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Réseau de fractures dans le Dogger de Bourgogne Données pour le calcul de perméabilité équivalente

Rapport final

BRGM/RP-54955-FR avril 2007

Réseau de fractures dans le Dogger de Bourgogne Données pour le calcul de perméabilité équivalente

Rapport final

BRGM/RP-54955-FR avril 2007

Étude réalisée dans le cadre de la Convention de Recherche ANR-05-CO2-005-03

Ch. Dezayes

Vérificateur : Nom : D. BONIJOLY

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Approbateur : Nom : A. GENTER

Date :

Signature :

Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000.

Mots clés : Fractures, Analyse structurale, Analyse statistique, Bourgogne, Dogger,

Comblanchien, Oolithe blanche, Dalle nacrée. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Dezayes Ch. (2007) – Réseau de fractures dans le Dogger de Bourgogne. Données pour le calcul de perméabilité équivalente. Rapport final. BRGM/RP-54955-FR. 77 p., 35 fig., 7 tabl., 2 ann. © BRGM, 2007, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Réseau de fractures et perméabilité équivalente

BRGM/RP-54955-FR – Rapport final 3

Synthèse

e projet GéoCarbone-PICOREF, cofinancé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR, convention de recherche ANR-05-CO2-005-03), a pour objectif :

- de sélectionner et de décrire des sites géologiques capables d'accueillir le premier stockage de CO2 en France, dans une formation poreuse profonde ;

- de concevoir et de dimensionner les premières opérations pilote d’injection de CO2 sur ces sites ;

- de constituer les « dossiers de site » inhérents à l’obtention des autorisations de stockage auprès de l’Administration.

Elles ouvriront ainsi la route au déploiement des technologies de stockage à l’horizon 2010.

Les travaux ont débuté en 2005, dans le cadre d’un financement du RTPG. Il s’agissait de sélectionner deux types de site : en aquifère salin profond et en gisement exploité d’hydrocarbures.

Le présent rapport, qui s’inscrit dans le projet GéoCarbone-PICOREF, est destiné à contribuer au choix d’un ou de deux sites d’étude en aquifère salé profond (Dogger et/ou Trias) qui seraient susceptibles de présenter toutes les caractéristiques favorables au stockage du CO2, en améliorant nos connaissances sur la prise en compte de la fracturation dans la simulation des propriétés réservoirs du Dogger du bassin de Paris.

Dans ce cadre, des simulations numériques d’optimisation d’injection dans le réservoir sont envisagées. Pour cela, une bonne connaissance du milieu est nécessaire, afin d’intégrer les paramètres adéquates dans les modèles, en particulier la perméabilité des formations réservoirs. Nous avons donc proposé un calcul de perméabilité équivalente à partir de modèles d’écoulement dans un réseau fracturé. Pour cela, des données sur la fracturation ont été acquises de manière détaillée dans les formations considérées : l’Oolithe blanche du Bajocien, le Comblanchien du Bathonien et la Dalle nacrée du Callovien, les trois formations constituant le Dogger réservoir pétrolier et géothermique du bassin de Paris.

Le but de la présente étude est donc de caractériser la fracturation des analogues des différents niveaux du Dogger, afin de servir de base à des modélisations de perméabilité équivalente de ces différents réservoirs. Le résultat de ces modélisations fera l’objet d’un autre rapport (Rachez, 2007).

Dans un premier temps, nous avons réalisé une synthèse détaillée des données existantes au niveau du Comblanchien de la carrière de Comblanchien en Bourgogne, issues de la thèse de F. Gervais (1993). Dans ce travail, F. Gervais a relevé, de façon exhaustive, toutes les fractures présentes sur des carreaux horizontaux allant de 16 x

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4 BRGM/RP-54955-FR – Rapport final

20 m à 48 x 64 m et qui ont été dégagés au fur et à mesure de l’exploitation de la carrière. Ces données permettront d’adapter le logiciel de résolution 3D des équations d’écoulement souterrain en milieux poreux et/ou fracturés. Cependant, ce détail de données est un fait exceptionnel et nécessite un travail de longue haleine. De plus, certaines données indispensables aux modèles d’écoulement n’ont pas été notées, puisque, initialement, ces données étaient destinées à réaliser des modèles géométriques.

Ces données de F. Gervais (1993) permettent tout de même d’établir un modèle conceptuel comportant quatre familles de fractures subverticales. La famille majoritaire F2 (N40°E), qui correspond à la direction régionale, constitue les plus longues traces qui s’amortissent dans le massif. Une seconde famille géométrique proche, F5 (N20°E) est en relais avec F2. F3 (N150°E) forme un dièdre avec le couple F2-F5. Enfin, une quatrième famille plus minoritaire, F1 (N120°E), s’arrête sur les précédentes et se limite aux bancs de stratification. Par ailleurs, les longueurs des fractures suivent une loi lognormale.

Sur les carreaux horizontaux, ce sont des densités de fracture surfaciques qui ont été calculées par F. Gervais (1993). Les familles F2 et F1 possédaient la plus grande densité en longueurs cumulées par unité de surface, alors que F5 est la moins représentée. En revanche, le calcul du nombre de centre de fractures par unité de surface montre une valeur intermédiaire pour F2 qui présente des fractures de grande longueur. Il subsiste donc quelques interrogations quant au calcul de densité des fractures. Par ailleurs, leur distribution ne peut être représentée par une loi statistique théorique.

Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à une plus grande échelle avec des relevés de fractures effectués sur les parements verticaux des carrières, de manière plus classique, mais nécessitant une mise en œuvre moins importante. Ces éléments, relevés sur les affleurements, sont basés sur les données prises en compte par les modèles et qui ont été mises en lumière dans la première étape. Ainsi, cela a permis, d’une part, de compléter les données concernant les ouvertures et remplissages des fractures et, d’autre part, d’apporter un jeu de données plus complet mais moins détaillé que celui de F. Gervais (1993) dans les autres formations du Dogger, Oolithe blanche et Dalle nacrée.

Ces mesures d’orientation faites le long des parements de Comblanchien lors de la campagne de terrain, montrent une distribution similaire : F1 (N100°E-N135°E) ; F2 (N20°E-N60°E) ; F3 (N135°E-N170°E) ; F4 (N70°E-N20°E). Ces familles sont également équivalentes dans les différentes carrières visitées, qu’elles soient proches de la bordure du fossé de la Bresse ou plus éloignées sur la plate-forme bourguignonne. Dans les autres formations du Dogger, les répartitions sont peu différentes. Dans l’Oolithe blanche, la famille F3 (N130°E-N170°E) domine très largement. Les autres familles existent mais sont peu représentées et de façon équivalente. C’est également le cas dans la Pierre de Corton et la Pierre de Ladoix, mais dans ce cas la proximité de la faille bordière influence la distribution des familles et F2, parallèle à la direction régionale de fractures, apparaît plus importante que sur la plate-forme.



La densité de fractures a été calculée de manière linéaire sur des profils unidirectionnels ou multidirectionnels. Dans le Comblanchien, seule la carrière de Villers-la-Faye montre une forte densité pour F2. En fait, cette carrière est un peu particulière puisqu’elle est très proche d’une faille satellite à la faille bordière. À Comblanchien, les familles F1, F2 et F3 sont équivalentes, alors qu’à Chassignelles, c’est la famille F3 qui domine. C’est également le cas dans l’Oolithe blanche, malgré une densité générale très faible. Au niveau de la Pierre de Corton, les densités sont également faibles et aucune conclusion ne peut être tirée. Cependant, il apparaît fortement dans ces milieux peu fracturés que la direction d’échantillonnage constitue un biais aux calculs de densité.

En complément à la distribution des fractures, l’analyse des distances interfracturales montre, dans tous les cas, des valeurs de coefficient de variation proches de 1 qui indique une distribution aléatoire des fractures sans clusterisation.

L’extension verticale des fractures a été estimée le long des parements de carrières mesurant environ 10 m de hauteur et la visibilité des terminaisons a été notée. Dans le Comblanchien, la distribution globale des extensions apparaît montrer une loi log-normale avec un maximum entre 2 et 4 m. Au niveau de l’Oolithe blanche, la distribution est plutôt exponentielle négative avec un maximum entre 8 et 10 m. Le nombre de mesures trop peu important ne permet pas de conclure pour les fractures présentes dans la Pierre de Corton.

L’ouverture des fractures mesurées sur les parements n’excède pas 5 mm. Cependant, 20 à 30 % des fractures présentent une ouverture dans le Comblanchien et la Pierre de Corton. En revanche, les trois quarts sont ouvertes dans l’Oolithe blanche. Le colmatage présent dans les fractures est constitué majoritairement de calcite.

Malgré l’apport de données significatives des mesures en parements, en particulier en ce qui concerne l’ouverture et la nature du remplissage, le problème de la densité de fracture reste posé. En effet, la distribution dans l’espace des fractures, ou plus schématiquement de leur centre constituant leur germe d’extension, est un paramètre crucial pour la modélisation géométrique des réseaux en 3D.

Ce travail a donc permis, dans un premier temps, la synthèse de données anciennes. Dans un second temps, il a également permis de s’approprier les réseaux de fractures et leur organisation dans les roches carbonatées. À partir de cette synthèse, les travaux de modélisation d’écoulement qui s’appuient sur des données structurales, telles que l’orientation, les espacements, les relations entre familles et avec les plans de stratification, en sont facilités. Cependant, l’extension et la forme des fractures restent des paramètres difficiles à appréhender à partir d’observations en affleurement.




Sommaire

1. Introduction .............................................................................................................11

2. Le réseau de fractures dans la carrière de Comblanchien d’après la littérature .................................................................................................................13

2.1. LES CARRIÈRES DE COMBLANCHIEN ..........................................................13

2.2. LIMITES DE L’EXPLOITATION.........................................................................13

2.3. RÉSEAU DE DISCONTINUITÉS.......................................................................16 2.3.1. Plans de stratification ...............................................................................16 2.3.2. Type de fractures et ouvertures................................................................17 2.3.3. Famille de fractures ..................................................................................18 2.3.4. Hiérarchisation des familles de fracture ...................................................21 2.3.5. Extension des plans de fracture ...............................................................21 2.3.6. Densité de fracture ...................................................................................22

2.4. MODÈLE CONCEPTUEL ..................................................................................24

3. Réseau de fractures dans le Dogger de Bourgogne. Données de terrain........27

3.1. LOCALISATION DES SITES.............................................................................27

3.2. MÉTHODES DE MESURE ET DONNÉES ACQUISES ....................................30

3.3. ANALYSE STRUCTURALE...............................................................................32 3.3.1. Familles directionnelles ............................................................................32 3.3.2. Extension verticale des fractures..............................................................34 3.3.3. Densité de fracturation .............................................................................39 3.3.4. Distances inter-fracturales........................................................................45 3.3.5. Ouverture et remplissage des fractures ...................................................49

3.4. CONCLUSIONS.................................................................................................56

4. Conclusions ............................................................................................................59

5. Remerciements .......................................................................................................63

6. Bibliographie ...........................................................................................................65



Liste des figures

Figure 1 - Localisation des carrières de Comblanchien sur le schéma géologique régional (Gélard, 1978). .......................................................................................... 14

Figure 2 - Carte géologique du gisement de Comblanchien (Remond et al., 1990 d’après la carte géologique de Beaune au 1/50 000). ............................................ 15

Figure 3 - A. Coupe lithologique synthétique du massif calcaire de Comblanchien (Remond et al., 1990). B. Sous-bancs ou bancs carriers exploités au niveau du Comblanchien au sens carrier et situation des carreaux d’observation (Gervais, 1993). ...................................................................................................... 16

Figure 4 - Distribution des directions de diaclases (198 données) mesurées sur le front de taille des carrières de Comblanchien (Remond et al., 1990)............................. 18

Figure 5 - A. Situation relative des trois carreaux analysés. [1] carreau 1,20 x 16 m, 320 m2, [2] carreau 2, 40 x 32 m, 912 m2, [3] carreau 3, 64 x 48 m, 2 075 m2. Représentation des fractures relevées sur les carreaux 1 (B), 2 (C) et 3 (D) (Gervais, 1993). ...................................................................................................... 19

Figure 6 - Distribution des directions de fractures sur les trois carreaux. A : carreau 1, B : carreau 2, C : carreau et D : totalité des mesures (Gervais, 1993)................... 20

Figure 7 - Schéma des directions et des successions des familles de fracture mises en évidence sur les carreaux de la carrière de Comblanchien par F. Gervais (1993). ..................................................................................................................... 24

Figure 8 - Localisation des sites d’étude sur la carte géologique de la France au million. ..... 28 Figure 9 - Vues générales des carrières étudiées dans le secteur de Beaune. A - Villers-

la-Faye. B - Comblanchien. C - La Serrée. D - Chassagne-Montrachet. ............... 29 Figure 10 - Vues générales des carrières étudiées dans le secteur de Ravières. A -

Saint-Nicolas. B - Chassignelles............................................................................. 30 Figure 11 - Méthode d’analyse des fractures dans les carrières. A - Mise en place du

profil matérialisé par un tridécamètre et mesure de son orientation. B - Mesure de la position de la fracture. C - Mesure de l’orientation de la fracture sur une surface dégagée à l’explosif. D - Fracture sur un surface sciée dont la mesure de l’orientation est impossible. E - Mesure de l’orientation d’une fracture sur une surface sciée. F - Mesure de l’ouverture d’une fracture. ................................. 31

Figure 12 - Orientations des fractures relevées dans la formation du Comblanchien. Partie supérieure : représentation stéréographique Schmidt inférieure des plans et pôles de fracture. Partie inférieure : rosace d’angle de 10°. ..................... 33

