Calcaires du Tithonien dubassin parisien (Code 070)

RésuméUn potentiel limité, compte tenu de la surfaceréduite des affleurements dans le bassin et du fait defaibles caractéristiques hydrodynamiques de cetaquifère.

Ce système aquifère se développe essentiellement à l'Ouest du bassin Rhin-Meuse.

Quelques chiffres

Surface de l'aquifère à l'affleurement : 208 km2.

Epaisseur de l'aquifère : de 30 à 70 m.

Gaize du Cénomanien

- 16 -

Leur épaisseur peut atteindre 85 mètres. Lesséries sont monoclinales à faible pendage (1,8%au niveau de SAINTE MENEHOULD) en direction del'Ouest-Sud-Ouest.

HydrogéologieLa Gaize de l'Argonne est un aquifère libre dontles Argiles du Gault représentent le mur.

Le réservoir est poreux et fissuré. La circulation del'eau est donc interstitielle et fissurale. En outre, unecirculation d'interbancs est associée aux variationsverticales de perméabilité dues aux différenceslithologiques des bancs successifs sub-horizontauxà composante plus ou moins argileuse. L'affleu-rement du substratum argileux de l'aquifèredétermine la présence de nombreuses sources dedéversement qui alimentent les affluents de la Barvers l'Est ou de l'Aisne vers l'Ouest.

Les principaux paramètresLa Gaize présente des horizons très variés enépaisseur et nature. Les différents faciès peuventavoir des comportements hydrauliques différents.Les forages ont donc des productivités trèsvariables en fonction de la qualité des strates ren-contrées. La perméabilité varie de 10-2 à 10-4m/s.Les débits spécifiques connus se situent dans unefourchette de 1 à 8.10-4 m3/s/m.

Les transmissivités déterminées ont pour ordre degrandeur 10-3 m2/s. Le coefficient d'emmagasine-ment est très rarement accessible dans de parfaitesconditions de détermination.

Chimie des eauxLes eaux de la Gaize sont moyennementminéralisées (conductivité 500 à 650 µS/cm), ellessont de faciès bicarbonaté calcique, de duretémoyenne à assez élevée (Titre hydrotimétriqueoscillant de 25 à 37°F).

Les concentrations en nitrates et produitsphytosanitaires satisfont généralement lesexigences de qualité pour l'alimentation en eaupotable, l'occupation des sols comprenant delarges superficies boisées dans le bassin Rhin-Meuse. Il peut arriver que l'eau contienne desteneurs en fer, voire en manganèse excessives.

VulnérabilitéLa nappe est libre dans le bassin Rhin-Meuse.L'absence de recouvrement imperméable confère àla nappe une forte vulnérabilité vis à vis de pollutionsqu'elles soient chroniques ou accidentelles.

ExploitationCette nappe ne constitue pas un réservoirimportant. Elle peut toutefois être utile pourcertaines collectivités rurales dans un secteurpauvre en ressources en eau.

BibliographieMEGNIEN C., MEGNIEN F. et coll. (1980) : Synthèsegéologique du Bassin de Paris. Mémoires BRGMn°101,102 et 103.

DASSIBAT C., RAMON S., ZUMSTEIN J.F. (1982) :Carte hydrogéologique du bassin Rhin - Meuse.Document Agence de bassin Rhin-Meuse.

AGENCE DE L'EAU RHIN-MEUSE Atlas hydrogéologique du bassin Rhin-Meuse (Octobre 2002)

Calcaires du Tithonien du bassin parisienCalcaires du Tithonien du bassin parisien

Situation des Calcaires duTithonien du bassin parisien

Le Tithonien (ex Portlandien) forme l'ossatureessentielle des plateaux du Barrois qui ferment auSud-Est la Champagne entre la Meuse et la Seineet dominent les pentes du Kimméridjien par unecuesta qui se suit de COMMERCY à BAR-SUR-SEINE.Cet ensemble ne se développe que très peu sur leterritoire de l'Agence de l'eau Rhin-Meuse.

Ce système aquifère (code 070) est affleurant sur208 km2. On peut le subdiviser en plusieurs soussystèmes (cf. planche jointe) :

- Calcaires du Tithonien de Commercy(code 070a) ou calcaires du Barrois, formantune cuesta au-dessus des marnes, s'étendantsur 27 km2, à l'Ouest du Ruisseau de Méholle.

- Calcaires du Tithonien du Barrois (code 070b)ou calcaires du Barrois, formant une cuesta au-dessus des marnes, s'étendant plus au Nord sur32 km2 en limite de bassin, au Sud du RuisseauChonville.

