J.C. lundt Martin J.C.Nartet - BRGM
Transcript of J.C. lundt Martin J.C.Nartet - BRGM
BRGM
Syndicat de Modernisation et d'Exploitationdes Thermes de Barèges (Hautes-Pyrénées)
EXAMEN DE L'ETAT DES CAPTAGES
ETUDE HYDRODYNAMIQUE
F. lundtJ.C. MartinM. NartetJ.C. Seule
4 février 1986
86 SGN 107 MPY
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIERESSERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
Service Géologique Régional Midi-Pyrénéesavenue Pierre-Georges-Latécoère - 31400 TOULOUSE - TéL: 61.52.12.14
BRGM
Syndicat de Modernisation et d'Exploitationdes Thermes de Barèges (Hautes-Pyrénées)
EXAMEN DE L'ETAT DES CAPTAGES
ETUDE HYDRODYNAMIQUE
F. lundtJ.C. MartinM. NartetJ.C. Seule
4 février 1986
86 SGN 107 MPY
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIERESSERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
Service Géologique Régional Midi-Pyrénéesavenue Pierre-Georges-Latécoère - 31400 TOULOUSE - TéL: 61.52.12.14
TABLE DES MATIERES
Résumé
Introduction
1 - Principales données historiques
2 - Examen de 1 'état des forages
3 - Etude hydrogéochimique
4 - Etude hydrodynamique des émergences
5 - Conclusions
- TABLE DES PLANCHES -
1 - Plan de situation des captages et des forages
2 - Examen vidéo et leg thermique de Tambour III
3 - Diagraphie de la vitesse de circulation de Tambour III
4 - Photographie des anomalies des forages (pendant examen vidéo)
5 - Analyses phisico-chimiques
6 - Evolution des températures et résistivité des sourcesde 1888 à 1985
7 - Coupe schématique des installations : forage Tambour III etétablissement thermal
8 - Variation des pressions pendant les tests
9 - Variation des températures pendant les tests
10 - Variation des débits pendant les tests
TABLE DES MATIERES
Résumé
Introduction
1 - Principales données historiques
2 - Examen de 1 'état des forages
3 - Etude hydrogéochimique
4 - Etude hydrodynamique des émergences
5 - Conclusions
- TABLE DES PLANCHES -
1 - Plan de situation des captages et des forages
2 - Examen vidéo et leg thermique de Tambour III
3 - Diagraphie de la vitesse de circulation de Tambour III
4 - Photographie des anomalies des forages (pendant examen vidéo)
5 - Analyses phisico-chimiques
6 - Evolution des températures et résistivité des sourcesde 1888 à 1985
7 - Coupe schématique des installations : forage Tambour III etétablissement thermal
8 - Variation des pressions pendant les tests
9 - Variation des températures pendant les tests
10 - Variation des débits pendant les tests
RESUME
Le Service Géologique Régional Midi-Pyrénées du Bureau deRecherches Géologiques et Minières, a entrepris à la demande du Syndicat deModernisation et d'Exploitation des Thermes de Barèges, l'étude hydrodynamiquedes écoulements.
Cette étude a été rendue nécessaire par l'observation d'unebaisse de débit dans le forage Tambour III qui alimente la plus grande partiedes Thermes et les échangeurs thermiques. Le débit serait passé de 36 mS/h(voire 50 m3/h) en 1972 à 20 mS/h en 1985.
Les trois types d'investigations programmées ont apporté chacunleur lot d'informations et de données pour établir un programme de travauxpermettant d'envisager une amélioration de la situation :
- l'exploration des forages Tambour III et Polard parcaméra-vidéo permet de proposer un programme de restauration de ces deuxforages. Ce programme qui constituerait une première phase de travaux comprendle débouchage de Tambour III obstrué à la profondeur de 72 m et la réfectionde la partie tubée de Polard (tubage éventré).
- les investigations hydrodynamiques et hydrochimiquesconduisent à penser que la restauration des 2 forages qui devrait entraînerune amélioration de la situation ne sera pas suffisante. Une deuxième phase detravaux, pourrait être programmée pour capter l'eau dans son mouvementascendant sur son trajet principal , celui qui conduit à Tambour II .
Pour localiser ce nouveau captage qui permettrait d'obtenir uneeau sans mélange et à température plus élevée (50°C) une investigationgéologique de détail est nécessaire.
RESUME
Le Service Géologique Régional Midi-Pyrénées du Bureau deRecherches Géologiques et Minières, a entrepris à la demande du Syndicat deModernisation et d'Exploitation des Thermes de Barèges, l'étude hydrodynamiquedes écoulements.
Cette étude a été rendue nécessaire par l'observation d'unebaisse de débit dans le forage Tambour III qui alimente la plus grande partiedes Thermes et les échangeurs thermiques. Le débit serait passé de 36 mS/h(voire 50 m3/h) en 1972 à 20 mS/h en 1985.
Les trois types d'investigations programmées ont apporté chacunleur lot d'informations et de données pour établir un programme de travauxpermettant d'envisager une amélioration de la situation :
- l'exploration des forages Tambour III et Polard parcaméra-vidéo permet de proposer un programme de restauration de ces deuxforages. Ce programme qui constituerait une première phase de travaux comprendle débouchage de Tambour III obstrué à la profondeur de 72 m et la réfectionde la partie tubée de Polard (tubage éventré).
- les investigations hydrodynamiques et hydrochimiquesconduisent à penser que la restauration des 2 forages qui devrait entraînerune amélioration de la situation ne sera pas suffisante. Une deuxième phase detravaux, pourrait être programmée pour capter l'eau dans son mouvementascendant sur son trajet principal , celui qui conduit à Tambour II .
Pour localiser ce nouveau captage qui permettrait d'obtenir uneeau sans mélange et à température plus élevée (50°C) une investigationgéologique de détail est nécessaire.
INTRODUCTION
Le Syndicat de Modernisation et d'Exploration des Thermes deBarèges a confié au Service Géologique Régional Midi-Pyrénées du Bureau deRecherches Géologiques et Minières, une étude hydrodynamique des sources.
Les Thermes de Barèges sont alimentés par 21 sourcesrépertoriées, mais actuellement le nombre de sources utilisées est trèslimité.
L'activité de la station nécessitant un débit important estsatisfaite par les forages Tambour 3 (forage du parking), et Polard (ancien 2bis). D'autres sources à débit faible sont utilisées pour d'autres usages : StRoch et Tambour 1 (buvette). Entrée 1,2 et 3 (chauffage), Gency 1 et 2(dermatologie) .
Dans le cadre du réaménagement des Thermes, des échangeursthermiques ont été mis en place. Ces derniers sont alimentés essentiellementpar le forage Tambour 3.
Le circuit d'eau qui doit satisfaire à la fois des usagesthermiques et médicaux a été conçu pour fonctionner avec un débit de 50 m3/h -débit supposé pour le forage Tambour 3 -. Or, dès la mise en route deséchangeurs en juin 1985 un problème de débit de Tambour 3 est apparu, lesmesures de débit faites par les services techniques des Thermes au niveau dela tête de forage donnent seulement 27 m3/h.
Par ailleurs une baisse de débit a été enregistrée égalementsur le forage Polard.
Ces baisses de débit de l'ordre de 50% qui sont fortementpréjudiciables à l'exploitation des Thermes demandent que la cause en soitrecherchée.
Pour ce faire, nous avons procédé à des investigations reposantessentiellement sur :
- une examen de l'état des forages par exploration à l'aided'une caméra-vidéo, par mesures des vitesses et de latempérature de l'eau dans les forages
INTRODUCTION
Le Syndicat de Modernisation et d'Exploration des Thermes deBarèges a confié au Service Géologique Régional Midi-Pyrénées du Bureau deRecherches Géologiques et Minières, une étude hydrodynamique des sources.
Les Thermes de Barèges sont alimentés par 21 sourcesrépertoriées, mais actuellement le nombre de sources utilisées est trèslimité.
L'activité de la station nécessitant un débit important estsatisfaite par les forages Tambour 3 (forage du parking), et Polard (ancien 2bis). D'autres sources à débit faible sont utilisées pour d'autres usages : StRoch et Tambour 1 (buvette). Entrée 1,2 et 3 (chauffage), Gency 1 et 2(dermatologie) .
Dans le cadre du réaménagement des Thermes, des échangeursthermiques ont été mis en place. Ces derniers sont alimentés essentiellementpar le forage Tambour 3.
Le circuit d'eau qui doit satisfaire à la fois des usagesthermiques et médicaux a été conçu pour fonctionner avec un débit de 50 m3/h -débit supposé pour le forage Tambour 3 -. Or, dès la mise en route deséchangeurs en juin 1985 un problème de débit de Tambour 3 est apparu, lesmesures de débit faites par les services techniques des Thermes au niveau dela tête de forage donnent seulement 27 m3/h.
Par ailleurs une baisse de débit a été enregistrée égalementsur le forage Polard.
Ces baisses de débit de l'ordre de 50% qui sont fortementpréjudiciables à l'exploitation des Thermes demandent que la cause en soitrecherchée.
Pour ce faire, nous avons procédé à des investigations reposantessentiellement sur :
- une examen de l'état des forages par exploration à l'aided'une caméra-vidéo, par mesures des vitesses et de latempérature de l'eau dans les forages
une étude hydrogéochimique des eaux échantillonnées àdiverses émergences, et évaluation des états de mélange, et desphénomènes thermiques.
- une étude hydrodynamique des Thermes, prenant en compte tousles écoulements (sources et forages), et reposant surl'observation des interférences entre sources et forages.
une étude hydrogéochimique des eaux échantillonnées àdiverses émergences, et évaluation des états de mélange, et desphénomènes thermiques.
- une étude hydrodynamique des Thermes, prenant en compte tousles écoulements (sources et forages), et reposant surl'observation des interférences entre sources et forages.
1 -
1 - PRINCIPALES DONNEES HISTORIQUES
La station thermale de Barèges s'est développée sous le règne de LouisXIV, mais elle était connue dès le Moyen-Age.
Les sources de Barèges font l'objet d'arrêtés ministérielsd'autorisation:
- 23-051837 pour les sources de la Chapelle et Dassieu
- 23-03-1857 pour la source de Troy
Ces sources ont fait l'objet de travaux de captage àdifférentes époques (cf. pl. l).
- en 1852 : une galerie est creusée à l'est de l'établissement dansles calcaires, elle donne les sources de St Roch et Louvois.
- de 1854 à 1863 : les sources qui émergent des alluvions et du "tapp"sont captées dans l'établissement par mise en place d'une couche debéton de 0,70 m d'épaisseur traversée au niveau des émergences par unecolonne de captage. Ces captages sont alignés dans la direction N55°Esur une longueur de 60 m. ces sources sont d'Est en Ouest :
Gency 1 et 2, Bain Neuf, Entrée 1 à 4, Tambour, Fond, Ramond,Polard 1 et 2, Dassieu, Nouvelle, Bordeu (Nouvelle n'a en fait étédécouverte qu'en 1882)
- 1861 à 1865 : construction du bâtiment thermal
- jusqu'en 1965 : la station est limitée dans son développement par lefaible débit des sources, débit global : 7,2 mS/h.
- 1969-1975 : un important programme de recaptage par forages estréalisé : six sondages de reconnaissance de 20 à 96 m de profondeursont d'abord exécutés, puis le forage du parking, dénommé Tambour III,exécuté en 1972 produit 36 mS/h d'eau jaillissante à 41 °C. Un forageS8 effectué à l'intérieur du bâtiment a été abandonné car improductif,tandis que que le sondage S2bis a été transformé en forage deproduction sous la dénomination Polard.
1 -
1 - PRINCIPALES DONNEES HISTORIQUES
La station thermale de Barèges s'est développée sous le règne de LouisXIV, mais elle était connue dès le Moyen-Age.
Les sources de Barèges font l'objet d'arrêtés ministérielsd'autorisation:
- 23-051837 pour les sources de la Chapelle et Dassieu
- 23-03-1857 pour la source de Troy
Ces sources ont fait l'objet de travaux de captage àdifférentes époques (cf. pl. l).
- en 1852 : une galerie est creusée à l'est de l'établissement dansles calcaires, elle donne les sources de St Roch et Louvois.