Figure 13 - Orientations des fractures relevées dans les formations de l’Oolithe blanche, la Pierre de Corton et la Pierre de Ladoix. Partie supérieure : représentation stéréographique Schmidt inférieure des plans et pôles de fracture. Partie inférieure : rosace d’angle de 10°. .......................................................................... 34

Figure 14 - Histogramme de l’extension verticale des fractures dans le Comblanchien (valeurs des classes en annexe). ........................................................................... 35

Figure 15 - Histogramme de l’extension verticale des fractures dans l’Oolithe blanche (valeurs des classes en annexe). ........................................................................... 37



Figure 16 - Histogramme de l’extension verticale des fractures dans la Pierre de Corton comblanchien (valeurs des classes en annexe)......................................................38

Figure 17 - Position et direction des fractures le long du profil dans le Comblanchien à Comblanchien.......................................................................................................39

Figure 18 - Position et direction des fractures le long du profil dans le Comblanchien à Villers-la-Faye..........................................................................................................40

Figure 19 - Position et direction des fractures le long du profil dans le Comblanchien à Chassignelles. ......................................................................................................40

Figure 20 - Densité de fractures sur les différents sites de Comblanchien. ..............................41 Figure 21 - Position et direction des fractures le long du profil dans l’Oolithe blanche à

Saint-Nicolas............................................................................................................42 Figure 22 - Densité de fractures dans la carrière de Saint-Nicolas à Ravières.........................43 Figure 23 - Position et direction des fractures le long du profil dans la Pierre de Corton à

Comblanchien..........................................................................................................43 Figure 24 - Position et direction des fractures le long du profil dans la Pierre de Corton à

Chassignelles. .........................................................................................................44 Figure 25 - Densité de fractures dans la Pierre de Corton. .......................................................45 Figure 26 - Distribution cumulée des espacements de fractures et répartition linéaire des

fractures dans le Comblanchien. .............................................................................46 Figure 27 - Distribution cumulée des espacements de fractures et répartition linéaire des

fractures dans l’Oolithe blanche. .............................................................................47 Figure 28 - Distribution cumulée des espacements de fractures et répartition linéaire des

fractures dans la Pierre de Corton. .........................................................................48 Figure 29 - Photos d’un karst dans la carrière de Comblanchien. A - Vue générale avec la

continuité du karst sur les deux niveaux d’exploitation. B - Vue rapprochée du karst au niveau inférieur. .........................................................................................49

Figure 30 - Histogramme d’ouverture des fractures dans le Comblanchien. * pourcentage de la totalité des fractures. ** pourcentage des fractures ouvertes.........................50

Figure 31 - Histogramme d’ouverture des fractures dans l’Oolithe blanche. * pourcentage de la totalité des fractures. ** pourcentage des fractures ouvertes.........................51

Figure 32 - Histogramme d’ouverture des fractures dans la Pierre de Corton. * pourcentage de la totalité des fractures. ** pourcentage des fractures ouvertes. ..................................................................................................................52

Figure 33 - Remplissage des fractures dans le Comblanchien. ................................................53 Figure 34 - Remplissage des fractures dans l’Oolithe blanche. ................................................54 Figure 35 - Remplissage des fractures dans la Pierre de Corton..............................................55



Liste des tableaux

Tableau 1 - Moyenne et écart-type des longueurs des fractures pour chaque famille (Gervais, 1993). ...................................................................................................... 22

Tableau 2 - Récapitulatif des distributions des longueurs et des densités de fracture (Gervais, 1993). ...................................................................................................... 23

Tableau 3 - Tableau de synthèse des données de fracturation relevées sur les carreaux de la carrière de Comblanchien. ............................................................................. 25

Tableau 4 - Sites et données acquises. ..................................................................................... 32 Tableau 5 - Valeurs statistiques des espacements de fractures dans le Comblanchien........... 47 Tableau 6 - Valeurs statistiques des espacements de fractures dans l’Oolithe blanche........... 47 Tableau 7 - Valeurs statistiques des espacements de fractures dans la Pierre de Corton. ...... 49

Liste des annexes

Annexe 1 - Listing des mesures de fractures .............................................................................. 67 Annexe 2 - Valeurs des histogrammes de longueurs.................................................................. 75



1. Introduction

ans le cadre des études menées au sein du projet GéoCarbone-PICOREF, destiné à concevoir les opérations pilotes d’injection de CO2 dans le bassin de

Paris, des simulations numériques d’optimisation d’injection dans le réservoir sont envisagées. Pour cela, une bonne connaissance du milieu est nécessaire afin d’intégrer les paramètres adéquats dans les modèles, en particulier la perméabilité des formations réservoirs. Nous avons donc proposé un calcul de perméabilité équivalente à partir de modèles d’écoulement dans un réseau fracturé. Pour cela, des données sur la fracturation doivent être acquises de manière détaillée dans les formations considérées.

Le réservoir ciblé se situe dans le Dogger, constitué par des calcaires plus ou moins fracturés. Il se décompose en trois séquences de bas en haut :

- l’Oolithe blanche du Bajocien, calcaire oolithique caractéristique d’un environnement agité de barrière ;

- le Comblanchien du Bathonien, calcaire lithographique massif compact caractéristique d’un environnement calme ;

- la Dalle nacrée du Callovien, calcaire oolithique caractéristique d’un environnement agité équivalent à l’Oolithe blanche.

Les qualités réservoirs des faciès oolithiques ont permis le développement des projets d’exploitation géothermiques dans le bassin de Paris. De plus, de l’huile a pu être piégée au toit du Dogger et fait l’objet de plusieurs exploitations. Le réservoir du Dogger est également affecté par un réseau de fractures, qui améliore fortement sa qualité réservoir par la présence d’une perméabilité secondaire.

Le but de la présente étude est donc de caractériser cette fracturation des analogues des différents niveaux du Dogger, afin de servir de base à des modélisations de perméabilité équivalente de ces différents réservoirs. Le résultat de ces modélisations fera l’objet d’un autre rapport (Rachez, 2007).

Au départ, l’idée générale de ce travail était de fournir des données de fracturation et des modèles conceptuels de réseaux de fracture en parallèle aux développements des modélisations d’écoulement en milieu fracturé permettant de calculer un tenseur de perméabilité équivalente. L’intérêt d’un travail en parallèle était de pouvoir affiner et orienter les données à entrer dans les calculs. Cependant, cette partie d’acquisition de données a été terminée avant que le travail de modélisation soit complètement finalisé.

L’objectif de cette étude est double. Dans un premier temps, nous avons réalisé une synthèse détaillée des données existantes au niveau du Comblanchien de la carrière de Comblanchien en Bourgogne, issues de la thèse de Fabrice Gervais (1993). Dans ce travail, F. Gervais a relevé, de façon exhaustive, toutes les fractures présentes sur des carreaux horizontaux allant de 16 x 20 m à 48 x 64 m et qui ont été dégagés au fur

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et à mesure de l’exploitation de la carrière. Ces données permettront d’adapter le logiciel de résolution 3D des équations d’écoulement souterrain en milieux poreux et/ou fracturés. Cependant, ce détail de données est un fait exceptionnel et nécessite un travail de longue haleine.

Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à une plus grande échelle avec des relevés de fractures effectués sur les parements verticaux des carrières, de manière plus classique et nécessitant une mise en œuvre moins importante. Ces éléments, relevés sur les affleurements, sont basés sur les données prises en compte par les modèles et qui ont été mises en lumière dans la première étape. Ainsi, une campagne de terrain a été réalisée sur d’autres analogues du Dogger en Bourgogne afin de compléter les données sur le Comblanchien et d’en acquérir de nouvelles sur les deux réservoirs oolithiques (Oolithe blanche et Dalle nacrée).



2. Le réseau de fractures dans la carrière de Comblanchien d’après la littérature

2.1. LES CARRIÈRES DE COMBLANCHIEN

Afin de servir de données de base à la modélisation des écoulements en milieux fracturés, le site des carrières de Comblanchien a été choisi dans un premier temps à cause des nombreuses données disponibles, suite aux études de Remond et al. (1990) et à la thèse de F. Gervais (1993).

Ces carrières se situent sur la commune de Comblanchien (Côte d’Or, France) à 15 km au nord de Beaune (Figure 1). Elles se trouvent à la limite de deux domaines géologiques distincts, délimités par un accident régional N40°E de type faille normale. À l’ouest, se situe la partie orientale du plateau calcaire jurassique du Seuil de Bourgogne, et à l’est la plaine de la Saône qui constitue le fossé d’effondrement de la Bresse. Étant proche de cet accident bordier, le gisement de pierre marbrière de Comblanchien est très fracturé, ce qui pose un problème d’exploitation aux carriers. C’est pour cette raison que le travail de C. Remond et al. (1990) et F. Gervais (1993) a été entamé, afin d’optimiser l’exploitation et d’estimer le volume du gisement.

2.2. LIMITES DE L’EXPLOITATION

Les carrières de Comblanchien sont délimitées par des failles satellites de la faille bordière qui limite le plateau calcaire de l’Arrière Côte de Nuits, dans la direction N40°E-N45°E. Au nord-est, le massif est bordé par la faille des Rocherons et au sud-est par la faille de Corgoloin (Figure 2). Entre ces deux failles, le gisement est découpé en plusieurs compartiments séparés par des failles et des « gueuses ». Ces dernières constituent des faisceaux de fractures ouvertes généralement altérées. La distance totale entre les limites NE et SW du gisement est d’environ 630 m.

Les limites transversales sont constituées au nord-est par les zones faillées de la Combe Saumaise et de la Combe de Villers, prolongement probable de la faille des Courottes (Figure 2). Le front de taille entre ces limites est d’environ 1 km. À l’intérieur de ce massif, les compartiments sont eux-mêmes fracturés.

Dans les carrières, le massif de Comblanchien au sens géologique est entaillé sur environ 40 m de haut. Seul le banc de Comblanchien au sens marbrier, de 5 à 7 m de puissance, est exploité par sciage. Les mort-terrains sus-jacents, appelés découverte et une partie des terrains secondaires, sont exploités en granulat. Cependant, la puissance de la formation du Comblanchien au sens géologique est d’environ 70 m (Figure 3).



Figure 1 - Localisation des carrières de Comblanchien sur le schéma géologique régional

(Gélard, 1978).

m-IV : Miocène à Quaternaire ; o : conglomérats et argiles saumons de l’Oligocène terminal à l’Aquitanien ; js : Jurassique supérieur ; jm : Jurassique moyen ; t,l : Trias et Lias ; d, h, r : Paléozoïque supérieur ; oζ, ζξ : gneiss oeillés, gneiss et micaschistes ; γ : socle granitique. a : tracé de la faille bordière ; b : emplacement des carrières de Comblanchien ; c : pointement de roches éruptives basiques.



Figure 2 - Carte géologique du gisement de Comblanchien (Remond et al., 1990, d’après la carte géologique de Beaune au 1/50 000).

(1) Terrains meubles, alluviaux et colluviaux plio-quaternaires. (2) Marnes et calcaires ferrugineux oxfordiens, faciès « Oolithe ferrugineuse ». (3) Calcaires grenus et marnes du Bathonien sup. et du Callovien, faciès « Dalle nacrée ». (4) Calcaire compact sublithographique du Bathonien sup., faciès « Comblanchien ». (5) Calcaire oolithique Bathonien moy., faciès « Oolithe blanche ». (6) Failles. (7) Front de carrières. (8) Dépôts anthropique. A, B, C, D : situation des différentes exploitations du gisement.



2.3. RÉSEAU DE DISCONTINUITÉS

2.3.1. Plans de stratification

La formation de Comblanchien est constituée de calcaire compact du Bathonien, sublithographique à cassure conchoïdale, dont la porosité est pratiquement nulle (0,5 %). Au niveau des carrières, cette formation est constituée d’un ensemble de bancs de puissance totale de 60 à 70 m compris entre l’Oolithe blanche du Bathonien à la base et la Dalle nacrée du Callovien au sommet constituée par la Pierre de Corton en Bourgogne (Figure 3-A).

Figure 3 - A. Coupe lithologique synthétique du massif calcaire de Comblanchien (Remond et al., 1990). B. Sous-bancs ou bancs carriers exploités au niveau du Comblanchien au sens

carrier et situation des carreaux d’observation (Gervais, 1993).



Les bancs ont une puissance d’environ 5 à 10 m. Dans la partie médiane de la formation se situe le banc de Comblanchien des carriers (Figure 3-A), d’épaisseur 5 à 7 m. Ces bancs sont également découpés en sous-bancs de puissance métrique et repérés par des numéros qui permettent l’exploitation en dalle du gisement (Figure 3-B). Les bancs sont sub-horizontaux avec un léger pendage vers le nord-est.

Le long des parements de la carrière, l’extension verticale des fractures est caractérisée de trois manières :

- les fractures s’amortissent dans le sous-banc (ou banc carrier) ;

- les fractures butent sur le premier plan de stratification rencontré ;

- les fractures recoupent la totalité des sous-bancs.

En fait, les fractures de type 1 et 2 (c’est-à-dire limitées aux sous-bancs) ne sont présentes que dans le banc-carrier n° 10 (Figure 3-B) et traduisent une sur-fracturation observée au niveau du carreau n° 1 par F. Gervais (1993). En revanche, aucune information n’est donnée concernant l’extension au-delà des sous-bancs, c’est-à-dire à l’échelle des bancs et de la formation complète.

Pour les modèles, nous considérerons la totalité de la formation de Comblanchien d’épaisseur 70 m, découpée par des plans de stratification horizontaux formant neuf bancs d’environ 7 m d’épaisseur. Les fractures n’ayant pas d’extension au-delà des sous-bancs ne seront pas considérées dans le modèle, puisqu’elles ne sont observées qu’au niveau d’un de ces sous-bancs.

