CARRIERE SOUTERRAINE DE GYPSE DE LA COT) E (70 84 AGI 315...

S.A. DES PLATRIERES DE L'EST70 200 - LA COTE

Tél. : (84) 30.12.56

DIRECTION REGIONALEDE L'INDUSTRIE ET DE LA RECHERCHE

7, rue Léonard de Vinci25 000 - BESANCON

Tél. : (81) 51.04.04

CARRIERE SOUTERRAINE DE GYPSE

DE LA COTE (70)

ÉTUDE HYDROGÉOLOGIQUE

84 AGI 315 FRC PAR J. CORNETC. JAVEY

BESANCON/ OCTOBRE 1984

B . R . G .

11.JAN. 1985BIBLIOTHÈQUE

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

B. P. 6009 - 45018 ORLÉANS CEDEX - Téléphone (38)63.80.01 - TELEX : B R G M 780258 F

Servie« géologique régional FRANCHE-COMTÉ

1 2 , A V . FONTAINE ARGENT - 25000 B E S A N Ç O N - Téléphone (81) 88.03.1

CARRIERE SOUTERRAINE DE GYPSEDE LA COTE (70)

ÉTUDE HYDRCGÉOLOGIQUE

84 AGI 315 FRC PAR J. CORNETC. JAVEY

RÉSUMÉ

La S.A. des PLATRIERES DE L'EST (S.A.P.E.), qui envisage d'abandonner défi-

nitivement une carrière de gypse à LA COTE (70), souterraine mais peu pro-

fonde, exploitée jusqu'en 1979 par une méthode de chambres et piliers, a fait

procéder à une étude de stabilité pour permettre aux différentes administra-

tions d'intégrer le site au plan d'occupation des sols en toute connaissance

de cause.

Il convient d'étudier l'influence d'un arrêt définitif de l'exhaure des venues

d'eau dans la carrière sur la stabilité à terme des terrains de recouvrement.

CONTEXTE HWROGEO LOGIQUE

La carrière, située sous la vallée du Rahin, concerne un banc de gypse com-

pris entre deux couches de marnes gypseuses, qui s'enfoncent vers l'Ouest/

Sud-Ouest et l'aval.

Cet ensemble est compris entre deux aquifères : la nappe alluviale du Rahin

et les grès et marnes du Muschelkalk inférieur, de perméabilité respective-

ment moyenne à faible et faible.

Au-delà de l'extrémité sud-occidentale, la plus profonde, de la carrière, le

banc de gypse passerait localement à une zone sableuse probablement aquifère

en liaison verticalement avec les deux aquifères.

LOCALISATION VES VENUES VEAU, PHENOMENES VE VISSOLUTJON VANS LA CARRIERELa partie profonde de la carrière ne présente pas de venue d'eau mais est vite

inondée en cas d'arrêt d'exhaure des venues d'eau situées plus haut ; ce qui

indiquerait son étanchéité à l'égard des aquifères ci-dessus.

Les venues d'eau au nombre de 5 (C} à C5) d'un débit total estimé de 3 à 19 1/s

selon la saison, sont en effet localisées sur le front amont de la carrière au

toit ou au plancher, sauf l'une, Ci, située à mi-pente et à débit constant de

1 1/s. Le seul phénomène de dissolution visible dans la carrière est une légère

entaille de la paroi par la venue C• .

• • • / • • •

IDENTIFICATION VES ORIGINES VES VENUES VEAU

Toutes ces venues d'eau sont caractérisées par des teneurs élevées en sulfate

de calcium, proches de la saturation, différant des eaux superficielles et de

la nappe alluviale en amont de la carrière, qui sont agressives, faiblement

minéralisées et plus froides en hiver.

Compte-tenu des teneurs en Tritium proches de celles du Rahin et du ruisseau

des Prés Besançon, les venues C2, C^ et Cr sont en relation rapide avec ceux-

ci, malgré un profil chimique différent. La communication s'effectuerait pro-

bablement par l'intermédiaire de la nappe alluviale au droit de zones effon-

drées (extraction ancienne, doline) qui s'y saturerait en sulfate de calcium

par dissolution du gypse, et l'on note d'ailleurs que le débit moyen des ve-

nues d'eau, 10 1/s, est du même ordre de grandeur que le débit estimé pour la

nappe alluviale à l'amont immédiat de la carrière, (à préciser par pompage d'es-

sai et piézométrie détaillée de la nappe).

Une ambiguïté existe pour l'origine des venues C, (1,4 1/s) et C~ (0,01 1/s) :

eaux de surface infiltrées, ou venues ascendantes de l'aquifère du Muschel-

kalk inférieur à travers les marnes gypseuses du mur de la carrière.

GRADIENT VECOULEMENT EVENTUEL VANS LA CARRIERE EN CAS V ARRET VEXHAUREEn cas d'arrêt définitif de l'exhaure, la carrière serait remplie en un temps

de l'ordre d'une année ; il ne devrait alors plus exister de gradient d'écou-

lement à l'intérieur de la carrière, ou tout au moins un gradient très affai-

bli pour la venue C, si elle était effectivement ascendante.

Des pertes ne pourraient guère se manifester dans la partie profonde de la car-

rière, qui semble étanche, et dont le mur paraît soumis à la pression de l'aqui-

fère en charge du Muschelkalk inférieur, compte-tenu d'une aire d'alimentation

située à une cote nettement supérieure à celle du Rahin.

AUTRE CONSEQUENCE VE L'ARRET VE L'EXHAURELa dépression piézométrique possible de la nappe alluviale du Rahin se perdant

en direction de la carrière serait annulée, pouvant poser des problèmes devenues

d'eau dans les sous-sols des installations de surface.

PRECAUTIONS A VRENVRE

Afin de contrôler la remontée du niveau d'eau dans la carrière, il est néces-

saire d'utiliser le puits d'accès n° 2 pour contrôler la vitesse de remontée à

l'aide d'un limnigraphe, et le cas échéant, la qualité de l'eau (saturation en

sulfate de calcium). Au préalable il serait souhaitable de mesurer avec préci-

sion le débit annuel exhauré, confirmer par traceurs naturels l'origine des

venues Cj et C 2, et établir la relation rivière-nappe alluviale par une piézo-

métrie locale.

- 1 -

gages

2 "

3 -

4 -

5 - Ç^gRE__£|OL2gI2JJEA:xMORPHOLOGigUEss=ET gYDROGEOLOGIgUE 6

6 ~ET^^DES^^PHENOMENES^^DE^^^DISSOLUTION 8

6.1 - EXPLOITATION 8

6.2 - VENUES D'EAU ET PHENOMENES DE DISSOLUTION 9

7 "

VENUES D'EAU DANS LA CARRIERE 11ss sssssscx as as aesssexsxE se se s c » m : = s a = =ESS3=E SÍSESE S E S

7.1- POINTS ANALYSES, PERIODES DE PRELEVEMENTS, DEBITS DES

VENUES D'EAU 1 1

7.2- ANALYSES EFFECTUEES 12

7 O _

7.4 - INTERPRETATION DES RESULTATS 12

7.4.1 - Résultats des_analY£es_2h2sico-chimi5[ues 12

7.4.2 - Teneurs enJTritium 17

7.5 - ORIGINE DES VENUES D'EAU DANS LA CARRIERE 18

8 - BILAN HYDROLOGIQUE AU DROIT DE LA CARRIERE 20

____—____—__——„___— — — -._—_ _—-._ — — ^ — — 0 1

10 - CONCLUSIONS 21

10.1 - CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE 21

10.2 - LOCALISATION DES VENUES D'EAU, PHENOMENES DE DISSOLU-

TION DANS LA CARRIERE 21

• ••/•••

ßages

10.3 - IDENTIFICATION DES ORIGINES DES VENUES D'EAU 22

10.4 - GRADIENT D'ECOULEMENT EVENTUEL DANS LA CARRIERE EN

CAS D ' ARRET D ' EXHAURE 2 3

10.5 - AUTRE CONSEQUENCE DE L'ARRET DE L'EXHAURE 23

10.6 - PRECAUTIONS A PRENDRE 23

Eages

Annexe_l - Plan de situation de la zone étudiée (extrait de la

carte IGN LURE 1-2 à 1/25 OOOè) 24

Annexe_2 - Coupes géologiques des sondages ayant traversé la

couche de gypse 26

Annexe 3 - Profil géologique schématique au droit de la carrière

souterraine de gypse de la Côte (70) 39

Annexe A - Plan de la carrière souterraine 41

Annexe 5 - Situation des points d'eau analysés (fond IGN à

1/25 OOOè) 43

Annexe_6 - Résultats des analyses physico-chimiques et des déter-

minations des teneurs en Tritium dans la carrière sou-

terraine de gypse de LA COTE (70) 45

Annexe_7 - Diagrammes d'analyses d'eau dans le voisinage de la

carrière S.A.P.E. de LA COTE (70) 48

Annexe 8 - Diagramme des teneurs en Tritium 53

Annexe 9 - Cartes piézométriques de la nappe alluviale du Rahin

(données anciennes) 55

- 4 -

1 - INTRODUCTION

La S.A. des Plâtrières de l'Est (S.A.P.E.) a exploité, jusqu'en mai 1979,

une couche de gypse massif dans le Muschelkalk moyen. L'exploitation sou-

terraine a été arrêtée en raison d'un plongement de la couche utile devenu

excessif.

