
La figure n" 1 représente la géologie locale à l'échelle du 1/50 000.
Un accident cassant majeur traverse la région : c'est la faille de Pionsat, décrochement sénestre qui recoupe tous les terrains précités suivant une direction NO-SE en les broyant localement. Le tracé de cet accident est matérialisé par la vallée du Boron, à l'Ouest de Pionsat et il est suivi par le parcours de l'ancien tunnel SNCF des Bouchauds, dont il est question dans l'étude hydrogéologique.
L'ensemble des terrains est affecté d'une fracturation complexe, liée à la nature des roches (schistosité, foliation pour les zones métamorphiques) au contact avec les massifs granitiques intrusifs et aux dislocations hercyniennes et postérieures.
La géologie du secteur est très complexe et influe notablement sur les ressources en eaux souterraines. L
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M O CARTE GEOLOGIQUE - Echelle 1/50 000 - 4 -
1.2 - RESSOURCES EN EAUX SOUTERRAINES
De manière générale, les zones de socle présentent des caractéristiques aquifères médiocres, en raison de leur nature massive et peu perméable. Les différents constituants que sont les granites, gneiss, micaschistes, etc.. offrent cependant des capacités très différentes pour l'emmagasi- nement de l'eau et son transit.
Seules les roches grenues sont affectées de déformations suffisantes (fractures, fissures) permettant le transit aquifère en profondeur, contrairement aux formations schisteuses.
Les contacts entre roches différentes, comme du gneiss et des micaschistes forment des barrières imperméables qui peuvent stocker de 1'eau.
Près de la surface, l'altération régit le comportement aquifère éventuel des terrains : les micaschistes s'altèrent en argiles imperméables, les granites et les gneiss s'arénisent en sable grossier plus ou moins argileux suivant la minéralogie de la roche saine.
Dans le cas de la région de Pionsat, les conditions de surface ne sont que rarement favorables à la création d'arènes perméables. Une bonne partie des sources captées concerne le contact entre la roche saine et son altération, d'où des débits modestes et très variables.
Les sources situées en altitude sont captées superficiellement et restent fortement tributaires de la pluviométrie pour être alimentées.
Les ressources aquifères exploitées actuellement dépendent de niveaux altérés superficiels, au sein de granites ou de roches gneissiques. La localisation des captages est conditionnée par ces éléments et la topographie d'origine glaciaire, formant un bombement au Sud, dans le bois de Pionsat. - 5 - 2 - ETÜDE STRUCTURALE PAR PHOTO-INTERPRETATION
2.1 - PRINCIPE
La carte n° 1, insérée en annexe, à l'échelle du 1/50 000 synthétise l'analyse structurale effectuée sur photos aériennes.
Les documents de travail sélectionnés comprennent des clichés noir et blanc panchromatiques à l'échelle du 1/17 000 de la mission IGN de l'Inventaire Foretier national réalisée en juillet 1985 (feuilles Saint Gervais d'Auvergne et Montaigut).
Les structures visibles en stéréoscopie sont reportées sur un fond à 1/25 000, par commodité de présentation. La résolution de cette approche est donc de l'ordre de la vingtaine de mètres.
Les directions des linéations sont ensuite comparées aux données de fracturation mesurées sur le terrain à la faveur de travaux antérieurs (cartes géologiques de Montaigut et de Saint Gervais d'Auvergne, recherches minières).
L'ampleur des discontinuités et leur report sur un fond géologique permet d'avancer des hypothèses sur leur corrélation avec de la fracturation réelle. Il est également tenu compte de la chronologie des événements cassants, afin de déterminer des familles de fractures ouvertes.
2.2- RESULTATS OBTENUS
Trois familles principales de linéations ressortent de l'analyse photo-structurale :
• une direction NO-SE (Nord 130-140°), représentée par de grandes discontinuités, dont le décrochement de Pionsat, marqué par la vallée du ruisseau de la Fages. Un infléchissement à Nord 100-110° est bien net en amont du hameau de Lamonnette.
• une direction NE-SO (Nord 20 à 30°), parallèle au sillon houiller situé à l'Est de la zone d'étude ;
• une direction subméridienne (Nord 170 à 0°), plus ou moins associée à la précédente, moins perceptible, limitée à des linéations dispersées. - 6 -
Xa correlation avec la fracturation de terrain est bonne, chaque famille ayant les caractéristiques suivantes :
• Nord 110 à 140° : fracturation la plus ancienne, de grande ampleur (décrochement de Pionsat) d'âge hercynien, accompagnée de mylonitisation (zones broyées). Cette direction armoricaine guide le réseau hydrographique.
• Nord 20 à 30° : fracturation liée au sillon houiller, postérieure à la précédente. Des altérations hydrothermales et des silifications secondaires peuvent restreindre l'ouverture de ces accidents.
