SOCIETE TRAITEMENT-RECUPERATION-TRANSFORMATION ZONE INDUSTRIELLE - UNGERSHEIM - 68 190 ENSISHEIM TÉL. : (89) 48.27.80 ETUDE DE LA FAISABILITE D'UNE DECHARGE DE DECHETS INDUSTRIELS DANS LA CARRIERE DE FOUSSEMAGNE (90) 1ÈRE PHASE : ÉTUDE HYDROGÉOLOGIQUE PRELIMINAIRE AGI 094 FRC PAR G. CHALUMEAU BESANCON/ MARS 1984 BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B. P. 6009-45018 ORLÉANS CEDEX - Téléphone (38)63.80.01 - TELEX : BR G M 780258 F Service géologique régional FRANCHE-COMTÉ 12, avenue Fontaine Argent _ 25000 BESANÇON - Téléphone (81) 88.03.11
ETUDE DE LA FAISABILITE D'UNE DECHARGE DE DECHETS INDUSTRIELS DANS LA CARRIERE DE FOUSSEMAGNE (90) 1ÈRE PHASE : ÉTUDE HYDROGÉOLOGIQUE PRÉLIMINAIRE 84 AGI 094 FRC PAR G. CHALUMEAU RÉSUMÉ La Société TRAITEMENT-RECUPERATION-TRANSFORMATION d'ungersheim (68) désirant entreposer des déchets industriels dans un site de classe I, a chargé le Service géologique régional de Franche-Comté du B.R.G.M. de procéder à l'étude de faisabilité du site constitué par la partie abandonnée d'une carrière de marnes de FOUSSEMAGNE (90),.exploitée par les Tuileries STURMS S.A.. La première phase de cette étude concernant l'étude hydrogéologique préliminaire, fait l'objet du présent rapport. L'étude de la documentation existante et l'examen géologique et hydrogêologique des lieux a permis de donner les résultats suivants : - le site est constitué par une excavation de section pseudo-rectangulaire profonde de 20 à 25 m, dont les 8 à 13 m inférieurs correspondent à la marnière proprement dite (marnes de l'oligocène) d'une capacité de l'ordre de 400 000 m3 envisageable pour le stockage des déchets, sous un recouvrement de sable et graviers plus ou moins argileux épais d'environ 8 m et aquifères (aquifère des cailloutis du Sundgau), eux-mêmes surmontés d'environ 4 m de limons argileux, - et se présente dans un environnement hydrogéologique et hydrologique a priori non défavorable à un projet de stockage de déchets, la marnière constituant une dépression fermée, sans possibilité d'écoulement vers l'extérieur :
/. ainsi qu'en témoigne la présence actuelle d'un plan d'eau situé à 3 m au-dessous de la base des cailloutis et dû à l'accumulation au sein de terrains très peu perméables, des eaux météoriques et des sources issues des cailloutis du Sundgau sus-jacents, depuis l'arrêt de l'exhaure des travaux d'extraction des marnes (vers 1978),. parce que : * latéralement d'éventuels petits bancs sableux interstratifiés dans les marnes ne constituent probablement que des niveaux aquifères d'extension limitée, *le fond de la marnière est séparé des aquifères calcaires profonds, par ailleurs non captables économiquement, par une épaisseur de marnes de près de 200 m,. et dans la mesure où les venues d'eau actuelles (eaux météoriques, sources issues des cailloutis du Sundgau) devront être éliminées, ce qui évitera tout risque de communication par débordement avec la nappe des cailloutis du Sundgau : * utilisée par les captages publics, dont le plus proche est celui de la commune de FOUSSEMAGNE situé à 1 km au Sud/Sud-Ouest de la marnière, #et drainée par les cours d'eau proches (canal du Moulin, ruisseaux de St Nicolas et de la Loutre), - la résorption par pompage de l'accumulation d'eau dans la marnière (environ 300 000 m3, compte-tenu d'une superficie de 4 ha et d'une profondeur de 5 à 12 m) en direction du ruisseau de la Loutre situé à moins de 200 mètres à l'est de la marnière, ne paraissant pas rédhibitoire. La reconnaissance détaillée par sondages et tests de perméabilité pour préciser la nature et la perméabilité des terrains constituant la paroi et le fond de l'excavation, peut cependant être amorcée sans résorber cette eau, en se plaçant sur la bordure de l'excavation.
