BRGM
SYNDICAT MIXTE D'ETUDE POURL'AMELIORATION DE LA QUALITE DES EAUXPOUR LA DISTRIBUTION PUBLIQUE POUR LA
REGION CHAMPAGNE BERRICHONNE DUSUD-EST DE BOURGES
RECHERCHE D'EAU DANS LE DOGGER
AU SUD DE DUN-SUR-AURON (CHER)
Par
Cl. MARTINS
Avec la collaboration de C. LEGER87 SGN 381 CEN JUIN 1987
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES
SERVICE GEOLOGIQUE REGIONAL-CENTREAvenue de Concyr- BP 6009
45060 ORLEANS CEDEXTnl. RA T7 11
TABLE DES MATIERES
RESUME
1 - INTRODUCTION 1
1.1 - BUT DE L ' ETUDE 11.2- OBJET DE L ' ETUDE 1
1 .3 - DELIMITATION DE L ' ETUDE 2
2 - GEOLOGIE 4
2.1 - DESCRIPTION DE LA STRATIGRAPHIE ET DU FACIES 4
2.2- COMMENTAIRES 8
3 - ETUDE DES PHOTO-AERIENNES ET DE L'IMAGE LANDSAT 10
4 - PIEZOMETRIE 1979 15
4.1 - PIEZOMETRIE 154.2 - LA RELATION ENTRE LA PIEZOMETRIE ET LES DIRECTIONS
TECTONIQUES 154.3 - LA RELATION ENTRE LES DIRECTIONS TECTONIQUES ET LES
ALIGNEMENTS DES SOURCES 16
5 - PIEZOMETRIE 1987 17
6 - PROSPECTION GEOPHYSIQUE 18
7 - CONCLUSIONS 21
LISTE DES FIGURES
FIGURE 1 : Plan de s i tua t ion de la zone d'étude (échelle : 1/250.000)FIGURE 2 : Esquisse géologique (échelle : 1/200.000)FIGURE 3 : Linéaments vus en photo aérienne (échelle 1/50.000)FIGURE 4 : Carte des principaux linéamentsFIGURE 5 : Linéaments vus en photo aérienne et linéaments d'image Landsat
PLANCHE HORS TEXTE : Carte piézométrique des calcaires jurassiques supérieurset moyens (échelle à 1/25.000)
SYNDICAT MIXTE D'ETUDE POUR L'AMELIORATION DE LA QUALITE DES EAUX
POUR LA DISTRIBUTION PUBLIQUE POUR LA REGION
CHAMPAGNE BERRICHONNE DU SUD-EST DE BOURGES
RECHERCHE D'EAU DANS LE DOGGER
AU SUD DE DUN-SUR-AURON (CHER)
S.M.E.E.R.S.E. Auteur : C. MARTINSAvec la collaboratoin de : C. LEGER
87 SGN 381 CEN
RESUME
MODALITES ADMINISTRATIVES
Cette étude a été confiée au SGR/CENTRE par la S.M.E.E.R.S.E. (SyndicatMixte d'Etude pour l'amélioration de la qualité des Eaux pour la distributionpublique pour la Région Champagne Berrichonne du Sud-Est de BOURGES).Marché du 04 mars 1987.
BUT DE L'ETUDE
La qualité des eaux distribuées à DUN-SUR-AURON ne correspond plusaux normes de potabilité fixée par la CEE. Une ressource de substitution estrecherchée.
OBJET
C'est dans ce but que les possibilités aquifères des formations duDogger sont examinées.
Pour ce faire, ont été réalisées :
- une piézométrie exhaustive,- une interprétation des photos aériennes et de l'image Landsat de 1981,- une campagne géophysique de 5 profils.
RESULTAT DE L'ETUDE
II s'avère que les formations du Dogger sont essentiellement marneuses.Dans ce contexte cependant 2 zones apparaissent à l'issue d'investigation(piézométrie, photo-interprétation , sondages électriques) comme plus favorables.
Il était convenu de limiter la campagne de reconnaissance à 2 sonda-ges de 70 m.