Plusieurs venues d'eau se sont manifestées au cours de l'exploitation et,

actuellement, elles sont collectées et pompées continuellement.

La S.A.P.E., qui envisage d'abandonner définitivement la carrière, est tenue

de faire procéder à une étude de stabilité nécessaire pour permettre aux dif-

férentes administrations d'intégrer le site au plan d'occupation des sols, en

toute connaissance de cause.

Il convenait d'étudier l'influence d'un arrêt définitif de l'exhaure des ve-

nues d'eau sur la stabilité à terme des terrains de recouvrement.

Les conditions de stabilité, actuelles et futures de la carrière souterraine

dépendent :

- d'une part de la structure et des caractéristiques mécaniques des

terrains, de la géométrie du gisement et de celle de l'exploitation

(taux de défruitement, dimension des piliers...),

- d'autre part des conditions hydrogéologiques, surtout si le pompage

d'exhaure est abandonné (risque de dissolution des piliers).

Il était donc nécessaire d'examiner le problème sous un double aspect :

- l'étude de stabilité proprement dite, confiée par la S.A.P.E. au

CERCHAR,

- l'étude hydrogêologique, confiée par la S.A.P.E. au B.R.G.M., Service

géologique régional Franche-Comté, avec cofinancement du Ministère de

l'Industrie.

2 "

L'objectif essentiel de l'étude est de prévoir les conséquences d'un arrêt

définitif des pompages d'exhaure sur l'environnement hydrogéologique.

3 - m _ K ^

L'étude a pour objet :

- de localiser in situ les venues d'eau dans la carrière selon le con-

texte structural, et de déceler d'éventuelles traces de phénomènes de

dissolution anciens ou récents,

- d'identifier les origines des venues d'eau à l'aide d'analyses chi-

miques .

4 - M O Y E N S M U T I L I S E S

Pour ce faire, on a effectué :

- une étude documentaire à partir des archives de la S.A.P.E. concer-

nant les coupes de sondages, la conduite de l'exploitation, les dé-

bits des venues d'eau,

- une reconnaissance dans les galeries,

- deux campagnes (en hautes et basses eaux du Rahin) de prélèvements

et analyses chimiques d'échantillons d'eau dans la carrière, et en

surface dans la nappe alluviale et les cours d'eau,

- un bilan hydrologique des eaux souterraines au droit de la carrière.

.../... - 6 -

5 - ÇADRE==GE0LgGIQUE:î=MgRPHgL0GigUE==ET==HYDRgGE0L0ÇI2UE (cf. coupes géologiques

en annexe 2)

Plusieurs forages de reconnaissance, (16), ayant traversé la couche de gypse,

et effectués par la S.A.P.E., permettent de reconstituer la structure géolo-

gique du site (cf. profil géologique schématique en annexe 3).

La carrure souterraine s'étend en totalité dans la plaine alluviale du Rahin

(cf. plan en annexe 1), ce qui fait que la surface du terrain naturel est sen-

siblement horizontale (pente de 0,6% vers le Sud-Ouest).

Sous les alluvions, la structure géologique est monoclinale. Les couches, fai-

blement inclinées dans la partie amont du gisement (2 à 5* vers l'Ouest - Sud-

Ouest) plongent assez brutalement à l'extrémité aval atteinte par l'exploita-

tion ( > 10* vers l'Ouest - Sud-Ouest), ce qui a provoqué l'abandon de celle-ci.

La couche de gypse, dont l'épaisseur est de 10 à 12 m, se trouve dans la moi-

tié supérieure du Muschelkalk moyen représenté essentiellement par des marnes

grises et bariolées à gypse, dont l'épaisseur est de l'ordre de 70 m. Au toit

de la couche de gypse, entre celle-ci et les dolomies et calcaires du Muschel-

kalk supérieur qui se rencontrent sous les alluvions plus en aval, l'épaisseur

des aarnes est d'une vingtaine de mètres, tandis qu'au mur, elle est d'une

quarantaine de mitres avant d'atteindre le Muschelkalk inférieur constitué

par une alternance de marnes et de gris.

Au droit de l'exploitation, récemment abandonnée, la coupe géologique est la

suivante, de haut en bas (cf. annexe 3) :

- alluvions sablo-graveleuses constituées par des éléments d'origine

vosgienne, de nature variée (granite, microgranite, trachyte, rhyolite,

gris, arkose, etc...), et épaisses de 8 à 10 m. Présence de la nappe

phréatique à faible profondeur.

. Muschelkalk

- marnes du toit : marnes grises et rouges, plus ou moins chargées en

gypse sous forme d'inclusions, de filonnets ou de minces bancs, à

caractère lenticulaire. Entamées par l'érosion, leur épaisseur croît

de quelques mètres à l'extrémité amont à 15 - 20 m à l'extrémité aval

de l'exploitation.

- gypse massif, compact, épais de 7 à 11 m (banc b).

.../... " 7 -

- marnes du mur, comparables à celles du toit avec, toutefois, quelques

bancs de gypse ou d'anhydrite dont l'épaisseur peut atteindre 2 à 3 m.

Leur épaisseur est de 30 à 40 m.

• Muschelkalk_inférieur

- alternance de marne et de grès sur une épaisseur totale de 20 à 30 m,

les grès étant susceptibles d'être aquifères et en charge sous la val-

lée du Rahin compte-tenu d'une aire d'alimentation située sur le pla-

teau de rive gauche du Rahin.

. Trias_inférieur (Buntsandstein)

- essentiellement gréseux, sur plusieurs dizaines de mètres d'épaisseur,

et susceptible d'être aquifère et en charge sous la vallée du Rahin

compte-tenu d'une aire d'alimentation située sur le plateau de rive

gauche du Rahin.

En bordure sud-ouest et à l'extérieur de l'exploitation (cf. coupes des son-

dages 130, 131 et 132), il convient de noter la présence d'un accident loca-

lisé (flexure ou faille) , avec passage du Muschelkalk moyen sur tout ou par-

tie de son épaisseur à une zone sableuse probablement aquifère et en liaison

avec les marnes et grès du Muschelkalk inférieur sous-jacents et la nappe al-

luviale du Rahin sus-jacente.

Ainsi, la carrière, située sous la vallée du Rahin concerne un banc de gypse

compris entre deux couches de marnes gypseuses, qui s'enfoncent vers l'Ouest/

Sud-Ouest et l'aval.

Cet ensemble est compris entre deux aquifères : la nappe alluviale du Rahin






- 8 -

6 - DESÇRIPTION==DE==L:|:EXPLgiTATION=-=LOÇALISATION==DES==VENyES==:D^:EAy==ET==DES

PHENOMENES==DE==DISSOLUTION (cf. plan en annexe 4)

6.1 - EXPLOITATION

II y a très longtemps, le gisement a été exploité à l'Est - Sud-Est de l'usine,

à partir d'un ancien puits. On connaît très peu de choses sur cette ancienne

exploitation (pas de plan d'extension, pas de sondage...), mais (selon les

indications de la S.A.P.E.), la couche de gypse était exploitée sur toute son

épaisseur. Au droit de cette exploitation, de nombreux désordres sont apparus

et se produisent encore actuellement. Il s'agit d'effondrements des terrains

de recouvrement entre les piliers, se traduisant par l'apparition brutale

d'entonnoirs profonds, remplis d'eau (nappe phréatique), que la S.A.P.E. ne

cesse de remblayer.

Ensuite, (date inconnue, mais antérieure à 1935), l'exploitation a été reprise

de façon rationnelle jusqu'à fin 1979, date de son arrêt.

La méthode utilisée est celle des piliers tournés, la taille se faisant en

direction chassante 1 partir de puits (puits n° I d'abord jusqu'en 1935, puits

n" 2 à partir de 1951). Le taux de défruitement moyen est de 70%. La zone ainsi

exploitée couvre une superficie de 8 hectares environ.

Le réseau de galeries isolant les piliers comporte :

- des galeries principales orientées Sud - Sud-Est, Nord - Nord-Ouest,

- des galeries transversales orientées Est - Nord-Est, Ouest - Sud-Ouest.

La largeur des galeries est de 6 à 6,5 m.

Les piliers ont une section le plus souvent carrée, de 4,5 à 8 m de côté maximun

La couche de gypse n'a été exploitée que sur la moitié inférieure de son épais-

seur de telle sorte que la hauteur des galeries est de 3,5 à 5 m et que le ciel

est constitué par une épaisseur à peu près équivalente de gypse massif. Au-

dessus, l'épaisseur du recouvrement stérile varie de 10 m à l'extrémité Est -

Nord-Est à 30 - 35 m à l'extrémité Ouest - Sud-Ouest de la carrière.

