MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE

COMITÉ GÉOTHERMIE

BUREAU DE RECHERCHESUNIVERSITE DE BORDEAUX III CEOLOCIQUES ET MINIERES

Institut de Céodynamique Service Géologique Régional Aquitaine

Domaine universitaire33405 TALENCE-CEDEX Av. du Dr Albert-Schweitzer

33600 PESSAC

GESTION DE LA RESSOURCE GEOTHERMALE

DE L'AQUIFERE CENOMANO - TURONIEN

AU DROIT DE L'AGGLOMERATION BORDELAISE

Premiers éléments de synthèse des données existantes

Réalisation de modèles de simulation approchée

par

J. AURIOL*. A. CAZAL**, M. COMBE*. M. COTTIS**, C. LEFORT**. G. LE POCHAT*

et P. POUCHAN**

k B.R.C.M. - S.G.R. Aquitainek-k Institut de Céodynamique - Université de Bordeaux III

80 SGi^ 870 AQl Pe^sac, le 15 décembre 1980

MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE

COMITÉ GÉOTHERMIE

BUREAU DE RECHERCHESUNIVERSITE DE BORDEAUX III CEOLOCIQUES ET MINIERES

Institut de Céodynamique Service Géologique Régional Aquitaine

Domaine universitaire33405 TALENCE-CEDEX Av. du Dr Albert-Schweitzer

33600 PESSAC

GESTION DE LA RESSOURCE GEOTHERMALE

DE L'AQUIFERE CENOMANO - TURONIEN

AU DROIT DE L'AGGLOMERATION BORDELAISE

Premiers éléments de synthèse des données existantes

Réalisation de modèles de simulation approchée

par

J. AURIOL*. A. CAZAL**, M. COMBE*. M. COTTIS**, C. LEFORT**. G. LE POCHAT*

et P. POUCHAN**

k B.R.C.M. - S.G.R. Aquitainek-k Institut de Céodynamique - Université de Bordeaux III

80 SGi^ 870 AQl Pe^sac, le 15 décembre 1980

SOMMAIRE

Résumé et conclusions. j

liste des tableauji et des figures " jjj

Introduction

1. Analyse géologique des réservoirs 1

i

1 . 1 Cadre général 1

1.2 Données géologiques sur l'aquifère de base du CRETACE 3

sous l'agglomération bordelaise

1.2.1. Méthode de travail 3-

1.2.1.1. Les données existantes 3

1.2.1.2. Construction des documents 3

1.2.2. Commentaire descártesete oupes 4

1.2.2.1. Le substratum (Planches IV et V) 4

1.2.2.2. Composition du complexe transgressif 6

crétacé (planche VI)

1.2.2.3. Le modelé' (Planches II, III, VI, VII, 8

VIII, IX)

1.3 Conclusions sur l'analyse géologique des réservoirs 9

2. Données hydrodynamiques concernant le' système aquifére lO

3. Choix d'un schéma hydrodynamique d'écoulement lO

4. Choix de différents scénarios d'exploitation de la ressource 12

5. Simulation par méthode analytique 13

6. Simulations sur modèle analogique 15

6.1 Principe de la méthode 15

6.2 Configuration hydraulique adoptée 15

6.3 Réalisation pratique 16

6.4 Résultats ob-tenus 22

7. Simulation par méthode numérique 24

7.1 Principe de la méthode 24

7.2 Paramètres hydrogéologiques 24

7.2.1. Surface piézométrique de référence 24

7.2.2. Caractéristiques hydrauliques de l'aquifère 25

7.2.3. Conditions aux limites 26

.7.3 Programme de calcul utilisé 28

7.4 Ajustement du modèle (Calage) 28

7.5 Résultats obtenus 29

7.5.1. Surface piézométrique restituée 29

7.5.2. Simulation d'hypothèses d'exploitation 30

8. Simulation détaillée par modèle numérique 34

9. Approche du comportement thermique de l'aquifère 35

SOMMAIRE

Résumé et conclusions. j

liste des tableauji et des figures " jjj

Introduction

1. Analyse géologique des réservoirs 1

i

1 . 1 Cadre général 1

1.2 Données géologiques sur l'aquifère de base du CRETACE 3

sous l'agglomération bordelaise

1.2.1. Méthode de travail 3-

1.2.1.1. Les données existantes 3

1.2.1.2. Construction des documents 3

1.2.2. Commentaire descártesete oupes 4

1.2.2.1. Le substratum (Planches IV et V) 4

1.2.2.2. Composition du complexe transgressif 6

crétacé (planche VI)

1.2.2.3. Le modelé' (Planches II, III, VI, VII, 8

VIII, IX)

1.3 Conclusions sur l'analyse géologique des réservoirs 9

2. Données hydrodynamiques concernant le' système aquifére lO

3. Choix d'un schéma hydrodynamique d'écoulement lO

4. Choix de différents scénarios d'exploitation de la ressource 12

5. Simulation par méthode analytique 13

6. Simulations sur modèle analogique 15

6.1 Principe de la méthode 15

6.2 Configuration hydraulique adoptée 15

6.3 Réalisation pratique 16

6.4 Résultats ob-tenus 22

7. Simulation par méthode numérique 24

7.1 Principe de la méthode 24

7.2 Paramètres hydrogéologiques 24

7.2.1. Surface piézométrique de référence 24

7.2.2. Caractéristiques hydrauliques de l'aquifère 25

7.2.3. Conditions aux limites 26

.7.3 Programme de calcul utilisé 28

7.4 Ajustement du modèle (Calage) 28

7.5 Résultats obtenus 29

7.5.1. Surface piézométrique restituée 29

7.5.2. Simulation d'hypothèses d'exploitation 30

8. Simulation détaillée par modèle numérique 34

9. Approche du comportement thermique de l'aquifère 35

RESUME ET CONCLUSIONS

Le travail présenté est une amorce de la gestion prévisionnelle des

ressources géothermiques de l'aquifère cénomano-turonien sous l'agglomérationbordelaise où plusieurs projets sont très avancés. Il a été confié par leComité Géothermie du Ministère de l'Industrie au Bureau de recherches géolo¬

giques et minières associé â l'Institut de Géodynamique de l'Université de

Bordeaux III. Les travaux ont été réalisés entre Mai et Octobre 1980 et lerapport a été achevé alors que se mettait en place la machine de forage

réalisant la première opération à Bordeaux-Mériadeck.

Dans l'état actuel très imprécis des connaissances du réservoiraquifére cénomano-turonien sous l'agglomération bordelaise, plusieurshypothèses peuvent être avancées en concurrence. On s'est attaché à développer

les conséquences hydrauliques de deux hypothèses géologiques opposées, à

savoir :

- Kt&2AvoÁA pofiziix d' ZKtzn&Zon ¿n^¿nA.e., ¿an& dÁÁ continuité.{hypotJi&6z ^avo^abtz ou optimâitz]

- kH^moáa pon.2.ux c.ompaÂtUme.nté. dam> ceAtcUnoA dui2.ct¿on¿

pan. du louUiÍQÁ coní,tUua.nt dzÁ baÂAAlAt& impeAmeabteA

{hypotke.¿z dé.iavoAab¿z ou poÁÁÁMc&tz)

et Ton a simulé les comportements prévisionnels de l'aquifère sous l'effetde plusieurs scénarios de prélèvements avec et sans réinjection. La véritédevrait ainsi se situer entre les deux séries de résultats présentés,

ainsi résumés :

Les abaissements stabilisés du niveau piézométrique de la nappe

après 5 ans d'exploitation environ seraient compris entre :

. 80 et 100 mètres dans 1 'hypothèse favorable

.120 et 150 mètres dans l'hypothèse défavorable

sur la base de prélèvements moyens de 100 m3/h (pointes à 150 m3/h en hiver)dans 7 forages et de réinjections de 200 m3/h moyens au total répartis entre

4 forages spécifiques.

RESUME ET CONCLUSIONS

Le travail présenté est une amorce de la gestion prévisionnelle des

ressources géothermiques de l'aquifère cénomano-turonien sous l'agglomérationbordelaise où plusieurs projets sont très avancés. Il a été confié par leComité Géothermie du Ministère de l'Industrie au Bureau de recherches géolo¬

giques et minières associé â l'Institut de Géodynamique de l'Université de

Bordeaux III. Les travaux ont été réalisés entre Mai et Octobre 1980 et lerapport a été achevé alors que se mettait en place la machine de forage

réalisant la première opération à Bordeaux-Mériadeck.

Dans l'état actuel très imprécis des connaissances du réservoiraquifére cénomano-turonien sous l'agglomération bordelaise, plusieurshypothèses peuvent être avancées en concurrence. On s'est attaché à développer

les conséquences hydrauliques de deux hypothèses géologiques opposées, à

savoir :

- Kt&2AvoÁA pofiziix d' ZKtzn&Zon ¿n^¿nA.e., ¿an& dÁÁ continuité.{hypotJi&6z ^avo^abtz ou optimâitz]

- kH^moáa pon.2.ux c.ompaÂtUme.nté. dam> ceAtcUnoA dui2.ct¿on¿

pan. du louUiÍQÁ coní,tUua.nt dzÁ baÂAAlAt& impeAmeabteA

{hypotke.¿z dé.iavoAab¿z ou poÁÁÁMc&tz)

et Ton a simulé les comportements prévisionnels de l'aquifère sous l'effetde plusieurs scénarios de prélèvements avec et sans réinjection. La véritédevrait ainsi se situer entre les deux séries de résultats présentés,

ainsi résumés :

Les abaissements stabilisés du niveau piézométrique de la nappe

après 5 ans d'exploitation environ seraient compris entre :

. 80 et 100 mètres dans 1 'hypothèse favorable

.120 et 150 mètres dans l'hypothèse défavorable

sur la base de prélèvements moyens de 100 m3/h (pointes à 150 m3/h en hiver)dans 7 forages et de réinjections de 200 m3/h moyens au total répartis entre

4 forages spécifiques.

II

Ces rabattements sont tout à fait acceptables. Il faut en outrenoter que, la mise en exploitation du programme géothermique demandant

probablement plusieurs années, les premières réinjections ne seront pas

utiles avant la mise en place du cinquième ou sixième ouvrage de pompage,

ce qui améliore la montée en rentabilité de ceux qui auront été réalisésles premières années et devront alors contribuer au financement des ouvrages

de réinjection indispensables â terme pour sauvegarder la ressource à un

coût d'exploitation acceptable pour tous les maîtres d'ouvrages.

Dans l'immédiat, il convient de trancher au plus vite entre les

deux hypothèses géologiques sur la continuité du réservoir car l'incertitudeinduite sur les rabattements prévisionnels est trop grande. Ceci sera

bientôt possible, après équipement de deux ouvrages de part et d'autre de

la grande faille de Bordeaux : Mériadeck d'une part et Lormont d'autre part.Il suffira pour cela dé pomper dans l'un en observant les niveaux dans l'autre,pendant un temps assez long pour mesurer les influences réciproques ; un

ancien forage pourrait d'ailleurs être adapté et équipé en piézomètre (Ambès

ou Saint-Jean-d'Illac) pour compléter les observations dans une troisièmedirection et constituer l'ouvrage futur de référence d'évolution des niveaux

piézométriques au fur et à mesure de la mise en exploitation de l'aquifère

cénomano-turonien sous Bordeaux.

Dès cette première incertitude fondamentale levée, les outilsmathématiques prévisionnels créés pour la présente étude pourront êtreaffinés et utilisés pour calculer le temps dont on dispose pour mettre

en place les ouvrages de réinjection en fonction du développement du pro¬

gramme d'exploitation géothermique. On entrera alors dans une phase de

gestion prévisionnelle technique et financière d'une ressource énergétique

qui est actuellement au stade exploratoire ; des droits et intérêts acquis

devront être protégés sans conservatisme exagéré qui nuirait au développement.

