VILLE D E PÊZENAS(Hérault)

FORAGE GEOTHERMIQUE " PEZENAS 2n

Examen de l'état de l'ouvrageet des possibilités d'améliorer son exploitation

par

X. POUL

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Service géologique régional Languedoc-Roussillon

1039, rue de Pinville - 34000 Montpellier

Tél. (67)65.81.13 Télex: 490.604F

84 AGI 135 LRO Montpellier, le 30 Mai 1984

SOMMAIRE

page

RESUME

SOMMAIRE

LISTE DES ANNEXES

INTRODUCTION 1

1 - RAPPEL DES PRINCIPALES INFORMATIONS RELATIVES AU FORAGE

"PEZENAS 2 " 2

1.1- SITUATION 2

1.2- HISTORIQUE ET UTILISATION DE L'EAU 2

1.3 - COUPE GEOLOGIQUE DU FORAGE "PEZENAS 2" 3

1.4- DONNEES HYDROGEOLOGIOUES 3

1.5 - COUPE TECHNIQUE DU FORAGE "PEZENAS 2" 4

1.6 - PRINCIPALES CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DEL ' EAU 5

2 - RESULTATS DE L'EXAMEN DE L'ETAT DU FORAGE "PEZENAS 2" 6

2.1- OPERATIONS PRELIMINAIRES 6

2.2- THERMOGRAPHIE 7

2.3- DETECTEUR DE JOINTS DE TUBAGE (CCL) 8

2.4- DIAMETREUR 9

2.5- PHOTOGRAPHIES STEREOSCOPIOUES 11

3 - RESULTATS DES OPERATIONS RELATIVES A L'AMELIORATION DE LA

PRODUCTIVITE DU FORAGE "PEZENAS 2" 12

3.1- COUPE ET EXTRACTION DU TUBAGE 6" 5/8 12

3.2- MISE EN PRODUCTION DU FORAGE 13

4 - INTERPRETATION ET SYNTHESE DES RESULTATS CONCERNANT L'EXPLOI-

TATION DU FORAGE "PEZENAS 2 " 15

4.1 - COURBE CARACTERISTIQUE DU FORAGE 15

4.1.1 Rappel des résultats de pompages d'essai effectués de1949 à 1984 15

4.1.2 Calcul des pertes de charge 17

4.2 - DEBIT ARTESIEN DU FORAGE - VARIATIONS DE POTENTIELDE L'AQUIFERE 21

4.2.1 Débit artésien du forage 21

4.2.2 Variations de potentiel de l'aquifère 22

4.3- CONDITIONS D'EXPLOITATION DU FORAGE 23

4.3.1 Utilisation actuelle du forage4.3.2 Utilisation potentielle du forage 244.3.3 Consignes d'exploitation 24.

4.4 - PRODUCTIVITE POTENTIELLE D'UN FORAGE EQUIPE D'UNECOLONNE 9" 5/8 25

CONCLUSION

LISTE DES ANNEXES

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

ANNEXE

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

- Carte de situation - Echelle 1/25 000.

- Plan de situation - Echelle 1/2 000.

Courbes isobathes du toit du Jurassique supérieur - Echelle 1/100 000.

Coupe géologique du sondage "PEZENAS 2".

Coupe technique du forage géothermique "PEZENAS 2".

Schéma de la tête de puits artésien, avant mai 1984.

Schéma de la tête de puits mixte (artésianisme et pompages), aménagéeen mai 1984.

- Courbes caractéristiques 1949-1984.

- Forage géothermique "PEZENAS 2". Relations débit - potentiel 1949-1984.

Site du forage géothermique "PEZENAS 2". Productivité potentielledans un forage 0 9" 5/8 ou 0 6" 5/8.

- Piézométrie Villeveyrac 1970-1984.

Pluies efficaces à la station de Montpellier-Fréjorgues 1967-1983.

Diagraphies (CCL, thermographie, diamétreur).

Comparaison entre les diamétreurs 1949 et 1984.

Caractéristiques des groupes de pompage de 0 8".

oOo

RESUME

La ville de Pézenas a demandé au Bureau de recherches géologiques et minières

(BRGM) d'examiner l'état du forage artésien "Pézenas 2", réalisé en 1949, et d'en a-

méliorer la productivité jusqu'à un débit de l'ordre de 150 m3/h, compatible avec

la conception du forage.

Les travaux ont été effectués en avril et mai 1984 avec le concours de la So-

ciété HYDROLOG pour l'exécution des diagraphies, et de l'Entreprise BONIFACE pour l'a-

ménagement du forage.

Les diagraphies ont permis :

de mesurer la température de fond de trou (38° C) et les pertes dans la

colonne de production 6" 5/8 qui sont négligeables (de l'ordre de 0,5e C pour un dé-

bit de 125 m3/h),

d'identifier les caractéristiques géométriques du tubage (position des

manchons, diamètre, épaisseur et longueur des tubes 6" 5/8),

de contrôler le forage au droit de l'aquifère.

Les opérations complémentaires d'examen du forage, en particulier par photo-

graphies stéréoscopiques ont permis de confirmer que l'état du forage, et spéciale-

ment de la colonne de production,était satisfaisant et autorisait l'exécution des

travaux nécessaires à l'amélioration de la productivité de l'ouvrage.

Le tubage 6" 5/8 équipant le forage jusqu'au toit du réservoir à 695 m de

profondeur, a été coupé à 52,80 m de profondeur et extrait du forage, permettant

ainsi de réaliser une chambre de pompage de diamètre 9" 5/8.

Un nouvelle tete de puits aménagée sur le tubage 9" 5/8 complète l'équipement

du forage dans lequel pourra être mis en place un groupe électropompe immergé de

diamètre 8", capable de prélever un débit de l'ordre de 150 m3/h.

La stimulation de l'aquifère par pompage a "l'air lift" a permis d'augmenter

sensiblement le rendement du forage ; le débit artésien a augmenté de 42 à 68,m3/h

pour une pression en tête du forage exceptionnellement faible (0,75 à 0,80 kg/cm2).

L'analyse des différents types de pertes de charge a montré que la plus gran-

de partie de celles-ci est due au frottement dans la colonne de production 6" 5/8

et qu'eu égard aux caractéristiques intrinsèques de l'aquifère, un forage équipé

d'une colonne de production 9" 5/8 était capable de fournir un débit de 300 à 400

m3/h. Les perspectives de développement d'utilisation de l'eau géothermale peuvent

donc être envisagées favorablement quant aux facilités de mobilisation de la res-

source .

oOo

- 1 -

INTRODUCTION

A la demande de Monsieur le Maire de la Ville de Pézenas, le Service géologi-

que régional Languedoc-Roussillon du BRGM a assuré la programmation, le contrôle et

l'interprétation des opérations visant à déterminer l'état du forage géothermique

artésien "Pézenas 2", et à apprécier l'amélioration possible de sa productivité par

pompage jusqu'à un débit maximal de l'ordre de 150 m3/h, lié à la conception du fo-

rage.

Ces opérations constituaient un préalable au développement de l'utilisation

de l'eau géothermale dans la commune de Pézenas, eu égard à la baisse excessive de

production du forage "Pézenas 2" observée au cours de ces dernières années.

L'identification de l'état du forage a été faite avec le concours de la

Société HYDROLOG qui a procédé, en particulier, à l'inspection du tubage par diagra-

phies et photographies stéréoscopiques.

La réalisation d'une chambre de pompage et l'aménagement d'une nouvelle tê-

te de puits ont été effectués par l'Entreprise BONIFACE (Lunel).

L'ensemble des observations a été réalisé en avril et mai 1984.

oOo

- 2 -

1 - RAPPEL DES PRINCIPALES INFORMATIONS

RELATIVES AU FORAGE "PEZENAS 2'

1.1 - SITUATION (Cf. annexe 1 - Echelle 1/25 000; annexe 2 - Echelle 1/2 000)

Le forage "Pézenas 2" est situé à 1 km environ à l'Ouest - Nord-Ouest du

centre de Pézenas, dans une vigne, à mi-distance entre le CD 13 et la rivière

la Peyne, au point de coordonnées :

x = 686,853 ; y = 129,979

La cote du sol est de 20,93 NGF.

