PROJET DE POPPE A CHALEUR EAU / EAU SUR PUITS EXISTANT DES SERRES FRANSORET A MLAY - LE - GRAND (89)

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1 SERRES MAURICE FRANSORET Route de Noë MALAY - LE - GRAND SENS Tél /DOCUMENT NON PUBLIC/ PROJET DE POPPE A CHALEUR EAU / EAU SUR PUITS EXISTANT DES SERRES FRANSORET A MLAY - LE - GRAND (89) SUIVI DES TESTS DE POMPAGE ET DÉFINITION DU DEBIT D'EXPLOITATION J.- CORNET et j, TOUBIN -6. DEC BISLIOTHEQIJT 85 SGN 554 BOU NOVEMBRE 1985 BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL BOURGOGNE 32 Boulevard Maréchal Joffre DIJON Tél. (80) Télex : BRGMDIJ F

2 PR3JET DE POTE A CHALEUR EAU / EAU SUR PUITS EXISTANT DES SERRES FRANSORET A MALAY - LE - GRAND (89) SUIVI DES TESTS DE POMPAGE ET DÉFINITION DU DEBIT D'EXPLOITATION 85 SGN 564 BOU RÉSUMÉ Des tests de pompage,sur un puits existant des SERRES FRANSORET à MALAY - LE - GRAND (89), ont été effectués,à là demande de Monsieur FRANSORET, par le Service géologique régional du B.R.G.M., en vue de prévoir les conditions de son utilisation pour l'alimentation d'une pompe à chaleur eau eau pour le chauffage des serres, les besoins étant de 65 à 70 m3/h pour une température de l'eaxi de 12 C (puissance au condensateur 470 Kw, à 1'évaporateur 330 Kw). Les tests ont été effectués les 20 et en période froide de sécheresse prolongée, sur le puits pénétrant partiellement dans le complexe aquifère, constitué par la nappe alluviale de la Vanne, semi-captive, et l'aquifère de la craie sénonienne sous-jacente. Ils ont montré qu'on pouvait envisager un débit d'environ m3/jour (50 m3/h en moyenne, 60 m3/h en pointe), et que l'eau pompée offrait une température de 11 8 centigrades et une résistivité d'environ ohms-cm correspondant à une minéralisation moyenne. Une analyse physico-chimique de l'eau sera nécessaire pour définir l'indice de corrosion. Pour obtenir des débits supérieurs aux débits ci-dessus, il serait nécessaire de réaliser un ouvrage plus performant que le puits actuel affecté de pertes de charge notables, c'est-à-dire suffisamment profond et convenablement crépine, d'environ 15 m descendant dans la craie. Ingénieur responsable de l'étude Ingénieur de terrain J. CORNET J. TOUBIN Outre ce résumé, le rapport comporte : 1 sommaire - 6 pages de texte - S annexes -

3 - 1 - S O M M A I R E Pages MOYENS UTILISES 2 3 ~ ET = DES = AgUI ERES = ÇgNCERNES 2 4 " POMPAGES = PAR = PALIERS = - = ÇOURBE = CARACTERISTigUE = DU = PUITS POMPAGE = DJ : ESSAI = A = DEBIT = CONSTANT = - = RABATTEMENTS = TEMPERATURE 1TRESISTIVITEDELANAPPE 7 - CARACTERISTIQUES HYDRODYNAMIQUES DE LA NAPPE - PREVISION DE L : llncidence = Dj : UN = POMPAGE = DE =: LONGUE = DUREE ' 5 8 " CONCLUSION 7 =0=0=0=0=0=0=0=0= A N N E X E S ANNEXE 1 : PLAN DE SITUATION A 1/25 OOO ANNEXE 2 : COURBE CARACTERISTIQUE ANNEXE 3 : POMPAGE A DEBIT CONSTANT 3a - Courbe de descente 3b - Courbe de remontée