On dispose pour cela des outils de simulation qui seront perfectionnés au

fur et à mesure des opérations et pourront servir de base technique au

responsable gestionnaire futur, le "mineur unique" pour reprendre l'idéesi chère au Professeur GOTTIS, père de la géothermie bordelaise.

II

Ces rabattements sont tout à fait acceptables. Il faut en outrenoter que, la mise en exploitation du programme géothermique demandant

probablement plusieurs années, les premières réinjections ne seront pas

utiles avant la mise en place du cinquième ou sixième ouvrage de pompage,

ce qui améliore la montée en rentabilité de ceux qui auront été réalisésles premières années et devront alors contribuer au financement des ouvrages

de réinjection indispensables â terme pour sauvegarder la ressource à un

coût d'exploitation acceptable pour tous les maîtres d'ouvrages.

Dans l'immédiat, il convient de trancher au plus vite entre les

deux hypothèses géologiques sur la continuité du réservoir car l'incertitudeinduite sur les rabattements prévisionnels est trop grande. Ceci sera

bientôt possible, après équipement de deux ouvrages de part et d'autre de

la grande faille de Bordeaux : Mériadeck d'une part et Lormont d'autre part.Il suffira pour cela dé pomper dans l'un en observant les niveaux dans l'autre,pendant un temps assez long pour mesurer les influences réciproques ; un

ancien forage pourrait d'ailleurs être adapté et équipé en piézomètre (Ambès

ou Saint-Jean-d'Illac) pour compléter les observations dans une troisièmedirection et constituer l'ouvrage futur de référence d'évolution des niveaux

piézométriques au fur et à mesure de la mise en exploitation de l'aquifère

cénomano-turonien sous Bordeaux.

Dès cette première incertitude fondamentale levée, les outilsmathématiques prévisionnels créés pour la présente étude pourront êtreaffinés et utilisés pour calculer le temps dont on dispose pour mettre

en place les ouvrages de réinjection en fonction du développement du pro¬

gramme d'exploitation géothermique. On entrera alors dans une phase de

gestion prévisionnelle technique et financière d'une ressource énergétique

qui est actuellement au stade exploratoire ; des droits et intérêts acquis

devront être protégés sans conservatisme exagéré qui nuirait au développement.

On dispose pour cela des outils de simulation qui seront perfectionnés au

fur et à mesure des opérations et pourront servir de base technique au

responsable gestionnaire futur, le "mineur unique" pour reprendre l'idéesi chère au Professeur GOTTIS, père de la géothermie bordelaise.

Ill

LISTE DES TABLEAUX DANS LE TEXTE

Tableau 1 : Principales données recensées et relatives aux forages

profonds captant le système aquifére Cénomanien-Turonien,

Tableau 2 Coordonnées Lambert des ouvrages.

Tableau 3 Rabattements théoriques dans les ouvrages au bout de 5 ans

(Méthode analytique) .

Tableau 4 : Rabattements -théoriques dans les ouvrages au bout de 10 ans

(Mé^thode analytique) .

Tableau 5 : Rabattements théoriques dans les ouvrages au bout de 20 ans

(Méthode analytique) .

Tableau 6 : Rabattements prévisionnels - Résultats comparés des différentes

méthodes et hypothèses de simulation.

ooooooo

Ill

LISTE DES TABLEAUX DANS LE TEXTE

Tableau 1 : Principales données recensées et relatives aux forages

profonds captant le système aquifére Cénomanien-Turonien,

Tableau 2 Coordonnées Lambert des ouvrages.

Tableau 3 Rabattements théoriques dans les ouvrages au bout de 5 ans

(Méthode analytique) .

Tableau 4 : Rabattements -théoriques dans les ouvrages au bout de 10 ans

(Mé^thode analytique) .

Tableau 5 : Rabattements théoriques dans les ouvrages au bout de 20 ans

(Méthode analytique) .

Tableau 6 : Rabattements prévisionnels - Résultats comparés des différentes

méthodes et hypothèses de simulation.

ooooooo

IV

LISTE DES FIGURES EN ANNEXE

Figure 1 : Cadre général avec tracé des coupes géologiques.

Figures 2

à 5 : Coupes géologiques régionales interprétatives figurant le

réservoir Cénomano-Turonien .

Figure 6 : Corrélations élec^triques entre les forages de SAUCATS 1 , de

St-Jean-d 'lilac et de Bouliac 1.

Figure 7 : Coupes Saucats - Lormont exprimant les différentes hypothèses

sur l'extension des réser'voirs du Jurassique terminal et du

Cénomanien. ^

Figure 8 " : Coupes St-Jean-d 'lilac - Blanquefort exprimant différentes

hypo^thèses sur l'extension des réservoirs du Jurassique terminal

Cénomanien .

Figure 9 : Esquisse du modelé h^^pscmé^trique de la base du Cénomanien sous

l'agglomération bordelaise (1ère hypo^thêse) .

Figure 10 : Esquisse du modelé hypsométrique de la base du Cénomanien sous

l'agglomération bordelaise (2ème hypothèse).

Figures 1 1 ; Coupes lithologiques interprétatives sous l'agglomération

g j^4 bordelaise.

Figure 15 : Résultats de la simulation analogique Al i

Figure 16 : Résultats de la simulation analogique A2.

IV

LISTE DES FIGURES EN ANNEXE

Figure 1 : Cadre général avec tracé des coupes géologiques.

Figures 2

à 5 : Coupes géologiques régionales interprétatives figurant le

réservoir Cénomano-Turonien .

Figure 6 : Corrélations élec^triques entre les forages de SAUCATS 1 , de

St-Jean-d 'lilac et de Bouliac 1.

Figure 7 : Coupes Saucats - Lormont exprimant les différentes hypothèses

sur l'extension des réser'voirs du Jurassique terminal et du

Cénomanien. ^

Figure 8 " : Coupes St-Jean-d 'lilac - Blanquefort exprimant différentes

hypo^thèses sur l'extension des réservoirs du Jurassique terminal

Cénomanien .

Figure 9 : Esquisse du modelé h^^pscmé^trique de la base du Cénomanien sous

l'agglomération bordelaise (1ère hypo^thêse) .

Figure 10 : Esquisse du modelé hypsométrique de la base du Cénomanien sous

l'agglomération bordelaise (2ème hypothèse).

Figures 1 1 ; Coupes lithologiques interprétatives sous l'agglomération

g j^4 bordelaise.

Figure 15 : Résultats de la simulation analogique Al i

Figure 16 : Résultats de la simulation analogique A2.

Figure 17 : Résultats de la simulation analogique A3.

Figure 18 : Modèle mathématique - Répartition géographique des transmissivités.

Figure 19 : Maillage du modèle mathématique aux différences finies -

Conditions aux limites.

Figure 20 : Surface piézométrique de référence - Surface piézonétrique

calculée correspondante.

Figure 21 : Surface piézome'trique résultant des hypo^thèses de prélèvement.

Figure 22 : Résultats du modèle thermique.

oooooo

Figure 17 : Résultats de la simulation analogique A3.

Figure 18 : Modèle mathématique - Répartition géographique des transmissivités.

Figure 19 : Maillage du modèle mathématique aux différences finies -

Conditions aux limites.

Figure 20 : Surface piézométrique de référence - Surface piézonétrique

calculée correspondante.

Figure 21 : Surface piézome'trique résultant des hypo^thèses de prélèvement.

Figure 22 : Résultats du modèle thermique.

oooooo

INTRODUCTION

L'existence d'une importante ressource en eau chaude souterraine

(45° C) , au droit de l'agglomération bordelaise, suggère la réalisation d'un

certain nombre de projets géothermiques, dont le premier est en cours

d'exécution en fin 1980.

Différentes analyses préalables ont mon^tré que les exploitations

de l'aquifère cénOmano- turonien considéré ne pouvaient s'envisager, de façon

économique, que par une série de forages "uniques" (par opposition aux

doublets classiques) .

Cependant un examen sommaire des conditions hydrauliques de

fonctionnement simultané d'une série de forages montre également que les

rabattements, provoqués sur la surface, piézoraé^trique de l'aquifère, seront

importants. Par suite, il est indispensable d'envisager à terine une série

de réinjections d'eau dans l'aquifère qui sera exploité ; le nombre d'ouvrages

nécessaires pourrait cependant être inférieur à celui des ouvrages de prélè¬

vement, ce qui serait susceptible de maintenir \an niveau convenable de renta¬

bilité de l'ensemble des projets et les premières réinjections pourraient

éventuellement ê'tre différées de quelques années.

Les différentes considérations ci-dessus amènent donc à poser

le problème de la meilleure gestion de cette ressource géothermique. Dans ce

but le COMITE GEOTHERMIE a demandé au B.R.G.M., associé à l'Institut de

Géodynamique de l'Université de Bordeaux III, de réaliser \ine étude permettant

d'orienter les caractéristiques des futurs projets de captage de l'aquifère

cénomano-tvuronien au droit de l'agglomération bordelaise.

Le niveau de connaissance actuel de la s^tructure géométrique et du

comportement hydrodynamique de l'aquifère cénomano-turonien est cependant

peu précis, ainsi qu'on pourra le déduire des paragraphes qui suivent. Dans

un tel contexte technique, on a donc été amené à adopter des hypothèses vrai¬

semblables permettant la simulation du comportement- prévisionnel de l'aquifère

suivant le programme de captage considéré. Il sera, par suite, indispensableY

de confronter les résultats théoriques avec ceux que l'on pourra déduire des

observations obtenues au cours des exécutions des futurs projets , précisant

ainsi les orientations de la présente étude.

INTRODUCTION

L'existence d'une importante ressource en eau chaude souterraine

(45° C) , au droit de l'agglomération bordelaise, suggère la réalisation d'un

certain nombre de projets géothermiques, dont le premier est en cours

d'exécution en fin 1980.

Différentes analyses préalables ont mon^tré que les exploitations

de l'aquifère cénOmano- turonien considéré ne pouvaient s'envisager, de façon

économique, que par une série de forages "uniques" (par opposition aux

doublets classiques) .

Cependant un examen sommaire des conditions hydrauliques de

fonctionnement simultané d'une série de forages montre également que les

rabattements, provoqués sur la surface, piézoraé^trique de l'aquifère, seront

importants. Par suite, il est indispensable d'envisager à terine une série

de réinjections d'eau dans l'aquifère qui sera exploité ; le nombre d'ouvrages

nécessaires pourrait cependant être inférieur à celui des ouvrages de prélè¬

vement, ce qui serait susceptible de maintenir \an niveau convenable de renta¬

bilité de l'ensemble des projets et les premières réinjections pourraient

éventuellement ê'tre différées de quelques années.

Les différentes considérations ci-dessus amènent donc à poser

le problème de la meilleure gestion de cette ressource géothermique. Dans ce

but le COMITE GEOTHERMIE a demandé au B.R.G.M., associé à l'Institut de

Géodynamique de l'Université de Bordeaux III, de réaliser \ine étude permettant

d'orienter les caractéristiques des futurs projets de captage de l'aquifère

cénomano-tvuronien au droit de l'agglomération bordelaise.

Le niveau de connaissance actuel de la s^tructure géométrique et du

comportement hydrodynamique de l'aquifère cénomano-turonien est cependant

peu précis, ainsi qu'on pourra le déduire des paragraphes qui suivent. Dans

un tel contexte technique, on a donc été amené à adopter des hypothèses vrai¬

semblables permettant la simulation du comportement- prévisionnel de l'aquifère

suivant le programme de captage considéré. Il sera, par suite, indispensableY

de confronter les résultats théoriques avec ceux que l'on pourra déduire des

observations obtenues au cours des exécutions des futurs projets , précisant

ainsi les orientations de la présente étude.

1 - ANALYSE GEOLOGIQUE DES RESERVOIRS'

1,1 - CADRE GENERAL

Quatre coupes (figure 1) ont été tracées (figures 2 à 5) pour

replacer les réservoirs du Cénomano-Turonien et du Portlandien du sous-sol

de la région bordelaise dans le contexte d'ensemble de la plateforme nord-

aquitaine.

