BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES

74, rue de la Fédération - Paris ISème - Tél. 783 94-00

DIRECTION DU SERVICE GEOLOGIQUE ET DES LABORATOIRES

Bofle postale 818 45-Orléans-La Source Tél. 87-06-60 a 64

LA NAPPE INFRA-MOLASSIQUE

DANS LA RÉGION MIDI - PYRÉNÉES

XVI

PAMIERS

par

Philippe Maget et Jean Roche

Service géologique régional Midi - Pyrénées

54, allées Jean -Jaurès - 31 -Toulouse

Tél. 62-58-79

69 SGL 050 MPY Toulouse, le 1er Janvier 1969

RESUME

L'importance de la nappe infra-molassique

a été mise en évidence ces dernières années. Les dé¬

partements du Gers et du Tarn nous avaient deraandé

d'en entreprendre partielleraent l'étude dans les ré¬

gions où cette nappe était susceptible de les intéres¬

ser. Plus récemment la Mission technique de l'eau

"Adour-Garonne" d'une part et le Ministère de l'in¬

dustrie d'autre part nous ont demandé d'apporter des

précisions supplémentaires sur cette nappe et d'en

étendre l'étude à toute la surface de la région

Midi-Pyrénées qu'elle intéresse.

L'ensemble des moyens ainsi mis à notre dis¬

position a été regroupé ce qui a permis l'établisse¬

ment d'une série de rapports synthétiques portant

chacun sur la surface d'une feuille topographique au

1/100 000.

La présente étude concerne la feuille de

Pamiers et a été réalisée grâce à la participation

financière de la Mission technique de l'eau "Adour-

Garonne" .

La carte en courbes isobathes a été dressée

à l'aide des renseignements fournis par les campagnes

de prospection géophysique et les sondages réalisés

sur cette feuille ou à proximité.

L'écorché géologique au 1/500 000 montre

les formations molassiques reposant sur l'Eocène marin

sur toute l'étendue du bassin de Pamiers.

L'étude par les sondages n'a pas mis en

évidence de nappe infra-molassique, sauf dans l'Aude,

au Sud de la Montagne Noire où les grès d'Issel ren¬

ferment de l'eau douce. Cette nappe est artésienne,

et jaillissante dans la vallée du Fresquel.

TABLE DES MATIERES

Résumé

Table des matières

Table des planches et des annexes

1 - Présentation de l'étude.. . 5

1.1 - But de l'étude.... 5

1.2 - Situation....... ^

1.2.1 - Administrative et régionale..... 5

1.2.2 Cadre géologique "

X o w ^ Jm 6l'riC)ClUXUQXt;ooeo«eo0ee«OOâoeooo«a«eoeo0O

X c O » X "^ ¡J \J im XS " i^ o o o eae eo o e o ecooe e e q ooo

1.3.2 - Relativité des résultats........ ^

2 - Géologie . .

2.1 - Morphologie de la base des formations

continentales . .

2.2 - Faciès

2.3 - Epaisseur. .

oooeooooeeoeaeoooeecoooaoeoeQ

o « o e

oosoeoeoeooooeeeeoeoeeeeoeeeo

ooo eo e o o oo

4 - Conclusions . .

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9

11

12

1 22.4 - Ecorché géologiqueooooo«oeeeoc

o ^ rij'UXijgvîiJXUgXÇeeeeeeooeeaeoooeeosoAoaeoeeeeeoeo

3.1 - Caractéristiques de la nappe.........

3.2 - Surface p iézométrique

3.3 - Caractéristiques physico-chimiques de

X f^dUooaoooe*

14

14

14

15

TABLE DES PLANCHES ET DES ANNEXES

Planches

Annexes

1 - Tableau d'assemblage des feuilles au

l/lOO 000

2 - Isobathes de la base des formations

continentales tertiaires au l/lOO 000 :

feuille de Pamiers

3 - Esquisse de la surface piézométrique au

1/500 000

4 - Figuré lithologique des coupes de son

dages et de l'écorché géologique

5 - Ecorché géologique au 1/500 000

6 - Coupes géologiques des forages :

6.1 - Tréziers 2 1058-6-15*

6o2 - Castelnaudary 1036-3-1

6.3 - Tréziers 1 1058-6-219

7 - Diagrammes d'analyse d'eau

7.1 - Castelnaudary 1036-3-1

1 - Liste des cartes géologiques assurant

la couverture de la feuille

2 - Liste des documents géophysiques utilisés

3 - Liste des rapports de la présente étude

^Numéro d'archivage BRGM

- 5 -

1 - Présentation de l'étude

1.1 - But de l'étude

Dans le cadre d'un programrae d'étude de la

nappe aquifère infra-raolassique, le B.R.G.M. a été

chargé d'établir :

- une carte en courbes isobathes a l'échel¬

le du l/lOO 000 de la base des forraations continen¬

tales tertiaires dans la région Midi-Pyrénées.

