BRGM IINTIIPIISI AU StIVICI t>l LA II t«I SYNDICAT AEP DE SAIX - RAVES (81) Forage de Mascarens (1012-1-013) Rapport de fin de travaux R 31 258 MPI 4S 90 F. BEL et P. GUILLEMINOT Août 1990 BRGM - MIDI-PYRÉNÉES Avenu* Pierre-Georoes-Lotécoér* - 31400 Toutouit, Franc* Tel.: ,'33.1 61.52.12.14 - Télécopieur : (33) 61.25.67.76 SOMMAIRE Résumé 1 - Objectifs des travaux 2 - Implantation du forage 3 - Date d'exécution des travaux 4 - Mode de foration et matériel utilisé 5 - Prévisions géologiques 6 - Chronologie des opérations 7 - Déroulement des opérations de foration 7.1. Foration et tubage de l'avant-trou 7.2. Foration de la molasse et des "calcaires de Castres" 7.3. Foration de la partie inférieure 8 - Diagraphies 9 - Coupe géologique synthétique 10 - Equipement du forage 10.1. Avant-puits en face la nappe phréatique 10.2. Tubage des molasses et des calcaires de Castres 10.3. Crépinage des "argiles à graviers" et des graviers 11 - Gravillonnage 12 - Développement du forage 12.1. Première mise en eau à l'air-lift 12.2. Fin de la mise en eau et développement 12.3. Acidification des calcaires 13 - Test de débit 14 - Altitude piézométrique 15 - Caractéristiques de la pompe à mettre en place 16 - Chimie de l'eau 16.1. Conductivités et températures 16.2. Dosage du fluor 17 - Conclusio16.3. Analysen générals complètee s 16.4. Potabilité Liste des figures Figure 1 Plan de localisation de la zone d'étude Figure 2 Position du forage de Mascarens au 1/25 000 ème } igure 3 Coupe géologique et technique du forage Figure 4 Diagramme du test de débit Figure 5 Simulation de l'exploitation à 30 m3/h en continu pendant 1 mois Figure i Ides, à SO T.3 h Figure 7 Idem à S5 m3 h Figure S Diagramme Schoeiler - Berkaloff Annexes Annexe 1 : Résultats de l'analyse chimique de l'eau des calcaires (-145 m) Annexe 2 : Résultats de l'analyse chimique du mélange des 2 nappes (calcaires - sables) Annexe 3 : Résultats du test de débit Annexe A : Fiche d'identification du forage SYNDICAT AEP DE SAIX - NAVES (81) Forage de Mascarens (1012-1-013) Rapport de fin de travaux R 31 258 F. BEL MPY 4S 90 et P. GUILLEMINOT RESUME Le forage de Mascarens, au Sud de Castres (Tarn), a été réalisé pour l'alimentation en eau potable du Syndicat de Saix-Navès par le BRGM, maître d'oeuvre, et l'entreprise de forage BONIFACE. la DDAF (S]) étant conducteur d'opération. Profond de 302 m le forage a traversé et capté deux aquifères profonds : - l'aquifère des "Calcaires de Castres" entre 103 et 203 m (formation lacustre de l'Eocène moyen) - l'aquifère des sables et graviers inframolassiques (Eocène inférieur) entre 235 et 300 m. Cet ouvrage a la particularité d'avoir été foré à l'air en circulation inverse. Cette technique, dont c'était la première utilisation dans ces formations géologiques à grande profondeur, a permis de connaître en permanence la qualité chimique de l'eau souterraine ainsi que le débit exhauré. Le forage peut fournir un débit maximum de 80 à 90 m3/h avec une pompe immergée descendue à - 190 m/sol. L'eau produite n'est pas directement potable à cause d'une teneur en fluor légèrement supérieure à la norme (1,6 mg/1 au lieu de 1,5). Elle devra donc être mélangée avec l'eau de la nappe phréatique qui constitue actuellement la ressource en eau du syndicat. Ce mélange permettra en même temps d'abaisser le taux de nitrates puisque l'eau du forage n'en contient pas. Finalement le forage de Mascarens permet de doubler la ressource en eau potable des communes de Saix et de Navès et apporte une solution à ce problème délicat pour le moyen et sans doute le long terme. Sur le plan régional le forage démontre l'extension des sables et graviers inframolassiques jusqu'à Labruguière. Il confirme en même temps que les calcaires de Castres peuvent constituer localement un aquifère non négligeable ; enfin on sait maintenant que la qualité chimique de l'eau varie rapidement aussi bien latéralement que verticalement. Venant après les forages de Lalbarède, de Valdurenque et de Labruguière (Le Colombier) le forage de Mascarens constitue un apport majeur à la connaissance des ressources en eau souterraine profonde dans la partie orientale du bassin sédimentaire nord-pyrénéen. Outre ce résumé, ce rapport contient 11 pages de texte + 8 figures + 4 annexes. Réalisation de l'étude F. BEL et P. GUILLEMINOT 1 - OBJECTIFS DES TRAVAUX Le Syndicat intercommunal d'alimentation en eau potable des communes de Saix et Navès est actuellement alimenté par deux puits captant la nappe alluviale du Bernazobre entre 5 et 6 mètres de profondeur. Ces puits peuvent pour le moment fournir les 1600 m3/jour nécessaires au syndicat en période de pointe. Par contre leur débit est insuffisant pour les besoins prévus en période