BRGM L'ENTREPRISE AU SERVICE DE LA TERRE SYNDICAT INTERCOMMUNAL D'ADDUCTION ET DE DISTRIBUTION D'EAU POTABLE DE BUIRE-LE-SEC ET MAINTENAY RECHERCHE D'UN NOUVEAU SITE DE CAPTAGE
PHASE I : Etudes hydrogéologiques documentaires préalables à la réalisation de sondages de reconnaissance BRGM L'ENTREPRISE AU SERVICE DE LA TERRE SYNDICAT INTERCOMMUNAL D'ADDUCTION ET DE DISTRIBUTION
D'EAU POTABLE DE BUIRE-LE-SEC ET MAINTENAY
RECHERCHE D'UN NOUVEAU SITE DE CAPTAGE
PHASE I : ETUDES HYDROGEOLOGIQUES DOCUMENTAIRES
PREALABLES A LA REALISATION DE
SONDAGES DE RECONNAISSANCE
MARS 1991
Y. COBO SAINZ DE LA MAZA
ET H. DENUDT
R 32356 NPC 4S 91
BRGM - NORD - PAS-DE-CALAIS Fort de Lezennes - 59260 Lezennes, France Tél.: (33) 20.91.38.19 - Télécopieur : (33) 20.05.54.87 SYNDICAT INTERCOMMUNAL D'ADDUCTION ET DE DISTRIBUTION
D'EAU POTABLE DE BUIRE-LE-SEC ET MAINTENAY
RECHERCHE D'UN NOUVEAU SITE DE CAPTAGE
PHASE I : ETUDES HYDROGEOLOGIQUES DOCUMENTAIRES
PREALABLES A LA REALISATION DE
SONDAGES DE RECONNAISSANCE SYNDICAT INTERCOMMUNAL D'ADDUCTION ET DE DISTRIBUTION D'EAU POTABLE DE BUIRE-LE-SEC ET MAINTENAY
RECHERCHE D'UN NOUVEAU SITE DE CAPTAGE
PHASE I : Etudes hydrogéologiques documentaires préalables à la réalisation de sondages de reconnaissance
RESUME
A la demande de la Direction Départementale de 1'Agriculture et de la Forêt, agissant pour le compte du Syndicat intercommunal d'adduction et de distribution d'eau potable de BUIRE-LE-SEC et MAINTENAY, le BRGM/NPC a reçu pour mission d'implanter des forages de reconnaissance, de contrôler leur réalisation, de recueillir et d'interpréter les données géologiques et hydrogéologiques à 1'occasion de ces travaux.
Le présent rapport rend compte du programme d'investigation. Il précise le contexte géologique et hydrogéologique, les contraintes d'environnement, la localisation précise des ouvrages de reconnaissance ainsi que leurs caractéristiques et les essais de pompages, diagraphies et analyses qui seront effectués.
R 32356 NPC 4S 91 SOMMAIRE Pages
RESUME
I. - INTRODUCTION 1
II. - LE CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE DU SECTEUR D'ETUDES 2
2.1. - Le contexte hydrogéologique général 2
2.2. - Les particularités locales 5
III. - CHOIX DES SITES. CONTRAINTES ET DEFINITION DES CARACTERISTIQUES DES SONDAGES DE RECONNAISSANCE 8
3.1. - Critères de choix des sites d'implantation 8
3.2. - Caractéristiques géologiques prévisionnelles des sites de reconnaissance 8
3.3. - Définition des caractéristiques techniques des ouvrages de reconnaissance 9
3.4. - Définition du programme des tests hydrauliques 12
CONCLUSIONS 13 LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Carte tiydrogéologíque du secteur d'études au 1/50.OOOé
Figure 2 : Courbes d'évolution des teneurs en nitrates
Figure 3 : Coupes géologique et technique du sondage de reconnaissance au Bois Colart
Figure 4 : Coupes géologique et technique du sondage de reconnaissance à la Fosse Garde SYNDICAT INTERCOMMUNAL D'ADDUCTION ET DE DISTRIBUTION D'EAU POTABLE DE BUIRE-LE-SEC ET MAINTENAY
RECHERCHE D'UN NOUVEAU SITE DE CAPTAGE
PHASE I : Etudes hydrogéologiques documentaires préalables à la réalisation de sondages de reconnaissance
I. - INTRODUCTION
Le Syndicat Intercommunal d'Adduction et de Distribution d'eau potable de BUIRE-LE-SEC et MAINTENAY assure l'alimentation en eau potable des 1.100 habitants des deux communes à partir d'un puits réalisé en 1957, dans le vallon du Pas-Vincent. Ce puits complexe, profond de 29 m, à galerie, s'est montré déficient en avril 1990 (dénoyage de la galerie), ce qui a entraîné des " coupures " d'eau et a nécessité la réalisation, à une cinquantaine de mètres en aval, d'un forage de secours profond de 40 mètres. Cet ouvrage a montré une 3 productivité ssatisfaisanta e (40 m /h pour des rabattements compris entre 1 m et 1,50 m).