- un écorché géologique des terrains sous-

jacents aux forraations détritiques.

1.2 - Si tuation

1.2.1 - Admi_ni^strati^ye_e_t_régional^e

La feuille de Pamiers couvre la partie orien¬

tale du bassin d'Aquitaine, entre la Montagne Noire

et les Pyrénées qui apparaissent respectivement au

Nord-Est et au Sud-Ouest de la feuille.

Une crête qui passe par le seuil de Naurouze

forrae la ligne de partage des eaux entre les deux bas¬

sins atlantique et raédi terranéen du Languedoc.

Les départements qui couvrent cette feuille

sont : la Haute-Garonne au Nord-Ouest, l'Ariège au

Sud-Ouest, et à l'Est l'Aude qui est situé hors de la

région Midi-Pyrénées.

Au point de vue régional, le Lauragais

s'étend à peu près sur la Haute-Garonne. La vallée de

l'Ariège sépare, au milieu de la carte, le Terrefort

ariégeois, en rive gauche, du Razès. Au Sud, le

Plantaurel correspond a la chaîne des Petites Pyrénées,

- 6 -

Les cartes géologiques au 1/80 000 intéres¬

sant le domaine de la feuille sont celles de Pamiers

et de Carcassonne.

1.2.2 - Çadre_géoJ.og^que

Les formations molassiques dessinent une

série d'auréoles, les couches se relevant doucement

vers le Nord et vers l'Est. Les dépots les plus ré¬

cents, situés à l'Ouest, sont formés par les molas¬

ses marno-sableuses de l'Aquitanien et du Stampien.

¥ers l'Est, en descendant dans la série, elles de¬

viennent gréseuses et conglomératiques (Bartonlen).

L'assise Indienne, formée de calcaire et

de poudingue, dessine une cuesta en forme d'arc, très

bien marquée dans la topographie, qui passe par le

seuil de Naurouze, Fanjeaux, Hounoux, Monthaut. Vers

le Nord, elle contourne la Montagne Noire et se

poursuit jusqu'à la vallée du Tarn.

Les forraations détritiques s'appuient au

Nord contre le raassif primaire de la Montagne Noire

dont elles sont séparées par une mince couche d'Eo¬

cène marin. Au Sud, elles reposent sur les terrains

du Paléocène très épais, plissés, qui forment les

Petites Pyrénées. La série est continue au Sud-Est ;

mais au Sud-Ouest, dans la région de Pamiers, les

molasses stampiennes reposent subhorizontaleraent , en

discordance, sur les poudingues du Lutétien concor¬

dants avec les séries plissées de l'Eocène marin.

- 7 -

1.3 - Méthodologie

1.3.1 - Données

La carte en isobathes de la base des forma¬

tions continentales tertiaires a été établie à l'aide

de documents géophysiques : gravimétrie, prospection

électrique et, principalement, sisraique réflexion.

Les horizons définis par cette dernière méthode ont

été calés avec les forages situés sur la feuille ou

à proximité.

La liste de ces documents et les coupes des

forages situés sur la feuille sont données en annexe ;

les profils sismiques et les sondages électriques sont

portés sur la carte en isobathes.

1.3.2 - Rela ti^vi^^é_des résultats

Les incertitudes sur les isobathes sont de

deux sortes :

- de documentation :

La précision des mesures et la forrae des

structures dépendent de la densité des profils sis¬

miques et des forages, ainsi que de la netteté des

mi roirs .

- d'interprétation :

Elle est due au choix de l'horizon et des

courbes de vitesse.

Seule la deuxième cause d'erreur peut être

estimée ; elle sera donnée en valeur relative (en %) .

Mais on ne doit pas oublier que l'incertitude de

documentation est toujours présente et doit s'ajouter

a 1 ' autre .

