BRGM

SYNDICAT MIXTE D'ETUDE POURL'AMELIORATION DE LA QUALITE DES EAUXPOUR LA DISTRIBUTION PUBLIQUE POUR LA

REGION CHAMPAGNE BERRICHONNE DUSUD-EST DE BOURGES

RECHERCHE D'EAU DANS LE DOGGER

AU SUD DE DUN-SUR-AURON (CHER)

Par

Cl. MARTINS

Avec la collaboration de C. LEGER87 SGN 381 CEN JUIN 1987

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES

SERVICE GEOLOGIQUE REGIONAL-CENTREAvenue de Concyr- BP 6009

45060 ORLEANS CEDEXTnl. RA T7 11

TABLE DES MATIERES

RESUME

1 - INTRODUCTION 1

1.1 - BUT DE L ' ETUDE 11.2- OBJET DE L ' ETUDE 1

1 .3 - DELIMITATION DE L ' ETUDE 2

2 - GEOLOGIE 4

2.1 - DESCRIPTION DE LA STRATIGRAPHIE ET DU FACIES 4

2.2- COMMENTAIRES 8

3 - ETUDE DES PHOTO-AERIENNES ET DE L'IMAGE LANDSAT 10

4 - PIEZOMETRIE 1979 15

4.1 - PIEZOMETRIE 154.2 - LA RELATION ENTRE LA PIEZOMETRIE ET LES DIRECTIONS

TECTONIQUES 154.3 - LA RELATION ENTRE LES DIRECTIONS TECTONIQUES ET LES

ALIGNEMENTS DES SOURCES 16

5 - PIEZOMETRIE 1987 17

6 - PROSPECTION GEOPHYSIQUE 18

7 - CONCLUSIONS 21

LISTE DES FIGURES

FIGURE 1 : Plan de s i tua t ion de la zone d'étude (échelle : 1/250.000)FIGURE 2 : Esquisse géologique (échelle : 1/200.000)FIGURE 3 : Linéaments vus en photo aérienne (échelle 1/50.000)FIGURE 4 : Carte des principaux linéamentsFIGURE 5 : Linéaments vus en photo aérienne et linéaments d'image Landsat

PLANCHE HORS TEXTE : Carte piézométrique des calcaires jurassiques supérieurset moyens (échelle à 1/25.000)

SYNDICAT MIXTE D'ETUDE POUR L'AMELIORATION DE LA QUALITE DES EAUX

POUR LA DISTRIBUTION PUBLIQUE POUR LA REGION

CHAMPAGNE BERRICHONNE DU SUD-EST DE BOURGES

RECHERCHE D'EAU DANS LE DOGGER

AU SUD DE DUN-SUR-AURON (CHER)

S.M.E.E.R.S.E. Auteur : C. MARTINSAvec la collaboratoin de : C. LEGER

87 SGN 381 CEN

RESUME

MODALITES ADMINISTRATIVES

Cette étude a été confiée au SGR/CENTRE par la S.M.E.E.R.S.E. (SyndicatMixte d'Etude pour l'amélioration de la qualité des Eaux pour la distributionpublique pour la Région Champagne Berrichonne du Sud-Est de BOURGES).Marché du 04 mars 1987.

BUT DE L'ETUDE

La qualité des eaux distribuées à DUN-SUR-AURON ne correspond plusaux normes de potabilité fixée par la CEE. Une ressource de substitution estrecherchée.

OBJET

C'est dans ce but que les possibilités aquifères des formations duDogger sont examinées.

Pour ce faire, ont été réalisées :

- une piézométrie exhaustive,- une interprétation des photos aériennes et de l'image Landsat de 1981,- une campagne géophysique de 5 profils.

RESULTAT DE L'ETUDE

II s'avère que les formations du Dogger sont essentiellement marneuses.Dans ce contexte cependant 2 zones apparaissent à l'issue d'investigation(piézométrie, photo-interprétation , sondages électriques) comme plus favorables.

Il était convenu de limiter la campagne de reconnaissance à 2 sonda-ges de 70 m.

