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1 Réalisation de quatre piézomètres? en Saône-et-Loire -"'! i 1 ; ; OH (lí Rapport final BRGM/RP FR Juin 2008 tut Géosciences pour une Terre durable brgm

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3 :* > f :i A *. * * Réalisation de quatre piézomètres en Saône-et-Loire Rapport final BRGM/RP FR Juin 2008 Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2008 EAU B15 D. JAUFFRET Vérificateur : Nom : JF. Vernoux Date : Signature : Approbateur : Nom : Y. Siméon Date : Signature : Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000. brgm Géosciences pour une Terre durable

4 Mots clés : piézomètre, Saône-et-Loire, sondage, fin de travaux, enregistreur. Pliocène, Jurassique, granite, arène, nappe libre, nappe captive. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : D. JAUFFRET, (2008) - Réalisation de quatre piézomètres en Saône-et-Loire - Rapport de fin de travaux. Rapport BRGM RP FR, 37 pages, 12 illustrations, 1 annexe. BRGM, 2008, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM.

5 Synthèse Dans le cadre de l'extension du réseau piézométrique régional de Bourgogne, en collaboration avec le Ministère de l'ecologie de l'energie, du Développement Durable et de l'aménagement du Territoire (Direcfion de l'eau), l'office Nafional de l'eau et des Milieux Aquatiques (ONEMA) et la Direcfion Régionale de l'environnement de Bourgogne, le BRGM a fait réaliser quatre forages équipés en piézomètre. L'objectif est le suivi en confinu et en temps réel du niveau des nappes souterraines, afin d'améliorer leur connaissance et leur gestion. Ces quatre ouvrages sont situés dans le département de la Saône-et-Loire. Les trois premiers sont dans le bassin Rhône- Méditerranée et le quatrième dans le bassin Loire-Bretagne. Les travaux de foration proprement dite (foration et équipement de l'ouvrage hors appareillage de mesure) ont été réalisés par l'entreprise SONDALP et se sont déroulés : - du 19 novembre au 20 décembre 2007 pour l'ouvrage de Lans en forêt domaniale du Chalonnais ; aquifère visé : graviers de base de la formafion de Saint-Côme (Quaternaire ancien) ; - du 11 mars au 2 avril 2008 pour l'ouvrage de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon) sur le site de la société PROLOGIS ; aquifère visé : calcaires du Jurassique en pied de Côte mâconnaise ; - du 3 décembre 2007 au 15 avril 2008 pour l'ouvrage de Mellecey en forêt domaniale du Chalonnais ; aquifère visé : calcaires du Jurassique captifs sous les marnes du Pliocène du fossé de la Saône ; - du 5 au 20 mai 2008 pour l'ouvrage de Saint-Prix en forêt domaniale de Saint-Prix ; aquifère visé : granite arénisé et fissuré. Ces quatre ouvrages ont été équipés par la société OTT et le BRGM les 15 et 16 mai 2008, en appareil d'enregistrement des niveaux piézomètriques avec télétransmission des données. BRGM/RP FR - Rapport final

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7 Sommaire 1. Introduction 7 2. Forage de Lans EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE Forage de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon), site de la société PROLOGIS EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE Forage de Mellecey EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE Forage de Saint-Prix EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE 30 BRGM/RP FR- Rapport final

8 5.3. EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE Conclusions 35 Liste des illustrations Figure 1 : Situation géographique du piézomètre de Lans 9 Figure 2 : Situation géologique du piézomètre de Lans 11 Figure 3 : Photographie de l'ouvrage de Lans avec son équipement de mesures 14 Figure 4 : Situation géographique du piézomètre de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon) 16 Figure 5 : Situation géologique du piézomètre de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon) 18 Figure 6 : Photographie de l'ouvrage de Sennecé-les-Mâcon avec son appareillage de mesures 22 Figure 7 : Situation géographique du piézomètre de Mellecey 23 Figure 8 : Situation géologique du piézomètre de Mellecey 25 Figure 9 : Photographie de l'ouvrage de Mellecey avec son appareillage de mesures 28 Figure 10 : Situation géographique du piézomètre de Saint-Prix 29 Figure 1 1 : Situation géologique du piézomètre de Saint-Prix 31 Figure 12 : Photographie de l'ouvrage de Saint-Prix avec son appareillage de mesures 34 Liste des annexes Annexe 1 : Rapport de fin de chantier de l'entreprise SONDALP 38 BRGM/RP FR - Rapport final

9 1. Introduction En collaborafion avec le Ministère de l'ecologie de l'energie, du Développement Durable et de l'aménagement du Territoire (Direcfion de l'eau), l'office Nafional de l'eau et des Milieux Aquafiques (ONEMA) et la Direction Régionale de l'environnement de Bourgogne, le BRGM Bourgogne a été chargés de gérer et d'étendre le réseau piézométrique régional. Son objectif est le suivi en confinu et en temps réel du niveau des nappes souterraines, afin d'améliorer leur connaissance et leur gestion. Dans ce contexte, le BRGM a fait réaliser quatre forages équipés en piézomètre dans le département de la Saône-et-Loire. Ces ouvrages sont les suivants : - forage de Lans en forêt domaniale du Chalonnais ; aquifère visé : graviers de base de la formation de Saint-Côme (Quaternaire ancien) ; - forage de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon) sur le site de la société PROLOGIS ; aquifère visé : calcaires du Jurassique captifs en pied de Côte mâconnaise ; - forage de Mellecey en forêt domaniale du Chalonnais ; aquifère visé : calcaires du Jurassique captifs sous les marnes du Pliocène du fossé de la Saône ; - forage de Saint-Prix en forêt domaniale de Saint-Prix ; aquifère visé : granite du haut Morvan. Le présent rapport concerne le rapport de fin de travaux de réalisation de ces quatre ouvrages. Les intervenants ont été : Maître d'ouvrage : Nom : Adresse : BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), Services Géologiques Régionaux Bourgogne et Franche-Comté 27, rue Louis de Broglie DIJON Téléphone : Fax : Entreprise de forage : Nom : Adresse : SONDALP - Agence Sud-Est 90 rue de Paris LA TOUR DE SALVAGNY BRGM/RP FR - Rapport final

