PROSPECTION HYDROGÉOPHYSIQUE DANS LE DÉPARTEMENT DU LOIR-ET-CHER, CENTRE - DARVOY -

1 Géologie, géotechnique, risques naturels, hydrogéologie, environnement et services scientifico-techniques PROSPECTION HYDROGÉOPHYSIQUE DANS LE DÉPARTEMENT DU LOIR-ET-CHER, CENTRE - DARVOY - RÉSONNANCE MAGNÉTIQUE NUCLÉAIRE - MRS - Adresse: Expédient: Valentí TURU i MICHELS Av. Príncep Benlloch 66-72 Edifici Interceus, despatx 308 Andorre la Vieille Principauté d Andorre Teléphon et fax: 321815-820323 E-mail: igeotest@myp.ad http://www.igeotest.ad F-050-EG-035.12.08

2 INTRODUCTION Ce document présente les résultats correspondants à la prospection hydro géophysique d un terrain étudié dans la commune de Darvoy (La Ferté- Saint-Cyr) dans le département du Loir-et-Cher (Centre), afin de tester l équipe Numis Lite fournie par Iris Instruments détecter pres du Loire, ou sont bien connues éventuels aquifères dans le sous-sol. Cette prospection a pu déterminer de façon quantitative la porosité et la perméabilité des niveaux aquifères. SITUATION ET ETUDES ANTERIEURES La zone étudiée est située à 27 Km au sud-ouest d Orleans et à 10 Km au nord de la ville de Darvoy (105 m d altitude), dans le lit mineur du Loire (85 m d altitude).le territoire du Groupement Intercommunal du Val de Bezonde est peu accidenté, l altitude varie de 110 m au nord-est á 136 m à l ouest. Il est traversé d ouest en est par la vallée de la Bezonde qui est peu marquée Darvoy On y a effectué deux sondages à résonnance magnétique (MRS 1 et MRS 2), le premier de 60 X 60 m et le deuxiéme de 30 X 60 m. Pour cette travail, l Etude géologique de la nappe de Beauce de Eduterre pour l hydrogéologie du Loiret est mis à disposition libre sûr Internet (http://eduterre.inrp.fr/eduterre-usages/nappe/html/ressources/geol/geol1.htm#carte). Il s'est aussi disposé de le profil lithologique général de la région du Centre effectué par l ENSP (2007), ainsi qu une tomographie électrique faite par Iris Instrumens. Sûr Internet on dispose aussi d information en rélation a le captage de la comune de Darvoy, et exploite un puit de 78 m de profondeur fait en 1947 qui éxploite l aquifère des Calcaires d Etampes avec un débit de 80 m 3 /h.

3 CONFIGURATION ET MESURES PREALABLES Deux sondages à résonance magnétique ont été effectués avec un équipement Numis Lite TM (cf http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/a.01.mrs- Introduction.pdf) avec une antenne disposée selon une configuration visant à atténuer au maximum le bruit électromagnétique. La mesure préalable qui a été prise en compte est la mesure du champ magnétique terrestre et sa dérivée par rapport au temps. La mesure de susceptibilité magnétique, ainsi que la mesure du bruit électromagnétique n'ont pas été effectués. (cf http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/a.03.mrs-tests%20initial.pdf ). : Longitude Latitude Champ magnétique terrestre Susceptibilité Bruit électromagnétique (EMN) Inclinaison X Y dstd Magnétique Cercle Double Zéro Orientation Topographique 47º44 57, 45 1º38 03,46 47528,2 nt ± 0 Non mesuré Non mesuré Non mesuré Non mesuré 0º Le champ magnétique terrestre est fonction de la longitude et de la latitude, cependant des interférences magnétiques et/ou électromagnétiques peuvent exister et faire varier la mesure du champ magnétique. Pour résoudre ce problème il faut comparer la mesure avec celle du champ magnétique régional, qui est dans ce cas-ci de 47396 nt et implique une fréquence de Larmor de 2018,12 Hz (cf. http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/a.03.mrs- Tests%20initial.pdf). L inclinaison régionale du champ magnétique terrestre est de 63º et la fréquence de Larmor régionale est tout à fait différentes et environ six unités de plus faible; à celle qui a été mesurée (MRS 1 et MRS 2 = 2024,7 Hz). Les valeurs obtenues avec le magnétomètre et celles qui correspondent à la région où l on opère sont semblables, et les différences de mesure dans des lieux distincts de l'antenne étaient inférieures aux 20 Hz. ceci garantit des mesure MRS de bonne qualité. La susceptibilité magnétique et le bruit électromagnétique n ont pas pu se mesurer. PROSPECTION REALISEE Le 16 janvier 2008 à proximité du lit mineur du Loire une antenne carré de 60 m a été installée Ne faisant aucune figure d interférence pour optimiser la relation entre le signal et le bruit électromagnétique car l influénce des lignes électriques était négligible. Une deuxiéme antenne rectangulaire de 30 X 60 m a été installée pour noter les différences avec la premier antenne.