1.2 - HISTORIQUE ET UTILISATION DE L'EAU

La région de Pézenas a fait l'objet de plusieurs campagnes de recherches

pétrolières à partir de 1939, notamment par la SNPLM (Société nationale des pé-

troles du Languedoc méditerranéen) eu égard à la structure géologique favorable

à l'existence de ressources en hydrocarbures ; en particulier, sept forages de

recherche ont été réalisés dans un rayon de 3 km autour de Pézenas, aux emplace-

ments indiqués sur l'annexe 1.

Les résultats ont été négatifs quant à l'existence d'hydrocarbures, mais

ils témoignent de l'existence de conditions hydrogéologiques favorables à l'ex-

ploitation d'eau géothermale.

Compte tenu des problèmes d'eau auxquels elle était confrontée, la ville

de Pézenas avait alors acquis auprès de la SNPLM, le forage "Pézenas 2" réalisé

- 3 -

du 15 octobre 1948 au 17 février 1949, qui avait mis en évidence un débit arté-

sien de l'ordre de 90 m3/h. Les projets d'utilisation de l'eau pour l'alimenta-

tion du réseau d'eau potable n'ont cependant pas été réalisés, eu égard à sa tem-

pérature excessive, de l'ordre de 37° C. Actuellement le forage sert uniquement

à l'alimentation de la piscine municipale à un débit de 15 m3/h, mais compte te-

nu de la différence d'altitude entre la tête du forage et la piscine, une pompe

de reprise est nécessaire en période d'étiage sévère pour refouler l'eau jusqu'à

la piscine.

1.3 - COUPE GEOLOGIQUE DU FORAGE "PEZENAS 2"

La description détaillée des terrains traversés dans le forage est indi-

quée sur l'annexe 4 (les profondeurs y sont indiquées par rapport au plancher de

l'appareil de forage).

La coupe simplifiée comprend la succession suivante :

0 à 12,25 m : alluvions de la Peyne (QUATERNAIRE)

12,25 à 307,25 m : argiles, calcaires, marnes, grès, marnes bariolées

et sables (MIOCENE)

307,25 à 694,25 m : marnes et argiles gypsifères, avec intercalations

de bancs calcaires (CRETACE SUPERIEUR - ROGNACIEN)

694,25 à 735,56 m : dolomies et calcaires (JURASSIQUE SUPERIEUR).

1.4 - DONNEES HYDROGEOLOGIQUES

Les formations miocènes et du Crétacé supérieur sont à dominante argileuse

et ont des caractéristiques hydrogéologiques médiocres. Les forages traversant

des horizons gréseux plus ou moins lenticulaires peuvent être exploités, dans les

cas favorables, à un débit de l'ordre de 15 à 20 m3/h.

- 4 -

Les calcaires et dolomies sous-jacents du Jurassique supérieur constituent

un aquifère karstique important par son extension et sa productivité potentielle.

Les pertes d'injection d'eau ou de boue dans le forage Pézenas 2 et dans la plu-

part des autres forages pétroliers traversant le Jurassique supérieur, témoignent

de l'importance de la fissuration et de la karstification des formations calcaréo-

dolomitiques du Jurassique supérieur.

La transmissivité est de l'ordre de 1.10 m2/s ; elle autorise des prélè-

vements de l'ordre de 100 à plusieurs centaines de mètres cube par heure dans un

ouvrage de captage, lorsque sa conception le permet. Les données concernant la

productivité du forage Pézenas 2 seront exposées dans les chapitres 3 et 4.

Les courbes isobathes du toit du Jurassique supérieur, extraites d'un do-

cument établi par l'Université de Bordeaux III (annexe 5), mettent en évidence,

en particulier, la profondeur de ce réservoir, comprise entre 500 et 750 m, au

voisinage de la ville de Pézenas ; elles correspondent à une strucutre anticlina-

le sous la couverture post-jurassique.

1.5 - COUPE TECHNIQUE DU FORAGE "PEZENAS 2"

Avant l'aménagement d'une chambre de pompage et d'une nouvelle tête de

puits dont les caractéristiques seront indiquées dans les chapitres suivants, le

forage Pézenas 2 était équipé (Cf. annexe 5) :

d'une colonne 9" 5/8 dont le sabot est à 244,18 m de profondeur (par

rapport au sol) ; elle est cimentée jusqu'à 102,25 m (contrôle de la cimentation

par thermographie),

d'une colonne 6" 5/8 dont le sabot est à 694,47 m de profondeur (par

rapport au sol) ; elle est cimentée du sabot jusqu'à 659,25 m, soit sur une hau-

teur d'environ 35 m.

L'ouvrage est en trou nu dans le réservoir calcaire, de 694,47 à 735,56 m,

profondeur finale atteinte par rapport au sol.

- 5 -

En annexe 6, figure le schéma de la tête de puits artésienne fixée sur

la colonne 6" 5/8 avant la réalisation d'une nouvelle tête de puits en mai 1984

fixée sur la colonne 9" 5/8.

1.6 - PRINCIPALES CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DE L'EAU

Un échantillon d'eau a été prélevé en tête du forage, le 2 juin 1983 à

une température de 36,7° C.

La résistivité était de 2 000 ohms.cm (à 20e C ) .

La teneur en chlorure (Cl ) était de 30,5 mg/1.

La teneur en fer était de 0,62 mg/1 (Fe++).

La minéralisation globale est de l'ordre de 350 mg/1, voisine de celle de

l'eau des aquifères peu profonds de la région.

La teneur en ion Fe est légèrement supérieure aux normes de potabilité

de l'eau et provoque des dépôts rougeâtres d'oxyde de fer, au contact de l'air,

à la sortie du forage.

oOo

- 6 -

2 - RESULTATS DE L'EXAMEN DE L'ETAT DU FORAGE "PEZENAS 2"

2.1- OPERATIONS PRELIMINAIRES

Le forage ayant été réalisé en 1949, il importait, avant d'en modifier é-

ventuellement l'équipement, d'identifier l'état du tubage et de contrôler le fond

de trou pour observer en particulier si la diminution de productivité procédait :

d'une altération de l'ouvrage au niveau du réservoir ou de la colonne

de production (hypothèse avancée dans des études antérieures),

- ou du tarissement de la ressource eu égard aux conditions hydrogéolo-

giques (chute du potentiel découlant des conditions aux limites du réservoir, ou

baisse de pression liée à un déficit d'alimentation),

ou des deux phénomènes précédents (altération de l'ouvrage et tarisse-

ment de la ressource).

Pour contrôler l'état du forage et identifier les pertes éventuelles de

température entre le réservoir et la tête du forage, eu égard, en particulier,

à l'absence de ciment au droit du tubage 6" 5/8, de 659,25 m jusqu'au jour, les

diagraphies suivantes ont été effectuées :

diamétreur,

thermographie,

C.C.L. (détecteur de joints de tubage).

Par ailleurs, la colonne 6" 5/8 a été également inspectée par photogra-

phies stéréoscopiques jusqu'au toit du réservoir.

