BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

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1 BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P Orléans Cedex - Tél. : (38) AGENCE DE L'EAU ARTOIS-PICARDIE DOUAI (NORD) PROJET DE DEPOSANTE EXPERIMENTALE A BREBIERES (PAS-DE-CALAIS) COMPTE-RENDU DES TRAVAUX DE RECONNAISSANCE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE DU SITE Par A. PHILIPPART ET A. TALBOT Service géologique régional N O R D - PAS-DE-CALAIS Fort de Lezennes, B.P. 26, Lezennes Hellemmes-Ulle - Tél. : (20) SGN 230 NPA Le 26 Avril 1978

2 B.R.G.M.-région Nord le 26 avril 1978 LEZENNES (Nord) (78 SGN 230 NPA) A PHILIPPART et ègençe_de_l < > Eau_Artois-Piçardie_Douai_XNord) > A TATuHT Projet de déposante expérimentale Compte rendu des travaux de reconnaissance géologique et hydrogéologique du site L'Agence de l'eau Artois-Picardie ayant décidé d'expérimenter une nouvelle technique pour éliminer les produits de vidange, celle-ci a demandé au Bureau de recherches géologiques et minières d'effectuer une brève reconnaissance géologique du site retenu. Ce rapport se limite à exposer les travaux préliminaires sur le site de Brebiëres qui peuvent se décomposer comme suit : - une campagne de sondages à la tarière à moteur jusqu'au toit de la craie, - mise en place de piézomètres destinés au contrôle de la qualité chimique et bactériologique des eaux souterraines pendant la durée de l'expérimentation. 10 pages - 6 FIGURES -

3 SOMMAIRE Pages 1 - INTRODUCTION» CHOIX DU SITE - SITUATION GEOGRAPHIQUE CONTEXTE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE TRAVAUX DE TERRAIN Reconnaissance géologique par sondage Création de piézomètres CONCLUSIONS 10 LISTE DES FIGURES Figure 1 - Plan de situation au l/25.oooème 4 Figure 2 - Plan d'implantation des sondages de reconnaissance et des piézomètres 6 Figure Coupes Géologiques et Techniques des piézo- 11 à 14 mètres

4 3 AGENCE PE L'EAU ARTOIS-f'ICARPIE POUAI PROJET VI PtPOSANTE EXPERIMENTALE A BRE8IERES (PAS-PE-CALAIS) COMPTE-RENPÜ PES TRAl/AUX PE RECONNAISSANCE GEOLOGIQUE ET HyPROGEOLOGIQUE PU SITE Í - INTROPUCTION Le Ministère de la Santé et le Ministère de l'environnement ont décidé de faire procéder à une étude expérimentale destinée à évaluer les possibilités de compostage des produits de vidange en présence de substrats carbonés. Si cette méthode pouvait Stre exploitée à l'échelle industrielle sans inconvénients majeurs pour l'environnement, elle serait susceptible de fournir un produit de haute valeur agricole tout en réglant le problème de l'élimination des produits de vidange et celui des déchets carbonés de diverses origines. Cette expérimentation est financée par l'agence de l'eau Artois-Picardie qui a demandé au Service Géologique Régional Nord Pas-de-Calais, par sa commande en date du 8/12/1977, de procéder â une reconnaissance géologique du site expérimental et de mettre en place quatre piézomètres de contrôle. Le suivi de la fermentation aérobie sera assuré par des analyses effectuées régulièrement par l'institut National de Recherches Agronomiques. 2 - CHOIX PU SITE, SITUATION GEOGRAPHIQUE (C. -tgu/ie I) L'emplacement de la future déposante expérimentale a été choisi sur le territoire de la commune de Brebières (Pas-de-Calais) pour les raisons suivantes :. élimination des produits de vidange posant un problème dans cette région,. proximité d'une usine de fabrication de papier qui produit comme déchets une importante quantité d'ëcorces de bois. La parcelle retenue se situe en bordure d'un chemin d'exploitation au lieudit "la Bucquière" cadastrée dans la section AC sous le n* 158. Le terrain d'expérimentation forme un quadrilatère de ISO mètres de long sur 30 mètres de long en bordure du chemin. Ses coordonnées géographiques au centre sont sensiblement les suivantes : X - 650,314 Y - 292,228 Z - 32,00 NGF

