BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES<i.QiE-

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01

TAXE PARAFISCALE SUR LES GRAWULATS

UETHOVOLOGÍE VE LA PROSPECT! OW

VU GISEMEWr ALLUVIAL ALSACIEN

RECHERCHE P'IWTERCALATÎOWS ARGILEUSES

29 MAI J979

/B. R.G.M

--S§R4&ê4BIBHOTHéGUg

M. VAESSLE F. MUWCK

Service géologique régional ALSACE

204, route de Schirnneck, 67200 Strasbourg - Tél. : (88) 30.12.62

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES<i.QiE-

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01

TAXE PARAFISCALE SUR LES GRAWULATS

UETHOVOLOGÍE VE LA PROSPECT! OW

VU GISEMEWr ALLUVIAL ALSACIEN

RECHERCHE P'IWTERCALATÎOWS ARGILEUSES

29 MAI J979

/B. R.G.M

--S§R4&ê4BIBHOTHéGUg

M. VAESSLE F. MUWCK

Service géologique régional ALSACE

204, route de Schirnneck, 67200 Strasbourg - Tél. : (88) 30.12.62

SOMMAIRE

1 . INTRODUCTION

2. CADRE GEOLOGIQUE ET CHOIX DES SITES

2.1 Aperçu géologique

2.2 Choix des sites expérimentaux (Fig 1)

3. METHODES MISES EN OEUVRE

3 . 1 Forages

3.2 Géophysique cians les forages (diagraphies)

3.3 Méthodes géophysiques

4. TRAVAUX EFFECTUES

4.1 Forages

4.2 Diagraphies gamma-ray (ou R.A.N. = Radio-Activité Naturelle)

4.3 Sondages électriques ;

5. DISCUSSION DES RESULTATS

5.1 Le forage destructif rapide

5.2 La diagraphie gamma-ray

5.3 Les sondages électriques

5.4 Test de sismique réflexion

6. INTERET METHODOLOGIQUE DE L'ETUDE

6.1 Extension d'une graviëre

6.2 Projet d'ouverture d'une nouvelle graviëre

7. CONCLUSIONS

SOMMAIRE

1 . INTRODUCTION

2. CADRE GEOLOGIQUE ET CHOIX DES SITES

2.1 Aperçu géologique

2.2 Choix des sites expérimentaux (Fig 1)

3. METHODES MISES EN OEUVRE

3 . 1 Forages

3.2 Géophysique cians les forages (diagraphies)

3.3 Méthodes géophysiques

4. TRAVAUX EFFECTUES

4.1 Forages

4.2 Diagraphies gamma-ray (ou R.A.N. = Radio-Activité Naturelle)

4.3 Sondages électriques ;

5. DISCUSSION DES RESULTATS

5.1 Le forage destructif rapide

5.2 La diagraphie gamma-ray

5.3 Les sondages électriques

5.4 Test de sismique réflexion

6. INTERET METHODOLOGIQUE DE L'ETUDE

6.1 Extension d'une graviëre

6.2 Projet d'ouverture d'une nouvelle graviëre

7. CONCLUSIONS

- 1 -

1. ÍUTROVUCTlOhl

Le Comité de Gestion de la Taxe Parafîs-cale sur les- granuláis a confié

au BRGM - Service Géqlogîque Régional Alsace une étude destinée à mettre au point

une méthodologie de la prospection du gisement alluvionnaire de la plaine d'Alsa

ce.

Ce gisement, dont les réserves sont de l'ordre de 100 milliards de

m3, est exploité à raison de quelques dizaines de millions de m3/an essentielle¬

ment dans sa partie supérieure. L'exploitation des sables et graviers en profon¬

deur est souhaitable pour éviter la dégradation excessive du sol et de la nappe,

mais elle est fréquemment limitée par la présence d' intercalations conglomérati-

ques dans le Sud et argileuses dans le Nord. Ces intercalations peuvent présen¬

ter des extensions importantes et des épaisseurs de plusieurs mètres et sont

alors susceptibles de compromettre le défruitement du gisement en profondeur.

La mise en évidence de ces intercalations présente de ce fait un

intérêt primordial pour l'exploitant, à condition que les coûts des méthodes de

détection restent compatibles avec la valeur marchande des matériaux extraits.

Les méthodes d'exploration classiques, géophysique et forage, susceptibles de

reconnaître la présence de ces intercalations, méritaient d'être mises en oeuvre

sur un certain nombre de sites typiques en vue de tester leur fiabilité.

Le présent rapport rend compte des travaux effectués et des résultats

obtenus sur les sites du Nord de l'Alsace présentant des intercalations argileu¬

ses dans les sables et graviers.

Les travaux ont été réalisés en associant les moyens disponibles :

- au Service Géologique Régional Alsace du BRGM (documentation géolo¬

gique, sondages électriques, interprétation des résultats)

- et au Laboratoire Régional de Strasbourg du CETE de l'Est (foragesmécaniques et diagraphies) .

./.

- 1 -

1. ÍUTROVUCTlOhl

Le Comité de Gestion de la Taxe Parafîs-cale sur les- granuláis a confié

au BRGM - Service Géqlogîque Régional Alsace une étude destinée à mettre au point

une méthodologie de la prospection du gisement alluvionnaire de la plaine d'Alsa

ce.

Ce gisement, dont les réserves sont de l'ordre de 100 milliards de

m3, est exploité à raison de quelques dizaines de millions de m3/an essentielle¬

ment dans sa partie supérieure. L'exploitation des sables et graviers en profon¬

deur est souhaitable pour éviter la dégradation excessive du sol et de la nappe,

mais elle est fréquemment limitée par la présence d' intercalations conglomérati-

ques dans le Sud et argileuses dans le Nord. Ces intercalations peuvent présen¬

ter des extensions importantes et des épaisseurs de plusieurs mètres et sont

alors susceptibles de compromettre le défruitement du gisement en profondeur.

La mise en évidence de ces intercalations présente de ce fait un

intérêt primordial pour l'exploitant, à condition que les coûts des méthodes de

détection restent compatibles avec la valeur marchande des matériaux extraits.

Les méthodes d'exploration classiques, géophysique et forage, susceptibles de

reconnaître la présence de ces intercalations, méritaient d'être mises en oeuvre

sur un certain nombre de sites typiques en vue de tester leur fiabilité.

Le présent rapport rend compte des travaux effectués et des résultats

obtenus sur les sites du Nord de l'Alsace présentant des intercalations argileu¬

ses dans les sables et graviers.

Les travaux ont été réalisés en associant les moyens disponibles :

- au Service Géologique Régional Alsace du BRGM (documentation géolo¬

gique, sondages électriques, interprétation des résultats)

- et au Laboratoire Régional de Strasbourg du CETE de l'Est (foragesmécaniques et diagraphies) .

./.

- 2 -

REMARQUE

Des études méthodologiques de sismique réflexion continue, technique

utilisée en prosection marine, ont été réalisées en 1975 (Rapport BRGM 75 CPH 59

GEOPHYSIQUE DE L'ENVIRONNEMENT) - La sismique réflexion continue et les matériaux

dragables en graviêres) .

Les cançagnes menées dans différentes graviêres en Alsace ont montré

qu'il était possible de reconnaître les matériaux dragables, de mettre en éviden¬

ce dans ces matériaux, des lentilles d'argiles ou de marne et de déterminer

leur épaisseur et leur extension.

Mais le matériel mis en oeuvre n'est utilisable que sur plan d'eau

et l'investigation est limitée à l'emprise de la graviëre en eau.

- 2 -

REMARQUE

Des études méthodologiques de sismique réflexion continue, technique

utilisée en prosection marine, ont été réalisées en 1975 (Rapport BRGM 75 CPH 59

GEOPHYSIQUE DE L'ENVIRONNEMENT) - La sismique réflexion continue et les matériaux

dragables en graviêres) .

Les cançagnes menées dans différentes graviêres en Alsace ont montré

qu'il était possible de reconnaître les matériaux dragables, de mettre en éviden¬

ce dans ces matériaux, des lentilles d'argiles ou de marne et de déterminer

leur épaisseur et leur extension.

Mais le matériel mis en oeuvre n'est utilisable que sur plan d'eau

et l'investigation est limitée à l'emprise de la graviëre en eau.

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Flan de situation des

zones d1étude dans le Bas-Rhin

km

- 3 -

2. CAPRE GEOLOGIQUE ET CHOIX VES SITES

2 . J AgeAça_2|o£og^'jue.

Les alluvions plio-quaternaires rhénanes de la plaine d'Alsace pré¬

sentent une relative homogénéité lithologîque pour une formation d'origine flu-

viatile.

Mais dans le détail, liée aux successions de périodes glaciaires et

interglaciaîres , avec des phases d'érosion ainsi que des modifications des

lits des cours d'eau, la sédimentation fluvîatile est complexe.

Elle a particulièrement entraîné des dépôts d'argiles et de limons

qui sont à présent interstratifiés et d'étendues lenticulaires- au sein des allu¬

vions "propres" sablo-graveleuses.

De plus dans un domaine marginal en bordure d'un domaine axial typique¬

ment rhénan, des alluvions d'origine vosgienne sont, soit interstratifiées,

soit mêlées aux alluvions rhénanes d'origine alpine.

Les intercalations argileuses sont nombreuses en Basse Alsace dans des

graviêres en exploitation et dans des sondages : elles gênent l'extraction en

profondeur .

2.2 C^2Í5¿_^24_4-¿íe4_exg|^.¿weKí^aux. (FÂlg 1]

Les sites expérimentaux ont été choisis- en fonction :

- des données- disponibles et notamment de l'importance des lentilles

argileuses connues, en extension, en épaisseur et de leur position en profondeur,

en vue de tester la fiabiliter des méthodes dans diverses conditions susceptibles

d'être rencontrées dans les exploitations.