Il est recommandé d'exécuter le premier sondage au lieu-dit"l'ancienne écluse", à quelques 6 km au Sud de DUN-SUR-AURON dans la valléede la rivière.
Etant donné l'incertitude qui demeure sur la position des terrainsrencontrés et suivant le faciès des formations bajociennes, il pourra être suggéréde poursuivre la reconnaissance de ce premier sondage au-delà de 70 m.
Le deuxième sondage, fonction des résultats du premier, serait réaliséà "Les Fonds Gauthier", 2 km plus au Sud.
21 pages5 figures1 planche hors texte
1 -.INTRODUCTION
1.1 - BUT DE L'ETUDE
La qualité des eaux prélevées pour l'alimentation en eau potable
de DUN-SUR-AURON va en se dégradant. En particulier, le taux de nitrates de ces
eaux est nettement supérieur à la norme OMS (50 mg/1). Le S.M.E.E.R.S.E.
(Syndicat Mixte d'Etude pour l'amélioration de la qualité des Eaux pour la
distribution publique pour la région Champagne Berrichonne du Sud-Est de
BOURGES) recherche une ressource de substitution , de meilleure qualité.
1.2 - OBJET DE L'ETUDE
Le S.M.E.E.R.S.E. a confié au B.R.G.M., Service Géologique Régional
Centre une étude hydrogéologique afin d'implanter au Sud-Est de DUN-SUR-AURON
un ou deux captages dans cet objectif.
Suivant la qualité et le débit de l'eau donné par ces forages, une
transformation en captage définitif est envisageable.
L'implantation de ces captages devrait intéresser les formations du
Dogger. Il a été convenu préalablement de réaliser :
- une piézométrie exhaustive de la nappe phréatique renseignant
sur les axes de drainage et les gradients,
- une interprétation des photo-aériennes et de l'imagerie
Landsat pour affiner les structures profondes,
- une campagne géophysique pour détecter des différences de
faciès.
- 2 -
1.3 - DELIMITATION DE L'ETUDE (Figure 1)
L'étude porte sur les assises du Dogger (Callovien à Aalénien) situées
au Sud-Est de DUN-SUR-AURON. Ces formations géologiques affleurantes s'enfoncent
sous le Jurassique supérieur de la région. Le secteur étudié a pour axe la
rivière l'Auron de direction SE-NW. Une zone de 3 à 4 km de chaque côté de la
rivière a été retenue comportant du NW au SE la série partant du Jurassique
supérieur et se terminant sur les assises du Lias.
- 3 -
Fig n°1- Plan desituation déta zone d'étude
Echelle: 1/250.000
- 4 -
2 - GEOLOGI E (figure 2)
2.1 - DESCRIPTION DE LA STRATIGRAPHIE ET DU FACIES
Le Dogger du secteur étudié peut se résumer ainsi de bas en haut
de la série.
2.11 - L'AALENIEN SUPERIEUR - BAJOCIEN INFERIEUR ET MOYEN
Ces deux horizons ne pouvant être séparés à cause de la présence d'une
formation plus carbonatée débutant à l'Aalénien et se poursuivant au Bajocien
inférieur.
Latéralement de SAINT AMAND-MONTROND à SANCOINS on passe d'un calcaire
à entroques et calcaire à silex d'une épaisseur de 25 à 30 m à un calcaire à
entroques d'une épaisseur de 10 à 15 m. Tout confondu, on peut estimer de 8 à
10 m l'épaisseur du faciès calcaire de cette formation.
2.12 - BAJOCIEN SUPERIEUR
Cet étage est représenté par une épaisse série marneuse ou calcaréo-
marneuse à petits bancs calcaires. L'épaisseur de cet étage varie de 5 à 10 m.
21.3 - LE BATHONIEN
Le Bathonien est comme l'Aalénien - Bajocien formé de calcaire à la
base et de marnes en partie haute.
- le Calcaire de NERONDES à la base (Bathonien inférieur), gris,
fin, massif à oolithes ferrugineuses. Son épaisseur est au maximum de 20 m à
l'Est, plus vraisemblablement 10 m au droit de DUN-SUR-AURON.