5 Fig 1 AGENCE DE L'EAU ARTOIS PICARDIE (DOUAI NORD) PROJET DE DEPOSANTE EXPERIMENTALE A BREBIERES (PAS-DE-CALAIS) PLAN DE SITUATION 27-2 r Courchélettès * h : -M k/t \ L */ la Raque 'y * ' * =,* Désignation du huitième de Feville IGM, Site de la déposante expérimentale / Bassins de stockage d'eaux usées +30- Courbe isopiëzométrique en basses eaux Sen«d'écoulement de la nappe Drainage de surface ' ' ' I ' l l ' " Limites de la cuvette (courbes de niveau) Principaux captaccs AEP

6 3 - CONTEXTE GEOLOGIQUE 17 HYVROGEOLOGIQUE La zone où se situe le site de la déposante constitue au niveau de la surface topographique une dépression qui communique avec la vallée de la "petite Sensée" par un étroit goulet au Sud de Corbehem. Cette cuvette est tapissée d'une couverture de limons qui recouvre des formations tertiaires remaniées, reposant elles-mêmes sur la craie sénonienne. Le niveau de la nappe de la craie en période de basses eaux se situe approximativement à la cote + 25,0 mètres NGF, soit â 7 mètres de profondeur. Lors du creusement des piëzomètres, le niveau statique de l'aquifère crayeux était situé â une cote légèrement plus élevée (+ 27,5 mètres NGF) mettant localement l'aquifère en charge. On peut considérer qu'au droit du site, la nappe de la craie est partiellement protégée. Toutefois, l'importance des captages (forage de Corbehem distant d'un kilomètre au Nord-Est du site étudié, champ captant de Férin â 1,5 kilomètre) peut entraîner une réalimentation induite de la nappe de la craie. Il y aura donc lieu de surveiller de très près les caractéristiques physico-chimiques de cet aquifère. 4 - TRAl/AüX VE TERRAIN Les travaux de reconnaissance géologique du site par sondages ont été réalisés par le Service Géologique Régional Nord-Pas-de-Calais au mois de Février 197B à l'aide d'une sondeuse légère "Hinuteman". Les piézomètres de contrôle et de surveillance chimique ont été exécutés en Mars 1978 par l'entreprise Fontignac d'anzin à l'aide d'une sondeuse "Failing FA 100" montée sur GMC Reconnaissance géologique par sondage Sept sondages de 8 mètres de profondeur ont été exécutés au droit du site de la future déposante. L'implantation de chacun d'eux est précisée sur la figure 2. La foration en destructif a été réalisée à sec à la tarière hélicoïdale de 2 1/2 (63,5 mm) de diamètre, par passe de 1 mètre.

7 AGENCE DE L'EAU ARTOIS-PICARDIE (DOUAI - NORD) PROJET DE DEPOSANTE EXPERIMENTALE A BREBIERES (PAS-DE-CALAIS) PLAN D'IMPLANTATION DES SONDAGES DE RECONNAISSANCE ET DES PIEZOMETRES 292,300 AC 158! Me ( 77 'AC i o o LEGENDE. S4 Sondage de reoonnaissancr SP3 Piézomètre Echelle 1/1000(d après plan cadastral) o mo -COUPE GEOLOGIQUE SUIVANT A-B_ si S3 S2 ss S6 Terr» vtgftat«linon sobuxrgihux Silt à passa«' ;. sqbliujis «ifdctrts _r _ et tuffmu I.I.I I. I I. I I. I I. I I. I 1. 1, I. I. I I. I I. I I. I I. I J L I. I. I. I _L L.. Crai«blanch«alttnñrnsjrfccr