• Subméridienne : proche de la précédente, elle s'accompagne fréquemment de silicifications (remplissages quartzeux) obturant partiellement les réseaux de fracturation.
Les linéations les plus évidentes sont celles ayant une orientation armoricaine (N 130°) et celles parallèles au sillon houiller. Ces directions déterminent des couloirs d'extension importante :
• famille Nord 110 à 140° : décrochement de Pionsat et linéation de Pionsat - La Cellette sur plus de 5 km de longueur ;
• famille Nord 20-30" : "couloir" discontinu de la Vozelle (au Sud de Saint Maigner) à Le Quartier (8 km de longueur) et du Bois de Pionsat aux Egalennes (5 km).
Les directions subméridiennes peuvent se greffer sur les linéations NE-SO ou bien recouper les précédents axes, ou encore être isolés. Elles traduisent une reprise tectonique postérieure affectant l'ensemble de la région. Cependant, la silicification fréquente de ce réseau limite l'intérêt hydrogéologique de ces indices.
En conclusion, les structures les plus évidentes sont celles liées aux grands événements orogéniques, créant des phénomènes cassants de très grande ampleur.
On accordera une préférence aux directions Nord 130-140° et secondaire ment Nord 20-30°, à corréler avec les données hydrogéologiques. - 7 -
-3 - CORRELATION ENTRE LA PHOTO-INTERPRETATION ET LES SOURCES DE LA REGION DE PIONSAT - LA CELLETTE
Les captages exploités pour l'alimentation en eau potable sont reportés sur la carte n" 1, avec la photo-fracturation proposée.
On peut établir les corrélations suivantes :
-11 des 14 sources captées se situent au droit ou à proximité immédiate de linéations, soit 78 % des points.
- La répartition est la suivante :
CAPTAGES (NOMBRE) DEBIT NORD 110-H0* NORD 20-30° NORD 0 INDEPENDANT en octobre 1990 (1/«n)
Ganon (3) 15 ++ +
Egalennes (1 seul.) 39 + + +
Tunnel Bouchauds 97 + +•
Massignolles (3) 74 + + -• -
Goutaude Beaubin (2) 28 + i +
Font Barlou 23 +
Valencie (3) 68 +
Les ouvrages les plus productifs se situent près des linéations sélec tionnés (N 130-140" et 20-30°) et dans deux cas à leur croisement (Egalennes 1 et tunnel des Bouchauds). - 8 -
Le captage du tunnel des Bouchauds
Cet ouvrage désaffecté appartient à la commune de La Cellette, qui gère le captage existant à l'extrémité Nord. L'eau provient de fissures recoupées par le tunnel, drainées par un caniveau latéral qui débouche sur la chambre de captage proprement dite.
La situation particulière de l'ouvrage, au droit d'une zone faillée et son extension concourent à l'obtention d'un débit d'exhaure important (86 1/mn), même en étiage sévère en octobre 1990.
Les débits les plus importants ont été évalués à plus de 250 1/mn en période très humide.
Ce secteur présente un grand intérêt quant à l'obtention de débits "importants", grâce à l'intense tectonisation du socle. Le tunnel ne capte que la partie superficielle des écoulements de cette zone faillée, d'où sa vulnérabilité. Une prospection profonde pourrait déboucher sur une meilleure ressource. - 9 -
4 - DETERMINATION D'UNE ZONE-CIBLE ET PROSPECTION PAR GAZ RADON
4.1 - SECTEUR A PROSPECTER
L'examen successif des conditions géologiques, structurales et hydro géologiques, puis leur corrélation mène à rechercher les critères suivants :
• Contact géologique du type socle métamorphique - granite injecté à grain fin (type aplitique) ;
• linéations armoricaines (Nord 110-140°) et directions houillères (Nord 20-30°) ;
• proximité du décrochement de Pionsat ;
• proximité de la zone des Bouchauds, que l'on sait productive superfi ciellement
On proposera le secteur situé en aval du tunnel, dans la vallée de la Farge, vers le pont côté 609 au Sud-Est du hameau de Lamonnette, pour les raisons précédentes :
• socle métamorphique avec plusieurs entités : gneiss (bois de la Garde), gneiss associés à des micaschistes, autour du dôme de la Garde, lambeau de micaschistes à sillimanite à l'Est (et au Nord du tunnel) ;
• injections de leucogranites tardifs, aplitiques, associées aux roches broyées du décrochement ;
• passage du décrochement de Pionsat (nord 110°), décalé par des petits accidents en chevrons (zone broyée ?) et recoupé par une direction houillères Nord 30°.
Le détail de la zone est représenté sur la figure n° 2 à 1/25 000. Une prospection radon a été pratiquée sur ces terrains les 15 et 16 janvier 1992. FIGURE 2
CARTE DE SITUATION - ECHELLE 1/25 OOO