Il est recommandé d'exécuter le premier sondage au lieu-dit"l'ancienne écluse", à quelques 6 km au Sud de DUN-SUR-AURON dans la valléede la rivière.

Etant donné l'incertitude qui demeure sur la position des terrainsrencontrés et suivant le faciès des formations bajociennes, il pourra être suggéréde poursuivre la reconnaissance de ce premier sondage au-delà de 70 m.

Le deuxième sondage, fonction des résultats du premier, serait réaliséà "Les Fonds Gauthier", 2 km plus au Sud.

21 pages5 figures1 planche hors texte

1 -.INTRODUCTION

1.1 - BUT DE L'ETUDE

La qualité des eaux prélevées pour l'alimentation en eau potable

de DUN-SUR-AURON va en se dégradant. En particulier, le taux de nitrates de ces

eaux est nettement supérieur à la norme OMS (50 mg/1). Le S.M.E.E.R.S.E.

(Syndicat Mixte d'Etude pour l'amélioration de la qualité des Eaux pour la

distribution publique pour la région Champagne Berrichonne du Sud-Est de

BOURGES) recherche une ressource de substitution , de meilleure qualité.

1.2 - OBJET DE L'ETUDE

Le S.M.E.E.R.S.E. a confié au B.R.G.M., Service Géologique Régional

Centre une étude hydrogéologique afin d'implanter au Sud-Est de DUN-SUR-AURON

un ou deux captages dans cet objectif.

Suivant la qualité et le débit de l'eau donné par ces forages, une

transformation en captage définitif est envisageable.

L'implantation de ces captages devrait intéresser les formations du

Dogger. Il a été convenu préalablement de réaliser :

- une piézométrie exhaustive de la nappe phréatique renseignant

sur les axes de drainage et les gradients,

- une interprétation des photo-aériennes et de l'imagerie

Landsat pour affiner les structures profondes,

- une campagne géophysique pour détecter des différences de

faciès.

- 2 -

1.3 - DELIMITATION DE L'ETUDE (Figure 1)

L'étude porte sur les assises du Dogger (Callovien à Aalénien) situées

au Sud-Est de DUN-SUR-AURON. Ces formations géologiques affleurantes s'enfoncent

sous le Jurassique supérieur de la région. Le secteur étudié a pour axe la

rivière l'Auron de direction SE-NW. Une zone de 3 à 4 km de chaque côté de la

rivière a été retenue comportant du NW au SE la série partant du Jurassique

supérieur et se terminant sur les assises du Lias.

- 3 -

Fig n°1- Plan desituation déta zone d'étude

Echelle: 1/250.000

- 4 -

2 - GEOLOGI E (figure 2)

2.1 - DESCRIPTION DE LA STRATIGRAPHIE ET DU FACIES

Le Dogger du secteur étudié peut se résumer ainsi de bas en haut

de la série.

2.11 - L'AALENIEN SUPERIEUR - BAJOCIEN INFERIEUR ET MOYEN

Ces deux horizons ne pouvant être séparés à cause de la présence d'une

formation plus carbonatée débutant à l'Aalénien et se poursuivant au Bajocien

inférieur.

Latéralement de SAINT AMAND-MONTROND à SANCOINS on passe d'un calcaire

à entroques et calcaire à silex d'une épaisseur de 25 à 30 m à un calcaire à

entroques d'une épaisseur de 10 à 15 m. Tout confondu, on peut estimer de 8 à

10 m l'épaisseur du faciès calcaire de cette formation.

2.12 - BAJOCIEN SUPERIEUR

Cet étage est représenté par une épaisse série marneuse ou calcaréo-

marneuse à petits bancs calcaires. L'épaisseur de cet étage varie de 5 à 10 m.

21.3 - LE BATHONIEN

Le Bathonien est comme l'Aalénien - Bajocien formé de calcaire à la

base et de marnes en partie haute.

- le Calcaire de NERONDES à la base (Bathonien inférieur), gris,

fin, massif à oolithes ferrugineuses. Son épaisseur est au maximum de 20 m à

l'Est, plus vraisemblablement 10 m au droit de DUN-SUR-AURON.

