BRGMBRGM

DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE

DE LA HAUTE-VIENNE

Service de l'Aménagement Foncier et Rural

RESULTATS DES FORAGES EXECUTES POUR L'

ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE

NANTIAT ET AZAT-LE-RIS

(Haute-Vienne)

par

G. GAGNIERE

80 SGN 514 LIM Avril 1980

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES

Service Géologique Régional Limousin

7, rue Descartes

8 7100 LIMOGES

DIRECTION DEPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE

DE LA HAUTE-VIENNE

Service de l'Aménagement Foncier et Rural

RESULTATS DES FORAGES EXECUTES POUR L'

ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE

NANTIAT ET AZAT-LE-RIS

(Haute-Vienne)

par

G. GAGNIERE

80 SGN 514 LIM Avril 1980

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES

Service Géologique Régional Limousin

7, rue Descartes

8 7100 LIMOGES

RESUME

A la demande de la DIRECTION DEPARTEMENTALE de L'AGRI¬

CULTURE de la HAUTE-VIENNE, le Service Géologique Régional Auvergne-

Limousin du BUREAU de RECHERCHES GEOLOGIQUES et MINIERES a recherché

des ressources en eau souterraine pour l'alimentation en eau potable

des communes d' AZAT-le-RIS et de NANTIAT.

Des sondages de reconnaissance ont précédé la réalisa¬

tion de deux ouvrages de captage. L'hypothèse qui a guidé cette re¬

cherche était la fracturation présumée des leucogranites autour d'un

axe tectonique régional majeur qui est la faille de Nantiat.

Si les ouvrages ont bien atteint des zones fracturées,

les résultats hydrauliques ont été pourtant décevants.

A la lumière de ces résultats qui confirment la diffi¬

culté régionale de trouver des débits souterrains du même ordre que

ceux des granites armoricains, on propose un essai de décolmatage d'

un des deux ouvrages.

Il semble en effet, que le marteau fond de trou, dans

des terrains où alternent des passées altérées et des zones de rocher

sain, doit être conduit avec beaucoup de précautions (pression sur 1'

outil faible, avancement lent) souvent opposées à l'intérêt des entre¬

prises de sondages.

C'est ainsi qu'un contrôle permanent du pourcentage de

cuttings rejetés par rapport au volume de terrain traversé devra, do¬

rénavant, être la règle sur un chantier de sondage au marteau fond de

trou, dans ces granites du Limousin, tant que des considérations fi¬

nancières empêcheront la réalisation de forages carottés à l'eau clai¬

re. Enfin, on devrait obligatoirement procéder à un décolmatage méca¬

nique (pistonnage) en s'aidant d'adjuvants chimiques (héxaméta phos¬

phate de soude, notamment).

RESUME

A la demande de la DIRECTION DEPARTEMENTALE de L'AGRI¬

CULTURE de la HAUTE-VIENNE, le Service Géologique Régional Auvergne-

Limousin du BUREAU de RECHERCHES GEOLOGIQUES et MINIERES a recherché

des ressources en eau souterraine pour l'alimentation en eau potable

des communes d' AZAT-le-RIS et de NANTIAT.

Des sondages de reconnaissance ont précédé la réalisa¬

tion de deux ouvrages de captage. L'hypothèse qui a guidé cette re¬

cherche était la fracturation présumée des leucogranites autour d'un

axe tectonique régional majeur qui est la faille de Nantiat.

Si les ouvrages ont bien atteint des zones fracturées,

les résultats hydrauliques ont été pourtant décevants.

A la lumière de ces résultats qui confirment la diffi¬

culté régionale de trouver des débits souterrains du même ordre que

ceux des granites armoricains, on propose un essai de décolmatage d'

un des deux ouvrages.

Il semble en effet, que le marteau fond de trou, dans

des terrains où alternent des passées altérées et des zones de rocher

sain, doit être conduit avec beaucoup de précautions (pression sur 1'

outil faible, avancement lent) souvent opposées à l'intérêt des entre¬

prises de sondages.

C'est ainsi qu'un contrôle permanent du pourcentage de

cuttings rejetés par rapport au volume de terrain traversé devra, do¬

rénavant, être la règle sur un chantier de sondage au marteau fond de

trou, dans ces granites du Limousin, tant que des considérations fi¬

nancières empêcheront la réalisation de forages carottés à l'eau clai¬

re. Enfin, on devrait obligatoirement procéder à un décolmatage méca¬

nique (pistonnage) en s'aidant d'adjuvants chimiques (héxaméta phos¬

phate de soude, notamment).