• • • / • • •

.../... - 9 -

6.2 - VENUES D'EAU ET PHENOMENES DE DISSOLUTION

Au cours de l'exploitation, plusieurs venues d'eau se sont manifestées. Elles

sont toutes très localisées, débitent en permanence, et émergent au plancher

de la carrière sauf une qui sort au plafond de la galerie et qui ne débite

qu'après de fortes pluies. Toutes ces venues d'eau sont collectées et pompées

en permanence, le débit total d'exhaure estimé variant de 3 à 19 1/s suivant

1'époque.

Ce pompage d'exhaure permet de maintenir les galeries parfaitement sèches ;

même les points les plus bas (- 8 à - 11 m, par rapport au fond du puits nc 2) ,

situés au front de taille sud-occidental de l'exploitation, ne sont pas noyés,

ce qui montre qu'il n'y a pas de venue d'eau dans la partie profonde de la car-

rière, que ce front est étanche à l'égard des aquifères sus et sous-jacents

et de la zone sableuse aquifère signalée au § 6.1. L'étanchéité de la partie

profonde de la carrière est d'ailleurs confirmée par le fait qu'elle est inon-

dée en cas d'arrêt d'exhaure des venues situées plus haut.

Les venues d'eau au nombre de 5 (C, a C,-) sont situées, sauf Cj , dans la par-

tie haute de la carrière, le long de la limite est et amont de la carrière où

le banc de gypse exploité est au contact localement avec des zones effondrées

(exploitation antérieure, doline) dans laquelle l'eau de la nappe alluviale

du Rahin est susceptible de se déverser (cf. annexe 5) :

- la venue C/ étant située au toit de la carrière correspondant à un

trou du sommet du pied droit à 4,5 m de hauteur, en limite de la zone

effondrée,

- les venues C», C-, et C,- à son plancher :

. C„ dite "Mausolée", équipée d'une pompe de 15 m3/h,

. C., dite "Siphon" (petite cuvette vidangée périodiquement par sipho-

nage),

. C^ correspondant à une diaclase en pied de pied droit.

La venue C, correspond à un trou de 3 m de diamètre environ profond de 1,50 m

sur l'emplacement d'un forage de fond (cf. (1)), se situe au plancher de la

carrière vers le milieu de celle-ci, c'est-à-dire plus profondément que C2»

(1) : ou aux restes du sondage 52 descendant sous le plancher de la carrièresur environ 8 m dans les marnes infragypseuses, le toit du Muschelkalkinférieur (marnes et grès) se situant probablement à 17 m sous ce plan-cher, d'après le sondage 50 voisin.

.../... - îo -

C, et Ce, compte-tenu de la pente de la carrière. Elle est équipée d'une pompe

de 15 m3/h, qui rabat le niveau à environ 0,80 m sous le sol du plancher de la

carrière.

Ces différentes venues sont dirigées par pompage ou par gravité en s'écoulant

pour tout ou partie dans un fossé creusé dans le gypse, vers un puisard de

collecte et d'exhaure, situé près du puits n° 2, équipé de 2 pompes de 45 m3/h.

Des traces de phénomènes de dissolution du gypse n'ont pu être observées que

sur la paroi au droit de la venue d'eau C, qui en est à l'origine. Il s'agit

d'un élargissement très localisé de la fissure aquifère (0,50 m de hauteur x

0,30 m de largeur environ), qui s'est probablement développé, depuis que la

venue d'eau a été dégagée, c'est-à-dire en une cinquantaine d'années.

.../... - 11 -

7 "

7.1 - POINTS ANALYSES, PERIODES DE PRELEVEMENTS, DEBITS DES VENUES D'EAU

Des prélèvements d'eau ont été effectués à des fins d'analyses dans la

carrière souterraine, la nappe alluviale et les cours d'eau en amont et

aval de celle-ci, en période de hautes et basses eaux du Rahin afin de

déterminer les relations éventuelles entre ces différentes eaux et at-

tribuer aux eaux d'exhaure de la carrière une origine :

- souterraine profonde (eaux circulant au sein du gypse par des

fissures),

- souterraine peu profonde (nappe alluviale du Rahin localement di-

rectement en contact avec le gypse du toit de la carrière),

- superficielle (cours d'eau : Rahin, ruisseau des Prés Besançon).

Les points analysés sont (cf. situation en annexe 5) :

- dans la carrière : C. à C~ et C, au plancher de la carrière, en

pente, le plus profond étant C.; et C, au toit de la carrière dans

sa partie haute où le gypse est proche de la base de la nappe allu-

viale du Rahin (cf. situation détaillée en annexes 3 et 4) :

. Cj à débit faible et constant (1,4 1/s)

. C2 à débit variable moyen (1 à 4 1/s)

. Co à débit quasi nul, et constant

. C 4 à débit variable élevé (0 à 13 1/s)

. C, à débit très faible (inférieur à 1 1/s), mais variable.

Le débit total exhauré estimé variant ainsi de 3 à 19 1/s, soit 11 à 68 m3/h,

dont les deux tiers, en hautes eaux, sont obtenus au toit de l'exploitation

(cf. C4) :

- dans la nappe alluviale :

. P, puits pour l'alimentation en eau des installations de surface, re-

coupant la nappe alluviale mais descendant au sein de l'ancienne

zone d'extraction (ancien puits de mine réalisé de bas en haut)

- 12 -

. P„ puits privé situé à l'aval de la carrière, utilisé seulement

en été pour l'arrosage

. P_ forage de reconnaissance de la nappe alluviale à l'amont de la

carrière.

- dans les cours d'eau :

. R. ruisseau de Besançon à l'aval de la carrière : le ruisseau prend

naissance au droit de la carrière, est plus ou moins temporaire,

et reçoit les eaux d'exhaure de la carrière

. R„ Rahin en amont de la carrière

Les prélèvements ont eu lieu en hautes eaux du Rahin le 17.01.84 et en basses

eaux le 24.02.84.

7.2 - ANALYSES EFFECTUEES

- analyses physicochimiques (pH, turbidité, résistivité, dureté totale,

T.A.C., oxydabilité, résidu rec, SiO_, balance ionique)

3

- teneur en Tritium (isotope H de l'hydrogène de l'eau), marqueur de

la saison des précipitations qui s'infiltrent dans le sous-sol pour

constituer l'eau souterraine

7.3 - RESULTATS

Les résultats sont donnés aux tableaux de l'annexe 6.

7.4 - INTERPRETATION DES RESULTATS

7.4.1 - Résultats des analyses oh^sico-chimigues

Ils ont été représentés sur les diagrammes de l'annexe 7.

On observe ainsi 3 familles d'eaux : les eaux de la carrière, de la nappe

alluviale, les eaux superficielles.

- 13 -

Les eaux de la carrière |

Tous les points de la carrière ont le même profil chimique, ainsi que le

puits P. qui, certes, traverse la nappe alluviale mais descend dans l'ancienne

extraction.

Elles sont caractérisées, quelle que soit la date de prélèvement :

- par des teneurs très élevées - et relativement bien plus élevées que

pour les autres familles - en sulfates S0,^~, de l'ordre de 1 g/1,

et calcium Ca , voisines de 600 mg/1 ; ce qui montre que les eaux

sont proches de la saturation en Sulfate de Calcium avant d'avoir cir-

culé dans la carrière,

- et on ne note ensuite qu'une légère augmentation après circulation

jusqu'au puisard de collecte (cf. analyses CERCHAR (1)), peut-être

due à la variation de détermination analytique d'un laboratoire à

l'autre,

- par des teneurs relativement plus élevées que les autres familles en

bicarbonates HCO,~, de l'ordre de 150 mg/1,

- par des teneurs en chlorures Cl" (voisines ou excédant 10 mg/1), et

sodium Na et potassium K (voisines ou supérieures à 10 mg/1), peu

élevées, mais comparables à la famille des eaux de la nappe alluviale

et supérieures à celle des eaux superficielles,

- par des teneurs élevées en Magnésium Mg (voisines ou excédant 10 mg/l)i

relativement plus que pour les autres familles.

Les teneurs en nitrates sont faibles, inférieures à 6 mg/1 (voire à 1 mg/1 pour

Cj), sauf pour C^ (voisin de 10 mg/1). Elles sont inférieures à 1 mg/1 pour C¡ et C3

Globalement, le profil de cette famille se traduit par :

- une résistivité faible de l'ordre de 500 ohms/cm, et un résidu sec très

important, traduisant une très forte minéralisation due surtout à la

mise en solution de sulfates de calcium et de magnésium, et de chlo-

rures de magnésium, de sodium et de potassium,

(1) : rapport CERCHAR :"Carrière souterraine de LA COTE (70). Etude de lastabilité à terme de l'exploitation."