- Calcaires du Tithonien de l'Argonne(code 070c) affleurant plus au Nord sur116 km2 en limite de bassin, entre le Chonvilleet l'Andon.

- Sables verts de l'Albien sur calcaires jurassiques(code 070d) présents sur 12 km2 en limite debassin, à l'Ouest de l'Andon-bras-nord.

- Buttes témoin de calcaires du Tithonien(code 070t), situées à l'Est des affleurementsprécités (superficie : 9 km2).

A noter que cet ensemble forme la Côte duBarrois à l'Est et qu'il est fortement entaillé par lesrivières ou ruisseaux : l'Aire, l'Ornain et la Saulxen particulier, ainsi que par la Marne dans lesecteur ANCERVILLE / SAINT DIZIER, qui sont desaxes naturels de drainages de la nappe.

Géologie

Lithostratigraphie

Sur les marno-calcaires du Kimméridjien (J8) sesont déposées des formations essentiellementcalcaires, avec de bas en haut les séries suivantes :

- la barre lithographique de base, formant unecorniche de 20-30 m de puissance, constituéede bancs calcaires pluridécimétriques, bienlités, avec des inter-lits marneux.

- les Calcaires de DOMMARTIN : calcaires griscompacts en bancs peu épais, généralementsublithographiques avec des intercalationsmarneuses et des niveaux lumachelliques avecà leur base la Pierre chaline, constituée de deuxniveaux marneux plus ou moins lumachelliquesencadrant un niveau de calcaire (épaisseur de7 à 20 m).

Coupe lithostratigraphique des Calcaires du Tithonien du bassin parisien

AGENCE DE L'EAU RHIN-MEUSE Atlas hydrogéologique du bassin Rhin-Meuse (Octobre 2002)

Calcaires du Tithonien du bassin parisien

DAMMARIE/SAULX, BURE, MANDRES). Les transmis-sivités mesurées sur les forages les plus productifsvarient de 5 . 10-4 à 1 . 10-2 m²/s.

Chimie des eaux

Les eaux souterraines sont bicarbonatéescalciques, moyennement dures (35 mg/l Ca). Lesteneurs en nitrates observées sont de l'ordre de23 mg/l.

Des pesticides sont observés dans certains pointsdu Réseau de Bassin des Eaux Souterraines.

Vulnérabilité

Des expérimentations par traçage, réalisées àl'Ouest du bassin, ont permis de déterminerquelques directions d'écoulement dans la nappedes calcaires tithoniens. Ces traçages, notammentceux réalisés dans la partie Sud-Ouest, montrentau moins deux directions d'écoulementpréférentielles : l'une générale, dans le sens dupendage des couches, suivant la stratification dumilieu souterrain, l'autre, beaucoup plus localisée,à la faveur d'accidents tectoniques ou de réseauxkarstiques développés au sein du milieusouterrain.

Les vitesses de transit dans le réseau karstiquepeuvent être élevées : de 500 à 5 000 mètres parjour. Des transferts entre bassins versants ont étémis en évidence, en particulier entre l'Orge et laSaulx, la Saulx et l'Ornain, la Saulx et la Marnesur des distances atteignant parfois 20 à 30 km.

Exploitation

A l'échelon local, certaines de ces formationsperméables (calcaires fissurés) au contact deniveaux peu perméables (calcaires massifs oumarnes) constituent des aquifères quasi-indépendants utilisés pour les besoins descollectivités.

Bibliographie

HILLY J. et HAGUENAUER B. (1979) : LorraineChampagne Guide géologique régional. EditionMASSON.

MEGNIEN C., MEGNIEN F. et coll. (1980) : Synthèsegéologique du Bassin de Paris. Mémoires BRGMn°101, 102 et 103.

DASSIBAT C., RAMON S., ZUMSTEIN J.F. (1982) :Carte hydrogéologique du bassin Rhin - Meuse.Document Agence de bassin Rhin-Meuse.

CORBONNOIS J.,DECLOUX J.P., SAINT PE M., SARY M.et GRIOLET C. (1987) : Synthèse des étudesconcernant les eaux souterraines - Départementsde la Moselle et de la Meurthe-et-Moselle.Document Centre d'Etudes Géographiques del'Université de Metz.

LAPUYADE F., GOUJON A.L. (2001) : Réseau debassin des eaux souterraines. Rapport d'analysetechnique des données avril 99 - mai 00.Document Agence de l'eau Rhin-Meuse.