SOMMAIRE

Pages

1 - INTRODUCTION 1

2 - RENFORCEMENT DES ALIMENTATIONS EN EAU POTABLED' AZAT-LE-RIS ET DE NANTIAT 1

3 - CADRE GEOLOGIQUE DES FORAGES DE CLAVIERE ET CRUET 2

3.1. FORAGE de CLAVIERE 2

3.2. FORAGE de CRUET 2

4 - CLIMATOLOGIE 2

Carte des précipitations 3

5 - PETROGRAPHIE 4

6 - RESULTATS DES FORAGES D'ESSAI 4

6.1. FORAGE de CLAVIERE 4

6.2. FORAGE de CRUET 5

7 - POMPAGES D' ESSAIS 6

7.1. POMPA� de CLAVIERE 6

7.1.1. Interprétation des courbes de descente 6

7.1.2. Interprétation des courbes de remontée 7

7.2. POMPAGE de CRUET 8

7.2.1. Interprétation des courbes de descente 8

7.2.2. Interprétation de la courbe de remontée 9

8 - EFFICACITE DES FORAGES 9

9 - CONCLUSION 10

SOMMAIRE

Pages

1 - INTRODUCTION 1

2 - RENFORCEMENT DES ALIMENTATIONS EN EAU POTABLED' AZAT-LE-RIS ET DE NANTIAT 1

3 - CADRE GEOLOGIQUE DES FORAGES DE CLAVIERE ET CRUET 2

3.1. FORAGE de CLAVIERE 2

3.2. FORAGE de CRUET 2

4 - CLIMATOLOGIE 2

Carte des précipitations 3

5 - PETROGRAPHIE 4

6 - RESULTATS DES FORAGES D'ESSAI 4

6.1. FORAGE de CLAVIERE 4

6.2. FORAGE de CRUET 5

7 - POMPAGES D' ESSAIS 6

7.1. POMPA� de CLAVIERE 6

7.1.1. Interprétation des courbes de descente 6

7.1.2. Interprétation des courbes de remontée 7

7.2. POMPAGE de CRUET 8

7.2.1. Interprétation des courbes de descente 8

7.2.2. Interprétation de la courbe de remontée 9

8 - EFFICACITE DES FORAGES 9

9 - CONCLUSION 10

1 - INTRODUCTION

A la demande de la DIRECTION DEPARTEMENTALE de 1' AGRI¬CULTURE de la HAUTE-VIENNE, Service de l'Aménagement Foncier et Rural,le Service Géologique Régional Limousin du BUREAU de RECHERCHES GEOLO¬GIQUES et MINIERES a entrepris une campagne de sondages de reconnais¬sance pour implanter deux forages destinés à l'alimentation en eau po¬table des communes d' AZAT-le-RiS et de NANTIAT (Haute-Vienne).

Le présent rapport donne les résultats hydrogéologiquesdes forages. Une explication est fournie sur l'origine des résultatsdécevants de cette recherche.

2 - RENFORCEMENT DES ALIMENTATIONS EN EAU POTABLE D' AZAT-LE-RiS ETDE NANTIAT

Les communes d'Azat-le-Ris et de Nantiat ont à faireface à une croissance de leurs besoins en eau, fonction de leur déve¬loppement économique. C'est pourquoi, à la demande de la DirectionDépartementale de l'Agriculture de la Haute-Vienne, le Bureau de Re¬cherches Géologiques et Minières a procédé à une prospection des res¬sources hydrauliques profondes.

Les sources les plus importantes ont été captées ; cesont elles qui assurent actuellement l'alimentation des villages. Iln'existe plus de source disponible dont le débit d'étiage serait suf¬fisant pour satisfaire les besoins ; on pourrait évidemment multiplierles points de captage, mais il faut alors multiplier les périmètres deprotection, donc les indemnisations. Le problème ne peut être résolude cette façon.

Avant d'avoir recours aux eaux superficielles, ultimesolution qui ne plaît guère aux utilisateurs, il a donc été décidé d'essayer d'utiliser l'eau souterraine pompée-. Dans cette région, lesnappes alluviales sont pratiquement inexistantes ; la seule ressourcepossible est l'eau souterraine profonde emmagasinée dans les terrainscristallins et cristallophylliens.

La méthode de captage envisagée pour ces eaux souter¬raines profondes du socle est un forage traversant la frange altéréequi surmonte la roche saine j ce schéma est tout â fait valable pourles granites, c'est-à-dire lorsque l'on rencontre le profil type d'al¬tération, soit :

- arène argileuse passant progressivement à arène grenue

arène grenue

- arène cohérente ou granite altéré (roche reconnaissable)

- granite fissuré

- granite sain.

1 - INTRODUCTION

A la demande de la DIRECTION DEPARTEMENTALE de 1' AGRI¬CULTURE de la HAUTE-VIENNE, Service de l'Aménagement Foncier et Rural,le Service Géologique Régional Limousin du BUREAU de RECHERCHES GEOLO¬GIQUES et MINIERES a entrepris une campagne de sondages de reconnais¬sance pour implanter deux forages destinés à l'alimentation en eau po¬table des communes d' AZAT-le-RiS et de NANTIAT (Haute-Vienne).

Le présent rapport donne les résultats hydrogéologiquesdes forages. Une explication est fournie sur l'origine des résultatsdécevants de cette recherche.

2 - RENFORCEMENT DES ALIMENTATIONS EN EAU POTABLE D' AZAT-LE-RiS ETDE NANTIAT

Les communes d'Azat-le-Ris et de Nantiat ont à faireface à une croissance de leurs besoins en eau, fonction de leur déve¬loppement économique. C'est pourquoi, à la demande de la DirectionDépartementale de l'Agriculture de la Haute-Vienne, le Bureau de Re¬cherches Géologiques et Minières a procédé à une prospection des res¬sources hydrauliques profondes.

Les sources les plus importantes ont été captées ; cesont elles qui assurent actuellement l'alimentation des villages. Iln'existe plus de source disponible dont le débit d'étiage serait suf¬fisant pour satisfaire les besoins ; on pourrait évidemment multiplierles points de captage, mais il faut alors multiplier les périmètres deprotection, donc les indemnisations. Le problème ne peut être résolude cette façon.

Avant d'avoir recours aux eaux superficielles, ultimesolution qui ne plaît guère aux utilisateurs, il a donc été décidé d'essayer d'utiliser l'eau souterraine pompée-. Dans cette région, lesnappes alluviales sont pratiquement inexistantes ; la seule ressourcepossible est l'eau souterraine profonde emmagasinée dans les terrainscristallins et cristallophylliens.

La méthode de captage envisagée pour ces eaux souter¬raines profondes du socle est un forage traversant la frange altéréequi surmonte la roche saine j ce schéma est tout â fait valable pourles granites, c'est-à-dire lorsque l'on rencontre le profil type d'al¬tération, soit :

- arène argileuse passant progressivement à arène grenue

arène grenue

- arène cohérente ou granite altéré (roche reconnaissable)

- granite fissuré

- granite sain.

.2.