Ces coupes ont été élaborées à partir des cartes géologiques ,

des données de forages profonds e^t de la géophysique (sismique) .

- Les cartes géologiques fournissent des informations sur la lithologie

et la géométrie des formations cénomano-turoniennes uniquement dans la

partie nord de la zone étudiée. Les sondages profonds sont peu nombreiix ;

il; s'agit généralement de forages pétroliers anciens.

- La sismique est elle aussi très ancienne; si elle ne fournit pas

des renseignements rigoureux sur la cote réelle des réservoirs, elle

donne des informations sur leur géométrie d'ensemble. Elle permet eny

particulier de visualiser les discontinuités majeures pouvant correspondre

à des zones d'accidents.

La transgression cénomanienne, sur la plateforme nord-aquitaine,

s'est développée à partir de bassins sud ayant été l'objet d ' une sédimentation

continue durant le Crétacé inférieur (Bassin de Parentis) , sur des terri¬

toires émergés pendant la même époque et structurés suivant des directions

sensiblement armoricaines. Ce type de transgression amène le Cénomanien à

'reposer sur des terrains variés , d'âge jurassique à crétacé inférieur.

La structuration amorcée durant le Crétacé inférieior persiste au

Crétacé supérieur, se manifestant de façon active, en particulier durant le

Cénomano-Turonien .

On peut distinguer alors (figure ,1) :

- au Nord, une zone de plateforme,

- au Sud, une zone de bassin (Bassin de Parentis)

- entre les deux, une zone de transition correspondent à une zone

d'accident coïncidant avec l'agglomération bordelaise.

1 - ANALYSE GEOLOGIQUE DES RESERVOIRS'

1,1 - CADRE GENERAL

Quatre coupes (figure 1) ont été tracées (figures 2 à 5) pour

replacer les réservoirs du Cénomano-Turonien et du Portlandien du sous-sol

de la région bordelaise dans le contexte d'ensemble de la plateforme nord-

aquitaine.

Ces coupes ont été élaborées à partir des cartes géologiques ,

des données de forages profonds e^t de la géophysique (sismique) .

- Les cartes géologiques fournissent des informations sur la lithologie

et la géométrie des formations cénomano-turoniennes uniquement dans la

partie nord de la zone étudiée. Les sondages profonds sont peu nombreiix ;

il; s'agit généralement de forages pétroliers anciens.

- La sismique est elle aussi très ancienne; si elle ne fournit pas

des renseignements rigoureux sur la cote réelle des réservoirs, elle

donne des informations sur leur géométrie d'ensemble. Elle permet eny

particulier de visualiser les discontinuités majeures pouvant correspondre

à des zones d'accidents.

La transgression cénomanienne, sur la plateforme nord-aquitaine,

s'est développée à partir de bassins sud ayant été l'objet d ' une sédimentation

continue durant le Crétacé inférieur (Bassin de Parentis) , sur des terri¬

toires émergés pendant la même époque et structurés suivant des directions

sensiblement armoricaines. Ce type de transgression amène le Cénomanien à

'reposer sur des terrains variés , d'âge jurassique à crétacé inférieur.

La structuration amorcée durant le Crétacé inférieior persiste au

Crétacé supérieur, se manifestant de façon active, en particulier durant le

Cénomano-Turonien .

On peut distinguer alors (figure ,1) :

- au Nord, une zone de plateforme,

- au Sud, une zone de bassin (Bassin de Parentis)

- entre les deux, une zone de transition correspondent à une zone

d'accident coïncidant avec l'agglomération bordelaise.

- 2 -

- La zone de plateforme

Elle s'étend depuis la rive droite de la Gironde jusqu'aux zones

d'affleurement du secteur Angoulême - Rochefort

Le Cénomano-turonien est représenté à la base par des formations

détritiques, argiles et sables plus ou moins grossiers à lignite, une zone

intermédiaire où alternent détritiques et carbonates, la partie supérieure

est entièrement carbonatée.

Ces formations affleurent largement dans le coeur de l'anticlinal

de Jonzac(f igure 1) .Sur; la rive droite de la Gironde, elles reposent sur les

"calcaires à Lituolidés ", calcaires argileux peu perméables du Kimméridgien

moyen, plus au Nord (bassin des Charentes) sur les calcaires et les argiles

du Portlandien.

La couverture post-hercynienne de la plateforme nord-aquitaine a été

plissée lors de l'orogenèse pyrénéenne. Il s'agit d'une série d'ondulations

à grand rayon de courbure (anticlinal de Jonzac', anticlinal de La Clotte...)

sans accident cassant important . Il semble en particulier, que le réservoir

cénomano-turonien soit pratiquement continu depuis l'anticlinal de Jonzac,

jusqu'à la rive droite de la Gironde.

- La zone_de bassin

Bordée au Nord par la zone structuralement haute d'Ares - Lénan -

Villagrains sur la partie occidentale de laquelle les dépôts du Cénomano-

Turonien sont absents, alors que sur l'anticlinal de Villagrains ils sont

bien représentés par des grès, des calcaires et des dolomies, le Bassin

de Parentis a été traversé par de nombreux forages d'exploration pétrolière.

Le Cénomano-Turonien vient en continuité avec des formations

crétacé inférieur. Il est représenté par des formations pellagiques (marnes

ou calcaires marneux imperméables) .

Sur les coupes -simplifiées des figures 2,3,4- et 5 ,on v<3>it qu'entre

la zone de plateforme et la bordure du bassin de Parentis, matérialisée par

la zone anticlinale de Villagrains-Landiras, vme zone de transition complexe

faillée qui a été nécessairement simplifiée à l'échelle utilisée in-tiéresse

en partie l'agglomération bordelaise. Elle a été étudiée plus en détail.

- 2 -

- La zone de plateforme

Elle s'étend depuis la rive droite de la Gironde jusqu'aux zones

d'affleurement du secteur Angoulême - Rochefort

Le Cénomano-turonien est représenté à la base par des formations

détritiques, argiles et sables plus ou moins grossiers à lignite, une zone

intermédiaire où alternent détritiques et carbonates, la partie supérieure

est entièrement carbonatée.

Ces formations affleurent largement dans le coeur de l'anticlinal

de Jonzac(f igure 1) .Sur; la rive droite de la Gironde, elles reposent sur les

"calcaires à Lituolidés ", calcaires argileux peu perméables du Kimméridgien

moyen, plus au Nord (bassin des Charentes) sur les calcaires et les argiles

du Portlandien.

La couverture post-hercynienne de la plateforme nord-aquitaine a été

plissée lors de l'orogenèse pyrénéenne. Il s'agit d'une série d'ondulations

à grand rayon de courbure (anticlinal de Jonzac', anticlinal de La Clotte...)

sans accident cassant important . Il semble en particulier, que le réservoir

cénomano-turonien soit pratiquement continu depuis l'anticlinal de Jonzac,

jusqu'à la rive droite de la Gironde.

- La zone_de bassin

Bordée au Nord par la zone structuralement haute d'Ares - Lénan -

Villagrains sur la partie occidentale de laquelle les dépôts du Cénomano-

Turonien sont absents, alors que sur l'anticlinal de Villagrains ils sont

bien représentés par des grès, des calcaires et des dolomies, le Bassin

de Parentis a été traversé par de nombreux forages d'exploration pétrolière.

Le Cénomano-Turonien vient en continuité avec des formations

crétacé inférieur. Il est représenté par des formations pellagiques (marnes

ou calcaires marneux imperméables) .

Sur les coupes -simplifiées des figures 2,3,4- et 5 ,on v<3>it qu'entre

la zone de plateforme et la bordure du bassin de Parentis, matérialisée par

la zone anticlinale de Villagrains-Landiras, vme zone de transition complexe

faillée qui a été nécessairement simplifiée à l'échelle utilisée in-tiéresse

en partie l'agglomération bordelaise. Elle a été étudiée plus en détail.

- 3 -

1.2 - DONNEES GEOLOGIQUES SUR L'AQUIFERE DE BASE DU CRETACE SOUS L'AGGLOMERATION

BORDELAISE

1.2.1 - Méthode de travail

1.2.1.1 - Les données existantes

¡ Les données sur la base du Crétacé dans la région bordelaise sont

peu nombreuses et généralement anciennes. Seuls quatre forages ont traversé

ces assises â proximité de l'agglomération bordelaise.

- Au Sud-Ouest, deux forages d'exploration pétrolière : Saint- Jean

d' lilac 1 et Saucats 1.

- Au Nord-Ouest, un forage pétrolier : Bouillac 1 et le sondage de

recherche d'eau de Lormont (803-7-398) .

En sus des coupes observées à l'occasion des sondages préci-tés,

les seules informations disponibles sur le sous-sol mésozoïque bordelais

ont été recueillies au co\irs de campagnes sismiques. La banlieue Sud et Sud-

OÛest de Bordeaux â fait l'objet de campagnes ,sismiques déjà relativement

anciennes pour le compte d'entreprises de recherche de pétrole. Les résultats de

ces campagnes sont toutefois interprétables et permettent de proposer une

série de modelés structuraux caractérisant divers horizons, en particulier

la s\arface de discordance du- Crétacé supérieur sur le Jurassique supérieur.

1,2.1.2 - Construction_des_documents , .

Par contre, il existe de nombreux forages ayant traversé le Tertiaire ;

on a pu avoir une image assez bonne du modelé d'un horizon repère (base des

sables éocènes moyens) . Ce modelé a été transposé à la base du Cénomanien en

utilisant les quatre forages ayant traversé ces horizons et le canevas de

coupes sismique réflexion.

Les maquettes présentées sont donc une construction réalisée à

partir de matériaux hétérogènes et comportant dans leur expression des

éléments importants d'appréciation personnelle qu'il s'agisse du pointé

ou de la corrélation des documents sismiques, du choix des horizons repères

dans les sondages ou de la valeiir de ces horizons (paléontologiques, litho-

logiques ou électriques) et des interpolations qui ont été proposées. Il ne

s'agit nullement de modèle rigoureux quant au modelé structural, et bien

moins encore en ce qui concerne l'extension, la lithologie et les propriétés

pétrophysiques des magasins :

- 3 -

1.2 - DONNEES GEOLOGIQUES SUR L'AQUIFERE DE BASE DU CRETACE SOUS L'AGGLOMERATION

BORDELAISE

1.2.1 - Méthode de travail

1.2.1.1 - Les données existantes

¡ Les données sur la base du Crétacé dans la région bordelaise sont

peu nombreuses et généralement anciennes. Seuls quatre forages ont traversé

ces assises â proximité de l'agglomération bordelaise.

- Au Sud-Ouest, deux forages d'exploration pétrolière : Saint- Jean

d' lilac 1 et Saucats 1.

- Au Nord-Ouest, un forage pétrolier : Bouillac 1 et le sondage de

recherche d'eau de Lormont (803-7-398) .

En sus des coupes observées à l'occasion des sondages préci-tés,

les seules informations disponibles sur le sous-sol mésozoïque bordelais

ont été recueillies au co\irs de campagnes sismiques. La banlieue Sud et Sud-

OÛest de Bordeaux â fait l'objet de campagnes ,sismiques déjà relativement

anciennes pour le compte d'entreprises de recherche de pétrole. Les résultats de

ces campagnes sont toutefois interprétables et permettent de proposer une

série de modelés structuraux caractérisant divers horizons, en particulier

la s\arface de discordance du- Crétacé supérieur sur le Jurassique supérieur.

1,2.1.2 - Construction_des_documents , .

Par contre, il existe de nombreux forages ayant traversé le Tertiaire ;

on a pu avoir une image assez bonne du modelé d'un horizon repère (base des

sables éocènes moyens) . Ce modelé a été transposé à la base du Cénomanien en

utilisant les quatre forages ayant traversé ces horizons et le canevas de

coupes sismique réflexion.