4 Magnetic Resonance Sounding MRS 1 Pour le premier sondage à résonance magnétique, on utilise dix moments de mesure (q), avec 24 ou 50 (selon le cas) mesures pour chaque moment et une impulsion simple (http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/a.04.mrs-execution%20mrs.pdf). Le stacking utilisé est un filtre de coupure à 1000 ou 2000 nv (selon le cas) (stack under noise level) i le filtre de coupure (high cut filter) par défaut, a été utilisé. La fréquence de Larmor choisie est de 2024,7 Hz et la régionale est tout à fait différentes et environ six unités de plus faible; à celle qui a été mesurée. Les résultats sont présentés dans le tableau et obtenus directement à partir du fichier.inp du programme PRODIVINER 3.0.4 d Iris Instruments. (http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/b.04.mrs- Bruit%20EM.pdf). On peut observer que sans filtrer la signal, les valeurs d amplitude obtenues présentent un rapport S/N élevé en général, ce qui implique de considérer cette valeur comme quantitative, la qualité du sondage est basse parce qu il rapport EN/IN est trop haute. Les fréquences obtenues ne varient majoritairement pas au-delà de 4 Hz par rapport à la fréquence de Larmor. On peut donc considérer ces valeurs comme aptes pour une évaluation quantitative de le teneur en eau. MRS 1 Stack under noise level High cut filter Larmor 2024,7 Hz N Moment Ampl Noise Noise ratios 1 Pulse 2 Pulse Udc freq phase Q E Unstack Stack S/N EN/IN T*2 T*1 Dc/Dc Hz 1 100 21,86 253 20,4 1,07 4,08 251 0 5 2022,77 318 2 156 27,55 353,3 3,8 7,25 0,76 286 0 7 2023,58 354 3 272 41,01 313,5 10 4,10 2 284 0 10 2024,46 19 4 414 78,87 379,8 5,4 14,61 1,08 190 0 14 2023,82 6 5 593 112,77 249,8 12 9,40 2,4 214 0 19 2024,15 12 6 875 131,35 271,3 5,4 24,32 1,08 272 0 27 2024,03 13 7 1308 150,36 263,7 4,5 33,41 0,9 330 0 39 2023,93 11 8 1882 172,29 265 17,3 9,96 3,46 361 0 55 2023,88 9 9 2694 190,64 315,4 20 9,53 4 290 0 78 2023,75 7 10 3662 206,31 361,5 9,7 21,27 1,94 288 0 110 2023,94 9 A ms nv nv nv (>2) ( 1) ms ms V f < 4 Hz º q = Moment d impulsion (Ampers milisegons), exprimé en fonction du temps d émission (habituellement 40 ms). Plus grand est le moment, plus grande est la profondeur de pénétration. Cf. http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/b.03.mrs-registre%20numis.pdf e = Amplitude du signal mesuré (nano Volts) stacké et éventuellement filtré S/N = Relation entre le signal (S = e) et le bruit stacké (N). L interprétation est quantitative si S/N < 2, et qualitative sinon. EN/IN= Relation entre le bruit de l instrument (Instrumental Noise, IN = 10 nv) et le bruit stacké (External Noise, EN). La qualité du sondage (temps d acquisition des données et qualité de celles.ci) est optimale si les mesures qui ne présentent pas un signal d eau sont caractérisées par une relation 1 T*2 = Temps de relaxation de la première impulsion (simple pulse), mesuré en millisecondes T*1 = Temps de relaxation de la deuxième impulsion (double pulse), mesuré en millisecondes Udc = Voltage d émission de l antenne (V) freq = Fréquence (Hz) du signal détecté. Pour une interprétation quantitative, la déviation par rapport à la fréquence de Larmor (en supposant qu elle soit correcte) doit être f = ± 2 Hz Pour une interprétation qualitative, la déviation par rapport à la fréquence de Larmor doit être f = ± 4 Hz. Si cette différence est supérieure, le signal détecté ne correspond pas à de l eau. phase = Déphasage du courant électrique à la réception du signal au niveau de l antenne de réception par rapport à l émission. La valeur est donnée en degré sexagésimaux. Il permet d évaluer l influence du bruit électromagnétique du signal (EM). S il y a une grande différence entre les mesures, cela signifie qu elles sont influencées par le bruit (EM noise).