Aux abords des accidents tectoniques, il y a un dévelop¬pement en profondeur de la fracturation, mais un problème très impor¬tant se pose : s'agit-il d'un accident en compression ou en distension ?Cette distinction s'avère difficile sur le terrain, faute d'affleure¬ment et, si l'on choisit les zones de convergence des fractures, c'estafin d'augmenter les chances de rencontrer à la fois les deux types d'accident.

Ces considérations ont guidé le choix des emplacements deNantiat (conmune de Nantiat) et Cruet (commune de Verneuil-Moustiers) :sur chaque site retenu, plusieurs sondages de reconnaissance ont étéexécutés et l'on a retenu le plus "performant" pour implanter le foraged'essai à proximité.

3 - CADRE GEOLOGIQUE DES FORAGES DE CLAVIERE ET CRUET

3.1. FORAGE de CLAVIERE (fig. 1)

Le forage de Clavière a été implanté dans une zone decataclasé bréchoîde intense, dans le prolongement d'un filon de quartzmatérialisant une direction tectonique et à proximité de la faille deNantiat, axe tectonique majeur (carte 1/50 000 Ambazac).

Ce point est également situé au contact des migmatiteset d'un granite calco-alcalin à structure équante, tendance leucocrateà biotite.

3.2. FORAGE de CRUET (fig. 2)

Le forage de Cruet a été implanté dans un massif de"granulite", décrite comme une roche à gros éléments, très chargée demica blanc. Des études géophysiques ont mis en évidence des accidentsNord-Sud et Nord-Nord-Ouest - Sud-Sud-Est, au Sud du village de Cruet,De fait, le granite de Tersannes, décrit comme une roche grenue, bleu¬âtre, à grain fin, a été rencontré dans un seul sondage et le foraged'essai a été implanté au croisement des accidents Nord-Sud et Nord-Nord-Ouest - Sud-Sud-Est.

4 - CLIMATOLOGIE

Lorsqu'on parle de l'existence d'eau souterraine exploi¬table dans les zones fissurées du socle, on en apporte comme preuve 1'exemple breton.

Partant de cet exemple, on met en parallèle Massif Armo¬ricain et Massif Central et, trop hâtivement, on applique à priori auMassif Central les conclusions et l'on fait les mêmes prévisions de dé¬bit.

.2.

Aux abords des accidents tectoniques, il y a un dévelop¬pement en profondeur de la fracturation, mais un problème très impor¬tant se pose : s'agit-il d'un accident en compression ou en distension ?Cette distinction s'avère difficile sur le terrain, faute d'affleure¬ment et, si l'on choisit les zones de convergence des fractures, c'estafin d'augmenter les chances de rencontrer à la fois les deux types d'accident.

Ces considérations ont guidé le choix des emplacements deNantiat (conmune de Nantiat) et Cruet (commune de Verneuil-Moustiers) :sur chaque site retenu, plusieurs sondages de reconnaissance ont étéexécutés et l'on a retenu le plus "performant" pour implanter le foraged'essai à proximité.

3 - CADRE GEOLOGIQUE DES FORAGES DE CLAVIERE ET CRUET

3.1. FORAGE de CLAVIERE (fig. 1)

Le forage de Clavière a été implanté dans une zone decataclasé bréchoîde intense, dans le prolongement d'un filon de quartzmatérialisant une direction tectonique et à proximité de la faille deNantiat, axe tectonique majeur (carte 1/50 000 Ambazac).

Ce point est également situé au contact des migmatiteset d'un granite calco-alcalin à structure équante, tendance leucocrateà biotite.

3.2. FORAGE de CRUET (fig. 2)

Le forage de Cruet a été implanté dans un massif de"granulite", décrite comme une roche à gros éléments, très chargée demica blanc. Des études géophysiques ont mis en évidence des accidentsNord-Sud et Nord-Nord-Ouest - Sud-Sud-Est, au Sud du village de Cruet,De fait, le granite de Tersannes, décrit comme une roche grenue, bleu¬âtre, à grain fin, a été rencontré dans un seul sondage et le foraged'essai a été implanté au croisement des accidents Nord-Sud et Nord-Nord-Ouest - Sud-Sud-Est.

4 - CLIMATOLOGIE

Lorsqu'on parle de l'existence d'eau souterraine exploi¬table dans les zones fissurées du socle, on en apporte comme preuve 1'exemple breton.

Partant de cet exemple, on met en parallèle Massif Armo¬ricain et Massif Central et, trop hâtivement, on applique à priori auMassif Central les conclusions et l'on fait les mêmes prévisions de dé¬bit.

Précipitations efficaces moyennes en mm calculées sur 30 années hydrologiques(septembre 1946 -oout1976) et précipitations efficaces en mm de la périodeseptembre 1977 à août 1978 indus

.3.

(IZZ) précipitation efficace moyenne de référence (calculée sur 30ans, sept. 1946 - aoûtl976)IS9 précipitation efficace moyenne de la période sept. 1977 à août 1978 inclus

DUNKEROUE

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NANCY STRASBOÚRS (!(172) 341 ff 163

Colmar (48)

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Précipitations efficaces moyennes en mm calculées sur 30 années hydrologiques(septembre 1946 -oout1976) et précipitations efficaces en mm de la périodeseptembre 1977 à août 1978 indus

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En fait, tout aussi importante que les fonctions de ré¬servoir et de conducteur est la fonction "alimentation".

L'existence et la pérennité d'exploitation d'un gîteaquifère ne peuvent être assurées que s'il y a constitution et renou¬vellement de la réserve.

Or, si l'on considère les précipitations efficaces, ilapparaît des différences importantes entre Massif Armoricain et MassifCentral ; la carte des précipitations efficaces moyennes annuelles cal¬culées sur trente années hydrologiques met bien en évidence ce contras¬te.

Qermont-Ferrand, avec ses 13 mm de Pe, apparaît commeun pole de la sécheresse en France.