10 Téléphone : Fax : Fournisseur du matériel enregistreur des niveaux d'eau : Nom : OTT FRANCE Adresse : Europarc de Pichaury - Bât D2 BP AIX EN PROVENCE CEDEX 3 Téléphone : Fax: : Au titre de la réglementafion actuelle en vigueur (code de l'environnement et décrets et du 29 mars 1993 relatifs aux procédures d'autorisafion et de déclaration prévues par l'article 10 de la loi n 92-3 du 3 janvier 1992 sur l'eau modifié par décret n du 17 juillet 2006), la réalisafion d'un sondage nécessite une déclarafion au titre de la rubrique relative à la nomenclature de la "Loi sur l'eau ". La demande de déclaration pour ces quatre forages a été reçue à la Direction Départementale de l'agriculture et de la Forêt de Saône-et-Loire le 17 juillet 2007 et son n d'enregistrement est DDAF 3049/ Le récépissé de cette déclaration a été notifié le 10 août 2007 et stipule, entre autre, que les travaux peuvent commencer dés sa réception par le BRGM. BRGM/RP FR - Rapport final

11 Réalisation de trois piézomètres en Saône-eî-Loire 2. Forage de Lans 2.1. EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION Le forage a été réalisé en rive gauche de la Saône, à environ 8 km à l'est-sud-est de la ville de Chalon-sur-Saône et sur le territoire de la commune de LANS (71), à 3 km au sud-est du centre du bourg de Lans. Il est situé sur la parcelle B 241, lieu-dit le Bois des Colombrets, appartenant à l'office National des Forêts (ONF) et rattachée à la forêt domaniale du Chalonnais. Son emplacement est donné par la Figure 1 ci-dessous. Figure 1 : Situation géographique du piézomètre de Lans Extrait carte topographique IGN BRGM/RP FR - Rapport final

12 Ses coordonnées géographiques sont (coordonnées Lambert 2 étendu, en mètres) : - X = Y = Z=190 Le compte rendu du chantier ainsi que les coupes techniques et géologiques de l'ouvrage sont donnés en annexe (rapport de l'entreprise de sondage SONDALP). On rappelle que les travaux ont été réalisés du 19 novembre au 20 décembre L'ouvrage a une profondeur de 28,50 m. Le matériel d'enregistrement des niveaux piézomètriques a été posé le 15 mai 2008 par la société OTT FRANCE et le BRGM. Son code nafional BSS (Banque de données du sous-sol) est le suivant : X 0021 L'ouvrage étant implanté en forêt domaniale, une convenfion d'occupafion du sol a été signée entre l'office Nafional des Forêts (ONF) et le BRGM. Cette convention a pris effet le 1 ' juillet 2007 pour une durée de 9 ans et peut être prolongée par période de 9 ans GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE La Figure 2 ci-dessous donne l'emplacement de l'ouvrage reporté sur la carte géologique au 1/ L'ouvrage est implanté sur la «formafion de Saint-Côme», notée FLxb/Fxa sur cette carte géologique. Cette formation occupe tout le Val de Saône sur une largeur de 1 à plus de 10 km par endroits, depuis Pontailler-sur-Saône à l'amont jusqu'aux abords de Belleville-sur- Saône à l'aval. Elle est partout constituée, de haut en bas, de 10 à 15 m, voire plus, d'argile avec quelques niveaux de sables fin (formafion FLxb), surmontant un niveau de gravier de 5 à 7 ou 8 m d'épaisseur (formafion Fxa) ; de par cette disposition, la formafion des graviers de base, Fxa, n'affleure jamais. Les graviers sont d'âge quaternaire ancien et les argiles entrecoupées de niveaux de sables fins sont des dépôts lacustres qui se sont déposés durant la glaciation du Riss (lorsque le glacier du Rhône, descendant jusqu'à Lyon, faisait barrage à l'écoulement de la Saône, créant ainsi un lac dont la cote du plan d'eau se tenait entre 195 à 200 m NGF) ; cette cote est donc l'altitude maximale possible du toit de la formafion argileuse du «Saint-Côme». La «formafion de Saint-Côme», argile et graviers de base, s'est déposée en entaillant les marnes de Bresse, d'âge Plio-quaternaire. Celles-ci forment donc le substratum, imperméable, de la «formation de Saint-Côme». 1 0 BRGM/RP FR - Rapport final

13 *-**ïi^ Figure 2 : Situation géologique du piézomètre de Lans Extrait carte géologique B R G M (fond topographique IGN) La formation des graviers de base contient une nappe captive sous la formation des argiles. C'est cette nappe captive des graviers de base du «Saint-Côme» que le piézomètre de Lans doit suivre. BRGM/RP FR - Rapport final 11