- 1 - gages 2 " 5I CRIPTJ5^==P^==IJII 3 2.1 - SITUATION 3 2.2 - CARACTERISTIQUES 3 2.3 - ACCES 4 2.4 - EQUIPEMENT 4 3 - ÇADRE GEOLOGigyE * 3.1 - STRATIGRAPHIE 4 3.2 - STRUCTURE 5 4 - HYDROGEOLOGIE 5 4.1- NIVEAUX AQUIFERES 5 4.2 - CARACTERISTIQUES DE L'AQUIFERE DES CAILLOUTIS DU SUNDGAU- 6 5 - HYDROGRAPHIE- 6 " L'EXCAVATION 7 6.1- SUR LES EAUX SOUTERRAINES 7 6.1.1 - L^^uifère_des _cai 1 lou^îs du_s_und au 7 6.1.2 - Les petites nappes piégées dans les marnes 7 6.1.3 - Le^ a.iy.if. r. e.^_9.ê.lç..i.e. e - s._eïl.c n.4. s. 7 6.2 - SUR LES EAUX DE SURFACE 8 7 - PROTECTION == DES == CA TAQES COLLECTIVITES 8 8 " 9 - CONCLUSIONS /
- 2 - lè5le DES ANNEXES Annexe_2 - Plan de situation - échelle 1/25 OOOè 12 p.ages Annexe_2 - Plan de l'exploitation '3
- 3 - La Société T.R.T. (TRAITEMENT-RECUPERATION-TRANSFORMATION) de UNGERSHEIM (68) recherchant un site de classe I pour entreposer des déchets industriels, envisage d'utiliser la partie abandonnée de la carrière de marnes de FOUSSEMAGNE (90). Avant de procéder aux démarches administratives en vue d'exploiter ce site, la Société T.R.T. a chargé le Service géologique régional Franche-Comté du B.R.G.M. de procéder à une étude de faisabilité dont la présente étude hydrogéologique préliminaire constitue la première phase. Le but de cette étude est de déterminer, à partir de la documentation existante et d'un examen de terrain, les éventuelles conditions hydrogéologiques contraires a priori à la réalisation d'un projet de stockage de déchets. 2 - DESCRIPTION == Dy == SIT 2.1 - SITUATION (cf. plan de situation en annexe 1) Le site proposé par la société T.R.T. est formé par la partie non exploitée d'une carrière de marnes située à 700 m au Nord-Est du village de FOUSSEMAGNE. 2.2 - CARACTERISTIQUES (cf. plan de l'exploitation en annexe 2) La carrière de FOUSSEMAGNE s'étend sur 10 ha environ ; elle comprend au Sud une exploitation des limons de surface encore en activité et au Nord l'ancienne exploitation de marnes abandonnée depuis 1978, qui fait l'objet de la présente étude. C'est une excavation pseudo-rectangulaire de 7 ha de superficie environ et de 20 à 25 m de profondeur à partir du terrain naturel, les 8 à 13 m inférieurs correspondant à la marnière proprement dite, d'une capacité de l'ordre de 400 000 m3, envisageable pour le stockage des déchets. Le fond de cette excavation est actuellement occupé par un plan d'eau de A ha, et l'épaisseur de la tranche d'eau correspondante, d'après les renseignements recueillis, serait comprise entre 5 et 10 m. La présence de cette eau est due à l'accumulation au sein de terrains très peu perméables des eaux météoriques et des sources issues des cailloutis du Sundgau sus-jacents, depuis l'arrêt de l'exhaure des travaux d'extraction des marnes (vers 1978).