2.3.2. Type de fractures et ouvertures

À l’échelle des carrières, différents types de fractures ont été observées (Remond et al., 1990) :

Nombre de mesures - failles normales 108 26 %

- diaclases 9 2 %

- fentes de tension 198 48 %

- failles inverses 80 19 %

- décrochements dextres et senestres 18 4 %

TOTAL 413 99 %

Les discontinuités de types failles normales, diaclases et fentes de tension représentent la majeur partie des structures (76 %). Ce sont des fractures ouvertes présentant des enduits ferromagnésiens, des remplissages argileux et des cristallisations de calcite.



Les failles inverses et les décrochements sont des fractures fermées, mais la plupart s’est ouverte sous l’effet d’un rejeu distensif postérieur sur lequel se sont superposés des phénomènes de décompression de versant.

2.3.3. Famille de fractures

a) À l’échelle du front de taille

Dans un premier temps, la fracturation a été étudiée à l’échelle des carrières par Remond et al. (1990). Les fractures de direction N40°E-N50°E (f1) sont les mieux exprimées et les plus intensément réparties (Figure 4). Cette direction correspond à la direction régionale des failles cartographiques. Ces fractures sont associées avec des fractures de direction N140°E-N170°E (f3), avec lesquelles elles forment des dièdres (Figure 4).

Ces familles majeures sont accompagnées par des familles plus diffuses de direction N10°E-N30°E (f2) et N110°E-N120°E (f4). Deux autres familles de moindre importance peuvent également être distinguées : N160°E-N170°E (f5) et N70°E-N80°E (f6).

Toutes les fractures relevées sont pratiquement verticales.

Figure 4 - Distribution des directions de diaclases (198 données) mesurées sur le front de taille des carrières de Comblanchien (Remond et al., 1990).



b) À l’échelle du banc

L’analyse à l’échelle du banc a été réalisée sur le chantier d’exploitation au niveau de trois carreaux horizontaux (Figure 3) et de onze parements verticaux au fur et à mesure de l’avancement de l’extraction de la roche, afin d’avoir une approche 3D du réseau de fracture (Gervais, 1993).

Comme à l’échelle de la carrière, les fractures sont toutes subverticales. L’analyse de la fracturation le long des parements montre que la plupart des fractures recoupe les sous-bancs.

Sur les carreaux, les fractures ont été cartographiées de façon précise permettant d’avoir une image exacte du réseau de fractures (Gervais, 1993 ; Figure 5).

L’analyse structurale montre qu’il y a une équivalence entre les trois carreaux du point de vue du schéma du réseau de fractures. Cependant, il apparaît une bande sur-fracturée de direction N40°E sur le carreau 1, mais qui n’affecte pas l’analyse statistique des familles de fracture (Figure 5).

Figure 5 - A. Situation relative des trois carreaux analysés. [1] carreau 1,20 x 16 m, 320 m2, [2] carreau 2, 40 x 32 m, 912 m2, [3] carreau 3, 64 x 48 m, 2 075 m2. Représentation des

fractures relevées sur les carreaux 1 (B), 2 (C) et 3 (D) (Gervais, 1993).



La distribution des orientations de fractures permet de distinguer cinq familles (Figure 6) :

Nombre de mesures - F1 N90°E-N135°E 1 223 34,88 %

- F2 N30°E-N55°E 608 17,34 %

- F3 N135°E-N170°E 676 19,38 %

- F4 N170°E-N10°E 273 7,79 %

- F5 N10°E-N30°E 258 7,36 %

- Reste N55°E- N95°E 468 13,35 %

TOTAL 3 506 100 %

Figure 6 - Distribution des directions de fractures sur les trois carreaux. A : carreau 1, B : carreau 2, C : carreau et D : totalité des mesures (Gervais, 1993).



La famille F2 correspond à la famille principale à l’échelle du front de taille (f1) et à l’échelle cartographique. La famille F5 correspond à la famille associée à f1 à l’échelle du front de taille, c’est-à-dire f2.

La famille F1, fortement représentée à l’échelle du banc, est peu représentée à l’échelle du front de taille et absente à l’échelle cartographique.

La famille F3 correspond à la famille f3 à l’échelle du front de taille et est bien exprimée dans les gueuses qui délimitent les carrières.

La famille F4 apparaît comme une famille mineure et pourrait correspondre à la famille f5 présente à l’échelle du front de taille.

La comparaison des deux échelles montre qu’il peut être retenu, pour le modèle de réseau de fractures, les quatre familles principales suivantes :

- F2-f1, F5-f2 et F3-f3 dans la totalité du volume ;

- F1 au niveau des bancs.

F4 et F0 (ou « reste ») peuvent être considérées comme des familles diffuses à l’échelle des bancs (Figure 6).

2.3.4. Hiérarchisation des familles de fractures

À l’échelle du front de taille, il n’y a pas eu d’observation systématique des terminaisons de fractures. Cependant, Remond et al. (1990) rapporte que les familles f1 et f2 sont associées et que f1 forment des dièdres avec f3.

Au niveau de l’analyse des carreaux, Gervais (1993) a réalisé une observation systématique des terminaisons de fracture et mis en évidence une chronologie d’apparition des familles. Ainsi, la plupart des extrémités de fractures bute sur une autre fracture (80 à 90 %). Certaines s’amortissent à l’intérieur du carreau (5 à 20 %) et quelques-unes recoupent entièrement le carreau (2 à 5 %). Il s’agit dans ces deux derniers cas, pour la plupart, des fractures de la famille F2. Cette famille forme des couloirs reliés en relais par des fractures appartenant à la famille F5.

La famille F1 bute contre les couloirs formés par F2 et F5 et la famille F3 bute sur les trois familles précédentes (F2, F5, F1). Le reste des fractures bute sur la première fracture rencontrée.

Gervais (1993) établit la chronologie d’apparition successive des différentes familles de fractures comme suit : F2 anté F5 anté F1 anté F3

2.3.5. Extension des plans de fractures

La cartographie des fractures sur les carreaux a permis de réaliser une étude statistique détaillée des longueurs des fractures (Gervais, 1993).



La famille F2 est constituée des fractures les plus longues, en moyenne deux fois plus longues que les autres fractures (environ 2,5 m). Les fractures des familles F5, F1 et F3 ont des longueurs intermédiaires d’environ 1,5 m, les fractures appartenant à F5 étant en moyenne un peu plus grandes (Tableau 1). Le reste des fractures possède des longueurs plus faibles, d’environ 0,8 m (Tableau 1). Les résultats du carreau 1 sont systématiquement plus faibles que ceux des carreaux 2 et 3, ce qui montre que sa dimension n’était pas adaptée à un échantillonnage correct.

F0 F1 F2 F3 F4 F5 Moy (m) 0,55 0,56 1,17 0,46 0,56 0,77 Carreau 1 e. t. (m) 0,38 0,52 1,06 0,45 0,49 0,67 Moy (m) 0,71 1,45 2,58 1,48 0,90 1,60 Carreau 2 e. t. (m) 0,80 1,95 3,28 2,14 0,74 1,64 Moy (m) 0,91 1,57 2,49 1,27 0,78 1,69 Carreau 3 e. t. (m) 1,36 1,85 2,73 1,65 0,74 3,70

Tableau 1 - Moyenne et écart-type des longueurs des fractures pour chaque famille (Gervais, 1993).

Quel que soit le carreau et la famille considérée, les distributions sont unimodales et asymétriques (Gervais, 1993). Il est alors possible d’ajuster aux distributions expérimentales des longueurs de traces des fractures une loi lognormale, de moyenne et d’écart-type expérimentaux correspondants, avec un risque de 5 %.

2.3.6. Densité de fracture

La densité de fracture n’a été estimée qu’au niveau des bancs et de manière surfacique par la mesure de deux types de variables :

- la longueur cumulée des fractures par unité de surface de 1 m2 ;

- le nombre de centre de fracture par unité de surface de 1 m2.

Dans les deux cas, la densité de fracture est plus élevée sur le carreau 1, alors que les carreaux 2 et 3 sont similaires. Sur le carreau 1, il existe une zone de forte densité de fracture formant une bande de direction N40°E (Figure 5), correspondant à la direction de fracturation régionale. Cette zone sur-fracturée se retrouve par ailleurs sur les autres carreaux à l’aplomb du carreau 1.

Les familles F1 et F2 possèdent les plus importantes densités en termes de longueurs cumulées (Tableau 2). La famille F3 possède une densité intermédiaire et la famille F5 est la moins bien représentée (Tableau 2).

Le calcul de la densité de fracture d’après le nombre de centre par unité de surface montre une contribution de chaque famille différente de celle déterminée par le calcul des longueurs cumulées (Tableau 2). La famille la plus représentée est alors la famille F1, alors que la famille F2 possède une densité intermédiaire sensiblement équivalente à la famille F3. En revanche, la famille F5 est toujours peu représentée (Tableau 2).



Ceci traduit le fait que les fractures de la famille F2 sont de très grandes fractures et sont donc bien représentées par le calcul de la longueur cumulée, mais forcément moins bien représentées en nombre de fractures.

Suivant le carreau et la famille considérée, la distribution des densités, qu’elle soit calculée en longueur cumulée ou en nombre de centres par unité de surface, ne peut être ajustée par une loi statistique théorique (Gervais, 1993). Dans la plupart des cas, la distribution est asymétrique (Tableau 2).

Tableau 2 - Récapitulatif des distributions des longueurs et des densités de fracture (Gervais, 1993).



2.4. MODÈLE CONCEPTUEL

D’après toutes ces données tirées des travaux de Remond et al. (1990) et Gervais (1993), nous pouvons établir un modèle conceptuel de réseau de fractures qui servira de base à la modélisation des écoulements et l’estimation des perméabilités équivalentes (Figure 7 ; Tableau 3).

F2

F5

F1

F3

Figure 7 - Schéma des directions et des successions des familles de fracture mises en évidence sur les carreaux de la carrière de Comblanchien par F. Gervais (1993).



Plans de stratification

8 plans horizontaux à l’intérieur du volume espacé d’environ 7 m

Nombre de famille de fracture

4

Direction des familles de fracture

F2 : N40°E ± 10°E F5 : N20°E ± 10°E F3 : N150°E ± 10°E F1 : N120°E ± 10°E

Inclinaison des fractures

Verticales

Ouverture Toutes les fractures sont ouvertes. Pas d’indications sur le degré d’ouverture.

Extension F2, F5 et F3 recoupent entièrement le massif F1 se limite aux bancs

Hiérarchisation F2 s’amortit dans le massif F5 est en relais avec F2 F3 formant un dièdre avec F2-F5 F1 bute sur les fractures précédentes et les plans de stratification

Longueur Distribution log-normale de moyenne et e.t. expérimentaux (sur carreau 2) : Moyenne Écart-type F2 2,58 m 3,28 m F3 1,48 m 2,14 m F1 1,45 m 1,95 m F5 1,60 m 1,64 m

Densité Nombre de centres de fracture/m2 (sur carreau 2) : Moyenne Écart-type F2 0,09 0,34 F3 0,13 0,43 F1 0,21 0,55 F5 0,06 0,24 Toutes fractures 0,62 1,22 Pas de loi statistique pour cette distribution

Tableau 3 - Tableau de synthèse des données de fracturation relevées sur les carreaux de la carrière de Comblanchien.




3. Réseau de fractures dans le Dogger de Bourgogne. Données de terrain

L’étude réalisée par F. Gervais (1993) apporte de nombreuses données pour la réalisation d’un modèle de réseau de fractures, mais pas suffisamment pour le calcul final de perméabilité équivalente. En effet, il n’est pas fait mention de l’état des fractures du point de vue ouverture, remplissage ou altération. De plus, peu d’indications sont données sur l’extension verticale de ces fractures.

Ainsi, afin de compléter notre connaissance du réseau, une campagne de terrain a été effectuée dans les carrières de Bourgogne, d’une part dans la même carrière de Comblanchien où avait travaillé F. Gervais (1993), et d’autre part dans les autres formations qui constituent le Dogger, c’est-à-dire l’Oolithe blanche et la Dalle nacrée.

3.1. LOCALISATION DES SITES

Les sites de mesures sont tous constitués par des carrières de pierre ornementale ou de granulat en exploitation ou en arrêt temporaire d’exploitation.

Un nombre de six carrières a été visité au niveau de deux secteurs (Figure 8) :

- un premier secteur autour de Beaune, au sud de Dijon, le long de la bordure du fossé d’effondrement de la Bresse ;

- un second secteur plus à l’intérieur du bassin de Paris, au nord-est d’Avallon, près de Ravières dans l’Yonne, au niveau du seuil de Bourgogne.

L’exploitation de ces carrières est partagée par deux sociétés :

- ROCAMAT qui extrait la pierre ornementale dans le Comblanchien et l’Oolithe blanche ;

- CBS (Carrières de Bourgogne Sud) qui exploite les granulats dans le Comblanchien et la Pierre de Corton.

Dans les alentours de Beaune, quatre carrières ont été étudiées : Villers-la-Faye et Comblanchien au niveau du village de Comblanchien, La Serrée à Chaux près de Nuits-Saint-Georges et Chassagne-Montrachet au-dessus du vignoble du même nom.

La carrière de Villiers-la-Faye (Figure 9-A) est une exploitation de petite taille située à l’ouest de la grande carrière de Comblanchien au niveau de la Peute Combe (Figure 2). Les dalles de Comblanchien sont débitées par sciage par la société ROCAMAT. Le front de taille en exploitation ne nous a pas été accessible. En revanche, nous avons pu travailler sur la découverte faite à l’explosif, toujours dans le Comblanchien.