- 5 -

J Fig n°2 - ESQUISSE GEOLOGIQUE

PLACAGES TERÍIAIRE5ET QUATERNAIRES

OXFORDIEN

DOGGER

LIAS

TRIAS

Echelle: 1/200 000e

- 6 -

- les marnes jaunes, avec une puissance de 60 à 80 m sur l'axe

SAINT AMAND-MONTROND - SANCOINS mais qui ne représentent que 10 à 15 m d'é-

paisseur au droit de l'étude.

- les marnes blanches du Bathonien supérieur surmontant les marnes

jaunes, elles sont représentées par un calcaire marneux crayeux blanc sur une

vingtaine de m . Les derniers mètres supérieurs sont franchement calcaires.

2.14 - LE CALLOVIEN

Le passage du Bathonien au Callovien se traduit par la présence du

calcaire spathique, marneux au Nord de COUY et calcaire au Sud. Leur épaisseur

est d'environ 5 m au maximum.

Le Callovien inférieur représenté par des calcaires à oolithes ferru-

gineuses d'épaisseur maximale 1 m mais formant un bon repère stratigraphique.

Le calcaire spathique supérieur, passage du Callovien inférieur au

Callovien moyen formé de calcaire cristallin ou micritique d'une épaisseur

moyenne de 5 à 10 m.

Le Callovien supérieur est représenté par des marno-calcaires dont

l'épaisseur varie de 5 à 15m.

Le Callovien terminal est représenté par des formations à oolithes

ferrugineuses sur environ 1 m d'épaisseur, alternance de niveaux marneux et de

calcaire micritique.

L'ensemble de la description de ces étages peut se résumer sur un

tableau, orienté d'Ouest en Est représentant la limite Sud d'affleurement du

Dogger.

- 7 -

CALLOVIENsupérieur

CALLOVIEN moyenet inférieur

BATHONIENsupérieur

BATHONIEN moyenet inférieur

BAJOCIEN supérieuret moyen

BAJOCIEN inférieurAALENIEN supérieur

ZONE ST AMAND-MONTROND

Marnes à faciès pyriteuxCalcaire argileux

(5 à 15 m)

Marnes et calcairemarneux (10 à 1 5 m)

Calcaire à entroques (5 m)Calcaire oolitique (10 m)

ZONE SANCOINS

Calcaire à oolithesferrugineuses (nombreuseslacunes) (1 à 5 m)

Marnes (10 m)Calcaire à entroques

Marnes blanches(15 à 20 m)

Calcaire oolithique Calcaire fin Calcaire fin de(20 m) Pierre de Charly ? NERONDES (20 m)

(20 m) Calcaire marneuxet marnes (10 m)

Calcaire à entroqueset calcaire à silex

(25 à 30 m)

Calcaire à entroques etCalcaire à silex(25 et 30 m)

Marnes et calcaire mar-neux siliceux(5 à 10 m)

Calcaires a entroques(10 à 15 m)

- 8 -

2.2 - COMMENTAIRES

Aucune campagne géophysique n'a été exécutée à ce jour sur la zone

étudiée. Il existe d'autre part aucun sondage pétrolier profond sur la feuille

547 (DUN-SUR-AURON) qui n'a pas bénéficié encore d'un levé au 1/50.000.

Cependant, la synthèse géologique du Bassin de Paris permet de

dresser un premier bilan quant aux différents faciès rencontrés dans le Dogger.

Tout d'abord le Dogger est "séparé" en 4 séquences comprenant :

- la séquence 1 allant du sommet du Toareien à la base du

Bajocien inférieur,

- la séquence 2 comprenant le Bajocien,

- la séquence 3 comprenant le Bathonien,

- la séquence 4 comprenant le Callovien.

Chaque séquence étant séparée par une discontinuité sédimentaire.

- La séquence 1 est a priori une phase de sédimentation de calcaire

oolithique sans toutefois pouvoir préciser au droit de l'étude le faciès d'une

façon très précise mais vraisemblablement peu épaisse et calcaire.

- Les séquences 1 et 2 d'une puissance totale d'environ 70 m sont pour

une grande partie à faciès marneux, sauf la base de la séquence 1.