- des possibilités d'accès et de mise en oeuvre

- de l'intérêt économique des exploitations et des extensions envisa¬

gées .

- 3 -

2. CAPRE GEOLOGIQUE ET CHOIX VES SITES

2 . J AgeAça_2|o£og^'jue.

Les alluvions plio-quaternaires rhénanes de la plaine d'Alsace pré¬

sentent une relative homogénéité lithologîque pour une formation d'origine flu-

viatile.

Mais dans le détail, liée aux successions de périodes glaciaires et

interglaciaîres , avec des phases d'érosion ainsi que des modifications des

lits des cours d'eau, la sédimentation fluvîatile est complexe.

Elle a particulièrement entraîné des dépôts d'argiles et de limons

qui sont à présent interstratifiés et d'étendues lenticulaires- au sein des allu¬

vions "propres" sablo-graveleuses.

De plus dans un domaine marginal en bordure d'un domaine axial typique¬

ment rhénan, des alluvions d'origine vosgienne sont, soit interstratifiées,

soit mêlées aux alluvions rhénanes d'origine alpine.

Les intercalations argileuses sont nombreuses en Basse Alsace dans des

graviêres en exploitation et dans des sondages : elles gênent l'extraction en

profondeur .

2.2 C^2Í5¿_^24_4-¿íe4_exg|^.¿weKí^aux. (FÂlg 1]

Les sites expérimentaux ont été choisis- en fonction :

- des données- disponibles et notamment de l'importance des lentilles

argileuses connues, en extension, en épaisseur et de leur position en profondeur,

en vue de tester la fiabiliter des méthodes dans diverses conditions susceptibles

d'être rencontrées dans les exploitations.

- des possibilités d'accès et de mise en oeuvre

- de l'intérêt économique des exploitations et des extensions envisa¬

gées .

- 4 -

La graviëre de Weyersheim, exploitée par la Société Weiler, est

située à 2 km environ au Sud-Est de Weyersheim (voir plan de situation à

1/25.000, annexe 1 ) . Un niveaux argileux de 2-3 m d'épaisseur et situé vers 20 m

de profondeur est connu sur toute l'étendue de la graviëre en eau ; la nappe

est entre 1 et 2 m de profondeur sous le niveau du sol.

La graviëre de Bischwiller, exploitée par l'Entreprise Socarest, est

située à 2 km au Sud de Bischwiller (voir plan de situation à J/25.000, annexe

2). Des lentilles argileuses discontinues et d'épaisseur variable sont connues

dans l'exploitation en eau et ont été recoupées à partir de 10 m de profondeur

par des forages mécaniques de reconnaissance, la nappe est entre 1 et 2 m de

profondeur .

La graviëre de Seltz, exploitée par la Société Epple, est située à

1 km environ à l'Est de Seltz en bordure du Rhin (voir plan de situation à

1/25.000, annexe 3). Des intercalations argileuses d'épaisseur variable de 1

à 4 m ont été rencontrées dans l'exploitation et recoupées par forages mécaniques

de reconnaissance à partir de 10 m de profondeur.

3. A4ETH0PES MISES EN OEUVRE '

Deux types de méthodes sont susceptibles- de localiser les intercala¬

tions argileuses- dans les alluvions- :

- la méthode directe par forage,

- la méthode indirecte par géophysique.

3.1 Fo^^^g^

Les nombreux forages, AEP, piézomètres, forages de reconnaissance

minière et pétrolière qui ont traversé les alluvions de la plaine rhénane,

n'apportent pas- tous des renseignements précis sur la nature des matériaux

traversés. Selon la technique de forage utilisée, rotary, trépan, carottage,

battage, vibration, marteau fond de trou, tarière, avec ou sans tubage, avec

ou sans boue, les échantillons rémontés à la surface représentent plus ou moins

fidèlement et complètement la coupe géologique. /

- 4 -

La graviëre de Weyersheim, exploitée par la Société Weiler, est

située à 2 km environ au Sud-Est de Weyersheim (voir plan de situation à

1/25.000, annexe 1 ) . Un niveaux argileux de 2-3 m d'épaisseur et situé vers 20 m

de profondeur est connu sur toute l'étendue de la graviëre en eau ; la nappe

est entre 1 et 2 m de profondeur sous le niveau du sol.

La graviëre de Bischwiller, exploitée par l'Entreprise Socarest, est

située à 2 km au Sud de Bischwiller (voir plan de situation à J/25.000, annexe

2). Des lentilles argileuses discontinues et d'épaisseur variable sont connues

dans l'exploitation en eau et ont été recoupées à partir de 10 m de profondeur

par des forages mécaniques de reconnaissance, la nappe est entre 1 et 2 m de

profondeur .

La graviëre de Seltz, exploitée par la Société Epple, est située à

1 km environ à l'Est de Seltz en bordure du Rhin (voir plan de situation à

1/25.000, annexe 3). Des intercalations argileuses d'épaisseur variable de 1

à 4 m ont été rencontrées dans l'exploitation et recoupées par forages mécaniques

de reconnaissance à partir de 10 m de profondeur.

3. A4ETH0PES MISES EN OEUVRE '

Deux types de méthodes sont susceptibles- de localiser les intercala¬

tions argileuses- dans les alluvions- :

- la méthode directe par forage,

- la méthode indirecte par géophysique.

3.1 Fo^^^g^

Les nombreux forages, AEP, piézomètres, forages de reconnaissance

minière et pétrolière qui ont traversé les alluvions de la plaine rhénane,

n'apportent pas- tous des renseignements précis sur la nature des matériaux

traversés. Selon la technique de forage utilisée, rotary, trépan, carottage,

battage, vibration, marteau fond de trou, tarière, avec ou sans tubage, avec

ou sans boue, les échantillons rémontés à la surface représentent plus ou moins

fidèlement et complètement la coupe géologique. /

- 5 -

Les éléments fins, sables et argile non compacte sont particulièrement

susceptibles d'être mélangés et lessivés au cours de la remontée dans la colonne

d'eau ou de boue en mouvement.

La technique du battage en gros diamètre avec tubage téléscopique et

soupapage donne les meilleurs résultats mais pour un coût relativement élevé,

compatible avec un forage AEP par exemple.

Une technique de forage plus simple a été utilisée pour le repérage

des passées argileuses suffisamment compactes et épaisses pour gêner l'exploita¬

tion des graviers. Il s'agit d'un système sondeuse ATLAS COPCO type BVD 23

disponible au CETE, fonctionnant soit en tarière, soit en taillant avec remontée

des débris par air lift, avec tubage à l'avancement.

3.2 Géog^í/4^5ae_daii4_£e4_¡Jo^a3e4_jd¿a3/^ag^eA)

En vue de compléter la coupe lithologique et notamment pour la locali¬

sation des passées argilseuses, des diagraphies de la radioactivité naturelle

étaient prévues (la pose d'un tubage indispensable pour assurer la tenue des

alluvions meubles interdit toute autre diagraphie) .

Les sables sont généralement caractérisés par une radioactivité

naturelle 2 à 3 fois plus faible que celle des argiles. Dans un forage destruc¬

tif la diagraphie de la radîoactî-vité permet de préciser la puissance des passées

argileuses et de différencier les sables- argileux des sables lessivés au propres.

3.3 l!^^h.qd&^_Qé.q]^hi^¿Zquzs

Parmi l'arsenal des- méthodes géophysîques seules les méthodes électri¬

ques et sismiques sont susceptibles de mesurer une variation significative des

paramètres, résistivité ou élasticité, due à la présence d 'intercalations argi¬

leuses dans un milieu alluvial composé de sables, graviers et galets siliceux

gorgés d'eau.

./.

- 5 -

Les éléments fins, sables et argile non compacte sont particulièrement

susceptibles d'être mélangés et lessivés au cours de la remontée dans la colonne

d'eau ou de boue en mouvement.

La technique du battage en gros diamètre avec tubage téléscopique et

soupapage donne les meilleurs résultats mais pour un coût relativement élevé,

compatible avec un forage AEP par exemple.

Une technique de forage plus simple a été utilisée pour le repérage

des passées argileuses suffisamment compactes et épaisses pour gêner l'exploita¬

tion des graviers. Il s'agit d'un système sondeuse ATLAS COPCO type BVD 23

disponible au CETE, fonctionnant soit en tarière, soit en taillant avec remontée

des débris par air lift, avec tubage à l'avancement.

3.2 Géog^í/4^5ae_daii4_£e4_¡Jo^a3e4_jd¿a3/^ag^eA)

En vue de compléter la coupe lithologique et notamment pour la locali¬

sation des passées argilseuses, des diagraphies de la radioactivité naturelle

étaient prévues (la pose d'un tubage indispensable pour assurer la tenue des

alluvions meubles interdit toute autre diagraphie) .

Les sables sont généralement caractérisés par une radioactivité

naturelle 2 à 3 fois plus faible que celle des argiles. Dans un forage destruc¬

tif la diagraphie de la radîoactî-vité permet de préciser la puissance des passées

argileuses et de différencier les sables- argileux des sables lessivés au propres.

3.3 l!^^h.qd&^_Qé.q]^hi^¿Zquzs

Parmi l'arsenal des- méthodes géophysîques seules les méthodes électri¬

ques et sismiques sont susceptibles de mesurer une variation significative des

paramètres, résistivité ou élasticité, due à la présence d 'intercalations argi¬

leuses dans un milieu alluvial composé de sables, graviers et galets siliceux

gorgés d'eau.

./.