- de 1854 à 1863 : les sources qui émergent des alluvions et du "tapp"sont captées dans l'établissement par mise en place d'une couche debéton de 0,70 m d'épaisseur traversée au niveau des émergences par unecolonne de captage. Ces captages sont alignés dans la direction N55°Esur une longueur de 60 m. ces sources sont d'Est en Ouest :
Gency 1 et 2, Bain Neuf, Entrée 1 à 4, Tambour, Fond, Ramond,Polard 1 et 2, Dassieu, Nouvelle, Bordeu (Nouvelle n'a en fait étédécouverte qu'en 1882)
- 1861 à 1865 : construction du bâtiment thermal
- jusqu'en 1965 : la station est limitée dans son développement par lefaible débit des sources, débit global : 7,2 mS/h.
- 1969-1975 : un important programme de recaptage par forages estréalisé : six sondages de reconnaissance de 20 à 96 m de profondeursont d'abord exécutés, puis le forage du parking, dénommé Tambour III,exécuté en 1972 produit 36 mS/h d'eau jaillissante à 41 °C. Un forageS8 effectué à l'intérieur du bâtiment a été abandonné car improductif,tandis que que le sondage S2bis a été transformé en forage deproduction sous la dénomination Polard.
BAREGES
plan de situation des captages
eLdes^forages,
hali dz. I etao/iistment
schéma type des captage8_ /
situés sous rétablissement
I Sourca fharmo- minérale
k sondage en expioiCaCion
P A sondaga rebouche
ni'v/eau da distributionan baignoire
5lA-
BAREGES
plan de situation des captages
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I Sourca fharmo- minérale
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P A sondaga rebouche
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5lA-
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Le débit global des Thermes a évolué dansvraisemblablement en fonction des différents travaux de captage:
le temps
I r T 1 1 1 r I lllll I
! année ¡ 1862 ¡ 1871 ¡ 1892 ! 1924 ¡ 1972 i 1985
¡ 1 1 ¡ 1 1 A¡débit global | 5,7 | 6,0 ' 7,6 ' 7,2 ¡ 39,3 i 24I en m3/h ' I i i I dont ! dontI ' I I I I 36 pour I 18 pourI 'I'l Tambour j Tambour! I ! I ! I III I ' III! ! 1 I i J I
Nota : un texte de 1972 fait état de 51 m3/h pour Tambour III.
Le tableau ci-dessus montre l'accroissement considérable dedébit apporté par Tambour III, (supplément pour la station : 32 m3/h, enprenant 36 mS/h de débit à la sortie de Tambour III). Mais il met aussi enévidence la diminution entre 1972 et 1985, le débit du forage est passé de 36à 18 m3/h et le débit global de la station a baissé de 15,3 m3/h.
Cependant, les variations de température observées surcertaines sources et sur le forage, peuvent nous laisser supposer que lesvariations de débit peuvent correspondre à des variations dans les proportionsdes mélanges entre les eaux thermales et des eaux froides. Ce fait seraréexaminé ci-après en fonction des études physico-chimiques.
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Le débit global des Thermes a évolué dansvraisemblablement en fonction des différents travaux de captage:
le temps
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Nota : un texte de 1972 fait état de 51 m3/h pour Tambour III.
Le tableau ci-dessus montre l'accroissement considérable dedébit apporté par Tambour III, (supplément pour la station : 32 m3/h, enprenant 36 mS/h de débit à la sortie de Tambour III). Mais il met aussi enévidence la diminution entre 1972 et 1985, le débit du forage est passé de 36à 18 m3/h et le débit global de la station a baissé de 15,3 m3/h.
Cependant, les variations de température observées surcertaines sources et sur le forage, peuvent nous laisser supposer que lesvariations de débit peuvent correspondre à des variations dans les proportionsdes mélanges entre les eaux thermales et des eaux froides. Ce fait seraréexaminé ci-après en fonction des études physico-chimiques.
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2 - EXAMEN DE L'ETAT DES FORAGES
Afin d'établir un diagnostic efficace pour les deux foragesactuellement exploités (Tambour 3 et Polard), le B R G M a fait appel à unesociété de service spécialisée dans ce type d'investigations : la sociétéHydro-Invest d'Angoulême.
Les examens se sont déroulés dans la journée du 9 octobre 1985 :
entrée de la caméro-vidéo dans le 1er forage à 9h30, sortie de la caméra du2ème forage à 19h30.
Ces investigations ont consisté en un examen du forage par descented'une caméra-vidéo, qui a été suivi d'une diagraphie thermique et d'unediagraphie des vitesses d'écoulement (en jaillissement naturel).
Ces examens ont révélé que l'état réel des forages est assez différentde l'état supposé.
2.1 - Examen de Tambour 3 : (cf. pl . 1 et 2)
- le tubage acier est plus court que prévu, il s'arrête à 30 m
sur ion bloc de granite roulé provenant du recouvrement (cf. photo n° 1). Lafuite sous le pied du tubage a été évaluée à 2 m3/h.
Le tubage acier de ¡6 200 mm est chemisé en PVC de ¡6 intérieur128 mm.
- le forage est obstrué à 72 m (cf. photo n° 2, pl. 4).Les fissures ouvertes qui avaient été signalées par le foreur
ont été retrouvées en partie :
o 1ère venue à 33 m a été retrouvée
o 2ème venue à 75 m
n'ont pas pu être vues à cause del'obturation du forage par un bloc
o 3ème venue à 83 m \ à la profondeur de 72 m.
Les 2 venues au fond sont donc freinées par ce ou ces blocs.
- le débit du forage est de 18 m3/h, en écoulement naturel auniveau de la tête du forage.
o mesure au bac déversoir : 18,0 m3/h à 18,5 m3/h
o mesure au micromoulinet : 14 m3/h proviennent du fond4,5 m3/h proviennent de la fissureà la profondeur de 33m.
- 4
2 - EXAMEN DE L'ETAT DES FORAGES
Afin d'établir un diagnostic efficace pour les deux foragesactuellement exploités (Tambour 3 et Polard), le B R G M a fait appel à unesociété de service spécialisée dans ce type d'investigations : la sociétéHydro-Invest d'Angoulême.
Les examens se sont déroulés dans la journée du 9 octobre 1985 :
entrée de la caméro-vidéo dans le 1er forage à 9h30, sortie de la caméra du2ème forage à 19h30.
Ces investigations ont consisté en un examen du forage par descented'une caméra-vidéo, qui a été suivi d'une diagraphie thermique et d'unediagraphie des vitesses d'écoulement (en jaillissement naturel).
Ces examens ont révélé que l'état réel des forages est assez différentde l'état supposé.
2.1 - Examen de Tambour 3 : (cf. pl . 1 et 2)
- le tubage acier est plus court que prévu, il s'arrête à 30 m
sur ion bloc de granite roulé provenant du recouvrement (cf. photo n° 1). Lafuite sous le pied du tubage a été évaluée à 2 m3/h.
Le tubage acier de ¡6 200 mm est chemisé en PVC de ¡6 intérieur128 mm.
- le forage est obstrué à 72 m (cf. photo n° 2, pl. 4).Les fissures ouvertes qui avaient été signalées par le foreur
ont été retrouvées en partie :
o 1ère venue à 33 m a été retrouvée
o 2ème venue à 75 m
n'ont pas pu être vues à cause del'obturation du forage par un bloc
o 3ème venue à 83 m \ à la profondeur de 72 m.
Les 2 venues au fond sont donc freinées par ce ou ces blocs.
- le débit du forage est de 18 m3/h, en écoulement naturel auniveau de la tête du forage.
o mesure au bac déversoir : 18,0 m3/h à 18,5 m3/h
o mesure au micromoulinet : 14 m3/h proviennent du fond4,5 m3/h proviennent de la fissureà la profondeur de 33m.
LOGS CARACTERISTIQUESLOG THERMIQUE
LOG DE PRODUCTION
HYDRO-INVEST76, ru* da la Loire
16000 Angouléma
Tel (45)92.10.32
EXAMEN VIDEO
FORAGE DE :
TAMBOURN=3
Propriétaira: THERMES DE BAREGES
Département: HAUTES PYRENEES
Commune : BAREGES
Mission du : 9 10 65
Réf: DV1 TH1
Ech: 1/2D0
PR0F0N0EUR
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' OBSERVATIONS
Sol parking * 0,60m1 eéro vidéo * Bord tubeJ1 aolnt
H Tube acier 0 2oonm Esrt.g +tube PVC (a 128mm Int.n en élément de 6,20m
t Joint
i1fa Joint*
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(1 ! Base tubes
-j-^^Diaclaseft (tf 224nm
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Tel (45)92.10.32
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FORAGE DE :
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Propriétaira: THERMES DE BAREGES
Département: HAUTES PYRENEES
Commune : BAREGES
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photographies des anomalies des forages
examen vidéo du 9/-Í0/-I985
Tambour Ht
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cette photographie, montrafa basz du tubo. PVC ç.t ¡e.Qalzt qui bloquz h tubage acier.
Tambour HEvue axiale.
profondeur : 72,70m
cette, photographiz manlrzun bloc (¿ffondré obstruantpartiellement Iß trou .
Po\ar¿ ou Sz bisvu a. axiale
profondeur = 7,30 m
Sot-tic du tubage dans leterrain n u .On aperçoit una section en 8 .dua vraisse-mtiatilemcnt à unsraFovation . L'extrémité d'untune appqraít sur le trou,en haut de la phofo.
- 8 -
SOLUTION PROPOSEE POUR RESTAURER TAMBOUR 3 :
- faire venir une foreuse marteau-fond de trou, et déboucher leforage jusqu'à la cote initiale : 95 m
- un tube P.V.C. crépine pourra être introduit jusqu'au fondpour éviter que d'autres blocs viennent boucher le trou.
2.2 Examen de Polard :
L'exploration de ce forage a été limitée à un examen vidéo. Lacaméra a été descendue jusqu'à coincement à la profondeur 7,30 m.
Cet examen a révélé :
- un trou en 8 à 7,30 m, ce qui correspond à deux f orations ?
- un tubage en PVC de 0,68 m à 6,90m sous le sol du parking .
Ce tube PVC est trop mince pour tenir le terrain.
- un tubage cassé et éclaté de 4,60 m à 5,50 m
- une partie de tube ovalisée à 6,80 m
- une absence de tubage à partir de 6,90 m, et élargissementdu trou jusqu'à 7,30 m
- une tête d'un autre tubage qui apparaît à 7,30 m dans un desdeux trous.
SOLUTIONS PROPOSEES POUR RESTAURER POLARD :
- surforer la partie tubée de façon à éliminer les restes detubage PVC
- tuber et cimenter à nouveau de façon à éliminer toutes lesvenues d'eau provenant des terrains de recouvrement.Le tubage devra être ancré dans les terrains en place :
profondeur environ 12 m.
- 8 -
SOLUTION PROPOSEE POUR RESTAURER TAMBOUR 3 :
- faire venir une foreuse marteau-fond de trou, et déboucher leforage jusqu'à la cote initiale : 95 m
- un tube P.V.C. crépine pourra être introduit jusqu'au fondpour éviter que d'autres blocs viennent boucher le trou.
2.2 Examen de Polard :
L'exploration de ce forage a été limitée à un examen vidéo. Lacaméra a été descendue jusqu'à coincement à la profondeur 7,30 m.
Cet examen a révélé :
- un trou en 8 à 7,30 m, ce qui correspond à deux f orations ?
- un tubage en PVC de 0,68 m à 6,90m sous le sol du parking .
Ce tube PVC est trop mince pour tenir le terrain.
- un tubage cassé et éclaté de 4,60 m à 5,50 m
- une partie de tube ovalisée à 6,80 m
- une absence de tubage à partir de 6,90 m, et élargissementdu trou jusqu'à 7,30 m
- une tête d'un autre tubage qui apparaît à 7,30 m dans un desdeux trous.
SOLUTIONS PROPOSEES POUR RESTAURER POLARD :
- surforer la partie tubée de façon à éliminer les restes detubage PVC
- tuber et cimenter à nouveau de façon à éliminer toutes lesvenues d'eau provenant des terrains de recouvrement.Le tubage devra être ancré dans les terrains en place :
profondeur environ 12 m.
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3 - ETUDE HYDROGEOCHIMIQUE
Afin de pouvoir caractériser le système hydrothermal deBarèges, différentes sources ont été étudiées : Gency. Polard, SaintRoch, Tambour 2 et Tambour 3.