Figure 8 - Localisation des sites d’étude sur la carte géologique de la France au million.

La grande carrière de Comblanchien (Figure 9-B) est exploitée par plusieurs sociétés se partageant les secteurs et le type de matériau. Nous avons choisi de travailler au niveau des paliers de découvertes dégagés à l’explosif pour le granulat par la société CBS. Évidemment, la carrière a évolué au cours des années d’exploitation et nous avons essayé de nous situer au plus proche du secteur d’étude de Gervais (1993) dans le Comblanchien. Nous nous sommes également intéressés à la formation sus-jacente, dite Pierre de Corton, qui est l’équivalent de la Dalle nacrée du Bassin parisien.

La carrière de la Serrée à Chaux (Figure 9-C) est essentiellement exploitée pour les granulats par la société CBS. Elle est située à 3 km à l’ouest de Nuits-Saint-Georges, sur le versant sud des Gorges de la Serrée. Il s’agit d’une grande carrière à cinq paliers recoupant les calcaires de Comblanchien, à partir de la zone dolomitisée, jusqu’au sommet de la Pierre de Ladoix marquée par le niveau d’Oolithes ferrugineuses (ou ROI, repère oolithique inférieur), surface présente sur pratiquement l’ensemble du Bassin parisien. Nous avons principalement travaillé au niveau de la formation de la Pierre de Ladoix et fait quelques mesures et observations dans le Comblanchien.

Enfin, au sud de Beaune, se situe la carrière de Chassagne-Montrachet (Figure 9-D), exploitée par ROCAMAT pour les pierres ornementales par sciage dans l’Oolithe



blanche. L’activité de cette carrière est pour le moment suspendue et les paliers sont difficiles d’accès. Nous n’y avons fait que quelques mesures et des observations.

Figure 9 - Vues générales des carrières étudiées dans le secteur de Beaune. A - Villers-la-Faye. B - Comblanchien. C - La Serrée. D - Chassagne-Montrachet.

Dans le secteur de Ravières, dans l’Yonne, nous nous sommes intéressés à deux carrières de ROCAMAT dont l’activité est momentanément suspendue.

La première, Saint-Nicolas (Figure 10-A), se situe au niveau de la commune de Ravières, au-dessus des entrepôts de ROCAMAT. Il s’agit d’une carrière de taille moyenne dans l’Oolithe blanche qui est exploitée par sciage pour la pierre ornementale.

La seconde, Chassignelles (Figure 10-B), se situe plus au nord-ouest, le long du canal de Bourgogne, au sud du village du même nom. Le Comblanchien y est exploité par sciage pour les pierres ornementales et la découverte est constituée de la Pierre de Corton dégagée à l’explosif.



Figure 10 - Vues générales des carrières étudiées dans le secteur de Ravières. A - Saint-Nicolas. B - Chassignelles.

3.2. MÉTHODES DE MESURE ET DONNÉES ACQUISES

Le long des pans dégagés des carrières, nous avons fait des mesures systématiques des fractures naturelles avec une description complète de chaque fracture en ce qui concerne leur dimension, terminaisons, ouverture, remplissage…

Deux types de profils ont été réalisés :

- des profils unidirectionnels ou peu déviés le long de pans dégagés à l’explosif sur plusieurs dizaines de mètres (Figure 11–A) ;

- des profils multidirectionnels le long de pans exploités par sciage de blocs. Dans ce cas, la direction et la longueur de chaque segments sont mesurées, afin de reconstruire la géométrie de la carrière en 2D.

Dans les deux cas, la position de toutes les fractures recoupant le profil est mesurée le long du décamètre (Figure 11–B). Les orientations des fractures sont mesurées à hauteur d’homme environ et selon un plan moyen (Figure 11–C, E). Cependant, le long des parois sciées, le plan de fracture n’est pas toujours accessible et la mesure de l’orientation n’est pas possible (Figure 11–D).

Leur hauteur approximative est donnée en référence à la hauteur du pan de carrière. Les terminaisons des plans sont également caractérisées le long de la paroi verticale en haut comme en bas de la fracture. On note :

- L : la fracture est limitée par l’affleurement observé. La terminaison de la fracture n’est donc pas visible ;

- B : la fracture s’arrête sur une limite stratigraphique ;

- A : la fracture s’arrête sur une autre fracture. Lorsque cela est possible, le n° de la fracture sur laquelle elle bute est notée ;

- S : la fracture s’atténue dans la roche au sein même d’un banc calcaire.



Figure 11 - Méthode d’analyse des fractures dans les carrières.

A - Mise en place du profil matérialisé par un tridécamètre et mesure de son orientation. B - Mesure de la position de la fracture. C - Mesure de l’orientation de la fracture sur une surface dégagée à l’explosif. D - Fracture sur un surface sciée dont la mesure de l’orientation est impossible. E - Mesure de l’orientation d’une fracture sur une surface sciée. F - Mesure de l’ouverture d’une fracture.

La gouge des fractures est caractérisée en matière d’ouverture et de remplissage (Figure 11-F). La mesure de l’ouverture se faisant généralement perpendiculairement à la paroi, elle est plus facile à réaliser lorsque la carrière est exploitée par sciage que lorsque la paroi est découpée à l’explosif. Il faut cependant noter que cette mesure se fait en surface du massif où la décompression joue un rôle important. Il s’agit donc d’une valeur maximale d’ouverture.

Quant au remplissage minéralogique, il est déterminé macroscopiquement à l’affleurement.



Au total, 289 fractures ont été relevées sur environ 850 m de profil (Tableau 4).

Carrières Exploitant Formation Type d'exploitation Type de collecte Nb fractures Nb orientations Longueur desdes données observées mesurées profil (m)

Villers-la-Faye ROCAMAT Comblanchien Explosif Profil unidirectionnel 18 18 17.5Comblanchien CBS Comblanchien Explosif Profil unidirectionnel 30 30 73.8

Pierre de Corton Explosif Profil unidirectionnel 25 25 86.4La Serrée CBS Pierre de Ladoix Explosif Profil unidirectionnel 16 16 42.5

Comblanchien Explosif + sciage Mesures ponctuelles 9 5Chassagne-Montrachet ROCAMAT Oolithe Blanche Sciage Mesures ponctuelles 4 4Ravières St nicolas ROCAMAT Oolithe Blanche Sciage Profil multidirectionnel 87 44 340.8Chassignelles ROCAMAT Comblanchien Sciage Profil multidirectionnel 90 35 259.1

Pierre de Corton Explosif Profil unidirectionnel 10 9 28.6Toutes carrières Comblanchien 147 88 350.4Toutes carrières Oolithe blanche 91 48 340.8Toutes carrières Dalle nacrée 35 34 115Toutes carrières Toutes formations 289 186 848.7

Bau

neR

aviè

res

Tota

l

Tableau 4 - Sites et données acquises.

3.3. ANALYSE STRUCTURALE

3.3.1. Familles directionnelles

Les mesures d’orientation de fractures dans le comblanchien ont été réalisées dans quatre carrières, dont trois dans le secteur de Beaune (Villers-la-Faye, Comblanchien et La Serrée) et une dans le secteur de Ravières (Chassignelles). La répartition spatiale des orientations est tout à fait similaire dans les quatre carrières (Figure 12). La fracturation des carrières du secteur de Beaune ne semble donc pas être affectée par la faille bordure du fossé de la Saône, par rapport à la carrière de Chassignelles plus à l’intérieur de la plate-forme.

Il apparaît quatre familles principales, similaires aux familles détaillées par Gervais (§ 2.3.3) :

- F1 : N100°E-N135°E ;

- F2 : N20°E-N60°E ;

- F3 : N135°E-N170°E ;

- F4 : N170°E-N20°E.

La famille F2, qui représente la direction cartographique dans la région de Beaune, apparaît plus marquée et individualisée dans ce secteur que dans les mesures faites à Chassignelles.

Dans tous les cas, aucune fracture n’est présente entre les directions N60°E et N100°E.



Villers-la-Faye Comblanchien La Serrée Chassignelles

18 data 30 data 5 data 35 data

Figure 12 - Orientations des fractures relevées dans la formation du Comblanchien. Partie supérieure : représentation stéréographique Schmidt inférieure des plans et pôles de

fracture. Partie inférieure : rosace d’angle de 10°.

Au niveau de l’Oolithe blanche, les fractures relevées dans la carrière de Saint-Nicolas montrent une famille largement dominante entre N130°E et N170°E (F3, 32 fractures). Les autres fractures peuvent être regroupées en trois familles : N170°E-N30°E (F4), N80°E-N130°E (F1), N30°E-N80°E (F2) (Figure 13).

Dans les formations supérieures, Pierre de Corton et Pierre de Ladoix, là encore la famille NW-SE (F3) est bien représentée. À Comblanchien, où le nombre de données est le plus important, nous pouvons distinguer également quatre familles équivalentes aux familles distinguées dans l’Oolithe blanche (Figure 13). Cependant, à Chassignelles, seules les deux familles proche NW-SE sont présentes. Il semble que dans la Pierre de Corton, la proximité de la faille bordière du fossé bressan apporte une fracturation parallèle à la direction régionale NE-SW, au niveau de Comblanchien (Figure 13).

Peu d’indices de hiérarchisation ont pu être relevés sur le terrain. Dans le Comblanchien, les quelques indices confirment la chronologie mise en évidence par Gervais (1993). Au niveau de la carrière de Saint-Nicolas à Ravières dans l’Oolithe blanche, seuls deux indices indiquent que la famille N80°E-N130°E serait plus précoce, mais cela reste à confirmer. Enfin, dans les autres formations, aucun indice n’indique une chronologie d’apparition des fractures.



Comblanchien La SerréeSt Nicolas Chassignelles

Pierre de Corton Pierre de LadoixOolithe Blanche Pierre de Corton

25 data 16 data44 data 9 data

Figure 13 - Orientations des fractures relevées dans les formations de l’Oolithe blanche, la Pierre de Corton et la Pierre de Ladoix. Partie supérieure : représentation stéréographique Schmidt inférieure des plans et pôles de fracture. Partie inférieure : rosace d’angle de 10°.

3.3.2. Extension verticale des fractures

L’extension des fractures le long des parois verticales des pans de carrières a été mesurée de façon approximative. La hauteur totale des pans étant d’environ 10 m, les fractures dont les terminaisons ne sont pas visibles, en haut comme en bas, ont une hauteur d’au moins 10 m et nous pouvons supposer qu’elles traversent la totalité du banc stratigraphique.

Dans le Comblanchien, la distribution des hauteurs de fractures montre un maximum entre 2 et 4 m (Figure 14). Pour les fractures de plus grande dimension, leur distribution est sensiblement équivalente. La distribution globale montre une ressemblance avec une distribution log-normale, comme l’a montré Gervais (1993) dans la même formation (§ 2.3.5.).

Les fractures, dont les deux terminaisons peuvent être observées, sont de façon générale des fractures à faible dimension. Pour les grandes fractures, une, voire les deux terminaisons, n’est pas visible.

La répartition suivant les principales familles directionnelles montre une similitude entre les familles F1, F2 et F4. La famille F3 se distingue par un pic important entre 2 et 4 m et entre 8 et 10 m (Figure 14).



ComblanchienToutes les fractures

0

10

20

30

40

50

60

70

2m0m 4m 6m 8m 10m >10m

No end observableOne end observableBoth end observable

F2 - N20-N60

02

468

10

121416

1820

2m 4m 6m 8m 10m >10m

F4 - N170-N20

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2m

0m

0m 4m 6m 8m 10m >10m

02468

101214161820

2m0m 4m 6m 8m 10m >10m

F1 - N100-N135

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2m0m 4m 6m 8m 10m >10m

F3 - N135-N170

Figure 14 - Histogramme de l’extension verticale des fractures dans le Comblanchien (valeurs des classes en annexe).



Au niveau de l’Oolithe blanche, la distribution des longueurs de fractures montre un maximum entre 8 et 10 m (Figure 15). Excepté ce pic, la distribution les longueurs semble s’assimiler à une loi exponentielle décroissante.

Dans cette formation, aucune fracture présentant les deux terminaisons n’a été observée (Figure 15). Ce sont principalement des fractures ne montrant qu’une seule terminaison qui sont observées, sauf dans le cas de la classe maximale qui est constituée principalement de fractures dont les terminaisons ne sont pas visibles. Cette classe apparaît principalement constituée de fractures appartenant à la famille F3, NW-SE (Figure 15).

Dans la formation de la Pierre de Corton, le nombre de fractures est plus limité que pour les autres formations. Peu de grandes fractures ont été observées (Figure 16). La distribution des longueurs ne suggère aucune loi de distribution connue, mais ceci est principalement dû à peu de données présentes. La plupart des fractures observées présente une seule terminaison visible (Figure 16). Aucune fracture avec deux terminaisons visibles n’a été observée.



F3 - N130-N170

02468

1012141618

2m 4m 6m 8m 10m >10m

F4 - N170-30

02468

1012141618

2m 4m 6m 8m 10m >10m

F1 - N80-N130

02468

1012141618

2m 4m 6m 8m 10m >10m

F2 - N30-N80

02468

1012141618

2m

0m 0m

0m 0m 4m 6m 8m 10m >10m

Oolithe BlancheToutes les familles

02468

101214161820222426283032

2m0m 4m 6m 8m 10m >10m


Figure 15 - Histogramme de l’extension verticale des fractures dans l’Oolithe blanche (valeurs des classes en annexe).