5 Magnetic Resonance Sounding MRS 2 Le second sondage à résonnance électromagnétique a été obtenu avec dix moments de mesure (q), et 26 ou 40 (selon le cas) mesures pour certains moments et une double impulsion (http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/a.04.mrs-execution%20mrs.pdf). Le stacking utilisé est un filtre de coupure à 1500 nv (stack under noise level) i le filtre de coupure (high cut filter) par défaut, a été utilisé. La fréquence de Larmor choisie est de 2024,7 Hz et la régionale est tout à fait différentes et environ six unités de plus faible; à celle qui a été mesurée. Les résultats sont présentés dans un tableau et obtenus directement à partir du fichier.inp du programme PRODIVINER 3.0.4 d Iris Instruments. On peut observer que sans filtrer la signal, les valeurs d amplitude obtenues présentent un rapport S/N élevé en général (excepté pour quatre valeurs), ce qui implique de considérer cette valeur comme semiquantitative. La qualité du sondage est basse parce qu il rapport EN/IN est trop haute. Les fréquences obtenues ne varient majoritairement pas au-delà de 4 Hz par rapport à la fréquence de Larmor. On peut donc considérer ces valeurs comme aptes pour une évaluation quantitative de le teneur en eau. MRS 2 Stack under noise level High cut filter Larmor 2024,7 Hz N Moment Ampl Noise Noise ratios 1 Pulse 2 Pulse Udc freq phase Q E Unstack Stack S/N EN/IN T*2 T*1 Dc/Dc Hz 1 3 5,21 192,2 11,8 0,44 2,36 1000 8 5 2025,39 116 2 220 24,06 280 48,4 0,50 9,68 187 33 7 2023,91 29 3 378 18,05 208,1 4,7 3,84 0,94 254 59 10 2023,79 5 4 564 12,46 221,9 21,6 0,58 4,32 1000 27 14 2032,6 215 5 810 49,47 218 15,8 3,13 3,16 221 35 19 2023,65 17 6 1188 55,22 307,1 10,5 5,26 2,1 295 66 27 2024,12 21 7 1771 74,95 173 14,9 5,03 2,98 245 60 39 2023,65 4 8 2532 86,58 169,1 10,6 8,17 2,12 165 64 55 2023,82 8 9 3495 75,41 139,4 6,8 11,09 1,36 287 80 78 2024,06 9 10 3 5,21 192,2 11,8 0,44 2,36 1000 8 5 2025,39 116 A ms nv nv nv (>2) ( 1) ms ms V f < 4 Hz º q = Moment d impulsion (Ampers milisegons), exprimé en fonction du temps d émission (habituellement 40 ms). Plus grand est le moment, plus grande est la profondeur de pénétration. Cf. http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/b.03.mrs-registre%20numis.pdf e = Amplitude du signal mesuré (nano Volts) stacké et éventuellement filtré S/N = Relation entre le signal (S = e) et le bruit stacké (N). L interprétation est quantitative si S/N < 2, et qualitative sinon. EN/IN= Relation entre le bruit de l instrument (Instrumental Noise, IN = 10 nv) et le bruit stacké (External Noise, EN). La qualité du sondage (temps d acquisition des données et qualité de celles.ci) est optimale si les mesures qui ne présentent pas un signal d eau sont caractérisées par une relation 1 T*2 = Temps de relaxation de la première impulsion (simple pulse), mesuré en millisecondes T*1 = Temps de relaxation de la deuxième impulsion (double pulse), mesuré en millisecondes Udc = Voltage d émission de l antenne (V) freq = Fréquence (Hz) du signal détecté. Pour une interprétation quantitative, la déviation par rapport à la fréquence de Larmor (en supposant qu elle soit correcte) doit être f = ± 2 Hz Pour une interprétation qualitative, la déviation par rapport à la fréquence de Larmor doit être f = ± 4 Hz. Si cette différence est supérieure, le signal détecté ne correspond pas à de l eau. phase = Déphasage du courant électrique à la réception du signal au niveau de l antenne de réception par rapport à l émission. La valeur est donnée en degré sexagésimaux. Il permet d évaluer l influence du bruit électromagnétique du signal (EM). S il y a une grande différence entre les mesures, cela signifie qu elles sont influencées par le bruit (EM noise).