- 5 -
J Fig n°2 - ESQUISSE GEOLOGIQUE
PLACAGES TERÍIAIRE5ET QUATERNAIRES
OXFORDIEN
DOGGER
LIAS
TRIAS
Echelle: 1/200 000e
- 6 -
- les marnes jaunes, avec une puissance de 60 à 80 m sur l'axe
SAINT AMAND-MONTROND - SANCOINS mais qui ne représentent que 10 à 15 m d'é-
paisseur au droit de l'étude.
- les marnes blanches du Bathonien supérieur surmontant les marnes
jaunes, elles sont représentées par un calcaire marneux crayeux blanc sur une
vingtaine de m . Les derniers mètres supérieurs sont franchement calcaires.
2.14 - LE CALLOVIEN
Le passage du Bathonien au Callovien se traduit par la présence du
calcaire spathique, marneux au Nord de COUY et calcaire au Sud. Leur épaisseur
est d'environ 5 m au maximum.
Le Callovien inférieur représenté par des calcaires à oolithes ferru-
gineuses d'épaisseur maximale 1 m mais formant un bon repère stratigraphique.
Le calcaire spathique supérieur, passage du Callovien inférieur au
Callovien moyen formé de calcaire cristallin ou micritique d'une épaisseur
moyenne de 5 à 10 m.
Le Callovien supérieur est représenté par des marno-calcaires dont
l'épaisseur varie de 5 à 15m.
Le Callovien terminal est représenté par des formations à oolithes
ferrugineuses sur environ 1 m d'épaisseur, alternance de niveaux marneux et de
calcaire micritique.
L'ensemble de la description de ces étages peut se résumer sur un
tableau, orienté d'Ouest en Est représentant la limite Sud d'affleurement du
Dogger.
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CALLOVIENsupérieur
CALLOVIEN moyenet inférieur
BATHONIENsupérieur
BATHONIEN moyenet inférieur
BAJOCIEN supérieuret moyen
BAJOCIEN inférieurAALENIEN supérieur
ZONE ST AMAND-MONTROND
Marnes à faciès pyriteuxCalcaire argileux
(5 à 15 m)
Marnes et calcairemarneux (10 à 1 5 m)
Calcaire à entroques (5 m)Calcaire oolitique (10 m)
ZONE SANCOINS
Calcaire à oolithesferrugineuses (nombreuseslacunes) (1 à 5 m)
Marnes (10 m)Calcaire à entroques
Marnes blanches(15 à 20 m)
Calcaire oolithique Calcaire fin Calcaire fin de(20 m) Pierre de Charly ? NERONDES (20 m)
(20 m) Calcaire marneuxet marnes (10 m)
Calcaire à entroqueset calcaire à silex
(25 à 30 m)
Calcaire à entroques etCalcaire à silex(25 et 30 m)
Marnes et calcaire mar-neux siliceux(5 à 10 m)
Calcaires a entroques(10 à 15 m)
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2.2 - COMMENTAIRES
Aucune campagne géophysique n'a été exécutée à ce jour sur la zone
étudiée. Il existe d'autre part aucun sondage pétrolier profond sur la feuille
547 (DUN-SUR-AURON) qui n'a pas bénéficié encore d'un levé au 1/50.000.
Cependant, la synthèse géologique du Bassin de Paris permet de
dresser un premier bilan quant aux différents faciès rencontrés dans le Dogger.
Tout d'abord le Dogger est "séparé" en 4 séquences comprenant :
- la séquence 1 allant du sommet du Toareien à la base du
Bajocien inférieur,
- la séquence 2 comprenant le Bajocien,
- la séquence 3 comprenant le Bathonien,
- la séquence 4 comprenant le Callovien.
Chaque séquence étant séparée par une discontinuité sédimentaire.
- La séquence 1 est a priori une phase de sédimentation de calcaire
oolithique sans toutefois pouvoir préciser au droit de l'étude le faciès d'une
façon très précise mais vraisemblablement peu épaisse et calcaire.
- Les séquences 1 et 2 d'une puissance totale d'environ 70 m sont pour
une grande partie à faciès marneux, sauf la base de la séquence 1.