F3 - N130-N170

0

2

4

6

8

10

2m 4m 6m 8m 10m >10m

F1 - N80-N130

0

2

4

6

8

10

2m 4m 6m 8m 10m >10m

F4 - N170-N30

0

2

4

6

8

10

2m 4m 6m 8m 10m >10m

F2 - N30-N80

0

2

4

6

8

10

2m

0m

0m

0m

0m 4m 6m 8m 10m >10m

Pierre de CortonToutes les familles

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2m0m 4m 6m 8m 10m >10m


Figure 16 - Histogramme de l’extension verticale des fractures dans la Pierre de Corton comblanchien (valeurs des classes en annexe).



3.3.3. Densité de fracturation

La densité de fracturation le long de profils unidirectionnels ou multidirectionnels est calculée par le rapport du nombre de fractures observées par la longueur du profil (fract/m).

Dans le Comblanchien, trois profils ont été réalisés dans les deux secteurs. Dans le secteur de Beaune, les profils de Villers-la-Faye et Comblanchien sont unidirectionnels le long respectivement des directions E-W et NE-SW (Figure 17 et Figure 18).

L’échantillonnage à Chassignelles s’est fait le long de plusieurs directions perpendiculaires, ce qui permet d’avoir un échantillonnage bien représentatif (Figure 19).

1234

567

89

10

11121314

15

16

17

1819

2021

22

23 2425

26

2728

2930

0 10 20 30 40 50 60 70

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50ComblanchienComblanchien

10 M0

Figure 17 - Position et direction des fractures le long du profil dans le Comblanchien,

à Comblanchien.



1 23 45 6 7

8

910

1112

131415

1617

18

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

-1

0

12

3

4

-1

0

12

3

4

ComblanchienVillers-la-Faye

2 M0


à Villers-la-Faye.

14

6789

1013 20

29

30 32

34

3638

4447

5253 5556

62

6465

7176777879

81

82

83

848588

0 20 40 60 80 100

-40

-20

0

20

40

-40

-20

0

20

40

ComblanchienChassignelles

20 M0


à Chassignelles.



La densité de fractures dans la carrière de Villers-la-Faye apparaît beaucoup plus élevée (1,029 fr/m) que dans la carrière de Comblanchien pourtant très proche (Figure 20). Cette dernière montre une densité de fractures comparable à celle de Chassignelles, qui se situe pourtant dans un secteur différent. En fait, bien que la carrière de Comblanchien soit proche de la faille bordure du fossé bressan, elle ne semble pas être affectée par une forte fracturation.

En revanche, la carrière de Villers-la-Faye se situe au niveau même du passage de failles régionales satellites de la faille bordière, mentionnées sur la carte géologique (Figure 2 ; Rémond et al., 1985). La direction NE-SW (famille F2) de ces failles régionales est par ailleurs bien représentée dans la carrière de Villers-la-Faye (Figure 20). Elle l’est moins dans la carrière de Comblanchien où la direction du profil parallèle à cette direction régionale peut engendrer un sous-échantillonnage (Figure 17). Les familles F1 et F3 ont une densité similaire dans le secteur de Beaune (Villers-la-Faye et Comblanchien), mais sont moins représentées à Chassignelles (Figure 20). En revanche, la densité de la famille F4 est similaire à Comblanchien et Chassignelles, alors qu’elle est très forte à Villers-la-Faye où le profil d’échantillonnage est perpendiculaire (Figure 18).

Densité de fracturation dans le Comblanchien

1.02

9

0.11

4

0.40

0

0.17

1

0.34

30.40

7

0.14

9

0.10

8

0.12

2

0.02

7

0.34

7

0.03

5

0.01

2 0.06

6

0.02

3

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

Toutes F1 - N100-N135 F2 - N20-N60 F3 - N135-170 F4 - N170-N20

Familles

Den

sité

defr

actu

re

Villers-la-Faye (/m)Comblanchien (/m)Chassignelles (/m)

Figure 20 - Densité de fractures sur les différents sites de Comblanchien.



Au niveau de l’Oolithe blanche dans la carrière de Saint-Nicolas à Ravières, un profil multidirectionnel a permis d’échantillonner un grand nombre de directions (Figure 21). La densité de fractures est très faible (0,255 fr/m) et la famille F3 est la plus représentée (Figure 22). Cependant, il faut noter qu’il s’agit d’affleurements sciés où il n’est pas toujours aisé de mesurer l’orientation des plans de fractures. Dans ce cas, seule la moitié des orientations des fractures observées a pu être mesurée.

12

3

45

6

78

910111213

1415

16

17

24

29

36

41

6263

64

65

66

6768

69

70

71

73

75

76

7778

8081

82

83

8485

86

87

0 20 40 60 80 100

-60

-40

-20

0

20

-60

-40

-20

0

20

Oolithe BlancheSaint Nicolas

20 M0

Figure 21 - Position et direction des fractures le long du profil dans l’Oolithe blanche à Saint-Nicolas.



Densité de fracturation dans l'Oolithe Blanche

0.25

5

0.01

2

0.00

6

0.09

1

0.01

8

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

Toutes F1 - N80-N130 F2 - N30-N80 F3 - N130-N170 F4 - N170-N30

Familles

Den

sité

defr

actu

re(fr

/m)

Figure 22 - Densité de fractures dans la carrière de Saint-Nicolas à Ravières.

Les fractures dans la Pierre de Carton ont également étaient mesurées sur les deux secteurs, Beaune et Ravières, le long de profils de direction similaire (Figure 23 et Figure 24).

1

2

34

56789

10

111213 14

15

16

1819

20

21

22

2324

25

26

0 10 20 30 40 50 60 70

0510

1520

25

3035

40

45

05

10

1520

25

3035

40

45

Pierre de CortonComblanchien

10 M0

Figure 23 - Position et direction des fractures le long du profil dans la Pierre de Corton

à Comblanchien.



1

234

56

7

8

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0

5

10

15

20

0

5

10

15

20

Pierre de CortonChassignelles

2 M0

Figure 24 - Position et direction des fractures le long du profil dans la Pierre de Corton

à Chassignelles.

La densité de fracture dans cette formation est faible, sensiblement équivalente à celle calculée dans l’Oolithe blanche. À Chassignelles, le faible nombre de fractures (10) relevé ne permet pas de faire apparaître toutes les familles, en particulier les familles F2 et F4 (Figure 25).

Il apparaît donc que pour chaque formation, la situation des secteurs d’observation n’influe pas de façon discriminante sur la densité de fracturation. En revanche, la direction des profils apparaît influencer plus significativement l’échantillonnage de certaines directions de fractures sub-parallèles.



Densité de fracturation dans la Pierre de Corton

0.27

8

0.06

9

0.03

5 0.11

6

0.06

9

0.29

6

0.09

6

0.02

6

0.12

2

0.05

2

0.35

0

0.17

5

0.00

0

0.14

0

0.00

0

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

Toutes F1 - N80-N130 F2 - N30-N80 F3 - N130-N170 F4 - N170-N30

Familles

Den

sité

defr

actu

re(fr

/m)

ComblanchienChassignellesComblanchien+Chassignelles

Figure 25 - Densité de fractures dans la Pierre de Corton.

3.3.4. Distances inter-fracturales

Afin de connaître le type d’organisation du réseau de fracture, il faut analyser la distribution linéaire des fractures et la distribution cumulée des espacements entre celles-ci. Une autre approche consiste à calculer le coefficient de variation (CV) défini par le rapport de l’écart-type par la moyenne des espacements entre les fractures (Gillespie et al., 1999). Ce coefficient est utilisé pour déterminer le degré de clustering des fractures échantillonnées le long d’une ligne. Pour une distribution purement exponentielle, le CV est proche de 1, car la moyenne et l’écart-type des espacements sont pratiquement égaux. Pour un système de fracture fortement clusterisé, CV > 1, tandis qu’il devient anti-clusterisé si CV < 1 (Gillespie et al., 1999).

Dans le Comblanchien, les espacements se distribuent sur deux décades avec des courbes similaires à une loi logarithmique ou exponentielle pour les différents sites (Figure 26). Il n’apparaît pas de clusterisation sur la répartition linéaire des fractures, mais plutôt une distribution aléatoire (Figure 26). Ceci est confirmé par un CV proche de 1, équivalent entre les carrières de Comblanchien et Chassignelles, où le nombre suffisant de fractures permet un calcul statistique convenable (Tableau 5). La moyenne des espacements est d’environ 2,5 m avec un écart-type de 2 m (Tableau 5).



0 20 40 60 80

0 4 8 12 16 20 0 100 200 300

Distance (m) Distance (m)

Distance (m)

Comblanchien

0.01 0.1 1 10 100Espacement (m)

1

10

100

1000

Fréq

uenc

ecu

mul

ée

0.1 1 10Espacement (m)

1

10

100


1

10

100

Fréq

uenc

ecu

mul

ée

0.1 1 10 100Espacement (m)

1

10

100

Tous les sites Comblanchien

ChassignellesVillers-la-Faye

Figure 26 - Distribution cumulée des espacements de fractures et répartition linéaire des fractures dans le Comblanchien.



Comblanchien Villiers-la-Faye Chassignelles TOTAL

Moyenne (m) 2.52 1.03 2.92 2.59Ecart-type (m) 1.90 0.60 2.21 2.02

CV 0.75 0.59 0.76 0.78

Tableau 5 - Valeurs statistiques des espacements de fractures dans le Comblanchien.

Au niveau de l’Oolithe blanche, la distribution cumulée des espacements de fractures montre clairement une courbe de type logarithmique (Figure 27). Le CV est également à 1, ce qui indique une distribution purement aléatoire des fractures (Tableau 6). La moyenne et l’écart-type ont une valeur d’environ 4 m (Tableau 6).

0.01 0.1 1 10 100Espacement (m)

1

10

100

Fréq

uenc

ecu

mul

ée

Oolithe BlancheSaint Nicolas

Distance (m)

0 100 200 300

Figure 27 - Distribution cumulée des espacements de fractures et répartition linéaire des fractures dans l’Oolithe blanche.

Saint Nicolas

Moyenne (m) 3.96Ecart-type (m) 4.06

CV 1.02

Tableau 6 - Valeurs statistiques des espacements de fractures dans l’Oolithe blanche.



La Pierre de Corton montre des distributions similaires à celles déterminées dans le Comblanchien (Figure 28). Le CV est également proche de 1 avec des valeurs un peu plus faible que dans le Comblanchien (Tableau 7). En revanche, la moyenne des espacements est plus élevée avec une valeur de 3,4 m et un écart-type de 2 m (Tableau 7).


1

10

100

Fréq

uenc

ecu

mul

ée


1

10

100

Fréq

uenc

ecu

mul

ée


1

10

Pierre de Corton

Tous les sites

Comblanchien Chassignelles

Distance (m) Distance (m)0 10 20 300 20 40 60 80 100

Figure 28 - Distribution cumulée des espacements de fractures et répartition linéaire des fractures dans la Pierre de Corton.



Comblanchien Chassignelles TOTAL

Moyenne (m) 3.46 3.18 3.38Ecart-type (m) 1.99 2.24 2.06

CV 0.58 0.70 0.61

Tableau 7 - Valeurs statistiques des espacements de fractures dans la Pierre de Corton.

3.3.5. Ouverture et remplissage des fractures

L’ouverture et le remplissage des fractures ont été observés à la surface de l’affleurement de façon ponctuelle et ne présagent en rien de leur état à l’intérieur du massif. Il peut exister des phénomènes de karstification dans les calcaires qui peuvent augmenter considérablement le volume de vide de manière localisée (Figure 29). Au niveau de la paroi des carrières, le massif a subi une décompression forte et les fractures possèdent donc une ouverture due à cette décompression d’autant plus forte qu’elles sont parallèles à la face découpée. Excepté le phénomène de karstification, les valeurs d’ouverture mesurées correspondraient donc à des valeurs maximales d’ouverture des fractures.

A B

Figure 29 - Photos d’un karst dans la carrière de Comblanchien. A - Vue générale avec la continuité du karst sur les deux niveaux d’exploitation.

B - Vue rapprochée du karst au niveau inférieur.



Dans le Comblanchien, un tiers des fractures est ouvert (Figure 30). Pour 60 % des fractures ouvertes, l’ouverture n’excède pas 5 mm. La répartition des ouvertures semble se distribuer comme une loi log normale.

La famille F3, qui est la plus représentée, montre une majorité (à 57 %) de fractures ouvertes, avec un maximum de fractures ayant une ouverture inférieur à 5 mm (Figure 30). Les autres familles montrent assez peu de fractures ouvertes.

Comblanchien

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Nb

frac

ture

s

Total Fermées 5mm 10mm 20mm 50mm 100mm 200mm >200mm Total ouvertesToutes (nb) 143 91 31 11 5 4 1 0 0 52Toutes (%) 100.00* 63.64* 59.62** 21.15** 9.62** 7.69** 1.92** 0.00** 0.00** 36.36*F1 (nb) 23 18 3 1 0 0 1 0 0 5F1 (%) 16.08* 78.26* 60.00* 20.00** 0.00** 0.00** 20.00** 0.00** 0.00** 21.74*F2 (nb) 20 18 2 0 0 0 0 0 0 2F2 (%) 13.99* 90.00* 100.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 10.00*F3 (nb) 30 13 7 5 3 2 0 0 0 17F3 (%) 20.98* 43.33* 41.18** 29.41** 17.65** 11.76** 0.00** 0.00** 0.00** 56.67*F4 (nb) 15 11 3 0 1 0 0 0 0 4F4 (%) 10.49* 73.33* 75.00** 0.00** 25.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 26.67*

Figure 30 - Histogramme d’ouverture des fractures dans le Comblanchien. * pourcentage de la totalité des fractures. ** pourcentage des fractures ouvertes.