Les maquettes présentées sont donc une construction réalisée à

partir de matériaux hétérogènes et comportant dans leur expression des

éléments importants d'appréciation personnelle qu'il s'agisse du pointé

ou de la corrélation des documents sismiques, du choix des horizons repères

dans les sondages ou de la valeiir de ces horizons (paléontologiques, litho-

logiques ou électriques) et des interpolations qui ont été proposées. Il ne

s'agit nullement de modèle rigoureux quant au modelé structural, et bien

moins encore en ce qui concerne l'extension, la lithologie et les propriétés

pétrophysiques des magasins :

- 4 -

- complexe dtt/ilt¿qu(¿ ¿n{¡éJU.zujL du CKttacz dit Cénomanien,

- dototniz poAXÍandiznnz dite, dt l^{ano.

La manifestation de deux phases tectoniques accompagnées d'érosion

. conduit, en l'absence d'information sur le territoire SW de l'agglomération

txsrdelaise, à proposer une série d'hypothèses sur l'évolution de la répar¬

tition géographique des deux horizons objectifs géothermiques. La plus pessi¬

miste d'entre elles admet l'arrêt simultané et conjugué de leur extension

au Nord du sillon St-Jean d'Illac-Léognan. La plus optimiste correspond

à l'extension simultanée et conjuguée de ces assises jusqu'au pied de la

faille de Bordeaux.

On notera cependant que la série carbonatée cénomano-turonienne qui

est aussi un objectif réservoir présente, elle, une extension générale sous

11 'agglomération bordelaise.

La trop faible densité des informations sur la composition

lithologique détaillée des réservoirs et sur la répartition de la perméabilité

au sein de leur épaisseur, le caractère hypothétique de la valeur des rejets,

au niveau des réservoirs, des failles qui les, affectent, ne permettent pas

d'apprécier fidèlement la continuité physique des aquifères et notamment

l'importance des possibilités d'alimentation de compartiment à compartiment

à travers ces accidents.

1.2.2 - Commentaire des cartes ét coupes

Les documents réalisés présentent différentes hypothèses sur le

substratiun de l'aquifère crétacé, sa composition, son modelé.

J,.2.2.1 - Le substratiom (figures 7 et 8)

La transgression des dépôts crétacés s'est développée du Sud,

. depuis le Bassin de Parentis, vers le Nord, Nord-Ouest, en direction de

l'anticlinal de Jonzac. Le paysage qui a servi de cadre à cet événement

intéressait des bandes d'affleurement de terrains d'âge jurassique supérieur,

échelonnées du Sud vers le Nord, des plus récentes (Dolomie de Mano, d'âge

Partlándien) (sondages de St-Jean-d 'lilac - Cadillac) aux. plus anciennes :

calcaires à Lituolidés d'âge Kimméridgien supérieur '(sondage de Bouillac) ou

même marno-calcaires de Lamarque d'âge Kimméridgien inférieur et moyen

(sondages Lormont - Ambès) .

- 4 -

- complexe dtt/ilt¿qu(¿ ¿n{¡éJU.zujL du CKttacz dit Cénomanien,

- dototniz poAXÍandiznnz dite, dt l^{ano.

La manifestation de deux phases tectoniques accompagnées d'érosion

. conduit, en l'absence d'information sur le territoire SW de l'agglomération

txsrdelaise, à proposer une série d'hypothèses sur l'évolution de la répar¬

tition géographique des deux horizons objectifs géothermiques. La plus pessi¬

miste d'entre elles admet l'arrêt simultané et conjugué de leur extension

au Nord du sillon St-Jean d'Illac-Léognan. La plus optimiste correspond

à l'extension simultanée et conjuguée de ces assises jusqu'au pied de la

faille de Bordeaux.

On notera cependant que la série carbonatée cénomano-turonienne qui

est aussi un objectif réservoir présente, elle, une extension générale sous

11 'agglomération bordelaise.

La trop faible densité des informations sur la composition

lithologique détaillée des réservoirs et sur la répartition de la perméabilité

au sein de leur épaisseur, le caractère hypothétique de la valeur des rejets,

au niveau des réservoirs, des failles qui les, affectent, ne permettent pas

d'apprécier fidèlement la continuité physique des aquifères et notamment

l'importance des possibilités d'alimentation de compartiment à compartiment

à travers ces accidents.

1.2.2 - Commentaire des cartes ét coupes

Les documents réalisés présentent différentes hypothèses sur le

substratiun de l'aquifère crétacé, sa composition, son modelé.

J,.2.2.1 - Le substratiom (figures 7 et 8)

La transgression des dépôts crétacés s'est développée du Sud,

. depuis le Bassin de Parentis, vers le Nord, Nord-Ouest, en direction de

l'anticlinal de Jonzac. Le paysage qui a servi de cadre à cet événement

intéressait des bandes d'affleurement de terrains d'âge jurassique supérieur,

échelonnées du Sud vers le Nord, des plus récentes (Dolomie de Mano, d'âge

Partlándien) (sondages de St-Jean-d 'lilac - Cadillac) aux. plus anciennes :

calcaires à Lituolidés d'âge Kimméridgien supérieur '(sondage de Bouillac) ou

même marno-calcaires de Lamarque d'âge Kimméridgien inférieur et moyen

(sondages Lormont - Ambès) .

- 5

Cette disposition est due à un pendage général des assises juras¬

siques vers le Sud. L'étroitesse de la bande d'affleurement du calcaire à Lituo¬

lidés suggère l'existence d'une flexure de direction armoricaine, <^'âge

Névadien. La lèvre relevée de cet accident aurait été rabotée par l'altération

et l'érosion avant le dépôt du Crétacé moyen et supérieur. Le sommet du

calcaire à Lituolidés et la Dolomie de Mano constituent un aquifére puissant

de deux cents à trois cents mètres, saturé d'eau douce, entre Bazas, Bordeaux

et Facture. La limite d'érosion de cette formation réservoir passe entre la

ligne St-Jean-d 'lilac - Saucats - Cadillac au Sud et une autre ligne :

Bouillac - Lormont au Nord, c'est-à-dire sous l'agglomération bordelaise.

La position exacte de cette limite ainsi que le mode de biseautage

ou de troncature de cette assise sont inconnus. Par contre, les coupes sismiques

permettent de proposer une série de modelés structuraux de la discordance "

crétacé supérieur sur le Jurassique (figures 7 et 8) . . .

Ces modelés mettent en relief l'existence d'un motif surélevé,

d'orientation SE-NW et plongeant dans cette direction. Ce motif est

longé et limité vers le Nord-Est par vm. accident à regard NE dont le

rejet varie entre 50 et 100 m. L'ensemble des couches d'âge Eocène et .

Crétacé constituant ce panneau est ployé "en anticlinal dont l'axe court

depuis Saucats jusqu'à l'Ouest de Berganton oû il perd de son indi-vidualité.

Deux sondages profonds ont été exécutés sur ce panneau : Saucats 1 ,.

à l'Est - Sud-Est a atteint le toit des grès de base du Crétacé à 850 m et a é-té

arrêté à 1010 m dans la même série sableuse dans des horizons d'âge néocomien.

St-Jean d' lilac 1, sur l'axe de Berganton, vers 1130 m, dans les mêmes

horizons gréseux, a traversé la discordance entre la base de ces horizons

détritiques, ici d'âge aptien, et le toit érodé du Jurassique supérieur

représenté par le faciès dolomitique (dit Dolomie de Mano) à la profondeur

de 1215 m. Il a pénétré cette dernière formation sur 220 m et a été poursuivi

à- travers les séries jurassiques et triasiques jusqu'aux schistes et quartzites

du Paléozoîque rencontrés à 2510 m.

- 5

Cette disposition est due à un pendage général des assises juras¬

siques vers le Sud. L'étroitesse de la bande d'affleurement du calcaire à Lituo¬

lidés suggère l'existence d'une flexure de direction armoricaine, <^'âge

Névadien. La lèvre relevée de cet accident aurait été rabotée par l'altération

et l'érosion avant le dépôt du Crétacé moyen et supérieur. Le sommet du

calcaire à Lituolidés et la Dolomie de Mano constituent un aquifére puissant

de deux cents à trois cents mètres, saturé d'eau douce, entre Bazas, Bordeaux

et Facture. La limite d'érosion de cette formation réservoir passe entre la

ligne St-Jean-d 'lilac - Saucats - Cadillac au Sud et une autre ligne :

Bouillac - Lormont au Nord, c'est-à-dire sous l'agglomération bordelaise.

La position exacte de cette limite ainsi que le mode de biseautage

ou de troncature de cette assise sont inconnus. Par contre, les coupes sismiques

permettent de proposer une série de modelés structuraux de la discordance "

crétacé supérieur sur le Jurassique (figures 7 et 8) . . .

Ces modelés mettent en relief l'existence d'un motif surélevé,

d'orientation SE-NW et plongeant dans cette direction. Ce motif est

longé et limité vers le Nord-Est par vm. accident à regard NE dont le

rejet varie entre 50 et 100 m. L'ensemble des couches d'âge Eocène et .

Crétacé constituant ce panneau est ployé "en anticlinal dont l'axe court

depuis Saucats jusqu'à l'Ouest de Berganton oû il perd de son indi-vidualité.

Deux sondages profonds ont été exécutés sur ce panneau : Saucats 1 ,.

à l'Est - Sud-Est a atteint le toit des grès de base du Crétacé à 850 m et a é-té

arrêté à 1010 m dans la même série sableuse dans des horizons d'âge néocomien.

St-Jean d' lilac 1, sur l'axe de Berganton, vers 1130 m, dans les mêmes

horizons gréseux, a traversé la discordance entre la base de ces horizons

détritiques, ici d'âge aptien, et le toit érodé du Jurassique supérieur

représenté par le faciès dolomitique (dit Dolomie de Mano) à la profondeur

de 1215 m. Il a pénétré cette dernière formation sur 220 m et a été poursuivi

à- travers les séries jurassiques et triasiques jusqu'aux schistes et quartzites

du Paléozoîque rencontrés à 2510 m.

- 6 -

Au Nord du motif ainsi esquissé, se creuse un compartiment effondré

où s'individualisent au Sud-Est la cuvette de Léognan et au Nord-Ést la cuvette

de St-Jean-d 'lilac (toit du Cénomanien à 1330 m) . Ces deux dépressions sont

séparées par une selle culminant à 1050 m. La présence de la Dolomie de Mano ne

peut être mise en évidence par les enregistrements sismiques dans le synclinal

de St-Jean-d' lilac. La paroi nord-est limitant ce petit fossé est constituée

de plusieurs gradins à regard sud-ouest. Les lignes sismiques s'arrêtent

vers le Nord, à hauteur de Gradignan et Villenave d' Ornon, vers le Nord-Est :

Quinsac, Camblanes, Latresne. Elles permettent encore de mettre en évidence

l'existence d'im important accident, à regard sud-ouest : "Za ^OAÂZe.

de Bordeaux", identifiée par ailleiirs grâce aux résultats de sondages à

l'Eocène.

La Dolomie de Mano est-elle absente au Nord de la cuvette de Léognan -

St-Jean d' lilac, ou s'étend-elle jusqu'au pied de l'accident : Quinsac -

Latresne dont le rejet aiirait alors été de 350 m conférant localement à l'ar-o

chitecture névadienne un style cassant'. L'existence de calcaires à Lituolidés

sous les grès de' base du Crétacé à Bouillac viendrait à l'appui de cette

fragile hypothèse.

1.2.2.2 - Composition du complexe_transgressif crétacé (figure n^G)

- NEOCOMIEN

Au Sud de l'agglomération s-ur le parallèle de Saucats, la série

'crétacée débute par des sables et argiles et .calcaires argileux du Néocomien

(35 m à Saucats 1) en couches alternantes de 7 à 10 m d'épaisseur de sables

* ou calcaires argileux et de 1 à 5 m d'épaisseur d'argile.