- 8 -

Le maillage des profils couvrant la feuille

de Pamiersest assez lâche et se rapporte à des cam¬

pagnes relativement anciennes. Les forages permettant

les calages sont situés à la périphérie de la feuille

et les horizons sont fréquemment interrompus par des

accidents affectant la base des formations. De ce

fait l'incertitude non chiffrable est importante. De

nouvelles données pourraient modifier notablement les

profondeurs trouvées et mêrae la forme des structures.

De fortes variations latérales de vitesse ont

été misesen évidence dans les forraations continentales.

Le risque d'erreur estimable croît donc très vite avec

la profondeur. Ainsi, a la cote - 2 000 m, l'incerti¬

tude due à la vitesse atteint en certains endroits

20 fo.

- 9 -

2 - Géologie

2.1- Morphologie de la base des formations conti¬

nentales tertiaires

Cette feuille couvre une partie de l'unité

structurale dite "bassin de Pamiers", située au Sud

du seuil allant de Muret a la Montagne Noire. Ce bas¬

sin se présente grossièrement comme un plan descendant

doucement du Nord jusqu'à un sillon parallèle à la

chaîne des Pyrénées, et se redressant brutaleraent près

de celle-ci contre un grand accident au front des

Petites Pyrénées.

Des accidents interrorapent ce plan, provo¬

quant une série de déc rocheraents de la base des for¬

mations continentales tertiaires ; de ce fait, la dé¬

termination des horizons est iraprécise, et plus parti¬

culièrement au Nord de Mirepoix.

A Mazères, les courbes dessinent une flexure

selon les études géophysiques, il existerait une fail¬

le de direction varisque ; mais les docuraents de sis¬

mique utilisés ne permettent pas la confirmation de

cet accident. Tout au plus la gravimétrie montre-

t-elle des isogammes orientées dans cette direction.

Sur le bord ouest de la feuille paraît un

méplat ; il se prolonge sur la feuille de St. Gaudens

où se trouve le forage de Lézat (1034-8-7)^ qui permet

ici une bonne détermination des isobathes.

Le sillon qui longe les Petites Pyrénées se

redresse légèrement vers le Nord-Est. Sa profondeur,

de - 2 400 m en cote absolue, est déterminée avec

une incertitude iraportante supérieure à 10 ^ et qui

^Numéro d'archivage BRGM

- 10 -

croît vers l'Est. Ce risque d'erreur est en grande

partie dû aux congloraérats dans lesquels la vitesse

des ondes sismiques est très supérieure à celle en¬

registrée dans les marnes. L'importance de ces pou¬

dingues n'est pas connue dans le bassin de Pamiers ;

l'estimation faite à l'aide des données éparses,

est peut être inexacte.

Au Sud du sillon, parallèlement à la chaîne

des Petites Pyrénées, une faible ondulation a été

mise en évidence, causée probablement par une cassure

au niveau des couches rigides sous-jacentes.

Un anticlinal part du bord sud du bassin

et se dirige vers le Nord-Est. Sa forrae s'explique

difficilement par la sismique, mais cette tendance

à un alignement N-S correspond aux indications four¬

nies par la gravimétrie.

Près de Mirepoix se dessine un sillon de

direc tion N-S , profond et étroit, causé probablement

par une faille ; cet accident qui n'est croisé par

aucun profil est très bien marqué par une anoraalie

graviraé trique .

L'accident frontal des Petites Pyrénées

limite au Sud le bassin de Pamiers ; le fond du

bassin molassique se relève brusquement contre ce

front, raais le rejet reste supérieur à 1 000 m.

Parallèle à la chaîne, il se suit, sous les dépôts

molassiques qui le débordent vers le Sud, jusqu'à

Varilhes, et se perd plus à l'Est.

- 11 -

Un autre accident relaye le preraier avec

une direction sensibleraent différente, et limite au

Nord la structure anticlinale de Tréziers dont il

n'apparaît que la terminaison périclinale.

Les dépôts molassiques débordent au Sud

de l'accident frontal des Petites Pyrénées ; ils

remplissent une petite cuvette de direction NW-SE

entre le haut-fond de Tréziers et la limite d'af¬

fleurement, qui s'ouvre au-dessus du bassin de

Pamiers .

2.2 - Faciès

Le faciès de la base des formations conti¬

nentales est connu par les affleurements sur la

Montagne Noire et sur les Petites Pyrénées, et par

quelques forages qui sont malheureusement situés

près des affleurements. Le faciès reste donc indéter¬

miné au milieu de la feuille.