14 La coupe géologique de l'ouvrage, telle qu'enregistrée par le foreur, est donnée cidessous, haut en bas depuis la surface (cotes par rapport au sol) (voir aussi en annexe) avec des commentaires géologiques : de 0,00 à 3,00 m : argile marron claire, de 3,00 à 4,00 m : sable jaune, argile sableuse, - de 4,00 à 7,20 m : argile grise, de 7,20 à 9,00 m : argile sableuse, de 9,00 à 12,00 m : argile ocre, passage de sables, de 12,00 à 20,00 m : argile grise noire, - de 20,00 à 22,50 m : sable graveleux et petits graviers, de 22,50 à 24,00 m : sable grossier et gravillon, de 24,00 à 27,00 m : graviers et sable jaune, - de 27,00 à 27,80 m : sable fin jaune et quelques graviers, - de 27,80 à 28,50 m : argile grise. L'ouvrage traverse la totalité de la «formation de Saint-Côme». On constate : de 0,00 à 20,00 m la formafion supérieure argileuse du «Saint-Côme», - de 20,00 à 27,80 m, la formafion inférieure des graviers du «Saint-Côme», - de 27,80 à 28,50 m (fond du trou), les marnes de Bresse qui sont le substratum de la formation de «Saint-Côme». Le niveau piézométrique de la nappe a été relevé : le 10 avril 2008 à 14 h 30 : 10,68 m par rapport au repère (qui est le rebord supérieur du couvercle OTT ouvert) Le niveau piézométrique est donc à une cote NGF d'environ 181 m (le repère des mesures est à 1,60 m au-dessus du sol et le sol est à l'altitude NGF de 190 m). 1 2 BRGM/RP FR - Rapport final

15 2.3. EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) Equipement du forage : (voir le rapport de fin de chantier de l'entreprise de sondage en annexe) Le forage a été réalisé en foration destructive par la méthode du marteau fond de trou avec mise en place d'un tubage provisoire (méthode Saturne), diamètre 209/230 mm jusqu'à une profondeur de 21 m puis diamètre 170 mm jusqu'à 28,50 m (cotes par rapport au sol). La coupe technique de l'ouvrage, telle qu'enregistrée par le foreur (voir aussi en annexe), est donnée ci-dessous, de haut en bas depuis la surface (cotes par rapport au sol) - tubage PVC plein en 112/125 mm de la surface à 20,50 m, - tubage PVC crépine (slot 1 mm) en 1 12/125 mm de 20,50 m à 28,50 m, bouchon de fond à 28,50 m, - cimentation de l'annulaire de la surface à 20 m, - gravier filtre siliceux de 20 m à 28,50 m. Un tubage acier en diamètre 6 pouces avec filetage en tête WHITWORTH 259 coiffe l'ouvrage. II est scellé jusqu'à 1,00 m de profondeur dans la dalle de propreté de 2,00 m de côté qui a été coulée au sol. Un étrier de protecfion a été scellé dans la dalle de propreté afin de garantir la pérennité de l'ouvrage. Le tubage acier a été coiffé d'un couvercle verouillable vissé sur le tubage (couvercle de fabrication OTT). Le rebord du couvercle OTT en position ouverte dépasse de la dalle de propreté de 1,475 m. C'est ce rebord qui sera le repère des mesures de profondeur (niveaux d'eau plus particulièrement). Compte tenu de l'épaisseur de la dalle au-dessus du sol (0,12 m côté chemin et 0,25 m côté fossé) on peut considérer que la hauteur du repère des mesures au-dessus du sol est de 1,60 m. Equipement de mesures : L'ouvrage est équipé, depuis le 15 mai 2008, de matériel enregistreur des niveaux piézomètriques à télétransmission. Le matériel posé consiste en un enregistreur Thalimède et un module de télétransmission GSM. BRGM/RP FR - Rapport final 13

16 2.4. UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE On donne ci-dessous la photo de l'ouvrage avec son équipement complet (Figure 3 cidessous). Figure 3 : Photographie de l'ouvrage de Lans avec son équipement de mesures L'ouvrage sera conservé dans un parfait état et sera régulièrement suivi par 2 à 4 visites annuelles. Cet ouvrage a en effet été équipé d'un système de mesure de niveau d'eau, relié à un enregistreur de données et une transmission G S M permettant de suivre à distance et en temps réel les niveaux. Ces suivis piézométriques seront mis à disposition gratuitement sur le site Internet A D E S (Accès Aux Données des Eaux Souterraines) à l'adresse suivante : 14 BRGM/RP FR - Rapport final

17 3. Forage de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon), site de la société PROLOGIS 3.1. EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION Le forage a été réalisé en rive droite de la Saône, à environ 6,5 km au Nord de la ville de Mâcon et sur le territoire de l'ancienne commune de Sennecé-les-Mâcon, commune aujourd'hui rattachée à celle de MÂCON (71). II est situé sur le site de la société PROLOGIS, à environ 500 m au nord du péage Mâcon-Nord de l'autoroute A6. Son emplacement est donné par la Figure 4 ci-dessous. Ses coordonnées géographiques sont (coordonnées Lambert 2 étendu, en mètres) : - X = Y = Z = 214 Le compte rendu du chanfier ainsi que les coupes techniques et géologiques de l'ouvrage sont donnés en annexe (rapport de l'entreprise de sondage SONDALP). On rappelle que les travaux ont été réalisés du 11 mars 2008 au 2 avril L'ouvrage a une profondeur de 40,50 m. Le matériel d'enregistrement des niveaux piézomètriques a été posé les 15 et 16 mai 2008 par la société OTT FRANCE et le BRGM. Son code national BSS (Banque de données du sous-sol) est le suivant : X 0063 L'ouvrage étant implanté sur un domaine privé, propriété de la société PROLOGIS, une convenfion d'occupation du sol a été signée entre la société PROLOGIS et le BRGM. Cette convention a pris effet le 16 octobre 2007 pour une durée de 5 ans renouvelable par tacite reconduction. BRGM/RP FR - Rapport final 15