Etant donné l'augmentation croissante des besoins en eau des habitants et le développement industriel de ces communes, la poursuite de l'utilisation des captages actuels ne peut être considérée que comme une solution de transition. 2.
C'est pourquoi la recherche d'un nouveau point de captage, 3 capable de fournir un débit de 100 m /h, d'une eau de bonne qualité physico-chimique et aisément protégeable, est apparue nécessaire au syndicat.
Dans ce but, le Syndicat conseillé par Messieurs HERBIN de la Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt de BOULOGNE-SUR-MER et CROQUET du CETAD, et avec la participation financière de l'Agence de l'Eau Artois-Picardie, a sollicité l'intervention du BRGM Nord - Pas-de-Calais pour la recherche d'un nouveau site de captage.
Les études hydrogéologiques documentaires, l'examen de l'environnement des sites favorables ont abouti à la définition d'un programme d'investigations décrit dans le présent rapport.
II. - LE CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE DU SECTEUR D'ETUDES
2.1. - Le contexte hydrogéologique général
Le secteur d'études correspondant aux territoires des deux communes du Syndicat est situé sur le versant Nord de la vallée de l'AUTHIE, où le plateau crayeux est entaillé de nombreux vallons secs plus ou moins perpendiculaires à la vallée.
Les assises crayeuses du Sénonien et du Turonien supérieur constituant le sous-sol du secteur sont recouvertes de limons d'épaisseur variable (4 à 5 m au maximum). Au droit des versants des coteaux, ces limons sont quasi totalement érodés et leurs produits d'altération et d'érosion viennent tapisser le fond des vallons où l'on note la présence de nombreux silex (Cf. extrait de carte géologique en figure 1) . Figure : 1
_CARTE HYDROGEOLOGIQUE DU SECTEUR D'ETUDES _
120
fipberr ;>• -Vie Menage ./
Echelle: 1/50 000
C LV Limons de lavage A A j^pi A c. Limons rouges à sile
Sénonien Alluvions modernes CS4 ;'• Craie à Micraster decipiens
rl/V Alluvions et cotluvions anciennes Turomen supérieur Craie à Micraster leskei
Remplissage des vallées sèche Trace de Commune _
Courbe d'égale altitude de ta surface de La nappe. Lr S Limons argilo-sableux rouges à silex 20-
Courbe d égale altitude du substratum de la nappe . 30 Cailloutis 4.
Enfin, la vallée de l'Authie est tapissée d'alluvions modernes argilo-sableuses riches en matières organiques, d'épaisseur de 5 à 10 mètres.
Les formations précitées pourront constituer des réservoirs aquifères d'importance et d'intérêt très inégaux. Les nappes d'eau souterraines présentes dans le secteur d'études sont ainsi, par ordre d'importance croissante :
1. La nappe des limons ou colluvions de vallée : très localisée, elle ne présente aucun intérêt économique du fait des très faibles ressources et débits mobilisables et de sa très grande vulnérabilité aux pollutions de surface.