5 - PETROGRAPHIE

Si, en ce qui concerne les secteurs de Nantiat et Azat-le-Ris, on prend en considération le facteur lithologie ou pétrogra¬phie, on doit souligner la tendance leucocrate des granites. Or, lesleucogranites, étudiés plus à l'Est sur les feuilles de Guéret et Mont¬luçon, donnent sur les plateaux des altérites épaisses à consistanceargileuse fort différentes des arènes granitiques habituelles.

Cette "orientation" argileuse de l'altération, observéeen surface, peut se traduire en profondeur par le colmatage des fissu¬res (film d'argile tapissant les épontes).

L'examen des "déblais" fournis par les forages ne per¬met pas, compte tenu de la technique utilisée du marteau fond de trou,de décrire les roches traversées avec précision.

6 - RESULTATS DES FORAGES D'ESSAI

6.1. FORAGE de CLAVIERE (fig. 3)

Commencée le 27 Septembre 1978, la première tentativeest arrêtée à 52 m par un êboulement. Le 28 Septembre, une autre ten¬tative permet de forer 82 m et de tuber 71 mètres, le 29 Septembre.

Le diamètre du trou est de 140 mm, celui du tubage de110 mm ; 40m.de tubes ont été perforés (trous de 6imn de 0), le pour¬centage des vides est de 0,5% environ.

On se trouve là en bordure de la faille de Nantiat età flancs de coteau, il est donc possible qu'une partie de l'arène

En fait, tout aussi importante que les fonctions de ré¬servoir et de conducteur est la fonction "alimentation".

L'existence et la pérennité d'exploitation d'un gîteaquifère ne peuvent être assurées que s'il y a constitution et renou¬vellement de la réserve.

Or, si l'on considère les précipitations efficaces, ilapparaît des différences importantes entre Massif Armoricain et MassifCentral ; la carte des précipitations efficaces moyennes annuelles cal¬culées sur trente années hydrologiques met bien en évidence ce contras¬te.

Qermont-Ferrand, avec ses 13 mm de Pe, apparaît commeun pole de la sécheresse en France.

5 - PETROGRAPHIE

Si, en ce qui concerne les secteurs de Nantiat et Azat-le-Ris, on prend en considération le facteur lithologie ou pétrogra¬phie, on doit souligner la tendance leucocrate des granites. Or, lesleucogranites, étudiés plus à l'Est sur les feuilles de Guéret et Mont¬luçon, donnent sur les plateaux des altérites épaisses à consistanceargileuse fort différentes des arènes granitiques habituelles.

Cette "orientation" argileuse de l'altération, observéeen surface, peut se traduire en profondeur par le colmatage des fissu¬res (film d'argile tapissant les épontes).

L'examen des "déblais" fournis par les forages ne per¬met pas, compte tenu de la technique utilisée du marteau fond de trou,de décrire les roches traversées avec précision.

6 - RESULTATS DES FORAGES D'ESSAI

6.1. FORAGE de CLAVIERE (fig. 3)

Commencée le 27 Septembre 1978, la première tentativeest arrêtée à 52 m par un êboulement. Le 28 Septembre, une autre ten¬tative permet de forer 82 m et de tuber 71 mètres, le 29 Septembre.

Le diamètre du trou est de 140 mm, celui du tubage de110 mm ; 40m.de tubes ont été perforés (trous de 6imn de 0), le pour¬centage des vides est de 0,5% environ.

On se trouve là en bordure de la faille de Nantiat età flancs de coteau, il est donc possible qu'une partie de l'arène

.5,

-

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de 40m

de 58m

de 69m

à 58m

à 69m

à 82m

provienne des colluvions, ce qui en augmenterait beaucoup l'épaisseur.

La coupe du forage tube est la suivante :

- de Om. à 19ra,50 : arène granitique argileuse, brun clair, richeen muscovite, renfermant de gros éléments dequartz

- de 19m,50 à 20m,50 : mylonite noire à reflets verts (chlorite)

- de 20m,50 à 25m : arène argileuse grise à gris blanchâtre renfermant des éléments de quartz et de la muscovite

- de 25m à 34m : granite altéré avec prédominance des élémentsferrugineux rouille à brun pâle

- de 34m à 40m : granite altéré avec prédominance d'élémentsgris (argile grise dans les diaclases - possi¬ble)

: granite altéré avec augmentation des élémentsnoirs

: quartz filonien et granite altéré (déviation duforage ?)

: filon de quartz.

6.2. FORAGE DE CRUET (fig. 3)

Comnencée le 1 1 Octobre 1978, une première tentativeéchoue en raison d'éboulements successifs ¡ le travail est arrêté le13 Octobre.

Un deuxième forage atteint 55 mètres le 20 Octobre et73.. mètres le 25 Octobre ; le trou est alors tube en 110 mm.

D'après la géophysique, deux axes tectoniques N-S etN.O-S.E recoupent cette zone.

La coupe du forage est intéressante, l'alternance dedéblais grossiers et fins pourrait correspondre à un écaillage de lazone tectonisée :

- de Om. à 18m, 50 : arène argileuse brune en surface passant àblanchâtre à 1 mètre, puis vers 4m blanchâtreà taches rouilles, très riche en muscovite.Bloc vers 7m

- de 18m,50 à 25m : déblais grossiers. Granite altéré. Rares éléments ferruginisés

- de 25m à 37m : déblais fins. Granite dur, fracturé? Rares éléments ferruginisés. Fissures colmatées ?

- de 37m à 40m : déblais grossiers à 18m, 50 et 25 mètres. Granite altéré. Eléments noirs nettement plus nom¬breux dès 34m.

.5,

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de 40m

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à 58m

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provienne des colluvions, ce qui en augmenterait beaucoup l'épaisseur.