Auparavant, les opérations suivantes ont été réalisées :

• fermeture de la vanne en tête du puits,

- 7 -

• mise en place d'un manomètre sur la tête de puits et mesure de la re-

montée de pression ; en fin de remontée, la pression de l'aquifére était stabi-

lisée à 0,75 kg/cm2, le 11 avril 1984, après plusieurs jours de fermeture ;

• après stabilisation de la pression, on a procédé à l'ouverture de la

vanne de la tête du puits et à la mesure du débit, à l'arrivée de la conduite

dans la rivière (Cf. annexe 2), après fermeture de la vanne commandant la dis-

tribution d'eau vers la ville. Le débit artésien était, dans ces conditions, de

42 m3/h, le 11 avril 1984 , après 2 heures d'écoulement. A cet égard, compte te-T *

nu de la diffusivité — élevée de l'aquifère, la propagation des influences

exercées sur le réservoir, consécutive à l'ouverture et à la fermeture de la van-

ne, se traduit par des pseudo stabilisations quasi instantanées de débit ou de

pression ;

• à partir de la cave à parois bétonnées, située en tête du forage (Cf.

annexe 6), une tranchée de 1 m de profondeur et d'environ 70 m de longueur a été

réalisée jusqu'à la rivière, suivant le tracé indiqué sur le plan de situation de

l'annexe 2, permettant ainsi d'évacuer l'eau dans la rivière au cours des diagra-

phies et des opérations prévues sur la colonne 6" 5/8 et sur la tête de puits ;

• après retrait du dispositif situé entre la bride de la tête de la co-

lonne 6" 5/8 et la bride de la vanne sphérique (Cf. annexe 6 ) , un équipement pro-

visoire de surface, comprenant une vanne de production latérale, un tube rallonge

de 6" 5/8 et une réduction de 6" 5/8 / 2" 7/8, a été mis en place sur la bride de

tête de la colonne 6" 5/8. Cet équipement provisoire avait pour objectif de rece-

voir un sas Hydrolog adapté sur la réduction 2" 7/8, afin d'effectuer les diagra-

phies et les photographies, l'ouvrage étant fermé ou en production.

2.2 - THERMOGRAPHIE

Les diagraphies figurent en intercalaires de l'annexe 13.

* La transmissivité T détermine la fonction conductrice de l'aquifèreS : emmagasinement, détermine la fonction stockage du réservoir.

- 8 -

La thermographie a été effectuée dans l'ouvrage en production, la vites-

se ascensionnelle de l'eau dans la colonne 6" 5/8 étant voisine de 0,80 m/s.

L'écart de température entre le fond de trou et la tête du forage est de

0,7° C.

La température mesurée avec un thermomètre à mercure, plus précis que la

sonde thermique, entête du puits était de 37,25° C.

La température de fond de trou était donc en première approximation de

38° C, le 12 avril 1984.

Notons que l'écart de température diminue lorsque le débit d'exploitation

augmente ; il est d'environ 0,5° C pour un débit de 125 m3/h, correspondant à

une vitesse ascensionnelle voisine de 2 m/s et un temps de remontée dans la co-

lonne d'environ 6 minutes.

2.3 - DETECTEUR DE JOINTS DE TUBAGE (CCL)

Un enregistrement a été effectué simultanément à la descente de la sonde

thermique et un enregistrement de contrôle a été effectué lors de la remontée.

Ces deux enregistrements figurent en intercalaires dans l'annexe n° 13.

La position des joints de tubage, c'est à dire des manchons reliant entre

eux deux tubages 6" 5/8, se manifeste par une anomalie significative.

Cette diagraphie aurait pu mettre éventuellement en évidence une détério-

ration importante dans la colonne ou la présence de crépines au droit de l'aqui-

fère*.

Le diamètre extérieur des manchons est de 187,7 mm, le diamètre extérieur

du tubage 6" 5/8 est de 168,3 mm. Il était, à cet égard, utile d'identifier la

position des joints de tubage pour éviter de couper le tube au niveau d'un man-

chon.

* La présence de crépines colmatées est signalée dans des rapports antérieurscomme étant la cause possible de la réduction du débit du forage "Pézenas 2".

CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DES TUBES CASING 6" 5/8 EQUIPANT LE FORAGE "PEZENAS 2'

(déduites des diagraphies CCL et diamétreur)

N°

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

Profondeur/solen m

0,5

11

19,5

28

34,5

44

52

58,5

66

74

82,5

90,5

99

107,5

116

124

132,5

141

148,5

157,5

166

174,5

183

191,5

204

212,5

224

235,5

244,5

254

266

278,5

287,5

300

312,5

322,5

Longueurdu tubage

en m

0,5

10,5

8,5

8,5

6,5

9,5

8

6,5

7,5

8

8,5

8

8,5

8,5

8,5

8

8,5

8,5

7,5

9

8,5

8,5

8,5

8?5

12,5

8,5

11,5

11,5

9

9,5

12

12,5

9

12,5

12,5

10

Diamètreintérieuren mm

153,6

153,6

147,1

147,1

150,4

153,6

147,1

150,4

147,1

147,1

147,1

150,4

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

147,1

150,4

147,1

153,6

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

Epaisseuren mm

7

7

10

10

8

7

10

8

10

10

10

8

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

8

10

7

8

8

8

8

8

8

8

8

8

,32

.32

,59

.59

,94

,32

,59

,94

.59

,59

,59

,94

,59

,59

,59

,59

,59

,59

,59

,59

,59

,59

,59

,59

,94

,59

,32

,94

,94

,94

,94

,94

,94

,94

,94

,94

11iII1

ilI

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ili1Iii'ijiI

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N.

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

Profondeur/solen m

331

343,

352

362,

371,

379

388,

400

412,

420

428,

437,

449

458,

471

483,

496

509

521

530,

541,

551

562,

574

585,

595,

607

619

631,

644

653,

665

677,

686

694,

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Longueurdu tubage

en m

8,5

12,5

8,5

10,5

9

7,5

9,5

11,5

12,5

7,5

8,5

9

11,5

9,5

12,5

12,5

12,5

13

12

9,5

11

9,5

11,5

11,5

11,5

10

11,5

12

12,5

12,5

9,5

11,5

12,5

8,5

8,5

Diamètreintérieuren mm

147,1

150,4

150,4

150,4

150,4

147,1

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

150,4

147,1

Epais set

en m

10,59

8,94

8,94

8,94

8,94

10,59

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

8,94

10,59

* La précision des mesures sur les longueurs et profondeurs est de 0,50 m.

- 9 -

Le plan des tubages a pu ainsi être reconstitué, le diamétreur permettant

de déduire par ailleurs l'épaisseur des tubages. Ces informations sont rassem-

blées dans le tableau ci-contre.

2.4 - DIAMETREUR

L'enregistrement du diamètre intérieur du forage suivant trois génératri-

ces figure en intercalaire de l'annexe 13. Les sections de contrôle montrent

que les anomalies au droit du tubage sont cylindriques.

bages.

La position des manchons est soulignée par la discontinuité entre les tu-

La colonne 6" 5/8 est constituée par trois types de tubage :

Diamètre intérieuren mm

153,6

150,4

147,1

Epaisseuren mm

7,32

8,94

10,59

Longueuren m

32

487,5

175

La longueur moyenne des tubes est de 9,91 m, si l'on ne prend pas en

compte le dernier élément de 0,50 m situé en tête du forage, dans la cave.

Les valeurs extrêmes des longueurs des 70 éléments qui constituent la

colonne 6" 5/8 sont respectivement de 6,50 et 13 m.

Habituellement, les forages pétroliers sont équipés de tubages de mêmes

caractéristiques géométriques lorsque les profondeurs ne sont pas importantes.

En particulier, le forage Pézenas 2 aurait pu être équipé d'une seule colonne

- 1 0 -

de diamètre intérieur 153,6 un et d'épaisseur 7,32 mm, eu égard a ses caracté-

ristiques mécaniques.

Lorsque la profondeur du forage impose le choix d'une colonne mixte, les

tubages les plus épais sont situés en continuité en tête du tubage, compte tenu

de leur résistance à la traction.

Vraisemblablement pour des problèmes de stock disponible, le forage

Pézenas 2, réalisé en 1949, comprend trois diamètres de tubage, et parce qu'il

s'agissait d'un forage d'exploration peu profond, les tubages n'ont pas été mis

en place dans un ordre logique. Cette disposition augmente les pertes de charge

dans la colonne 6" 5/8 et peut favoriser son altération.

Le diamétreur a permis également de contrôler le trou au droit de l'aqui-

fère. Le sabot de la colonne est situé à 694,47 m par rapport au sol et non à

697,22 m comme il était indiqué dans les précédents rapports, cette dernière co-

te étant mesurée par rapport au plancher de l'appareil de forage situé à 2,75 m

au-dessus du sol.

Les calcaires et dolomies du Jurassique supérieur ont été forés en diamè-

tre 5" 5/8 (142,9 mm) après la pose de la colonne 6" 5/8 au toit du réservoir.