- 6 -

Par rapport à ce 'milieu meuble, l'argile contacte présente un contras¬

te de résistivité et d'élasticité. Mais les méthodes électriques et sismiques

classiques sont intégrantes, c'est-à-dire que le signal enregistré est la

somme des signaux unitaires dans un volume croissant à partir de la surface du

sol, en fonction de la profondeur d'investigation. De plus, l'influence des

signaux unitaires diminue avec la distance.

c'est pourquoi la plupart des méthodes d'interprétation sont basées

à la fois sur le contraste et sur le rapport X/h, où X désigne les dimensions

et la géométrie de la cible recherchée et h la profondeur. L'influence d'une

intercalation argileuse sera donc fonction du contraste, de l'épaissseur de

1' intercalation, de sa profondeur et de sont extension horizontale. C'est pour¬

quoi les sites d'expérimentations ont été choisis de façon à représenter un

certain nombre de cas de figure différents et spécifiques du gisement alsacien.

La méthode du sondage électrique a été finalement seule retenue à cause d'un

contraste électrique plus élevé que le contraste élastique et pour sa plus

grande légèreté de mise. en oeuvre.

Si le contraste de résistivité peut être estimé à partir de données

antérieures, il n'en demeure pas moins qu'une interprétation géophysique est

plus précise si elle s'appuie sur un étalonnage local. Une coupe géologique

d'un forage permet de déterminer les propriétés géophysiques vraies des forma¬

tions en présence, de calculer les signaux théoriques et de les comparer aux

résultats expérimentaux.

Les nombreuses prospections géophysiques électriques effectuées dans

la plaine rhénane ont permis d'établir l'échelle des résistivités suivante :

/- Sol superficiel, terre arable 20 â 50 ñm

- Sables et graviers secs 200 à 10,000 ihn

- Sables et graviers mouillés 50 à 500 ùm

- Argile 20 à 100 ihn

Si les contraste sont relativement élevés entre ces diverses formations

le signal mesuré en surface dépend de la puissance relative de la formation par

rapport à la profondeur.

./.

- 6 -

Par rapport à ce 'milieu meuble, l'argile contacte présente un contras¬

te de résistivité et d'élasticité. Mais les méthodes électriques et sismiques

classiques sont intégrantes, c'est-à-dire que le signal enregistré est la

somme des signaux unitaires dans un volume croissant à partir de la surface du

sol, en fonction de la profondeur d'investigation. De plus, l'influence des

signaux unitaires diminue avec la distance.

c'est pourquoi la plupart des méthodes d'interprétation sont basées

à la fois sur le contraste et sur le rapport X/h, où X désigne les dimensions

et la géométrie de la cible recherchée et h la profondeur. L'influence d'une

intercalation argileuse sera donc fonction du contraste, de l'épaissseur de

1' intercalation, de sa profondeur et de sont extension horizontale. C'est pour¬

quoi les sites d'expérimentations ont été choisis de façon à représenter un

certain nombre de cas de figure différents et spécifiques du gisement alsacien.

La méthode du sondage électrique a été finalement seule retenue à cause d'un

contraste électrique plus élevé que le contraste élastique et pour sa plus

grande légèreté de mise. en oeuvre.

Si le contraste de résistivité peut être estimé à partir de données

antérieures, il n'en demeure pas moins qu'une interprétation géophysique est

plus précise si elle s'appuie sur un étalonnage local. Une coupe géologique

d'un forage permet de déterminer les propriétés géophysiques vraies des forma¬

tions en présence, de calculer les signaux théoriques et de les comparer aux

résultats expérimentaux.

Les nombreuses prospections géophysiques électriques effectuées dans

la plaine rhénane ont permis d'établir l'échelle des résistivités suivante :

/- Sol superficiel, terre arable 20 â 50 ñm

- Sables et graviers secs 200 à 10,000 ihn

- Sables et graviers mouillés 50 à 500 ùm

- Argile 20 à 100 ihn

Si les contraste sont relativement élevés entre ces diverses formations

le signal mesuré en surface dépend de la puissance relative de la formation par

rapport à la profondeur.

./.

- 7 -

L'amplitude du signal, ou l'allure du diagramme électrique, au-dessus

d'une intercalation argileuse de résistivité-contraste fixe et d'épaisseur

variable est illustré par l 'abaque ci-dessous (Fîg. 2). Le cas théorique calculé

suppose une intercalation tabulaire d'extension infinie, dans le cas de lentilles

d'extension limitée, l'influence diminue.

Afin de préciser d'une part l'interprétation des sondages électriques

expérimentaux et d'illustrer d'autre part les limites de cette interprétation,

des courbes théoriques ont été calculées pour les trois sites en tenant compte :

- de la nature et des épaîssseurs des matériaux alluviaux d'après les

coupes des forages anciens et nouveaux situés à proximité des sonda¬

ges électriques,

- des résistivités connues ou -mesurées- des formations de couverture,

des alluvions mouillées et du substratum,

- de diverses- hypothèses sur la résistivité et l'épaisseur des argiles

Cy compris l'épaisseur vraie traversée par forage).

Les diagrammes calculés pour chacun des sites et dans les différentes

hypothèses sont reportés, avec les diagrammes expérimentaux correspondants,

en. annexe 5-1 .

./.

- 7 -

L'amplitude du signal, ou l'allure du diagramme électrique, au-dessus

d'une intercalation argileuse de résistivité-contraste fixe et d'épaisseur

variable est illustré par l 'abaque ci-dessous (Fîg. 2). Le cas théorique calculé

suppose une intercalation tabulaire d'extension infinie, dans le cas de lentilles

d'extension limitée, l'influence diminue.

Afin de préciser d'une part l'interprétation des sondages électriques

expérimentaux et d'illustrer d'autre part les limites de cette interprétation,

des courbes théoriques ont été calculées pour les trois sites en tenant compte :

- de la nature et des épaîssseurs des matériaux alluviaux d'après les

coupes des forages anciens et nouveaux situés à proximité des sonda¬

ges électriques,

- des résistivités connues ou -mesurées- des formations de couverture,

des alluvions mouillées et du substratum,

- de diverses- hypothèses sur la résistivité et l'épaisseur des argiles

Cy compris l'épaisseur vraie traversée par forage).

Les diagrammes calculés pour chacun des sites et dans les différentes

hypothèses sont reportés, avec les diagrammes expérimentaux correspondants,

en. annexe 5-1 .

./.

Fig. 2

AB/2

H -16

* 3._i_0.i

ORÇLLANA-MOONEYklaster curves for ve.sCurvas patron para sev.

E,= i;^=i;E, = n

On constate que la courbe |0,l| , qui correspond à une intercalationdix fois plus conductrice que l'environnement mais dix fois moins

épaisse que la couverture, est à la limite des possibilitésd'interprétation.

Fig. 2

AB/2

H -16

* 3._i_0.i

ORÇLLANA-MOONEYklaster curves for ve.sCurvas patron para sev.

E,= i;^=i;E, = n

On constate que la courbe |0,l| , qui correspond à une intercalationdix fois plus conductrice que l'environnement mais dix fois moins

épaisse que la couverture, est à la limite des possibilitésd'interprétation.

- 8 -

4. TRAVAUX EFFECTUES

Les études méthodologiques ont été conduites avec le souci de rassem¬

bler sur une même suite, un maximum de données (y compris les données existantes)

en vue d'utiliser au mieux la complémentarité des méthodes.

Site

Weyersheim

Bischwiller

Seltz

Foragesexistants

-

3

9

Foragesnouveaux

2

-

-

Diagraphiesgamma-ray

2

2

-

Sondagesélectriques

8

3

3

Essai sismiqueréflexion

1

-

-

Les annexes 1, 2 et 3 montrent à 1/25.000, les plans de situation

des trois zones d'études, avec les limites des exploitations, l'emplacement

des forages existants et nouveaux ainsi que les implantations des sondages

électriques.

4.1 FoA-age^

4.1.1 Deux forages nouveaux ont été exécutés par le CETE de l'Est,

pour reconnaître la nature des alluvions dans la zone d'extension possible

de la graviëre WEILER à l'Ouest de l'exploitation actuelle. La technique mise

en oeuvre est celle du taillant, avec remontée des échantillons par air-lift

et pose d'un tube de soutènement en PVC, afin d'éviter l'éboulement du trou.

Ces deux forages ont été équipés en piézomêtre (annexe 1).

- Pz 1 (n** national 234-4-145) profondeur totale 37,2 m, crépine

de 4 à 16 m.

- Pz 2 (n" national 234-4-146) profondeur totale 30,0 m, crépine

de 6 à 18 m.

./.

- 8 -

4. TRAVAUX EFFECTUES

Les études méthodologiques ont été conduites avec le souci de rassem¬

bler sur une même suite, un maximum de données (y compris les données existantes)

en vue d'utiliser au mieux la complémentarité des méthodes.

Site

Weyersheim

Bischwiller

Seltz

Foragesexistants

-

3

9

Foragesnouveaux

2

-

-

Diagraphiesgamma-ray

2

2

-

Sondagesélectriques

8

3

3

Essai sismiqueréflexion

1

-

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Les annexes 1, 2 et 3 montrent à 1/25.000, les plans de situation

des trois zones d'études, avec les limites des exploitations, l'emplacement

des forages existants et nouveaux ainsi que les implantations des sondages

électriques.

4.1 FoA-age^

4.1.1 Deux forages nouveaux ont été exécutés par le CETE de l'Est,

pour reconnaître la nature des alluvions dans la zone d'extension possible

de la graviëre WEILER à l'Ouest de l'exploitation actuelle. La technique mise

en oeuvre est celle du taillant, avec remontée des échantillons par air-lift

et pose d'un tube de soutènement en PVC, afin d'éviter l'éboulement du trou.

Ces deux forages ont été équipés en piézomêtre (annexe 1).

- Pz 1 (n** national 234-4-145) profondeur totale 37,2 m, crépine

de 4 à 16 m.