La coupe du forage tube est la suivante :

- de Om. à 19ra,50 : arène granitique argileuse, brun clair, richeen muscovite, renfermant de gros éléments dequartz

- de 19m,50 à 20m,50 : mylonite noire à reflets verts (chlorite)

- de 20m,50 à 25m : arène argileuse grise à gris blanchâtre renfermant des éléments de quartz et de la muscovite

- de 25m à 34m : granite altéré avec prédominance des élémentsferrugineux rouille à brun pâle

- de 34m à 40m : granite altéré avec prédominance d'élémentsgris (argile grise dans les diaclases - possi¬ble)

: granite altéré avec augmentation des élémentsnoirs

: quartz filonien et granite altéré (déviation duforage ?)

: filon de quartz.

6.2. FORAGE DE CRUET (fig. 3)

Comnencée le 1 1 Octobre 1978, une première tentativeéchoue en raison d'éboulements successifs ¡ le travail est arrêté le13 Octobre.

Un deuxième forage atteint 55 mètres le 20 Octobre et73.. mètres le 25 Octobre ; le trou est alors tube en 110 mm.

D'après la géophysique, deux axes tectoniques N-S etN.O-S.E recoupent cette zone.

La coupe du forage est intéressante, l'alternance dedéblais grossiers et fins pourrait correspondre à un écaillage de lazone tectonisée :

- de Om. à 18m, 50 : arène argileuse brune en surface passant àblanchâtre à 1 mètre, puis vers 4m blanchâtreà taches rouilles, très riche en muscovite.Bloc vers 7m

- de 18m,50 à 25m : déblais grossiers. Granite altéré. Rares éléments ferruginisés

- de 25m à 37m : déblais fins. Granite dur, fracturé? Rares éléments ferruginisés. Fissures colmatées ?

- de 37m à 40m : déblais grossiers à 18m, 50 et 25 mètres. Granite altéré. Eléments noirs nettement plus nom¬breux dès 34m.

Fig.3

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à 73m

- de 40m à 52m : déblais fins. Granite dur mais fracturé saufde 46 à 47m, 50. Présence de nombreux élémentsnoirs mylonitisés

: déblais grossiers. Granite altéré

: déblais fins. Granite compact mais très fractu¬ré de 64 à 67m

: déblais grossiers. Granite altéré

: déblais très fins. Granite extrêmement dur.

7 - POMPAGES D'ESSAIS

Du 20 au 26 Octobre 1978 : essai de Clavière

Du 8 au 1 1 Novembre 1978 : essai de Cruet.

7.1 . POMPAGE de CLAVIERE

Ce pompage a duré 24 h ; le débit initial était de 3,6m3/h. Aprës une heure de pompage, il était de 3,0 in3/h. et en fin d'essai de 1,8 m3/heure, du essentiellement à l'augmentation de la hau¬teur de refoulement (compte tenu du rabattement) .

Deux ouvrages de reconnaissance situés à 3m, 8 et 16m,4du forage d'essai ont pu tenir lieu de piézomètres et ont été équipésde limnigraphes.

Le rabattement total, aprës 22 h de pompage, était del'ordre de 60m dans le forage, de 11m dans le piézomètre le plus pro¬che et de 8,2m dans le plus éloigné.

La remontée des niveaux, aprës arrêt du pompage, a étéobservée pendant 19 h. Les limnigrammes ont été dépouillés et les ré¬sultats obtenus ont permis le tracé des diagrammes logarithmiques etsemi-logarithmiques .

7.1.1. Interprétation des courbes de descente

L'allure de la courbe obtenue suggère un schéma deBoulton, c'est-à-dire l'apparition d'un débit retardé. Deux hypothèsessont possibles :

- la nappe renfermée dans la frange d'altération granitique est uniqueet libre

- la nappe renfermée dans le granite fissuré est semi-captive, c'estl'aquifère principal ; il est surmonté d'une éponte d'arène argileu¬se semi-perméable dont l'emnagas inement n'est pas négligeable.

Dans les dexix cas, la libération de l'eau n'est pas ins¬tantanée, on peut distinguer les phénomènes suivants :

.6.

- de

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52m

55m

67m

70m

à 55m

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à 70m

à 73m

- de 40m à 52m : déblais fins. Granite dur mais fracturé saufde 46 à 47m, 50. Présence de nombreux élémentsnoirs mylonitisés

: déblais grossiers. Granite altéré

: déblais fins. Granite compact mais très fractu¬ré de 64 à 67m

: déblais grossiers. Granite altéré

: déblais très fins. Granite extrêmement dur.

7 - POMPAGES D'ESSAIS

Du 20 au 26 Octobre 1978 : essai de Clavière

Du 8 au 1 1 Novembre 1978 : essai de Cruet.

7.1 . POMPAGE de CLAVIERE

Ce pompage a duré 24 h ; le débit initial était de 3,6m3/h. Aprës une heure de pompage, il était de 3,0 in3/h. et en fin d'essai de 1,8 m3/heure, du essentiellement à l'augmentation de la hau¬teur de refoulement (compte tenu du rabattement) .

Deux ouvrages de reconnaissance situés à 3m, 8 et 16m,4du forage d'essai ont pu tenir lieu de piézomètres et ont été équipésde limnigraphes.

Le rabattement total, aprës 22 h de pompage, était del'ordre de 60m dans le forage, de 11m dans le piézomètre le plus pro¬che et de 8,2m dans le plus éloigné.

La remontée des niveaux, aprës arrêt du pompage, a étéobservée pendant 19 h. Les limnigrammes ont été dépouillés et les ré¬sultats obtenus ont permis le tracé des diagrammes logarithmiques etsemi-logarithmiques .

7.1.1. Interprétation des courbes de descente

L'allure de la courbe obtenue suggère un schéma deBoulton, c'est-à-dire l'apparition d'un débit retardé. Deux hypothèsessont possibles :

- la nappe renfermée dans la frange d'altération granitique est uniqueet libre

- la nappe renfermée dans le granite fissuré est semi-captive, c'estl'aquifère principal ; il est surmonté d'une éponte d'arène argileu¬se semi-perméable dont l'emnagas inement n'est pas négligeable.