.../... — 1 4 —

- un déséquilibre notable de la balance ionique indiquant la présence

d'anions non analysés,

- un pH légèrement supérieur à 7.

Entre les périodes de hautes et moyennes à basses eaux du Rahin, on note une

quasi constance des teneurs avec, semble-t-il, un très léger effet de dilu-

tion en période de hautes eaux :

- pour les sulfates, le calcium (sauf pour C, et P.),

- pour le magnésium (sauf pour C, et P.).

Le point C,, haut dans la carrière, à débit variable, élevé en hautes eaux

du Rahin, présente à chaque analyse des teneurs légèrement moins élevées en2- 2+ -

SO, et Ca , et légèrement plus élevées en NOo , ce qui s'explique par unerelation plus directe avec la surface du sol (nappe alluviale, ou Rahin).

.../... - 15 -

I Les eaux superficielles |

Les points R, (ruisseau des Prés Besançon) et R„ (Rahin), présentent un pro-

fil relativement voisin en hautes eaux du Rahin, et très différent des eaux

de la carrière, avec :

- une résistivité très élevée :

. de l'ordre de 5 000 (Rj) à 9 000 ohms-m (R2),

. liée à une faible minéralisation,

- avec des teneurs basses en magnésium (moins de 2 mg/1), calcium (moins

de 10 mg/1), sulfates (moins de 20 mg/1) et bicarbonates (inférieures

à 20 mg/1),

- un bon équilibre de la balance ionique,

- un pH acide (6,5).

L'effet de la dilution en hautes eaux est net pour chaque point analysé, et

surtout pour Rj , en ce qui concerne la résistivité, les teneurs en sulfates,

le calcium, les bicarbonates et le magnésium. Cette différence s'explique pour

Rj parce que en basses eaux, son profil est influencé par le drainage de l'an-

cienne zone d'extraction (ou les rejets des eaux exhaurées de la carrière ?).

Les teneurs en chlorures sont, pour les deux campagnes d'analyses, un peu plus

faibles (3,5 à 6 mg/1) que celles des eaux de la carrière (voisines de 10 mg/1).

De même, les teneurs en nitrates sont voisines de celles de la carrière (compri-I

ses entre 0 et 5 mg/1)

En basses eaux les profils sont plus différents avec :

- une résistance élevée

. de l'ordre de 3 000 (Rj) à près de 8 000 ohms/m (R2)

. liée à une minéralisation :

- faible pour le Rahin, avec des teneurs en sulfates, calcium et bicarbonates

voisines de 20 mg/1

- moyennes pour le ruisseau, avec des teneurs assez élevées en sulfates (135 mg/1

et calcium (65 mg/1)

- avec des teneurs comparables et très faibles en magnésium (0,5 mg/1)

- un pH neutre

.../... - 16 -

Les eaux de la nappe alluviale |

- le point P3 qui paraît bien représentatif de la nappe alluviale du Rahin

(forage traversant toute l'épaisseur de la nappe, analyse effectuée sur de

l'eau prélevée par pompage) présente en basses eaux de cette rivière :

. un profil voisin de celle-ci, avec notamment des teneurs en cal-

cium et sulfates proches de 20 mg/1, la même teneur en magnésium,

des teneurs voisines en chlorures et nitrates, une teneur un peu

plus élevée en bicarbonates (près de 30 mg/1),

. s'en distinguant par des teneurs en potassium et sodium comparables

à celles des eaux de la carrière, et par un déséquilibre de la ba-

lance ionique indiquant la présence d'anions non analysés.

- le point P„ étant peu représentatif de la nappe (puits peu profond, prélè-

vement d'eau sans pompage).

- 17 -

7.4.2 - Teneurs_en_Tritium

En période de hautes eaux du Rahin, on note sur cette rivière des teneurs

élevées en tritium (voisines de 100 TU), qui sont dues à la prépondérance des

précipitations synchrones ou quasi synchrones dans la constitution du débit

de la rivière.

Ces teneurs sont plus faibles pour les autres eaux analysées par suite de

mélange avec des eaux résultant de précipitations anciennes infiltrées dans

le sous-sol, ainsi :

- pour les eaux de la carrière C, , C. et C»

- plus encore pour R. , ruisseau des Prés Besançon qui reçoit des

eaux de ruissellement mais draine aussi la nappe alluviale présen-

tant probablement des eaux de teneurs encore plus faibles.

En période de moyennes à basses eaux du Rahin, on note sur cette rivière des

teneurs plus basses, voisines de 80 T.U. , dues à une réduction de la part des

précipitations (eaux récentes entrant dans la constitution du débit de la rivi-

ère) par rapport aux eaux anciennes fournies par drainance de la nappe alluviale

(environ 60 T.U. au point P»).

Ces teneurs sont plus faibles pour les autres eaux :

- pour les eaux de la carrière C, et C„

- un peu plus pour R. , pour les mêmes raisons qu'en période de hautes

eaux du Rahin,

à l'exception de la venue C\.

Le diagramme de l'annexe 8 montre :

- des teneurs en Tritium,exprimées en unités T.U., proches en hautes

ou en basses eaux pour :

. Rj (75- 2 ou 73- 2) et C ¿ (78- 2 ou 74- 2)

. R2 (97- 2 ou 82- 2) et C^ (89- 2 ou 80- 2)

.../... - 18 -

- avec pour ces quatre points, une pente comparable de la décroissance

des teneurs entre les périodes de hautes et basses eaux du Rahin.

Cela confirme pour les points d'eau de la carrière représentant la majeure

partie du débit exhauré, une relation relativement rapide (moins d'un an)

avec les eaux de la surface.

On note pour la venue C. une anomalie (teneur croissant de 82 - 2 à 100 - 2)

explicable par une circulation souterraine plus lente ou un trajet plus long.

7.5 - ORIGINE DES VENUES D'EAU DANS LA CARRIERE

Toutes les venues d'eau sont caractérisées par des teneurs très élevées en

sulfates de calcium proches de la saturation, ce qui n'est pas le cas des

eaux superficielles ni de la nappe alluviale en amont de la carrière, qui

sont agressives et faiblement minéralisées. En outre, elles présentent en

hiver des températures proches de 10° C, probablement assez constantes comme

l'air ambiant de la carrière, alors que les eaux superficielles sont alors

proches de 6° C.

Les eaux de la carrière qui constituent un assez faible débit d'exhaure sont,

compte-tenu de teneurs en Tritium proches de celles des cours d'eau, en rela-

tion relativement rapide (moins de 1 an) avec ceux-ci, malgré un profil chi-

mique différent. Cette dissemblance serait donc due à une mise en solution,

proche de la saturation, par les eaux infiltrées sous les zones effondrées (an-

cienne extraction, doline), ou/et dans les fissures localisées et relativement

fines du banc de gypse des ions calcium et sulfates surtout, bicarbonates, et

à un moindre degré magnésium, chlorures, sodium et potassium.

Le trajet des eaux de surface vers la carrière pourrait être alors comme suit

- nappe alluviale, en relation avec le Rahin et le ruisseau des Prés

Besançon à préciser par une piêzomêtrie locale (piézomètres à créer)s

- en contact, au droit des zones effondrées (exploitation antérieure,

doline), avec le banc de gypse exploité sur toute son épaisseur,

- l'eau parvenant alors en tête de la carrière par les fissures de la

masse du gypse :

.../... - 19 -

. à son toit et à son plancher par circulations préférentielles res-

pectivement C. et C2, avec débit variant selon la charge hydrosta-

tique, en relation directe avec les zones effondrées (ancienne ex-

ploitation pour C, , et doline avec pertes du ruisseau des Prés

Besançon pour C2),

. à son plancher : fissurations plus fines, à l'origine des venues

Co et Ce, sous charge hydrostatique quasi-constante et débit faible

en permanence.

Une ambiguïté existe pour la venue C. :

- elle pourrait provenir des eaux de surface infiltrées puis circulant

dans de fines fissures au plancher de la carrière depuis le front

amont et C-,

- mais elle présente une anomalie des teneurs en Tritium explicable par

une circulation lente, et pourrait être issue de fissures au sein des

marnes à gypse, et en relation avec l'aquifère sous-jacent du Muschel-

kalk inférieur - en charge sous celles-ci, compte-tenu d'une aire d'a-

limentation sur le plateau de rive gauche du Rahin - ce qui pourrait

expliquer le débit faible et constant et la température un peu plus

élevée (12° C).

Il pourrait en être de même pour la venue C_.