Calcaires du Tithonien du bassin parisien

- l'Oolithe de BURE (2 m), surmontée par unniveau à petites oolithes : calcaires cariés,tubuleux, tachetés (40 à 45 m).

- les Calcaires tubuleux, décrits comme descalcaires massifs. Non altérés, ils sont durs,blanc rosé.

- les Calcaires gréseux inférieurs (ou Dolomiesverdâtres inférieures), représentés par unensemble de dolomies, de calcaires en bancspluridécimétriques à plurimétriques grisverdâtre.

- l'Oolite vacuolaire (2 m) : calcaire à oolitesvidées par dissolution de leur partie centrale.Vers l'Ouest, en direction du centre du bassin,s'observe une modification progressive dufaciès, avec intercalations d'éléments anguleuxempruntés aux calcaires blanc-rosé sous-jacents.

- les Calcaires gréseux supérieurs (ou Dolomiesverdâtres supérieures), constitués par unensemble de dolomies et de calcaires. Leséléments calcaires sont en grande partiedolomitisés.

Au Sud-Ouest du bassin, cet étage ne subsistequ'en panneaux isolés les uns par rapport auxautres. Les calcaires tithoniens sont représentéspar les Calcaires lithographiques de base (20-30 m), la Pierre chaline (2 m) et les Calcairesargileux à débris (10 à 20 m). Les Sables vertssont localement observés en discordance sur unepaléotopographie du toit des calcaires jurassiques,marquée par une surface de ravinement perforéesouvent encroûtée par des oxydes de fer.

Le secteur central (BAR-LE-DUC) offre un Tithonieninférieur plus complet, moins érodé, constitué desCalcaires lithographiques de base, de la Pierrechaline, de Calcaires argileux à débris, de l'Oolitede bure, des Calcaires dits "cariés", "tachetés","tubuleux". L'ensemble se développe sur uneépaisseur de 60 à 70 mètres.

Structure du réservoir

Les marnes et argiles du Kimmeridgienconstituent le mur de l'aquifère, le toit étant formépar la couverture crétacée dans la plupart des cas.Localement, les Sables verts albiens reposant endiscontinuité sur les calcaires sont inclus dans lesystème aquifère.

Le Tithonien est un ensemble complexe dedolomies (partie supérieure), de calcairestachetés, cariés, de calcaires lithographiques avec

intercalaires de marnes et lumachelles diver-sement développés et de calcaires franchementlithographiques (partie inférieure).

Hydrogéologie

La piézométrie, connue à l'Ouest du bassin,souligne les points suivants :

- dans la partie Nord (entre MONFAUCON-D’ARGONNE et SOUILLY), l'écoulement général dela nappe est dirigé vers l'Ouest avec un fortgradient (12 ‰), la nappe étant libre jusqu'à lavallée de l'Aire. Vers l'Ouest, au delà des limitesdu bassin, la nappe devient très vite captiveavec un gradient nettement plus faible (8 ‰).

- dans la partie médiane (entre Aire et Ornain),les écoulements dirigés vers l'Ouest ont ungradient plus régulier (5,5‰).

- dans la partie Sud (entre Ornain et Marne, horsbassin Rhin-Meuse), on observe d'abord desdirections d'écoulement dirigées vers l'Ouestavec un grand axe de drainage constitué parl'Ornain. Ensuite, entre Ornain et Saulx commeentre Saulx et Marne, on observe plusieurspoints hauts de la nappe avec une répartitiondes écoulements vers les axes naturels dedrainage.

Les principaux paramètres

Les niveaux étudiés donnent naissance au Sud-Ouest du bassin à de très nombreuses sources auxdébits fluctuants (faible capacité d'emma-gasinement, fort drainage aval et latéral).L'exploitation par forage est aléatoire bien quequelques ouvrages donnent des débits supérieursà 10 m3/h.

Plus au Nord et en raison d'un moindredécoupage par l'érosion, les calcaires tithoniens decette entité constituent de vastes impluviumsabondamment karstifiés donnant naissance à dessources aux débits fluctuants, mais toujours trèsélevés (sources de FAINS et de NANTOIS dans lavallée de l'Ornain, de RUPT-AUX-NONNAINS dans lavallée de la Saulx).

Les paramètres hydrodynamiques des Calcairesdu Barrois sont très variables d'un point à unautre. De nombreux forages de recherche d'eauont été abandonnés du fait de la faibleproductivité des calcaires (HAIRONVILLE,SOMMELONNE, MAULAN, RUPT-AUX-NONNAINS,

AGENCE DE L'EAU RHIN-MEUSE Atlas hydrogéologique du bassin Rhin-Meuse (Octobre 2002)