de pointe à moyen terme (2400 m3/jour). De plus la nappe alluviale est de plus en plus polluée par les nitrates (40 mg/litre en 1990) et le syndicat a jugé souhaitable de rechercher une nouvelle ressource. Enfin la sécheresse des dernières années, ajoutée à l'augmentation des pompages pour 1'irrigation> a provoqué une baisse de la nappe alluviale, ce qui peut amener à terme une diminution du débit des puits. Le BRGM, consulté, a proposé de réaliser un forage de reconnaissance de 350 à 400 m de profondeur ayant pour objectif principal les couches de graviers de la base du Tertiaire (équivalent latéral des "argiles à graviers" et des sables inframolassiques d'âge éocène inférieur) et pour objectif secondaire "les calcaires de Castres" (voir rapport BRGM n* 90 MPY/07 de janvier 1990). 2 - IMPLANTATION DU FORAGE (figures 1 et 2) Pour des raisons d'économie et afin de faciliter le raccordement au réseau d'adduction, le forage a été implanté dans la parcelle clôturée entourant l'actuelle station de pompage de Mascarens (puits à la nappe alluviale). Ses coordonnées Lambert sont : x = 591,760 y = 139,100 z = environ 186 m NGF (d'après carte au 1/25 OOOème) Le forage est situé dans le sud du département du Tarn et au sud de Castres dans la vallée du BernaEobre, affluent rive gauche de l'Agout, sur le flanc nord de la Montagne Noire. Forai REGION MIDI-PYRENEES /p fig.1:locallsation de l'étude FTGURF, 2 : POSITION INI FORAOF, DF. MASCARF.NS (1/2.5 OOO ème) BRGM \ :..r ^... s 7\ '* /,,,N"ïïir^ de.Cast.es Maianujt j"'—i airie Basse .• ' :êfc- *» A >S Y-- 'iKr ('""'•• W \ '1 > : M^nM U.nt . 4j .,- . - 2 - 3 - DATE D'EXECUTION DES TRAVAUX Les travaux ont commencé le 5 juin et se sont terminés le 11 juillet. Cette durée anormalement longue est liée à plusieurs causes : a) difficultés pour forer les sables et graviers à l'air comprimé (éboulements), b) travail à deux équipes seulement et week-ends partiellement chômés, c) organisation peu rationnelle du chantier (attente des crépines pendant une dizaine de jours). A - MODE DE FORATION ET MATERIEL UTILISE Les travaux ont été confiés à l'entreprise BONIFACE de Lunel (34) après un appel d'offres ouvert pour un montant de 661 550 F HT. Cette entreprise non seulement était moins-disante mais de plus proposait de réaliser le forage par la méthode de la foration à l'air en circulation inverse, méthode permettant de connaître immédiatement le débit probable de l'ouvrage et surtout la qualité chimique de l'eau souterraine. 5 - PREVISIONS GEOLOGIQUES Elles étaient relativement imprécises au moment du lancement de l'appel d'offres (janvier 1990) car il n'existait à l'époque qu'un seul forage profond dans cette région, à savoir celui du Bernazobre (985-8-100) qui en 1943 avait atteint le substratum primaire à - 530 m après avoir traversé près de 130 m de graviers et sables aquifères à la base du Tertiaire (aquifère inframolassique). Il faut ajouter le forage de l'usine de Trégas (voir figure 2) qui en 1972 a capté 1'aquifère des "calcaires de Castres" entre 155 et 218 m de profondeur, sans atteindre les sables et graviers inframolassiques. A partir de ces deux points nos prévisions géologiques étaient les suivantes : - alluvions du Bernazobre de 0 à 8m, - molasse argilo-marneuse de 90 à 125 m, - aquifère des "calcaires de Castres" de 125 à 225 m (1er aquifère), - argiles rouges de 225 à 275 m, - éventuellement sables et graviers de 275 m à 350 m environ (deuxième et principal aquifère). Finalement ces prévisions se sont révélées relativement justes. - 3 - 6 - CHRONOLOGIE DES OPERATIONS - 28/05 au 31/05 : Installation sur le site. : Foration à l'air en 0* 12**1/4 jusqu'à - 5/05 au 9/06 202 m et nàse en place du tubage 10", : Reprise de la foration à l'air en JET 9"7/8 - 10/06 au 15/06 de 203 à 292 m. : Arrêt du chantier en attente de crépines. - 16/06 au 24/06 : Nettoyage du trou éboulé à partir de - 25/06 au 30/06 237 m et foration de 293 à 302 m. - 1/07 au 3/07 : Mise en place des crépines et gravillonnage. - 4/07 au 5/07 : Développement. - 6/07 au 11/07 : Test de pompage et réception de l'ouvrage. La réalisation de ce forage a donc nécessité près de 6 semaines, ce qui est beaucoup trop. En effet un tel ouvrage peut se faire normalement en 3 semaines. Les raisons de la durée anormale des travaux sont : - le travail à 1 ou 2 postes seulement alors que ce type de forage se réalise normalement à 3 postes de 8 heures (ce qui était contractuellement prévu), - l'arrêt quasi général du travail la nuit ou les dimanches alors que la foration en continu est souhaitable, - l'attente des crépines pendant 10 jours (non approvisionnées et importées d'Italie), - enfin le manque d'organisation et de coordination du chantier.