Contrairement au Comblanchien, l’Oolithe blanche montre une majorité de fractures ouvertes (70 %) (Figure 31). La plupart des ouvertures de fractures n’excède pas non plus 5 mm et aucune ouverture ne dépasse 10 cm. Les familles de fractures minoritaires (F1, F2, F4) possèdent des ouvertures faibles. En revanche, la famille F3 montre des ouvertures jusqu’à 20 mm. La répartition de ces fractures est équivalente à la répartition totale et apparaît suivre une loi log normale (Figure 31).

Les fractures observées dans la Pierre de Corton n’apparaissent qu’à 20 % ouvertes. La plupart des ouvertures est inférieure à 5 mm et seulement deux mesures sont comprises entre 2 et 5 cm (Figure 32).



Oolithe Blanche

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Nb

frac

ture

s

Total 0 5mm 10mm 20mm 50mm 100mm 200mm >200mm Total

Toutes (nb) 87 27 40 17 2 1 0 0 0 60

Toutes (%) 100.00* 31.03* 66.67** 28.33** 3.33** 1.67** 0.00** 0.00** 0.00** 68.97*

F1 (nb) 4 0 4 0 0 0 0 0 0 4

F1 (%) 4.60* 0.00* 100.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 100.00*F2 (nb) 2 0 2 0 0 0 0 0 0 2

F2 (%) 2.30* 0.00* 100.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 100.00*

F3 (nb) 32 11 13 7 1 0 0 0 0 21F3 (%) 36.78* 34.38* 61.90** 33.33** 4.76** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 65.63*

F4 (nb) 6 2 3 1 0 0 0 0 0 4

F4 (%) 6.90* 33.33* 75.00** 25.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 66.67*

Figure 31 - Histogramme d’ouverture des fractures dans l’Oolithe blanche. * pourcentage de la totalité des fractures. ** pourcentage des fractures ouvertes.

Les fractures, qu’elles soient ouvertes ou fermées, montrent parfois un remplissage minéralogique différent de celui de la roche encaissante. Ce remplissage est généralement constitué par le lessivage ou la transformation de la roche suite aux passages de fluide dans les fractures. Nous avons pu ainsi distinguer quatre types de remplissage :

- calcitique provenant de la dissolution et la précipitation du calcium contenu dans la roche calcaire ;

- argileux constituant un produit d’altération ;

- formé de roche broyée présente dans les gouges de failles lorsqu’il y a eu bréchification ;

- formé d’élément de sol issu du lessivage du sol sus-jacent quand la fracture atteint celui-ci.



Pierre de Corton

0

5

10

15

20

25

30

Nb

frac

ture

s

Total 0 5mm 10mm 20mm 50mm 100mm 200mm >200mm Total

Toutes (nb) 35 28 5 0 0 2 0 0 0 7

Toutes (%) 100.00* 80.00* 71.43** 0.00** 0.00** 28.57** 0.00** 0.00** 0.00** 20.00*

F1 (nb) 11 7 3 0 0 1 0 0 0 4

F1 (%) 31.43* 63.64* 75.00** 0.00** 0.00** 25.00** 0.00** 0.00** 0.00** 36.36*F2 (nb) 3 1 2 0 0 0 0 0 0 2

F2 (%) 8.57* 33.33* 100** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 0.00** 66.67*

F3 (nb) 14 13 0 0 0 1 0 0 0 1F3 (%) 40.00* 92.86* 0.00** 0.00** 0.00** 100.00** 0.00** 0.00** 0.00** 7.14*

F4 (nb) 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0

F4 (%) 17.14* 100.00* 0.00*

Figure 32 - Histogramme d’ouverture des fractures dans la Pierre de Corton. * pourcentage de la totalité des fractures. ** pourcentage des fractures ouvertes.

Dans le Comblanchien, 60 % des fractures présentent un remplissage qui est majoritairement constitué de calcite (Figure 33). C’est le cas pour la famille F2, qui constitue la famille présentant le plus grand nombre de fractures avec remplissage (85 %) constitué à 70 % de calcite (Figure 33). La famille F1 montre la plus importante proportion de roche broyée, indiquant la présence de plusieurs failles bréchiques (Figure 33). La famille F3 majoritaire ne présente cependant que 50 % de fractures remplies. Quant à la famille F4, minoritaire, elle reflète l’allure générale des proportions de remplissable avec 60 % de fractures remplies dont 40 % de calcite (Figure 33).



F1 - N100-N13523 data

Argile; 3; 13%

Calcite; 3; 13%

Roche broyée; 5;22%

Sol; 2; 9%

Rien; 10; 43%

F2 - N20-N6020 data

Argile; 2; 10%

Calcite; 14; 70%

Roche broyée; 1;5%

Sol; 0; 0%Rien; 3; 15%

F3 - N135-N17030 data

Argile; 2; 7%

Calcite; 10; 33%


Sol; 0; 0%

Rien; 15; 50%

F4 - N170-N2014 data

Argile; 3; 21%

Calcite; 6; 43%Roche broyée; 0;0%

Sol; 0; 0%

Rien; 5; 36%

Toutes les fractures - 142 data

Argile; 10; 7%

Calcite; 59; 42%


Sol; 5; 4%

Rien; 56; 39%

Comblanchien

Figure 33 - Remplissage des fractures dans le Comblanchien.



F1 - N80-N1304 data

F2 - N30-N802 data

F3 - N130-N17032 data

F4 - N170-N306 data


Oolithe Blanche

Argile; 1; 1%

Calcite; 27; 31%

Roche broyée; 3;3%

Sol; 4; 5%

Rien; 52; 60%

Argile; 1; 3%

Calcite; 11; 34%

Roche broyée; 1;3%

Sol; 1; 3%

Rien; 18; 57%

Argile; 0; 0%

Calcite; 3; 50%

Roche broyée; 0; 0%

Sol; 0; 0%

Rien; 3; 50%

Argile; 0; 0%Calcite; 0; 0%


Sol; 0; 0%

Rien; 1; 50%

Rien; 4; 100%

Figure 34 - Remplissage des fractures dans l’Oolithe blanche.



F1 - N80-N13311 data

F2 - N30-N803 data

F3 - N130-N17014 data

F4 - N170-N306 data


Pierre de Corton

Calcite; 3; 100%

Argile; 0; 0%Calcite; 3; 21%


Sol; 1; 7%

Rien; 4; 29%

Argile; 0; 0%

Calcite; 2; 33%

Roche broyée; 1;17%Sol; 0; 0%

Rien; 3; 50%

Argile; 0; 0%

Calcite; 11; 31%


Sol; 2; 6%

Rien; 12; 34%

Argile; 0; 0%

Calcite; 3; 27%


Sol; 1; 9%

Rien; 4; 37%

Figure 35 - Remplissage des fractures dans la Pierre de Corton.



Bien que la majorité des fractures présentent dans l’Oolithe blanche soit ouverte, celles-ci ne présentent que 40 % de remplissage (Figure 34). La calcite est encore majoritairement présente, mais pas pour toutes les familles. Cependant, seule la famille F3 possède un nombre suffisant de données pour avoir une statistique significative (Figure 34).

La Pierre de Corton possède une majorité de fractures avec remplissage (65 %). L’argile n’est jamais présente et la calcite est en proportion équivalente à la présence de roche broyée (Figure 35). Il existe donc une proportion importante de failles au sein de la Pierre de Corton. Les familles F1 et F3 possèdent une distribution des natures de remplissages équivalente à la distribution globale (Figure 35). Les deux autres familles possèdent peu de données permettant une statistique correcte (Figure 35).

3.4. CONCLUSIONS

En complément de la description détaillée des fractures sur les dalles de la carrière de Comblanchien par F. Gervais, l’étude de terrain a apporté des renseignements sur la hauteur, l’ouverture et le remplissage des fractures. De plus, l’étude sur deux secteurs, l’un proche de la faille bordière du fossé bressan, l’autre au niveau du seuil de Bourgogne, ne montre pas de différences réelles au niveau de la densité et de l’orientation de la fracturation.

L’analyse structurale montre une distribution spatiale équivalente avec les mêmes répartitions de familles : F1 (N100°E-N135°E) ; F2 (N20°E-N60°E) ; F3 (N135°E-N170°E) ; F4 (N70°E-N20°E). La plupart des fractures a une hauteur comprise entre 2 et 4 m avec une seule terminaison visible. L’espacement entre les fractures montre une distribution aléatoire avec une moyenne de 2,5 m et un écart-type de 2 m.

L’ouverture et le remplissage ont pu être notés pour toutes les fractures observées. Dans le Comblanchien, seul 1/3 des fractures sont ouvertes et, pour la plupart, l’ouverture n’excède pas 5 mm. Deux tiers des fractures montrent un remplissage qui est constitué majoritairement de calcite.

L’étude de terrain nous a également permis de collecter des données au niveau de deux autres formations : l’Oolithe blanche et la Pierre de Corton, qui appartiennent avec le Comblanchien à la formation du Dogger.

L’Oolithe blanche est beaucoup moins fracturée que le Comblanchien (0,255 fract/m). La famille F3 prédomine en nombre et en dimension avec des hauteurs entre 8 et 10 m. Les distances inter-fracturales se distribuent de façon aléatoire avec une moyenne et un écart-type de 4 m. Contrairement au Comblanchien et à la Pierre de Corton, les trois quart des fractures observées dans l’Oolithe blanche sont ouvertes. La majorité des ouvertures n’excède pas 5 mm. En revanche, seules 40 % des fractures présentent un remplissage constitué là encore majoritairement de calcite.

La Pierre de Corton est également peu fracturée avec une densité équivalente à l’Oolithe blanche (3 fract/m). La plupart des fractures ne traverse pas tout le banc. La encore, la famille F3 prédomine avec F1, alors que F2 et F4 sont absentes à



Chassignelles. Les espacements se distribuent également de manière aléatoire avec une moyenne de 3,4 m et un écart-type de 2 m. Seules 20 % des fractures sont ouvertes avec une ouverture ne dépassant pas 5 mm pour la plupart. Le remplissage est présent dans 65 % des fractures. Il est constitué environ à part égale entre de la calcite et de la roche broyée.




4. Conclusions

e travail a été réalisé dans le cadre du projet de recherche PICOREF cofinancé par l’ANR sur le stockage du CO2 en formation carbonatée fracturée.

Nous avons donc développé, dans ce rapport, les données de fracturation et leur acquisition qui seront prises en compte dans un second temps par les modèles d’écoulement (Rachez, 2007). Deux échelles et deux niveaux d’échantillonnage ont été pris en compte. Dans un premier temps, une synthèse des travaux de F. Gervais (1993) dans le Comblanchien a été réalisée, apportant un grand nombre de données sur un faible périmètre d’investigation. Ceci a permis de reconstruire un réseau de fractures détaillé à partir des traces de fractures relevées en 2D sur les carreaux horizontaux de la carrière. Cependant, certaines données indispensables aux modèles d’écoulement n’ont pas été notées, puisque, initialement, ces données étaient destinées à réaliser des modèles géométriques.

Nous avons donc, dans un second temps, réalisé une campagne de terrain dans la même carrière de Comblanchien que celle d’où provenaient les données de F. Gervais (1993) et dans un secteur alentour, afin, d’une part, d’acquérir des données concernant les ouvertures et remplissages des fractures et, d’autre part, d’apporter un jeu de données plus complet, mais moins détaillé que celui de F. Gervais (1993) dans les autres formations du Dogger, Oolithe blanche et Dalle nacrée, pour l’appliquer aux modèles d’écoulement.

Les données de F. Gervais (1993) permettent tout de même d’établir un modèle conceptuel comportant quatre familles de fractures subverticales. La famille majoritaire F2 (N40°E), qui correspond à la direction régionale, constitue les plus longues traces qui s’amortissent dans le massif. Une seconde famille géométrique proche, F5 (N20°E) est en relais avec F2. F3 (N150°E) forme un dièdre avec le couple F2-F5. Enfin, une quatrième famille plus minoritaire, F1 (N120°E) s’arrête sur les précédentes et se limite aux bancs de stratification. Par ailleurs, les longueurs des fractures suivent une loi lognormale.

Les mesures d’orientation, faites le long des parements de Comblanchien lors de la campagne de terrain, montrent une distribution similaire : F1 (N100°E-N135°E) ; F2 (N20°E-N60°E) ; F3 (N135°E-N170°E) ; F4 (N70°E-N20°E). Ces familles sont également équivalentes dans les différentes carrières visitées, qu’elles soient proches de la bordure du fossé de la Bresse ou plus éloignées sur la plate-forme bourguignonne. Dans les autres formations du Dogger, les répartitions sont peu différentes. Dans l’Oolithe blanche, la famille F3 (N130°E-N170°E) domine très largement. Les autres familles existent, mais sont peu représentées et de façon équivalente. C’est également le cas dans la Pierre de Corton et la Pierre de Ladoix, mais, dans ce cas, la proximité de la faille bordière influence la distribution des familles et F2, parallèle à la direction régionale de fractures, apparaît plus importante que sur la plate-forme.

C



Sur les carreaux horizontaux, ce sont des densités de fracture surfaciques qui ont été calculées par F. Gervais (1993). Les familles F2 et F1 possédaient la plus grande densité en longueurs cumulées par unité de surface, alors que F5 est la moins représentée. En revanche, le calcul du nombre de centre de fractures par unité de surface montre une valeur intermédiaire pour F2 qui présente des fractures de grande longueur. Il subsiste donc quelques interrogations quant au calcul de densité des fractures. Par ailleurs, leur distribution ne peut être représentée par une loi statistique théorique.