Cependant, les bras du diamétreur s'ouvrent jusqu'à une valeur supérieure à 300 mm.

La discontinuité de la diagraphie (Cf. annexe 14) témoigne de l'importance de la

karstification de l'aquifère.

La sonde n'a pas pu descendre dans le forage au-delà de 717 m (par rapport

au sol), la profondeur finale étant de 735,56 m.

Des pertes totales d'injection sont signalées sur la coupe géologique du

sondage (Cf. annexe 4) à 718 m de profondeur par rapport au plancher de l'appareil

de forage, soit à 715,25 m par rapport au sol. Le forage est donc obstrué immé-

diatement au-dessous de la zone de pertes totales qui correspond inversement à la

principale zone de production du karst jurassique. Cette disposition est fréquen-

te dans les captages en trou nu des formations où la karstification est impor-

tante. Elle n'est pas à l'origine de la diminution du débit du forage Pézenas 2,

- 11 -

comme en témoigne la comparaison avec le diamétreur réalisé le 14 février 1949 .

Dès la fin de l'exécution du forage, le fond de trou était obstrué vers la même

profondeur, au-dessous de la zone de pertes totales.

2.5 - PHOTOGRAPHIES STEREOSCOPIOUES

Elles ont été effectuées à l'intérieur de la colonne 6" 5/8 jusqu'au sa-

bot, et ont permis, en particulier, de contrôler 1 'état des tubages

au droit des changements de diamètre. Elles mettent en évidence le bon état de

l'ensemble de l'intérieur de la colonne recouverte par un mince film noir sur le-

quel apparaît la trace des génératrices suivies par les bras du diamétreur.

Elles confirment que les variations du diamètre intérieur de la colonne

correspondent à des tubages de caractéristiques géométriques différentes, et non

à une éventuelle altération différentielle (corrosion ou incrustation) à l'in-

terface eau / métal.

oOo

* Les diagraphies réalisées lors de l'exécution du forage en 1949 nous ont étécommuniquées par M. A. APOLLIS - Direction des Hydrocarbures - Service deConservation des Gisements - Rueil Malmaison. Elles n'apportent pas d'infor-mations sur l'équipement du forage.

- 12 -

3 - RESULTATS DES OPERATIONS RELATIVES

A L'AMELIORATION DE LA PRODUCTIVITE DU FORAGE "PEZENAS 2"

3.1 - COUPE ET EXTRACTION DU TUBAGE 6" 5/8

Les résultats du contrôle du tubage 6" 5/8 et du fond de trou étant satis-

faisants, les opérations visant à augmenter la productivité du forage ont été en-

treprises.

Le tubage 6" 5/8 a été coupé à 52,80 m de profondeur, compte tenu de la

nécessité de réaliser une chambre de pompage d'une cinquantaine de mètres de pro-

fondeur et de la moindre épaisseur du casing n° 8 intercalé dans une série plus

épaisse (Cf. tableau page 9).

Le tubage 6" 5/8 n'étant pas muni de centreurs dans l'espace annulaire

9" 5/8 / 6" 5/8, eu égard à la position excentrée de la tête du tubage 6" 5/8,

il a été jugé préférable de ne pas couper la colonne 6" 5/8 au-delà de la profon-

deur précédente, pour prévenir d'éventuelles difficultés de retrait de celle-ci.

L'extraction du tubage n'a pas présenté de difficultés particulières,

la coupe du tube à 52,80 m de profondeur entrainant une mise en production instan-

tanée du forage par l'espace annulaire. L'observation des tubages a montré que

la réduction d'épaisseur au niveau des 9 sections du tubage découpé au chalumeau,

en éléments de 6 m de longueur, compte tenu de la hauteur du mât de l'appareil

de forage utilisé, était inférieure à 1 mm. On confirmait ainsi le bon état de

l'équipement du forage, malgré une durée de vie de 35 ans.

- 13 -

3.2 - MISE EN PRODUCTION DU FORAGE

Le pompage a été effectué avec un émulseur dont le sabot a été descendu à

50 m de profondeur. La ligne d'air était constituée par des tubes gaz 1" 1/4, la

colonne d'eau par des tubes en acier de diamètre 161/168 mm. Les mesures du ni-

veau d'eau étaient effectuées dans l'espace annulaire 9" 5/8 / 6" 5/8. L'eau

était refoulée par un tube goulotte dans la tranchée et le débit a été mesuré

dans une cuve de 1 000 litres. Le débit d'air du compresseur utilisé était de

l'ordre de 12 000 litres par minute.

Pour chaque palier de débit réalisé, on a observé une diminution progressive

du rabattement tendant rapidement vers une stabilisation du niveau dynamique.

Le débit maximum prélevé a été de 125 m3/h, correspondant à la capacité

maximale du dispositif de pompage utilisé (et non au débit maximum de l'ouvrage).

Une bride PN 10 a été soudée, au cours du pompage, sur le manchon 9" 5/8

(Cf. annexe 7), de façon à adapter ensuite une nouvelle tête de puits sur la co-

lonne 9" 5/8.

La température de l'eau était de 37,4° C et la résistivité de 2 190 ohms.cm

(calculée à 20° C).

La profondeur de l'eau au-dessous de la bride fixée sur la tête de la co-

lonne 9" 5/8 était stabilisée en fin de pompage à 13,80 m. Compte tenu de la po-

sition du manomètre et des mesures de pression antérieures et postérieures au

pompage, le rabattement correspondant a été évalué à 22,40 m (Cf. annexe 8).

Les résultats précédents étant satisfaisants, une nouvelle tête de puits,

dont les caractéristiques figurent sur l'annexe 7, a été adaptée sur la colonne

9" 5/8. Celle-ci permettra d'exploiter l'ouvrage, soit par pompage à l'aide d'un

groupe électropompe immergé de diamètre 8", à un débit maximal de l'ordre de

150 m3/h (Cf. annexe 15), soit en utilisant le seul débit artésien en fonction

de la pression du réservoir et de l'importance de la demande.

- 14 -

Après équipement de la tête de puits, une mesure du débit artésien a été

effectuée le 10 mai 1984. La pression initiale stabilisée avant ouverture de la

vanne était de 0,8 kg/cm2.

La mesure de débit a été effectuée à l'arrivée de la conduite dans la ri-

vière (Cf. annexe 2), la vanne commandant la distribution d'eau vers la ville

étant fermée. Dans ces conditions, le débit artésien était de 68 m3/h, tradui-

sant une amélioration sensible par rapport à la mesure du 11 avril 1984 (42 m3/h),

même si l'on tient compte d'une variation de pression du réservoir de 0,05 kg/cm2

en tête du puits, entre les deux mesures.

oOo

- 15 -

4 - INTERPRETATION ET SYNTHESE DES RESULTATS

CONCERNANT L'EXPLOITATION DU FORAGE "PEZENAS 2"

4.1 - COURBE CARACTERISTIQUE DU FORAGE (Cf. annexe 8)

4.1.1 Rappel des résultats de pompages d'essai effectués de 1949 à 1984

La courbe caractéristique représente la relation rabattement (D) - débit

(Q) en régime d'écoulement permanent.

Plusieurs courbes caractéristiques ont été tracées sur l'annexe 8. Elles

correspondent à différents pompages d'essais réalisés sur le forage Pézenas 2

depuis 1949.

Les résultats du pompage d'essai effectué par la ville de Pézenas en 1949

sont rassemblés dans le tableau suivant :

Débit en m3/h

Pression en m

Rabattement en m

0

26

0

64

21

5

,5 82,

19

7

1 99,

16

10

5 107

14

12

112

12

14

,8 119,

10

16

1 124,

8

18

4

* 1 kg/cm2 correspond, en première approximation, à une hauteur d'eau de 10 m .