Dans les dexix cas, la libération de l'eau n'est pas ins¬tantanée, on peut distinguer les phénomènes suivants :

- libération instantanée de l'eau par suite du phénomène de décompres¬sion du milieu aquifère et de l'eau

- libération progressive de l'eau due au drainage de la hauteur déno¬yée, c'est le phénomène d'égouttement (hypothèse : nappe libre) oude drainance dans le cas de nappe semi-captive.

Ce retard de libération se traduit par des variationsdans le temps du coefficient d'emmagasinement. La nappe réagit au pom¬page selon 3 phases différentes. Au début du pompage, le premier phéno¬mène est prépondérant du fait de sa rapidité d'apparition, la nappe li¬bre ou semi-captive réagit comme une nappe captive, avec un coefficientd' emnaga s inement faible et du même ordre que celui des nappes captives.

Au cours de la seconde phase, l'eau de la partie supé¬rieure ne se déplace verticalement qu'avec une certaine lenteur et jouele role d'une réalimentation continue jusqu'à une pseudo-stabilisation.L'essai a été arrêté au début de cette phase, compte tenu des résultatsquantitatifs obtenus.

Dans la troisième phase, on peut considérer qu'il y a uncoefficient d'emmagasinement constant approchant la porosité efficacede la formation.

L'utilisation de la méthode bologarithmique de Boulton apermis, par superposition à ces courbes types, de calculer à partir dela première phase (fig. 4) :

0,08 Q ^ (u', r ) , 4 T ts = * F £ ' , 3 ou : u = r- 'ST ( B'5 "" " 2 -r Sce qui donne pour l'aquifère principal :

dans le cas de Pl

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7.1.2. Interprétation des courbes de remontée

L'allTire des diagraimnes semi-logarithmiques des remon¬tées, en particulier du début, observées dans les piézomètres, évoquele cas d'une nappe semi-captive avec un débit retardé drjninuant avec letemps ou d'une nappe libre avec un écoulement lent donnant tm palier dedurée limitée.

- libération instantanée de l'eau par suite du phénomène de décompres¬sion du milieu aquifère et de l'eau

- libération progressive de l'eau due au drainage de la hauteur déno¬yée, c'est le phénomène d'égouttement (hypothèse : nappe libre) oude drainance dans le cas de nappe semi-captive.

Ce retard de libération se traduit par des variationsdans le temps du coefficient d'emmagasinement. La nappe réagit au pom¬page selon 3 phases différentes. Au début du pompage, le premier phéno¬mène est prépondérant du fait de sa rapidité d'apparition, la nappe li¬bre ou semi-captive réagit comme une nappe captive, avec un coefficientd' emnaga s inement faible et du même ordre que celui des nappes captives.

Au cours de la seconde phase, l'eau de la partie supé¬rieure ne se déplace verticalement qu'avec une certaine lenteur et jouele role d'une réalimentation continue jusqu'à une pseudo-stabilisation.L'essai a été arrêté au début de cette phase, compte tenu des résultatsquantitatifs obtenus.

Dans la troisième phase, on peut considérer qu'il y a uncoefficient d'emmagasinement constant approchant la porosité efficacede la formation.

L'utilisation de la méthode bologarithmique de Boulton apermis, par superposition à ces courbes types, de calculer à partir dela première phase (fig. 4) :

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dans le cas de Pl

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7.1.2. Interprétation des courbes de remontée

L'allTire des diagraimnes semi-logarithmiques des remon¬tées, en particulier du début, observées dans les piézomètres, évoquele cas d'une nappe semi-captive avec un débit retardé drjninuant avec letemps ou d'une nappe libre avec un écoulement lent donnant tm palier dedurée limitée.

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On peut calculer la transmissivité :

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139 T 0,183.0,5.10-^ , , ,-5 _. ff. (-spour P2 T = î 2 = 1,5.10 m2/s (.fig- o)' b

Les rabattements résiduels, dans le cas de Pl, s'ali¬gnent sur une droite qui coupe l'axe des rabattements nuls pour unevaleur de 1 tp , ., ^ , - , .. , .

+ ^ égale a 1, la nappe s est comportee au cours de la

remontée comme homogène, isotrope et infinie .

La transmissivité de l'ordre de 1.10 m2/s est faible,le coefficient d'emmagasinement de l'ordre de ,-3 -, ,- -, -,

10 a une valeur faiblepour des terrains d'arène et moyenne pour des terrains granitiquesfracturés.

Si ces valeurs paraissent cohérentes, en fait toutesles conditions d'application des formules ne sont pas remplies ; ilnous faut cependant y avoir recours, faute d'autres formules spécifi¬quement réservées au milieu fissuré, anisotrope par définition, d'ex¬tension limitée, etc..

Les résultats obtenus, peu intéressants économiquement,ont amené à ne pas poursuivre l'essai.

7.2. POMPAGE de CRUET

Ce pompage a duré 38 h. ; le débit initial était de3,6 m3/h. Au bout de 3 heures, il était de 1,8 m3/h et en fin d'essaide 1 ,4 m3/heure.

Un ouvrage de reconnaissance situé à 3,1m du forage apu tenir lieu de piézomètre et a été équipé d'un limnigraphe. Un autreouvrage de reconnaissance situé à 86 mètres, éboulé, a été lui aussiéquipé, mais s'est avéré inutilisable en piézomètre.

La remontée des niveaux, après arrêt du pompage, a étéobservée pendant 9 heures. Le limnigramme a été dépouillé et les résul¬tats obtenus ont permis le tracé de diagrammes logarithmiques et semi-logarithmiques .