Pour les mesures le long des parements, la densité de fractures a été calculée de manière linéaire sur des profils unidirectionnels ou multidirectionnels. Dans le Comblanchien, seule la carrière de Villers-la-Faye montre une forte densité pour F2. En fait, cette carrière est un peu particulière puisqu’elle est très proche d’une faille satellite à la faille bordière. À Comblanchien, les familles F1, F2 et F3 sont équivalentes, alors qu’à Chassignelles, c’est la famille F3 qui domine. C’est également le cas dans l’Oolithe blanche, malgré une densité générale très faible. Au niveau de la Pierre de Corton, les densités sont également faibles et aucune conclusion ne peut être tirée. Cependant, il apparaît fortement dans ces milieux peu fracturés que la direction d’échantillonnage constitue un biais aux calculs de densité.

En complément à la distribution des fractures, l’analyse des distances interfracturales montre dans tous les cas des valeurs de coefficient de variation proches de 1 qui indique une distribution aléatoire des fractures sans clusterisation.

L’extension verticale des fractures a été estimée le long des parements de carrières mesurant environ 10 m de hauteur et la visibilité des terminaisons a été notée. Dans le Comblanchien, la distribution globale des extensions apparaît montrer une loi log-normale avec un maximum entre 2 et 4 m. Au niveau de l’Oolithe blanche, la distribution est plutôt exponentielle négative avec un maximum entre 8 et 10 m. Le nombre de mesures trop peu important ne permet pas de conclure pour les fractures présentes dans la Pierre de Corton.

L’ouverture des fractures mesurées sur les parements n’excède pas 5 mm. Cependant, 20 à 30 % des fractures présentent une ouverture dans le Comblanchien et la Pierre de Corton. En revanche, les trois quarts sont ouvertes dans l’Oolithe blanche. Le colmatage présent dans les fractures est constitué majoritairement de calcite.

Malgré l’apport de données significatives des mesures en parements, en particulier en ce qui concerne l’ouverture et la nature du remplissage, le problème de la densité de fracture reste posé. En effet, la distribution dans l’espace des fractures, ou plus schématiquement de leur centre constituant leur germe d’extension, est un paramètre crucial pour la modélisation géométrique des réseaux en 3D.



Ce travail a donc permis, dans un premier temps, la synthèse de données anciennes. Dans un second temps, il a également permis de s’approprier les réseaux de fractures et leur organisation dans les roches carbonatées. À partir de cette synthèse, les travaux de modélisation d’écoulement qui s’appuient sur des données structurales, telles que l’orientation, les espacements, les relations entre familles et avec les plans de stratification, en sont facilités. Cependant, l’extension et la forme des fractures restent des paramètres difficiles à appréhender à partir d’observations en affleurement.




5. Remerciements

Je remercie MM. Jouillerot et De March de la société ROCAMAT, ainsi que M. Péqueniot de la société Carrière Bourgogne Sud, pour leur accueil et leur permission de circuler et de travailler en toute liberté dans leurs carrières.

Je remercie également S. Grataloup de m’avoir accompagnée et secondée dans ce travail de collecte des données.




6. Bibliographie

Gélard J.P. (1978) - La fracturation de la Bourgogne méridionale. Essai d’interprétation et implications tectoniques régionales. Rev. Géogr. Phys. et Géol. Dyn. (2), vol. XX, Fasc. 1, p. 5-28.

Gervais D. (1993) - Modélisation géométrique d’un réseau de fractures dans un massif rocheux stratifié. Application aux carrières marbrières de Comblanchien (Côte d’Or, France). Thèse de l’ENSMP.

Gillespie P.A., Johnston J.D., Loriga M.A., Mc Caffrey K.J.W., Walsh J.J., Watterson J. (1999) - Influence of layering on vein systematics in line samples. In: Mc Caffreys K.J.W., Lonergan L. & Wilkinson J.J. (eds) fractures, Fluid flow and Mineralization. Geological Society, London, Special Publications, 155, p. 35-56.

Rachez X. (2007) - Perméabilité équivalente du réseau de fractures dans le Comblanchien de Bourgogne. Rapport BRGM/RP-55470-FR.

Remond C., Blana, J.C., Bigot M. (1985) - Carte géologique de Beaune au 1/50 000. N° 526. Éditions BRGM.

Remond C., Gervais F., Berthiaux A., Bonijoly D., Lebert F., Garnier E., Garcia J.P., Nomati M. (1990) - Étude géologique du gisement calcaire de Comblanchien. Rapport BRGM R 31612 BOU 4S 90, 105 p., 24 fig., 6 ann.




Annexe 1

Listing des mesures de fractures




1 Direction du profil

2 N°

3 Distance (cm)

4 Direction de l'horizontale

5 Plongement

6 Quadrant de plangement

7 Direction de plongement

8 Famille

9 Épaisseur maximale (mm)

10 Nature du remplissage

11 Épaisseur du remplissage maximale (mm)

12 Ouverture maximale (mm)

13 Hauteur (m)

14 Terminaison Bas

15 Terminaison Haut

16 N° de fracture sur laquelle elle bute

17 Nombre de terminaison visible



Carrière Formation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nature_remplissage 11 12 13 14 15 16 17Chassignelles Comblanchien 1 0 16 82 E 106 F4 Calcite 15 5 L L 0Chassignelles Comblanchien 2 215 1 5 L L 0Chassignelles Comblanchien 3 740 3 Broyé 1 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 4 1410 174 88 W 264 F4 Calcite 1 7 S B 2Chassignelles Comblanchien 5 1660 270 5 0.3 2.5 L B 1Chassignelles Comblanchien 6 2520 167 88 E 77 F3 10 Calcite 2 1 7 L B 1Chassignelles Comblanchien 7 3220 148 90 238 F3 50 Broyé+sol 30 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 8 3330 125 90 215 F1 30 Broyé 5 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 9 3550 140 90 230 F3 20 Broyé 5 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 10 4050 147 90 237 F3 10 10 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 11 4210 14 Calcite 5 4 6 L S 1Chassignelles Comblanchien 12 4260 2 Calcite 2 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 13 4340 138 88 E 48 F3 10 Calcite 2 5 3 L A 12 1Chassignelles Comblanchien 14 4490 6 Calcite 1 4 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 15 5180 1 Calcite 1 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 16 5540 30 30 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 17 6190 0.5 Calcite 0.5 5 S S 2Chassignelles Comblanchien 18 6745 0.5 Calcite 0.5 1.5 S S 2Chassignelles Comblanchien 19 6860 0.5 Calcite 0.5 1.5 S S 2Chassignelles Comblanchien 20 6925 154 90 244 F3 22 Calcite 1 20 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 21 7145 9 Calcite 2 5 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 22 7215 0.5 Calcite 0.5 2 L S 1Chassignelles Comblanchien 23 7345 0.5 Calcite 0.5 1.5 L S 1Chassignelles Comblanchien 24 7475 0.5 Calcite 0.5 1.5 S S 2Chassignelles Comblanchien 25 7535 1 Calcite 1 3 S B 2Chassignelles Comblanchien 26 7885 1 Calcite 1 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 27 8590 0.5 Calcite 0.5 1 S S 2Chassignelles Comblanchien 28 9020 1 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 29 9060 166 88 W 256 F3 22 Calcite 1 20 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 30 9100 155 90 245 F3 10 10 3 L S 1Chassignelles Comblanchien 31 9195 10 Sol 10 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 32 9325 26 90 296 F2 4 Calcite 4 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 33 9375 15 Sol 15 6.5 L A 1Chassignelles Comblanchien 34 9505 145 78 W 235 F3 10 10 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 35 9845 7 Calcite 1 5 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 37 10355 3 3 2 L A 38 1Chassignelles Comblanchien 38 10435 160 90 250 F3 14 Calcite 2 10 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 38 9945 16 70 E 106 F4 5 5 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 39 10515 3 3 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 40 10825 1 4 L S 1Chassignelles Comblanchien 41 11095 1 1.5 S S 2Chassignelles Comblanchien 42 11325 1 Calcite 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 43 11355 1 1.5 S S 2Chassignelles Comblanchien 44 11395 161 90 251 F3 15 15 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 45 11555 10 10 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 46 12255 10 1.5 L B 1Chassignelles Comblanchien 47 12285 115 86 S 205 F1 Calcite 3 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 48 12395 14 Calcite 2 10 9 L L 0Chassignelles Comblanchien 49 12515 70 Calcite 10 50 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 50 12675 Calcite 1 3 L S 1Chassignelles Comblanchien 51 13095 1 1 2 L L 0Chassignelles Comblanchien 52 13285 145 60 E 55 F3 200 Broyé 50 3.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 53 13355 178 87 E 88 F4 35 Calcite 10 15 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 54 13585 1 1.5 L S 1Chassignelles Comblanchien 55 13905 16 90 286 F4 75 Calcite géodique 35 5 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 56 14315 35 90 305 F2 3 Calcite 1 1 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 57 14390 3 3 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 58 14760 1Chassignelles Comblanchien 59 14820 5 5 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 60 15220 1 1 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 61 15270 1 2 L S 1Chassignelles Comblanchien 62 16010 133 89 N 43 F1 12 Calcite 1 10 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 63 17950 1 Calcite 1 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 64 18060 160 90 250 F3 12 Calcite 1 10 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 65 18480 140 82 N 50 F3 5 Calcite 1 3 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 66 18820 0.5 Calcite 0.5 1.5 S S 2Chassignelles Comblanchien 67 18870 0.5 Calcite 0.5 1.5 L S 1Chassignelles Comblanchien 68 20140 3 3 4 B L 1



Carrière Formation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nature_remplissage 11 12 13 14 15 16 17Chassignelles Comblanchien 69 20890 3 Sol 3 L S 1Chassignelles Comblanchien 70 20910 0.5 Calcite 0.5 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 71 20940 124 80 N 34 F1 2 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 72 20950 1 Calcite 1 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 73 20990 4 Calcite 4 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 74 21020 3 3 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 75 21310 5 5 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 76 21450 130 84 N 40 F1 5 5 4 L L 0Chassignelles Comblanchien 77 21610 125 70 N 35 F1 Broyé 1 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 78 21850 120 83 N 30 F1 5 Sol 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 79 21960 108 83 N 18 F1 5 Sol 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 80 22510 1 Broyé 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 81 23050 175 90 265 F4 1 3 S B 2Chassignelles Comblanchien 82 23860 148 87 N 58 F3 3 3 1.5 L B 1Chassignelles Comblanchien 83 24070 38 84 W 308 F2 13 Calcite 5 3 7.5 L L 0Chassignelles Comblanchien 84 24420 143 90 233 F3 1 1 3 L B 1Chassignelles Comblanchien 85 24770 120 90 210 F1 Calcite 1 1 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 86 24800 8 8 5.5 L B 1Chassignelles Comblanchien 87 24850 10 10 6 S L 1Chassignelles Comblanchien 88 24930 137 90 227 F3 2 2 4 L B 1Chassignelles Comblanchien 89 25610 1 Broyé 2 L B 1Chassignelles Comblanchien 90 25960 1 1 L S 1Chassignelles Pierre de Corton 35 1 0 150 83 E 60 F3 30 Broyé 4 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 2 300 158 86 E 68 F3 100 Broyé 4 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 3 420 114 90 204 F1 1 Calcite 1 2 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 4 530 126 90 216 F1 30 Marne, sol 30 2 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 5 700 140 90 230 F3 1 7 L L 0Chassignelles Pierre de Corton 35 6 860 120 90 210 F1 100 2 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 7 1500 160 90 250 F3 50 Marne, sol 50 7 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 8 2300 125 85 E 35 F1 1 1.5 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 9 2340 1 1.5 L B 1Chassignelles Pierre de Corton 35 10 2860 120 86 E 30 F1 7 Calcite 3 1 3 L B 1Comblanchien Comblanchien 50 1 60 105 81 S 195 F1 10 argile 11 L L 0Comblanchien Comblanchien 50 2 400 130 78 S 220 F1 1 3 S S 2Comblanchien Comblanchien 50 3 690 135 83 S 225 F1 1 4 S S 2Comblanchien Comblanchien 50 4 620 165 78 W 255 F3 1 4 S S 2Comblanchien Comblanchien 50 5 1110 140 83 W 230 F3 50 8 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 6 1210 105 83 S 195 F1 1 3 S S 2Comblanchien Comblanchien 50 7 1280 110 89 S 200 F1 1 argile 5 L A 1Comblanchien Comblanchien 50 8 1300 140 80 S 230 F3 1 argile 3 S S 2Comblanchien Comblanchien 50 9 1540 145 88 S 235 F3 200 calcite + broyé 10 L B 1Comblanchien Comblanchien 50 10 1750 30 82 E 120 F2 10 calcite 3 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 11 2010 135 75 S 225 F1 10 broyé 2 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 12 2110 157 83 W 247 F3 1 2 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 13 2300 155 85 W 245 F3 1 2 S S 2Comblanchien Comblanchien 50 14 2390 140 88 W 230 F3 1 1.5 S S 2Comblanchien Comblanchien 50 15 2410 44 80 E 134 F2 10 calcite 5 4 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 16 3030 120 82 S 210 F1 50 broyé 10 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 17 3200 35 83 E 125 F2 10 calcite 4 7 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 18 4080 153 86 W 243 F3 1 6 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 19 4260 125 85 S 215 F1 70 broyé 70 8 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 20 4460 112 90 202 F1 2 6 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 21 4470 30 88 E 120 F2 10 calcite 3 5 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 22 5250 125 83 S 215 F1 1 2 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 23 5430 168 87 E 78 F3 5 5 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 24 5500 40 88 E 130 F2 10 calcite 2 2 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 25 6050 25 89 E 115 F2 5 calcite 1 4 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 26 6900 128 82 S 218 F1 1 3 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 27 6965 1 62 E 91 F4 1 4 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 28 7060 172 63 E 82 F4 3 argile 3 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 29 6980 54 76 E 190 F2 10 calcite 5 3 L S 1Comblanchien Comblanchien 50 30 7380 34 84 S 124 F2 10 calcite 1 4 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 0 0 100 76 S 190 F1 200 1 10 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 1 60 40 73 E 130 F2 10 Calcite 1 3 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 2 670 153 84 E 63 F3 1 2.5 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 3 930 85 85 S 175 F1 30 Broyé 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 4 1240 8 82 E 98 F4 2 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 5 1530 167 87 E 77 F3 1 3 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 6 1720 140 87 N 50 F3 50 Broyé 4 L B 1