.../... - 20 -

8 -

Le débit total exhauré varierait selon les saisons de 3 à 19 1/s. Il résulte-

rait pour une part prépondérante ou en totalité d'une perte de la nappe allu-

viale de rive gauche du Rahin, dont le débit Q (m3/s) peut être estimé, selon

la formule de Darcy, à :

Q = TiL

T étant la transmissivité (en m2/s), produit de l'épaisseur mouillée en m par

la perméabilité en m/s, connue en amont dans le secteur de CHAMPAGNEY,

i le gradient hydraulique (sans dimension) , lu sur les cartes piézométriques

(cf. annexes 9a (nappe basse) et 9b (nappe haute)),

L étant la plus grande dimension de la carrière orientée orthogonalement au

sens d'écoulement de la nappe,

avec :

T

L

* 10 m x

« 600 m

* 4.1O"3

5. lo'4 m/s - 5. lo"3 ra2/s

On obtient un débit de l'ordre de 10 1/s, à préciser par test de pompage et

piézomêtrie - pour définir en outre la relation rivière-nappe - sur forage

d'essai et piézomètres à réaliser localement.

On vérifie ainsi que le débit d'étiage dans la carrière est du même ordre de

grandeur que celui de la nappe alluviale.

Les eaux exhaurées, rejetées dans le ruisseau des Prés Besançon (à l'aval de

la carrière ?) retournent ensuite au Rahin et à la nappe alluviale.

Les quantités de sulfate de calcium dans les venues d'eau de la carrière re-

présentent une dissolution du gypse sur la base de 1,8 g/1 de gypse dans un

débit moyen de l'ordre de 10 1/s, d'environ 570 t/an, soit sur les cinquante

dernières années, environ 28 000 tonnes, ces tonnages correspondant à des vo-

lumes de gypse hors carrière (en banc ou en zone effondrée) d'environ 250 m3/an

et 12 000 m3.

• ••/••• - 21 -

9 - INCIDENCE PREVISIBLE DE L'ARRET DE L'EXHAURE DE LA CARRIERE>SSZaSSB>=SSSXE2SSS====SSS=====S=========:=SS3S==SSSSSSSSS====SllBB

En cas d'arrêt d'exhaure, la carrière dont le volume V peut être estimé à

225 OOO m3 (56 000 m2 de surface de vides x 4 m de hauteur moyenne exploitée)

serait remplie en un temps :

V m3t années - , Q étant le débit actuellement exhauré

Q m3/s x 3.14 x 107

soit, pour un débit moyen de l'ordre de 10 1/s, environ 8,5 mois.

Une fois la carrière pleine :

- il ne devrait alors plus exister de gradient d'écoulement à l'intérieur

de celle-ci, ou tout au moins, très affaibli si la venue Cj était ef-

fectivement ascendante,

- la dépression piézométrique possible de la nappe alluviale, se perdant

au droit de la carrière, serait annulée, pouvant poser des problèmes

de venues d'eau dans les sous-sols des installations de surface.

10 - CONCLUSIONS

10.1 - CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE

La carrière, située sous la vallée du Rahin, concerne un banc de gypse compris

entre deux couches de marnes gypseuses, qui s'enfoncent vers l'Ouest/Sud-Ouest

et l'aval.

Cet ensemble est compris entre deux aquiferes : la nappe alluviale du Rahin






10.2 - LOCALISATION DES VENUES D'EAU, PHENOMENES DE DISSOLUTION DANS

LA CARRIERE

La partie profonde de la carrière ne présente pas de venue d'eau mais est vite

inondée en cas d'arrêt d'exhaure des venues d'eau situées plus haut ; ce qui

indiquerait son étanchéité à l'égard des aquifères ci-dessus.

...I... - 22 -

Les venues d'eau au nombre de 5 (C. à C^) d'un débit variant de 3 à 19 1/s

selon la saison, sont en effet localisées sur le front amont de la carrière

au toit ou au plancher, sauf l'une, C. , située à mi-pente, d'un débit cons-

tant de 1 1/s.

Le seul phénomène de dissolution visible dans la carrière est une légère en-

taille de la paroi par la venue C^.

10.3 - IDENTIFICATION DES ORIGINES DES VENUES D'EAU

Tout» ces venues d'eau sont caractérisées par des teneurs élevées en sulfate

de calcium, proches de la saturation, ce qui n'est pas le cas des eaux super-

ficielles ni de la nappe alluviale en amont de la carrière, qui sont agres-

sives et faiblement minéralisées. En outre, elles présentent en hiver des tem-

pératures proches de 10* C, probablement assez constantes comme l'air ambiant

de la carrière, alors que les eaux superficielles sont alors proches de 6° C.

Compte-tenu des teneurs en Tritium proches de celles du Rahin et du ruisseau

des Prés Besançon, les venues C2, C, et C, sont en relation rapide (moins d'un

an) avec ceux-ci, malgré un profil chimique différent. La communication s'ef-

fectuerait probablement par l'intermédiaire de la nappe alluviale au droit de

zones effondrées (extraction ancienne, doline) ; et l'on note d'ailleurs que

le débit moyen des venues d'eau, 10 1/s, est du même ordre de grandeur que le

débit estimé pour la nappe alluviale à l'amont immédiat de la carrière, ce qui

resterait à préciser par pompages d'essai et piézomètrie - pour établir en outre

la relation rivière-nappe - sur forage d'essai et piêzomètres à réaliser localement.

Les eaux de surface agressives et peu minéralisées se chargeraient alors en

sulfate de calcium par dissolution du gypse sous les zones effondrées puis à

travers les fines fissures du banc de gypse jusqu'à une teneur proche de la

saturation avant de parvenir dans la carrière.

Cette dissolution du gypse en bordure amont de la carrière représenterait,

sur la base d'environ 1,8 g/1 dans un débit moyen de 10 1/s, environ 570 t/an,

soit sur les cinquante dernières années, environ 28 000 tonnes, ces tonnages

correspondant à des volumes de gypse en banc ou en zone effondrée d'environ

250 m3/an et 12 000 m3.

Une ambiguïté existe pour la venue C. quant à son origine :

- elle pourrait provenir des eaux de surface infiltrées puis circulant

dans de fines fissures au plancher de la carrière depuis le front

amont et C-,

- mais elle présente une anomalie des teneurs en Tritium explicable par

une circulation lente, et pourrait être issue de fissures au sein des

marnes à gypse, et en relation avec l'aquifère sous-jacent du Muschel-

kalk inférieur - en charge sous celles-ci, compte-tenu d'une aire d'ali-

mentation sur le plateau de rive gauche du Rahin - ce qui pourrait

expliquer le débit faible et constant et la température un peu éle-

vée (12° C).

Il pourrait en être de même pour la venue C-j.

10.4 - GRADIENT D'ECOULEMENT EVENTUEL DANS LA CARRIERE EN CAS D'ARRET

D'EXHAUREt

En cas d'arrêt définitif de l'exhaure, la carrière serait remplie en un temps

de l'ordre d'une année, à préciser par mesure précise du débit annuel exhaurê ;

il ne devrait alors plus exister de gradient d'écoulement à l'intérieur de la

carrière, ou tout au moins un gradient très affaibli pour la venue Cj si elle

était effectivement ascendante.

Des pertes ne pourraient guère se manifester dans la partie profonde de la

carrière, qui semble etanche, et dont le mur parait soumis à la pression de

l'aquifère en charge du Muschelkalk inférieur, compte-tenu d'une aire d'ali-

mentation située à une cote nettement supérieure à celle du Rahin.

10.5 - AUTRE CONSEQUENCE DE L'ARRET DE L'EXHAURE

La dépression piézométrique possible de la nappe alluviale du Rahin se perdant

en direction de la carrière serait annulée, pouvant poser des problèmes de ve-

nues d'eau dans les sous-sols des installations de surface.

10.6 - PRECAUTIONS A PRENDRE

Afin de contrôler la remontée du niveau d'eau dans la carrière, il est néces-

saire d'utiliser le puits d'accès n° 2 pour contrôler la vitesse de remontée

à l'aide d'un limnigraphe, et le cas échéant, la qualité de l'eau (saturation

en sulfate de calcium). Au préalable, il serait souhaitable de mesurer avec

précision le débit annuel exhauré, confirmer par traceurs naturels (analyses

d'isotopes Tritium, Oxygène 18) l'origine des venues C. et C„, et établir la

relation rivière-nappe alluviale par une piézométrie locale.

- 24 -

A N N E X E 1

PLAN DE SITUATION DE LA ZONE ÉTUDIÉE

(EXTRAIT DE LA CARTE IGN LURE 1-2 A 1/25 000È)

- 25 -Annexe 1

Doline

Limite d'emprise de la carrière souterraine

A $' Trace de la coupe géologique schématique (cf. annexe 2)

3ggg Zone d'extraction très ancienne, effondrée

50

Sondage de reconnaissance

(extrait de la carte IGN LURE 1-2 à 1/25 OOOè)

- 26 -

A N N E X E 2

COUPES GÉOLOGIQUES DES SONDAGES

AYANT TRAVERSÉ LA COUCHE DE GYPSE

n

49505152

83 F

84 F

85 F

86 F

115

116

117

130131132

153154

indice Cpde_Minier

443.1.42

443.2.28

443.1.43

443.1.44

443.1.45

443.1.46

443.1.45

443.1.4

443.1.47

réalisation

1959

1975

1962

1964

Sondages 49 ev 50. - - 5.A.PE. La Cote.