4 BU = DE = I/INTERVENTigN La présente intervention, à la demande des SERRES FRANSORET à MALAY-LE-GRAND (89), par le Service géologique régional Bourgogne du B.R.G.M., a pour but de définir le débit d'exploitation d'un puits existant situé dans le domaine des serres en vue d'une utilisation des eaux souterraines par une pompe à chaleur eau-eau pour le chauffage des serres, les besoins étant de 65 à 70 m3/h pour une température de 12 C (puissance au condensateur 470 Kw, à l'évaporateur 330 Kw). 2 - MOYENS = UTILISES Des tests de pompage ont été effectués sur le puits à l'aide des équipements en place (pompe, vanne, refoulement) : - par paliers de débit de durée 1 heure, séparés par des arrêts de 1 heure, avec mesures de l'incidence sur le niveau de la nappe, afin de définir la courbe caractéristique de l'ouvrage, et notamment le débit critique, et fixer le débit des tests de moyenne curée, - par pompage de moyenne durée, à débit constant pendant 6 heures, avec suivi du rabattement et de la remontée de la nappe et contrôle de la température de l'eau pompée, pour définir le couple débit-température à prendre en compte pour l'exploitation. Ces tests ont été réalisés les 20 et 21/11/85 en période d'étiage sévère et sous la neige. 3 - CADRE = HYDRgGEgLQGigUE = - = CARACTERISTigUES = GEgMETRigyES = DE = L^OUVRAGE = ET = DES Le puits testé est situé dans la plaine alluviale de la Vanne (cf. Annexe 1 - Plan de situation), en rive sud, où les aquifères superficiels sont constitués, d'après la documentation disponible dans le secteur (Banque des données du Sous-Sol), parce qu'on ne dispose pas de la coupe géologique du puits, par ailleurs peu profond de : - la nappe alluviale circulant au sein de graviers calcaires à silex, plus ou moins sablo-argileux, d'épaisseur faible de 1,1 à 2,6 m, en charge sous un recouvrement argileux de 3,8 à 7,5 m, d'après les coupes des sondages indicés , 0020 et l'aquifère crayeux sous-jacent, constitué par la craie sénonienne compacte, à silex, plus ou moins fissurée, dont l'épaisseur,en tant qu'aquifère productif, doit être d'une dizaine ou de plusieurs dizaines de mètres.

5 - 3 - Ce complexe aquifère alluvial est alimenté par les apports latéraux du massif crayeux plus ou moins karstifié de la forêt d'othe et drainé par la rivière Vanne, avec une direction générale d'écoulement du Sud-Est vers le Nord-Ouest. Le puits profond de 5,80 m (repère de mesures à + 0,15 m du sol), en béton, de diamètre <t) mm, pénètre partiellement le complexe aquifère et le capte par le fond et latéralement par des perforations grossières et irrégulières (barbacanes). Il se situe à environ 230 m et 450 m au Sud d'un fossé de drainage et de la Vanne respectivement, et à 150 m au Nord de la limite de la plaine alluviale. Le niveau d'eau se situe à - 3,48 m du sol (niveau statique le 20/11/85, soit vers + 79 NGF environ, les niveaux d'eau dans le fossé et la Vanne au droit des serres se plaçant vers + 81 et 79 NGF respectivement. Le puits le plus proche se situe à 50 m au Nord et à l'aval hydrodynamique et débitait à l'époque des tests. 4 - Le puits est équipé d'une pompe de surface dont la crépine d'aspiration doit se situer vers - 5 m de profondeur, et qui a été utilisé pour les tests. Un vannage sommaire permet de régler le débit d'exhaure. Les deux autres pompes du puits (immergées), de faible débit, n'ont pas été utilisées pour les essais. Le refoulement a été effectué dans un fossé busé existant entre les deux serres et se dirigeant vers la Vanne. Le débit a été contrôlé à l'aide d'une cuve mm, de 1,75 m de long. 5 - PQMPAGES = PAR = PALIERS = - = COURBE = CARACTERISTigUE = DU = PUITS = - = P RTE = DE = CHARGE Ils ont été effectués le 20/11/1985. Le programme initial prévoyait des paliers de 40, 60, 80 et 100 m3/h, la pompe ayant été amorcée comme capable de 100 m3/h. Le débit maximum réel de celle-ci étant limité à 43 m3/h, les paliers effectués, par ailleurs regroupés entre 30 et 43 m3/h par suite de l'imprécision du vannage, n'ont pas situé le débit critique.