- Pz 2 (n" national 234-4-146) profondeur totale 30,0 m, crépine

de 6 à 18 m.

./.

- 9 -

4.1.2 Sur le site de la graviëre SOCAREST de Bischwiller, deux

anciens forages de reconnaissance en bordure Sud et Ouest de l'exploitation

actuelle sont tubes et équipés en piézomêtre (annexe 2).

- Pz 6 (n* national 234-4-41) profondeur totale 12,50 m.

- Pz 9 (n° national 234-4-44) profondeur totale 33,00 m.

4.1.3 L'extension de la graviëre EPPLE de Seltz avait été reconnue

par forages. Mais aucun de ces forages n'a été équipé et la plupart sont dans

l'emprise de l'exploitation actuelle ; cependant les coupes géologiques suc¬

cinctes ont été conservées et on connaît la position des intecalations argileu¬

ses .

4.2 VZagn.rQhÂ.zi _Qamma.-fia.q [ou. R.A.N. f_Rcíd^o-Ací¿\;^e_Na^u^e££e.)

La diagraphie d'un sondage consiste à enregistrer point par point

ou d'une manière continue en fonction de la profondeur, un paramètre du terrain

traversé.

Dans le cas présent l'appareillage utilisé (scintillomètre) permet

la mesure de la radioactivité naturelle globale émise par les terrains et

notamment des émissions- de rayons gamma.

D'un point de vue qualitatif, cette méthode permet de positionner

précisément les niveaux à radioactivité relative élevée, donc les passées

argileuses. Les diagraphies ainsi effectuées sur les sondages étalons, à

Weyersheim Pzl et Pz2 à Bischwiller Pz6 et Pz9 .mettent en évidence une bonne

correlation entre le log lithologîque et l'enregistrement gamma-ray (voir

fig. 3 et annexes 4-1, 4-2, 4-3 , et 4-4).

Les niveaux argileux se traduisent en diagraphie par des émissions

de rayons plus importantes que les sables et graviers. Dans le sondage Pzl ,

le niveau de sable limoneux sous-jacent à la lentille argileuse se traduit

également sur l'enregistrement par une augmentation de la radioactivité, sans

toutefois atteindre la même amplitude que les argiles.

./.

- 9 -

4.1.2 Sur le site de la graviëre SOCAREST de Bischwiller, deux

anciens forages de reconnaissance en bordure Sud et Ouest de l'exploitation

actuelle sont tubes et équipés en piézomêtre (annexe 2).

- Pz 6 (n* national 234-4-41) profondeur totale 12,50 m.

- Pz 9 (n° national 234-4-44) profondeur totale 33,00 m.

4.1.3 L'extension de la graviëre EPPLE de Seltz avait été reconnue

par forages. Mais aucun de ces forages n'a été équipé et la plupart sont dans

l'emprise de l'exploitation actuelle ; cependant les coupes géologiques suc¬

cinctes ont été conservées et on connaît la position des intecalations argileu¬

ses .

4.2 VZagn.rQhÂ.zi _Qamma.-fia.q [ou. R.A.N. f_Rcíd^o-Ací¿\;^e_Na^u^e££e.)

La diagraphie d'un sondage consiste à enregistrer point par point

ou d'une manière continue en fonction de la profondeur, un paramètre du terrain

traversé.

Dans le cas présent l'appareillage utilisé (scintillomètre) permet

la mesure de la radioactivité naturelle globale émise par les terrains et

notamment des émissions- de rayons gamma.

D'un point de vue qualitatif, cette méthode permet de positionner

précisément les niveaux à radioactivité relative élevée, donc les passées

argileuses. Les diagraphies ainsi effectuées sur les sondages étalons, à

Weyersheim Pzl et Pz2 à Bischwiller Pz6 et Pz9 .mettent en évidence une bonne

correlation entre le log lithologîque et l'enregistrement gamma-ray (voir

fig. 3 et annexes 4-1, 4-2, 4-3 , et 4-4).

Les niveaux argileux se traduisent en diagraphie par des émissions

de rayons plus importantes que les sables et graviers. Dans le sondage Pzl ,

le niveau de sable limoneux sous-jacent à la lentille argileuse se traduit

également sur l'enregistrement par une augmentation de la radioactivité, sans

toutefois atteindre la même amplitude que les argiles.

./.

COUPE GEOLOGIQUE DES FORAGES ET DIAGRAPHIE DE LA RADIOACTIVITE NATURELLE

PzZGrái/icrc \f/t!t£R

Ri/ Pz SGra^ière. ^scj'f"-*''

P^ ^. . .Grât/ière yfiiscn*-'!-^

DlAGÎli\PHlK GAM.>ÎA-R.\Y DHS SONDAGÎT.S

COUPE GEOLOGIQUE DES FORAGES ET DIAGRAPHIE DE LA RADIOACTIVITE NATURELLE

PzZGrái/icrc \f/t!t£R

Ri/ Pz SGra^ière. ^scj'f"-*''

P^ ^. . .Grât/ière yfiiscn*-'!-^

DlAGÎli\PHlK GAM.>ÎA-R.\Y DHS SONDAGÎT.S

-lo

ll faut souligner la complémentarité de ces deux techniques ;

forage destructif rapide avec une sondeuse légère, au moins jusqu'à 50 m

de profondeur, et diagraphie gamma-ray pour la localisation précise des

passées argileuses.

4.3 SqndaQ&6_itzc^ùu.qu.zs

Les sondages électriques, dont le principe de la méthode est joint

en annexe, ont été réalisés à proximité des forages mécaniques afin : d'une

part, de pouvoir étalonner la méthode à partir de coupes géologiques connues

et d'autre part, d'évaluer les possibilités et les limites de la méthode dans

la mise en évidence des passées argileuses.

D'une manière générale, les diagrammes électriques mesurés, c'est

à dire les courbes qui montrent la variation de la résistivité apparente à par¬

tir de la surface et en fonction de la profondeur d'investigation croissante,

obtenue par l'écartement progressif des électrodes d'envoi de courant, tradui¬

sent généralement la succession suivante illustrée par SEl Bischwiller Fig. 4.

- un conducteur superficiel

. épaisseur 2 m résistivité 50 üm'

- des alluvions résistantes

. épaisseur 30 m résistivité 150 ihn

- un substratum conducteur

. profondeur 30 m résistivité <20 ñm

Les intercalations argileuses ne se traduisent pas sur les diagrammes

électriques par une inflexion significative de la courbe comme la courbe théo¬

rique Fig. 2 pouvait le laisser espérer et cela pour plusieurs raisons examinées

ci-àprès.

./.

-lo

ll faut souligner la complémentarité de ces deux techniques ;

forage destructif rapide avec une sondeuse légère, au moins jusqu'à 50 m

de profondeur, et diagraphie gamma-ray pour la localisation précise des

passées argileuses.

4.3 SqndaQ&6_itzc^ùu.qu.zs

Les sondages électriques, dont le principe de la méthode est joint

en annexe, ont été réalisés à proximité des forages mécaniques afin : d'une

part, de pouvoir étalonner la méthode à partir de coupes géologiques connues

et d'autre part, d'évaluer les possibilités et les limites de la méthode dans

la mise en évidence des passées argileuses.

D'une manière générale, les diagrammes électriques mesurés, c'est

à dire les courbes qui montrent la variation de la résistivité apparente à par¬

tir de la surface et en fonction de la profondeur d'investigation croissante,

obtenue par l'écartement progressif des électrodes d'envoi de courant, tradui¬

sent généralement la succession suivante illustrée par SEl Bischwiller Fig. 4.

- un conducteur superficiel

. épaisseur 2 m résistivité 50 üm'

- des alluvions résistantes

. épaisseur 30 m résistivité 150 ihn

- un substratum conducteur

. profondeur 30 m résistivité <20 ñm

Les intercalations argileuses ne se traduisent pas sur les diagrammes

électriques par une inflexion significative de la courbe comme la courbe théo¬

rique Fig. 2 pouvait le laisser espérer et cela pour plusieurs raisons examinées

ci-àprès.

./.

Exemple de diagramme électrique

BISCHWILLER SE 1

Fig. 4

\o* -jl^^[^^f}U[u^4f|f^^t(u-4-^-^f lHH+l-l-fff4f^ s |*|]UH[||tH[[{tMtM4-[M'

9 10-

N* 269

Exemple de diagramme électrique

BISCHWILLER SE 1

Fig. 4

\o* -jl^^[^^f}U[u^4f|f^^t(u-4-^-^f lHH+l-l-fff4f^ s |*|]UH[||tH[[{tMtM4-[M'

9 10-

N* 269

- 11 -

5. PISCUSSIOW VES RESULTATS

Les données recueillies sur le terrain :

- échantillons remontés par le forage,

- enregistrement de diagraphies gamma-ray,

" mesures électriques et tracés des diagrammes proviennent de

techniques d'observations fondamentalement différentes :

5.1 - le forage destructif rapide, constitue une investigation ponctuelle

et les échantillons remontés sont généralement appauvris en éléments

fins et argileux, sauf si l'argile est massive. Cette technique

constitue dependant le moyen de reconnaissance le plus fiable mais

également le plus cher.

5.2 - la diagraphie gamma-ray suppose l'exîstance d'un trou libre, c'est

à dire tube dans les matériaux meubles ; sa mise en oeuvre est faci¬

le, rapide (on peut enregistrer à la vitesse de 1 à 2 m par minute,

c'est à dire qu'une opération complète sur un forage de 50 m dure

en moyenne moins de 2 heures) . L'enregistrement de la radioactivité

naturelle est interprétable à vue et permet de situer exactement

toutes les passées argileuses traversées ; il donne en plus une

bonne estimation du pourcentage d'argile mélangé aux alluvions.

Quelques corrections sont nécessaires dans le cas de forages en gros

diamètre.