Carrière Formation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nature_remplissage 11 12 13 14 15 16 17Comblanchien Pierre de Corton 55 7 1880 156 87 E 66 F3 1 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 8 2030 137 90 S 227 F3 50 Broyé 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 9 2260 140 85 W 230 F3 50 Broyé 10 L L 0Comblanchien Pierre de Corton 55 10 2910 173 81 E 83 F4 1 2 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 11 2970 173 81 E 83 F4 50 Broyé 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 12 3015 147 90 237 F3 5 Calcite+rouge 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 13 3190 24 85 S 114 F4 10 Calcite 1 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 14 3490 100 76 S 190 F1 1000 Fracturé 10 L L 0Comblanchien Pierre de Corton 55 15 3910 159 84 E 69 F3 200 Fracturé 10 L L 0Comblanchien Pierre de Corton 55 17 5000 110 83 S 200 F1 50 Fracturé 4 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 18 5050 125 86 S 215 F1 2 Calcite 1 0.5 10 L L 0Comblanchien Pierre de Corton 55 19 6000 65 72 S 155 F2 10 Calcite 1 1.5 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 20 6500 40 73 S 130 F2 10 Calcite 1 2 3 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 21 7280 140 79 W 230 F3 5 Calcite 2 2 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 22 7440 162 86 E 72 F3 150 Calcite 2 3 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 23 7980 90 81 S 180 F1 150 1.7 L S 1Comblanchien Pierre de Corton 55 24 8380 0 89 W 270 F4 150 3 L B 1Comblanchien Pierre de Corton 55 25 8640 15 81 E 105 F4 5 Calcite 3 L B 1La Serrée Comblanchien 1 1 17 88 W 287 F4 1 Calcite 1 35 L B 1La Serrée Comblanchien 2 2 28 89 W 298 F2 5 Calcite 5 35 L B 1La Serrée Comblanchien 3 3 33 86 W 303 F2 5 Calcite 5 35 L B 1La Serrée Comblanchien 4 4 140 88 E 50 F3 5 Calcite 5 35 L B 1La Serrée Comblanchien 5 5 114 85 W 204 F1 35 L B 1La Serrée Pierre de Ladoix 0 -?? 126 88 N 36 Sol 5La Serrée Pierre de Ladoix 60 1 0 160 80 W 250 5 Sol+marnes 0 7 L B 1La Serrée Pierre de Ladoix 60 2 430 123 82 W 213 10 Sol 10 5.5 S B 2La Serrée Pierre de Ladoix 60 3 940 162 82 W 252 150 Broyé 4 L S 1La Serrée Pierre de Ladoix 60 4 1300 146 86 E 56 10 Sol 9 L L 0La Serrée Pierre de Ladoix 60 5 1100 10 88 W 280 10 Sol 1.5 S A 4 2La Serrée Pierre de Ladoix 60 6 1370 158 77 E 68 1 1 4 B S 2La Serrée Pierre de Ladoix 60 7 2530 100 79 N 10 10 Sol 10 9 L L 0La Serrée Pierre de Ladoix 48 8 3090 148 88 E 58 2 Sol 2 4.5 L S 1La Serrée Pierre de Ladoix 48 9 3280 147 87 E 57 1 Sol 1 3 S S 2La Serrée Pierre de Ladoix 48 10 3290 132 85 E 42 1 Sol 1 8 S S 2La Serrée Pierre de Ladoix 48 11 3530 125 76 N 35 1 9 L L 0La Serrée Pierre de Ladoix 48 12 3860 150 90 240 300 Broyé 6 L S 1La Serrée Pierre de Ladoix 48 13 3950 124 82 N 34 9 L L 0La Serrée Pierre de Ladoix 48 14 4100 134 82 N 44 2 Précipitation blanche 1 0.4 3.5 L S 1La Serrée Pierre de Ladoix 48 15 4250 140 86 S 230 300 Broyé 7.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 1 0 20 86 E 110 F4 50 Calcite 20 7 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 2 240 145 77 E 55 F3 1 0.2 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 3 580 137 81 S 227 F3 10 10 4 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 4 1010 131 88 E 41 F3 10 10 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 5 1120 149 90 239 F3 10 Calcite 1 10 9 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 6 1220 30 75 W 300 F4 5 5 3 L A 7 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 7 1490 118 90 208 F1 5 5 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 8 1640 138 82 E 48 F3 2 2 6 L A 7 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 9 2720 162 85 E 72 F3 4 4 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 10 2820 158 82 E 68 F3 2 2 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 11 2840 157 89 E 67 F3 1 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 12 2860 156 90 246 F3 1 1.3 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 13 2920 158 90 248 F3 10 10 7.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 14 2950 160 86 W 250 F3 1 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 15 3000 145 86 W 235 F3 2 Calcite 1 1 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 16 3140 120 84 E 30 F1 1 1 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 17 3370 148 88 W 238 F3 10 Calcite 5 2 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 18 3430 5 5 2 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 19 3685 4 Calcite 4 6.5 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 20 3975 10 Calcite 10 9 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 21 4110 3 3 4 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 22 4135 2 2 2.5 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 23 4230 6 6 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 24 4650 165 90 255 F3 12 Calcite 1 10 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 25 5345 2 Calcite 2 5 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 26 5735 50 50 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 27 6155 10 Calcite 10 5 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 28 6215 10 Calcite 10 5 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 29 6435 150 86 W 240 F3 10 Calcite 1 8 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 30 6665 10 10 1.5 L B 1



Carrière Formation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nature_remplissage 11 12 13 14 15 16 17Saint Nicolas Oolithe Blanche 31 12985 5 5 13 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 32 13015 1 1 1 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 33 13105 3 Calcite 3 13 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 34 13215 20 20 2 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 35 13475 1 1 7 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 36 13605 154 79 W 244 F3 2 Argile 2 13 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 37 15005 5 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 38 15155 1 Calcite 1 2 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 39 15210 4 4 2 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 40 15240 1 Calcite 1 4 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 41 16385 65 90 335 F2 10 Broyé 10 3 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 42 17580 10 10 3 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 43 17695 5 5 2 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 44 18740 0.5 0.5 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 45 18960 1 0.5 4 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 46 19000 1 Calcite 1 4 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 47 19001 10 Sol 10 10 7 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 48 19050 10 Sol 10 10 6 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 49 19080 2 2 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 50 19110 1 2 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 51 19930 5 Broyé 5 1.5 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 52 20920 5 5 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 53 21310 3 3 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 54 21560 3 3 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 55 21568 3 3 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 56 21635 0.5 Calcite 0.5 4 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 57 22215 1 Calcite 4 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 58 23275 10 10 6 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 59 23525 10 10 4 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 60 23785 3 3 9 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 61 24205 1 1 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 62 24675 141 85 W 231 F3 5 Calcite 1 3.5 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 63 24735 143 88 W 233 F3 3 Calcite 3 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 64 24775 160 90 250 F3 30 Broyé 5 5.5 L A 65 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 65 24955 144 82 W 234 F3 3 5.5 L A 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 66 25225 90 76 S 180 F1 1 1 3 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 67 25375 15 89 W 285 F4 10 Calcite 5 1.5 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 68 25395 163 88 W 253 F3 1 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 69 25495 90 74 S 180 F1 1 1 6 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 70 25675 142 87 W 232 F3 5 5 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 71 26045 10 90 280 F4 10 10 7 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 72 26540 8 Sol 8 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 73 31690 162 84 W 252 F3 5 5 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 74 31740 1 Calcite 1 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 75 31850 153 90 243 F3 4 Calcite 1 4 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 76 31910 161 88 W 251 F3 4 Altération 1 2 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 77 31920 155 85 E 65 F3 2 Altération 0.5 1 8 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 78 32760 48 90 318 F2 2 2 4 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 79 32930 0.5 Calcite 0.5 0.8 L S 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 80 32970 150 87 W 240 F3 50 Calcite 1 1 10 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 81 33040 140 77 W 230 F3 1 0.8 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 82 33310 143 88 E 53 F3 2 Calcite 2 4.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 83 33380 140 88 W 230 F3 1 1 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 84 33560 152 82 E 62 F3 20 Sol 20 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 85 33730 5 90 275 F4 1 1 1.5 L B 1Saint Nicolas Oolithe Blanche 86 33910 158 86 W 248 F3 12 Calcite 1 10 10 L L 0Saint Nicolas Oolithe Blanche 87 34080 18 90 288 F4 21 Calcite 10 1 10 L L 0Villers-la-Faye Comblanchien 90 1 0 54 87 S 144 F2 50 Broyé 50 5 L L 0Villers-la-Faye Comblanchien 90 2 80 54 83 S 144 F2 5 2 S L 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 3 70 49 86 S 139 F2 1 1 S L 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 4 180 25 87 E 115 F2 10 Argile 5 L L 0Villers-la-Faye Comblanchien 90 5 210 6 86 E 96 F4 2 Argile 1.5 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 6 410 150 81 E 60 F3 1 3 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 7 540 119 80 S 209 F1 1 1.5 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 8 520 52 88 E 142 F2 1 0.5 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 9 690 125 83 E 35 F1 2 Argile 3 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 10 850 175 90 265 F4 5 5 L L 0Villers-la-Faye Comblanchien 90 11 1000 138 83 W 228 F3 2 Argile 3 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 12 1000.1 0 88 W 270 F4 4 Argile+calcite par endroit 5 A L 11 1



Carrière Formation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nature_remplissage 11 12 13 14 15 16 17Villers-la-Faye Comblanchien 90 13 1200 165 86 E 75 F3 3 Calcite 4 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 14 1250 3 90 273 F4 20 Calcite+Argile 5 L L 0Villers-la-Faye Comblanchien 90 15 1170 50 80 S 140 F2 1 Calcite 0.5 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 16 1370 5 83 W 275 F4 30 Calcite+broyé+Argile 5 L L 0Villers-la-Faye Comblanchien 90 17 1550 23 88 W 293 F2 1 Argile 3 L S 1Villers-la-Faye Comblanchien 90 18 1750 10 90 280 F4 1 4 L S 1



Annexe 2

Valeurs des histogrammes de longueurs




Famille 1 Both end observable One end observable No end observable Total≤2m 0 3 0 3≤4m 3 5 3 11≤6m 0 2 0 2≤8m 0 1 2 3≤10m 0 1 1 2>10m 0 1 1 2Total 3 13 7 23Moyenne (m) 3.33 6.73 6.71 6.28Ecart-type (m) 0.44 5.05 2.33 3.83

Famille 2 Both end observable One end observable No end observable Total≤2m 0 5 0 5≤4m 0 7 0 7≤6m 0 1 2 3≤8m 0 1 2 3≤10m 0 0 0 0>10m 0 2 0 2Total 0 16 4 20Moyenne (m) 7.06 6.25 6.90Ecart-type (m) 6.98 1.25 3.09



Toutes les fractures Both end observable One end observable No end observable Total≤2m 9 20 1 30≤4m 7 39 14 60≤6m 1 9 7 17≤8m 1 5 8 14≤10m 0 2 13 15>10m 0 5 1 6Total 18 80 44 142Moyenne (m) 2.69 5.68 6.38 5.51Ecart-type (m) 1.19 4.12 2.11 3.32

Comblanchien






Famille 4 Both end observable One end observable No end observable Total≤2m 0 0 0 0≤4m 0 2 0 2≤6m 0 0 0 0≤8m 0 0 0 0≤10m 0 0 0 0>10m 0 0 0 0Total 0 2 0 2Moyenne (m) 3.31 3.50Ecart-type (m) 0.50 0.50

Toutes les fractures Both end observable One end observable No end observable Total≤2m 0 20 2 22≤4m 0 13 2 15≤6m 0 8 2 10≤8m 0 4 3 7≤10m 0 2 28 30>10m 0 0 3 3Total 0 47 40 87Moyenne (m) 3.63 8.94 6.07Ecart-type (m) 1.94 2.00 3.29

Oolithe Blanche







Toutes les fractures Both end observable One end observable No end observable Total≤2m 0 9 0 9≤4m 0 19 0 19≤6m 0 0 0 0≤8m 0 1 1 2≤10m 0 1 4 5>10m 0 0 0 0Total 0 30 5 35Moyenne (m) 3.36 9.40 4.22Ecart-type (m) 1.16 0.96 1.97

Pierre de Corton

Centre scientifique et technique

Département géothermie 3, avenue Claude-Guillemin

BP 36009 – 45060 Orléans Cedex 2 – France – Tél. : 02 38 64 34 34

Documents

Réseau de fractures dans le Dogger de Bourgogne …infoterre.brgm.fr/rapports/RP-54955-FR.pdf · Le but de la présente étude est donc de caractériser la fracturation des analogues