18 Figure 4 : Situation géographique du piézomètre de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon) Extrait carte topographique IGN Cet ouvrage est destiné à remplacer un piézomètre qui se trouvait au même endroit et dont les caractéristiques étaient les suivantes : profondeur : 40 m, aquifère atteint : aquifère des calcaires jurassiques captif, réalisé en 1981, niveaux piézométriques suivis (par enregistrement) de fin 1996 à fin 2005, où il a été détruit lors de la construction du site PROLOGIS. C e forage a été détruit lors de l'aménagement du site de P R O L O G I S. Il se trouvait à l'emplacement de la cellule 1 actuelle du site PROLOGIS et à environ 70 m à l'ouest du nouveau piézomètre. Son indice national BSS est : X BRGM/RP FR - Rapport final

19 3.2. GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE La Figure 5 ci-dessous donne l'emplacement de l'ouvrage reporté sur la carte géologique au 1/ L'ouvrage est implanté sur des limons qui masquent la formation géologique sous-jacente. Compte tenu des affleurements et des structures qui apparaissent dans le voisinage, au droit du forage les limons reposent vraisemblablement sur les calcaires du Dogger affectés d'un pendage vers l'est. Cette structure est affectée de failles nord-nord-est / sud-sud-ouest. La coupe de l'ancien piézomètre donnait, de haut en bas depuis la surface : - de 0,00 à 0,30 m : terre végétale, - de 0,30 à 5,50 m : marnes beiges contenant de gros rognons de calcaires, - de 5,50 à 9,00 m : marno-calcaires, - de 9,00 à 1 1,00 m : marnes beiges, de 11,00 à 18,00 m : calcaires compacts, de 18,00 à 40,00 m : calcaires fissurés, quelquefois grésifiés. BRGM/RP FR - Rapport final 1 7

20 ; Piézometre de Mâcon i \ it site PROLOGIS à ; i rsennecé-los-màcon Figure 5 : Situation géologique du piézometre de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon) Extrait carte géologique B R G M (fond topographique IGN) Les marnes rencontrées en tête sont très vraisemblablement les «Marnes à huîtres» du Bajocien supérieur-bathonien inférieur et les calcaires sous-jacents, les calcaires du Bajocien. La nappe suivie était celle contenue dans les calcaires bajociens. Au vu des enregistrements piézométriques et de la coupe géologique du forage, la nappe était le plus souvent en charge sous les marnes, sauf en basse eau où le niveau s'établissait dans les calcaires (cote NGF du mur des marnes / toit des calcaires à 205 m NGF). Au vu de la carte géologique (Figure 5), du fait des pendages de la série vers l'est, à environ 400 m à l'est du site du forage affleure l'oxfordien marneux. Il fait barrage à l'écoulement des nappes du Jurassique moyen et, de ce fait, on trouve un exutoire de ces aquifères là où le Dogger s'ennoie sous l'oxfordien marneux : c'est une petite source, source donc de débordement, qui apparaît à 400 m au Sud-Est du site du piézometre et à la cote NGF de 200 m ; elle donne naissance à un ruisseau qui se jette dans la Saône environ 1 km plus loin à l'est et à la cote NGF de 170 m. BRGIWRP FR - Rapport final

21 Cette structure se retrouve tout le long du val de Saône entre Mâcon au Sud et Saint- Albain au Nord et il en résulte la présence d'autres sources de débordement des nappes du Jurassique moyen au contact de l'oxfordien marneux (à Sennecé même, à Saneé) donnant aussi naissance à des ruisseaux se jetant dans la Saône. Ces exutoires de débordement sont tous à des cotes NGF de 200 à 205 m, cotes qui peuvent donc être considérées comme le niveau de base pour la nappe suivie au piézomètre. L'exutoire général de l'ensemble des nappes, du Jurassique comme du Tertiaire, est la Saône dont le plan d'eau dans toute cette zone est à 170 m NGF. On donne ci-dessous la coupe géologique du nouveau piézomètre, de haut en bas depuis la surface (cotes par rapport au sol) telle qu'enregistrée par le foreur (voir aussi en annexe) avec des commentaires géologiques : - de 0 à 1,50 m : argile compacte marron, - de 1,5 à 3,00 m : calcaire légèrement argileux, - de 3,00 à 7,50 m : marno-calcaire, - de 7,50 à 9,00 : calcaire légèrement argileux, - de 9,00 à 1 1,00 m : calcaire très compact, - de 11,00 à 12,00 : marno-calcaire, un peu d'eau, - de 12,00 à 15,00 : calcaire et marnes sableuses, un peu d'eau, - de 15,00 à 17,00 : calcaire fracturé avec argile, zone faillée de 16,5 à 17,00 m, - de 17,00 à 19,50 m : calcaire légèrement faille, - de 19,50 à 23,00 : calcaire non fracturé, - de 23,00 à 33,00 m : calcaire beige rosé, - de 33,00 à 36,00 : calcaire faille, - de 36,00 à 40,50 m : calcaire. On doit considérer, compte tenu du contexte géologique montré par la carte géologique, que les formations traversées de la surface à 9,00 m sont la formafion des «Marnes à huîtres» et que les calcaires sous-jacents, traversés de 9,00 à 40,50 m (fond du forage) sont les calcaires du Bajocien. BRGM/RP FR - Rapport final 19