- Au sommet de la séquence 3 (Bathonien supérieur), l'alternance des
marnes et calcaires à dominante marneuse est nette et se situe dans le prolonge-
ment du sillon marneux séparant à l'Ouest la plate-forme armoricaine (faciès
calcaire) du lagon central à l'Est (calcaire).
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Pour résumer, on peut dire que :
- le Callovien est constitué de marnes et de calcaires
en bancs décimétriques.
- le Bathonien supérieur et moyen des calcaires marneux dans
une grande proportion, le faciès calcaire oolithique de BRUERE-
ALLICHAMPS ayant peu de chance d'être rencontré compte-tenu de la
présence du sillon marneux NW-SE.
- le Bathonien inférieur est calcaires, calcaire fin micritique
(genre pierre d'APREMONT).
- Le Bajocien est constitué de marnes et calcaires alternés.
- L'Aalénien a un faciès de calcaire, mais peu épais.
- 10 -
3 - ETUDE DES PHOTO-AERIENNES ET DE L'IMAGE LANDSAT
Les photographies aériennes concernant le secteur à étudier ont été
analysées.
Il existe trois directions principales de linéaments affectant la
région (figure 3).
Un linéament WSW-ENE passant au Sud de DUN-SUR-AURON affectant la
série des calcaires du Jurassique supérieur et disparaissant au droit des for-
mations oxfordiennes.
Un linéament NNW-SSE plus important de direction armoricaine traver-
sant la série du Jurassique supérieur et se "perdant" au niveau du Bajocien, au
niveau de THAUMIERS.
Un linéament SSW-NNE affectant uniquement le Callovien.
Ces linéaments répartis sur la carte (figure 2) au 1/50.000 doivent
être considérés comme des zones à l'intérieur desquelles des accidents
sont probables, sans toutefois pouvoir définir le sens du rejet. Ils ont été
prolongés (en pointillé) chaque fois qu'aux directions décelées correspondaient
des alignements de sources.
L'image Landsat a permis en 1981 d'apporter de nouvelles données sur
la zone considérée (figure 4 ) .
Un linéament sud-méridien passant à l'Est de DUN-SUR-AURON parallèle
à la faille de SENNELY recoupe l'intégralité des affleurements du Dogger.
- 11 -
Fign°3- Linéaments vus en photo aérienne
Limite du Dogger Echelle: 1/50.000-. . ^StÀRadegonde
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- 12 -
Fi g n°4 - Carte des princi paux linéaments
(image Landsat 1981)
Secteur étudié
5 10 km• i
,/Tv lV
- 13 -
Deux linéaments SE-NW parallèles passant l'un au NE de THAUMIERS,
l'autre passant par BUSSY, la Leux (commune de CHALIVOY MILON).
Un linéament SW-NE passant au SE de LE PONDY faisant partie de l'en-
semble appelé faisceau de COSNE.
En superposant les deux études de linéaments on s'aperçoit que :(cf. figure 5)
- le linéament NNW-SSE déjà vu en photo aérienne se recouvre
avec celui de l'image Landsat,
- par contre, deux autres directions de linéaments viennent
quadriller la zone, le linéament Sud-méridien NS et celui de direction
armoricaine NW-SE.
- 14 -
BoliCft ailles
Linéamentset linéaments d'image Landsat
Echelle-9 1 2 k m
- 15 -
4 - PIEZOMETRIE 1979(planche hors texte)
La piézométrie établie en 1979 lors d'une étude de la Champagne
Berrichonne laisse apparaître :
4.1 - PIEZOMETRIE
Un drainage très accentué par l'Auron.
La nappe s'écoule entre les cotes 215 et 155. Les hydroisohypes sont
très serrées (gradient hydraulique compris entre 1 et 3 % environ) et traduisent
tant au niveau du Dogger que du Jurassique supérieur d'un réservoir aquifère de
faible perméabilité ou à un cloisonnement important.