6 - 4 - Le tableau suivant donne les rabattements s finaux obtenus pour chaque palier de débit Q, avec les températures et résistivitê correspondante pour l'eau, et les valeurs s 1 du rabattement résiduel 1 heure après l'arrêt du pompage. Palier n : Q :(m3/h) s : (m) : Débit spécifique Q/s (m3/h/m) Température Rësistivitë à 20 C (ohms-cm) s 1 (m) 1 I 32,2 0,81 ; 39,8 0,01 2 : 14 ' 5 0,24. : 60, (1) 1967 (1) 0,00 3 ; 36,6 0,83; 44, (1) 2042 (1) 0,01 4 ; 4i> 3 0,82; 50, (2) 1857 (2) 0,02 I 43,4 O,83. : 52,3 î}. : après 1 h de pompage à débit constant (1) : en début de pompage (2) : après 30 minutes de pompage Le rapport., : ^F Q/s moyen de la variation du débit spécifique entre le premier et le dernier palier rapporté au débit spécifique moyen est de 0,25, valeur relativement élevée indiquant la prédominance des pertes de charge quadratiques (turbulence ) sur les pertes de charge linéaires éventuelles (colmatage par exemple). M On note le développement du puits, au cours des tests, par l'amélioration du débit spécifique pour un débit pompé supérieur à 30 m3/h. La courbe caractéristique obtenue ne permet pas de faire apparaître le débit critique, le débit d'exhaure de la pompe étant insuffisant.

7 OMPAGE = D^ESSAI = A = DEBIT = CONSTANT = - = RABATTEMENTS :i= TEMPERATyRE = ET =: RESISTIVITE g = LA = NAPPE (cf. Annexes 3a et 3b) Dans ces conations, le débit retenu a été le débit maximum de la pompe, soit 43,4 m3/h. On a pompé pendant 6 h, et suivi la remontée de la nappe. La courbe de descente fait apparaître, en coordonnées semi-logarithmiques, un effet d 1 égouttement pendant 100 secondes, puis l'évolution vers un rabattement pseudo-stabilisë s'établissant vers 0,86 m, soit un débit spécifique de 50,4 m3/h/m. On observe une remontée rapide de la nappe (rabattement résiduel de 0,05 m, 108 minutes après l'arrêt de la pompe) liée au caractère semi-captif de la nappe. La température de l'eau pompée était de 11 8 centigrades, après 5 h de pompage, avec une rësistivité de 1942 ohms-cm. L'influence du pompage sur le niveau du puits proche n'a pas pu être notée (ouvrage fermé, en exploitation). 7 " La transmissivité calculée par la méthode semi-logarithmique de JACOB à partir des courbes de descente et de remontée de la nappe serait de : (cf. Annexes 3a et 3b) Descente Remontée Moyenne T m2/s 2,75 lo" 3 2,45 10~ 3 2,6 io" 3 L'absence de piézométre ne permet pas de déterminer le coefficient d'emmagasinnement de la nappe, ni, de ce fait, d'évaluer le rayon d'influence du pompage et de déterminer notamment si cette influence a atteint ou non la rivière, et, s'il y H a espoir ou non en exploitation permanente d'une réalimentation des aquifères par la Vanne. On peut néanmoins calculer la durée de pompage nécessaire pour que son influence atteigne la rivière en estimant le coefficient d'emmagasinnement, après égouttement des argiles du toit, à environ 5 % d'après la lithologie de /

8 - 6 - l'aquifère alluvial, à partir de la formule 1.78 <j2 S T t = temps de pompage en secondes d S T étant la distance à la rivière en mètres (sans tenir compte de l'effet de colmatage des berges) = coefficient d'emmagasinnement, sans dimensions = transmissivité en m2/s Cette dernière serait ainsi supérieure à 200 heures. De même, pour atteindre le fossé de drainage, il aurait fallu pomper 52 h. Sans tenir compte de l'occurence favorable de réalimentation par les eaux de surface, on peut extrapoler les résultats pour un débit de 60 m3/h : le rabattement serait de : - 1,15 m après 1 h, influencé par les pertes de charge dues au puits - 1,30 m après 10 h, - 1,48 m après 100 h, - 1,65 m après h, ce qui laisserait une tranche d'eau de 0,5 m dans le puits. 8 ~ Dans ces conditions, il est préférable de limiter la durée d'exploitation au débit de 60 m3/h aux périodes de pointe, et d'envisager un débit moyen de 50 m3/h, sur la base d'un débit journalier n'excédant pas m3/jour. Si les besoins nécessitaient des débits supérieurs, il faudrait envisager de réaliser un nouvel ouvrage, consistant en un forage d'environ 15 m de profondeur en vue de capter à la fois la nappe alluviale et l'aquifère crayeux sous-jacent si la fissuration de ce dernier se révèle suffisante. /