- Au sommet de la séquence 3 (Bathonien supérieur), l'alternance des

marnes et calcaires à dominante marneuse est nette et se situe dans le prolonge-

ment du sillon marneux séparant à l'Ouest la plate-forme armoricaine (faciès

calcaire) du lagon central à l'Est (calcaire).

- 9 -

Pour résumer, on peut dire que :

- le Callovien est constitué de marnes et de calcaires

en bancs décimétriques.

- le Bathonien supérieur et moyen des calcaires marneux dans

une grande proportion, le faciès calcaire oolithique de BRUERE-

ALLICHAMPS ayant peu de chance d'être rencontré compte-tenu de la

présence du sillon marneux NW-SE.

- le Bathonien inférieur est calcaires, calcaire fin micritique

(genre pierre d'APREMONT).

- Le Bajocien est constitué de marnes et calcaires alternés.

- L'Aalénien a un faciès de calcaire, mais peu épais.

- 10 -

3 - ETUDE DES PHOTO-AERIENNES ET DE L'IMAGE LANDSAT

Les photographies aériennes concernant le secteur à étudier ont été

analysées.

Il existe trois directions principales de linéaments affectant la

région (figure 3).

Un linéament WSW-ENE passant au Sud de DUN-SUR-AURON affectant la

série des calcaires du Jurassique supérieur et disparaissant au droit des for-

mations oxfordiennes.

Un linéament NNW-SSE plus important de direction armoricaine traver-

sant la série du Jurassique supérieur et se "perdant" au niveau du Bajocien, au

niveau de THAUMIERS.

Un linéament SSW-NNE affectant uniquement le Callovien.

Ces linéaments répartis sur la carte (figure 2) au 1/50.000 doivent

être considérés comme des zones à l'intérieur desquelles des accidents

sont probables, sans toutefois pouvoir définir le sens du rejet. Ils ont été

prolongés (en pointillé) chaque fois qu'aux directions décelées correspondaient

des alignements de sources.

L'image Landsat a permis en 1981 d'apporter de nouvelles données sur

la zone considérée (figure 4 ) .

Un linéament sud-méridien passant à l'Est de DUN-SUR-AURON parallèle

à la faille de SENNELY recoupe l'intégralité des affleurements du Dogger.

- 11 -

Fign°3- Linéaments vus en photo aérienne

Limite du Dogger Echelle: 1/50.000-. . ^StÀRadegonde

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- 12 -

Fi g n°4 - Carte des princi paux linéaments

(image Landsat 1981)

Secteur étudié

5 10 km• i

,/Tv lV

- 13 -

Deux linéaments SE-NW parallèles passant l'un au NE de THAUMIERS,

l'autre passant par BUSSY, la Leux (commune de CHALIVOY MILON).

Un linéament SW-NE passant au SE de LE PONDY faisant partie de l'en-

semble appelé faisceau de COSNE.

En superposant les deux études de linéaments on s'aperçoit que :(cf. figure 5)

- le linéament NNW-SSE déjà vu en photo aérienne se recouvre

avec celui de l'image Landsat,

- par contre, deux autres directions de linéaments viennent

quadriller la zone, le linéament Sud-méridien NS et celui de direction

armoricaine NW-SE.

- 14 -

BoliCft ailles

Linéamentset linéaments d'image Landsat

Echelle-9 1 2 k m

- 15 -

4 - PIEZOMETRIE 1979(planche hors texte)

La piézométrie établie en 1979 lors d'une étude de la Champagne

Berrichonne laisse apparaître :

4.1 - PIEZOMETRIE

Un drainage très accentué par l'Auron.

La nappe s'écoule entre les cotes 215 et 155. Les hydroisohypes sont

très serrées (gradient hydraulique compris entre 1 et 3 % environ) et traduisent

tant au niveau du Dogger que du Jurassique supérieur d'un réservoir aquifère de

faible perméabilité ou à un cloisonnement important.