6 INVERSION DU SIGNAL Pour pouvoir effectuer l inversion du signal MRS, on doit avoir à disposition un modèle de résistivité du sous-sol. Géologie et Hydrogéologie régional Etude géologique de la nappe de Beauce La Beauce en Géologie correspond à la zone d'affleurement des calcaires lacustres qui se sont déposés depuis l'eocène moyen (43 millions d'années) jusqu'au début du Miocène (25 millions d'années). Elle couvre une surface de 7500 km2. Et et dans cette la zone de l'étude serait celui marquée avec un rectangle noir dans la carte géologique. Et la coupe géologique de la figure appartient à la zone d'orléans. (http://eduterre.inrp.fr/eduterreusages/nappe/html/ressources/geol/geol1.htm#carte)

7 HISTOIRE GÉOLOGIQUE L histoire geologique de la nappe de Beauce est liée a celle du bassin de Paris. Comence à la fin de l ère primaire (Permien) par un affaissement qui favorise la venue de la mer. Durant les ères secondaires et tertiaire, la mer envahira plusieurs fois le bassin, elle viendra d abord d un ancien océan, la Théthys, ouvert à l est du bassin, puis de l atlantique dont l ouverture, à l ouest, ne débutera qu au crétace. Durant le tertiaire, la diminution progressive de la subsidence a limité de plus en plus les invasions marines à des golfes. Le système aquifère de la Beauce recouvre en discordance la Craie (Crétacé Supérieur). Au crétacé supérieur, la mer se retire progressivement, suit une phase d alteration (Crétacé terminal 65 m.a) de la Craie donnant les Argiles à silex (Paléocene). (Discordance à 53 m.a.). Le remplissage du synclinal a débuté par les formations détritiques éocénes à dominante argileuse mais comprenant des apports sableux fluviatiles comme ceux de l Arkose de Breuillet (eocène) au nord. A la fin de l éocène, le synclinal était partiellement rempli par des calcaires lacustres (Calcaires éocènes) i une influence marine apparaît dans l axe du Sillon de Pithiviers au nord et au sud (Surface de transgression à 33,7 m.a.). Durant l Oligocène inferieur, les axes structuraux ont changé por devenir NO-SE. Les Argiles vertes et le Calcaire de Brie (Oligocène inférieur, Sannoisien) apparaissent comme des dépôts résiduels, après leur troncature par les Marnes à Huîtres et les Sables de Fontainebleau (Inondation à 28 m.a.). A la fin de l Oligocène inférieur (Rupelien), le Calcaire d Etampes (ou Calcaire de Beauce inférieur) correspond à un premier événement lacustre de grande étendue, nivelant l ancienne topographie. (Lacune de Sédimentation à 23 m.a.). Durant le Miocène inférieur des dépôts fluviatiles et lacustres largement étalés, couvre toute la région. Les dépôts commencent par une formation détritique, la Molasse du Gâtinais, qui agit comme un mince écran imperméable au sommet du Calcaire d Etampes. Second épisode lacustre majeur donnant le Calcaire de Pithiviers (ou Calcaire de Beauce supérieur), puis Marnes de Blâmont de faible extension, dont l épaisseur est maximale près de la Loire. Là où ces marnes sont présentes, une dernière unité carbonatée, les Calcaires d Orléanais (Aquitanien) d étendue très limitée, peut être localement différencié. (Discordance à 20,3 m.a.). Détritiques mio-pliocène (Miocène inf, Burdigalien et plus récent) GÉOLOGIE DU RÉSERVOIR AQUIFÈRE: - Les couches superficiels: La surface du plateau beauceron est recouverte sur des hauteurs variables par des formations détritiques qui se sont déposé depuis la fin de l'aquitanien jusqu'au quaternaire. De la plus récente à la plus ancienne: Les faluns du Blésois - Les dépôts du quaternaire : les limons des plateaux et les dépôts des vallées / Les sables et argiles de Sologne / Les sables de l'orléanais et les sables du blésois / Les argiles et sables de l'orléanais. - Le substratum: Le plateau de la Beauce est formé par une masse puissante de calcaires lacustres qui constituent l'essentiel du réservoir et qui peuvent atteindre 230 m d'épaisseur sous Pithiviers. Les calcaires de la Beauce reposent sur des formations détritiques qui appartiennent soit: à l'eocène détritique: argiles, grès, poudingues et sables (épaisseur 0 à 20 m); aux formations résiduelles de la craie qui a été exondée au début du tertiaire et altérée par les agents d'érosion. Ce sont des argiles à silex.