Une série de prélèvements d'échantillons et de mesures insitu a été effectuée les26 et 27 septembre 1985.
3.1 - Mesures in situ
Les eaux sulfurées sont instables et tout contact avecl'atmosphère peut provoquer des transformations irréversibles (dégazage,oxydation, précipitation, etc.] ; différents paramètres physico¬chimiques doivent donc être mesurés à l'émergence même : température,conductivité. potentiel d'oxydoréduction. oxygène dissous. Les sulfuresdissous ont été mesurés au moyen d'une méthode colorimétrique de terrainutilisant une échelle comparative de coloration pour le calcul deteneurs.
3.2 - Echantillonnage et conditionnements spécifiques
Le fluide est conditionné de façon spécifique, dans des flaconsde polyethylene, en fonction des analyses à effectuer :
- zlzmznti maj'zuÂA :
. Cation¿ : 250 ce filtrés 0.45 ym et acidifié (pH = 1 environ avec HNO3]
Anlon¿ 250 ce filtrés 0.45 ym et oxydés (H2O + NaOH) pour lesanalyses du soufre total [sulfates et sulfures)
50 ce filtrés 0.45 ym avec 1 ce d'acétate de cadmium pourla mesure des sulfates initiaux.
- 9 -
3 - ETUDE HYDROGEOCHIMIQUE
Afin de pouvoir caractériser le système hydrothermal deBarèges, différentes sources ont été étudiées : Gency. Polard, SaintRoch, Tambour 2 et Tambour 3.
Une série de prélèvements d'échantillons et de mesures insitu a été effectuée les26 et 27 septembre 1985.
3.1 - Mesures in situ
Les eaux sulfurées sont instables et tout contact avecl'atmosphère peut provoquer des transformations irréversibles (dégazage,oxydation, précipitation, etc.] ; différents paramètres physico¬chimiques doivent donc être mesurés à l'émergence même : température,conductivité. potentiel d'oxydoréduction. oxygène dissous. Les sulfuresdissous ont été mesurés au moyen d'une méthode colorimétrique de terrainutilisant une échelle comparative de coloration pour le calcul deteneurs.
3.2 - Echantillonnage et conditionnements spécifiques
Le fluide est conditionné de façon spécifique, dans des flaconsde polyethylene, en fonction des analyses à effectuer :
- zlzmznti maj'zuÂA :
. Cation¿ : 250 ce filtrés 0.45 ym et acidifié (pH = 1 environ avec HNO3]
Anlon¿ 250 ce filtrés 0.45 ym et oxydés (H2O + NaOH) pour lesanalyses du soufre total [sulfates et sulfures)
50 ce filtrés 0.45 ym avec 1 ce d'acétate de cadmium pourla mesure des sulfates initiaux.
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3.3 - Caractéristiques physico-chimiques des eaux thermales
Les différents résultats analytiques obtenus sont regroupésdans les tableaux en annexe. Mesures in situ : tableau 1 ; analyseschimiques : tableaux 2 et 3.
Les caractéristiques physico-chimiques des eaux thermales deBarèges sont celles des eaux de type sulfuré-sodique couramment rencontrédans les Pyrénées en contexte géologique de roches cristallines :
- minéralisation totale (somme des espèces dissoutes analysées]très faible : 131 mg/l pour l'eau la plus minéralisée (Tambour 2] ;
- présence de sulfures dissous (17 mg/l pour Tambour 2] ;
- pH basique : 9.65 dans l'eau de la source Saint Roch ;
- le sodium est l'espèce chimique majoritaire (69,5 mg/l pourTambour 2] ;
- les teneurs en magnésium sont extrêmement faibles, voire mêmeparfois non détectables (inférieures à 0.01 mg/l] et toujours nettementinférieures aux concentrations mesurées dans les eaux de surface(de 0,2 à 0.90 mg/l].
3.4 - Caractéristiques du système hydrothermal_ de Barèges
3.4.1. Corrélation entre les sources thermales étudiées
On peut considérer que le sodium est l'espèce chimique majori¬taire représentative de l'eau thermale profonde. Pour chaque échantillon,les teneurs en sodium sont très bien corrélées à la minéralisation totalede l'eau. Comme on peut le constater dans la figure 1 : Tambour 2 etGency sont les sources les plus minéralisées. Saint Roch. Tambour 3 etsurtout Polard sont de moins en moins minéralisées et se rapprochentdes valeurs habituellement rencontrées dans les eaux superficielles.
La conductivité, qui représente assez bien, dans une premièreapproche, la minéralisation totale de l'eau des échantillons, est aussitrès bien corrélée aux teneurs en sodium (figure 1].
Certaines espèces chimiques ont la particularité de passerplus facilement en solution à forte température, et sont donc parfaitementreprésentatives des eaux thermales profondes : silice, lithium, chlorure,fluor, bore, etc.
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3.3 - Caractéristiques physico-chimiques des eaux thermales
Les différents résultats analytiques obtenus sont regroupésdans les tableaux en annexe. Mesures in situ : tableau 1 ; analyseschimiques : tableaux 2 et 3.
Les caractéristiques physico-chimiques des eaux thermales deBarèges sont celles des eaux de type sulfuré-sodique couramment rencontrédans les Pyrénées en contexte géologique de roches cristallines :
- minéralisation totale (somme des espèces dissoutes analysées]très faible : 131 mg/l pour l'eau la plus minéralisée (Tambour 2] ;
- présence de sulfures dissous (17 mg/l pour Tambour 2] ;
- pH basique : 9.65 dans l'eau de la source Saint Roch ;
- le sodium est l'espèce chimique majoritaire (69,5 mg/l pourTambour 2] ;
- les teneurs en magnésium sont extrêmement faibles, voire mêmeparfois non détectables (inférieures à 0.01 mg/l] et toujours nettementinférieures aux concentrations mesurées dans les eaux de surface(de 0,2 à 0.90 mg/l].
3.4 - Caractéristiques du système hydrothermal_ de Barèges
3.4.1. Corrélation entre les sources thermales étudiées
On peut considérer que le sodium est l'espèce chimique majori¬taire représentative de l'eau thermale profonde. Pour chaque échantillon,les teneurs en sodium sont très bien corrélées à la minéralisation totalede l'eau. Comme on peut le constater dans la figure 1 : Tambour 2 etGency sont les sources les plus minéralisées. Saint Roch. Tambour 3 etsurtout Polard sont de moins en moins minéralisées et se rapprochentdes valeurs habituellement rencontrées dans les eaux superficielles.
La conductivité, qui représente assez bien, dans une premièreapproche, la minéralisation totale de l'eau des échantillons, est aussitrès bien corrélée aux teneurs en sodium (figure 1].
Certaines espèces chimiques ont la particularité de passerplus facilement en solution à forte température, et sont donc parfaitementreprésentatives des eaux thermales profondes : silice, lithium, chlorure,fluor, bore, etc.
11 -
Figure 1 - Relations entre les sources étudiées
liner. en mg/l150
120
niNER.-NA
90
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30
ST ROCH^/^TñnBOUR 2
ÏENCY 2TAHBOUR 3.
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Cond.. en nS/cm
500,
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COND.-Nñ
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200..
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Figure 1 - Relations entre les sources étudiées
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12 -
Dans les eaux froides superficielles, ces éléments se rencontrenten très faible concentration (silice, fluor] et sont parfois même nondétectables (lithium, chlorure]. Si l'on étudie, pour chaque échantillon,les relations entre ces espèces chimiques caractéristiques et leursteneurs respectives en sodium, on obtient encore une très bonne corréla¬tion entre les différentes sources thermales étudiées (fig. 2] .
Tambour 2 et Gency sont les plus représentatives du pôle thermal profond.Les compositions chimiques de Saint Roch, Tambour 3 et Polard s'expliquentpar un mélange entre ce pôle thermal et une eau faiblement minéralisée.
A partir des différents diagrammes de la figure 2, on peutconnaître les teneurs en sodium de l'eau à l'origine de cette dilutionen considérant qu'elle possède des concentrations négligeables enlithium, chlorure et fluorure. On obtient environ : 22 mg/l de sodium,par extrapolation des différentes droites de mélange (fig. 2] ; ce quicorrespond tout à fait aux teneurs rencontrées dans les eaux superfi¬cielles (23 mg/l par exemple pour une eau de ruissellement échantillonnéeà Cauterets] .
Connaissant maintenant les teneurs en sodium de l'eau à l'ori¬gine de ce mélange (22 mg/l] et celles du pôle thermal (69,5 mg/l pourTambour 2]. on peut calculer aisément les pourcentages d'eau thermaledans chaque échantillon
! Source thermale
! Teneur en Na
! % d'eau thermale
Tambour 2
69,5
100
Gency
69
99
Saint Roch
64,5
90
Tambour 3
56,5
72.6
Polard !
36 !
29,5 !
Les teneurs en sodium entre Tambour 2 et Polard vont de69,5 mg/l à 36 mg/l, ce qui suppose qu'il y a moins de 30 % d'eau thermaledans l'eau de la source Polard (cf. tableau ci-dessus].
Oans le diagramme SÍO2 - Na de la figure 2, on peut calculerles teneurs en silice pour cette eau qui possède 22 mg/l de sodium j onobtient 24 mg/l de silice environ.
Les différentes espèces chimiques majeures sont elles aussibien corrélées aux teneurs en sodium (fig. 3] avec Tambour 2 et Gencyreprésentant le pôle thermal (teneur extrêmement faible en magnésiumet calcium mais importante en potassium] et la source Polard la plusdiluée mais dont les teneurs en magnésium et calcium sont plus élevéesque pour les eaux du pôle thermal.
12 -
Dans les eaux froides superficielles, ces éléments se rencontrenten très faible concentration (silice, fluor] et sont parfois même nondétectables (lithium, chlorure]. Si l'on étudie, pour chaque échantillon,les relations entre ces espèces chimiques caractéristiques et leursteneurs respectives en sodium, on obtient encore une très bonne corréla¬tion entre les différentes sources thermales étudiées (fig. 2] .
Tambour 2 et Gency sont les plus représentatives du pôle thermal profond.Les compositions chimiques de Saint Roch, Tambour 3 et Polard s'expliquentpar un mélange entre ce pôle thermal et une eau faiblement minéralisée.
A partir des différents diagrammes de la figure 2, on peutconnaître les teneurs en sodium de l'eau à l'origine de cette dilutionen considérant qu'elle possède des concentrations négligeables enlithium, chlorure et fluorure. On obtient environ : 22 mg/l de sodium,par extrapolation des différentes droites de mélange (fig. 2] ; ce quicorrespond tout à fait aux teneurs rencontrées dans les eaux superfi¬cielles (23 mg/l par exemple pour une eau de ruissellement échantillonnéeà Cauterets] .
Connaissant maintenant les teneurs en sodium de l'eau à l'ori¬gine de ce mélange (22 mg/l] et celles du pôle thermal (69,5 mg/l pourTambour 2]. on peut calculer aisément les pourcentages d'eau thermaledans chaque échantillon
! Source thermale
! Teneur en Na
! % d'eau thermale
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Saint Roch
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Polard !
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Les teneurs en sodium entre Tambour 2 et Polard vont de69,5 mg/l à 36 mg/l, ce qui suppose qu'il y a moins de 30 % d'eau thermaledans l'eau de la source Polard (cf. tableau ci-dessus].
Oans le diagramme SÍO2 - Na de la figure 2, on peut calculerles teneurs en silice pour cette eau qui possède 22 mg/l de sodium j onobtient 24 mg/l de silice environ.
Les différentes espèces chimiques majeures sont elles aussibien corrélées aux teneurs en sodium (fig. 3] avec Tambour 2 et Gencyreprésentant le pôle thermal (teneur extrêmement faible en magnésiumet calcium mais importante en potassium] et la source Polard la plusdiluée mais dont les teneurs en magnésium et calcium sont plus élevéesque pour les eaux du pôle thermal.
Figure 2 - Relations entre les espèces chimiques d'origine profonde
S102 en mg/l100,
80
60 ..
40
20
SI02-Nñ
TñnBOUR 2
^*^GENCY 2
/ÍST ROCH.*Jñ'l1B0UR 3
Ni en mg/l
-H 1 1 1 1 1 1 1 1 1
F-Nñ
20 40 60 80 100 100
Cl en mg/l50
40 ..