- 16 -

Quelques mesures de pression & débit nul et de débit à pression nulle

ont également été effectuées par les Services techniques de la ville de Pézenas

de 1950 à 1975 :

Années

Débit en m3/h

Pression en m

Rabattement en m

1950

0

26

0

124

0

26

. 1967

0

19

0

90

0

19

1975

0

16

0

72

0

16

Dans le tableau suivant sont indiqués les résultats des mesures effectuées

par l'Université des sciences et techniques du Languedoc, le 8 janvier 1980 :

. Débit en m3/h

Pression en m

Rabattement en m

0

27

0

,0

31

24

3

,5

,0

43

22

4

,0

,2

,8

51

20

6

,6

,2

,8

. 61

17

10

,9

,0

,0

68,

15,

H,

5

3

7

77

12

14

,4,

,2

,8

88

8

18

,0,

,9

,1

99,

4,

22,

2.

9

1

Les pompages d'essai effectués en mai 1984, après l'aménagement de la cham-

bre de pompage et de la tête de puits, ont donné les résultats suivants :

Débit en m3/h

Pression en m

Rabattement en m

0

8

0

68

1

7

125

14,4*

22,4

ft Profondeur en m au-dessous de la prise de pression située dans la cave (Cf an-nexe 7) .

- 17 -

Les courbes caractéristiques de l'annexe 8 mettent en évidence une ten-

dance & la diminution du rendement du forage jusqu'à l'amélioration sensible

consécutive aux travaux effectués en mai 1984.

4.1.2 Calcul des pertes de charge

D'une manière générale, la relation entre le rabattement D et le dé-

bit Q peut s'écrire sous la forme :

D = AQ + BQ2 U )

Le rabattement D est, par ailleurs, égal à la somme des pertes de char-

ge linéaires liées aux caractéristiques intrinsèques du réservoir (Dl) et aux

pertes de charge quadratiques dans le réservoir, au voisinage du forage (D2)

et dans la colonne de production du forage (D3) :

D = Dl + D2 + D3 (2)

- Calcul des pertes de charge linéaires Dl

Dans un ouvrage de captage "parfait", c'est-à-dire n'introduisant pas de

perturbations dans l'écoulement inhérentes à la réalisation de l'ouvrage de cap-

tage, les pertes de charge Dl peuvent être évaluées par la relation :

Dl = 0,183 ^ log 2,25 | -^ (3)r

T = transmissivité ). j caractéristiques intrinsèques du réservoir

S = emmagasmement )

r = rayon de l'ouvrage de captage au droit de l'aquifère

t = temps de pompage

En régime d'écoulement permanent, la relation (3) peut s'écrire :

Dl = 0,366 ç log - (4)

dans laquelle

R = 1,5 y | t (5)

R = rayon d'influence du forage

- 18 -

Dans le cas du forage de Pézenas, on observe une stabilisation quasi-ins-

tantanée du rabattement en fonction du temps et l'on peut admettre en première

approximation que l'écoulement vers l'ouvrage de captage correspond à un régime

permanent.

Dans ces conditions Dl varie linéairement en fonction du débit ; on peut

écrire :

Dl = AQ (6)

La relation (1) peut s'écrire :

| = A + BQ (7)

Lorsque Q tend vers O , c'est-à-dire pour de faibles valeurs du débit,

le terme BO tend vers O (les pertes de charge quadratiques tendant vers O ) .

Dans ces conditions :

D = Dl

t s -.

Le pompage effectué par l'USTL en 1980 a permis d'établir la relation :

- = 0,0335 + 0,00197 O (8) (D en m ; O en m3/h)

Par exemple, pour :

O = 315 m3/h,

AO = 1,05 m

BQ2 = 1,95 m

D = 3 m (valeur effectivement mesurée)

Lorsque O tend vers O :

- = — = 0,0335 h/m2Q Q

Les pertes de charge linéaires Dl (m) sont égales à 0,0335 Q (m3/h) .

- 19 -

La droite (Al) tracée sur l'annexe 6, représente la courbe caractéristi-

que d'un ouvrage de captage "parfait" dans lequel, en particulier, aucune énergie

ne serait dissipée par frottement dans la colonne de production (D3) .

Le débit spécifique correspondant est égal, en première approximation, à

30 m2/h.

_2

La transmissivité est de l'ordre de 1.10 m2/s ; ces paramètres tradui-

sent l'aptitude du karst jurassique à fournir des débits élevés, de plusieurs

centaines de mètres cube par heure, dans des forages de diamètre suffisant (su-

périeur ou égal à 9" 5/8).

Calcul des_pertes de charge quadratiques dans la_colonne de production

Le terme BO2 de la relation (î) comprend :

Les pertes de charge quadratiques dans le réservoir liées à l'accéléra-

tion des vitesses à la périphérie de l'ouvrage de captage (D2) ; elles peuvent

être éliminées ou réduites lors des opérations de stimulation du forage par voie

physique ou chimique (acidification), en augmentant la dimension des ouvertures

des fissures à la périphérie du captage.

L'amélioration du rendement de l'ouvrage en mai 1984 procède de la réduc-

tion de ces pertes de charge par développement a "l'air lift".

Les pertes de charge dans la colonne de production (D3) qui procèdent

en particulier de ses caractéristiques géométriques. Elles sont représentées en

fonction du débit par la courbe B sur l'annexe 8. Elles sont par exemple de 14 m

dans le forage Pézenas 2 pour un débit de 125 m3/h, prélevé lors du pompage de

mai 1984.

Elles ont été calculées en utilisant la formule de Colebrook :

D 2g

avec _]_ . _ 2 log] . 2 log (

- 20 -

J = perte de charge en nètre/mètre linéaire de tubage

« coefficient de résistance

D = diamètre du tubage

V •= vitesse d'écoulement de l'eau

K = rugosité du tubage = 0,1 mm

= viscosité cinématique de l'eau à la température de 37° C

0,70 10"6 m2/s.

D3 = L . J

L = longueur de la colonne de production

La longueur de la colonne de production après la coupe du tubage 6" 5/8

à 52,80 m de profondeur est équivalent en première approximation à une colonne

unique de 650 m de diamètre intérieur 150 mm.

Evaluation des certes de charge quadratiques_dans l'aquifère

Les pertes de charge quadratiques dans l'aguifère, soit D2 , sont éva-

luées d'après la relation (2)

D2 = D - (Dl + D3)

D mesurée expérimentalement représente les pertes totales dans le fo-

rage.

Dl et D3 ont été calculées séparément.

Exemple de calcul des P^£tes_de charge_pour_un débit de 125 m3/h

(Cf. annexe 8)

Dl

D2

Dl + D2

D3

D

PERTES DE CHARGE

NatureLinéaires dans l'aquifère

Quadratiques dans l'aqui-fère - courbe (A2)Totales dans l'aquifëre

Dans la colonne de pro-duction (courbe B)Totales (aquifère et co-lonne de production)(courbe C2)

en m4,2

4,4

8,6

13,8

22,4

en %18,8

19,6

38,4

61,6

100

Principaux facteurs déterminantles pertes de charge

Caractéristiques intrinsèquesde l'aquifère T et SQualité de la stimulation del'aquifère

-

Diamètre de la colonne deproduction

-

- 21

La somme Dl + D3 , soit environ 80 % des pertes de charge totales, pro-

cède d'une part des caractéristiques intrinsèques et de la profondeur de l'aqui-

fère, et d'autre part de la conception du forage. Ces pertes de charge sont pratiquement

irréductibles (sauf par coupe de la colonne 6" 5/8 dans la colonne 9" 5/8).

Les pertes de charge D2 pourraient éventuellement être réduites par d«s tra-

vaux de stimulation complémentaires ; elles constituent cependant un pourcentage

acceptable, d'autant plus faible que le débit diminue (Cf. courbes (Cl) et (C2)

de l'annexe 8) .

4.2 - DEBIT ARTESIEN DU FORAGE - VARIATION DE POTENTIEL DE L'AOUIFERE

4.2.1 Débit artésien du forage

La courbe caractéristique ,(C2) de l&nnexe 8 indique le rabattement D

correspondant à un débit Q , quelle que soit la pression initiale de l'aqui-

fère mesurée en tête du forage.