8 - Le réservoir aquifère: Le réservoir est constitué par des calcaires qui se sont déposé depuis le Miocène moyen jusqu'à Eocène. De bas en haut, la succession est la suivante : * Calcaire de Morancez (lutétien) ils affleurent à l'est et au sud est de Chartres. * Calcaire de Champigny (Éocène supérieur) connu dans les bassins de l Oges, de la Juine et de l Essone. * Calcaire de Château-Landon se sont déposés à l'est du Gâtinais. * Calcaire de Brie, épaisseur ne dépasse jamais une dizaine de mètres. * Sables de Fontainebleau épaisseurs atteignent 70m. * Calcaire d'étampes ou calcaires du Gâtinais ou calcaires de Beauce inférieurs. Épaisseur série 30 m * Molasse du Gâtinais 30 à 40m d'épaisseur maximale. * Calcaire de Pithiviers ou calcaire de Beauce supérieur: épaisseurs maximales 40m. * Calcaire de l'orléanais supérieur d'épaisseur: 10 m Hydrogéologie régional Selon l Etude géologique de la nappe de Beauce de Eduterre. (http://eduterre.inrp.fr/eduterreusages/nappe/html/ressources/geol/geol1.htm#carte) pour l hydrogéologie du Loiret, les limites de la nappe de Beauce sont les limites naturelles qui influencent directement son comportement hydraulique. Elles correspondent soit à des cours d'eau, soit à des limites d'extension des formations géologiques. La nappe de Beauce est un système aquifère multicouche, constitué d'une succession de couches géologiques alternativement perméables, semi-perméables, imperméables qui délimitent plusieurs réservoirs aquifères pouvant être en relation les uns avec les autres. Selon l'article d l ENSP Alimentation en eau potable dans le Loiret en cas de crue de la Loire Ingénieur d Etudes Sanitaires 2007, les aquifères présents dans sur le département du Loiret sont nombreux et variés. Les principaux niveaux aquifères contenus dans les formations géologiques suivantes des formations les plus superficielles (et les plus jaunes) aux plus profondes, qu on trouve sont:

9 * LES FORMATIONS ALLUVIONNAIRES DE LOIRE C est un aquifère d épaisseur limitée, de forte productivité général et qui suit les variations de niveau de la Loire. Il est vulnérable aux pollutions de surface. * LES SABLES ET ARGILES DE LA SOLOGNE OU DE L ORLÉANAIS C est un aquifère multicouches de faible productivité, très peu exploité pour l eau potable. ** LA NAPPE DES CALCAIRES DE BEAUCE Cette nappe est composée des calcaires de Pithivers, de la molasse du Gâtinais et des calcaires d Etampes. Les calcaires de Pithivers sont sensibles aux pollutions de surface. La molasse du Gâtinais est un aquifère étanche, plus ou moins continu et plus ou moins épais. Viennent ensuite les calcaires d Etampes, moins vulnérables e mieux protégés au Nord et au Sud de la vallée de la Loire car recouverts pour les calcaires de Pithivers et les formations sablo-argileuses de Sologne et de l Orléanais. Il faut noter qu il peut y avoir une communication entre les calcaires de Pithivers et les calcaires d Etampes si la molasse est fine ou absente. La nappe des calcaires de Beauce est alimentée par la Loire entre Chateauneuf sur Loire et Orléans, est néanmoins très exploitée pour l eau potable, car elle est généralement productive. ** LES SABLES ET GRÈS DE FONTAINEBLEAU Ces formations se trouvant essentiellement au Nord du département renferment une nappe pouvant être très productif mais difficile à capter à cause de la finesse des sables. Elle est captive sous les formations de Beauce. ** LES CALCAIRES DE BRIE Ces formations sont présentes dans le nord du département. La nappe y est captive et généralement bien protégée. Cependant, elle est peu exploitée car son extension est limitée. ** LA NAPPE DES CALCAIRES DE L EOCÈNE (calcaires de Morancez, de Château-Landon et de Champigny). Ces formations calcaires sont très présentes dans l ouest du département et se superposent avec les calcaires de Beauce. La nappe y est en général productive et bien protégée (recouvrement important, présence d un niveau d argiles vertes qui la sépare des calcaires de Brie au Nord), ce qui en fait une nappe intéressant pour l eau potable. * LA NAPPE DE LA CRAIE SÉNO-TURONIENNE Cet aquifère, composé de formations crayeuses du Sénonien et du Turonien, est continu sur l ensemble du Loiret. Il affleure à l Est où il est solicité pour l eau potable et où la circulation de l eau est Karstique. Au centre et à l ouest, il est moins productif. * LA NAPPE DE SABLES DE L ALBIEN La nappe profonde et naturellement bien protégée de l Albien est présent sur tout le département. L eau est riche en fer.