~ APTIEN

Le même type de série, en couches peu épaisses : argiles - calcaires

argileux, sables et grès, mais d'âge aptien a été rencontré sur 105 m

de puissance à Saucats 1 oû la présence de nombreuses Choffatelles a été notée

permettant d'assigner aux assises qui les contiennent un âge aptien inférieur.

- 6 -

Au Nord du motif ainsi esquissé, se creuse un compartiment effondré

où s'individualisent au Sud-Est la cuvette de Léognan et au Nord-Ést la cuvette

de St-Jean-d 'lilac (toit du Cénomanien à 1330 m) . Ces deux dépressions sont

séparées par une selle culminant à 1050 m. La présence de la Dolomie de Mano ne

peut être mise en évidence par les enregistrements sismiques dans le synclinal

de St-Jean-d' lilac. La paroi nord-est limitant ce petit fossé est constituée

de plusieurs gradins à regard sud-ouest. Les lignes sismiques s'arrêtent

vers le Nord, à hauteur de Gradignan et Villenave d' Ornon, vers le Nord-Est :

Quinsac, Camblanes, Latresne. Elles permettent encore de mettre en évidence

l'existence d'im important accident, à regard sud-ouest : "Za ^OAÂZe.

de Bordeaux", identifiée par ailleiirs grâce aux résultats de sondages à

l'Eocène.

La Dolomie de Mano est-elle absente au Nord de la cuvette de Léognan -

St-Jean d' lilac, ou s'étend-elle jusqu'au pied de l'accident : Quinsac -

Latresne dont le rejet aiirait alors été de 350 m conférant localement à l'ar-o

chitecture névadienne un style cassant'. L'existence de calcaires à Lituolidés

sous les grès de' base du Crétacé à Bouillac viendrait à l'appui de cette

fragile hypothèse.

1.2.2.2 - Composition du complexe_transgressif crétacé (figure n^G)

- NEOCOMIEN

Au Sud de l'agglomération s-ur le parallèle de Saucats, la série

'crétacée débute par des sables et argiles et .calcaires argileux du Néocomien

(35 m à Saucats 1) en couches alternantes de 7 à 10 m d'épaisseur de sables

* ou calcaires argileux et de 1 à 5 m d'épaisseur d'argile.

~ APTIEN

Le même type de série, en couches peu épaisses : argiles - calcaires

argileux, sables et grès, mais d'âge aptien a été rencontré sur 105 m

de puissance à Saucats 1 oû la présence de nombreuses Choffatelles a été notée

permettant d'assigner aux assises qui les contiennent un âge aptien inférieur.

7 -

A St-Jean-d 'Iliac 1, cette formation n'a plus que 95 m d'épaisseur. Sur les

assises détritiques de l'Aptien inférieur repose directement une assise de

calcaire organogène sparitique, plus ou moins intensément dolpmitisée et

localement gréseuse, à St-Jean d'Illac 1 : entre 1110- et 1124 m. Ce niveau

épais d'une trentaine de mètres a livré une faune aptienne à Saucats 1.

- CENOMANIEN

Dans le domaine considéré, il y aurait, selon toute vraisemblance,

lacune de l'Aptien supérieur et de l'Albien présent 15 km au Sud-Sud-Est de

Saucats (sondage de Landiras 1) .

A Bouillac !, sur .les calcaires à Lituolidés, reposent des sables

et argiles à lignites (18 m) surmontés par des calcaires organogènes et

dolomitiques qui ont livré des Trocholines {Tn.OC.hoZJ.na Z.entiCuZanJj¡) , des

Orbitolines à texture très grossière, assignant un âge Cénomanien à cette

assise de 20 m d'épaisseur. Une passée argileuse de 3 à 5 m isole ces premiers

dépôts du Crétacé supérieur d'une formation épaisse d'une soixantaine de mètres

constituée de calcaires organogènes riches en Préalvéolines et Orbitolines à

Bouillac 1. A Saucats 1, ces calcaires sont entièrement dolomitisés.

Une nouvelle passée argileuse de 5 m d'épaisseur sépare les calcaires

et dolomies du Cénomanien, des calcaires organogènes et dolomie du Turonien

à Ovalvéolines . Ce Turonien épais de 100 m paraît constituer l'assise supérieure

de l'aquifère basai du Crétacé. Celui-ci comporte donc de bas en haut :

a) un complexe détritique s ' amincissant du Sud vers le Nord. Les niveaux

sableiix sont perméables mais de faible résistance mécanique.

b) vm complexe calcaréo-dolomitique. Les couches massives qui le

constituent peuvent être le siège d'xine perméabilité matricielle

localement valorisée par un réseau de fractures plus bu moins

ouvertes.

7 -

A St-Jean-d 'Iliac 1, cette formation n'a plus que 95 m d'épaisseur. Sur les

assises détritiques de l'Aptien inférieur repose directement une assise de

calcaire organogène sparitique, plus ou moins intensément dolpmitisée et

localement gréseuse, à St-Jean d'Illac 1 : entre 1110- et 1124 m. Ce niveau

épais d'une trentaine de mètres a livré une faune aptienne à Saucats 1.

- CENOMANIEN

Dans le domaine considéré, il y aurait, selon toute vraisemblance,

lacune de l'Aptien supérieur et de l'Albien présent 15 km au Sud-Sud-Est de

Saucats (sondage de Landiras 1) .

A Bouillac !, sur .les calcaires à Lituolidés, reposent des sables

et argiles à lignites (18 m) surmontés par des calcaires organogènes et

dolomitiques qui ont livré des Trocholines {Tn.OC.hoZJ.na Z.entiCuZanJj¡) , des

Orbitolines à texture très grossière, assignant un âge Cénomanien à cette

assise de 20 m d'épaisseur. Une passée argileuse de 3 à 5 m isole ces premiers

dépôts du Crétacé supérieur d'une formation épaisse d'une soixantaine de mètres

constituée de calcaires organogènes riches en Préalvéolines et Orbitolines à

Bouillac 1. A Saucats 1, ces calcaires sont entièrement dolomitisés.

Une nouvelle passée argileuse de 5 m d'épaisseur sépare les calcaires

et dolomies du Cénomanien, des calcaires organogènes et dolomie du Turonien

à Ovalvéolines . Ce Turonien épais de 100 m paraît constituer l'assise supérieure

de l'aquifère basai du Crétacé. Celui-ci comporte donc de bas en haut :

a) un complexe détritique s ' amincissant du Sud vers le Nord. Les niveaux

sableiix sont perméables mais de faible résistance mécanique.

b) vm complexe calcaréo-dolomitique. Les couches massives qui le

constituent peuvent être le siège d'xine perméabilité matricielle

localement valorisée par un réseau de fractures plus bu moins

ouvertes.

- 8 -

1.2.2.3 - Le modelé (figures 9 à 14)

L'aquifère de base du Crétacé repose donc en transgression et dis¬

cordance sur les dépôts jurassiques. Il est d'autre part en son sein, parcouru

par une importante discontinuité de sédimentation couvrant l'Aptien supérieur

et l'Albien. Dans l'ensemble les matériaux du Cénomanien sont disposés selon

une série de compartiments faiblement inclinés et ployés,liés au jeu de

l'accident de Bordeaux : faille coulissante sénestre à regard SW. Le jeu de

cet accident a provoqué la décomposition de sa lèvre èud-ouest, en une série

de -touches de piano obliques â sa direction. Un claveau surélevé se développe

au milieu de l'ensemble affaissé correspondant au synclinal tertiaire de

Bordeaux.

Le Campus universitaire de Talence - Pessac est situé sur ce motif

structural. Le panneau méridional surélevé de Berganton - Saucats correspond à

la limite vers le Sud-Ouest du synclinal tertiaire. Il intègre le versant nord

de la ride de Villagrains.

/, . .

Deux hypothèses, quant au tracé de la faille de Bordeaux, en

direction de St-Médard-en-Jalles, pouvaient être élaborées (figures 9 et 10)

Des datations récemment effectuées s\ir les horizons de base du

forage de Lormont amènent à opter pour la deuxième hypothèse où 1 ' une des

branches de l'accident de Bordeaux passe entre le forage de Lormont et Bouillac,

Cette hypothèse est fondée sur l'isochronisme des formations de

la base et du soimnet du Crétacé supérieur présent à Bouillac et Lormont

et conduit à admettre vm notable épaississement des faciès argileux du

Sénonien à Lormont. L'extension de cette anomalie de faciès demeure inconnue

il n'est pas interdit de penser qu'elle est liée à une petite gouttière

tectonique au sein du faisceau de fractures mentionné figure 10.

- 8 -

1.2.2.3 - Le modelé (figures 9 à 14)

L'aquifère de base du Crétacé repose donc en transgression et dis¬

cordance sur les dépôts jurassiques. Il est d'autre part en son sein, parcouru

par une importante discontinuité de sédimentation couvrant l'Aptien supérieur

et l'Albien. Dans l'ensemble les matériaux du Cénomanien sont disposés selon

une série de compartiments faiblement inclinés et ployés,liés au jeu de

l'accident de Bordeaux : faille coulissante sénestre à regard SW. Le jeu de

cet accident a provoqué la décomposition de sa lèvre èud-ouest, en une série

de -touches de piano obliques â sa direction. Un claveau surélevé se développe

au milieu de l'ensemble affaissé correspondant au synclinal tertiaire de

Bordeaux.

Le Campus universitaire de Talence - Pessac est situé sur ce motif

structural. Le panneau méridional surélevé de Berganton - Saucats correspond à

la limite vers le Sud-Ouest du synclinal tertiaire. Il intègre le versant nord

de la ride de Villagrains.

/, . .

Deux hypothèses, quant au tracé de la faille de Bordeaux, en

direction de St-Médard-en-Jalles, pouvaient être élaborées (figures 9 et 10)

Des datations récemment effectuées s\ir les horizons de base du

forage de Lormont amènent à opter pour la deuxième hypothèse où 1 ' une des

branches de l'accident de Bordeaux passe entre le forage de Lormont et Bouillac,

Cette hypothèse est fondée sur l'isochronisme des formations de

la base et du soimnet du Crétacé supérieur présent à Bouillac et Lormont

et conduit à admettre vm notable épaississement des faciès argileux du

Sénonien à Lormont. L'extension de cette anomalie de faciès demeure inconnue

il n'est pas interdit de penser qu'elle est liée à une petite gouttière

tectonique au sein du faisceau de fractures mentionné figure 10.

- 9 -

1.3. - CONCLUSIONS SUR 'L'ANALYSE GEOLOGIQUE DES RESERVOIRS

: Les auteurs de cette note se sont efforcés de fonder, sur àes

arguments aussi sérieux que possible, les constructions exposées dans ce

rapport. S'il est permis de penser que celles-ci se rapprochent de la

réalité, elles ne demeurent pas moins de fragiles constructions.

Il y a vraisemblablement un champ de fractures sous Bordeaux ; telle

est la conclusion principale de cette recherche.

En l'absence .de tout essai d'interférence entre les forages de

Lormont et St-Jean d'Illac, il est impossible de dire quelle est l'influence

de ce champ de fracture sur la continuité hydraulique des réservoirs.

Un effet," limite "a été ressenti lors des essais sur le forage du

Stadium à Pessac, au niveau du réservoir Sénonien. Cet effet "limite"peut être

attribué à l'action d'une des fractures dessinées sur les figures 9 et 10.

Ce n'est, pour le moment, qu'une observation isolée.

Il convient , dans l'état actuel de l'information, de se garder de

tout pessimisme et de tout optimisme exagéré. Il n'en reste pas moins vrai que :

- le sous-sol de l'agglomération bordelaise correspond à une zone complexe,

- toute implantation de forage géothermique ne devra être faite qu'après une

étude géologique détaillée tenant compte, en particulier, du contexte

tectonique et des tendances sédimentologiques au niveau des réservoirs, '

^ k la suite des travaux de forages, des études géologiques (sédimentologiques

et pétrophysiques àes réservoirs) et hydrogéologique permettront de

s'assurer du modèle et du traitew.ent à lui appliquer.