30 .
20 .
10 ..
Cl - Na Ll en mg/l0.2,
0. K.
0. 1
0.0(.
0.0Í.
LI-Nñ
*TñnBOUR 2
*TñnBOUR 3
*POLTlRD
100
LO
I
Na en mg/l
-t I 1 É 1 1
60 80 100
Figure 2 - Relations entre les espèces chimiques d'origine profonde
S102 en mg/l100,
80
60 ..
40
20
SI02-Nñ
TñnBOUR 2
^*^GENCY 2
/ÍST ROCH.*Jñ'l1B0UR 3
Ni en mg/l
-H 1 1 1 1 1 1 1 1 1
F-Nñ
20 40 60 80 100 100
Cl en mg/l50
40 ..
30 .
20 .
10 ..
Cl - Na Ll en mg/l0.2,
0. K.
0. 1
0.0(.
0.0Í.
LI-Nñ
*TñnBOUR 2
*TñnBOUR 3
*POLTlRD
100
LO
I
Na en mg/l
-t I 1 É 1 1
60 80 100
Figure 3 - Relations entre les espèces chimiques
S04 en mg/l50
S04-Nñ
40 .
30
20 .
10
0
*POLftRD
1 1 1 1 1 1-
.*ST ROCH
*TñnBOUR 2
.KTñHBOUR 3
*GENCY 2
N» en mg/l
1 1 1 1 1
20 40 60 80 100
Ca en mg/l Cñ-Nñ
3
'^//><X//>^' eaux superficielles
POLñRD
ST ROCH
20
TñnBOUR 3
GENCY 2
TñnBOUR 2
-H r-40 60
Na en mg/l
80-I
100I
h-*
tig en mg/l0.5,
0.4
0.3
0.2..
0. 1 ..
eaux superficielles
ÍIG-Nñ
POLñRD-*-
TñnBOUR-I 1
20 40
ST ROCH GENCY 2i Na en mg/l
-* .^TñnBOUR 2-I 1 1 1 1
60 80 100
K en mg/l K-Nñ
POLñRD
TñnpOUR 2ST ROCH*^*
GENCY 2
TñnBOUR 3
Nl en mg/l
20H 1-
40H 1- -H 1
60 80 100
Figure 3 - Relations entre les espèces chimiques
S04 en mg/l50
S04-Nñ
40 .
30
20 .
10
0
*POLftRD
1 1 1 1 1 1-
.*ST ROCH
*TñnBOUR 2
.KTñHBOUR 3
*GENCY 2
N» en mg/l
1 1 1 1 1
20 40 60 80 100
Ca en mg/l Cñ-Nñ
3
'^//><X//>^' eaux superficielles
POLñRD
ST ROCH
20
TñnBOUR 3
GENCY 2
TñnBOUR 2
-H r-40 60
Na en mg/l
80-I
100I
h-*
tig en mg/l0.5,
0.4
0.3
0.2..
0. 1 ..
eaux superficielles
ÍIG-Nñ
POLñRD-*-
TñnBOUR-I 1
20 40
ST ROCH GENCY 2i Na en mg/l
-* .^TñnBOUR 2-I 1 1 1 1
60 80 100
K en mg/l K-Nñ
POLñRD
TñnpOUR 2ST ROCH*^*
GENCY 2
TñnBOUR 3
Nl en mg/l
20H 1-
40H 1- -H 1
60 80 100
- 15
On remarquera dans les diagrammes de la figure 3 que l'eauà l'origine du mélange avec le pôle thermal est nettement différenciéedes eaux de surface avec des teneurs en magnésium et calcium beaucoupplus faibles (0,07 mg/l et 2,9 mg/l respectivement j en prenant 22 mg/lcomme concentration en sodium] .
Les relations sodium-sulfates sont moins évidentes que pourles autres espèces chimiques (fig. 3) car les teneurs en sulfates sontréglées, non seulement par le phénomène de dilution, mais aussi parl'oxydation des sulfures en sulfate. Cette oxydation est due à la présenced'oxygène dissous dans l'aquifère subsuperficiel à l'origine de ce mélangecomme en témoignent les relations Na-02 dissous dans la figure 4. On
notera que, dans la source Polard, la plus diluée, les teneurs mesuréesen oxygène dissous sont loin de celles des eaux superficielles (B à13 mg/l environ] et d'autre part, les teneurs en sulfures dissous sontencore de 6 mg/l contre 17 mg/l pour l'eau du pôle thermal (Tambour 2].Etant donné le facteur de mélange calculé précédemment pour la sourcePolard (moins de 30 % d'eau thermale contre 70 % d'eau faiblement miné¬ralisée] on peut donc considérer que l'eau superficielle dans ce modèlede mélange, n'est que faiblement oxygénée.
3.4.2. Température d'émergence des eaux thermales
Les températures des différentes eaux thermales à l'émergence sontassez mal corrélées entre elles. Corme on peut le noter sur le diagrammede la figure 4, les sources les plus minéralisées (Tambour 2, Gency etSaint Roch] ont subi des pertes de température. Ces trois sources ontdes débits très faibles comparés à ceux des forages de Polard ou Tambour 3.On peut donc penser que la baisse de température d'émergence pour cessources est due essentiellement à une perte de température par conductionlors de la circulation finale de l'eau thermale dans les terrains super¬ficiels. Une amélioration de débit par captage des sources représentativesdu pôle thermal (Tambour 2 ou Gency] , augmenterait indiscutablement latempérature de l'eau à l'émergence d'une dizaine de degrés environ.
3.4.3. Température profonde du pôle thermal
Les géothermomètres chimiques sont basés sur des équilibreschimiques entre l'eau thermale et des minéraux des roches encaissantes(feldspath sodique, potassique ; quartz, etc.]. La température profondede l'eau thermale à laquelle se produisent ces équilibres chimique, peutêtre calculée au moyen de géothermomètres maintenant classiques : SÍO2,Na-K, Na-K-Ca, Na-Li.
- 15
On remarquera dans les diagrammes de la figure 3 que l'eauà l'origine du mélange avec le pôle thermal est nettement différenciéedes eaux de surface avec des teneurs en magnésium et calcium beaucoupplus faibles (0,07 mg/l et 2,9 mg/l respectivement j en prenant 22 mg/lcomme concentration en sodium] .
Les relations sodium-sulfates sont moins évidentes que pourles autres espèces chimiques (fig. 3) car les teneurs en sulfates sontréglées, non seulement par le phénomène de dilution, mais aussi parl'oxydation des sulfures en sulfate. Cette oxydation est due à la présenced'oxygène dissous dans l'aquifère subsuperficiel à l'origine de ce mélangecomme en témoignent les relations Na-02 dissous dans la figure 4. On
notera que, dans la source Polard, la plus diluée, les teneurs mesuréesen oxygène dissous sont loin de celles des eaux superficielles (B à13 mg/l environ] et d'autre part, les teneurs en sulfures dissous sontencore de 6 mg/l contre 17 mg/l pour l'eau du pôle thermal (Tambour 2].Etant donné le facteur de mélange calculé précédemment pour la sourcePolard (moins de 30 % d'eau thermale contre 70 % d'eau faiblement miné¬ralisée] on peut donc considérer que l'eau superficielle dans ce modèlede mélange, n'est que faiblement oxygénée.
3.4.2. Température d'émergence des eaux thermales
Les températures des différentes eaux thermales à l'émergence sontassez mal corrélées entre elles. Corme on peut le noter sur le diagrammede la figure 4, les sources les plus minéralisées (Tambour 2, Gency etSaint Roch] ont subi des pertes de température. Ces trois sources ontdes débits très faibles comparés à ceux des forages de Polard ou Tambour 3.On peut donc penser que la baisse de température d'émergence pour cessources est due essentiellement à une perte de température par conductionlors de la circulation finale de l'eau thermale dans les terrains super¬ficiels. Une amélioration de débit par captage des sources représentativesdu pôle thermal (Tambour 2 ou Gency] , augmenterait indiscutablement latempérature de l'eau à l'émergence d'une dizaine de degrés environ.
3.4.3. Température profonde du pôle thermal
Les géothermomètres chimiques sont basés sur des équilibreschimiques entre l'eau thermale et des minéraux des roches encaissantes(feldspath sodique, potassique ; quartz, etc.]. La température profondede l'eau thermale à laquelle se produisent ces équilibres chimique, peutêtre calculée au moyen de géothermomètres maintenant classiques : SÍO2,Na-K, Na-K-Ca, Na-Li.
FIGURE 4 : RELATIONS ENTRE LES ECHANTILLONS
02 en mg/l
5 - ^ \/
^ eaux superficielles
0
0
Nñ-02
^^"^ï" ^ST ROCHGENCY 2 ^^ ^^ ^g/^
100
Temp, en oC
80
64
48
32
16
TEdP.-NA
-
-
/,/ /eaux
-:>'/:>
N
¿uperficjelles
Z
dro
H
1-e de rifroid
p(5lard
1
5scment par melange
perte
-)
par conduction
rfAmouRr^^^BouR1 .*GENCY
*ST ROCH
[ 1
2
-1-
2
Na en
H
mg/l
1
0 20 40 60 80 100
FIGURE 4 : RELATIONS ENTRE LES ECHANTILLONS
02 en mg/l
5 - ^ \/
^ eaux superficielles
0
0
Nñ-02
^^"^ï" ^ST ROCHGENCY 2 ^^ ^^ ^g/^
100
Temp, en oC
80
64
48
32
16
TEdP.-NA
-
-
/,/ /eaux
-:>'/:>
N
¿uperficjelles
Z
dro
H
1-e de rifroid
p(5lard
1
5scment par melange
perte
-)
par conduction
rfAmouRr^^^BouR1 .*GENCY
*ST ROCH
[ 1
2
-1-
2
Na en
H
mg/l
1
0 20 40 60 80 100
17 -
Nous pouvons calculer ces températures profondes pour l'eaude la source Tambour 2, la plus représentative du pôle thermal
! Source Tambour 2 !
! . ,, ., ! SÍO2 ^ ! Na-K "^i Na-K-Ca ^! Na-Li ^ !, Géothermomètre , ^ .
! ! Quartz ! ! 1 !
! Température ! ! ! ! !
! profonde calculée ! 107 ! 118 ! 106 ! 127 !
! en °C ! ! ! 1 !
Avec les géothermomètres :
a] FOURNIER et ROWE (1966] : équilibre avec le quartz etla forme de silice non ionisée (H4 SÍO4]
b] ANORSSON et al. (1983]
c] FOURNIER et TRUESDELL (1973]
d] FOUILLAC et MICHARD (1981]
Pour le géothermomètre à silice, nous avons recalculé lesteneurs en silice non ionisée (H4 SÍO4] au moyen d'un programme informa¬tique car. pour des pH > 6,5,1a silice est partiellement ionisée selonla réaction :
H4 SÍO4 -* H"^ + H3 SÍO4'
On a pu mettre en évidence dans certaines sources sulfuréespyrénéennes ( de pH > 8,5]que, lors de la remontée de l'eau thermale versla surface qu' il'se produisait des précipitations de kaolinite entraînantune augmentation importante du pH (il peut atteindre jusqu'à 9,5 pourTambour 2], et une diminution des teneurs en silice lors de la précipi¬tation de ce minéral silicoalumineux. Les températures profondes calcu¬lées (cf. tableau ci-dessus] sont assez bien corrélées (de 106° à 127°] 5
mais dans le cas des eaux thermales de Barèges, l'utilisation des teneursen silice conduit à une sous estimation des températures profondeset c'est une température profonde d'environ 120° qui est plus vraisemblable(118° pour Na-K et 127° pour Na-Li].
17 -
Nous pouvons calculer ces températures profondes pour l'eaude la source Tambour 2, la plus représentative du pôle thermal
! Source Tambour 2 !
! . ,, ., ! SÍO2 ^ ! Na-K "^i Na-K-Ca ^! Na-Li ^ !, Géothermomètre , ^ .
! ! Quartz ! ! 1 !
! Température ! ! ! ! !
! profonde calculée ! 107 ! 118 ! 106 ! 127 !
! en °C ! ! ! 1 !