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11 Modèle de résistivité du sous-sol Pour ce travail, s'est disposé du profil lithologique général de la région du Centre effectué par l ENSP (2007), ainsi qu un profil topographique électrique fait par Iris Instrumens sur la zone à étudier. La prospection électrique a été effectuée par Iris Instrumens, permettant de déterminer les interfaces entre les différentes formations ainsi que leur résistivité. Leur interprétation a fourni un modèle 1D du sous-sol constitué de couches planes et parallèles entre elles. Le modèle de résistivité du sous-sol utilisé pour les deux sondages est le suivant: MRS 1 /2 Tomographie électrique d Iris Instruments Couche Résistivité Profondeur Faciès lithologique Formation géologique 1 100 3 Sables et limons Formations alluvionnaires de Loire (Quaternaire) 2 300 9 Sables et graviers Formations alluvionnaires de Loire (Quaternaire) 3 70 20 Molasse Molasse du Gâtinais (Aquitanien inférieur) 4 300 31 Calcaires Calcaire d Etampes (Oligocène inférieur, Rupelien) 5 100 90 Argiles et détritiques Argiles à silex(paléocène)/détritique éocène argileuse et sableux fluviatiles(arkose Breuillet) - Ωm m - - Modèle hydro géophysique du sous-sol Lorsque le modèle de résistivité a été déterminé, le logiciel PHAR LAP S 7.0 a généré une matrice de données qui a servi de base à un autre programme, SAMOVAR 6.2 de Legchenko pour l interprétation hydro géophysique. Le signal a été traité par ce programme en mode par défaut, qui peut être plus ou moins approfondi, on peut ainsi modifier les paramètres d inversion.

12 MRS 1: Dans le premier interprétation, la profundeur correspond à uns 90 m. Les données obtenues pour le sondage à résonance magnétique nucléaire MRS 1 ont été traitées en appliquant la moyenne harmonique de ce même signal afin d en atténuer l amplitude (Running average filter)(cf.http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/b.04.mrs -Bruit%20EM.pdf) Les paramètres d inversion ont été modifiés pour un aquifère ayant très peu nappes piézométriques ou phréatiques (Regularization and number of layers) (Cond A de T2 =100 i T1 = 10 pour 3 couches aquifères) (cf.http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/b.05.mrs- Inversion.pdf). Il a été utilisé comme coefficient de perméabilité (Cpx = 2*10-10 ). Le but de ce sondage a été de calibrer l appareil. Les résultats sont présentés ci-dessous: Amplitude et Fréquence MRS 1 Darvoy (France) Larmor 2024,07 Hz Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Freqüència 2023,43 2023,91 2024,20 2024,01 2024,01 2024,01 2023,81 2023,91 2023,81 2023,91 Hz 0,64 0,16-0,13 0,06 0,06 0,06 0,26 0,16 0,26 0,16 f < 4 Hz Signal 22,83 23,73 38,33 65,17 103,02 118,52 139,97 163,56 179,28 194,67 nv Bruit 11,37 8,23 6,77 6,77 8,23 6,77 6,21 6,77 10,93 10,93 nv S/N 2,01 2,88 5,66 9,63 12,52 17,51 22,55 24,16 16,41 17,82 > 2 EN/IN 1,14 0,82 0,68 0,68 0,82 0,68 0,62 0,68 1,09 1,09 1 Arxive:: RunningT100T10Layers3Cpx2E-10AllPoints.jpg Ce tableau montre que lorsque le traitement du signal a été effectué, la fréquence de toutes les mesures sont très proches de la fréquence de Larmor et que toutes les mesures ont un rapport signal/ bruit suffisant, ainsi donc le rapport EN/IN indique que les résultats obtenus permettent d évaluer de façon quantitative la teneur en eau maximale présente dans l aquifère.