- 9 -

1.3. - CONCLUSIONS SUR 'L'ANALYSE GEOLOGIQUE DES RESERVOIRS

: Les auteurs de cette note se sont efforcés de fonder, sur àes

arguments aussi sérieux que possible, les constructions exposées dans ce

rapport. S'il est permis de penser que celles-ci se rapprochent de la

réalité, elles ne demeurent pas moins de fragiles constructions.

Il y a vraisemblablement un champ de fractures sous Bordeaux ; telle

est la conclusion principale de cette recherche.

En l'absence .de tout essai d'interférence entre les forages de

Lormont et St-Jean d'Illac, il est impossible de dire quelle est l'influence

de ce champ de fracture sur la continuité hydraulique des réservoirs.

Un effet," limite "a été ressenti lors des essais sur le forage du

Stadium à Pessac, au niveau du réservoir Sénonien. Cet effet "limite"peut être

attribué à l'action d'une des fractures dessinées sur les figures 9 et 10.

Ce n'est, pour le moment, qu'une observation isolée.

Il convient , dans l'état actuel de l'information, de se garder de

tout pessimisme et de tout optimisme exagéré. Il n'en reste pas moins vrai que :

- le sous-sol de l'agglomération bordelaise correspond à une zone complexe,

- toute implantation de forage géothermique ne devra être faite qu'après une

étude géologique détaillée tenant compte, en particulier, du contexte

tectonique et des tendances sédimentologiques au niveau des réservoirs, '

^ k la suite des travaux de forages, des études géologiques (sédimentologiques

et pétrophysiques àes réservoirs) et hydrogéologique permettront de

s'assurer du modèle et du traitew.ent à lui appliquer.

10 -

2 - DONNEES HYDRODYNAMIQUES CONCERNANT LE SYSTEME AQUIFERE CENOMANO-TURONIEN

L'examen des différents documents disponibles à la Banque des Données

du Sous-Sol du BRGM a permis de rassembler les éléments mentionnés tableau 1 .

Compte tenu des valeurs observées de transmissivité (T) et du

coefficient d'emmagasinement (S) , on propose d'adopter les valeurs "moyennes"

suivantes :

T = 1,5 10 ^ m^/s

S = 10-4

On considère ainsi les valeurs observées en bordure Nord-Ouest (Médoc) comme

étant peu probables au droit de l'agglomération bordelaise l'hypothèse retenue

est alors quelque peu pessimiste.

.>

3 - CHOIX D'UN SCHEMA HYDRODYNAMIQUE D'ECOULEMENT

A partir de l'analyse géologique qui précède (cf §1), on peut esti¬

mer le système aquifére Cénomano-turonien comme étant constitué de comparti¬

ments limités par des failles dont l'amplitude des rejets n'est pas connu

avec certitude . Ces compartiments seraient donc plus ou moins interconnectés ,

du point de -vue hydraulique.

Par suite on a choisi de simuler - chacune des -trois approximations

suivantes de la réalité :

Méthode analytique On considère l'aquifère comme étant homogène , isotrope,

d'extension infinie ; donc ayant une épaisseur moyenne

constante.

Méthode analogique On considère l'aquifère comme étant constitué d'un assem¬

blage de compartiments homogènes et isotropes mais limités

longitudinalement par l'extension de failles. L'emplace¬

ment des failles est supposé celui mentionné figure 9.

10 -

2 - DONNEES HYDRODYNAMIQUES CONCERNANT LE SYSTEME AQUIFERE CENOMANO-TURONIEN

L'examen des différents documents disponibles à la Banque des Données

du Sous-Sol du BRGM a permis de rassembler les éléments mentionnés tableau 1 .

Compte tenu des valeurs observées de transmissivité (T) et du

coefficient d'emmagasinement (S) , on propose d'adopter les valeurs "moyennes"

suivantes :

T = 1,5 10 ^ m^/s

S = 10-4

On considère ainsi les valeurs observées en bordure Nord-Ouest (Médoc) comme

étant peu probables au droit de l'agglomération bordelaise l'hypothèse retenue

est alors quelque peu pessimiste.

.>

3 - CHOIX D'UN SCHEMA HYDRODYNAMIQUE D'ECOULEMENT

A partir de l'analyse géologique qui précède (cf §1), on peut esti¬

mer le système aquifére Cénomano-turonien comme étant constitué de comparti¬

ments limités par des failles dont l'amplitude des rejets n'est pas connu

avec certitude . Ces compartiments seraient donc plus ou moins interconnectés ,

du point de -vue hydraulique.

Par suite on a choisi de simuler - chacune des -trois approximations

suivantes de la réalité :

Méthode analytique On considère l'aquifère comme étant homogène , isotrope,

d'extension infinie ; donc ayant une épaisseur moyenne

constante.

Méthode analogique On considère l'aquifère comme étant constitué d'un assem¬

blage de compartiments homogènes et isotropes mais limités

longitudinalement par l'extension de failles. L'emplace¬

ment des failles est supposé celui mentionné figure 9.

TABLEAU/

V/UncipaZu donnéu Kítíniííu et nzloXlvíA íuw {^oiagoA ploicnái, captant Zz Ayitím& aqiU^^z Cínomano-TuAonlzn

ílWKEVE ÍpESIGNATIOm) COORPONWES LAMBERT ^ ZOWE WPTEE ^ ^^^^^^^ í PEBIT ! RABATT. í PEBIT í COTE ! TRANSMIS- í '^^^^^'^^^ ''"^^^- ^^ ^'^-í/ CLASSEMENT / i / i / l'^OûOiiacxLï , g^j^LOGIQUE / EN / EN in. / SPECI- / PIEZO / SIl/ITE / / s, ..^. .' ri '-

! ! ! K ! V ! 1 ! ^" *"' / ! m3/k ! ! FIQUE ! ! EN ! .t" ! ^""^^'^'i- ! ^l, ¡1 1 1 1 1 1 1 llllllll 1 5 1 1 « 20 , mq/L ,

! ! í ! ' ' ; ! ! ; ""^'^'"^ ' ! Jó^ m2/¿ '

; 729-4-2 ; CommnaZ \ 330,30 \ 63,12 )+ 7 ) 696 à 702 ) SabZu j 97 ) ' 9,7 J JO ) < /g,43 j ' ) ^^'^ ) '^'^^ \ ^*' (", ) SoaZoic. ) ) ', ', 704 5 7/6 *, cénomaw.¿cn¿ ) ) , ) ) ) ) ) j/ j Wo/id ', , ', ", ; ", ', ; , ', \ ^ ; ]

1 729-4-/2 / CommunaZ ! 332,55 / 62,02 !^3 ! 555 à 670 ! CaZcaJüve, ! 205 / 53,69 / 4 .' * J3,50 .' 6,7 .' 3Í,4 / - .' - // .' Souíac 2 / / .' / / tuAonl&n ! ¡ ! ! ! ! ! ! !! ! Nzyfian ! ! ! ! ! ^ ionmzt ! !' ! ! ! ! ! ! !! ! ! ! ! ! ! Cínomanlzn ! ! ! ! ! ! ! ! !

') 1Í9-Í-4 \ l\ontciíi\)a- \ 350,25 ') 346,93 ;+ 3 ; 697 à «25 ' ) TuA.onlín +\ 170 ') 1)6,50 ) ] ,45 \ + 79,00 ; 5 ; 40,2 ) 610 ) 476 ;) ', Pon.t-dz-Za.- ) ] ', ', ) Cé.noma.ni&n ] ) ', ) ) ] '- '. j ',

1 'i Bierfe ; ; ', ; , ; ; , ; , , ' , ;

/ 730-5-22 / Joa / / 339,04 / 350,62 /^ 4.7 / 630 a 730 / JuJionlzn ! 72 .' 706,29 / 0,6S ! + 22,00 .' 4,5 / 37, i3 .' ' 524 / 429,5 /

; 754-S-9 ; St-EUè.phQ. \ 357,70 \ 330,72 ;+ 5 \ S41 à 964 j TiifLOnun ^ ', 60 j 83 j 0,70 j ^ 24,06 j 0,55 ) 3S,2 ; - ; - |; ; Ske.íí U°í ; ; -, ; /, Cé^^omal^¿Cll ', ; ", ; , ", ; ; ",

; 779-6-íO .' MoU-EVF. ! 372,06 / 304,60 !^ 4,65 ! 729 â 706/ / CfiUací * ! 706 ! 140 ! 0,75 ! + 24,55 / 0,7*' / - /" - / - /.' .' N°2 / / .' / ! juAOMiqaz ! ! ! ! ! ! ! ! !

g03-7-39í Lo.'unont ') 374,02 ; 2S9,«4 )+58,37 j 840 cL' 1049 j Tu>iottn +') 795 ) 77, « ) 2,50 ) ^ 34,27 ) 2,6*' ] 45,5 j / OSO ', 763 ']

1 1 ZtlP N"/ ) ] ) ] ) CínomanÁzn ', ) ', ', ', ', ', ', ]

1877-4-1 ! S.t-P¿Wi&- ! [436,60]! [242,00] !-h38,3Z I 185 à 195 ! TuAonÁ-ín >! 80,4 1 18,29! 4,4 ! i^ 33,32 ! 4 ! 20,9 ! 2 475 ! 17,75!! ! cíe-NogcVt&t i .' / .' 340 à 377 J Cénomanlzn ! ! ! ! ! ! ! ! !! ! Goitíourf .' / / .' . / .' / .' / .' / .' .' /

* 7 Lu meJiUAU rfe nAvzcuu piizomitfLiqaeJi e^iJetituéai ¿ua te. (|0^ag^ 803-7-398 de la. l.U.T, dz lomont, want, pzndawt zt ap'Xzi Za mCsz zn e.xpíoltationdll ^ofiagz 779-6-80 d'E.D.F. à. AMBES ont pznmiA dz dztzAininzA Zz¿, ca/tactí>Uit¿qazA htjdAoiiZÁxiazi dz Za nappz du Cznomano-TuAoitLzn poJí Zzj¡ mé.thodzí>d' ¿iitzfipKztation du fizginiz tfiaMitoinz, itoZt :

Qj Tfian¿.m¿!>íii\)itz : T = 7,9.70 m /¿ (a6a¿i¿eme(i/t du. twJZOíi du ¿otagz dz Loimoivt pzndant V exploitation da donagz d'E.V.F. Aiiibeó)

^T = 7,3.70"^ mV¿ [tizZzvzmznt " " apxhs " "' " ]

\2) Coz{,iicÁ.ziit d' enmaga^inemznt : S = 7.70"

TABLEAU/

V/UncipaZu donnéu Kítíniííu et nzloXlvíA íuw {^oiagoA ploicnái, captant Zz Ayitím& aqiU^^z Cínomano-TuAonlzn

ílWKEVE ÍpESIGNATIOm) COORPONWES LAMBERT ^ ZOWE WPTEE ^ ^^^^^^^ í PEBIT ! RABATT. í PEBIT í COTE ! TRANSMIS- í '^^^^^'^^^ ''"^^^- ^^ ^'^-í/ CLASSEMENT / i / i / l'^OûOiiacxLï , g^j^LOGIQUE / EN / EN in. / SPECI- / PIEZO / SIl/ITE / / s, ..^. .' ri '-

! ! ! K ! V ! 1 ! ^" *"' / ! m3/k ! ! FIQUE ! ! EN ! .t" ! ^""^^'^'i- ! ^l, ¡1 1 1 1 1 1 1 llllllll 1 5 1 1 « 20 , mq/L ,

! ! í ! ' ' ; ! ! ; ""^'^'"^ ' ! Jó^ m2/¿ '

; 729-4-2 ; CommnaZ \ 330,30 \ 63,12 )+ 7 ) 696 à 702 ) SabZu j 97 ) ' 9,7 J JO ) < /g,43 j ' ) ^^'^ ) '^'^^ \ ^*' (", ) SoaZoic. ) ) ', ', 704 5 7/6 *, cénomaw.¿cn¿ ) ) , ) ) ) ) ) j/ j Wo/id ', , ', ", ; ", ', ; , ', \ ^ ; ]

1 729-4-/2 / CommunaZ ! 332,55 / 62,02 !^3 ! 555 à 670 ! CaZcaJüve, ! 205 / 53,69 / 4 .' * J3,50 .' 6,7 .' 3Í,4 / - .' - // .' Souíac 2 / / .' / / tuAonl&n ! ¡ ! ! ! ! ! ! !! ! Nzyfian ! ! ! ! ! ^ ionmzt ! !' ! ! ! ! ! ! !! ! ! ! ! ! ! Cínomanlzn ! ! ! ! ! ! ! ! !