4.2 - LA RELATION ENTRE LA PIEZOMETRIE ET LES DIRECTIONS TECTONIQUES

L'influence sur la piézométrie apparaît sous forme de dôme piézomé-

trique à écoulements divergents. Le linéament WSW-ENE semble favoriser le

drainage au niveau de DUN-SUR-AURON, à l'Est et à l'Ouest.

Il faut noter sur la feuille NERONDES en ce qui concerne le Dogger,

que la nappe du Bathonien inférieur est captive et alimente les sources captées

par le Syndicat de NERONDES.

Au cours de l'année 1979, 3 puits situés dans le Jurassique supérieur

et 3 puits dans le Dogger ont fait l'objet d'un suivi piézométrique. Ces sont :

PARNAY (Sarolles - 547-5-15)

PARNAY (bourg - 547-5-17) Jurassique supérieur

BUSSY (Cilly - 547-6-12)

ARPHEUILLES (bourg -573-1-2)

THAUMIERS (la Leux - 547-6-53) Dogger

BLET (bourg - 547-3-50)

- 16 -

Les réactions de la nappe sont très rapides. L'amplitude des

variations atteint :

3,15 m à BUSSY

5,35 m à THAUMIERS

2,80 m ARPHEUILLES

Dès le mois d'octobre, on contaste une vidange généralement très

rapide , avec une accélération en décembre, conséquence de la fonte des neiges.

Le réservoir apparaît très perméable, dépourvu d'inertie à emmagasinement faible,

régularisant le ruissellement.

4.3 - RELATION ENTRE LES DIRECTIONS TECTONIQUES ET LES ALIGNEMENTS

DES SOURCES

D'une façon générale, les alignements des sources correspondent à des

linéaments vus en photos aériennes ou par satellite Landsat. Mais ces sources sont

notamment en partie Sud-Ouest dues à des exutoires de placages éocènes, d'alté-

ration batho-bajocienne ou d'assises des Calcaires du Berry.

- 17 -

5 - REZOMETRIE 1987

Un relevé piézométrique a été réalisé en avril 1987 portant sur

160 points mesurés.

La piézométrie se caractérise par :

- un drainage important par l'Auron, le ruisseau de Cocherat et

le ruisseau de Viessac.

- la nappe s'écoule entre les cote 200 et 165 m. Les couches

hydroisohypses sont très serrées (gradient de 1,6 à 2,5 % environ) traduisant

un réservoir aquifère de faible perméabilité ou un cloisonnement important.

- le linéament WNW, SSE fait apparaître dans la piézométrie deux

zones distinctes, une située au SW de 1 ,5 km de large ou la piézométrie montre

un gradient souvent inférieur à 1 %, 0,7 à 0,9 %, au NE une piézométrie plus

serrsée avec un gradient d'écoulement de 2,5 %.

Cette zone de gradient d'écoulement relativement élevé ne caractérise

pas un aquifère particulier, elle semble affectée toute la série depuis le

Jurassique supérieur jusqu'au Bajocien inférieur.

Bien qu'aucune reconnaissance profonde n'ait été réalisée dans le

secteur, on note dans les assises du Dogger un forage AEP qui a atteint le

Bathonien supérieur calcaire aquifère et captif sous le Bathonien marneux avec

un débit spécifique de l'ordre de 9,25 m3/h/m.

- 18 -

6 - PROSPECTION GEOPHYSIQUE

Au vue des deux cartes représentant les linéaments reconnus sur la

zone étudié se distingue au niveau du Dogger plusieurs intersections de

linéaments susceptibles d'être reconnues.

D'autre part, les conclusions du rapport établi en 1980 font apparaître

au niveau de DUN-SUR-AURON associées à la tectonique une zone de forte produc-

tivité des ouvrages dans les formations du Jurassique supérieur (80 m3/h pour

un forage de 10 m de profondeur).

La vallée de l'Auron, associée à sa traversée par 1 faille est

susceptible également de fournir de bons résultats.

Une prospection à l'aide de V.L.F. (Very Low Frequency) compte tenu

du recouvrement argileux ou semi-argileux (limon, terrasse) de la présence de

chaules plus ou moins argileuses, de l'altération du calcaire du Berry sur les

formations du Dogger, constitue un handicap pour mettre en valeur les accidents

possibles.