13 La figure suivante présente l interprétation obtenue pour la perméabilité et la teneur en eau en tenant compte de tous les moments d impulsion mesurés pour les sondages MRS 1. Dans ce cas la perméabilité (un des paramètres d inversion) exprimée par Cpx, a été modifiée. Fmts alluvionnaire de La Loire ou Molasse du Gâtinais Niveau aquifère supérieur Calcaire d Etampes Niveau aquifère inférieur Argile à silex Sounding 1 avec Cpx = 2,00 * 10-10 Le résultat du modèle d inversion permet d identifier deux niveaux aquifères, un avec une perméabilité faible (3 m/jour) et de porosité (2,4 %) audessus de 30 m de profondeur et un niveau aquifère principal, avec perméabilité (26 m/jour) et porosité (17 %) haut ; entre 30 et 60 mètres de profondeur. D après les données du forage du puits de Darvoy, le premier niveau aquifère, correspondant très probablement à les formations alluvionnaires de la Loire: sables et limons et sables et graviers. Ces formations correspondent à un aquifère d épaisseur limitée, de forte productivité général et qui suit les variations de niveau de La Loire. Cependant, ce niveau aquifère pourrait être interprété aussi comme la Molasse du Gâtinais, qui fait une partie de la soi-disant Nappe des Calcaires de Beauce et est un aquifère étanche, plus o moins continu et plus o moins épais mais qui aussi peut agir comme un mince écran imperméable au sommet du Calcaire d Etamps, qui sûrement confine l aquifère inférieur. Le niveau aquifère principal correspond à les Calcaires d Etampes qui fait une partie aussi de la Nappe des Calcaires de Beauce correspondent à un aquifère généralment productive. Les résultats du modèle d inversion concordent avec le contact lithologique observé lors du forage du puits (voir Interprétation conjointe), ce contact concerne des Calcaires et un Molasse à une profondeur de 30 mètres. Au-dessus de 30 m de profondeur apparaît une couche qui est interprétée comme Argiles à silex ou détritique éocène, du au fait que il présente une perméabilité (0,7 m/jour) et une porosité (1%) très basse

14 MRS 2: Dans la deuxième interprétation, le profundeur correspond à uns 90 m. Les données obtenues pour le sondage à résonance magnétique nucléaire MRS 2 ont été traitées de la même façon que pour le MRS 1, car la géologie et l hydrogéologie sont supposées identiques. Ces données ont été traitées en appliquant la moyenne harmonique afin d atténuer l amplitude (Running average filter) du signal (cf. http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/b.04.mrs-bruit%20em.pdf). Les paramètres d inversion ont été modifiés pour un aquifère ayant plusieurs nappes piézométriques ou phréatiques (Regularization and number of layers) (Cond A de T2 =10 i T1 = 1 pour 6 couches aquifères) (cf.http://www.igeotest.ad/mrs/pdf/frances/b.05.mrs-inversion.pdf). On a conservé les valeurs de perméabilité (Cpx) proposées par défaut en mode automatique. Le but de ce sondage a été de calibrer l appareil. Les résultats sont présentés ci-dessous: Amplitude et Fréquence MRS 2 Darvoy (France) Larmor 2024,07 Hz Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Freqüència 2024,49 2024,39 2023,72 2024,20 2023,82 2024,20 2023,82 2023,82 2024,01 2024,20 Hz -0,42-0,32 0,35-0,13 0,25-0,13 0,25 0,25 0,06-0,13 f < 4 Hz Signal 8,74 26,50 15,62 25,13 44,53 57,59 72,13 79,61 71,09 100,21 nv Bruit 17,37 29,61 10,82 11,69 22,18 15,62 20,32 16,39 11,69 19,01 nv S/N 0,50 0,89 1,44 2,15 2,01 3,69 3,55 4,86 6,08 5,27 > 2 EN/IN 1,74 2,96 1,08 1,17 2,22 1,56 2,03 1,64 1,17 1,90 1 Arxive: RunningT10T1Layers6AllPoints.jpg Ce tableau montre que lorsque le traitement du signal a été effectué, la fréquence des mesures est presque identique à la fréquence de Larmor, et presque toutes les mesures présentent un rapport signal/bruit ou un rapport EN/IN suffisamment important pour considérer les résultats obtenus de façon quantitative et évaluer de façon quantitative la teneur en eau maximale présente dans l aquifère

15 La figure suivante présente l interprétation obtenue pour la perméabilité et la teneur en eau en tenant compte de tous les moments d impulsion mesurés pour les sondages MRS 2. Dans ce cas, la perméabilité (Cpx), un des paramètres d inversion, n a pas été modifiée et la valeur automatique a été prise en compte. Fm alluvionnaire de La Loire ou Humidité superficielle Niveau aquifère supérieur Molasse du Gâtinais Niveau aquifère intermédiaire Calcaires d Etampes Niveau aquifère inférieur Le résultat du modèle d inversion permet d identifier trois niveaux aquifères, un avec de porosité moderée (4 %) et une perméabilité très basse (1 m/jour) entre 2,5 et 5 mètres de profondeur, qui pourrait simplement être humidité superficielle ou correspondant à les formations alluvionnaires de la Loire: sables et graviers. Entre 2,5 et 15 mètres de profondeur on trouve des couches imperméables ou sans signal quelqu'un d'eau. Le deuxième niveau aquifère a une perméabilité (1 % < n < 50 %) et une porosité (8 %) moderées, ce niveau aquifère pourrait être interprété comme la Molasse du Gâtinais, selon le Modèle de résistivité du sous-sol. Le niveau aquifère principal correspond aussi à les Calcaires d Etampes et aussi on trove ce contact qui concerne des Calcaires et un Molasse à une profondeur de 30 mètres