') 1Í9-Í-4 \ l\ontciíi\)a- \ 350,25 ') 346,93 ;+ 3 ; 697 à «25 ' ) TuA.onlín +\ 170 ') 1)6,50 ) ] ,45 \ + 79,00 ; 5 ; 40,2 ) 610 ) 476 ;) ', Pon.t-dz-Za.- ) ] ', ', ) Cé.noma.ni&n ] ) ', ) ) ] '- '. j ',

1 'i Bierfe ; ; ', ; , ; ; , ; , , ' , ;

/ 730-5-22 / Joa / / 339,04 / 350,62 /^ 4.7 / 630 a 730 / JuJionlzn ! 72 .' 706,29 / 0,6S ! + 22,00 .' 4,5 / 37, i3 .' ' 524 / 429,5 /

; 754-S-9 ; St-EUè.phQ. \ 357,70 \ 330,72 ;+ 5 \ S41 à 964 j TiifLOnun ^ ', 60 j 83 j 0,70 j ^ 24,06 j 0,55 ) 3S,2 ; - ; - |; ; Ske.íí U°í ; ; -, ; /, Cé^^omal^¿Cll ', ; ", ; , ", ; ; ",

; 779-6-íO .' MoU-EVF. ! 372,06 / 304,60 !^ 4,65 ! 729 â 706/ / CfiUací * ! 706 ! 140 ! 0,75 ! + 24,55 / 0,7*' / - /" - / - /.' .' N°2 / / .' / ! juAOMiqaz ! ! ! ! ! ! ! ! !

g03-7-39í Lo.'unont ') 374,02 ; 2S9,«4 )+58,37 j 840 cL' 1049 j Tu>iottn +') 795 ) 77, « ) 2,50 ) ^ 34,27 ) 2,6*' ] 45,5 j / OSO ', 763 ']

1 1 ZtlP N"/ ) ] ) ] ) CínomanÁzn ', ) ', ', ', ', ', ', ]

1877-4-1 ! S.t-P¿Wi&- ! [436,60]! [242,00] !-h38,3Z I 185 à 195 ! TuAonÁ-ín >! 80,4 1 18,29! 4,4 ! i^ 33,32 ! 4 ! 20,9 ! 2 475 ! 17,75!! ! cíe-NogcVt&t i .' / .' 340 à 377 J Cénomanlzn ! ! ! ! ! ! ! ! !! ! Goitíourf .' / / .' . / .' / .' / .' / .' .' /

* 7 Lu meJiUAU rfe nAvzcuu piizomitfLiqaeJi e^iJetituéai ¿ua te. (|0^ag^ 803-7-398 de la. l.U.T, dz lomont, want, pzndawt zt ap'Xzi Za mCsz zn e.xpíoltationdll ^ofiagz 779-6-80 d'E.D.F. à. AMBES ont pznmiA dz dztzAininzA Zz¿, ca/tactí>Uit¿qazA htjdAoiiZÁxiazi dz Za nappz du Cznomano-TuAoitLzn poJí Zzj¡ mé.thodzí>d' ¿iitzfipKztation du fizginiz tfiaMitoinz, itoZt :

Qj Tfian¿.m¿!>íii\)itz : T = 7,9.70 m /¿ (a6a¿i¿eme(i/t du. twJZOíi du ¿otagz dz Loimoivt pzndant V exploitation da donagz d'E.V.F. Aiiibeó)

^T = 7,3.70"^ mV¿ [tizZzvzmznt " " apxhs " "' " ]

\2) Coz{,iicÁ.ziit d' enmaga^inemznt : S = 7.70"

- 11 -

Méthode numérique On considère l'aquifère comme étant isotrope, hétérogène,

et ceinturé par des limites imperméables (Sud-Est

Sud-Ouest et Ouest) , ou bien à potentiel hydraulique

constant (Est et Nord -Est) , ou bien à débit d'alimen¬

tation constant (Nord et Sud) .

Ces approximations permettent d'effectuer des calculs prévisionnels de

rabattements (en inter-influence entre ouvrages) par des formulations mathé¬

matiques .existantes. On peut alors en déduire une ligne directrice pour la

gestion de l'aquifère (affectation d'une production à chacun des ouvrages) .

On se place ainsi dans des contextes hydrauliques très favorables (méthode

analytique) , très défavorables (méthode analogique) et moyen (méthode numérique)

qui vont conduire à explorer le champ des possibilités au stade actuel des

connaissances.

- 11 -

Méthode numérique On considère l'aquifère comme étant isotrope, hétérogène,

et ceinturé par des limites imperméables (Sud-Est

Sud-Ouest et Ouest) , ou bien à potentiel hydraulique

constant (Est et Nord -Est) , ou bien à débit d'alimen¬

tation constant (Nord et Sud) .

Ces approximations permettent d'effectuer des calculs prévisionnels de

rabattements (en inter-influence entre ouvrages) par des formulations mathé¬

matiques .existantes. On peut alors en déduire une ligne directrice pour la

gestion de l'aquifère (affectation d'une production à chacun des ouvrages) .

On se place ainsi dans des contextes hydrauliques très favorables (méthode

analytique) , très défavorables (méthode analogique) et moyen (méthode numérique)

qui vont conduire à explorer le champ des possibilités au stade actuel des

connaissances.

12 -

4 -' CHOIX DE DIFFJIRENTS SCENARIOS D ' EXPLOITATION DE LA RESSOURCE

L'ensemble des ouvrages d'exploitation pris en compte, ainsi

que les coordonnées Lambert de leurs emplacements sont indiqués tableau 2.

Leur dénombrement a été obtenu après consultation de la Direction Interdépar¬

tementale de l'Industrie : il s'agit des' projets déjà déclarés à l'Adminis¬

tration, sous forme d'études de pré-faisabilité, ou bien de faisabilité

(Mériadeck, Pessac-Stadium, Mérignac-Base Aérienne) .

Dans 1 ' état actuel des connaissances , le problème foncier des

ouvrages de ré-injection n'a pas été étudié à l'exception du projet

Mérignac - Base Aérienne ; on a donc été amené à adopter des hypothèses qui

se veulent réalistes compte tenu du tissus urbain connu.

L'emplacement des différents ouvrages pris en compte est reporté

figure 15 .Cela ne préjuge évidemment pas des nouveaux projets qui pourraient

éventuellement se déclarer et dont il faudrait alors guider la réalisation.

/

Les emplacements des ouvrages de ré-injection Rl à R4 paraissent

davantage vraisemblables que ceux des ouvrages R5 .et R5.

A partir des hypothèses ci-dessus, six scénarios ont été retenus

et traités suivant les méthodes de simulation mentionnées au paragraphe 3 .

r

REMARQUE ; La position deó ouvAagcÁ de n.é-injecXion adoptée demande impli¬citement V exÁÁtence d'une n.e¿¿ounce en eau {au moind {¡Koide .')

à pnoximite. Cela panait n.el.ati\j ement ¿impie à concevoin poun.

leÁ ou\;n.ageA RJ et R2 [pn.é.óence deó oau-^ageó de pn.oducti.on) ,

R3 [pn.éi,ence d'un lac] ; pan. contn.e ¿cm ouvKageÁ R4, R5 et Ro

néce¿6ÍteAont une n.e¿¿oun.ce en eau ÁuppZémentaÁAe [captage de

nappe ¿upen^icteZie pan exemple) .

12 -

4 -' CHOIX DE DIFFJIRENTS SCENARIOS D ' EXPLOITATION DE LA RESSOURCE

L'ensemble des ouvrages d'exploitation pris en compte, ainsi

que les coordonnées Lambert de leurs emplacements sont indiqués tableau 2.

Leur dénombrement a été obtenu après consultation de la Direction Interdépar¬

tementale de l'Industrie : il s'agit des' projets déjà déclarés à l'Adminis¬

tration, sous forme d'études de pré-faisabilité, ou bien de faisabilité

(Mériadeck, Pessac-Stadium, Mérignac-Base Aérienne) .

Dans 1 ' état actuel des connaissances , le problème foncier des

ouvrages de ré-injection n'a pas été étudié à l'exception du projet

Mérignac - Base Aérienne ; on a donc été amené à adopter des hypothèses qui

se veulent réalistes compte tenu du tissus urbain connu.

L'emplacement des différents ouvrages pris en compte est reporté

figure 15 .Cela ne préjuge évidemment pas des nouveaux projets qui pourraient

éventuellement se déclarer et dont il faudrait alors guider la réalisation.

/

Les emplacements des ouvrages de ré-injection Rl à R4 paraissent

davantage vraisemblables que ceux des ouvrages R5 .et R5.

A partir des hypothèses ci-dessus, six scénarios ont été retenus

et traités suivant les méthodes de simulation mentionnées au paragraphe 3 .

r

REMARQUE ; La position deó ouvAagcÁ de n.é-injecXion adoptée demande impli¬citement V exÁÁtence d'une n.e¿¿ounce en eau {au moind {¡Koide .')

à pnoximite. Cela panait n.el.ati\j ement ¿impie à concevoin poun.

leÁ ou\;n.ageA RJ et R2 [pn.é.óence deó oau-^ageó de pn.oducti.on) ,

R3 [pn.éi,ence d'un lac] ; pan. contn.e ¿cm ouvKageÁ R4, R5 et Ro

néce¿6ÍteAont une n.e¿¿oun.ce en eau ÁuppZémentaÁAe [captage de

nappe ¿upen^icteZie pan exemple) .

TABLEAU_2_

COORDONNEES LAMBERT DES OUVRAGES

(cf. figure 15)

OUVRAGES

LORMONT - Pompage

BORDEAUX-NORD - Pompage

LA BENAUGE - Pompage

MERIADECK - Pompage

MERIGNAC-VILLE - Pompage

PESSAC-STADIUM - Pompage

MERIGNAC-BASE (GMCl) -Pompag

MERIGNAC-BASE (GMC2) -Pompag

REINJECTION BASE (Rl)

REINJECTION BASE (R2)

INJECTION BORDEAUX-LAC (R3)

INJECTION VILLENAVE (R4)

'INJECTION R5 '

INJECTION R6

NUMERO

B.R.G.M.

803-7-398

^

3

_

X

374,02

370,50

372,25

368,75

363,85

371,20

359,60

359,10/

360,00

358,10

370,00

369,50

364,75 "

366,70

Y

289,84

291,25

286,55

285,90

287,65

301,91

287,00

284,40

286,10

287,30

290,50

281,50

284,80

288,10

TABLEAU_2_

COORDONNEES LAMBERT DES OUVRAGES

(cf. figure 15)

OUVRAGES

LORMONT - Pompage

BORDEAUX-NORD - Pompage

LA BENAUGE - Pompage

MERIADECK - Pompage

MERIGNAC-VILLE - Pompage

PESSAC-STADIUM - Pompage

MERIGNAC-BASE (GMCl) -Pompag

MERIGNAC-BASE (GMC2) -Pompag

REINJECTION BASE (Rl)

REINJECTION BASE (R2)

INJECTION BORDEAUX-LAC (R3)

INJECTION VILLENAVE (R4)

'INJECTION R5 '

INJECTION R6

NUMERO

B.R.G.M.