Au Nord, considérés comme faisant partie

des formations continentales, les graviers d'Issel

sont, en fait, inclus dans le Nummulitique marin ;

mais ils présentent un faciès côtier grossièrement dé¬

tritique. Ces graviers contiennent quelques interca¬

lations marneuses. Ils n'existeraient que dans la

partie occidentale de la Montagne Noire et passent

latéralement à des argiles à graviers et à des pou¬

dingues. L'étendue de cette formation n'est pas dé¬

terminée à l'Ouest, mais peut être assez réduite,

La forraation a été traversée par les deux forages

de Castelnaudary (1036-3-1) et de Mas-Saintes-Puel les

(1036-1-202),

- 12 -

Au Sud, on rencontre l'équivalent de cette

forraation au forage de Tréziers 1 (1058-6-219), mais

aucune donnée ne perraet d'étendre ce faciès au centre

du bassin. Ce sont des grès poreux, glauconieux ; le

faciès serable déjà différent au forage voisin de

Tréziers 2 (1058-6-15) où il est très argileux, ainsi

que le long de 1 ' af f leureraent contre les Petites

Pyrénées ; il se peut que ce faciès gréseux soit très

localisé ,

Aucun forage ne se situe au centre du bas¬

sin. Mais celui de Lézat (1034-8-7), très proche,

montre les formations molassiques, composées de mar¬

nes plus ou moins sableuses, assez uniformes jusqu'à

la base. Il n'y a là aucun niveau détritique gros¬

sier.

2.3 - Epaisseur

Les deux forages situés au Sud de la Monta¬

gne Noire ont traversé 30 et 35 m de formation dé¬

tritique grossière, mais sans en atteindre la base.

Aux affleurements, ces dépôts paraissent avoir 40 à

50 m de puissance.

Au Sud, le forage de Tréziers 1 (1058-6-

219) n'a traversé qu'une partie des grès poreux, et

cette formation ne se retrouve pas à la liraite d'af-

fleureraent sud,

2.4 - Ecorché géologique

Sur le bord septentrional de la feuille,

au Nord de Castelnaudary, les formations molassiques

reposent sur les terrains paléozoïques de la Monta¬

gne Noire, qui sont constitués de gneiss.

- 13 -

Plus à l'Est, le substratum est formé par

les dépots marins éocènes qui s'étendent dans tout le

bassin d^ Pamiers jusqu'aux affleurements contre les

Petites Pyrénées. Ces terrains, datés du Lutétien,

sont formés de marnes grises un peu sableuses, présen¬

tant déjà un caractère littoral.

- 14 -

3 - Hydrogéologie

3.1 - Caractéristiques de la nappe

La seule formation reconnue sur la feuille

de Pamiers qui présente des caractéristiques favo¬

rables est celle des grès et graviers d'Issel, Mais

cette formation aquifère n'a été reconnue que dans

le départeraent de l'Aude et il est probable que son

extension vers l'Ouest soit très restreinte.

La région de Tréziers présente localement

des terrains formés de grès poreux ; mais aucune ca¬

ractéristique n'a été déterminée.

3.2 - Surface piézométrique

Les deux forages situés dans l'Aude raontrent

un abaissement de la surface vers le Sud, ce qui in¬

dique une mise en charge à partir des affleurements

de la Montagne Noire,

L'abaissement de la nappe vers le Nord,

à partir des Pyrénées, est mis en évidence sur la feuil¬

le de Saint-Gaudens, et doit se prolonger sur la feuil¬

le de Pamiers. Mais l'absence de forages ne permet pas

de tracer la courbe + 200 m,

A Castelnaudary dans la vallée du Fresquel,

la nappe est artésienne jaillissante.

3.3 - Caractéristiques physico-chimiques de

1 ' eau

Une analyse d'eau a été effectuée sur l'eau

de la nappe des grès d'Issel au forage de Castel¬

naudary (voir diagramme en annexe), elle indique une

potabilité moyenne.

- 15 -

4 - Conclusions

La base des formations molassiques est

constituée, sur la feuille de Pamiers, par des marnes

plus ou moins sableuses, qui ne sont pas favorables

à l'existence d'une nappe. On note cependant près de

la Montagne Noire des grès et graviers renfermant

de l'eau douce ; l'extension de ce réservoir n'est

pas déterminée, mais ne peut être importante. Sa

surface piézométrique montre une mise en charge à

partir du massif primaire ; la nappe est artésienne

jaillissante dans la vallée du Fresquel.