7.2.1. Interprétation des courbes de descente

L'allure des courbes obtenues suggère un schéma de Boul¬ton, comme dans le cas de Clavière, mais les valeurs des paramètrescalculées sont anormales ; il est possible que les multiples tentativesde fonçage aient amené des perturbations.

Trois phénomènes peuvent perturber le dessin des dia¬grammes :

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On peut calculer la transmissivité :

151 T 0,183.0,5.10"^ , - ,_-5 ^, ,-. -.. çovr Pl T = ï Y~^ = 1,2.10 m2/s (fig. 5)

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Les rabattements résiduels, dans le cas de Pl, s'ali¬gnent sur une droite qui coupe l'axe des rabattements nuls pour unevaleur de 1 tp , ., ^ , - , .. , .

+ ^ égale a 1, la nappe s est comportee au cours de la

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La transmissivité de l'ordre de 1.10 m2/s est faible,le coefficient d'emmagasinement de l'ordre de ,-3 -, ,- -, -,

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Si ces valeurs paraissent cohérentes, en fait toutesles conditions d'application des formules ne sont pas remplies ; ilnous faut cependant y avoir recours, faute d'autres formules spécifi¬quement réservées au milieu fissuré, anisotrope par définition, d'ex¬tension limitée, etc..

Les résultats obtenus, peu intéressants économiquement,ont amené à ne pas poursuivre l'essai.

7.2. POMPAGE de CRUET

Ce pompage a duré 38 h. ; le débit initial était de3,6 m3/h. Au bout de 3 heures, il était de 1,8 m3/h et en fin d'essaide 1 ,4 m3/heure.

Un ouvrage de reconnaissance situé à 3,1m du forage apu tenir lieu de piézomètre et a été équipé d'un limnigraphe. Un autreouvrage de reconnaissance situé à 86 mètres, éboulé, a été lui aussiéquipé, mais s'est avéré inutilisable en piézomètre.

La remontée des niveaux, après arrêt du pompage, a étéobservée pendant 9 heures. Le limnigramme a été dépouillé et les résul¬tats obtenus ont permis le tracé de diagrammes logarithmiques et semi-logarithmiques .

7.2.1. Interprétation des courbes de descente

L'allure des courbes obtenues suggère un schéma de Boul¬ton, comme dans le cas de Clavière, mais les valeurs des paramètrescalculées sont anormales ; il est possible que les multiples tentativesde fonçage aient amené des perturbations.

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.9.

1°/ au début de l'essai, le débit était beaucoup plus fort, la hauteurde refoulement étant faible ; les rabattements observés dans lestrente premières minutes masquent l'effet de capacité.

2°/ le limnigraphe a été installé sur un trou éboulé. Les paramètrescalculés pourraient correspondre à la nappe en arène et non à 1'aquifëre principal sous-jacent.

3°/ le palier observé au bout de deux heures pourrait correspondre aurecyclage de l'eau pompée évacuée à une centaine de mètres en di¬rection d'une mare.

Méthode de Theis. La superposition des courbes observées sur la courbestandard nous donne les valeurs de couple suivant (fig. 7) :

F (ù) = 1,1 s = 0,52

u = 4 t = 70mn = 4200 s

d'où :

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Cette valeur du coefficient d'emmagasinement est anorma¬le, elle ne peut être que celle de la nappe en arène ou correspondre àla somme des co'éff icients de la nappe en arène et de la zone fissurée.Ou bien, un phénomène extérieur a totalement perturbé "l'essai".

7.2.2. Interprétation de la courbe de remontée

L'allure du diagramme semi-logarithmique se terminantpar une ébauche de courbe, évoque le cas d'une nappe semi-captive avecun débit retardé constant donnant un palier horizontal infini (fig. 8).

Le début de la remontée a pu être perturbé par l'infil¬tration des eaux rejetées. La transmissivité peut être calculée :

^ __ 0,183^ ^ Q» ^83.0,4. 10-^ __ 1,3.10-^ ^/s.L'importance des rabattements en fin d'essai, soit plus

de Om,30 (c'est-â-dire 30% du total après une remontée tout de même as¬sez longue), est un indice défavorable.

8 - EFFICACITE DES FORAGES

Les forages de CLAVIERE et de CRUET ont été réalisés aumarteau fond de trou.

.9.

1°/ au début de l'essai, le débit était beaucoup plus fort, la hauteurde refoulement étant faible ; les rabattements observés dans lestrente premières minutes masquent l'effet de capacité.

2°/ le limnigraphe a été installé sur un trou éboulé. Les paramètrescalculés pourraient correspondre à la nappe en arène et non à 1'aquifëre principal sous-jacent.

3°/ le palier observé au bout de deux heures pourrait correspondre aurecyclage de l'eau pompée évacuée à une centaine de mètres en di¬rection d'une mare.

Méthode de Theis. La superposition des courbes observées sur la courbestandard nous donne les valeurs de couple suivant (fig. 7) :

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d'où :

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Cette valeur du coefficient d'emmagasinement est anorma¬le, elle ne peut être que celle de la nappe en arène ou correspondre àla somme des co'éff icients de la nappe en arène et de la zone fissurée.Ou bien, un phénomène extérieur a totalement perturbé "l'essai".

7.2.2. Interprétation de la courbe de remontée

L'allure du diagramme semi-logarithmique se terminantpar une ébauche de courbe, évoque le cas d'une nappe semi-captive avecun débit retardé constant donnant un palier horizontal infini (fig. 8).

Le début de la remontée a pu être perturbé par l'infil¬tration des eaux rejetées. La transmissivité peut être calculée :

^ __ 0,183^ ^ Q» ^83.0,4. 10-^ __ 1,3.10-^ ^/s.L'importance des rabattements en fin d'essai, soit plus

de Om,30 (c'est-â-dire 30% du total après une remontée tout de même as¬sez longue), est un indice défavorable.