/ - 4-2.3 - ACCES L'accès à la carrière se fait à partir de la route départementale 49 par un chemin d'exploitation qui dessert les parties ouest et sud. Un autre chemin contourne le site à l'est, mais l'accès à la carrière n'est pas aménagé. 2.4 - EQUIPEMENT L'équipement de la carrière est actuellement très sommaire. Il comprend un tracto-pelle pour l'extraction des limons. Les pompes qui servaient à l'exhaure de l'eau dans le fond de l'excavation ont été démontées, mais l'installation électrique comprenant une ligne à moyenne tension et un transformateur sur poteau, a été conservée. 3 - CADRE == GEOLgGigUE Le site se situe sur la partie nord-ouest du Sundgau. 3.1 - STRATIGRAPHIE La coupe de la carrière dans la partie sud-est donne la succession des terrains suivante : profondeur - de 0 à 4 m lithologie - limons argileux jaunes stratigraphie - Plioquaternaire : Loess et Lehm anciens. - de 4 à 12 m - sable et graviers plus ou moins argileux - Plioquaternaire : cailloutis du Sundgau. - de 12 à 25 m - marnes grises dont seulement 3 m sont visibles audessus de l'eau - Oligocène: marnes à Melettes. Dans la partie nord, l'absence d'affleurement n'a pas permis de donner une coupe précise. /
/ - 5 - La coupe du sondage de FOUSSEMAGNE (444.2X.0001) situé à 800 m à l'ouest - Sud-Ouest du site donne la suite des terrains rencontrés : profondeur lithologie stratigraphie - de 0 à 195 m - marnes avec niveaux de - Oligocène : marnes à marnes sableuses Melettes. - de 195 à 350 m - alternance calcaires marnes - Oligocène : système de Bourogne. - de 350 à 673 m - marnes grises schisteuses - système de Bourogne. - de 673 à 688 m - alternance calcaires marnes _ ii u u u u - de 688 à 745 m - marnes grises schisteuses _ u u M u ii - de 745 à 769 m - calcaires, marnes et con- _ u u u u ii glomérats - de 769 à 788 m - marnes et calcaires - Eocène. - de 788 à 870 m - calcaire blanc - Jurassique. 3.2 - STRUCTURE La structure est monoclinale. Les couches sont sensiblement horizontales ; cependant, le toit de la formation marneuse présente des ondulations qui conditionnent l'épaisseur variable des cailloutis du Sundgau sus-jacents. Au droit de la carrière, le toit des marnes présente une légère pente de 2% vers le Sud-Est. 4.1 - NIVEAUX AQUIFERES Les différents niveaux aquifères rencontrés par l'ancienne carrière sont, de haut en bas :
/ - 6 - / - les cailloutis du Sundgau qui constituent le principal aquifère, exploité pour l'alimentation en eau potable publique, - d'éventuels petits bancs sableux interstratifiés dans les marnes. Ces horizons peu épais et d'étendue limitée ne présentent aucun intérêt pour une exploitation éventuelle d'eau souterraine, - les calcaires du système de Bourogne situés trop profondément pour constituer un objectif de captage rentable, - les calcaires du Jurassique très profonds, dont les caractéristiques hydrogéologiques en profondeur ne sont pas connues. 4.2 - CARACTERISTIQUES DE L'AQUIFERE DES CAILLOUTIS DU SUNDGAU II est surtout connu au Sud du canal du Rhône au Rhin où ses réserves en eau très importantes présentent un intérêt régional. Mais au Nord, dans le secteur de FOUSSEMAGNE, il présente moins d'intérêt du fait d'une faible épaisseur de la formation (entre 4 et 8 m) et de son étendue restreinte limitée par les vallées du St Nicolas (à l'ouest) et de la Loutre (à l'est), qui doivent drainer la nappe. L'écoulement de la nappe devrait donc se faire en partie vers le Sud-Ouest et en partie vers le Sud-Est, directions qui devront être précisées par des mesures piêzométriques. < Au droit de la carrière, l'écoulement est perturbé par la présence de l'excavation qui draine la nappe et qui constitue un piège hydraulique. En effet, des venues d'eau ont été observées à la base des cailloutis, notamment dans les parois ouest et sud-est ; le débit de ces venues d'eau n'a pas pu être mesuré. Toutefois, à titre indicatif, il faut signaler, d'après les renseignements fournis par la Société STURM, qu'à l'époque de l'exploitation des marnes, en période pluvieuse, un débit de 40 m3/h était exhauré de l'excavation, ce débit représentant d'une part, les venues d'eau de la nappe du Sundgau et d'autre part, la part des précipitations récupérées sur le site. En surface, la protection des cailloutis du Sundgau est assurée par une couverture de limons argileux peu perméables de 4 à 5 m d'épaisseur. L'aquifère est donc peu vulnérable aux pollutions superficielles. /