/lu-dessus d u sol. Vertical. H a n g a r de r o s e a u x .2 2 - 2 3 - 7 - 5 9 et 2 7 - 3 0 - 7 - 5 9 Feuille ISlo.45Couches géologiques: Schistes quaternaires— Qupse du TDuschelI<alk moyen ~~

Ïï2u5cbetkalk inférieur.

Date TTJetrage Profil Exploitât iordes carottes

• m I Ç-'i

Caractère des pierresj

n

•Sondage 4922-23.

7•y-

•59

59

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0

0

10

20

30

1 50

2 2 . 6 -

Soridage 5 O

27-7-59

28 7-59

29.

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mm

0

32mm

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30

40

50

60

70

60

90

100

"ÎC.k13.0ZÍ.O18.81O.?23.3

/Uluvior>ô /luvioglaciaies<xvcc ¿Le*pierres voigicnnesCcxilieux io^ quysr. et <Hç. rna.me.Cqp>e , grii •; compact«- 3 3 ' r ¿t • cristallin

Sondage termine à coaisc de la rup-ture d'une tige -Perde du tube ca-roftier et dt la couronnfi.

9.011.0

75.692.5 o.e 6.9

»2 11» (,

+ •7

8 o

23.466.7

89.412.5SO.«40.o33.316.766.751.4

380

76.2

/ U 1 U V Í O T ? 5 /luvioglaciales

(GxillouL> . ¿aale , O.r3-ile*^

roi-ilc avec £Tra.»»in(»tiarnc)

gris , Crislottlin

^in ( w a r n u j gri« etjtttle» pilcas avec Jne oriicCLvec veine*

"iarntA2.5«

m nplu.* de crot»*ln

caVcctirc a-vee

•.j C T l -

* S\OZ 7.9CaC0,11.S

in -jérieur

17.02 O . 023 .O25.8

3VS

A2.5

» 7 . 6•k7. eUS.3

91.589.891.082594.5

5 S . O

96.89 5 . 5

. 28O.O

3.9

0.7

1.50.71.1

0.6

0.31.61.3O.3

7.810.2

7.516.8

2-92.9

96 1

Drisse le 29.7.59 ¿t 7859 par H-Frei.Rapports du laboratoire de Bex : 4 • 8- 59 et 13-8-59. M.Pièce.

- 28 - S.A.P.E. La CoteSondages 51 et 52

Au-dessus du sol. Vertical.3-5 .8 .59 . et 7-11.8.59 feuille No.46Couches géologiques: Schistes quaternaires." Qypse du rTCusd^elkalk

[Hen

Dette IDetrage Projii Ä S Caractère des pierres

Sondage_513. 6. 59|42

I 4 B.^o

fllluviODî>Schi»te» mince» de liman et ¿'argile

[9riseC r a s s in « « c Cyt<jtjit)t*ux et breociciu«Eaux monfantesCca. 2 atm)

roule et cas*«nÊ

23 m : OS m sable finÇjLÇp&e., gri> .cristallin

r«u ai warnetrCt55Ír> avec qijp&e fibreux et

*>"cieuxSti ie« . *>"" er rougtacr«Äcompactes,j rite* c

27.0lí.o3O.O

93.593.0§•( 59 3.5

0.50.21.119

6.06.87 fc

2-e

Sondage 52. * La Voit de Roye >

y. a 59

8 S. 59

11. * . 59

C ZÍ

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40

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0.2O0.80

0 50

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1.001.000.201.00

12 0

12.5

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4.522.9

11.1

53.1*

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33.3

/Utuvions»CBa-Mcs terrasses)5a.bl.es, Tr»OLrrJes,cctillou.x

G y p s e roule «l Vncxrne a.ytc

mincesfur, gri» ,

Cra&sin rouqeâfre et gris , yitu. de qCrcun'vn, gri% compacte a ac>ii&tcs

18.o21.5

2 6 . 0ca. 2 9 . .

32^035.0378

87.1

85.596692.087.138.2

0.9

0.81.31-422

15.2(2.0

13.7196.6

10.761.8

Profite dresses le 7-8-59 et 13.8.59 par tt.TreiRapports d u laboratoire de Bex le 13-8 59 et 17:8-59. A.Pièce.

SAPE La CÔte— 29 —

t

— 7U ^

Sondage 83F / 197o -aux R a n g a m s - vertical Xl'il 'in / John

m profil

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description materiel perforé

terre végétale

gravier et sable

gravier et sable

gravier et argile

gravier sableux et aigile

marnes rouges et grises avec peu degypse intercalé

marnes rouges et grises sans gypse

(par endroit en forme de brècche)

calcaire dolomitique, poreuxschiste gris, durcalcaire gris, dur, poreux

grès gris-clair

grès dur avec intercalations demarnes grises-vertâtres

caroto

\

tagejiI i o o

-8-197o

SAPE La CÔte - 30 -

Sondage 84F / 197o -aux Rangains- vertical X'-"H no / John

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perforé

terre végétale et gravier sableux

marnes rouges et grises

marnes grises avec gypse en lentilles

gypse avec intercalations de marnes

gypse assez compact avec lentillesde marnes grises

marnes grises avec lentilles de gypsemarnes rougesmarnes rouges-grises avec gypsemarnes grises-rougeâtresmarnes grises avec lentilles de gypsemarnes grises dolomitiques

zone très irrégulière, marnes grisesavec lentilles de gypse et interca-lations de marnes rouges sans gypse

marnes grises et rouges sans gypse

gypse compact

gypse compact avec intercalations deschistes gris dolomitiques

schistes gris avec intercalations dedolomie

carottage\\

J.OC

\ \

11-8-1970 /

SAPE La COteSondage 85F / 197o

- 31 -

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m profil

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description matériel perforé

terre

gravier avec sable et argile

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marnes vertes-grises avec intercalationsde gypse en lentilles

marnes rouges et vertes sans gypsemarnes grises-vertes»peu gypsemarnes grises avec gypse

marnes grises-vertes , peu gypse

marnes rouges, sans gypse

marnes grises-vertes, peu gypse

gypse compact avec lentilles de marnes

gypse compact, pur

marnes grises-vertes avec lentillesde gypse

marnes grises dolomitiques

zone érodée

sable, argile avec galets de cristallin

marnes dolomitiques

T?^"¿ îl marnes avec lentilles de gypse

gypse, assez compact, avec intercalations de marnes

echtstes gris avec intercalations dedolomie

11-H-J97Q /-<V.l\.

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- 32 -

Sondage 86 F - 1970

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- 33 -

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I.U-19»

SAPE UÍ cate

Sondag« 116 K / 1975

- 34 -

Moutonier - vertical Xi'ti yo / r.-? fanner

profil

lo-

4o -

60-

66.0

-a - ..-_>- - D - -

1 0/

— x - > -

X — x. - X

X >

— X - >• —

-t -1-

- + - -

4 -t-

description matériel perforé

terre végétale

niveau nappe phréatique

gravier avec sable et arg.ilp

dolomie du Muschelkalk sup.

marnes grises avec doDomie en lentilles

dolomie caverneuse / Ztl leridolorej t

marnes grises avec intercalations dçdolomie

marnes grises avec quelque» intercalation:de gypse blanc

gypse gris-clair, compact, pur, tret)bonne qualité

anhydrite grïa-tonci

anhydrite avec marnes grises

marnes grises avec gypse blanc,era ssin typique


gyp3e avec peu de r a m e s ¿r

marnes rcugpa-vertea avec peu de gypse

fi c a rot tageo«-. Joo

bi1

\

v \\

7-11-1 )75

SAPE la COte - 35 -

Sondage 117 F - klouîomer - vertical T.FA )-. , ' .Tuhri-Pianner

m profil

lo

4o _

6o —

7o_

7o.-i

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- X ' - X

- x - >c —

X X

X X

description matériel -perforéterre végétale

niveau nappe phréatique

gravier avec aable et argile

marnes ¿vises avec mtfrcalatinn6 dedolomie

gris-clair, pur, compact,

très bonne qualité

gypse avec marnes griftes, crassin typ.

craasin, mames avecgypse

marnes grises avec gypee rcugeátre

marnes grises avec peu gypse blanc

marnes rouges, sans gypse

marnes grises avec pou gypse blanc

marnes grises avec gypse sur fentesgypse rougeàtre, pur, compactrcurnes grises, sana ¿ypsemarnée grises, peu £.yp3emarnes avec gypse rongea tr*>mamen griyea avec ffypse blanc


mélange gypse-anhydrite

gypae ¿jria-clair, pur, compact, bonnequalité

marnes grises avec gypse, erassin

alternance de marnesver tes, rougeset crises, avec ou Sans gypse, parendroit reugeâtre, de o 5o.2 a a, 65.4

marnes rouges-vertes avec gypse blanc

marnes grises-ver tea avec gypse blanc

¿ypse pur, compact, bonne qualité

marnes grises, dures et compactes

grès gris, dur, compact

•sÍ

L

N

^ •

N\

\

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V \

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\

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V \

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\

V\ \N

, \

, \

- \

N \

\

Sondage 130 C. - 36 - S.A.PE. La Côte.< Les Deux Près >. Q a - dessus da sol. Vertical.Commune de La Coïe .