5.3 - les sondages électriques en surface sont d'une exécution facile -

et rapide pour des profondeurs d'investigation de l'ordre de 100 '

mètres ; une opération complète sur le terrain, mesures, calcul et

tracé de la courbe, dure en moyenne moins de deux heures. Cependant

contrairement aux deux techniques précédentes qui donnent des

informations "linéaires" et "directes", le sondage électrique donne

des informations "intégrées" qu'il est nécessaire d'interpréter en

vue de préciser l'existence et l'importance d'une couche qui n'est

pas "directement" visible sur le diagramme.

./.

- 11 -

5. PISCUSSIOW VES RESULTATS

Les données recueillies sur le terrain :

- échantillons remontés par le forage,

- enregistrement de diagraphies gamma-ray,

" mesures électriques et tracés des diagrammes proviennent de

techniques d'observations fondamentalement différentes :

5.1 - le forage destructif rapide, constitue une investigation ponctuelle

et les échantillons remontés sont généralement appauvris en éléments

fins et argileux, sauf si l'argile est massive. Cette technique

constitue dependant le moyen de reconnaissance le plus fiable mais

également le plus cher.

5.2 - la diagraphie gamma-ray suppose l'exîstance d'un trou libre, c'est

à dire tube dans les matériaux meubles ; sa mise en oeuvre est faci¬

le, rapide (on peut enregistrer à la vitesse de 1 à 2 m par minute,

c'est à dire qu'une opération complète sur un forage de 50 m dure

en moyenne moins de 2 heures) . L'enregistrement de la radioactivité

naturelle est interprétable à vue et permet de situer exactement

toutes les passées argileuses traversées ; il donne en plus une

bonne estimation du pourcentage d'argile mélangé aux alluvions.

Quelques corrections sont nécessaires dans le cas de forages en gros

diamètre.

5.3 - les sondages électriques en surface sont d'une exécution facile -

et rapide pour des profondeurs d'investigation de l'ordre de 100 '

mètres ; une opération complète sur le terrain, mesures, calcul et

tracé de la courbe, dure en moyenne moins de deux heures. Cependant

contrairement aux deux techniques précédentes qui donnent des

informations "linéaires" et "directes", le sondage électrique donne

des informations "intégrées" qu'il est nécessaire d'interpréter en

vue de préciser l'existence et l'importance d'une couche qui n'est

pas "directement" visible sur le diagramme.

./.

- 12 -

Le coût de l'interprétation est variable selon les moyens exigés

pour résoudre le problème :

comparaison des diagrammes expérimentaux avec les courbes théoriques

précalculées pour un certain nombre de cas types,

calcul de courbes théoriques spécifiques du cas étudié, tenant

compte des épaisseurs et des résistivités connues ou probables.

C'est à cette deuxième technique qu'il a fallu recourrir dans le cas

des intercalations argileuses étudiées et dont l'influence n'est pas "directement

visib;le sur les diagrammes expérimentaux :

- soit que les passées argileuses peu épaisses sont situées dans la

moitié supérieure des alluvions et dans ce cas leur influence se traduit par

une diminution de la pente ascendante de la courbe,

- soit que les passées argileuses sont situées dans la moitié infé¬

rieure des alluvions et dans ce cas leur influence conductrice s'ajoute à celle

du substratum conducteur.

Dans les deux cas d'ailleurs, l'influence des intercalations argileusesest également fonction de leur résistivité qui n'a pu être déterminée directement

sur le terrain.

Nous avons, donc fait calculer par le Département géophysique et sur

l'ordinateur du BRGM un certain nombre de courbes théoriques correspondants :

- pour les épaisseurs, à celles recoupées par les forages sur les

divers sites étudiés,

- pour les résistivités, à celles déterminées par sondages électriques

pour le recouvrement, les sables et graviers et pour le substratum,

et en prenant pour l'argile les résistivités les plus probables.

./.

- 12 -

Le coût de l'interprétation est variable selon les moyens exigés

pour résoudre le problème :

comparaison des diagrammes expérimentaux avec les courbes théoriques

précalculées pour un certain nombre de cas types,

calcul de courbes théoriques spécifiques du cas étudié, tenant

compte des épaisseurs et des résistivités connues ou probables.

C'est à cette deuxième technique qu'il a fallu recourrir dans le cas

des intercalations argileuses étudiées et dont l'influence n'est pas "directement

visib;le sur les diagrammes expérimentaux :

- soit que les passées argileuses peu épaisses sont situées dans la

moitié supérieure des alluvions et dans ce cas leur influence se traduit par

une diminution de la pente ascendante de la courbe,

- soit que les passées argileuses sont situées dans la moitié infé¬

rieure des alluvions et dans ce cas leur influence conductrice s'ajoute à celle

du substratum conducteur.

Dans les deux cas d'ailleurs, l'influence des intercalations argileusesest également fonction de leur résistivité qui n'a pu être déterminée directement

sur le terrain.

Nous avons, donc fait calculer par le Département géophysique et sur

l'ordinateur du BRGM un certain nombre de courbes théoriques correspondants :

- pour les épaisseurs, à celles recoupées par les forages sur les

divers sites étudiés,

- pour les résistivités, à celles déterminées par sondages électriques

pour le recouvrement, les sables et graviers et pour le substratum,

et en prenant pour l'argile les résistivités les plus probables.

./.

- 13 -

Les courbes calculées sont données en annexe 5-1 à 5-6 avec chaque

fois le diagramme expérimental et la coupe géologique du forage.

Remarque : la coupe géologique est représentée en échelle logarithmique et

donne de ce fait une image de la diminution de l'influence d'une

couche intercalaire avec l'augmentation de la profondeur, ce qui est

réellement déterminant pour un changement d'allure du diagramme

électrique. Par ailleurs les coupes géologiques ont été prolongées

au-delà de la fin du forage pour illustrer la suite des hypothèses

de calcul (qui sont résumées dans les tableaux en tête de l'annexe 5)

Les 30 courbes théoriques calculées montrent, malgré les nombreuses

hypothèses et réajustements sur les épaisseurs et les résistivités des diverses

formations, des déformations peu significatives pour les épaisseurs des passées

argileuses telles qu'elles existent réellement sur les sites étudiés.

Cettes, par rapport aux courbes B calculées dans l'hypothèse d 'alluvioncomposées de sables et graviers sans intercalations argileuses, la plupart

des diagrammes électriques mesurés montrent une déformation notable, mais qu'il

n'est pas possible d'interpréter en termes de profondeur ou d'épaisseur avec

une précision suffisante pour aider l'exploitant.

Les courbes E et F calculées dans l'hypothèse d'épaisseurs 2 à 4

fois supérieures à la réalité (Jó à 24 mètres d'argile) montrent des déformations

significatives et interprétables-, mais aucun sondage électrique mesuré sur les

sites d'études ne fournit un diagramme comparable.

CoMc|u¿^on_¿íM._-£eó"_¿ondage4~ Q-ldcpiAlquQA

La prospection par sondages 'électriques sur les sites étudiés ne permet

par d'inûerpréter quantitativement la présence de passées argileuses au sein6 T) 3. X S S ô 11 T"

des alluvions rhénanes, lorsque le rapport ' -^ ; est inférieur à 0,4 malgré^ '^'^ profondeur

un contraste de résistivité de 5 à 10.

Dans ces conditions, d'autres dispositifs de prospection électrique

tels que profils de résistivité et mise à la masse, intialement prévus, n'avaient

aucune chance de mettre en évidence des intercalations argileuses de l'importance

et à la profondeur où elles sont connues sur les trois sites étudiés. ,

- 13 -

Les courbes calculées sont données en annexe 5-1 à 5-6 avec chaque

fois le diagramme expérimental et la coupe géologique du forage.

Remarque : la coupe géologique est représentée en échelle logarithmique et

donne de ce fait une image de la diminution de l'influence d'une

couche intercalaire avec l'augmentation de la profondeur, ce qui est

réellement déterminant pour un changement d'allure du diagramme

électrique. Par ailleurs les coupes géologiques ont été prolongées

au-delà de la fin du forage pour illustrer la suite des hypothèses

de calcul (qui sont résumées dans les tableaux en tête de l'annexe 5)

Les 30 courbes théoriques calculées montrent, malgré les nombreuses

hypothèses et réajustements sur les épaisseurs et les résistivités des diverses

formations, des déformations peu significatives pour les épaisseurs des passées

argileuses telles qu'elles existent réellement sur les sites étudiés.

Cettes, par rapport aux courbes B calculées dans l'hypothèse d 'alluvioncomposées de sables et graviers sans intercalations argileuses, la plupart

des diagrammes électriques mesurés montrent une déformation notable, mais qu'il

n'est pas possible d'interpréter en termes de profondeur ou d'épaisseur avec

une précision suffisante pour aider l'exploitant.

Les courbes E et F calculées dans l'hypothèse d'épaisseurs 2 à 4

fois supérieures à la réalité (Jó à 24 mètres d'argile) montrent des déformations

significatives et interprétables-, mais aucun sondage électrique mesuré sur les

sites d'études ne fournit un diagramme comparable.

CoMc|u¿^on_¿íM._-£eó"_¿ondage4~ Q-ldcpiAlquQA

La prospection par sondages 'électriques sur les sites étudiés ne permet

par d'inûerpréter quantitativement la présence de passées argileuses au sein6 T) 3. X S S ô 11 T"

des alluvions rhénanes, lorsque le rapport ' -^ ; est inférieur à 0,4 malgré^ '^'^ profondeur

un contraste de résistivité de 5 à 10.