22 Durant le chanfier de forafion, le foreur a communiqué quelques informafions complémentaires, notamment : rencontre de vide vers 13 ou 14 m de profondeur, venue d'eau à 18,00 m. Enfin, les échanfillons remontés par l'oufil, montrent, au-delà de 20 m, une grande quantité de grains noirs à violacés très foncés d'environ 5 mm et à angles arrondis, s'effritant facilement à l'ongle et noyés dans les autres cuttings remontés qui sont constitués de calcaires broyés, peu argileux. II s'agit très certainement d'anciens dépôts résiduels ferrugineux entraînés dans les vides karsfiques. Le niveau piézométrique de la nappe a été relevé : 1) le 15 mai 2008 à 9 h 40 : 6,82 m par rapport au repère (qui est le rebord supérieur du couvercle OTT ouvert ; voir ci-après) 2) le 27 mai 2008 à 1 1 h : 7,38 m par rapport au repère Le niveau piézométrique était donc à une cote NGF, respectivement, d'environ 208,68 m et 208,12 m (le repère des mesures est à 1,50 m au-dessus du sol et le sol est à l'altitude NGF de 214 m) EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) Equipement du forage : (voir le rapport de fin de chantier de l'entreprise de sondage en annexe) Le forage a été réalisé en foration destructive par la méthode du marteau fond de trou avec mise en place d'un tubage provisoire (méthode Saturne), diamètre 209/230 mm jusqu'à une profondeur de 11 m puis diamètre 170 mm jusqu'à 40,50 m (cotes par rapport au sol). La coupe technique de l'ouvrage telle qu'enregistrée par le foreur (voir aussi en annexe) est donnée ci-dessous, de haut en bas depuis la surface (cotes par rapport au sol) - tubage PVC plein en 1 12/125 mm de la surface à 8,00 m, - tubage PVC crépine (slot 1 mm) en 112/125 mm de 8,00 à 40,50 m, - cimentafion de l'annulaire de la surface à 6,50 m et argile gonflante de 6,50 à 7,50 m, gravier filtre siliceux de 6,00 m à 40,50 m. 20 BRGM/RP FR - Rapport final

23 Un tubage acier en diamètre 6 pouces avec filetage en tête WHITWORTH 259 coiffe l'ouvrage. II est scellé jusqu'à 1,00 m de profondeur dans la dalle de propreté de 2,00 m de côté qui a été coulée au sol. Un étrier de protection a été scellé dans la dalle de propreté afin de garantir la pérennité de l'ouvrage. Le tubage acier a été coiffé d'un couvercle verouillable vissé sur le tubage (couvercle de fabrication OTT). Le rebord du couvercle OTT en position ouverte dépasse de la dalle de propreté de 0,134 m. C'est ce rebord qui sera le repère des mesures de profondeur (niveaux d'eau plus particulièrement). Compte tenu de l'épaisseur de la dalle au-dessus du sol, 0,14 m environ, on considérera que la hauteur du repère des mesures au-dessus du sol est de 1,50 m. Equipement de mesures : L'ouvrage est équipé, depuis le 16 mai 2008, de matériel enregistreur des niveaux piézomètriques à télétransmission. Le matériel posé consiste en un enregistreur Thalimède et un module de télétransmission GSM. Le forage avec son équipement complet est présenté Figure 6 ci-dessous. BRGM/RP FR - Rapport final 21

24 Figure 6 : Photographie de l'ouvrage de Sennecé-les-Mâcon avec son appareillage de mesures 3.4. UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE L'ouvrage sera conservé dans un parfait état et sera régulièrement suivi par 2 à 4 visites annuelles. Cet ouvrage a en effet été équipé d'un système de mesure de niveau d'eau, relié à un enregistreur de données et une transmission G S M permettant de suivre à distance et en temps réel les niveaux. Ces suivis piézométriques seront mis à disposition gratuitement sur le site Internet A D E S (Accès Aux Données des Eaux Souterraines) à l'adresse suivante : 22 BRGM/RP FR - Rapport final

25 4. Forage de Mellecey 4.1. EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION Le forage a été réalisé en rive droite de la Saône, à environ 7 km au nord-ouest du centre de la ville de Chalon-sur-Saône et sur le territoire de la commune de MELLECEY (71) en forêt domaniale du Chalonnais qui est propriété de l'office national des Forêts (ONF). Il est situé sur la parcelle cadastrale H 274 et ses références forestières (ONF) sont : série U, canton de Marioux, parcelle forestière 21. Son emplacement est donné par la Figure 7. piezometre de Mellecey Figure 7 : Situation géographique du piézomètre de Mellecey Extrait carte topographique IGN BRGM/RP FR - Rapport final 23

26 Ses coordonnées géographiques sont (coordonnées Lambert 2 étendu, en mètres) : - X = Y = Z = 203 Le compte rendu du chanfier ainsi que les coupes techniques et géologiques de l'ouvrage sont donnés en annexe (rapport de l'entreprise de sondage SONDALP). On rappelle que les travaux ont été réalisés du 3 décembre 2007 au 15 avril L'ouvrage a une profondeur finale de 77,00 m. Les travaux ont duré 4 mois et demi du fait de l'interrupfion du chantier du 13 décembre 2007 au 21 mars Au moment de l'arrêt provisoire du chanfier, l'ouvrage avait environ 60 m de profondeur et avait été détubé et comblé de gravier en attendant sa reprise. Le matériel d'enregistrement des niveaux piézomètriques a été posé les 15 et 16 mai 2008 par la société OTT FRANCE et le BRGM. Son code nafional BSS (Banque de données du sous-sol) est le suivant : 0553 ex 0079 Le but de cet ouvrage est de suivre la nappe des calcaires jurassiques captive sous les formafions peu perméables du Plio-quaternaire du fossé bressan. L'ouvrage étant implanté en forêt domaniale, une convenfion d'occupafion du sol a été signée entre l'office National des Forêts (ONF) et le BRGM. Cette convention a pris effet le 1^'^ juillet 2007 pour une durée de 9 ans et peut être prolongée par période de 9 ans GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE La Figure 8 donne l'emplacement de l'ouvrage reporté sur la carte géologique au 1/ L'ouvrage est implanté sur la formation p-ivc, c'est-à-dire les «sables et argiles de Chagny». Cette formation est une variation de faciès des «Marnes de Bresse», dépôt final du remplissage du fossé bressan et d'âge plio-quaternaire. Par rapport à la formafion des «Marnes de Bresse», la formafion des «Sables et argiles de Chagny» est d'avantage oxydée (couleurs blanches, beiges mais rarement grise ou bleu) et enrichie en sables et silts. Comme la formafion des «Marnes de Bresse», c'est une formafion peu perméable. 24 BRGM/RP FR - Rapport final