* / * ^ / ~ 5 " Du fait de la nature peu perméable des limons en surface ou des marnes du substratum, le réseau hydrographique est dense. Le secteur proche de la carrière est drainé à l'ouest par le ruisseau de St Nicolas, doublé par le canal du Moulin et à l'est par le ruisseau de la Loutre. Ces deux rivières sont affluentes de la Bourbeuse. Leur débit n'est pas connu dans le secteur du site. Sur les plateaux, les petites dépressions sont parfois occupées par des étangs artificiels alimentés par des ruisselets ou des fossés comme ceux situés entre FOUSSEMAGNE et la carrière. 6 ~ ï^ï2issi==2lyïï==2ie2ï==iyisïmit= = Pi == 2i^ïïËï5 INDUSTRIELS DANS I/EXCAVATION 6. 1 - SUR LES EAUX SOUTERRAINES 6.1.1 - L^ac[uifère_des_cailloutis_du_Sundgau Le fond de la marnière est situé approximativement entre 8 m et 15 m sous la base des cailloutis du Sundgau ; il n'y a donc- pas de risque de pollution de cet aquifëre tant que le niveau des déchets n'atteint pas la base de cette formation, d'autant plus que l'écoulement des eaux de cette nappe aux abords de la carrière continuera à se faire en direction de l'excavation, d'où elles devront être exhaurées avant d'atteindre les déchets. En-dehors de la carrière, la nappe est bien protégée contre les pollutions superficielles par une couche épaisse de limons peu perméables. 6.1.2 - Les_getites_na ges i g es_dans_les_marnes Les petits niveaux sableux susceptibles de se trouver dans les marnes constituent des aquifères de peu d'importance susceptibles toutefois d'entraîner une extension de la zone polluée. Leurs positions et leurs épaisseurs feront l'objet d'une reconnaissance ultérieure du site par sondages. 6.1.3 - Les acjuifères lç.5i re.s_grofonds Les aquifères des calcaires du système de Bourogne sont protégés par environ 200 m de marnes peu perméables. Le dépôt de déchets en surface ne peut donc avoir aucune incidence sur la qualité de l'eau de cet aquifère. L'aquifère des calcaires du Jurassique à près de 800 m de profondeur ne peut être concerné par ce projet. /
/ - 8 " / 6.2 - SUR LES EAUX DE SURFACE Du fait de la nature peu perméable des limons en surface, le ruissellement est important. Toute pollution à la surface du sol se retrouve donc très rapidement dans les ruisseaux. En outre, comme ces ruisseaux drainent probablement la nappe du Sundgau, une pollution de celle-ci entraînerait à la longue une pollution des eaux superficielles. Toutefois, dans la mesure où les déchets sont déposés dans une marnière fermée, sans écoulement vers l'extérieur, où les venues d'eau actuelles seront éliminées par exhaure (cf. chapitre 6.1.1), il n'y a pas de risque de pollution de la nappe du Sundgau, et donc des cours d'eau proches (canal du Moulin, ruisseaux de St Nicolas et de la Loutre). Cependant, il faut signaler que le déversement accidentel en cours de transport ou de manipulation des déchets hors de l'excavation serait préjudiciable à la qualité des eaux de surface. 7 - PgOTECTION == DES == CAPTAGES == D^Ay La situation des captages d'alimentation en eau potable des collectivités est donnée sur le plan en annexe 1. Le captage le plus proche est celui de FOUSSE- MAGNE situé à 1 km au Sud/Sud-Ouest de la carrière et qui capte les eaux de la nappe des cailloutis du Sundgau. Comme il n'y a pas de relation hydraulique possible de la marnière vers la nappe captée, dans la mesure où les venues d'eau actuelles seront éliminées, il n'y a pas de risque de pollution du captage de FOUSSEMAGNE par un éventuel dépôt de déchets industriels dans le site désigné. 8 - POyRSyiTE == DES == TRAVAyX == DE == RECgNNAISSANCE La reconnaissance détaillée du site par sondages et tests de perméabilité pour préciser la nature et la perméabilité des terrains constituant la paroi et le fond de la marnière ne pourra être réalisée complètement qu'après la vidange complète de l'excavation et le ressuyage des marnes du fond. Le volume d'eau à exhaurer peut être estimé à environ 300 000 m3, à diriger vers le ruisseau de la Loutre situé à moins de 200 m à l'est de la marnière.