2. La nappe des alluvions de l'Authie : alimentée directement par les pluies et indirectement par la rivière, cet aquifère a été exploité par la majeure partie des 3 habitations de MAINTENAY. Très peu productif (5 à 10 m /h), il fournit une eau de qualité physico-chimique médiocre (présence de fer et d'ammoniac notamment). Sa vulnérabilité aux pollutions est par ailleurs élevée.
3. La nappe de la craie du Séno-Turonien : les niveaux crayeux (Craie blanche du Sénonien et Craie grise du Turonien supérieur) renferment une nappe libre s'écoulant du Nord-Est vers le Sud-Ouest, en direction de l'Authie qu'elle alimente soit directement, soit par l'intermédiaire de sources. Les pluies s'infiltrent à travers le manteau limoneux et gagnent le réservoir aquifère, profond de quelques mètres dans la vallée à plus de 50 mètres au droit de l'agglomération de BUIRE-LE-SEC, où se trouvent de nombreux anciens puits particuliers (plus d'une quinzaine d'après nos archives). Les eaux s'écoulent ensuite vers la vallée, à travers ce réseau de fissures particulièrement développé au droit des vallons secs du fait de phénomène tectoniques et amplifié par la dissolution de la craie dans la zone de battement de la nappe. Le réservoir est limité à sa base par les horizons imperméables du Turonien moyen. 5.
2.2. - Les particularités locales
3 La productivité moyenne de l'aquifère (10 à 50 m /h), au droit du plateau est accrue fortement dans les vallons perpendiculaires à l'Authie où les débits espérés peuvent atteindre, voire dépasser les 100 m /h. Seuls le captage actuel et le forage de secours ont fait l'objet d'essais de débits. Les débits spécifiques obtenus à partir des 3 essais réalisés sur le forage de secours ont dépassé les 30 m /h/m, ce qui confirme l'augmentation de productivité en direction de la vallée de l'Authie.
Au droit du secteur d'études, l'épaisseur théorique du réservoir aquifère atteindrait, d'après les données issues de la thèse de P. CAULIER, environ 30 mètres (Cf. carte des isohypses de la nappe et du toit du Turonien moyen en figure 1).
A l'exception des analyses de contrôle de la qualité des eaux réalisées sur le captage actuel, le chimisme des eaux souterraines n'est pas connu.
L'absence d'un recouvrement argileux imperméable ou d'un manteau limoneux épais et au pouvoir filtrant efficace, rend la nappe très vulnérable aux pollutions de surface (lessivage des amendements agricoles, infiltration des eaux usées essentiellement).
Les courbes d'évolution des teneurs en chlorures, nitrates, potassium et sodium, présentées en figure 2 montrent des pics épisodiques très probablement liés à un important lessivage des terrains en partie occidentale de l'agglomération de BUIRE-LE-SEC et/ou aux rejets d'eaux pluviales polluées dans des " puits perdus ". Toutefois, les teneurs en nitrates restent satisfaisantes avec une moyenne de 25 à 30 mg/1. _ COURBE D'EVOLUTION DES TENEURS EN NITRATES DU CAPTAGE ACTUEL -
1977 1978 1979 1980 1981 19S2 1983 198*. 1985 1986 1987 1988
c 7.
III. - CHOIX DES SITES. CONTRAINTES ET DEFINITION DES CARACTERISTIQUES DES SONDAGES DE RECONNAISSANCE
3.1. - Critères de choix des sites d'implantation
Les sites à reconnaître doivent répondre à différents critères pour permettre de mobiliser une ressource correspondant aux besoins exprimés, à savoir :
Caractéristiques hydrodynamiques suffisamment élevées pour permettre une production unitaire importante par ouvrage (d'au moins 100 m /h).
Qualité de la ressource répondant à toutes les normes de potabilité en vigueur.
i Bassin d'alimentation permettant d'assurer un renouvellement régulier de la ressource prélevée.
i Environnement actuel et futur de qualité de manière à assurer la pérennité de la qualité de la ressource.