Dans ces conditions, d'autres dispositifs de prospection électrique

tels que profils de résistivité et mise à la masse, intialement prévus, n'avaient

aucune chance de mettre en évidence des intercalations argileuses de l'importance

et à la profondeur où elles sont connues sur les trois sites étudiés. ,

- 14

Les diagrammes électriques calculés montrent que des profils de

résistivité, mesurés avec un dispositif de longueur AB appropriée, ne révêle¬

raient une anomalie conductrice significative que pour des épaissseurs d'argile

au moins deux fois plus importantes que celles qui sont connues par forage.

Une mise à la masse, technique utilisée pour la détection de l'exten¬

sion de corps conducteurs, tels que des amas sulfurés ou des chenaux d'eau salée

de résistivité voisine de 1 iîm, n'a aucune chance de détecter les intercalations

argileuses dans les conditions de gisement connues.

Les mesures de résistivité et de mise à la masse seraient davantage

influencées par les variations d'épaisseur et de résistivité des terrains de

couverture que par la présence de l'argile en profondeur. Leur mise en oeuvre

ne se justifiait donc pas. Il a paru préférable de le démontrer par le calcul,

^'^ Z'^'^Aîz-'kiA^î^'i^'izV^^nËi^

La sismique réflexion à faible profondeur, a été récemment développée

pour la détection de cavités souterraines. Un équipement était disponible au

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et il a pour intéressant de faire

un essai sur le site de Weyersheim.

Malheureusement et comme pour les autres méthodes sismiques, le maté¬

riau alluvionnaire est très filtrant et le niveau du signal n'était pas suffisant

pour permettre une interprétation.

./.

- 14

Les diagrammes électriques calculés montrent que des profils de

résistivité, mesurés avec un dispositif de longueur AB appropriée, ne révêle¬

raient une anomalie conductrice significative que pour des épaissseurs d'argile

au moins deux fois plus importantes que celles qui sont connues par forage.

Une mise à la masse, technique utilisée pour la détection de l'exten¬

sion de corps conducteurs, tels que des amas sulfurés ou des chenaux d'eau salée

de résistivité voisine de 1 iîm, n'a aucune chance de détecter les intercalations

argileuses dans les conditions de gisement connues.

Les mesures de résistivité et de mise à la masse seraient davantage

influencées par les variations d'épaisseur et de résistivité des terrains de

couverture que par la présence de l'argile en profondeur. Leur mise en oeuvre

ne se justifiait donc pas. Il a paru préférable de le démontrer par le calcul,

^'^ Z'^'^Aîz-'kiA^î^'i^'izV^^nËi^

La sismique réflexion à faible profondeur, a été récemment développée

pour la détection de cavités souterraines. Un équipement était disponible au

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et il a pour intéressant de faire

un essai sur le site de Weyersheim.

Malheureusement et comme pour les autres méthodes sismiques, le maté¬

riau alluvionnaire est très filtrant et le niveau du signal n'était pas suffisant

pour permettre une interprétation.

./.

- 15 -

6. INTERET MEHTODO LOGIQUE VE L'ETUVE

Les résultats obtenus sur les sites d'étude et discutés ci-avant

conduisent à proposer une méthodologie de prospection, applicable aux conditions

particulières du gisement alluvionnaire dans cette région, mais différente selon

les cas.

6.1 Ext2.n6¿on_d[un&_QfLav-LeJií

Lorsque l'extension d'une graviëre est rendue nécessaire, pour remédiei

à la gêne causée par la présence d 'intercalations argileuses dans l'exploitation

en cours, nous proposons le schéma de reconnaissance suivant :

- l'exécution de sondages électriques sur la zone d'extension prévue.

L'allure des diagrammes électriques permettra d'indiquer l'évolution

du gisement alluvionnaire exploité.

- la zone de comportement électrique plus favorable devrait être

reconnue par un forage mécanique completé par une diagraphie gamma-

ray.

^ ^ Z^2Í9^-4L2'iV^^I^'¿:^?r-Í'-'¿^?:^^2':í:^?l^?:..2^^)l'C?:^^

Dans un secteur vierge où l'on propose d'ouvrir une graviëre, et

où l'on ne possède aucune coupe verticale des terrains, il est indiqué en premiè¬

re phase de réaliser un sondage de reconnaissance avec diagraphie RAN.

Si la coupe géologique et la diagraphie mettent en évidence des1 J .. T .. épaisseur ._ ., .. - ^ /passées argileuses dont le rapport ^ -z j est supérieur a 0,4, ont peut

mettre en oeuvre efficacement la prospection électrique, dans le but de localiser

l'extension de la zone défavorable. "

- 15 -

6. INTERET MEHTODO LOGIQUE VE L'ETUVE

Les résultats obtenus sur les sites d'étude et discutés ci-avant

conduisent à proposer une méthodologie de prospection, applicable aux conditions

particulières du gisement alluvionnaire dans cette région, mais différente selon

les cas.

6.1 Ext2.n6¿on_d[un&_QfLav-LeJií

Lorsque l'extension d'une graviëre est rendue nécessaire, pour remédiei

à la gêne causée par la présence d 'intercalations argileuses dans l'exploitation

en cours, nous proposons le schéma de reconnaissance suivant :

- l'exécution de sondages électriques sur la zone d'extension prévue.

L'allure des diagrammes électriques permettra d'indiquer l'évolution

du gisement alluvionnaire exploité.

- la zone de comportement électrique plus favorable devrait être

reconnue par un forage mécanique completé par une diagraphie gamma-

ray.

^ ^ Z^2Í9^-4L2'iV^^I^'¿:^?r-Í'-'¿^?:^^2':í:^?l^?:..2^^)l'C?:^^

Dans un secteur vierge où l'on propose d'ouvrir une graviëre, et

où l'on ne possède aucune coupe verticale des terrains, il est indiqué en premiè¬

re phase de réaliser un sondage de reconnaissance avec diagraphie RAN.

Si la coupe géologique et la diagraphie mettent en évidence des1 J .. T .. épaisseur ._ ., .. - ^ /passées argileuses dont le rapport ^ -z j est supérieur a 0,4, ont peut

mettre en oeuvre efficacement la prospection électrique, dans le but de localiser

l'extension de la zone défavorable. "

- 16 -

1. CONCLUSIONS

Pour des raisons économiques évidentes, les matériaux alluvionnaires

de la plaine rhénane au Nord de Strasbourg sont intensément exploités. Mais

cette région, relativement plus étroite qu'au Sud et située au débouché des

vallées vosgiennes , a été le siège de remaniements fréquents plio-quaternaires.

Le gisement alluvionnaire est de ce fait caractérisé par une structure lenticu¬

laire interstratifiée comprenant de fréquentes passées argileuses. Ces dernières

ne constituent pas un produit marchand et de plus elles gênent l'exploitation

et peuvent compromettre l'approfondissement souhaitable des graviêres; La détec¬

tion des passées argileuses est donc primordiale pour l'exploitant.

.Une étude méthodologique a donc été financée par le Comité de Gestion

de la Taxe parafiscale sur les granulats dans le but de mettre au point une

technique de prospection adaptée à ces conditions de gisement.

Les résultats obtenus et discutés ci-dessus montrent que les techni-

ques de prospection rapides et peu onéreuses par sondages électriques conduisent

essentiellement à des déductions qualitatives, tant que les passées argileuses v

cumulées ne dépassent pas 40 % du volume alluvionnaire.

Une plus grande sensibilité et une information quantitative exigent

la mise en oeuvre de techniques directes, telles que le forage destructif complè¬

te par une diagraphie de la radioactivité naturelle.

La conjugaison de ces deux méthodes peut être envisagée dans le

cas d'extension ou d'ouverture de graviêres. /

L'Ingénieur chargé d'étude Le Directeur du Service

Géologique Régiona_l_Alsace-

F. MUNCK

- 16 -

1. CONCLUSIONS

Pour des raisons économiques évidentes, les matériaux alluvionnaires

de la plaine rhénane au Nord de Strasbourg sont intensément exploités. Mais

cette région, relativement plus étroite qu'au Sud et située au débouché des

vallées vosgiennes , a été le siège de remaniements fréquents plio-quaternaires.

Le gisement alluvionnaire est de ce fait caractérisé par une structure lenticu¬

laire interstratifiée comprenant de fréquentes passées argileuses. Ces dernières

ne constituent pas un produit marchand et de plus elles gênent l'exploitation

et peuvent compromettre l'approfondissement souhaitable des graviêres; La détec¬

tion des passées argileuses est donc primordiale pour l'exploitant.

.Une étude méthodologique a donc été financée par le Comité de Gestion

de la Taxe parafiscale sur les granulats dans le but de mettre au point une

technique de prospection adaptée à ces conditions de gisement.

Les résultats obtenus et discutés ci-dessus montrent que les techni-

ques de prospection rapides et peu onéreuses par sondages électriques conduisent

essentiellement à des déductions qualitatives, tant que les passées argileuses v

cumulées ne dépassent pas 40 % du volume alluvionnaire.

Une plus grande sensibilité et une information quantitative exigent

la mise en oeuvre de techniques directes, telles que le forage destructif complè¬

te par une diagraphie de la radioactivité naturelle.