4.2 - LA RELATION ENTRE LA PIEZOMETRIE ET LES DIRECTIONS TECTONIQUES
L'influence sur la piézométrie apparaît sous forme de dôme piézomé-
trique à écoulements divergents. Le linéament WSW-ENE semble favoriser le
drainage au niveau de DUN-SUR-AURON, à l'Est et à l'Ouest.
Il faut noter sur la feuille NERONDES en ce qui concerne le Dogger,
que la nappe du Bathonien inférieur est captive et alimente les sources captées
par le Syndicat de NERONDES.
Au cours de l'année 1979, 3 puits situés dans le Jurassique supérieur
et 3 puits dans le Dogger ont fait l'objet d'un suivi piézométrique. Ces sont :
PARNAY (Sarolles - 547-5-15)
PARNAY (bourg - 547-5-17) Jurassique supérieur
BUSSY (Cilly - 547-6-12)
ARPHEUILLES (bourg -573-1-2)
THAUMIERS (la Leux - 547-6-53) Dogger
BLET (bourg - 547-3-50)
- 16 -
Les réactions de la nappe sont très rapides. L'amplitude des
variations atteint :
3,15 m à BUSSY
5,35 m à THAUMIERS
2,80 m ARPHEUILLES
Dès le mois d'octobre, on contaste une vidange généralement très
rapide , avec une accélération en décembre, conséquence de la fonte des neiges.
Le réservoir apparaît très perméable, dépourvu d'inertie à emmagasinement faible,
régularisant le ruissellement.
4.3 - RELATION ENTRE LES DIRECTIONS TECTONIQUES ET LES ALIGNEMENTS
DES SOURCES
D'une façon générale, les alignements des sources correspondent à des
linéaments vus en photos aériennes ou par satellite Landsat. Mais ces sources sont
notamment en partie Sud-Ouest dues à des exutoires de placages éocènes, d'alté-
ration batho-bajocienne ou d'assises des Calcaires du Berry.
- 17 -
5 - REZOMETRIE 1987
Un relevé piézométrique a été réalisé en avril 1987 portant sur
160 points mesurés.
La piézométrie se caractérise par :
- un drainage important par l'Auron, le ruisseau de Cocherat et
le ruisseau de Viessac.
- la nappe s'écoule entre les cote 200 et 165 m. Les couches
hydroisohypses sont très serrées (gradient de 1,6 à 2,5 % environ) traduisant
un réservoir aquifère de faible perméabilité ou un cloisonnement important.
- le linéament WNW, SSE fait apparaître dans la piézométrie deux
zones distinctes, une située au SW de 1 ,5 km de large ou la piézométrie montre
un gradient souvent inférieur à 1 %, 0,7 à 0,9 %, au NE une piézométrie plus
serrsée avec un gradient d'écoulement de 2,5 %.
Cette zone de gradient d'écoulement relativement élevé ne caractérise
pas un aquifère particulier, elle semble affectée toute la série depuis le
Jurassique supérieur jusqu'au Bajocien inférieur.
Bien qu'aucune reconnaissance profonde n'ait été réalisée dans le
secteur, on note dans les assises du Dogger un forage AEP qui a atteint le
Bathonien supérieur calcaire aquifère et captif sous le Bathonien marneux avec
un débit spécifique de l'ordre de 9,25 m3/h/m.
- 18 -
6 - PROSPECTION GEOPHYSIQUE
Au vue des deux cartes représentant les linéaments reconnus sur la
zone étudié se distingue au niveau du Dogger plusieurs intersections de
linéaments susceptibles d'être reconnues.
D'autre part, les conclusions du rapport établi en 1980 font apparaître
au niveau de DUN-SUR-AURON associées à la tectonique une zone de forte produc-
tivité des ouvrages dans les formations du Jurassique supérieur (80 m3/h pour
un forage de 10 m de profondeur).
La vallée de l'Auron, associée à sa traversée par 1 faille est
susceptible également de fournir de bons résultats.
Une prospection à l'aide de V.L.F. (Very Low Frequency) compte tenu
du recouvrement argileux ou semi-argileux (limon, terrasse) de la présence de
chaules plus ou moins argileuses, de l'altération du calcaire du Berry sur les
formations du Dogger, constitue un handicap pour mettre en valeur les accidents
possibles.