27 iézomètre de Mellecey Figure 8 : Situation géologique du piêzomètre de Mellecey Extrait carte géologique B R G M (fond topographique IGN) La coupe géologique du forage telle qu'enregistrée par le foreur (voir aussi en annexe) est donnée ci-dessous, de haut en bas depuis la surface (cotes par rapport au sol) avec des commentaires géologiques : de 0 à 13,50 m : argile avec passages de graviers, - de 13,50 à 19,50 m : argile marron avec alternance de couches de graviers, - de 19,50 à 22,50 m : argile rouge et morceaux de calcaire, - de 22,50 à 38,00 m : argile bleue et marron, de 38,00 à 45,00 m : éboulis calcaires, de 45,00 à 49,00 m : argile rouge, - de 49,00 à 52,50 m : argile rouge et marron, - de 52,50 à 55,50 m : argile marron sablonneuse et morceaux de calcaire, BRGM/RP FR - Rapport final 25

28 de 55,50 à 69,00 m : argile marron sablonneuse et gros morceaux de calcaire, - de 69,00 à 77,00 m : calcaire. Les précisions qui suivent proviennent des informations que le foreur a communiquées lors des visites du chanfier et des observations des cutfings par le BRGM : de 0 à 22 m il y a eu quelques venues d'eau dans le forage puis plus aucune de 22 à 38 m ; à 38 m le forage a rencontré une nappe (le foreur a été copieusement arrosé par i'émulsion) ; de 38 à 69 m, l'argile comporte des cailloux de 1 à 1,5 cm ; ce sont d'abord des morceaux de silex qui proviennent très certainement, au vu de leur aspect, de la craie (couleur caramel, reste de cortex ) puis au-delà, ces silex deviennent moins nombreux et sont remplacés par des morceaux de calcaire plus ou moins silicifiés (blancs, poreux) ; à partir de 69 m, il s'agit bien de calcaire avec quelques passées marneuses. Compte tenu de l'ensemble de ces observations et du contexte géologique, on peut attribuer les niveaux recoupés à : de la surface à 38 m : marnes de Bresse (faciès des «Sables et argiles de Chagny») ; quelques niveaux aquifères au-dessus de 22 m, liés vraisemblablement aux niveaux sableux ; - de 38 à 69 m : formafion résiduelle plus ou moins remaniée de type argile à silex développée au dépend de la craie du Crétacé supérieur, ici enfièrement rongée, et des calcaires jurassiques ; cette formation est ici aquifère ; la même formafion affleure en différents endroits de la côte mâconnaise et est datée, sur la carte géologique de Mâcon (feuille 625), de l'eocène ; de 69 à 77 m (fond du forage) : pourrait être de l'oxfordien. calcaire avec quelques passées marneuses qui Le niveau piézométrique de la nappe a été relevé : 1) le 15 mai 2008 à 18 h : 14,07 m par rapport au repère (qui est le rebord supérieur du couvercle OTT ouvert ; voir ci-après) ; 2) le 27 mai 2008 à 14 h 20 : 14,17 m par rapport au repère. Le niveau piézométrique est donc à une cote NGF d'environ 190 m (le repère des mesures est à 1,40 m au-dessus du sol et le sol est à l'altitude NGF de 203 m). Les calcaires oxfordiens affleurant les plus proches de l'ouvrage s'ennoient sous les formations plio-quaternaires dans la vallée de l'orbize à Dracy-le-Fort à une cote de 192 m NGF et à m au sud-sud-ouest du piézomètre (voir Figure 8). Ce point d'ennoiement est très vraisemblablement un point de débordement de l'aquifère des 26 BRGM/RP FR -Rapport final