Avec les géothermomètres :
a] FOURNIER et ROWE (1966] : équilibre avec le quartz etla forme de silice non ionisée (H4 SÍO4]
b] ANORSSON et al. (1983]
c] FOURNIER et TRUESDELL (1973]
d] FOUILLAC et MICHARD (1981]
Pour le géothermomètre à silice, nous avons recalculé lesteneurs en silice non ionisée (H4 SÍO4] au moyen d'un programme informa¬tique car. pour des pH > 6,5,1a silice est partiellement ionisée selonla réaction :
H4 SÍO4 -* H"^ + H3 SÍO4'
On a pu mettre en évidence dans certaines sources sulfuréespyrénéennes ( de pH > 8,5]que, lors de la remontée de l'eau thermale versla surface qu' il'se produisait des précipitations de kaolinite entraînantune augmentation importante du pH (il peut atteindre jusqu'à 9,5 pourTambour 2], et une diminution des teneurs en silice lors de la précipi¬tation de ce minéral silicoalumineux. Les températures profondes calcu¬lées (cf. tableau ci-dessus] sont assez bien corrélées (de 106° à 127°] 5
mais dans le cas des eaux thermales de Barèges, l'utilisation des teneursen silice conduit à une sous estimation des températures profondeset c'est une température profonde d'environ 120° qui est plus vraisemblable(118° pour Na-K et 127° pour Na-Li].
- .18 -
3.5 - Conclusion
Les différentes sources thermales de Barèges possèdent lescaractéristiques physico-chimiques des eaux de type sulfuré sodiquecouramment rencontrées dans les Pyrénées :
Tambour 2] ;minéralisation faible (131 mg/l pour la plus minéralisée :
- teneur importante en sulfures dissous (17 mg/l pour Tambour 2] ;
- pH basique : 9,65 à Saint Roch ;
- le sodium étant l'espèce chimique majoritaire avec des teneursen magnésium extrêmement faibles.
Le système hydrothermal de Barèges est caractérisé par une eauthermale circulant en profondeur, à une température de 120° environ, oijelle acquiert ses caractéristiques chimiques notamment (Na. H2S, Cl, Li,F, SÍO2, B, etc.].
Les compositions chimiques des différentes sources s'expliquentpar un modèle de mélange entre ce pôle thermal, représenté par la sourceTambour 2 (ou Gency], et une eau plus froide, faiblement minéralisée,sub-superficielle, peu oxygénée, et nettement distincte des eaux desurface. Parmi les sources étudiées, la plus mélangée CPolard] necomporte plus que 30 % d'eau thermale.
Les faibles débits enregistrés pour certaines sources thermalesinduisent d'importantes pertes de température par conduction lors de lacirculation finale de l'eau thermale dans les terrains superficiels.Un captage, même peu profond, qui améliorerait les débits des sourcesreprésentatives du pôle thermal, augmenterait indiscutablement latempérature de l'eau à l'émergence d'une dizaine de degrés environ.
- .18 -
3.5 - Conclusion
Les différentes sources thermales de Barèges possèdent lescaractéristiques physico-chimiques des eaux de type sulfuré sodiquecouramment rencontrées dans les Pyrénées :
Tambour 2] ;minéralisation faible (131 mg/l pour la plus minéralisée :
- teneur importante en sulfures dissous (17 mg/l pour Tambour 2] ;
- pH basique : 9,65 à Saint Roch ;
- le sodium étant l'espèce chimique majoritaire avec des teneursen magnésium extrêmement faibles.
Le système hydrothermal de Barèges est caractérisé par une eauthermale circulant en profondeur, à une température de 120° environ, oijelle acquiert ses caractéristiques chimiques notamment (Na. H2S, Cl, Li,F, SÍO2, B, etc.].
Les compositions chimiques des différentes sources s'expliquentpar un modèle de mélange entre ce pôle thermal, représenté par la sourceTambour 2 (ou Gency], et une eau plus froide, faiblement minéralisée,sub-superficielle, peu oxygénée, et nettement distincte des eaux desurface. Parmi les sources étudiées, la plus mélangée CPolard] necomporte plus que 30 % d'eau thermale.
Les faibles débits enregistrés pour certaines sources thermalesinduisent d'importantes pertes de température par conduction lors de lacirculation finale de l'eau thermale dans les terrains superficiels.Un captage, même peu profond, qui améliorerait les débits des sourcesreprésentatives du pôle thermal, augmenterait indiscutablement latempérature de l'eau à l'émergence d'une dizaine de degrés environ.
analyses physico-chimiques
¿GS mesures in sihu etles pre'/êvemenès ont ét¿ effectues par /e BpîGM, et les analyses par /e¿dioratoiVe Dcparbzmzntal ¿z l'Eau ¿a Toulouse
mdsurzs m 5itu effectuées le 2G/3/1985
sources et lieux de prélèvement
Gency 2 griffon Tambour Z buvatta
Polard fForage Se bis) sorbie têt<z forageTambour 3 fPorage du Parhing) sous-sol établissamenh
S^ Roch griffon
e -c
36.7
43.1
33.1
41°8
31.8
c en/1 Sà 25°
331
339
177
275
310
P à 20-en Jl . cm
3 350
3 271
6 266
4 033
3 577
rH en mv
- 385
- 408
- 328
- 416
- 375
pH
9.589.60 '
9.36
9.65
9.65
HS - ppm
8.517.0
6.0
7.5
15.0
Is
5.310.6
3.7
4.7
9.4
0^ - mg/l.
0.20.0
0.6
0.6
0.4
elémcnti majeure en mq/L
Gancy 2
Tambour 2.
Polard C forage 5 2 bis)Tambour 3 (iora^o. du Parking)
S*- Roch
ANIONS
TA
2.5
2,2
2.8
l.fl
TAC
6.'i
6,0
5.7
6,8
5.6
NOg-
<0,01
< 0,01
<0,01
< 0,01
< 0,01
Cl"
23
23
6
17
22
SOi,=
22
29
10
25
33
Totoux
flo
59
5i
58
68
CATIONS
Ca + +
2.1
1,9
2.6
1.95
2,2
Hs++
0,02
< 0,01
o,o4
i 0,01
0,01
Nll^ +
0.5
0.5
0,1 1
0.3
0.5
Na.^
69
69,5
36 1
56,5
i'l. 5
K +
2,8
2,8
1.5
2.0
2.7
éie'menLs traces en mq/l
Gency 2
Tambour 2.
Polard ("forage 52 bis)
Tambour 3 ("forage du Rarking^
S' Roch
SlOg
80
82
38
6?
72
BORE
0.2
0,l8
< 0,05
0, 11
0, 12
FLUOR
6.5
6,7
1,5
''.5
6,2
FER
0,l6
0,006
< 0,005
< 0,005
0,067
MANGANESE
0,003
^ 0,002
< 0,002
< 0,002
Í 0,002
ALUMINIUM
0,099
0,015
0,007
0,012
0,0^15
STRONTIW
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
ARSENIC
0,105
0,112
0,055
0,115
0,100
LITHIUM
0.15
0,16
0,06
0,10
0,l'l5
analyses physico-chimiques
¿GS mesures in sihu etles pre'/êvemenès ont ét¿ effectues par /e BpîGM, et les analyses par /e¿dioratoiVe Dcparbzmzntal ¿z l'Eau ¿a Toulouse
mdsurzs m 5itu effectuées le 2G/3/1985
sources et lieux de prélèvement
Gency 2 griffon Tambour Z buvatta
Polard fForage Se bis) sorbie têt<z forageTambour 3 fPorage du Parhing) sous-sol établissamenh
S^ Roch griffon
e -c
36.7
43.1
33.1
41°8
31.8
c en/1 Sà 25°
331
339
177
275
310
P à 20-en Jl . cm
3 350
3 271
6 266
4 033
3 577
rH en mv
- 385
- 408
- 328
- 416
- 375
pH
9.589.60 '
9.36
9.65
9.65
HS - ppm
8.517.0
6.0
7.5
15.0
Is
5.310.6
3.7
4.7
9.4
0^ - mg/l.
0.20.0
0.6
0.6
0.4
elémcnti majeure en mq/L
Gancy 2
Tambour 2.
Polard C forage 5 2 bis)Tambour 3 (iora^o. du Parking)
S*- Roch
ANIONS
TA
2.5
2,2
2.8
l.fl
TAC
6.'i
6,0
5.7
6,8
5.6
NOg-
<0,01
< 0,01
<0,01
< 0,01
< 0,01
Cl"
23
23
6
17
22
SOi,=
22
29
10
25
33
Totoux
flo
59
5i
58
68
CATIONS
Ca + +
2.1
1,9
2.6
1.95
2,2
Hs++
0,02
< 0,01
o,o4
i 0,01
0,01
Nll^ +
0.5
0.5
0,1 1
0.3
0.5
Na.^
69
69,5
36 1
56,5
i'l. 5
K +
2,8
2,8
1.5
2.0
2.7
éie'menLs traces en mq/l
Gency 2
Tambour 2.
Polard ("forage 52 bis)
Tambour 3 ("forage du Rarking^
S' Roch
SlOg
80
82
38
6?
72
BORE
0.2
0,l8
< 0,05
0, 11
0, 12
FLUOR
6.5
6,7
1,5
''.5
6,2
FER
0,l6
0,006
< 0,005
< 0,005
0,067
MANGANESE
0,003
^ 0,002
< 0,002
< 0,002
Í 0,002
ALUMINIUM
0,099
0,015
0,007
0,012
0,0^15
STRONTIW
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
ARSENIC
0,105
0,112
0,055
0,115
0,100
LITHIUM
0.15
0,16
0,06
0,10
0,l'l5
- 20 -
4 - ETUDE HYDRODYNAMIQUE DES EMERGENCES
4.1 - Examen des données anciennes et définition du programmede tests
L'étude hydrodynamique des émergences passe par un contrôle de l'ensemble desémergences visibles de Barèges : sources et forages. Une vingtaine de sourceset forages figurent dans le tableau de la planche 6, ils sont classés d'Ouesten Est (ou de l'aval à l'amont), et ils indiquent l'évolution dansle temps, au cours d'un siècle, de la température et de la résistivité.
Ce tableau montre de façon évidente que la répartition dessources, qui sont alignées, s'organise autour d'un pôle thermal. Celui-ci n'apratiquement pas évolué au cours des cent dernières années^ il est centré surTambour II, qui représente l'eau la plus chaude et la plus minéralisée. Cetteconstatation a été confirmée par l'étude hydrochimique.
De part et d'autre de ce pôle thermal qui pourrait être élargià l'ensemble Tambour I, Tambour II, Entrée I et Entrée II, les températuresdécroissent lorsqu'on s'éloigne et ceci aussi bien vers l'Est que versl'Ouest. On peut noter que plusieurs auteurs ont déjà signalé cetterépartition.
On remarquera également que le forage Tambour III est la seuleémergence qui échappe à cette règle ; ce fait devrait à notre avis recevoirune explication à partir du contexte géologique, car ce forage capte l'eauplus profondément et il est le seul captage situé vraisemblablement au Nord dela faille qui met en contact les calcaires conducteurs de l'eau thermale avecles schistes.
Enfin, une des conséquences de la mise en production de Tambourest qu'il a fait baisser la pression de l'eau à l'émergence pour l'ensembledes sources. Ceci n'a pas entraîné de modifications visibles sur le régime dessources situées à l'Ouest (vers l'aval), mais par contre les sources les plusà l'Est c'est-à-dire les plus élevées en altitude, qui étaientvraisemblablement des mélanges, ne reçoivent plus aujourd'hui que de l'eau nonthermale (Louvois est passé de 26°C à 13,7°C et Troy de 19,5°C à 8,5°C). Cecis'explique facilement par une baisse de pression sur l'ensemble des émergences(qui se traduit par le tarissement des sources les plus hautes) due àl'augmentation du débit.
En conséquence, toute étude d'une émergence, source ou forage,passe par un examen de l'ensemble des émergences.
- 20 -
4 - ETUDE HYDRODYNAMIQUE DES EMERGENCES
4.1 - Examen des données anciennes et définition du programmede tests
L'étude hydrodynamique des émergences passe par un contrôle de l'ensemble desémergences visibles de Barèges : sources et forages. Une vingtaine de sourceset forages figurent dans le tableau de la planche 6, ils sont classés d'Ouesten Est (ou de l'aval à l'amont), et ils indiquent l'évolution dansle temps, au cours d'un siècle, de la température et de la résistivité.