8 les suivantes : Les données numériques relatives à l'implantation de ces sondages sont N chantier Indice national X Y Z SI , ,249 S , ,241 S , ,230 S , ,221 32,0 m S , ,231 S , ,212 S , ,222 L'examen des échantillons recueillis lors de l'exécution des sondages a permis de déterminer à quelques variations d'épaisseur près, la coupe type au droit du site : - terre végétale mélangée de limons - limons sablo-argileux brun à ocre et éléments remaniés - silt vert, glauconieux ä passées sableuses et débris de tuffeau formant la base remaniée du tertiaire - craie blanche altérée au sommet Lors de l'exécution de ces sondages, les premières venues d'eau apparaissent entre 4,50 et 5,00 mètres de profondeur. A l'issue des travaux, le niveau statique se stabilise à moins de 2 mètres sous le sol, ce qui montre que l'aquifère crayeux est localement captif. La nappe phréatique n'a été franchement reconnue qu'en SA et S6 qui présente un niveau statique à 1,35 et 1,50 mètres. Les caractéristiques géologiques de ces sondages sont regroupés ci-dessous : N de sondage Epaisseur des formations de recouvrement Terre végétale Limon Tertiaire remanié Epaisseur reconnue Craie Profondeur du toit SI 0,20 2,60 2,00 3,20 4,80 S2 0,30 2,60 3,90 1,20 6,80 S3 0,20 2,30 4,00 1,50 6,50 S4 0,20 2,00 2,30 3,50 4,50 S5 0,10 2,20 2,40 3,30 4,70 S6 0,20 2,30 2,90 2,60 5,40 S7 0,40 2,00 4,10 1,50 6,50

9 42 - Création de_p_iézomètres La nappe de la craie, au niveau du site de la déposante, circule sensiblement en direction du Nord-Nord-Est, vers Corbehem. Les piézomètres ont donc été implantés à des distances croissantes de la déposante et à l'aval des écoulements souterrains : SF1 SP2 SF3 et SP1' a à 5 mètres 15 mètres â 25 mètres Les caractéristiques géographiques des piëzomètres sont les suivantes N" de chantier Indice national X Y SP , ,234 SP , ,2J3 SP , ,243 SP , ,251 Le creusement a été eftectué en rotation à sec â la tarière hélicoïdale dans les terrains de recouvrement (limons et sables) et sous couvert d'un tubage protecteur destiné â maintenir les terrains ébouleux. Il s'est poursuivi dans la craie au tricône en rotation â l'eau claire. L'équipement piêzomêtrique standard mis en place est le suivant :. un tube PVC haute résistance (10 bars; de 103,6 / 110 mm constitue le tube piêzomêtrique proprement dit,lanterné en regard de l'aquifère,. un massif filtrant de gravier lavé est disposé entre le terrain et la crépine; dans les sables argileux (piëzomêtre SPI'), ce dispositif est complété par une toile filtrante en nylon et un bouchon de fond pour éviter un ensablement du dispositif,. une cimentation annulaire sur toute la hauteur du tube plein est réalisée pour éviter d'éventuelles intercommunications entre la nappe captée et la nappe supérieure.