10 septembre - 16 odoJbre 1962.

Date

13- 9-62

ÍS- *)-6Z19- 9-62

21- 9-62

22- 9-6Z

24- 9-62

ir.**2 7 - 9-fei28- 9-6¿29-9-62

1 - 1 0 - 6 2

2-10-62

8-1O-6Z

M -»0-6212-tO-62

14-10-6Z

166

56

ir•m

0

u

2(

SO

fco

70

KO

90

100

tétragel "ProjilTT7 . 1

*2 3oB- - - m

1 0 5 . 5 0 ^ 1 ^

Exploitationde ¿citotte»

0.60 to

0.-ÍO

11

.o

Caraclère des pierres

HaffiWt Sablas • , .Çalets vo63icru A U L L V 1 0 D 5 J lUViO_giCt -Çctlels du. muschelUali* CÍQ.16SQalet* vciqierv» pai>antj a marne fc l»t"ona«>c*

Vr3avr>e* l imoniu*»»

¿obles très/ir»í

¿o- -fc a de gypse, avec m « n e j cr<i»3in)

Sable» pu.r*

Sabler p«A**

6cibles avec gale-ta isoles,

^res griw ttvec »nica tmujcov! te)

gre» gris

Sondage 131 C S.A.RE. La Côte« Les D e U X Près y> CLcjL-de&su6 du.sol. Vertical.20 octobre - Ç^ovembre 1962.

Ca^ttCct-ractère dea

O.5brun Alluvions

de

rrja.tr>«»

l í m o v i ^ , r s » » e«» i(r abirrt"rrclllvmit

(Basses Terrasses)

1•m

&

Qra^&ln. TTlarneb a v « $iypit

XXiaxntA, gypseiLfißs sombre*

ScLn& ccitotle^

Orccssm ei g^s gris

Sondage 132 C- 37 -

S.A.P.E. La Côte< Près Besançon >. Q a - dessus du. sol. Vertical.Cor»?mane de La Co-ce

10 novembre- 30novembre 1962

Date Métrage ProfUi

Caractère des pierres

|6611-U-6ZW

13 -11 -62

16-11-6«

19-11-62

2 0 - « - 6 2

21-11-62

22-11 - 62

26-11-62

27- 11- 62

10

20

30

40

50

60

70

¿Ö

7.5

78- o©

KU.IT.JHuctlet«^Sable

reliou.a,t.s d e

-Sables

Sablea

de

Gra*«in et qrès ri

Q.llu.vion€>Jldvioqlacicxlefe(Basiß5 Terrasse*)

et

- 38 -

Sondage 153 c La Côtea u bord de La rivière du Rabio, eov. 410 m . N-0 du Pail I,c ,_ Vertical. XC-60-K.Buptec5 - 17 novembre 1964. machiniste Z.rj

fcxploiroli»dcaiolte»

M i s"

Pierres, (¡¡«ments

alluvions /luvio- glacialesOalets vacien* • ffupse blanc

marna« gyp»ou,»»

compact*, criât, gril brunlb,ifc ct'.itfcn., avec d

Jin du sondage provoquéepar d'inondation. 40 cm.

le I7nov.i965

ComparaisonsProjondeur de la Limite-de couchas gypse/ercusin 316n> •

« d u PuitlT (cliatönca 410 mètre») 30j0m.

Pro/il du sondage no. 152 C ne correspond pas à ce profil.

Sondage 15 A- c.<Les Grandes Planches >

La Côte. SAPE.Vertical. XC-60-H.Dupl&x.

18- 26 novembre 1964.

Date

1» 11 64

20 11 M21 11 64

24 11 «

25 11 6*26 11 64

îmm

1TÎm0-

v>

20

i»

40

JO

(0

étragem

10.3

16.520.20

35.8

47.441 2

Profil

^ ~ * « ii.

» -»y —N

exploitai ionde carottis- m -

1.2

1.509

10.»

9.«04

-•/.-

11 4

2S0257

65.4

84 . *100

TTTachïmste O-Pjanner.

Fierres. QUements.

b 4 O T Q 11 • •j j < b runu jaunArr«%

Ûlluvions /luvio-glaciales

iî 7 Ciau'in < gyp*« ibfeux »3- n u »

ZS7. PIUl dl J^taicsrtwu«, gnt tUir27.« QijpM Muni &ual. <3« ^ t u i U a «

9üpie btnae ubXíU t narneS£o c«psc aaijAloir ^ ifibrn«,*J6.« " * à"» «••»'»""•»il CroLSiio typiqu« *9j-i»r«utA7.4 « ru/f griftátr«

ITÎétTm

25727.02802872 9.33a<.31.032.032 733.73 SO36.0

a™fiyps.

87.t92081.291.7917921»A3»17

91474,896395.1

îlyseQnV)

0.51.2

02

12.68.0

18.8836.37.»6.783

3.143

Observations et comparaisons: ^LLn profil au-ssi clair qu' ideal ¿Le la région de l'exploitation actuelle.notre profil normal est caractériae par 2 couches de marnes gypseuöCS- L'une se

trouve au dessus et l'autre au. dessous du gisement de gypse. L'opaisseut de lacoud)« de gypse 3e situe entr« 10 et 12 m environ.

Le pro/il no. 154 C est complètement analogue à celui du sondage 153 C. La qualité'de la pierre dif/èie graduellement.

Computé au sondage rxx 152 C , situe' a u sud-ouest (direction Lure), la dij/irerjcedes profiles ett évidente. Jl semble qu'un dé rangement tectonique, situe'entre lessondages 153/154 C et 152 C. découpe le terrain de l'exploitation de gypse en di-Tection de Lure . Les prochains sondages en surface démontreront la justesse deces constatations.

- 39 -

A N N E X E 3

PROFIL GÉOLOGIQUE SCHÉMATIQUE

AU DROIT DE LA CARRIÈRE SOUTERRAINE DE GYPSE DE LA CÔTE (70)

marnes g

MUSCHELKfíLK

HC/Eii ¡ (couche b)

9iPse

mernes et

AW-SW

AE - N E

(abm* Stir*€.'+. mOi p a ¡ 0*ffi>fiJrt*Mtif~3)

o -*1 ' ? ' . T j" • * ''tí ."" -'• ' • .*

j

souterraine de g^£se de LA COTE (70)

parallèlement |_la_vallée du RahinA avec représentation de l'écoulement souterrain

Echelles approximatives : L - 1/3 000e - H - 1/1 OOOè

-^h—• directions d'écoulement souterrain 1 type CA / . . .^ \ principales

2 type C2 )3 type Ce ) j ." J l secondaires3ou4 type C. et C- f

oI

l>

ISin»

- 41 -

A N N E X E

PLAN DE LA CARRIÈRE SOUTERRAINE

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.... /

V

tgl ,11111115 / / / / ' ' /

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^Strbej

*> . • ' / ,

légende

' - 42 - Annexe A

• C. venue d'eau

I puisard de collecte et d'exhaureselon schéma :

- 43 -

A N N E X E 5

SITUATION DES POINTS D'EAU ANALYSES

(FOND IGN À 1/25 000È)

- 44 -

SITUATION__DES__POINTS D^EAU__ANALYSES

(fond IGN à 1/25 OOOè)

Ci • dans la carrière (Cl à C5)

p-i O dans la nappe alluviale (PI à P3)

Ril | sur les cours d'eau (RI à R2)

| [ limite dfemprise de la carrière souterraine S.A.P.E.

E$jj zone d'extraction très ancienne effondrée

® doline

Annexe 5

^ ..'. 32Î- * " _- " " T>

- 45 -

A N N E X E 6

RÉSULTATS DES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES O)

ET DES DÉTERMINATIONS DES TENEURS EN TRITIUM (2)

DANS LA CARRIÈRE SOUTERRAINE DE GYPSE DE LA CÔTE (70)

(1) : Analyses effectuées par le Laboratoire des Eaux du Centre HospitalierRégional de BESANCON - 2, place Saint-Jacques - 25 030 BESANCON CEDEX.

(2) : Déterminations effectuées par le Centre de Recherches Hydrodynamiques del'Université Pierre et Marie Curie - 47, avenue de Corzent -74 203 THONON-LES-BAINS.

- 46 - Annexe 6 - Feuillet n° 1

U SUIT ATS MS AMAITSES D'IAUu u i m souTtmim tt CTMI a» LA cort HS1

Débit 1/» (t-S-N**)

•ivaau/tel (profoadaur aa a)

Toap-sratura * C

iUtc da prélèvaaaac

baca da raaiiaa daa remit*ta

HAHtJ. rWTSIQUt

avant paaa*aa aarbca

' aprèa p*aa««* a u bra

. turbidiU (HTU)

TUEURS U TtlTlUH

(uaicaa T .U . )

fcXAHk.li CU1H1QUE

é*ttè» fraa^aia)

. T . A . C . dUjria frasfaia)

. oaydabiliia u Mnû^l ta»/!)