L'emploi du trainé électrique, compte tenu des recouvrements et des
formations argileuses ou marneuses en profondeur n'est pas l'outil idéal. Une
reconnaissance des formations calcaires et de leur épaisseur apparaît plus
intéressante pour une recherche d'eau.
Le sondage électrique qui permet de nombreuses investigations en
profondeur semble être un outil mieux adapté aux problèmes posés.
- 19 -
On retiendra plusieurs critères pour la recherche sur la zone
choisie :
- intersection d'une faille avec la vallée de l'Auron, en
associant la piézométrie, on peut resserer le problème en choisissant
le débouché d'une vallée (Point 1 ) ,
- intersection de 2 failles et d'une piézométrie favorable
(Point 2).
- Prolongement possible de la faille NE-SW avec l'Auron.
Il a été choisi d'exécuter 5 points de sondages électriques tous
situés dans la vallée de l'Auron en considérant d'une part la piézométrie
favorable (drainance de vallées adjacentes) d'autre part, les accidents fa-
vorable vus par satellite Landsat. Ces points de sondages électriques sont
(cf. planche hors texte) :
POIMT 1 : Au Sud de Moulin Neuf
Ce sondage correspond à des faciès marno-argileux de l'Oxfordien. Il
est a priori à rejeter compte tenu de l'environnement agricole vraisembla-
blement très chargé en NO (cf. AEP).
POIMT 2 : Au Sud du Moulin de la Forge indique également un contexte
géologiquement défavorable très marneux et malgré une confluence de 2 vallées
bien marquées par la piézométrie, et rejoint le Point 1 quant à sa valeur.
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POIMT 3 : au lieu-dit "Les Fonds Gauthier"
Le sondage électrique fait apparaître un niveau calcaire dès 28 m de
profondeur et qui semble se prolonger. La piézcmétrie fait apparaître également
deux vallées drainantes, en rive droite et en rive gauche proches de l'Auron.
Déplus, un petit vallon sensiblement parallèle a la vallée semble représenter
un ancien lit de la rivière peut être conjugué à une fracturation possible. Le
point peut être retenu en deuxième position pour un sondage.
POINT 4 : situé au Sud de Briande présente plusieurs avantages
conjugués :
- un niveau calcaire apparaît vers 25 m de profondeur et semble
se poursuivre,
- une piézométrie favorable,
- un environnement forestier,
- un seuil piézométrique bien marqué entre la courbe 160 et 165.
Ce point peut être a priori choisi en premier lieu pour implanter un
forage.
POIMT 5 : situé entre le Point 4 et le Point 3, il a été choisi
pour son environnement forestier et de prairies. Il apparaît au point de vue
géophysique assez mal défini par la présence dans les premiers mètres d'une
couche à haute résistivitê, par contre, très vite (à 10 m de profondeur)
apparaît un niveau calcaire qui semble discontinu. Toutes réserves sont faites
pour la validité de ce point.
7 - CONCLUSIONS
L'étude géologique, hydrogéologique et géophysique fait apparaître
que la zone étudiée située au SE de DUN-SUR-AURON comporte au niveau de la
série du Dogger un ensemble à prédominance marneuse.
Il s'avère que les formations du Dogger sont essentiellement marneuses.
Dans ce contexte cependant 2 zones apparaissent à l'issue d'investigation
(piézométrie, photo-interprétation, sondages électriques) comme plus favorables.
Il était convenu de limiter la campagne de reconnaissance à 2 sondages
de 70 m.
Il est recommandé d'exécuter le premier sondage au lieu-dit
"l'ancienne écluse", à quelques 6 km au Sud de DUN-SUR-AURON dans la vallée
de la rivière.
Etant donné l'incertitude qui demeure sur la position des terrains
recontrés et suivant le faciès des formations bajociennes, il pourra être
suggéré de poursuivre la reconnaissance de ce premier sondage au-delà de 70 m.
Le deuxième sondage, fonction des résultats du premier, serait réalisé
à "les fonds Gauthier", 2 km plus au Sud.