L'emploi du trainé électrique, compte tenu des recouvrements et des

formations argileuses ou marneuses en profondeur n'est pas l'outil idéal. Une

reconnaissance des formations calcaires et de leur épaisseur apparaît plus

intéressante pour une recherche d'eau.

Le sondage électrique qui permet de nombreuses investigations en

profondeur semble être un outil mieux adapté aux problèmes posés.

- 19 -

On retiendra plusieurs critères pour la recherche sur la zone

choisie :

- intersection d'une faille avec la vallée de l'Auron, en

associant la piézométrie, on peut resserer le problème en choisissant

le débouché d'une vallée (Point 1 ) ,

- intersection de 2 failles et d'une piézométrie favorable

(Point 2).

- Prolongement possible de la faille NE-SW avec l'Auron.

Il a été choisi d'exécuter 5 points de sondages électriques tous

situés dans la vallée de l'Auron en considérant d'une part la piézométrie

favorable (drainance de vallées adjacentes) d'autre part, les accidents fa-

vorable vus par satellite Landsat. Ces points de sondages électriques sont

(cf. planche hors texte) :

POIMT 1 : Au Sud de Moulin Neuf

Ce sondage correspond à des faciès marno-argileux de l'Oxfordien. Il

est a priori à rejeter compte tenu de l'environnement agricole vraisembla-

blement très chargé en NO (cf. AEP).

POIMT 2 : Au Sud du Moulin de la Forge indique également un contexte

géologiquement défavorable très marneux et malgré une confluence de 2 vallées

bien marquées par la piézométrie, et rejoint le Point 1 quant à sa valeur.

- 20 -

POIMT 3 : au lieu-dit "Les Fonds Gauthier"

Le sondage électrique fait apparaître un niveau calcaire dès 28 m de

profondeur et qui semble se prolonger. La piézcmétrie fait apparaître également

deux vallées drainantes, en rive droite et en rive gauche proches de l'Auron.

Déplus, un petit vallon sensiblement parallèle a la vallée semble représenter

un ancien lit de la rivière peut être conjugué à une fracturation possible. Le

point peut être retenu en deuxième position pour un sondage.

POINT 4 : situé au Sud de Briande présente plusieurs avantages

conjugués :

- un niveau calcaire apparaît vers 25 m de profondeur et semble

se poursuivre,

- une piézométrie favorable,

- un environnement forestier,

- un seuil piézométrique bien marqué entre la courbe 160 et 165.

Ce point peut être a priori choisi en premier lieu pour implanter un

forage.

POIMT 5 : situé entre le Point 4 et le Point 3, il a été choisi

pour son environnement forestier et de prairies. Il apparaît au point de vue

géophysique assez mal défini par la présence dans les premiers mètres d'une

couche à haute résistivitê, par contre, très vite (à 10 m de profondeur)

apparaît un niveau calcaire qui semble discontinu. Toutes réserves sont faites

pour la validité de ce point.

7 - CONCLUSIONS

L'étude géologique, hydrogéologique et géophysique fait apparaître

que la zone étudiée située au SE de DUN-SUR-AURON comporte au niveau de la

série du Dogger un ensemble à prédominance marneuse.

Il s'avère que les formations du Dogger sont essentiellement marneuses.

Dans ce contexte cependant 2 zones apparaissent à l'issue d'investigation

(piézométrie, photo-interprétation, sondages électriques) comme plus favorables.

Il était convenu de limiter la campagne de reconnaissance à 2 sondages

de 70 m.

Il est recommandé d'exécuter le premier sondage au lieu-dit

"l'ancienne écluse", à quelques 6 km au Sud de DUN-SUR-AURON dans la vallée

de la rivière.

Etant donné l'incertitude qui demeure sur la position des terrains

recontrés et suivant le faciès des formations bajociennes, il pourra être

suggéré de poursuivre la reconnaissance de ce premier sondage au-delà de 70 m.

Le deuxième sondage, fonction des résultats du premier, serait réalisé

à "les fonds Gauthier", 2 km plus au Sud.