La conjugaison de ces deux méthodes peut être envisagée dans le

cas d'extension ou d'ouverture de graviêres. /

L'Ingénieur chargé d'étude Le Directeur du Service

Géologique Régiona_l_Alsace-

F. MUNCK

LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1 : Plan de situation (1/25.000) - Graviëre de Weyersheim

ANNEXE 2 : Plan de situation (1/25.000) - Graviëre de Bischwiller

ANNEXE 3 : Plan de situation (1/25.000) - Graviëre de Seltz

ANNEXE 4 : Coupes et diagraphies RAN

" 4-1 : Sondage PZl (243-4-145) Weyersheim

" 4-2 : Sondage PZ2 (234-4-146) Weyersheim

" 4-3 : Sondage PZ6 (234-4-41) Bischwiller

" 4-4 : Sondage PZ9 (234-4-44) Bischwiller

ANNEXES 5-1 à 5-6 : Sondages électriques mesurés et calculés

ANNEXES 6-1 à 6-8 : Autres sondages électriques mesurés

ANNEXE 7 : Principe de la méthode du sondage électrique

LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1 : Plan de situation (1/25.000) - Graviëre de Weyersheim

ANNEXE 2 : Plan de situation (1/25.000) - Graviëre de Bischwiller

ANNEXE 3 : Plan de situation (1/25.000) - Graviëre de Seltz

ANNEXE 4 : Coupes et diagraphies RAN

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" 4-2 : Sondage PZ2 (234-4-146) Weyersheim

" 4-3 : Sondage PZ6 (234-4-41) Bischwiller

" 4-4 : Sondage PZ9 (234-4-44) Bischwiller

ANNEXES 5-1 à 5-6 : Sondages électriques mesurés et calculés

ANNEXES 6-1 à 6-8 : Autres sondages électriques mesurés

ANNEXE 7 : Principe de la méthode du sondage électrique

ANNEXE

GRAVIERE DE WEYERSHEIM"WEILER"

PLAN DE SITUATIONECHELLE ; I/25.OOO

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(234-4-145) Sondage "mécanique"

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ANNEXE 2

GRAVIERE DE BISCWILLER

PLAN DE SITUATIONECHELLE : 1/25.000

Anciennes gravieres

Graviere ou exploitation en 1970

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Sondage électrique

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ANNEXE

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en 1975Ancien sondage ante 1973Ancien sondage 1973Sondage électrique'

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ANNEXES 4

ANNEXE 4 : Coupes et diagraphies RAN

ANNEXE 4-1 : Sondage PZJ (243-4-145) Weyersheim

ANNEXE 4-2 : Sondage PZ2 (234-4-146) Weyersheim

ANNEXE 4-3 : Sondage PZ6 (234-4-41) Bischwiller

ANNEXE 4-4 : Sondage PZ9 (234-4-44) Bischwiller

ANNEXES 4

ANNEXE 4 : Coupes et diagraphies RAN

ANNEXE 4-1 : Sondage PZJ (243-4-145) Weyersheim

ANNEXE 4-2 : Sondage PZ2 (234-4-146) Weyersheim

ANNEXE 4-3 : Sondage PZ6 (234-4-41) Bischwiller

ANNEXE 4-4 : Sondage PZ9 (234-4-44) Bischwiller

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ANNEXE 5

HYPOTHESES DE CALCUL POUR LES COURBES THEORIQUES

Site

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250 üm24 - 60 m

200 üm

-

25 - 75 m

180 üm19,1- 75 m

180 üm31 - 75 m

180 Üm

43 - 75 m

180 üm

Substratum

> 60 m

40 üm

> 68 m

40 üm

> 60 m

40 üm> 60 m

40 üm> . 60 m

40 üm> .60 m

40 üm

> 60 m

40 üm> 60 m

40 üm> 75 m

40 üm> 75 m

40 üm> 75 m

40 üm> 75 m

40 üm

tí

00ft)

ANNEXE 5

HYPOTHESES DE CALCUL POUR LES COURBES THEORIQUES

Site

túfficoes

SE n"mesure

5

8

Courbethéorique

A

B

C

D

E

F .

A

B

C

D

E

F

Couchesuperficielle

0 - 1,8 m

20 fim

0 - ] ,8 m

20 Çlm

0 - 1,8m20 fim

0 - 1 ,8 m

20 üm0 - J ,8 m

20 üm0 - ] ,8 m

20 üm0- ] ,8 m

24 üm0 - J ,8 m

24 üm

0 - 1,8 m

24 üm0 - 1,8m

24,;nm0 - 1,8 m

24 üm0 - 1 ,8 m

24 üm

Sables efgraviers

1 ,8 - 19 m

200 üm

1 ,8 - 68 m

175 üm1 ,8 - 19 m

200 üm

1,8 - J9 m

200 üm1,8 - 19 m

200 üm

1,8 - 19m200 üm

1,8 - 19m200 üm

1 ,8 - 60 m

200 üm

I ,8 - 19 m

230 üm1 ,8 - 19 m

230 üm

1,8 - 19m230 üm

1 ,8 - 19 m

230 üm

Argile

19-22 m

40 iîm

-

19-22 m

12,5 fim19,0-19,1 m

12,5 üm19-25 m

12,5 Üm

19-31 m

J2,5 üm19-24 m

40 Üm

-

19-25 m

46 Î2m

19,0-19,1 m

46 üm19-31 m

46 üm19-43 m

46 üm

Sables etgraviers

22 - 60 m

200 :an

*: _

22 - 60 m

250 üm19,1- 60 m

250 üm25 - 60 m

250 Üm

31 - 60 m

250 üm24 - 60 m

200 üm

-

25 - 75 m

180 üm19,1- 75 m

180 üm31 - 75 m

180 Üm

43 - 75 m

180 üm

Substratum

> 60 m

40 üm

> 68 m

40 üm

> 60 m

40 üm> 60 m

40 üm> . 60 m

40 üm> .60 m

40 üm

> 60 m

40 üm> 60 m

40 üm> 75 m

40 üm> 75 m

40 üm> 75 m

40 üm> 75 m

40 üm

tí

00ft)

ANNEXE 5

Site

oímiJiJM2

ffiUCOM

SE n°mesure

t

1 '

2

Courbethéorique

A

B

C

D

E

F

A

B

C

Couchesuperficielle

0 - 1 , 8 m50 üm

0 - 1 ,8 m

50 üm0 - 1 ,8 m

50 üm0 - 1,8 m

50 üm0 - 1,8m

50 üm0 - 1 ,8 m

50 üm0 - 3,4 m

1 10 üm

0 - 3,4 m

110 Í2m

0 - 3,4 m

1 10 Í2m

0 - 3,4 m

1 10 íím

' Sables et-graviers

J ,8 - 19 m150 üm

1 ,8 - 32 m

150 üm1 ,8 - 13 m

1 60',!í2m

1 ,8 -13,5m160 üm

1 ,8 -13,5ra160 üm

1 ,8 -13,5m160 üm

3,4 - 11 m

200 üm

3,4 - 36 m

165 üm3,4 - 11 m

200 üm

3,4 - 11 m200 Qm

Argile

J3,5 - J8 m

40 üm

-

J3,5 - 18 m

40 üm13,5 - 13,6 m

40 üm13,5 - 22,5 m

40 üm13,5 - 25,5 m

40 üm11 - 13 m

40 üm

-

n - 15 m

40 üm11 - 19m

40 üm

Sables etgraviers

18 - 32 m :

150 Î2m

-

18 - 32 m

160 üm13,6-32 m

160 üm22,5-32 m

160 üm25,5-32 m

160 üm13 - 31 m200 üm

-

15 - 31 m

200 üm19 - 31 m

200 fim

Substratum

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 31 m

32 Qm

> 36 m

32 Qm

> 31 m

32 Qm

> 31 m

32 Qm

* Un substratum marneux conducteur à 8 Qm correspondant aux marnes oligocènes rencontrés par forage

profond dans" la région, a été ajouté à partir de J07 m de profondeur pour calculer la fin conductrice

de la courbe théorique.

tíP)

oofD

ANNEXE 5

Site

oímiJiJM2

ffiUCOM

SE n°mesure

t

1 '

2

Courbethéorique

A

B

C

D

E

F

A

B

C

Couchesuperficielle

0 - 1 , 8 m50 üm

0 - 1 ,8 m

50 üm0 - 1 ,8 m

50 üm0 - 1,8 m

50 üm0 - 1,8m

50 üm0 - 1 ,8 m

50 üm0 - 3,4 m

1 10 üm

0 - 3,4 m

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1 10 Í2m

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200 üm

3,4 - 36 m

165 üm3,4 - 11 m

200 üm

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Argile

J3,5 - J8 m

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J3,5 - 18 m

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Sables etgraviers

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160 üm13 - 31 m200 üm

-

15 - 31 m

200 üm19 - 31 m

200 fim

Substratum

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 32 m *40 Qm

> 31 m

32 Qm

> 36 m

32 Qm

> 31 m

32 Qm

> 31 m

32 Qm

* Un substratum marneux conducteur à 8 Qm correspondant aux marnes oligocènes rencontrés par forage

profond dans" la région, a été ajouté à partir de J07 m de profondeur pour calculer la fin conductrice

de la courbe théorique.