Ce tableau montre de façon évidente que la répartition dessources, qui sont alignées, s'organise autour d'un pôle thermal. Celui-ci n'apratiquement pas évolué au cours des cent dernières années^ il est centré surTambour II, qui représente l'eau la plus chaude et la plus minéralisée. Cetteconstatation a été confirmée par l'étude hydrochimique.
De part et d'autre de ce pôle thermal qui pourrait être élargià l'ensemble Tambour I, Tambour II, Entrée I et Entrée II, les températuresdécroissent lorsqu'on s'éloigne et ceci aussi bien vers l'Est que versl'Ouest. On peut noter que plusieurs auteurs ont déjà signalé cetterépartition.
On remarquera également que le forage Tambour III est la seuleémergence qui échappe à cette règle ; ce fait devrait à notre avis recevoirune explication à partir du contexte géologique, car ce forage capte l'eauplus profondément et il est le seul captage situé vraisemblablement au Nord dela faille qui met en contact les calcaires conducteurs de l'eau thermale avecles schistes.
Enfin, une des conséquences de la mise en production de Tambourest qu'il a fait baisser la pression de l'eau à l'émergence pour l'ensembledes sources. Ceci n'a pas entraîné de modifications visibles sur le régime dessources situées à l'Ouest (vers l'aval), mais par contre les sources les plusà l'Est c'est-à-dire les plus élevées en altitude, qui étaientvraisemblablement des mélanges, ne reçoivent plus aujourd'hui que de l'eau nonthermale (Louvois est passé de 26°C à 13,7°C et Troy de 19,5°C à 8,5°C). Cecis'explique facilement par une baisse de pression sur l'ensemble des émergences(qui se traduit par le tarissement des sources les plus hautes) due àl'augmentation du débit.
En conséquence, toute étude d'une émergence, source ou forage,passe par un examen de l'ensemble des émergences.
- 21
évolution des températures résistivité des sources
de 1888 à 1985
Pl.6
nom des sourcescia.3Sft<E2 d ' OucsC an
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de 1888 à 1985
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22 -
Le programme de test des captages de Barèges a été conduit àpartir du principe suivant :
on provoque des variations de débit, donc de pression, enagissant sur 1 ' écoulement du forage Tambour III , seule émergence maîtrisabledans les Thermes, puis on observe les modifications apportées à l'ensemble dessources, partout où la mesure est possible.
4.2 - Déroulement du programme de tests
Un premier programme de test basé sur des paliers courts a étélancé le 10 octobre 1985, mais ce programme a dû être arrêté le 11, car il arévélé que la montée en pression du forage était très lente, et que latransmission de la modification aux sources éloignées demandait plus de 24heures. Le milieu ne se comporte pas comme milieu strictement captif, carl'eau autour des sources est en équilibre avec la pression atmosphérique etl'accroissement de pression provoque un déplacement d'eau dans le sol (cf.fig. et tableau ci-après).
EVOLUTION DE LA PRESSION EN TETE DU FORAGE TAMBOUR III APRES FERMETURE DE LA VANNEDE SORTIE
22 -
Le programme de test des captages de Barèges a été conduit àpartir du principe suivant :
on provoque des variations de débit, donc de pression, enagissant sur 1 ' écoulement du forage Tambour III , seule émergence maîtrisabledans les Thermes, puis on observe les modifications apportées à l'ensemble dessources, partout où la mesure est possible.
4.2 - Déroulement du programme de tests
Un premier programme de test basé sur des paliers courts a étélancé le 10 octobre 1985, mais ce programme a dû être arrêté le 11, car il arévélé que la montée en pression du forage était très lente, et que latransmission de la modification aux sources éloignées demandait plus de 24heures. Le milieu ne se comporte pas comme milieu strictement captif, carl'eau autour des sources est en équilibre avec la pression atmosphérique etl'accroissement de pression provoque un déplacement d'eau dans le sol (cf.fig. et tableau ci-après).
EVOLUTION DE LA PRESSION EN TETE DU FORAGE TAMBOUR III APRES FERMETURE DE LA VANNEDE SORTIE
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24 -
Compte tenu des résultats de cette première expérience, unnouveau programme de tests a été établi. Ce programme est basé sur unesollicitation du forage par une suite de paliers de débits constants d'unedurée de 48 heures. Les mesures effectuées lors de ces expérimentations sontfournies en annexe.
Cette expérience a débuté le 30 novembre et s'est terminée le19 décembre. Elle a été réalisée sur place entièrement par le personnel del'établissement thermal à partir de la procédure proposée par le BRGM.
Afin de ne pas provoquer des secousses violentes dans le forageet dans les autres captages, on a commencé par diminuer progressivement ledébit du forage en 2 paliers de 48 h, pour atteindre une pression de 2 bars entête et un débit de 5,5 m3/h, puis on a provoqué des paliers de débitcroissant du 3ème au 7ème palier, (le 6ème palier correspondant à l'écoulementdu forage quand la bâche de réception est pleine et le 7ème palier àl'écoulement quand la bâche est vide).
Les paliers 8 à 10 étaient prévus en pompage, mais' pour desraisons techniques ce pompage a été remplacé par un siphonage avec desdéversements de plus en plus bas (cf. pl. 7). Ce système qui aurait dû simulerun pompage n'a pas fonctionné comme prévu car les tuyaux utilisés de sectiontrop faible (70 mm) ont entrainé des pertes de charges telles que les débitsde Tambour III n'ont pas augmenté comme nous l'avions souhaité.
Cependant, malgré ces modifications dans la réalisation, nouspouvons retirer quelques enseignements de ce test.
4.3 - Interprétation des résultats
Les valeurs des mesures qui sont mentionnées en annexe, sonttranscrites sous forme graphique dans les planches 8,9 et 10.
Ces diagrammes traduisent la complexité du phénomène de transmissionde pression qui se répercute à partir des impulsions provoquées au forageTambour III.
24 -
Compte tenu des résultats de cette première expérience, unnouveau programme de tests a été établi. Ce programme est basé sur unesollicitation du forage par une suite de paliers de débits constants d'unedurée de 48 heures. Les mesures effectuées lors de ces expérimentations sontfournies en annexe.
Cette expérience a débuté le 30 novembre et s'est terminée le19 décembre. Elle a été réalisée sur place entièrement par le personnel del'établissement thermal à partir de la procédure proposée par le BRGM.
Afin de ne pas provoquer des secousses violentes dans le forageet dans les autres captages, on a commencé par diminuer progressivement ledébit du forage en 2 paliers de 48 h, pour atteindre une pression de 2 bars entête et un débit de 5,5 m3/h, puis on a provoqué des paliers de débitcroissant du 3ème au 7ème palier, (le 6ème palier correspondant à l'écoulementdu forage quand la bâche de réception est pleine et le 7ème palier àl'écoulement quand la bâche est vide).
Les paliers 8 à 10 étaient prévus en pompage, mais' pour desraisons techniques ce pompage a été remplacé par un siphonage avec desdéversements de plus en plus bas (cf. pl. 7). Ce système qui aurait dû simulerun pompage n'a pas fonctionné comme prévu car les tuyaux utilisés de sectiontrop faible (70 mm) ont entrainé des pertes de charges telles que les débitsde Tambour III n'ont pas augmenté comme nous l'avions souhaité.
Cependant, malgré ces modifications dans la réalisation, nouspouvons retirer quelques enseignements de ce test.
4.3 - Interprétation des résultats
Les valeurs des mesures qui sont mentionnées en annexe, sonttranscrites sous forme graphique dans les planches 8,9 et 10.
Ces diagrammes traduisent la complexité du phénomène de transmissionde pression qui se répercute à partir des impulsions provoquées au forageTambour III.
coupe schématique des installations
forage Tambour 3 et établissement thermal
chablisscmcnt thermal
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f 1.S8 indication cjtzi niveaux ou ont tít¿ eSfzctuazs 1(23 me.5ur2s de cJelDit
pendant la re'a/Í5aiíon dzs tasis .
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- 26 -
En fait l'enregistrement direct de la pression s'effectue trèsdifficilement dans l'établissement thermal car de nombreuses sources sont endébordement et l'actuel état de leur captage ne supporterait pas une montéeen pression. Ces captages, qui ont plus d'un siècle de fonctionnement, et dontcertains sont déjà fissurés, ne peuvent qu'assurer un écoulement naturel dessources, et les mettre en charge pour les besoins de la mesure entraîneraitdes risques de fissurations. De ce fait, on n'a pu disposer que de la pressionau forage Tambour III et au sondage S5. Ce dernier reproduit les variations depression de Tambour III mais avec une amplitude de 1/20 environ et desinversions de sens vraisemblablement dues à la pression exercée secondairementpar les fluctuations de niveau d'eau dans l'établissement.
La température , mesurée sur un grand nombre de points et sur lecaniveau central qui donne la température moyenne des principales sourcesmontre de façon nette l'influence du débit de Tambour III. Alors que latempérature des forages est invariable, celle des sources varie dans degrandes proportions ; la variation dépasse 10°C pour certaines sources enfonction de l'écoulement de Tambour III. Ceci confirme d'une part, lanécessité de prendre en compte l'ensemble des émergences pour toute action surun captage, et d'autre part l'ampleur des perturbations provoquées.
Les débits ont également été mesurés chaque fois que c'était possible,et 1 ' on constate comme pour la température que la répercussion des manoeuvressur Tambour III provoque des variations de débit des sources dans desproportions de 1 à 5 sur certains sources, et de 1 à 2 pour l'ensemble desécoulements autres que Tambour III .
Le maximum de débit obtenu à Tambour III a été de 20 m3/h, et lemaximum de débit pour l'ensemble des thermes a été de l'ordre de 25 m3/h pour18 à 20 m3/h au forage. En régime d'exploitation le forage débite 18 m3/h etl'ensemble de l'établissement 24 m3/h (forage Tambour III compris).
Ces comportements particuliers peuvent s'expliquer de la façonsuivante :
- 26 -
En fait l'enregistrement direct de la pression s'effectue trèsdifficilement dans l'établissement thermal car de nombreuses sources sont endébordement et l'actuel état de leur captage ne supporterait pas une montéeen pression. Ces captages, qui ont plus d'un siècle de fonctionnement, et dontcertains sont déjà fissurés, ne peuvent qu'assurer un écoulement naturel dessources, et les mettre en charge pour les besoins de la mesure entraîneraitdes risques de fissurations. De ce fait, on n'a pu disposer que de la pressionau forage Tambour III et au sondage S5. Ce dernier reproduit les variations depression de Tambour III mais avec une amplitude de 1/20 environ et desinversions de sens vraisemblablement dues à la pression exercée secondairementpar les fluctuations de niveau d'eau dans l'établissement.
La température , mesurée sur un grand nombre de points et sur lecaniveau central qui donne la température moyenne des principales sourcesmontre de façon nette l'influence du débit de Tambour III. Alors que latempérature des forages est invariable, celle des sources varie dans degrandes proportions ; la variation dépasse 10°C pour certaines sources enfonction de l'écoulement de Tambour III. Ceci confirme d'une part, lanécessité de prendre en compte l'ensemble des émergences pour toute action surun captage, et d'autre part l'ampleur des perturbations provoquées.
Les débits ont également été mesurés chaque fois que c'était possible,et 1 ' on constate comme pour la température que la répercussion des manoeuvressur Tambour III provoque des variations de débit des sources dans desproportions de 1 à 5 sur certains sources, et de 1 à 2 pour l'ensemble desécoulements autres que Tambour III .
Le maximum de débit obtenu à Tambour III a été de 20 m3/h, et lemaximum de débit pour l'ensemble des thermes a été de l'ordre de 25 m3/h pour18 à 20 m3/h au forage. En régime d'exploitation le forage débite 18 m3/h etl'ensemble de l'établissement 24 m3/h (forage Tambour III compris).
Ces comportements particuliers peuvent s'expliquer de la façonsuivante :
27
l'écoulement du forage Tambour III est conditionné par unepression constante en amont de son système d'écoulement. La variation depression imposée à l'aval (à la tête du forage) provoque une variation dudébit du forage et se transmet immédiatement en milieu souterrain aux autresécoulements. Mais cette transmission provoque un remplissage de l'ensemble desvides autour des sources qui sont en relation avec Isi pression atmosphérique.Il n'y a donc pas uniquement propagation d'une onde de pression vers lessources, mais mouvement d'eau, ce qui demande un temps beaucoup plus long pouraboutir à un nouvel équilibre (plusieurs jours au lieu de quelques minutes).