29 calcaires oxfordiens mais, compte tenu de sa cote plus élevée que le niveau piézométrique dans le piézomètre, ce point ne peut pas être un exutoire des calcaires oxfordiens atteints par le piézomètre. Ceux-ci sont nécessairement drainés dans une autre direcfion, très probablement par drainance de bas en haut à travers les formations plio-quaternaires à l'est en direction de la Saône. Mais l'exutoire général de toutes les formations environnantes et, rappelons le, la Saône dont la cote du plan d'eau est, à la traversée de Chalón, à 173 m NGF EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) Equipement du forage : (voir le rapport de fin de chantier de l'entreprise de sondage en annexe) Le forage a été réalisé en foration destructive par la méthode du marteau fond de trou avec mise en place d'un tubage provisoire (méthode Saturne), diamètre 209/230 mm jusqu'à une profondeur de 27 m puis diamètre 170 mm jusqu'à 77 m (cotes par rapport au sol). La coupe technique de l'ouvrage telle qu'enregistrée par le foreur (voir aussi en annexe) est donnée ci-après, de haut en bas depuis la surface (cotes par rapport au sol): - tubage PVC plein en 1 12/125 mm de 0,5 m au-dessus du sol à 53,00, - tubage PVC crépine (slot 1 mm) en 1 12/125 mm de 53,00 à 77,00 m, - cimentation sous pression de l'annulaire de la surface à 34 m et argile gonflante de 34 à 36,5 m, - gravier filtre siliceux de 36,5 à 77 m, - bouchon de fond à 77 m. Un tubage acier en diamètre 6 pouces avec filetage en tête WHITWORTH 259 coiffe l'ouvrage. II est scellé jusqu'à 1,00 m de profondeur dans la dalle de propreté de 2,00 m de côté qui a été coulée au sol. Un étrier de protection a été scellé dans la dalle de propreté afin de garanfir la pérennité de l'ouvrage (Figure 9). Le tubage acier a été coiffé d'un couvercle verouillable vissé sur le tubage (couvercle de fabricafion OTT). Le rebord du couvercle OTT en position ouverte dépasse du sol naturel de 1,40 m. C'est ce rebord qui sera le repère des mesures de profondeur (niveaux d'eau plus particulièrement). Equipement de mesures : L'ouvrage est équipé, depuis le 16 mai 2008, de matériel enregistreur des niveaux piézomètriques à télétransmission. BRGM/RP FR - Rapport final 27

30 Le matériel posé consiste en un enregistreur Thalimède et un module de télétransmission GSM. Figure 9 : Photographie de l'ouvrage de Meilecey avec son appareillage de mesures 4.4. UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE L'ouvrage sera conservé dans un parfait état et sera régulièrement suivi par 2 à 4 visites annuelles. Cet ouvrage a en effet été équipé d'un système de mesure de niveau d'eau, relié à un enregistreur de données et une transmission G S M permettant de suivre à distance et en temps réel les niveaux. Ces suivis piézométriques seront mis à disposition gratuitement sur le site Internet ADES (Accès Aux Données des Eaux Souterraines) à l'adresse suivante : 28 BRGM/RP FR - Rapport final

31 5. Forage de Saint-Prix 5.1. EMPLACEMENT DE L'OUVRAGE ET REALISATION Le forage a été réalisé dans le haut Morvan sur le sommet du Haut Folin en forêt domaniale de Saint-Prix, sur le territoire de la c o m m u n e de Saint-Prix (71) et à environ 5 km au Nord-Nord-Ouest du bourg de cette commune. Il est situé sur la parcelle forestière n 37 de la forêt domaniale de Saint-Prix, appartenant à l'office National des Forêts (ONF). Son emplacement est donné par la Figure 10. plézomètre de Salnt-Prix jlj Figure 10 : Situation géographique du piézomètre de Saint-Prix Extrait carte topographique IGN BRGM/RP FR - Rapport final 29

32 Ses coordonnées géographiques sont (coordonnées Lambert 2 étendu, en mètres) : - X = Y = Z = 894 Le compte rendu du chanfier ainsi que les coupes techniques et géologiques de l'ouvrage sont donnés en annexe (rapport de l'entreprise de sondage SONDALP). On rappelle que les travaux ont été réalisés du 5 au 20 mai L'ouvrage a une profondeur finale de 50,00 m. Le matériel d'enregistrement des niveaux piézomètriques a été posé les 15 et 16 mai 2008 par la société OTT FRANCE et le BRGM. Son code nafional BSS (Banque de données du sous-sol) est le suivant : X 0047 Le but de cet ouvrage est de suivre la nappe du socle granifique du Morvan. L'ouvrage étant implanté en forêt domaniale, une convenfion d'occupation du sol a été signée entre l'office National des Forêts (ONF) et le BRGM. Cette convenfion a pris effet le 1 ^ juillet 2007 pour une durée de 9 ans et peut être prolongée par période de 9 ans GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE DE L'OUVRAGE ET DE SON SITE La Figure 11 donne l'emplacement de l'ouvrage reporté sur la carte géologique au 1/ L'ouvrage est implanté sur le granite à biotite et muscovite du Folin, intrusif dans les formations volcano-sédimentaire acides du Viseen supérieur. 30 BRGM/RP FR - Rapport final

33 ^Crot Morí h Figure 11 : Situation géologique du piézomètre de Saint-Prix Extrait carte géologique B R G M (fond topographique IGN) La coupe géologique du forage telle qu'enregistrée par le foreur (voir aussi en annexe) est donnée ci-dessous, de haut en bas depuis la surface {cotes par rapport au sol) avec des commentaires géologiques : - de 0 à 1,50 m : terre végétale et gore (arène), - de 1,50 à 4,50 m : granite gris et rose, - de 4,50 à 6,00 m : granite rose, - de 6,00 à 9,00 : granite gris ; faille vers 6,50 m, - de 9,00 à 19,50 m : granite gris et rose ; failles vers 13,00 et 17,60 m, - de 19,50 à 24,00 m : granite rose ; faille vers 20,00 m, - de 24,00 à 25,50 m : granite rose et gris, BRGM/RP FR - Rapport final 31