tíP)

oofD

ANNEXE 5

SiteSELTZ SE n"mesure

14

13

Courbethéorique

A

B

C

D

E

F

A

B

Couche. superficielle

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 1 ,0 m

40 Qm

0 - 1 ,0 m

40 Qm

Sables etgraviers

0,9 - 10,5m200 Qm

0,9 - 10,5m200 Qm

0,9 - 10,5m105 Qm

0,9 - 10,5m195 Qm

0,9 - 10,5m195 Qm

0,9 - 10,5m195 Qm

I ,0 - 10,5m100 Qm

1 ,0 - 10,5m100 Qm

Argile

J0,5 - 14,5m40 Qm

-

10,5 - 14,5m60 Qm

10,5 - 10,6m60 Qm

10,5 - 18, 5m60 Qm

10,5 - 26,5m60 Qm

10,5 - 15 m

40 Qm

-

Sables etgraviers

14,5 - 50 m

100 Qm

10,5 - 50 m

100 Qm

14,5 - 50 m

115 Qm

10,6 - 50 m

115 Qm

28,5 - 50 m

115 Qm

26,5 - 50 m

115 Qm

15 - 50 m

80 Qm

10,5-50 m

80 Qm

Substratum

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m40 Qm

ropa

OQfD

U>

ANNEXE 5

SiteSELTZ SE n"mesure

14

13

Courbethéorique

A

B

C

D

E

F

A

B

Couche. superficielle

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 0,9 m

48 Qm

0 - 1 ,0 m

40 Qm

0 - 1 ,0 m

40 Qm

Sables etgraviers

0,9 - 10,5m200 Qm

0,9 - 10,5m200 Qm

0,9 - 10,5m105 Qm

0,9 - 10,5m195 Qm

0,9 - 10,5m195 Qm

0,9 - 10,5m195 Qm

I ,0 - 10,5m100 Qm

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Argile

J0,5 - 14,5m40 Qm

-

10,5 - 14,5m60 Qm

10,5 - 10,6m60 Qm

10,5 - 18, 5m60 Qm

10,5 - 26,5m60 Qm

10,5 - 15 m

40 Qm

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Sables etgraviers

14,5 - 50 m

100 Qm

10,5 - 50 m

100 Qm

14,5 - 50 m

115 Qm

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115 Qm

28,5 - 50 m

115 Qm

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115 Qm

15 - 50 m

80 Qm

10,5-50 m

80 Qm

Substratum

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m

40 Qm

> 50 m40 Qm

ropa

OQfD

U>

Annexe 5-1WEYERSHEIM

S.E.5

:|î^Ça :^gms;ûns^^^

. ^Icu'îÇîÍ

4 5 6 7 8 9I0'

AL_ (m)2

Annexe 5-1WEYERSHEIM

S.E.5

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. ^Icu'îÇîÍ

4 5 6 7 8 9I0'

AL_ (m)2

Annexe 5-2WEYERSHEIM

S.E.8

4 5 6 7 8 910^

AB (m)

Annexe 5-2WEYERSHEIM

S.E.8

4 5 6 7 8 910^

AB (m)

Annexe 5-3

10* r-r

BISCHWILLERS.E.1

8 9 10^

AB(m)

Annexe 5-3

10* r-r

BISCHWILLERS.E.1

8 9 10^

AB(m)

Annexe 5-4BISCHWILLER

S.E.2

4 5 6 7 8 910' 2 3 4 5 6 7 8 910^

Al. (m)

Annexe 5-4BISCHWILLER

S.E.2

4 5 6 7 8 910' 2 3 4 5 6 7 8 910^

Al. (m)

SELTZaE.14

Annexe 5-5SELTZaE.14

Annexe 5-5

Annexe 5-6SELTZS.E.13

IO*rzr

Annexe 5-6SELTZS.E.13

IO*rzr

ANNEXE G

lA'ÁE PARAÎT- 1 SCALE SUR LES GRANULATS

METHODOLOGIE DE PROSPECTION DU GISEMENT

ALLUVIONNAIRE ALSACIEN

RECHERCHE DES INTERCALATIONS ARGILEUSES

ANNEXE 6

AUTRES SONDAGES ELECTRIQUES MESURES

6.1

6.2

6,3

6.4

6,5

6.6

6,7

6.8

S,E.4

S.E.7

S.EÍ9

S.E.IO

S.E.6

S.E.Jl

S.E,3

S.E.12

â

â

â

Weyersheim

Bisch-willer

Seltz

ANNEXE G

lA'ÁE PARAÎT- 1 SCALE SUR LES GRANULATS

METHODOLOGIE DE PROSPECTION DU GISEMENT

ALLUVIONNAIRE ALSACIEN

RECHERCHE DES INTERCALATIONS ARGILEUSES

ANNEXE 6

AUTRES SONDAGES ELECTRIQUES MESURES

6.1

6.2

6,3

6.4

6,5

6.6

6,7

6.8

S,E.4

S.E.7

S.EÍ9

S.E.IO

S.E.6

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S.E,3

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Weyersheim

Bisch-willer

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WEYERSHEIMS.E.4

Annexe 6-

10*9876

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10'9876

5

109876

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4

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III II 1

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WEYERSHEIMS.E.4

Annexe 6-

10*9876

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III II 1

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WEYERSHEIMS.E.9

Annexe

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6

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76

10987

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S.E10

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WEYERSHEIMS.E.6

Annexe 6-WEYERSHEIM

S.E.6

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Annexe 6-c

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Annexe 6-c

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Annexe 6-

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Annexe 6-

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SELTZS.E.12

Annexe 6-8SELTZ

S.E.12

Annexe 6-8

ANNEXE 7

7

PRINCIPE VE LA fiETHOVE VU SONVAGE ELECTRIQUE

La prospection électrique du sous-sol est basée sur la mesure

de la résistance opposée par le terrain au passap.e du courant électrique.

" On envoie dans le sol un courant d'intensité I par les électrodes A et B

) (électrodes d'envoi de courant). On mesure la différence de potentiel AV

entre les électrodes M et N (électrodes de mesure).

L'expérience montre que la presque totalité des filets de courant

est localisée dans le parallélépipède de dimensions :

3 1 1-^ AB X ^ AB X 4 AB2 2 4

Si le sous-sol était homogène, la mesure de AV, I et les dimensions

du quadripole A>tNB nous donneraient la résistivité du terrain compris dans

le parallélépipède, hachuré sur la figure, qui est inétessé par la mesure :

AB . ABsoit, MN X X .

2 A

Comme le terrain n'est pas homogène, lorsque la profondeur

d'investigation augmente, nous obtenons une résistivité apparente qui est

fonction de la répartition des résistivités des terrains compris dans le

parallélépipède.

Si nous écartons progressivement les électrodes A et B, la profondeur

d'investigation augmente. On mesure ainsi la résistivité apparente d'un volume

de profondeur croissante. Ce procédé permet, en comparant la courbe des

résistivités apparentes mesurées en fonction de la profondeur â des courbes

. calculées, d'obtenir une coupe dont la précision dépend du contraste des

' résistivités. Il convient de noter que l'on mesure non pas la résistivité"^ des terrains â une profondeur déterminée, mais la résistivité apparente d'une

tranche de terrain depuis la surface jusqu'à une certaine profondeur. Il est

donc nécessaire pour 1 interprétation des sondages électriques, d'utiliser

dos abaques calculés à partir de dispositions théoriques de terrain. Cette

circonstance limite également la sélectivité de la méthode. On conçoit qu'une

ANNEXE 7

7

PRINCIPE VE LA fiETHOVE VU SONVAGE ELECTRIQUE

La prospection électrique du sous-sol est basée sur la mesure

de la résistance opposée par le terrain au passap.e du courant électrique.

" On envoie dans le sol un courant d'intensité I par les électrodes A et B

) (électrodes d'envoi de courant). On mesure la différence de potentiel AV

entre les électrodes M et N (électrodes de mesure).

L'expérience montre que la presque totalité des filets de courant

est localisée dans le parallélépipède de dimensions :

3 1 1-^ AB X ^ AB X 4 AB2 2 4

Si le sous-sol était homogène, la mesure de AV, I et les dimensions

du quadripole A>tNB nous donneraient la résistivité du terrain compris dans

le parallélépipède, hachuré sur la figure, qui est inétessé par la mesure :

AB . ABsoit, MN X X .

2 A

Comme le terrain n'est pas homogène, lorsque la profondeur

d'investigation augmente, nous obtenons une résistivité apparente qui est

fonction de la répartition des résistivités des terrains compris dans le

parallélépipède.

Si nous écartons progressivement les électrodes A et B, la profondeur

d'investigation augmente. On mesure ainsi la résistivité apparente d'un volume

de profondeur croissante. Ce procédé permet, en comparant la courbe des

résistivités apparentes mesurées en fonction de la profondeur â des courbes

. calculées, d'obtenir une coupe dont la précision dépend du contraste des

' résistivités. Il convient de noter que l'on mesure non pas la résistivité"^ des terrains â une profondeur déterminée, mais la résistivité apparente d'une

tranche de terrain depuis la surface jusqu'à une certaine profondeur. Il est

donc nécessaire pour 1 interprétation des sondages électriques, d'utiliser

dos abaques calculés à partir de dispositions théoriques de terrain. Cette

circonstance limite également la sélectivité de la méthode. On conçoit qu'une

50NDAGE ELECTRÍQUE

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couche mince intercalée dans une couche beaucoup plus épaisse de résistivité

différente passera inaperçue.

Par ailleurs, l'influence d'une couche discontinue ou lenticulaire

sera diminuée si son extension horizontale est inférieure aux dimensions

du dispositif de mesure.

Enfin, le "principe d'équivalence" limite le pouvoir de discrimination

du sondage électrique.

En effet, toute couche intercalée de résistivité ^ p^ et d'épaisseur

eg peut être remplacée par une couche "équivalente" â condition que le

produit ^x * ^ ~ '^A ' ^B "l^ns le cas d'une couche résistante ou que lequotient Gj^/Pa = Po/^a «ístis le cas d'une couche conductrice.

couche mince intercalée dans une couche beaucoup plus épaisse de résistivité

différente passera inaperçue.

Par ailleurs, l'influence d'une couche discontinue ou lenticulaire

sera diminuée si son extension horizontale est inférieure aux dimensions

du dispositif de mesure.

Enfin, le "principe d'équivalence" limite le pouvoir de discrimination

du sondage électrique.

En effet, toute couche intercalée de résistivité ^ p^ et d'épaisseur

eg peut être remplacée par une couche "équivalente" â condition que le

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PRINCIPE DU SONDAGE ELECTRIQUE

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CH.59SP..4fi

Courbes théoriques montrant l'influence d'une couche résistante ^2

intercallée dans un milieu de résistivité Pj, en fonction du rapport P2/'^l

et de l'épaisseur m2/ml .

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intercallée dans un milieu de résistivité Pj, en fonction du rapport P2/'^l

et de l'épaisseur m2/ml .