9 CONCLUSIONS Les tests effectués en période de sécheresse prolongée et froide ont montré qu'il est possible d'envisager d'exploiter le puits actuel au débit journalier de m3/jour, soit un débit moyen de 50 m3/h avec 60 m3/h en pointe seulement. Au-delà, il faudrait envisager un autre ouvrage, plus performant (plus profond et convenablement crépine), que le puits actuel, affecté de pertes de charge notables. La température de l'eau lors des tests était de 11 8 centigrades et sa résistivitë de l'ordre de ohms-cm, de minéralisation moyenne. Une analyse de l'eau sera nécessaire pour préciser son profil physicochimique et définir son indice de corrosion. =0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=

10 - 8 - ANNEXE 1 PLAN DE SITUATION A V25 OOO

11 . < jlongueron les P.r Guillaul Annexe 1 Prés Aubart PLAN DE SITUATION (fond IGN à 1/25 000) J Us. rar lerne \ * 1 9 sondage voisin et puits testé indexation BSS (précédé de ) a\ Entrep. Anchan. I \ 2ème puits USt-An fossé SCouv!! Cbaiflots rtiongttmico«é<lagoaique\i /a Fosse) \aux Vaches. <V y» c }i 3M Pigeons I "' -> lejhaut^de Vilïïsrs 5SE3B, / /\ =~==J\- - ' \ \>^\ hènes. Be>!in /&... w \ i \ *.'v '. ^^ \ y M ^ZÓn&Jridustnelle 'M.,O J- ids Cnaoaron \V -.-r' t^ le Ponr8ruàni l? les Varannes JWBo.rto.in Èntrep. el Saule Fendu "Fabr., Tajids V- ~ à., Pictitun '; Eliv,.'iiquis. ".Maillot'" i Zone Industrielle les Mouillé res "/; "«/ '<^V 1 a dtande nd \/ I ' / \ les Longues i vi È.Ï \f H \.les Mi, le-petit; 0,2 SI Prés du Sausset \ a H 1 / 19 S? les Prés Rougesi / \,

12 ANNEXE 2 COURBE CARACTERISTIQUE

13 Annexe 2. 5 O o.die -JOWr * M

14 ANNEXE 3 PQTAGE A DEBIT CONSTANT 3A - COURBE DE DESCENTE 3B - COURBE DE REMONTÉE

15 i _ Ti t-rinn«.misiyitä' : m 1 /»: 3 5 c I0 4 Temps t secondes

16 tía.on S. J"r»nf sur It-P u-rtr^r: :*. "_ t :.: ^ T : g naraiftiviit/ r JL ^m ^T f <- : t «-mt I -! -I 1,0 0,9 : : : t : 0,B íiií :T L-^[~rr.T"z^i.:_r-J. r/r:^" " f :T*T 0,5 S (T N' I I I I0 1 t"«mpj dr. rtmoaue ( Seconde*)

17 DIFFUSION DU RAPPORT 85 SGN 564 BOU - 3 exemplaires CLIENT : SERRES FRANSORET - 1 exemplaire AUTEUR : J. CORNET - 1 exemplaire AUTEUR : J. TOUBIN - 2 exemplaires DOC SGR/BOU - 2 exemplaires SGN/DOC - 1 exemplaire SGN/DA (M. ASTIE) - 1 exemplaire DG/DAA (NON RELIE) - 1 TIRE A PART DIRECTION SGN - 1 TIRE A PART DIRECTION GENERALE - 1 exemplaire NON RELIE BSS SGR/BOU - 1 exemplaire STE YORK