Le rabattement D est égal à la somme :

de la pression initiale (p) mesurée au manomètre (Cf. annexe 7) équi-

pant la tête de puits sur la colonne 9" 5/8,

du rabattement (d) du niveau dynamique par rapport à la prise de

pression

D = p + d (11)

En régime d'écoulement permanent, D a une valeur constante pour un dé-

bit d'exploitation constant Q ; par exemple : D = 22,40 m, pour O =

125 m3/h.

Dans ces conditions, le rabattement d varie en fonction de la pression

initiale p ; par exemple : d = 14,40 m, pour p = 0,8 kg/cm2, ou 8 m en

première approximation ;

- 22 -

d serait égal A D « 22,40 m, pour p »= 0, correspondant à un débit

artésien nul,

d serait égal à 0, pour p = 22,40 m, soit pour une pression initia-

le de 2,24 kg/cm2.

Les variations de potentiel de l'aquifère déterminent le débit artésien

(Qa) du forage qui correspond à d = 0, soit encore à D = p . A cet

égard, les différentes courbes de l'annexe 9 mettent en évidence l'évolution

du débit artésien de 1949 â 1984 en fonction de la pression initiale mesurée en

tête du forage (p)

II est faible en 1984 eu égard au potentiel exceptionnellement bas de

l'aquifère. Il était supérieur à 100 m3/h en 1949, 1950 et 1980, eu égard au

potentiel élevé (2,6 à 2,7 kg/cm2), lors de ces différentes périodes.

Quelle que soit la pression initiale p , le pompage permet d'obtenir un

débit de 150 m3/h pour une valeur D d'environ 34 m, la courbe caractéristique

subissant des translations suivant l'axe des rabattements D , en fonction des

variations de p (Cf. annexe 9).

4.2.2 Variations de potentiel de l'aquifère

La piézométrie de Villeveyrac permet de mesurer les variations de poten-

tiel du karst jurassique depuis 1970, à 17 km environ à l'Est du forage Pézenas 2

(Cf. annexe 11).

La carte des isobathes du toit du Jurassique supérieur de l'annexe 3 mon-

tre qu'il peut y avoir continuité hydraulique entre ces deux secteurs (Pézenas

et Villeveyrac). De toute façon, les variations de potentiel sont synchrones, en

première approximation ; elles procèdent essentiellement de l'évolution dans le

temps des précipitations efficaces (Cf. annexe 12) qui participent à l'alimenta-

tion du réservoir, principalement dans la zone d'affleurement des calcaires et

dolomies du Jurassique supérieur.

- 23 -

L'observation des annexes 9 et 11 montre que les pompages d'essai du

forage Pézenas 2 ont été effectués :

en période de "hautes eaux", en janvier 1980,

en période de "basses eaux" en 1975 et 1984 ; au cours de ces deux

années, le débit artésien du forage Pézenas 2 a été insuffisant, eu égard au

potentiel de l'aquifère, pour alimenter la piscine municipale sans intermédiaire

d'une pompe de reprise.

L'observation des annexes 11 et 12 montre en particulier que :

l'année 1975 correspond à une période où les précipitations efficaces

ont été nulles,

les pompages effectués en janvier 1980 suivaient une période de fortes

pluies efficaces au cours du dernier trimestre 1979 entraînant une remontée im-

portante du niveau piézométrique à Villeveyrac où le piézométre était artésien,

- la baisse quasi continue de pression en tête du forage Pézenas 2 au

cours des trois dernières années, si l'on excepte le "pic" de février 1983, cor-

respond à une succession d'années où les pluies efficaces ont été déficitaires,

d'une manière importante .

Il apparaît donc que la diminution actuelle du débit artésien du forage

Pézenas 2 procède essentiellement des conditions pluviométriques et non d'une

diminution de rendement de l'ouvrage, même si les travaux réalisés en mai 1984

ont permis d'améliorer celui-ci.

4.3 - CONDITIONS D'EXPLOITATION DU FORAGE

4.3.1 Utilisation actuelle du forage

La tête du forage est à la cote 21 NGF. La piscine est à la cote 33 NGF.

* Le temps de retour de l'étiage 1983 a été évalué à 43 ans sur le Bassin du Lez.

- 24 -

Les pertes de charge dans la conduite entre le forage et la piscine (30 m

en diamètre 250 mm, 630 n en diamètre 150 mm, et 340 m en diamètre 100 mm) sont,

pour un débit de 15 m3/h, de l'ordre de 2 m.

Avant de se déverser dans le bassin, l'eau passe par une tour d'oxygéna-

tion - déferrisation, provoquant des pertes de charge évaluées â 3 m. Ainsi, les

pertes de charge totales sont d'environ 17 m.

Le rabattement correspondant au débit de 15 m3/h est d'environ 1 m (Cf.

annexe 8).

La pression en tête de forage nécessaire à l'alimentation directe de la

piscine est donc de 1,8 kg/cm ; d'où la nécessité d'utiliser une pompe de reprise

dans les périodes où le déficit pluviométrique est important, par exemple en

1975 et 1984 (Cf. annexe 9).

Les travaux réalisés en mai 1984 ne peuvent modifier cette contrainte,

l'augmentation du rendement du forage n'étant pas significative pour de faibles

débits (Cf. annexe 8) .

4.3.2 Utilisation potentielle du forage

La coupe du tube 6" 5/8 à 52,80 m de profondeur conduisant à la réalisa-

tion d'une chambre de pompage de diamètre intérieur 220 mm, et la mise en place

d'une nouvelle tête de puits, permettent d'exploiter le forage â l'aide d'un grou-

pe électropompe immergé de diamètre 8", et d'assurer ainsi la fourniture d'un dé-

bit de l'ordre de 150 m3/h, quel que soit le potentiel de l'aquifère. Les carac-

téristiques des groupes électropompes PLEUGER Q83 de diamètre 8" figurent sur

l'annexe 15 ; ils permettent, par exemple, d'obtenir un débit de 147 m3/h pour

une hauteur manométrique de 40 m (O83-3), et le même débit pour une hauteur mano-

métrique de 53,5 m (083-4). Le choix du groupe électropompe sera fonction des ca-

ractéristiques effectives (débit et pression) de la demande en eau géothermale.

4.3.3 Consignes d'exploitation

II n'est pas souhaitable de maintenir le forage en production en dehors

des périodes d'exploitation de l'eau géothermale, afin d'éviter de diminuer inu-

- 25 -

tilement le potentiel de l'aquifère. Cependant, au point de vue de la conserva-

tion de l'ouvrage, la fermeture et l'ouverture de la vanne provoquait* enmpoint

quelconque du tubage, une variation de la pression et de la vitesse en fonction

du temps, un régime variable se substituant au régime permanent initial. Les sur-

pressions peuvent être importantes si la manoeuvre de la vanne est rapide et il

peut résulter de ces chocs (coups de bélier) des accidents de rupture du tubage.

Pour éviter ces phénomènes, il convient d'allonger la durée de fermeture ou d'ou-

verture de la vanne ; on peut également contrôler la surpression au manomètre

équipant la tête du puits, lors de la fermeture du forage.

Enfin, si l'exploitation intensive du forage est effective, il serait

souhaitable d'enregistrer les paramètres débit, rabattement et température.

4.4 - PRODUCTIVITE POTENTIELLE D'UN FORAGE EQUIPE D'UNE COLONNE 9" 5/8

Si la productivité du forage Pézenas 2 était insuffisante par rapport à

la demande en eau géothermale, l'exécution d'un forage équipé d'une colonne de

production 9" 5/8 pourrait être envisagée (Cf. annexe 10).

Les pertes de charge dans la colonne de production sont calculées par la

relation :

d. o ù j = « A . Q2 ( 1 2 )

D TK. 2g

Les pertes de charge sont inversement proportionnelles en première appro-

ximation à la puissance 5 du diamètre. Ainsi, quand le diamètre de la colonne

de production augmente de 50 %, elles sont divisées par environ 7,5.

* ^ n'est pas rigoureusement indépendant de D qui intervient sous forme delogarithme dans la relation 10.