. réaitfu a«c a lui*C (af/l)

. S lO ; (•»/!)

•ALANCE 1 Ú M Q C E

CalloDa «a ag/1 ( M / 1 )

. calciiat C « 2 *

2*

. IB» Ili B«^

. pocaaaiiai K

. tar F . * '

t . . ¿ . . ^ , 2 *

aluakai» A l 1 *

ailaa im.nl

AnioBa aa ««71 (aa/l)

. caloruraa Cl"

. aitrif-aa M O -

. aitralaa aOj

. aulfataa SO^

. BBjeapnataa 1*0^

, 2 -1

bicalbtiaataB aCO

tilas ( M / 1 )

Cl

1,4

16.011*9

(II*)

17/01/14

14/01/14

7.15

S.70

S 35

•2^2

29.51

2.11

1,00

2 159

4,0

(21Í4O)

14.14

(1.11)

< 0 ,10(< 0.005)

1.40(0.141)

4.12(0,111)

« 0,05(< 0,001)

< 0 ,10(< 0,001)

< 0.05(< 0,005)

10,041

10(0.210)

< 0,01(< 0,0004)

0,10.011

970~H,40

0,12(0,004)

0(0)

141,11(2,11)22.077

>.4

14 ,0

14/02/14

09/01/14

7.41

1.7

4O6

100-2

10.15

1,11

0,70

1 114

4.0

(21Í14)

17.01(1.19)

< 0 .10(< 0.0U5)

7.11(0.114)

1,71(O.O94)

• 0 ,0}(. o.ooi)

- 0 ,10(< 0,001)

• 0 ,0}(. O.OO})

1O.41O

9.}(o|l44)

< 0.01(< 0,0004)

0,04(0.001)

1 061

0(0)

0(0)

141,51(2.12)11 .94*

Cl

4

2 * . O9*9

(10**)

17/01/14

24/01/14

7.27

17

71 * 2

29,74

2.W

2,1}

2 171,}

4.0

572.7*(21,64)

11,17(1,10)

< 0 ,10(< 0,00})

} , * !(o|lll)

4,49(0.117)

< 0,0}(< 0,001)

< 0,10(< 0.001)

• 0,0}(• 0,005)

10.090

9.5(0.264)

< 0,02« O . U O O * )

(0.O41)

980

TT5.})

0.12(O.OOO4)

0(0)

115,41(l.U)21,491

4

14,0

24/O2/14

09/01/14

7.19

0,9

74 î 2

1O.I2

1,41

1.10

2 214

4,0

57*.7}

17,01(1.19)

< 0 ,10(< 0,00})

4,91(0.114)

4.07(0,101)

< 0,05(< 0,001)

< 0 ,10(< 0.001)

< 0 .0}(• O.OO})

10.41}

5.5(0.154)

< 0,01(< 0,0004)

1.1(0.051)

1 012BÔ,24)

0,10(0,001)

0(0)

151,11(2.41)22,927

Cl

0,01

26.0ll'l

(10 1 I1*X

17/01/14

24/01/14

7.17

5

544

10.90

1.20

1.90

2 154

5.0

591.99

(29,70)

14.51(1.20)

< 0 .10(< 0,005)

11.41(0,514)

5,11(0.145)

< 0,05(< 0,001)

< 0 ,10(< 0.001)

< 0 ,0}(< 0,00})

11.579

11(0.144)

< 0.01(< 0.00O4)

0.1(0,011)

1 000

~no)0,11

(O.OO*)

0(0)

114,10(1.20)22.511

0,01

24 ,011*4

(IO a II* t)

C4

4,0

11.011*4

(11*5)

17/01/14

14/01/14

7,10

71

575

1 9 - 1

19,04

2,10

2,10

2 441

}.}

557.91(i) .90)

14,09(1,14)

< 0,10(< 0,00})

1,55(0.141)

1.21(0,207)

< 0,03(< O.OOI)

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• 0 .0}(. 0,00})

29,6)5

10(0,210)

< 0,01(< O . O O O * )

11.4(0,112)

saoTTf.to)

0,11(O.OO*)

0(0)

170.1

(2,10)20.166

1.0

12.010*4

(10 1 II* T)

14/01/14

09/01/14

7.4«

133

417

10*- 2

24.;«

1.02

1.10

2 4 } *

l.J

}2*.l*

TîTîT)7,05

(0,51)

2 ,100,11}

7.110,114

4.920.171

: O.OOD« O .OS(O.Olofto.lB?

< 0 ,10(< 0,001)

< 0,05< 0,00}

27,414

I(0.214)

< 0 .02(< 0.0O04)

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(0.149)

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0.15(O.OO})

0

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111,11(1,02)21,991

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17/01/1«

14 /01 /14

7.11

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4}4

29,74

2.12

5.00

1 275

«.0

(28Í78)

II .66(0,96)

0.15(0,019)

l.}2(0.151)

1.64(0.O9I)

0,O0l)< 0,0}0,010* 0,11

0,007 0.20

0,00}< 0,0}

10,011

6,5(0,111)

« 0,O2

( O.UOO*)

* . •(0.077)

• 757Ï7.W»

0,12(U.0O4)

0

(0)

129,12

(2,12)19.18

•lar «a aumpanaioa

corraapood I un patit focaga aa toad da galarla. raprásantaat ua« arrivé* d'a«u.


itSUlTATS DCS «HALTS« O'IAO

4U m i s m a M U CAIIIEH sourajuimi DI ctrsi et u ton (70)

Weit (!/•) (.«ihméi•ivaau/aol (profonalaux an • )

Tasperalura *C «au

(teaaarauua *C all » U l l t )

Data à« praltvaaaal

Daca 4a raaiaa daa raaultaca

eiAMK F1IYSIOUI

( avant aaaeaga aarbr«

j aprèa paaeaga aarbra

. turblditt («TU)

. riaieti<lU (oaaa/ca) I 20* C

TEHtUlS U T1ITIKM (ualcfa T . O . )

[ U H U CHMIOUe

. dat.ta toclla (D.I.T.- aairiaffançaLe)

. T .a .C . (detrae tráncale)

. «ydaeilile aa *>*>4' (•*./>)

. reatan aac i lOS'C (aaj/1)

. Ü O j (a ( a)

•4L4NCÍ lOliIQUE

Calieae an ag/1 (ae/1)

. calcina Ca 2 *

2*. aaga«eiuai Hg

. aaoaitaa HH

. aodiiai Va*

. aotaaaiua K

2#. far Fa*

. -" i"*- Ha 1 *

. alaainiua Al3*

bilan (aa/1)

A B Í O O . an a«/l (a</l)

. chlorure! Cl

. aitritai N O , 't

. nicratas N O ,i

. aulfataa SO^

. phoph.ta. F O 42 "

. carbonata! CO^

. bUarbonatra HCo '"

ailaa (aa/l)

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(I) : par rapport au aol da la paaaaralla.t far en auapanaiea

- 48 -

A N N E X E 7

DIAGRAMMES D'ANALYSES D'EAU

DANS LE VOISINAGE DE LA CARRIÈRE S.A.P.E. DE LA CÔTE (70)

FEUILLETS N* 1 ET 2 : PRÉLÈVEMENTS DU 17/01/84(HAUTES EAUX DU RAHIN)

FEUILLETS N° 3 ET 1 : PRÉLÈVEMENTS DU 2V02/84(MOYENNES À BASSES EAUX DU RAHIN)


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- 53 -

A N N E X E 8

DIAGRAMME DES TENEURS EN TRITIUM

- 54 -Annexe 8

DIAGRAMME DES TENEURS EN TRITIUM

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- 55 -

A N N E X E 9

CARTES PIÉZOMÉTRIQUES DE LA NAPPE ALLUVIALE DU RAHIN

(DONNÉES ANCIENNES)

- 56 -PLAINE ALLUVIALE DU RAHM

Annexe 9a

CarU piaxométrkiua (AOUT 72 ) Nappa pMot bais*

ECHELLE : Vu——

LEGENDE

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•/ . > • •• - 5 7 -

PLAINE ALLUVIALE DU KAHM

Annexe 9b

Cart« piéiométriqu» (AVRIL 73 ) Napp« plutôt haut«

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ECHELLE : VMtM*

L E G E N D E

Emprise carrière S . A P . E / % avec zone effondrée (ancienne extraction)

Limita« tf'«>t«fwion d* I« plain« aHuvlal«(l)

Courb« isopiéi« (m«tr«») et direction d'écoulement(1) alluvions récentes

CARRIERE SOUTERRAINE DE GYPSE DE LA COT) E (70 84 AGI 315...

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