/ Toutefois, avant de procéder à cette opération longue et coûteuse mais non rédhibitoire, il convient d'amorcer cette reconnaissance par des mesures effectuées en bordure de l'excavation. A cet effet, le programme des travaux correspondant à la deuxième phase de la reconnaissance du site, comprendra les opérations suivantes : - réalisation d'un sondage de reconnaissance en carottage continu de 55 m de manière à préciser la nature des terrains au droit des parois de l'excavation (correspondant aux 15 premiers mètres du sondage) et au-dessous du fond de l'excavation (sur 40 m), - réalisation de tests de perméabilité des terrains par des méthodes in situ :. au droit des parois sur un deuxième sondage, de 15 m de profondeur,. au-dessous du fond de l'excavation sur un troisième sondage, de 25 m de profondeur,. à 55 m de profondeur sur le premier sondage. La zone d'implantation de ces trois sondages est donnée sur le plan de l'exploitation en annexe 2. 9 - CONCLUSIONS Dans le cadre de l'étude de faisabilité d'une décharge de déchets industriels dans la carrière de FOUSSEMAGNE (90), une étude hydrogéologique préliminaire a été entreprise. Cette étude a permis de montrer que : - le site est constitué par une excavation de section pseudo-rectangulaire profonde de 20 à 25 m, dont les 8 à 13 m inférieurs correspondent à la marnière proprement dite (marnes de l'oligocène) d'une capacité de l'ordre de 400 000 m3 envisageable pour le stockage des déchets, sous un recouvrement de sable et graviers plus ou moins argileux épais d'environ 8 m et aquifères (aquifère des cailloutis du Sundgau), euxmêmes surmontés d'environ 4 m de limons argileux, /
/ - 10 - et se présente dans un environnement hydrogéologique et hydrologique a priori non défavorable à un projet de stockage de déchets, la marnière constituant une dépression fermée, sans possibilité d'écoulement vers l'extérieur :. ainsi qu'en témoigne la présence actuelle d'un plan d'eau situé à 3 m au-dessous de la base des cailloutis et dû à l'accumulation au sein de terrains très peu perméables, des eaux météoriques et des sources issues des cailloutis du Sundgau sus-jacents, depuis l'arrêt de l'exhaure des travaux d'extraction des marnes (vers 1978),. parce que : * latéralement d'éventuels petits bancs sableux interstratifiés dans les marnes ne constituent probablement que des niveaux aquifères d'extension limitée, * le fond de la marnière est séparé des aquifères calcaires profonds, par ailleurs non captables économiquement, par une épaisseur de marnes de près de 200 m,. et dans la mesure où les venues d'eau actuelles (eaux météoriques, sources issues des cailloutis du Sundgau) devront être éliminées, ce qui évitera tout risque de communication par débordement avec la nappe des cailloutis du Sundgau : * utilisée par les captages publics, dont le plus proche est celui de la commune de FOUSSEMAGNE situé à 1 km au Sud/Sud-Ouest de la marnière, #et drainée par les cours d'eau proches (canal du Moulin, ruisseaux de St Nicolas et de la Loutre), la résorption par pompage de l'accumulation d'eau dans la marnière (environ 300 000 m3, compte-tenu d'une superficie de 4 ha et d'une profondeur de 5 à 12 m) en direction du ruisseau de la Loutre situé à moins de 200 mètres à l'est de la marnière, ne paraissant pas rédhibitoire. / m
/ La reconnaissance détaillée par sondages et tests de perméabilité pour préciser la nature et la perméabilité des terrains constituant la paroi et le fond de l'excavation, peut cependant être amorcée sans résorber cette eau, en se plaçant sur la bordure de l'excavation.
- 12 -. ^exe_j_ = _PLAN DE SITUATION échelle 1/25 OOOè site étudié 'V^éo^r, f^f^vn ( ) captage AEP feuille IGN BELFORT 2 et 3 1?/^: * A..j,..,.. m^f^è W\ Cb rr./..u */Wfi '?CNJI Monueux Château 0 "
Annexe 2 - PLAN DE L'EXPLOITATION -chemin d'exploitation ancienne exploitation de marne (plan d'eau) Affleurement! visible» "*,- limons B "ble et gravier (cailloutia du Sundgau) marne a Melettei exploitstion actuelle de limom limite du plan d'eau ECHELLE zone d'implantation des sondagea de reconnaissance (d'après un document fourni par lea tuileriei STURM)