- 26 -

Les pertes de charge ont été calculées pour un tubage de 9" 5/8, de dia-

mètre intérieur 226,6 mm (épaisseur 8,94 mm) équipant un forage de 12M 1/4 im-

planté sur le site du forage Pézenas 2. La courbe représentative Bl des pertes

de charge dans cette colonne de production figure sur l'annexe 10. Quelques cou-

ples de valeurs débit, pertes de charge dans le tubage (D3) sont rassemblés

dans le tableau suivant :

Débit en m3/h

50

100

150

200

300

400

Pertes de charge (D3)en m

0,37

1,40

2,94

4,76

10,50

18,55

Par ailleurs, les pertes de charge linéaires dans l'aquifère sont calcu-

lées par la relation :

Dl (m) = 0,0335 Q (m3/h)

Elles sont représentées sur l'annexe 10 par la droite (A).

Sur cette même annexe, les pertes de charge totales D = Dl + D3 dans

un ouvrage "parfait" , sont représentées par la courbe (B2) .

D est par exemple égal à 20,55 m pour un débit de 300 m3/h, et à

31,95 m pour un débit de 400 m3/h.

Ainsi, même si les pertes de charge quadratiques D2 dans le réservoir

ne sont pas réduites à une valeur négligeable, un forage équipé d'une colonne de

production 9" 5/8 pourrait permettre d'exploiter un débit de l'ordre de 300 m3/h

à 400 m3/h, avec des rabattements acceptables. Il conviendrait de prévoir une

* On admet que les pertes de charge quadratiques D2 dans l'aquifère sont né-gligeables, après réduction éventuelle par acidification.

- 27 -

une chambre de pompage d'une cinquantaine de mètres de profondeur équipée d'une

colonne 16", sur une profondeur de l'ordre de 50 m.

La comparaison des courbes (B2) et (C2) de l'annexe 2 met en éviden-

ce 1'importance déterminante du diamètre du tubage, quant .à la production poten-

tielle d'un forage captant l'aquifère jurassique.

oOo

CONCLUSION

Les résultats de l'examen par diagraphies et photographies stéréoscopi-

ques de l'état du forage "Pézenas 2" ont permis d'entreprendre sur cet ouvrage

de captage, en mai 1984, l'aménagement d'une chambre de pompage et d'une nouvel-

le tête de puits.

Par ailleurs, la stimulation de l'aquifère par pompage à "l'air lift" a

permis d'améliorer sensiblement le rendement du forage qui pourra être exploité

à un débit de l'ordre de 150 m3/h avec un groupe électropompe immergé de diamè-

tre 8".

Si la demande en eau géothermale était supérieure à ce débit, un nouvel

ouvrage équipé d'une colonne de production de diamètre 9" 5/8 pourrait permettre

d'obtenir un débit de l'ordre de 300 à 400 m3/h, eu égard aux caractéristiques

hydrogéologiques satisfaisantes de l'aquifère.

oOo

FORAGE GÉOTHERMIQUE

CARTE DE SITUATION

mnexe

FOOÍL extrait AÈA caftes IGN PEIENAS n°6 «I n" 7 ¿ i/25000

I S " O « .

/ 7 v « < : S " i i ' ? * ; " ^ r = ^' ? • - . • -» ,«

CAS ; Castelnau

F O R - A G E PETßOLIEß. T&ANSFÛ&ME EN FORAGE GEOTHERMIQUE

- 6 7 6 m Cote. WGF du toit du Jurassique supérieur

CASI • Foraga pétrolier

BU AGI 135 LßO Echelle 1/25000

GÉOTHERMIQUE

PEZENAS Z

Extrait d'un plan de la vilW de PEZENAS

TRANCHEEl'évacuation de l'eau lors del'<3tnenacj«.meat de la tête

de forage •

FOßAGE: / ///.7

Vanne

c D. Con'50

PLAN DE SITUATION

AGI 135 LßO Echelle 1/2000

PEZENAS Z ISOBATHES DU TOIT DU JURASSIQUE SUPÉRIEUR,

. nnexe

FOBAGE G&OTHER.MIQUE

MONTAGNAC °°

Ex brait d'un document C.C. E X . ,Université de Bordeaux III P E Z E N A S 2 , forage pétrolier transforme en forage géothermique

r-*- Profondeur du toit, du Jurassique supérieur

Calcaires et dolomies (Jurassique supérieur)

04 AGI 135 IHO Echelle 1/100 000

FORAGE GÉOTHERMIQUE PEZENAS2. Annexe 4-

S . N . P . L . M . Géolooie

COUPE SONDAGE P¿z. 2ECHELLE 1/2.000

D-203

Département : HéraultAwondissöment BéziensCanton : PezenajCommune ; Péze/ias

COORDONNÉES-

X129,379,23

Appareil: Wirlk Z

Commencement-le IS oc t. 4-Ô

Fmde Í7 février 134-9

PROFONDEUR, PAR, RAPPORT AU

PLANCHEO. DE L'APPAREIL

DE F0B4GE

• • • • ' • v o ^ •

84 AGI 135 LftO

«0

Tfc

c

o

200-

t\

300

M«lit

400

**»

«M

500

600-

70ÍF-

03

1. : : i ' 1. - A V .

I . T . 1J L

x:

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-^ i H

— A. - .

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Indices

7*1

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,—,Ut.l.

TlS.tr- 7»| If

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CD

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Description détailléedes

terrains

toar SL.rnzrure ¿ , „ , - „ . , , / ^ — ¿ „ . ^V

Argtfex grmseusas y ru -h

s </c

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et < • * / "

Ci»'1 J / / V * i'/V f*O*

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y - / / J " Í - -7 tftrw

r^t'fs f*tt»*j jnre

-Camc-riítm

€7> O W0J f

à 738m.31

FoaAGE GÉOTHERMIQUE,

COUPE DU FORAGE

Annexe 5

QUATERNAIRE0-,

100-

200-

300-

¿00-

500-

600-

700-

800 J

012.25-

307.25-

cooL.

0.

69Í.2S

J_

UJzo§o

LUZLU

O

2

zLU

LUU<ZooOí

LU

in

SolAlluvions

Argiles gréseuses , .Sables grossiers,calcaires

1Argiles, argilessableuses, marnes

Argiles bariolées,marnes, passées decalcaires

659,25-7

IDolomies vacuolaires,dolomies fissurées,calcaires * 735,56

* Profondeur par rapport au sol

.Fermeture du forage surMe tubage $ 9"5/8

- Forage <J> 12"

•j-Tubage $ 9 " 5 / 8

(311,1mm)

Ciment

— Forage Q 8"1/2 (215,9 m m )

-Tubage $ 6" 5/8

Ciment

— Forage $ 5 " 5 / 8 (U2.9 m m )

04 AGI 135 LR0

FORAGE GÉOTHERMIQUE.

PEZENAS 2

SCHEMA DE LA TETE

DU PUITS

ANTERIEURE

A MAI 1984

Fosse bétonnée

Echelle 1 / 1 0

84 AGI 135 L&0

Vanne sphérique

l Tubage 9"6/8

GÉOTHERMIQUE

PEZUÑAS 2.

TETE DU PUITS

AMENAGEE

EN MAI 1384

BCTOM

r . V . . . . v- ' . - . ' : • . - . • • • . • : • ; • . • . - • - • • • < J > . - • ' • - ' : • • •

pifll

lVí^v:^v&:7-V:í»::.:.'

i¡ií§i

S5&$Í«&;=;

Ulii!

CAVE

BR.IDE PN1O

MANOMETRE

BRIDE PN 10

o o

o o

¿ -iA¿lÍ¿?i:;?i---. •o>.:---;j0 • V:ïv*£i; V - . ; ¿ V . : ^

ÖA AGI 135LB0

03351

BRJDCS

VAWNE.