34 de 25,50 à 37,50 m : granite rose tendre, de 37,50 à 50,00 : granite rose. Les précisions qui suivent proviennent des informafions que le foreur a communiquées lors des visites du chantier : arrivée d'eau vers 6,50 m, - à partir de 35 m, le foreur esfimait le débit du forage à 6 à 8 m3/h. Le niveau piézométrique de la nappe a été relevé : le 6 juin 2008 à 13 h : 9,78 m par rapport au repère (qui est le rebord supérieur du couvercle OTT ouvert) ; Le niveau piézométrique est donc à une cote NGF d'environ 886 m (le repère des mesures est à 1,70 m au-dessus du sol et le sol est à l'altitude NGF de 894 m). Les exutoires de la nappe du granite les plus proches du piézomètre se trouvent à quelques centaines de mètres de l'ouvrage (observafions faites le 31 août 2006 et en mai 2008) : une source captée à 460 m au Sud et à 865 m d'altitude : cette source correspond à l'émergence de la nappe qui donne naissance à un ruisseau formé du trop plein du captage et des premiers écoulements qui sourcent à quelques mètres à l'amont de celui-ci ; une source à 350 m au sud-est et à 850 m d'altitude, moins abondante que la précédente EQUIPEMENT DU PIEZOMETRE (FORAGE ET MATERIEL DE MESURE) Equipement du forage : (voir le rapport de fin de chantier de l'entreprise de sondage en annexe) Le forage a été réalisé en foration destructive par la méthode du marteau fond de trou jusqu'à une profondeur de 50 m, avec mise en place d'un tubage provisoire (méthode Saturne) de diamètre 170 mm de la surface à 4,50 m de profondeur. La coupe technique de l'ouvrage telle qu'enregistrée par le foreur (voir aussi en annexe) est donnée ci-dessous, de haut en bas depuis la surface (cotes par rapport au sol): - tubage PVC plein en 112/125 mm de 0,5 m au-dessus du sol à 5,00 m. 32 BRGM/RP FR -Rapport final

35 - tubage PVC crépine (slot 1 mm) en 1 12/125 mm de 5,00 à 50,00 m, - cimentation de l'annulaire de la surface à 3 m et bouchon d'argile de 3 à 4 m, - gravier filtre siliceux de 4 à 50 m, - bouchon de fond à 50 m. Un tubage acier en diamètre 6 pouces avec filetage en tête WHITWORTH 259 coiffe l'ouvrage. II est scellé jusqu'à 1,00 m de profondeur dans la dalle de propreté de 1,50 m de côté qui a été coulée au sol. Un étrier de protection a été scellé dans cette dalle de propreté afin de garanfir la pérennité de l'ouvrage (Figure 12). Le tubage acier a été coiffé d'un couvercle verouillable vissé sur le tubage (couvercle de fabrication OTT). Le rebord du couvercle OTT en position ouverte dépasse du sol naturel de 1,70 m. C'est ce rebord qui sera le repère des mesures de profondeur (niveaux d'eau plus particulièrement). Equipement de mesures : L'ouvrage est équipé, depuis le 16 mai 2008, de matériel enregistreur des niveaux piézomètriques à télétransmission. Le matériel posé consiste en un enregistreur Thalimède et un module de télétransmission GSM. BRGM/RP FR - Rapport final 33

36 Figure 12 : Photographie de l'ouvrage de Saint-Prix avec son appareillage de mesures 5.4. UTILISATION ET ENTRETIEN DE L'OUVRAGE L'ouvrage sera conservé dans un parfait état et sera régulièrement suivi par 2 à 4 visites annuelles. Cet ouvrage a en effet été équipé d'un système de mesure de niveau d'eau, relié à un enregistreur de données et une transmission G S M permettant de suivre à distance et en temps réel les niveaux. Ces suivis piézométriques seront mis à disposition gratuitement sur le site Internet A D E S (Accès Aux Données des Eaux Souterraines) à l'adresse suivante : 34 BRGM/RP FR - Rapport final

37 6. Conclusions Le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) a réalisé quatre sondages dans le département de la Saône-et-Loire en vu de les équiper en piézomètre. Le présent rapport constitue le compte rendu de réalisafion de ces quatre ouvrages qui s'est passée de novembre 2007 à mai Ces quatre piézomètres, tous situés en Saône-et-Loire, sont desfinès à renforcer le réseau nafional de suivi quantitatif des eaux souterraines pour ce qui est de la région Bourgogne : piézomètre de Lans desfiné à suivre la formafion de «Saint-Côme» à l'est de la Saône, nappe des graviers de base de la piézomètre de Mâcon (Sennecé-les-Mâcon) destiné à suivre la nappe des calcaires du Dogger du Maçonnais, piézomètre de Mellecey desfiné à suivre la nappe des calcaires jurassiques captive sous les formations de remplissage plio-quaternaires du fossé bressan, piézomètre de Saint-Prix desfiné à suivre la nappe des granites du haut Morvan. Ils viennent s'ajouter aux deux piézomètres réalisés et mis en service en 2007 : piézomètre de Saulieu (Côte-d'Or) destiné à suivre la nappe des granites du versant Est du Morvan, mis en service le 11 septembre 2007 : rapport BRGM RP FR d'octobre 2007, piézomètre de Pourlans (Saône-et-Loire) desfiné à suivre la nappe des graviers de base de la formation de «Saint-Côme» de la plaine Saône-Doubs, mis en service le 12 septembre 2007 : rapport BRGM RP FR d'octobre L'ensemble de ces six forages constitue le programme 2007 de renforcement du réseau de suivi quantitatif des eaux souterraines en région Bourgogne, programme 2007 qui est donc maintenant achevé. BRGM/RP FR - Rapport final 35

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39 Annexe 1 Rapport de fin de chantier de l'entreprise SONDALP BRGM/RP FR - Rapport final 37

40 38 BRGM/RP FR - Rapport final

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42 Gêosciences pour une Terre durable Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 - France Tél. : Service géologique régional Bourgogne 27 rue Louis de Broglie DIJON-France Tél. :