3.2. - Caractéristiques géologiques prévisionnelles des sites de reconnaissance
Compte-tenu des critères précédemment exposés, on s'est orienté vers des sites localisés dans les vallons secs perpendiculaires à l'Authie. La prise en compte du sens d'écoulement a permis d'exclure les zones en aval de l'agglomération de BUIRE-LE-SEC (à savoir le vallon du Fonds Baptiste et le vallon entre le gué de Beaumont et le Chemin de Buire). 8.
Deux sites ont d'abord été retenus
Le site du Pas Vincent,
Le site du Bois Colart.
Le premier, vraisemblablement le plus productif, défini par M. CAULIER, hydrogéologue agréé ayant établi les périmètres de protection du captage et implanté le sondage de reconnaissance n'a pas été accepté par 1'hydrogéologue agréé, Monsieur MAILLOT, du fait de sa position en aval d'une partie de l'agglomération non assainie de BUIRE. Par contre, le Bois Colart, quoique plus difficile d'accès, présente un environnement boisé et de pâtures tout à fait satisfaisant. Un site de remplacement du site 1 (rebaptisé site 2) a alors été recherché le long du CD 119 et trouvé au droit de la Fosse Garde. Ses potentialités aquifères et son environnement apparaissent cependant moins favorables que le site du Bois Colart.
3.3. - Définition des caractéristiques techniques des ouvrages de reconnaissance (Cf. Figures 3 et 4)
Après foration en diamètre 251 mm dans les terrains de couverture et la craie pâteuse, les sondages seront équipés d'un tubage PVC haute pression, diamètre 178 mm, cimenté à l'extrados afin d'éviter la percolation d'eau superficielle (5,5 m sur PZ 1, 3,5 m sur PZ 2). La foration sera ensuite poursuivie au même diamètre jusqu'à la rencontre des Marnes du Turonien moyen. Les sondages seront alors crépines jusqu'à la base des ouvrages.
Des échantillons seront prélevés tous les mètres et conditionnés sous sachet plastique afin de permettre le levé précis de la coupe lithostratigraphique. Figure: 3 Département : PAS-DE-CALAIS N* classement : 0024-1X-9999 Commune : MAINTENAY ( Bois Colart) Désignation : PZ1
COUPE LITHOLOGIQUE COUPE TECHNIQUE 0
LIMONS ET COLLUVIONS Cimentation de 0.00 à 5.50 m
... . 5.00 i i. i. I . i. i. "ofondeu r ( mètre s ) Packer a. i. i. i 1 i Tube PVC 178 mm . i. i. i. i. • i. i. • 1 i. i. i i . i. i.
. i. i. i. i. i • i.i. PRATF RI AMPWF A CTl pv 10 i. i. i - .i.i. SENONIEN ! • ! • ! - i - i . i . i . i . i . i . 12.00 i - i . l • l . i . ! '.i : r .1.1.
. 1 . 1 . ( 15.00 tn) 1 • 1 • 1 15 00 ! o i o i 0 1 0 1 0 1 0 1 Ó 1 s o ! o i o * ! o ! o ! 0 1 0 1 0 ! o ! o i 0 1 0 1 0 ! o ! o i 0 1 0 1 0 ! o ! o ! o ! o ! o 20 0 1 0 1 0 1 0 1 0 I 0 1 0 1 0 1 o I à 1 o j o ! o 1 Q 1 0 I ô i ô j o" j o ! o ! 0 I 0 1 Q i o ! o i 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 ni 0 1 0 1 0 c 1 0 1 0 1 CRAIE GRISE A RARES SILEX 1 tu o i o ! o Crépine 17B mm 1 0 1 0 1 TURONIEN SUPERIEUR 1 c 0 1 0 1 0 1 ^> i o i o i 1 o ! o ! o JJ j o i o i 01 ó i 6 i ô ; 1 1 0 j 0 ¡ tn 1 r ! ô T ô Í o 1 n j o ! o ! 1 cr 30 o i o i o j 0 1 0 1 1 ai i o ! o ! o" i o ! o I 1 o i o i o o 1 ! ÔT ó i CD 0 1 0 1 0 1 i o i o i to o ! o i o c ! o ! o ! 0 1 0 1 0 r ! o ! o ! m 0 1 0 1 0 x: i o ! o i u 0 j 0 1 0 tu j o l o l oc 0 1 0 1 0 ni 1 o 1 o I 37 00