16 Interprétation conjointe MRS 1 MRS 2 Sables et limons Sables et graviers Molasse du Gâtinais Calcaires d'etampes Argiles à silex, détritique éocène Figure représentant toutes les données disponibles ainsi que l interprétation géologique et hydrogéologique du secteur prospecté. On observe que la formation de Calcaries est très bien identifiée dans les deux essais MRS; tandis que les formations qui sont au-dessus ont été identifiées dans le MRS 2 et non dans le MRS 1, étant ce le plus profond et a avoir par conséquent mineur résolution. Deux aquifères important ont été représentés, le plus superficiel dans la Molasse du Gâtinais et le aquifèr principal profond dans les Calcaires d Etampes. Tous les deux font partie de la Nappe des Calcaires de Beauce qui est alimentée par la Loire entre Chateauneuf sur Loire et Orléans.

17 RESUMÉ ET CONCLUSIONS Ce document présente les résultats correspondants à la prospection hydro géophysique d un terrain étudié dans la commune de Darvoy (La Ferté- Saint-Cyr) dans le département du Loir-et-Cher (Centre), La zone étudiée est située à 27 Km au sud-ouest d Orleans et à 10 Km au nord de la ville de Darvoy (105 m d altitude), dans le lit mineur du Loire (85 m d altitude). L'objectif de l'essai a été de tester l équipe Numis Lite fournie par Iris Instruments détecter pres du Loire, ou sont bien connues éventuels aquifères dans le sous-sol. Cette prospection a pu déterminer de façon quantitative la porosité et la perméabilité des niveaux aquifères. Pour cette travail, l Etude géologique de la nappe de Beauce de Eduterre pour l hydrogéologie du Loiret. Il s'est aussi disposé de le profil lithologique général de la région du Centre effectué par l ENSP (2007), ainsi qu une tomographie électrique faite par Iris Instrumens et information en rélation a le captage de la comune de Darvoy, et exploite un puit de 78 m de profondeur fait en 1947 qui éxploite l aquifère des Calcaires d Etampes avec un débit de 80 m 3 /h. Le 16 janvier 2008 à proximité du lit mineur du Loire on y a effectué deux sondages à résonnance magnétique (MRS 1 et MRS 2). Pour le premier une antenne carré de 60 m a été installée Ne faisant aucune figure d interférence pour optimiser la relation entre le signal et le bruit électromagnétique car l influénce des lignes électriques était négligible. Et le deuxiéme avec une antenne rectangulaire de 30 X 60 m que a été installée pour noter les différences avec la premier antenne Les résultats des modèles d inversion au niveau des deux MRS sont très similaires, on observe la présence de deux niveaux aquifères au-dessus de 15 m de profondeur et un deuxième au-dessous de 30 mètres. D après les données du sous-sol disponibles, le premier niveau aquifère est interprété comme les formations de la Molasse du Gâtinais, qui fait une partie de la soi-disant Nappe des Calcaires de Beauce et est un aquifère étanche, mais qui aussi peut agir comme un mince écran imperméable au sommet du Calcaire d Etamps, qui sûrement confine l aquifère inférieur. Tandis que le second, le niveau aquifère principal correspond à les Calcaires d Etampes qui fait une partie aussi de la Nappe des Calcaires de Beauce correspondent à un aquifère généralment productive. Les deux aquifères ont une porosité moyenne (n < 17%) mais des perméabilités très différentes, k = 1 m/jour pour l aquifère supérieur et k = 50 m/jour pour l aquifère inférieur. On observe que la formation de Calcaries est très bien identifiée dans les deux essais MRS; tandis que les formations qui sont au-dessus ont été identifiées dans le MRS 2 et non dans le MRS 1, étant ce le plus profond et a avoir par conséquent mineur résolution. Deux aquifères important ont été représentés, le plus superficiel dans la Molasse du Gâtinais et le aquifèr principal profond dans les Calcaires d Etampes. Tous les deux font partie de la Nappe des Calcaires de Beauce qui est alimentée par la Loire entre Chateauneuf sur Loire et Orléans Andorre la Vieille, 9 Février 2009 Valentí TURU i MICHELS (Igeotest SL)