Dans ces conditions, toute action sur un forage qui capte l'eau enprofondeur aura un effet direct sur le niveau d'eau des sources et parconséquent sur leur débit, mais dans l'état actuel des captages, il paraitdifficile d'obtenir plus de 20 à 25 m3/h avec un maximum de 18 à 20 m3/h auforage Tambour III.
Bien qu'il soit possible d'accroître le débit de Tambour III parpompage nous ne recommandons pas cette solution pour deux raisons principales:
1 - une pompe introduirait une contrainte supplémentaired'exploitation ainsi qu'un dégazage
2 - un abaissement de la pression dans le forage à une coteinférieure à celle des eaux froides qui ceinturent l'établissementest à proscrire car elle entraînerait des risques importants depollution.
27
l'écoulement du forage Tambour III est conditionné par unepression constante en amont de son système d'écoulement. La variation depression imposée à l'aval (à la tête du forage) provoque une variation dudébit du forage et se transmet immédiatement en milieu souterrain aux autresécoulements. Mais cette transmission provoque un remplissage de l'ensemble desvides autour des sources qui sont en relation avec Isi pression atmosphérique.Il n'y a donc pas uniquement propagation d'une onde de pression vers lessources, mais mouvement d'eau, ce qui demande un temps beaucoup plus long pouraboutir à un nouvel équilibre (plusieurs jours au lieu de quelques minutes).
Dans ces conditions, toute action sur un forage qui capte l'eau enprofondeur aura un effet direct sur le niveau d'eau des sources et parconséquent sur leur débit, mais dans l'état actuel des captages, il paraitdifficile d'obtenir plus de 20 à 25 m3/h avec un maximum de 18 à 20 m3/h auforage Tambour III.
Bien qu'il soit possible d'accroître le débit de Tambour III parpompage nous ne recommandons pas cette solution pour deux raisons principales:
1 - une pompe introduirait une contrainte supplémentaired'exploitation ainsi qu'un dégazage
2 - un abaissement de la pression dans le forage à une coteinférieure à celle des eaux froides qui ceinturent l'établissementest à proscrire car elle entraînerait des risques importants depollution.
variations des pressions pendant les tests
2,00 tn
S,P
-S61
-U(fc)
tJ
3
o-Q
E
tWn
repttrc
ftommck k£t«de Forage
-40Po/ii
noto pour ¡zs valzurs negativas de pre&sion , on a pris la «Jifference de hauteurs entre la Fête du forageah le niVeau d'icoulement (volaur brutz sans déduction des pe.rba.s de choroa ^
5
variations des pressions pendant les tests
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5
- 31 -
5 - CONCLUSION
Dans l'état actuel de la station thermale, l'eau sulfurée sort à sonmaximum de température et de sulfuration à la source Tambour II qui occupe uneposition médiane dans les émergences.
Ce pôle thermal peut servir de guide pour de futurs captages car ilest vraisemblablement à la verticale de la remontée des eaux de Barèges.
5.1 - Restauration des forages Tambour III et Polard
La distribution de l'eau dans l'établissement est assuréeprincipalement par le forage Tambour III, or ce dernier ne débite que 18 m3/halors qu'il fournissait 36 m3/h en 1972. Ce forage étant obstrué par un bloc àla profondeur de 72 m ,un débouchage est à prévoir.
Pour le forcée Polard qui assure une partie de la distribution, ladétérioration de l'équipement est telle qu'il faut prévoir la réfection de lapartie supérieure du forage pour éviter les fuites d'eau en pied de tubage.
Ces deux opérations de restauration qui se sont révélées nécessairesaprès l'examen vidéo des forages devraient entraîner une augmentation dedébit ; mais il n'est pas possible d'en prévoir à l'avance les proportions.
5.2 - Recaptage des eaux de Barèges
Si, après ces travaux île gain en débit et température n'était passuffisant, il faudrait prévoir un nouveau forage dans le secteur du pôlethermal (Tambour II), mais pour ce faire une investigation géologiquepréalable est nécessaire. En effet, les données de forages déjà exécutés etles observations de terrain mériteraient d'être confrontées pour mieuxpréciser le contexte structural local. Un contrôle des remontées d'eau parmesure des émissions de radon au sol pourrait compléter utilement la géologie.De telles investigations devraient nous permettre de localiser un forage ayantpour objectif de capter l'eau thermale en recoupant le circuit ascendantprincipal qui aboutit à Tambour II.
- 31 -
5 - CONCLUSION
Dans l'état actuel de la station thermale, l'eau sulfurée sort à sonmaximum de température et de sulfuration à la source Tambour II qui occupe uneposition médiane dans les émergences.
Ce pôle thermal peut servir de guide pour de futurs captages car ilest vraisemblablement à la verticale de la remontée des eaux de Barèges.
5.1 - Restauration des forages Tambour III et Polard
La distribution de l'eau dans l'établissement est assuréeprincipalement par le forage Tambour III, or ce dernier ne débite que 18 m3/halors qu'il fournissait 36 m3/h en 1972. Ce forage étant obstrué par un bloc àla profondeur de 72 m ,un débouchage est à prévoir.
Pour le forcée Polard qui assure une partie de la distribution, ladétérioration de l'équipement est telle qu'il faut prévoir la réfection de lapartie supérieure du forage pour éviter les fuites d'eau en pied de tubage.
Ces deux opérations de restauration qui se sont révélées nécessairesaprès l'examen vidéo des forages devraient entraîner une augmentation dedébit ; mais il n'est pas possible d'en prévoir à l'avance les proportions.
5.2 - Recaptage des eaux de Barèges
Si, après ces travaux île gain en débit et température n'était passuffisant, il faudrait prévoir un nouveau forage dans le secteur du pôlethermal (Tambour II), mais pour ce faire une investigation géologiquepréalable est nécessaire. En effet, les données de forages déjà exécutés etles observations de terrain mériteraient d'être confrontées pour mieuxpréciser le contexte structural local. Un contrôle des remontées d'eau parmesure des émissions de radon au sol pourrait compléter utilement la géologie.De telles investigations devraient nous permettre de localiser un forage ayantpour objectif de capter l'eau thermale en recoupant le circuit ascendantprincipal qui aboutit à Tambour II.
- 32 -
Compte tenu des informations fournies par l'étude hydrochimique -température atteinte par l'eau en profondeur (120°C environ), etrefroidissement de Tambour II par conduction de l'ordre de 10°C - un foragebien implanté devrait permettre de capter une eau sulfurée non mélangée à unetempérature atteignant 50 °C.
Un tel forage permettrait de mieux satisfaire à la fois les usagesmédicaux et thermiques, et aider à résoudre ainsi le problème de pénuried'eau qui affecte les thermes de Barèges. Le fluide thermal ainsi captédevrait bien entendu être renvoyé dans les circuits existants.
5.3 - Contrôle des débits pour une meilleure gestion de la ressource
Les problèmes posés par le fonctionnement des installations thermalesde Barèges et la difficulté de la mesure du débit nous conduisent à proposerla mise en place d'un système de contrôle de débit et de température du fluidethermal .
En fait, la connaissance du débit est importante pour le fluide quitransite par les bâches de stockage, c'est-à-dire essentiellement l'eau deTambour III à son entrée dans l'établissement thermal.
- 32 -
Compte tenu des informations fournies par l'étude hydrochimique -température atteinte par l'eau en profondeur (120°C environ), etrefroidissement de Tambour II par conduction de l'ordre de 10°C - un foragebien implanté devrait permettre de capter une eau sulfurée non mélangée à unetempérature atteignant 50 °C.
Un tel forage permettrait de mieux satisfaire à la fois les usagesmédicaux et thermiques, et aider à résoudre ainsi le problème de pénuried'eau qui affecte les thermes de Barèges. Le fluide thermal ainsi captédevrait bien entendu être renvoyé dans les circuits existants.
5.3 - Contrôle des débits pour une meilleure gestion de la ressource
Les problèmes posés par le fonctionnement des installations thermalesde Barèges et la difficulté de la mesure du débit nous conduisent à proposerla mise en place d'un système de contrôle de débit et de température du fluidethermal .
En fait, la connaissance du débit est importante pour le fluide quitransite par les bâches de stockage, c'est-à-dire essentiellement l'eau deTambour III à son entrée dans l'établissement thermal.
33 -
Trois types d'appareils de mesure peuvent être installés :
- diaphragme sur conduite avec prise de pression en amont et en avaldu diaphragme et enregistrement de la pression différentielle qui estconvertie en débit
- débitmètre à turbine précédé d'une chambre de dégazage ; possibilitéd ' enregistrement
- débitmètre électromagnétique ; possibilité d'enregistrement.
Il serait souhaitable d'ajouter une mesure de température àcette mesure de débit.
Toulouse, le 4 février 1986
F. lUNDT
J.C. MARTIN
M. NARTET
J.C. SOULE
Ingénieur hydrochimiste
Ingénieur hydraulicien
Technicien hydrogéologue
Ingénieur hydrogéologue
33 -
Trois types d'appareils de mesure peuvent être installés :
- diaphragme sur conduite avec prise de pression en amont et en avaldu diaphragme et enregistrement de la pression différentielle qui estconvertie en débit
- débitmètre à turbine précédé d'une chambre de dégazage ; possibilitéd ' enregistrement
- débitmètre électromagnétique ; possibilité d'enregistrement.
Il serait souhaitable d'ajouter une mesure de température àcette mesure de débit.
Toulouse, le 4 février 1986
F. lUNDT
J.C. MARTIN
M. NARTET
J.C. SOULE
Ingénieur hydrochimiste
Ingénieur hydraulicien
Technicien hydrogéologue
Ingénieur hydrogéologue
dat, SameJi" ZO f-t-tl ^1335 Dimanthiz 4 / AZ f /^9gJ
timps en jourshtui-cs-^ g"^s
g-isrjour
-1-
2Î jour9" 15
ja/ier
Form» ouvart /Jtir- na/i(Lr ecoa/emew^ au ft)r
hrmtítLir^ vannepou.- 0;5 bar- eni/iron
Z
mesure 2¿"Opr£s fitJ'm<ttu»*«
manoeuvre de la vanm
da Tambour IIT
I prc^jion
. (en borj)
Tambour DI I ¿¿bitI
rtetnpéraLirie
0
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0,6
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s. 5ou nouvei/e Mouue/fe
I pression
{(hauteur en m)0,85 >l,05 ^¿i
Gency 1' pression
i(hcxjttur en ni)0.20 5 0-135 ^8 0-165
teintïérahjrePolardI
(ou foraga. Sz bis) I d¿b,t
32,8'
0 83
- ^^''t??'*^ "iâ^,-< TSsq-s"-
32.8"S!.T^.
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S' Roch { timpérature|(au ^riFpon}
32, 2- ^Sks^i 32, z- "^^ÎE^
Louvois
1 pressionl/TiQuteur en m^
{ tempefratureI (au grtffon^
0,0 0.0
w
(j<¿bit
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ii,5
25,2*
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Fond -f Dassieu -t
Polard -t et 2 t-
Ramon d
(J<¿b¡t
I températurei^ou bassin')
0,0¿¿,
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¿tjour9" 15
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vanne pour-
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mesur-e -J
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manoeuvre de la vanne
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I pression
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debíb en m'/htemperature en'c
dat, dimanche. 8 /-í2/'-<'OÍÍ Lnc¿<' 5 / -^Z í-< íj i 'T
izmps en ;our.sheures-» g"<5
3? lour'i5 '
'ÍOíjour9" IS
jalizr5i pa¡i<L.r
ouvertufíz
tóbale
e£.oulz.rn<z.nh aufot-ag e
manoeuvre de
de Tambour
a vanne ^fv r"bíi'-'
-,'-'í"/~ -:.-.T"
Tambour m
I pression
I (en borsl
i débit
05
A5
0,0
20
QO
.*^'
I température ¿28- 1^2.8-
A6¿,I
¿2.8
,-f.-. 'Î-.S
%^^#íS.5
ou nouvelle Moui/e/le
I pression
I (hauteur en m)A.SS A,ZAS AZO
Gency 1(houteur en m )
0,03S 003* 0.035^ T^í» ^''fl^.^ ;¿>'?:; ^í
I températurePolard
(ou foraga 52 bis) I ¿¿¡¡,t
32 S'
-(09
32,8-
-Í208ii^gg&;
."&
S' floch I température|(^au jriFfon}
,^v»,>'.>-ír-i.322- 322"
LouVO/5
I pression'[hauteur Cn my
1 tojnp^raburz.I Cou ^riFFon^
0^ 0,0 .r?-^'^*^
Caniveau ca.n¿ra¿
{ débit
1tempero tunc
^8_
28,2'
'"'íí/P'^^^^'
'C^?^ .-J-^fewSííí- .- 1-" ^'- -i.??.<'S*? .-1.