ÔPHLRIÛUE

275mm/\0'Vuc- fc,¿ m m

OBTURÉE0 168.3 mm

e. 6,3iirn

PN10

U^MANCHON 3"s/80 extiJleur 263,9 m m

O OCOLLIER

O O

Annexe 7

milimmm&

. • » • • • • • : i o i ; - . - - . -

-y- LÍ. •̂ J.-Jj:̂ i.iJi-̂ ..Ui.-i_-Ct.-*̂ . - ^ - Ä - ^ Ä _ ! . • - --_̂ j ••^•^•'.iy-a-^d-3

TUBAGE 3"s/8

FORAGE

Echelle 1/10

FoßAGE

PELENAS Z

\nnexe

200

"H

E

c

E

ace

COUCBES

CAßACTEBISTIQUES

13^9-1984

Moirie dfc Péz.efuií>

U.5.T .L

11/Í/19U avant coupe du. tube 6"5/8 et d¿ve[oppetnerj; ( B . R . 6 . M . )

I0/S/198Í après, coupe du, tube G " V s et d¿veloppcnu.rit ( B . R . G . M )

Q ] pertes de ckarge. dem«, lJaquifcre. dans u-n. f orcLge" parfeút "

A 2 pwtes d£ ckjorge reelles dans I 'aquLfcre.

B pertes de charge díuvs le tabage

C J perte* de cK<trge. totales do-ru> an. forage parfait" (Ai + B)

C 2 PLÛTES DE, CHARGE TOTALES DANS LE FORAGE PEZENAS Z (A2+ B)

B

84 AGI 135 LRO

FORAGE GÉOTHERMIQUEPEZEMAS Z

28-

3O

oQ.O.O

OQ.

-ion

Ec

c

E

ocu

- 2 0 -

oo.Êoa.

Annexe 9

50I

100I

150

Débit en m 3 / h

\\

ßELATIOWS

DEBIT- POTENTIEL

1949 ~ 1984

1984

04 AGI 135 LßO

Sol

FORAGE. GÉOTHERMIQUE

PEZENAS Z

10

100 200i

300

Débil en m 3 / h

A

Bi

B2

'/-•

Ec

Ci

C2

PRODUCTIVITÉ POTENTIELLE DU KARST JURASSIQUE DANS

UN FORAGE "PARFAIT" EQUIPE D'UN TUBAGE

3" 5 /8ou6" 5 / 6

£

o.aaa:

9" 5/8

6 " 5 / 8

Pertes de. cKar^e darv-s I ac\uxîe.re. dan-s un- ouvrage " parfcul, '

[j 1 Pert«, de ckarqe dans, le tubage 9 " 5/fl

B 2 PERTES de CHARGE. TOTALES ( A • Bi)

r ] Pertes de. charge- daas le tubage S " s / 8

C2 PERTES deCHAR6L TOTALES (A*Cl)

AGI 135 LRO

GEOTHE&MiaUE PtZENAS 1 .nnexe 11

P I E Z 0 n E T R I E 1 9 1 0 - 1 9 8 4SGR/LRO

34 WLLEVEYRACoL'OLIUET P4

INDICE B .ñ .C .n . 1016-1X-015G

DESIGNATION P4 0001

w-1910

NAPPE GAR/KC..S../-0C STSTEHE KARSTIQUE DU PLI DE HONTPELLIERRESEAU PROFONDEUR OUURAGE 60.00COTE DU REPERE PTEZOriETRrQUE 61.53COTE DU SOL 60»00

tU AGI 135 LRQ

FORAGE GEÜTHEBMIQUE

PEZENAÔ 2

STATION: MONTPELLIER, - FréjorguesAnnexe 12

MONTPELLIER-Fréj

S O N D J F M A M J J A

Anne«, moyenne ( 19-46 - 137g )

1367J F M U J J U O N D

13G8J F M A M J J A 5 O N D

1363

J F M A M J J A 5 0 N D

1370J F M A M J J A Ô O N D

1371

u F M N J J * 5 0 N D J F M A H J J A 5 0 N O

1373

J F M A M J J A S O N D

1374J F W A M J J A S O N D

1975J F H A M J J A 5 0 N D

1376j F M » M J J i 6 0 H D

1377

J F M A M J J A 5 0 N D

1378J F M A M J J A S O H D

1373J f M A H u J A S O N D

1380J F H A M V J L J A S O N D J F M A M J J A S 0

138Z

D l J F M A M J J A S O N O

1383

J F M A M J J A S Û N D

1364

B . ß . G . M . 5 . G . R . Languedoc- 04 AGI 135 LRO

\ \FORAGE GÉOTHERMIQUE;

PE,ZENAS2

annexe 13

I I

I ! / / /

64 AGI 135 LRO

Service géologique régional LANGUEDOC - ROUSSILLON/ / ' / / / / / / / / M i l l l l l l l M U W W W W

1039, rue de Pinville - 34000 Montpellier/ / / / / / ' / / M U I I U U \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

Tél. : (67) 65-81 -13 - Télex : B R G M 490604 F////////////i 11 i n w w w w w

FORAGE GÉOTHERMIQUE

PEZXNAS 2

Annexe

COMPARAISON ENTRE LES DIAMETREUßS

19A3 ET 1384-

0 150mmDIAMETBEUR. 12.4.1384

¿O 0 m m ¿50mm 350mm

lÛÛmm 2-OOmnt 300mm.

DIAMETRXUR, U Z 1349

675 m

DIAMETREUB

14..2.19Í.9DIAM&TROJR.

12.4 1984

SU AGI 135 LHO

FORAGE GÉOTHERMIQUE

PEZENA&2,

Annexe 15

P O U R PUITS 8'VIO" diamètre m m50 Hz, 220 500 volt« *l - 2900 I'mn'I autres tensions sur oemdnüeI y compris chambre de compensation

') D — diam max y compris caDIe pour 380 voltset clapel de retenue R S"

') seulement pour demarrase direct on transformateur*) pou/ 380 500 volts

• O u ' fonctionnement dans I «au puretemperature ambiante mai de l'eau V 6 V a VT 8 — +30' C

V '0 - +25 Cb) en considération de l'afflux par l'entrée de la pompeSl-A - raccord de la luyaulerieP M ~ puissance du moteurLp — longueur de la pompek-M — longueur du moteurL — longueur totale du groupeHV — clapel de retenue

flf L - 210 m m Sl-A R 5"DN 125. L - 210 m m . Sl-A

POMPES PLEUGER Q83 50 Hz 2900 t/mn

V2725

—«—

-—

—-

—-

Siï\

--

--

'À

—-.• A

^ *

*—

-»-

-—

***

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VI

0

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i

V,«-1

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r

Pp

——' s

\

—

40 50 60 80 100

• ' I ' M l

200

[-11,0 -

0.6

0,5

0,4

300 rn-/h

I

Typ« Pomp« ' Moieur 2 L1,

m m

DONNÉES TECHNIQUES Type

mm mrn

D'I

mm

Po.0*

POUR PUITS 8" diamètre min

7252

7253

7254

7255

7256

7257

7256

7259

7260

Q83-1+V6-31.5

Q83-2+V6-W

Q83-3+US-74

Q63-4+V8-50

Q63-5+VB-60

083-6+V8-7S

Q83-7+VTB-5O'l •)

Q83-S+VT8-50 *J ')

Q83-9+VT6-6O ') •)

8

15

22'

30

3/

45

55

60

75

925

1505

173Û

1746

1970

2245

3345

3470

3795

28t.

410

535

«70

795

920

1045

1170

1295

640

1095

1196

1075

. W S

1325

2300

2300

2500

1S8

166

189

191

191

193

193

193

196

67

111

132

176

202

236

318

328

370

Q83

debit et hauteur manomeirique

0

22,7

45 ,4

M

•1

114

136

159

182

204

73.5

17,4

34.7

52

69,5

a/104

122

139

156

103

15.9

31.7

47.6

• M

79,5

95

111

127

143

132

14,5

28.B

49*4

H

72,5

87

101

116

130

¿S¿¿

1• M

40J

• M

67

80

94

107

121

162

11,9

23,9

3S.6

47.8

59,5

71.5

63.5

»5,5

108

184

. 8

17,5

26.3

35

43.8

52.5

61.5

70

7»

199

5.7

11.4

17.1

22.8

28,5

34,2

39,9

45.7

51,5

m . / h

m

m

m

m

m

m

m

m

m

AGI 135 LßO