Au Sud, des grès poreux ont été rencontrés

en un point raais font place en affleureraent à des

dépôts assez argileux.

Cette étude constitue une mise au point des

connaissances actuelles ; elle est susceptible d'être

complétée ou modifiée à la suite des travaux futurs.

Philippe Maget

Licencié es sciences

Géologue stagiaire au Service géologique

régional Midi-Pyrénées

Jean Roche

Ingénieur E.N.S.G.

Licencié es sciences

Géologue au Service géologique

régional Midi-Pyrénées

PI.1

BASE DES fofíriarrons com inenrA LES TEÜTÍUÍQES DE LA fíEoion nioi - pyREt¡££s

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69 SÛL 50 MPy

Annexe I

Liste des cartes géologiques

Cartes au l/ôO 000 : Pamiers 242

Carcassonne 243

Annexe III

Liste des rapports de la présente étude

LA NAPPE INFRA-MOLASSIQUE

DANS LA REGION MIDI-PYRENEES

I Moissac par Helmut Kiihn et 69 SGL 35 MPY

Jean Roche

II Cahors par Helmut Kühn et 69 SGL 36 MPY

Jean Roche

III Mont-de-Marsan par Jean Roche et 69 SGL 37 MPY

André Vandenberghe

IV Condom par Jean Roche et 69 SGL 38 MPY

André Vandenberghe

V Montauban par Helmut Kühn et 69 SGL 39 MPY

Jean Roche

VI Albi par Helmut Kühn et 69 SGL 40 MPY

Jean Roche

VII Carmaux par Helmut Kühn et 69 SGL 41 MPY

Jean Roche

VIII Aire-sur-L'Adour par Jean Roche et 69 SGL 42 MPY

André Vandenberghe

IX Auch par Jean Roche et 69 SGL 43 MPY

André Vandenberghe

X Toulouse-Muret par Helmut Kühn, 69 SGL 44 MPY

Philippe Maget,

Jean Roche et

André Vandenberghe

XI Toulouse-Lavaur par Helmut Kühn, 69 SGL 45 MPY

Philippe Maget,

Jean Roche et

André Vandenberghe

XII Castres

XIII Pau

XIV Tarbes

XV Saint-Gaudens

XVI Pamiers

XVII Foix

par Helmut Kühn et

Jean Roche

par Philippe Maget et

Jean Roche

par Philippe Maget et

Jean Roche

par Philippe Maget et

Jean Roche

par Philippe Maget et

Jean Roche

par Philippe Maget et

Jean Roche

69 SGL 46 MPY

69 SGL 47 MPY

69 SGL 48 MPY

69 SGL 49 MPY

69 SGL 50 MPY

69 SGL 51 MPY

Annexe II

Documents géophysiques utilisés

Gravimétrie

- Gravimétrie Aquitaine

1945-48 (CGG - SNPA)

Magnétisme

- Etude aéromagnétique du permis de Foix,

Lauragais, Saint-Gaudens, Aude et

Lézignan-Corbières

1964 (CGG - CEP, RAP, SNPA)

Tellurique

- Rapport sur une prospection tellurique

dans la région de Tréziers

1953 (CGG - SPG)

- Rapport sur une prospection tellurique

dans la région de Lavaur

1953 (CGG - SPG)

Electrique

- Prospection électrique dans le bassin

d 'Aqui taine

1941-42 (CGG - RAP, SNPA)

- Trainés dissymétriques et sondages élec¬

triques Nord-Aquitaine

1945 (CGG - SNPA)

- Prospection électrique nord du périmètre

SNPA

1946 (CGG - SNPA)

Sismique

- Rapport sur les études sismiques de

l'anomalie tellurique de Lézat et l'ano¬

malie électrique de Lagardelle

1946 (CGG - SNPA)

- Rapport sur une campagne de reconnaissance

de Montesquieu-Volvestre, Muret, Ville-

f ranche-de-Lauragais , Lavelanet

1951-53 (CGG - SPG)

PS, PR, PC, PK, PA, PD, PH, PE, PG , PJ ,

PL, PM, PN

- Rapport sur une étude sismique de détail

dans la région de Lézat

1954 (CGG - RAP)

PV, PW, PZ

- Rapport sur une étude sismique de recon¬

naissance dans les régions de Plaigne,

Monthaut, Castelnaudary, Revel, Saint-Paul-

Cap-de-Joux

1955-56 (CGG - SPG)

PL : 102, 104