Fond + Dassieu r
Polard -t et 2 tRamon d
débit
I temperaturel^au bassin*)
OA'i
24,6" ¡v-e¡a" i!.'''éi
00¿,
-(88°
Mouvelle .£
débil
h-temperature
028
28,2'
008 ,*f-í;-!rM .,;,
25- "'/'-'*i'
débit 0.25.
Bordeu -S |tempe itur
29, Z-
ûo*fctt"c a.^ (IOU.H-T
;'Ai>AJ.
total 5ans
Tbmbour HL
. tzmparaturv.
moyenne
r défait
27,^- i=l^i;;ï- 25'
total Í53 582 ';7<::t"r --
total avec
Tambour HE
I température
I moyenne
I débitt total
29*
2^53
27.6-
'^ ZZ.VL
dibits en m'/htemperature en*c
dat, dimanche. 8 /-í2/'-<'OÍÍ Lnc¿<' 5 / -^Z í-< íj i 'T
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de Tambour
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Tambour m
I pression
I (en borsl
i débit
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I température ¿28- 1^2.8-
A6¿,I
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I pression
I (hauteur en m)A.SS A,ZAS AZO
Gency 1(houteur en m )
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S' floch I température|(^au jriFfon}
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LouVO/5
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Bordeu -S |tempe itur
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total avec
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datf mardi AO /AZ ¡Á^il^ tnírcriíái' -^A / AZ /.t^SS
tzmps zn jourshzurci~^ 3"15
-('i? lour AZ* jourVM
jalizrs 6,t.-v
* % .,
G- palia.rouva.yCurz acoté mesure' ctam Izs che.rm«i
totale mi/eau Lâche o/ei'n
manoeuvre de
c/c Tambour
a vanne
ar
Tpression
(en bars)
Tambour DI
I-I débit
0
^£36
r--TI temperature ¿2,8'
A&
LZ,&-
o
^8
¿2,8-
'^Tí-' 'V
S.5ou nouvelle Uouvefíe
I pression
l(hauteuren m)A,2A A.ZS AZT-
Gency í(houteur en m)
0,0 3 <" 003 i' 003 5"
Polard
fou forage 52 bis') I ¿¿\¡,l
I
I température
I
32. S 32,5-
I^('IS xí í;-**^^:^*-
s.'»jy'S5Á^><22
S' RochI températureI (au griFfon} 32.2
--.ií-"32,2-
Louv oís
I pression
'(hauteur ftn m)
I ttmp¿raburzI (au gri ffon'^
0,0 OO
//¿- " i'. î>=-,'- '
Canrveau cen troi
I débit
1I temperatur
ïSÎÎî '.JL "<-««,-.
¿sa
ZT-,1- '^W¿^'
5,^
ZSá"- i>>vl '^ic%;
tfV"r.,,
?¿'-'^ = -i'^
Fond + Dassieu t-
Polard -t et 2 t-
Ramon d
débit
^r""tHOU bossin')
oo¿;
-(í.é--
ooz;2
./¿".fi"'
Mou velleI débitI
I .--I temperature
008
z¿,e-
%m
-^^I^
0-(O
258-
'',: »'.i""
Bordeu -S
I débit
II temperature
q»u^^nfe"
, j);:r!;.
total 3ans
Tambour HL
. temperature
moyenne
f défait
total
2z,,é--
5^ù
i'^-y^''
.'.1V?K.-
'ï 'X t
total avec
Tambour ÜE
I tzmpt.ratnríI moyenne
I débitI total
27,2' 2?,-<"
22, o t^s-
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tzmps zn joursheures-* g^^s
q'íi>f3íjour A¿*- jour
9" 15
jalizrs ?"""-L"^í'%'
QUíltirTurt
ioUU
7? palier
a£bit rnesutrt.
Htueaii oaciíedans ¿J HiQ-rtnt ¡
manluvre de
de Tambour
a vanne
Tambour Ht
I pression
I (en faors)
I débit
0
-Ï8,0
0
r,température ^2,^-
1^
^«r?^^'
o
-ys, o
^2,í-
*í%^i \ \
s.5ou nouvelle Uout/e//e
I pression
[(hauteur en m]À,ZS^ -/,¿f r A,¿«
Gency 1¡(houteur en m)
q03i' OOSi" Qoaf
Polard
fou forage 52 bis)
' température
1
32, g'-. ' ^ 'Mis- -
*i^''-J,^ ,i,v^.r
2Z,f«C~<^
débit ^,<?."-,5, ^.¿ ^^g| ^,^5%
S' Rocfi I température|(au oriffon} 32, ¿ esr-. 3¿.¿-
Louvois
I pre&sion
'[hauteur en m^
I tempe'ratureI (ou griffon^
0
yl¿-
y- û
J¿->i jCïJ
débit
Cani"veau centrai I-tempera tu
¿,80
ZÉé'
|?«*¿\' *
'.&'
4,5
Z6.£-
C i3r^>»
Fond + Dassieu -t-
Polard -( et 2 «-
Ramond
débit
températurel(au bassin")
0,0¿L
AS.V
m. ^1
.'> "^t,5^4
q-í¿
^^^:
Mouvelle .1
-S
débit
I __
{ temperaturaS âÉ
Bordeu J5
¡ débitI ._
I température
':-»-.
f%l 1',2"'^ " -
m
total sans
Tambour HL
. t^maaraiur^moyenne
I défait
! total
U.^' ~;_if% ¿¿,c-»^ î'-: 1
¿:^5 î-'- s, " 5a¿
total avec
Tambour HE
I températureI mo'jQ.nníí
I débit, total
¿h¿
S¿.^S i e-^t-.
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:emps en jour^heures g^AS
g"-5^55jour ASÍ jour
9*" 15
paliers S i/anne
OUí/trtí
8? palier¿(.oMtm.íitJ~ pai/- £ip/\ona.ae ^ ttnesui'e.
O*^ pat/ /ui^^ tt^refíLuy .
manguvre de la vanne
da Tambour EL ^j^ s?4M'
^V
Tambour HE
I pression
. (in^orj)
I débit
0
<0
O
I température¿¿,S- ¿.¿.S-
¿7 "»»/.* <
'Í *?. .^
/<?,/
S.5OU nouvei/e Mout/e//e
I pression
[(hauteur on mJA,¿ñ JSÎ Aa
Gency i I(houteur en m )
OOi^ 003^' (Oa?r
Polard
¡"ou forage 52 bis)
I
I température
I
! débit
3¿g- -"'"i-.'î,"--- ', ¿a ,'¿7,'
2¿,g'
A¿D
-\ \j température|(^au qriffon)
osr
S' Roch Sf¿' S2,2 = ^Ü'T^S
Louvois
' pression
(hauteur cn m
I t(imp¿ralurzI (au griffon^
0
A^'
X Lía jy'^. «^-'* >
o 't-if-^j'"?:
Cani\fzau centrai
I debiti__ __
I temperoture ¿é.^-
- f
Fond + Dassieu -i-
Polard -t et 2 t-
Ramond
débit
h----I ce.mpcraturc\(au bassin*)
t
W-^-^l'ih ^A'
,->; f-;-^i:
Mouvelle .£
débitI
I ,--I temperature
oxsSft$í^¿j¡^'í!í>
.f^- -^>g
0,32*>à? 'i ^
#.^
.X .^ 'Í / > ?;.&-
Bordeu5
I débitI
I tempéra ture
acu.ur ',<X,'éK,-JiÛ.2?
'-!:'^>,.^.'.^;i'*H*-
,i.i,\-^ \
' "'-i-'^ ,"^i iV,-
total sans
Tambour HL
. tzmparatur^moyenne
r débittotal £,0 is-? A', '^ 'i^^
.i'-r/ï-Y-
¿A,¿-
¿.îi
, ,*' -'^i",', i""'
total avec
Tambour HE
I température
I moyenne
I débitI total ¿Á.O
i-J^':,:-.¿¿,1
¿¿,rA
¿¿bits en m'/htemperature en * c
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I température
I
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Bordeu5
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total avec
Tambour HE
I température
I moyenne
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tzmi IS en ;our.5 -V?í
heures-.. g"153-i5 J^ Agí jour
9" 15
lalizrs varillefí palier
I ' í / thií/ecu^ ru^ souj payíkAKü i< lana cL
manoeuvra de
ide Tambour
a vanne
JK
Tambour HI
. (en hors)
débit
température
Í)
Asp
¿l,?'
0
J^ss-
¿t.r ', *^' ic'rl'jçi!.
ï".-'^
S.5ou nouvelle Mouuefle
press I on
(hauteur en m)^¿'3 ASt JTt
Gency 1pression
([htxjteur en m )ÛOé uu¿ 002
*^-^~> - ^ <",
Polard
(ou forage 52 fais)
température
débit
32,?'
oa¤
hZ.f
037-/
S' Roch température(au griffon)
3¿,^
<»./oairÁvr^*^ o4oo#t/i*«*^pression
(nout^ur «n m^-9^^^^^ ' ''
-.?:?i:- : .LOUVO/S
température(ou griffon^ Aa- -tó-
Caniveau central
débit
IZ.A <i VSi' '-f^
! temperature ¿l,¿-3
t-^ilf-^t^^ ¿7-,S- X's^^"^^.'
Fond + Dassieu -t-
Polard -t et 2 fRamon d
débit
{ temperature|('au bassin)
oJî / _
JA-
'&;>..,», ISS
ii% >'.¿A' ^'
Mouvelie .S
' débitI
I ,-I temperature
ozzf '^è^f^:' 02t
/
débitBordeu .S
5II temperature
0/f
¿S'
VA-*''i-'->.-.lï'*-'^-.
- ^'i.P'-iX"'.!^?%:Tr.
llby>
Ote ;-;^>\i-v
, 77 /;î^
total sans
Tambour HL
. temperoturemoyenne
I débitj total
2é,¿' ^.t^Â sIfeiS,,
è^a
''^^V'^V
total avec
Tambour BL
température,
movenne
.^...'iis-Â'-^.'
I débitI total
HU,-4,4 , ¡¡-¡.y-, ,, ;
dzbihs en m'/htemperature en*c
dat, ¿Um.cIj¿ J¿ /^Z {.\'^%i ^a^cL- .^^ /-^Z ÍA<^1^
tzmi IS en ;our.5 -V?í
heures-.. g"153-i5 J^ Agí jour
9" 15
lalizrs varillefí palier
I ' í / thií/ecu^ ru^ souj payíkAKü i< lana cL
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ide Tambour
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. (en hors)
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S.5ou nouvelle Mouuefle
press I on
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Gency 1pression
([htxjteur en m )ÛOé uu¿ 002
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Polard
(ou forage 52 fais)
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S' Roch température(au griffon)
3¿,^
<»./oairÁvr^*^ o4oo#t/i*«*^pression
(nout^ur «n m^-9^^^^^ ' ''
-.?:?i:- : .LOUVO/S
température(ou griffon^ Aa- -tó-
Caniveau central
débit
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Fond + Dassieu -t-
Polard -t et 2 fRamon d
débit
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Mouvelie .S
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I ,-I temperature
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débitBordeu .S
5II temperature
0/f
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VA-*''i-'->.-.lï'*-'^-.
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, 77 /;î^
total sans
Tambour HL
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total avec
Tambour BL
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de Tambour
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-r
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Polard
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Louvois
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I débit
1 temperature
Fond + Dassieu r
Polard ( et 2 tRamon d
débit
I température[l'ou bassin")
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