10 . En surface, un Cube métallique scellé au sol et^muni d'une fermeture, assure la protection du piézomêtre. Les caractéristiques techniques des piézomètres sont résumée» ci-dessous N* de Chantier Profondeur Prise de pression Cimentation Profondeur plan d'eau Nappe captée Distance de la déposante SPl SP1' SP2 SP3 12,00 3,50 12,40 12,00 6,50 a 12,00 m 1,25 â 3,50 m 10,50 a 12,40 m 10,25 â m a 0 0 à 6,00 m 1,00 m 0 0 a 10,00m 10,00m a 1,90 1,35 1,90 2,00 craie Sables craie craie 5 m 5 m 10 m 20 m Un nettoyage i la soupape a été réalisé sur chacun des piézomètres et a permis d'en vérifier le bon fonctionnement. Les coupes géologiques et techniques de ces ouvrages sont présentées sur les figures La succession lithologique définie au chapitre 4-1 se retrouve ici et les faciès des terrains rencontrés en sondages sont identiques. L'épaisseur des limons est du même ordre (2,00 m), celle des formations tertiaires varie plus sensiblement en fonction de l'abaissement rapide du toit de la craie qui de 5,60 m en SPl passe respectivement à 9,70 et 9,30 en SP2 et SP3. en sondage : Le tableau ci-dessous résume les principales caractéristiques recueillies N"de sondage Epaisseur des formations de recouvrement Craie Terre végétale Limon Tertiaire remanié Epaisseur reconnue Profondeur du toit SPI SP'I 0,25 2,05 3,30 6,40 5,60 SP ,00 7,35 2,70 9,70 SP3 0,20 2,05 7,05 2,70 9,30

11 CONCLUSIONS Les travaux réalises sur le site de la déposante expérimentale de BREBIERES (Pas-de-Calais) ont permis de déterminer la nature géologique et lithologique des terrains qui constituent le sous-sol jusqu'au toit de la craie. Bien que la nature argilo-sableuse des formations remaniées qui recouvrent la craie ne semble pas à priori, présenter des garanties d'imperméabilité totale, il apparaît que la nappe est maintenue captive sous ces formations et que la protection contre les pollutions superficielles peut s'avérer efficace. 11 faut noter par ailleurs que les nombreux bassins de la sucrerie BEGHIN qui entourent le site laissent très probablement passer des éléments polluants il importe de tester la qualité de la nappe avant le début de l'expérimentation, afin de mettre en évidence le "bruit de fond" de pollution éventuellement existante. Les piézomètres mis en place en aval-écoulement de la déposante expérimentale permettront de contrôler strictement les variations de qualité chimique des eaux de la nappe, et de savoir si l'essai entrepris entraînera l'apport de nouveaux éléments indésirables. Dans l'affirmative, il serait recommandé, par mesure de précaution supplémentaire, de surveiller la qualité des eaux au captage de CORBEHEM. A. PHILIPPART, Technicien Supérieur A. TALBOT, Ingénieur hydrogéologue Service Géologique Régional Nord-Pas-de-Calais du B.R.G.M.

12 !.., 11 FIGURE N 3 lécenoe 2/ Pieux forés 5* R : pourcenioge de récupéfûîion en caro'ioge c.,- ;-iu T :»tbags provisoirg profondeurl - h -. :. ::j.téüe 40. fue Ermle-Boiiy, ANZIM n : préfère arrivée d'eau nz : niveau p:=:. r i-e U\. (ÎO) n' i niveau d'eau j fin de forage CHANTIER COTE N G. F. Prof n M IOG SONDAGE N'S?I ù."*'. -'"V das 0,25 S. P. T. ; essai de pénétration au caronier nor-ttolisé 5tc n J ; ;?<..!rc' : on Test N i nombre de coups pour enfoncer le corottier S.?.T. de S3 cm. oprès prebartage de 15 cm. (énergie de bc - cji S. P. T.). E. I. : échantillon intact 0iir«nsiornerx9-:t du forogo Obs<5r\ étions s» f <g «n I I I I Cii oo t Pz N 771 wilt ; r-ilc'.ix oc-i,.-,n x0 tvoc 'i.-cics blocs <'.c cri-i ver. ít.re bei^e í"o:icó t i!.' r:;c TÍÍ- 1--U «irte p bi ce crtie V"! I 1 i,l i / -»., 1 '!i i " - -, Crtip bier.chc i'il -tvir ri. "À i -Ir! -I