MARNES BLEUES A PASSEES C RAYEUSES OO O OO O OO O Burea u d 0 O 40 0 O 10 Figure:U Département : PAS-DE-CALAIS N classement 0024-1X-9998 Commune : MAINTENAY (Fosse Garde) Désignation PZ2
COUPE LITHOLOGIQUE COUPE TECHNIQUE
— •"^ "** m ?-•'•• 0) •.-/• c. :<\ LIMONS ET COLLUVIONS Cimentation de e '. *•*•* 0.00 à 3.50 m S^ 3.00 t_ ¡ Packer ID 1 . i . 1 . I . t oQ Tube PVC 17B mm
CRAIE BLANCHE A bILEX SENONIEN
Niveau d'eau ( 11.00 m) 10 10 .00
11.00 i I O I O I I o ! o! o • I I o I O I ÔT o ! o 7 o i o! o J o
o ! o'i o ToToT QTQ ÍO! ToT Rotary 251 mm
ÔT oi ! o ! o i o 1 OTO ojo! CRAIE GRISE A RARES SILEX o ! o To 20 T^ToT TURONIEN SUPERIEUR
o ! ¿1 o Crépine 17B mm
28.00
30 i° ° °! MARNES BLEUES A PASSEES ;o o o! CRAYEUSES I o o i ! o o o¡ o o ! 32.00
40L 11.
Après soupapage éventuel des dépôts du fond, les forages seront nettoyés par pompage, d'une durée prévisionnelle de 2 heures, au 3 débit de 30 m /h, et par une acidification éventuelle par injection d'une tonne d'acide chlorhydrique.
3.4. - Définition du programme des tests hydrauliques
Les tests hydrauliques sur les sondages de reconnaissance comprendront successivement :
Un pompage de développement à l'aide d'une pompe immergée capable de fournir 60 m /h sous 30 m de hauteur manométrique totale, pendant 4 heures.
i Un pompage pour évaluation des paramètres hydrauliques, la durée du pompage effectif étant en moyenne de 8 heures par ouvrages, un prélèvement pour analyse de type C.E.E. sera effectué en fin de pompage. Les résultats de cet essai permettront d'estimer le débit mobilisable à partir de chacun des sites et d'examiner l'opportunité de réaliser un forage de reconnaissance.
Simultanément à ce pompage, on réalisera une diagraphie au micromoulinet dans le but de définir plus précisément la localisation des venues d'eau et d'optimiser la coupe technique du captage d'exploitation. 12,
CONCLUSIONS
Afin de satisfaire aux besoins croissants en eau des habitants de BUIRE-LE-SEC et MAINTENAY et de permettre le développement industriel de ce secteur, il est apparu nécessaire de trouver un nouveau site de captage d'eau potable capable de fournir un débit de l'ordre de 100 m3/h.
Ce nouveau captage remplacerait le captage actuel, présentant des signes épisodiques de pollution (due vraisemblablement à l'infiltration des rejets d' effluents domestiques provenant des habitations de la partie orientale de 1'agglomération de BUIRE-LE-SEC) et n'ayant pu faire face à la conjonction simultanée d'une augmentation des consommations et d'une baisse des niveaux de la nappe liée à la sécheresse estivale de 1990.
Deux sites (Bois Colart et Fosse Garde) présentant des caractéristiques favorables, tant du point de vue quantité prévisionnelle des ressources mobilisables que du point de vue qualité probable des eaux pompées, ont été retenus. Ils devront faire l'objet de sondages permettant de déterminer les caractéristiques hydrauliques de 1'aquifere et de vérifier la qualité des eaux.
LEZENNES, le 19 mars 1991
Vu J. RICOUR Rédigé par Directeur du BRGM NPC -PICARDIE Y. COBO SAINZ DE LA MAZA et H. DENUDT Ingénieurs E.N.S.G.