8 - EFFICACITE DES FORAGES

Les forages de CLAVIERE et de CRUET ont été réalisés aumarteau fond de trou.

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10.

Dans le cas de terrains rocheux sains, cette méthode deforation donne de bons résultats. Dans le cas de Nantiat, les nombreu¬ses difficultés rencontrées par l'entreprise en cours de forage (ébou¬lements) laissent penser que le granite de Nantiat comporte des passéesplus ou moins altérées. Dans de telles conditions, des colmatages defissures sont inévitables par cette méthode de foration. Par ailleurs,les crépines constituées par un simple tubage métallique dans lequel onpratique, -sur le chantier, des ouvertures, présentent en elles-mêmes unobstacle à l'écoulement de l'eau vers l'ouvrage de captage qui se tra¬duit par des pertes de charge importantes.

Ainsi doit-on expliquer le creusement anormal du cone d'appel qui se manifeste par des différences de niveau dynamique entreles forages et les piézomètres proches (à moins de 5m) de l'ordre de50 mètres.

Ces constatations laissent planer un doute sur l'effica¬cité des deux forages testés. Une opération de décolmatage devrait, anotre avis, être tentée sur un des deux ouvrages soit par pistonnage,soit par lavage par des produits dissolvants des argiles (hexamétaphos¬phates) .

9 - CONCLUSION

On s'est proposé, au cours de cette campagne, de recher¬cher par forages profonds dans le granite des zones fracturées (originetectonique). Les deux forages d'essai exécutés ont effectivement péné¬tré dans des zones tectonisées, mais celles-ci se sont avérées peu pro¬ductives.

Les débits recherchés soit environ 2 1/s n'ont pas étéobtenus. On peut voir, dans le climat de ce secteur Nord du Limousin,ime première raison. Si, â Limoges, la hauteur annuelle de pluie effi¬cace est de 286mm, il n'en est certainement pas de même plus au Nord ;la région prospectée est plus proche de Poitiers où cette hauteur depluie n'est plus que de 141 mm. La réserve renouvelable par les pluiesest donc nettement plus faible ; on est bien loin des 530mm (Pe) deBrest ou des 210iiim (Pe) de Laval. Il existe néanmoins un manteau d' arè¬ne granitique qui renferme une nappe.

Les calculs de transmissivité faits à partir des mesuresde rabattement sur les piézomètres proches donnent des valeurs intéres¬santes que ne confirment pas les débits extraits.

Il est bien possible donc que le mauvais rendement deces ouvrages soit à porter au compte de l'équipement trop sommaire etau colmatage qui a du résulter des nombreux incidents de chantier inhé¬rents à la mauvaise tenue des parois rocheuses des captages.

Il semble que les enseignements que l'on doit tirer de

10.

Dans le cas de terrains rocheux sains, cette méthode deforation donne de bons résultats. Dans le cas de Nantiat, les nombreu¬ses difficultés rencontrées par l'entreprise en cours de forage (ébou¬lements) laissent penser que le granite de Nantiat comporte des passéesplus ou moins altérées. Dans de telles conditions, des colmatages defissures sont inévitables par cette méthode de foration. Par ailleurs,les crépines constituées par un simple tubage métallique dans lequel onpratique, -sur le chantier, des ouvertures, présentent en elles-mêmes unobstacle à l'écoulement de l'eau vers l'ouvrage de captage qui se tra¬duit par des pertes de charge importantes.

Ainsi doit-on expliquer le creusement anormal du cone d'appel qui se manifeste par des différences de niveau dynamique entreles forages et les piézomètres proches (à moins de 5m) de l'ordre de50 mètres.

Ces constatations laissent planer un doute sur l'effica¬cité des deux forages testés. Une opération de décolmatage devrait, anotre avis, être tentée sur un des deux ouvrages soit par pistonnage,soit par lavage par des produits dissolvants des argiles (hexamétaphos¬phates) .

9 - CONCLUSION

On s'est proposé, au cours de cette campagne, de recher¬cher par forages profonds dans le granite des zones fracturées (originetectonique). Les deux forages d'essai exécutés ont effectivement péné¬tré dans des zones tectonisées, mais celles-ci se sont avérées peu pro¬ductives.

Les débits recherchés soit environ 2 1/s n'ont pas étéobtenus. On peut voir, dans le climat de ce secteur Nord du Limousin,ime première raison. Si, â Limoges, la hauteur annuelle de pluie effi¬cace est de 286mm, il n'en est certainement pas de même plus au Nord ;la région prospectée est plus proche de Poitiers où cette hauteur depluie n'est plus que de 141 mm. La réserve renouvelable par les pluiesest donc nettement plus faible ; on est bien loin des 530mm (Pe) deBrest ou des 210iiim (Pe) de Laval. Il existe néanmoins un manteau d' arè¬ne granitique qui renferme une nappe.

Les calculs de transmissivité faits à partir des mesuresde rabattement sur les piézomètres proches donnent des valeurs intéres¬santes que ne confirment pas les débits extraits.

Il est bien possible donc que le mauvais rendement deces ouvrages soit à porter au compte de l'équipement trop sommaire etau colmatage qui a du résulter des nombreux incidents de chantier inhé¬rents à la mauvaise tenue des parois rocheuses des captages.

Il semble que les enseignements que l'on doit tirer de

11

ces essais ne soient pas complètement négatifs et qu'il reste a. mettreen oeuvre une méthodologie mieux adaptée aux conditions lithologiquesrégionales apparemment différentes de celles de la Bretagne sur les¬quelles s'est basée cette réalisation de Nantiat.

Limoges, AVRIL 1980.

11

ces essais ne soient pas complètement négatifs et qu'il reste a. mettreen oeuvre une méthodologie mieux adaptée aux conditions lithologiquesrégionales apparemment différentes de celles de la Bretagne sur les¬quelles s'est basée cette réalisation de Nantiat.

Limoges, AVRIL 1980.