13 12 FIGURE N 4 Entreprisse POÎMTÎGNAC Sondages - Forages Pieux forés COTE N G f. 40, rue Emile-Basly, ANZIN Prof n Til. (20) IOG CHANTIER: SONDAGE Pié zo;r. tres 3ÍÍL.Z::.:.J 1! I le : il/ w,3 Désignation des terrains LEGENDE % R i pourcentage de récupération en carottoge continu" T i tubage provisoire (profondeur) - Pz : pfézomètre n : première arrivée d'eau nz : niveau piézométrique n' : niveau d'eau à fin de feago S. P. T. : essai de pénétration au carottier normalisé Standard Pinctratitn Test N : nombre ae coups pour enfoncer le carottier S.P.T. d e 30 c m. après prèdauage de 15 cm. (énergie de baticge S. P. T.). E. I. : échantillon intact Dimensionnement du forage Cbisrvctionj N orun wile. r^ileux bci t ie clôir 2 > " r..t) Eci.vcc oct bci^e-vcrcâtrc cs i'e croie i,;o foi.cc, J, r 'O i.erne t;ris-jlcu av>:c ;-:e;i

14 13 FIGURE N- 5 Entrcpri:,s PCrJT COTE N. G F. Sondages - Forages Pieux forés 40, rue Emile-Sasly ANZIN Prof «n M Tél. (20) IOG CHANTIER : Pi''zen< ires P'. tt " J.-:j SONDAGE N-S?7. le il/./? Désignation das t»rroini LEGENDE *.l R : pourcen;oge de récupération en caromage cr.'.,*<. T! tubag«provisoire Iproiortdeurl Pi : D.é:o:n-"re n : première arrivés d'eau ni : niveau piôzcréiriq-je n' : niveau d'eau à fin de forage S- P. T : essai de pénétration au carottier no'nolisé Standard Pf.-.sttotion Test N : nombre de coups pour enfonce le caro'tier S.^J. ai 30 cm oprès prébat'age de 15 cm. (énergie de battage S. f. T.). E. I. : échantillon intact 0im*ns>onnem«nt du forag«cbs6 r vo'ions % R a u m i l i Pz Terre vc '!:* le tilt sableux brun clair jeton 1, ilt argileux beige foncé Tube PVJ 110 câbleuse blcu-vercstre 7" i! f ame rric-bleu evec petits bloct. ce creic 9,70 UO PvC poríoró à J'cr.Ct-i Crcir: lilirc^c

15 14 :OTE CF. forés 40, rue Emile-Sosly AN2IM Prof n M Tél. (20) 4Ó.9U.I5 IOG Pii CHANTIER : sa : SONDAGE NSÇ3 I«: j Désigna'ion des terrains 'í R : FIGURE N pou.-cerüoge da réc. i p»!'a' ; ün - : C'j.cic.'.- c ' ] T : lubege provisoire Ipofonde-jíi - Pz : D'izorr.-è're.n i première c-'/ée d'eou - nz : nivect 1 p : írr.q.e n' : niveau d'eou â fin de fcrjge i P. T. ; essoide péné'tjîion au coro" &' normalisé Steward Penttra'ion Ttîf N : nombre de coups pour erfcrcïr la coronit-r S. 0.T. c 30 cm. après prébaitage de 15 cm. lenergie de tc'e^e S. P. T.). E. I. : échor.tiüor. inloct Cimens'OnnsTeri* du forage Observcncn» S 8 n «H lo i i i i N 0,20 bilt i-bí&ux argileux brun-clair,25 jilt t. bleu.--, orun cltir avec e-itü r -::ul«:a ce cr^iu rr.<> tfcblc i.t -.: i;-:-v; vec notier, blocc re cr x.10 t-vc : erre tajleuso cri - vc.cíore, fcrc. ívürne rris-ver>.i î.rc,clè.ir 5, JO