803-7-398

^

3

_

X

374,02

370,50

372,25

368,75

363,85

371,20

359,60

359,10/

360,00

358,10

370,00

369,50

364,75 "

366,70

Y

289,84

291,25

286,55

285,90

287,65

301,91

287,00

284,40

286,10

287,30

290,50

281,50

284,80

288,10

- 13 -

5 - SIMULATION PAR METHODE ANALYTIQUE

Comme indiqué aux § 2 et 3 ci-dessus, on a simulé les influences

réciproques de huit ouvrages de production (cf figure 15) supposés capter un

milieu aquifére homogène, isotrope et d'extension infinie. p

Le calcul des rabattements (s) , provoqué à une distance (r) d'un <('

ouvrage prélevant un débit Q, est effectué à l'aide de la formule de Theis :

.¿M

Qs = y dx

4 TT T ufi- «>

dans laquelle :

Q = débit du forage (m3/s)-3

T = transmissivité = 1,5 10 m2/s2 '

u = Sr /Tt- -^

-4'S. = coefficient d ' emmagasinement = 10

r = distance de l'ouvrage à la verticale considérée (m)

t = durée du pompage (s) .

Les hypothèses, sur les caractéris^tTiques du milieu aquifére, permettent

de calculer le rabattement (sij) au droit d'un ouvrage (i) prélevant un débit

(Qi) simultanément à (n) autres ouvrages (j) prélevant respectivement un

débit (Qj ) , par la relation :

sij = ^ >< fj ( : dx)j=l 4 TT T uij ^-

2avec uij = S rij/4Tt

rij : distance entre les verticales des ouvrages (i) et (j)

On peut également en déduire 1 ' évolution dans le temps des rabatte¬

ments ainsi estimés .

- 13 -

5 - SIMULATION PAR METHODE ANALYTIQUE

Comme indiqué aux § 2 et 3 ci-dessus, on a simulé les influences

réciproques de huit ouvrages de production (cf figure 15) supposés capter un

milieu aquifére homogène, isotrope et d'extension infinie. p

Le calcul des rabattements (s) , provoqué à une distance (r) d'un <('

ouvrage prélevant un débit Q, est effectué à l'aide de la formule de Theis :

.¿M

Qs = y dx

4 TT T ufi- «>

dans laquelle :

Q = débit du forage (m3/s)-3

T = transmissivité = 1,5 10 m2/s2 '

u = Sr /Tt- -^

-4'S. = coefficient d ' emmagasinement = 10

r = distance de l'ouvrage à la verticale considérée (m)

t = durée du pompage (s) .

Les hypothèses, sur les caractéris^tTiques du milieu aquifére, permettent

de calculer le rabattement (sij) au droit d'un ouvrage (i) prélevant un débit

(Qi) simultanément à (n) autres ouvrages (j) prélevant respectivement un

débit (Qj ) , par la relation :

sij = ^ >< fj ( : dx)j=l 4 TT T uij ^-

2avec uij = S rij/4Tt

rij : distance entre les verticales des ouvrages (i) et (j)

On peut également en déduire 1 ' évolution dans le temps des rabatte¬

ments ainsi estimés .

- 14

Les hypothèses suivantes ont été ainsi testées :

- prélèvements dans huit ouvrages, sans ré-injection

- prélèvements dans huit ouvrages avec deux forages de ré-injection Rl et

R2 (cf. figure 1) , hypothèse Hl des tableaux.

- prélèvements dans huit ouvrages avec deux forages de ré-injection R3 et R4 (H2)

- prélèvements dans huit ouvrages avec quatre forages de ré-injection Rl , r2

R3, R4. (H3).

- prélèvements dans six ouvrages sans ré injection

Les résultats sont rassemblés tableaux 2 , 3 et 4 donnant les rabat¬

tements après respectivement 5,10 et 20 ans d'exploitation.

<

Ou^tre l'ordre de grandeur des rabattements ' (80 à lOO mètres), on

constate une stabilisation, pratique, de leurs valeurs à partir

de 5 ans d'exploitation.

Il est à remarquer (dernière colonne du tableau) que la réinjection

ne s'impose pas les 5 premières années si les forages en fonctionnement ne

dépassent pas 6 unités. Ceci laisse quelque latitude pour lancer les premières

opérations qui fourniront des informations capitales.

Ainsi que le mon-tre la formulation analytique ci-dessus, les valeurs

de rabattements sont sensiblement proportionnelles à celles de la transmissivité

Il est à noter que ces rabattements sont ceux qui seraient mesurés dans la nappe

derrière tout équipement de captage par forage ; dans le forage lui-même, un

rabattement supplémentaire pourrait éventuellemen^t s'y ajouter, correspondant

aux pertes de charge-in^trroduites par l'équipement, mais ce surplus est faible,

d'autant que l'on travaille en général en diamètres importants par rapport aux

débits exhaures.

- 14

Les hypothèses suivantes ont été ainsi testées :

- prélèvements dans huit ouvrages, sans ré-injection

- prélèvements dans huit ouvrages avec deux forages de ré-injection Rl et

R2 (cf. figure 1) , hypothèse Hl des tableaux.

- prélèvements dans huit ouvrages avec deux forages de ré-injection R3 et R4 (H2)

- prélèvements dans huit ouvrages avec quatre forages de ré-injection Rl , r2

R3, R4. (H3).

- prélèvements dans six ouvrages sans ré injection

Les résultats sont rassemblés tableaux 2 , 3 et 4 donnant les rabat¬

tements après respectivement 5,10 et 20 ans d'exploitation.

<

Ou^tre l'ordre de grandeur des rabattements ' (80 à lOO mètres), on

constate une stabilisation, pratique, de leurs valeurs à partir

de 5 ans d'exploitation.

Il est à remarquer (dernière colonne du tableau) que la réinjection

ne s'impose pas les 5 premières années si les forages en fonctionnement ne

dépassent pas 6 unités. Ceci laisse quelque latitude pour lancer les premières

opérations qui fourniront des informations capitales.

Ainsi que le mon-tre la formulation analytique ci-dessus, les valeurs

de rabattements sont sensiblement proportionnelles à celles de la transmissivité

Il est à noter que ces rabattements sont ceux qui seraient mesurés dans la nappe

derrière tout équipement de captage par forage ; dans le forage lui-même, un

rabattement supplémentaire pourrait éventuellemen^t s'y ajouter, correspondant

aux pertes de charge-in^trroduites par l'équipement, mais ce surplus est faible,

d'autant que l'on travaille en général en diamètres importants par rapport aux

débits exhaures.

METHODE ANALYTIQUET_A_B_L_E_A_U__3'

RABATTEMENTS THEORIQUES DANS LES OUVRAGES AU BOUT DE 5 ANS (en mètres)

OUVRAGES

(1) LORMOOT

( 2 ) BORDEAUX-NORD

(3) LA BENAUGE

(4) MERIADECK

(5) MERIGNAC (Ville)

(6) PESSAC-STADIUM

(7) MERIGNAC BASE (GMCl)

(8) MERIGNAC BASE (GMC2)

(9) MERIGNAC (Rl)

(10) MERIGNAC (R2)

(11) Injection BX-LAC {R3)

(12) Injection VILLENAVE (R4)

Débit total

(m3/h)

DEBIT(m3/h)

100

' 100

100

100

100

100

100

110

- 50

- 50

- 50

- 50

-^ 810

- 200

Sans réinjection

89

91

91

92

92

76,5

88

89

63

57

66

54

Réinjection (Hl)

84

86

86

86

83

72

76

79

^\.32

60

48

Réinjection (H2)

81,5

81,5

83

84

84

72

82,5

83

57

52

42

30

Réinjection (H3)

76

76

77

77

76

67

70

73

31

26

42

30

Sans réinjectionSuppression ouvrages

(2) et (5)

74

44

76

76

44

65

74

76

48

44

45

40

-

(Hl) : Réinjection uniquement dans (Rl) et (R2) sur la Base aérienne 106 à Mérignac.

(H2) : Réinjectd.on uniquement dans les ou-vrages R3 implanté à Bordeaux-Lac et R4 implanté à Villenave d'Ornon.

(H3) : Réinjection dans les quatre ouvrages Rl, R2, R3, R4.

METHODE ANALYTIQUET_A_B_L_E_A_U__3'

RABATTEMENTS THEORIQUES DANS LES OUVRAGES AU BOUT DE 5 ANS (en mètres)

OUVRAGES

(1) LORMOOT

( 2 ) BORDEAUX-NORD

(3) LA BENAUGE

(4) MERIADECK

(5) MERIGNAC (Ville)

(6) PESSAC-STADIUM

(7) MERIGNAC BASE (GMCl)

(8) MERIGNAC BASE (GMC2)

(9) MERIGNAC (Rl)

(10) MERIGNAC (R2)

(11) Injection BX-LAC {R3)

(12) Injection VILLENAVE (R4)

Débit total

(m3/h)

DEBIT(m3/h)

100

' 100

100

100

100

100

100

110

- 50

- 50

- 50

- 50

-^ 810

- 200

Sans réinjection

89

91

91

92

92

76,5

88

89

63

57

66

54

Réinjection (Hl)

84

86

86

86

83

72

76

79

^\.32

60

48

Réinjection (H2)

81,5

81,5

83

84

84

72

82,5

83

57

52

42

30

Réinjection (H3)

76

76

77

77

76

67

70

73

31

26

42

30

Sans réinjectionSuppression ouvrages

(2) et (5)

74

44

76

76

44

65

74

76

48

44

45

40

-

(Hl) : Réinjection uniquement dans (Rl) et (R2) sur la Base aérienne 106 à Mérignac.

(H2) : Réinjectd.on uniquement dans les ou-vrages R3 implanté à Bordeaux-Lac et R4 implanté à Villenave d'Ornon.

(H3) : Réinjection dans les quatre ouvrages Rl, R2, R3, R4.

METHODE ANALYTIQUET_A_3_L_E_A_U_^4-

RABATTEMENTS THEORIQUES DANS LES OUVRAGES AU BOUT DE 10 ANS (en mètres)

OUVRAGES

(1) LORMONT

( 2 ) BORDEAUX-NORD

(3) LA BENAUGE

(4) MERIADECK

(5) MERIGNAC (Ville)

(6) PESSAC-STADIUM

(7) MERIGNAC BASE (GMCl)

(8) MERIGNAC BASE (GMC2)

(9) MERIGNAC (Rl)

(10) MERIGNAC (R2)

(11) Injection BX-LAC (R3)

(12) Injection VILLENAVE (R4)

Débit total

(mS/h)

DEBIT(m3/h)

100

100

100

100

100

100

100

110 '

. - 50

- 50

- 50

- 50

-1- 810

- 200

Sans réinjection

97,5

100

99,5

101

100

85

97

98

71

66

74

62

Réinjection (Hl)

91

93

93

90

79

83

86

44,5

_. 39,. .

51,5

67

55

Réinjection (H2)

89

89

90

91

92

78

90

91

64

59

49

37,5

Réiïijection (H3)

82,5

82

83,5

83,5

82

73

76

79

37

32

42

30

Sans réinjection.Suppression ouvrages

(2) et (5)

80

50,2

82,2

82,3

50,4

71,5

80

82,1

54,1

50

51

46,6

-

(Hl) : Réinjection uniquement dans (Rl) et (R2) sur la Base aérienne 106 à Mérignac.

(H2) : Réinjection uniquement dans les ouvrages R3 implanté à Bordeaux-Lac et R4 implanté à Villenave d'Ornon.

(K3) : Réinjection dans les quatre ouvrages Rl, r2, R3, R4.

METHODE ANALYTIQUET_A_3_L_E_A_U_^4-

RABATTEMENTS THEORIQUES DANS LES OUVRAGES AU BOUT DE 10 ANS (en mètres)

OUVRAGES

(1) LORMONT

( 2 ) BORDEAUX-NORD

(3) LA BENAUGE

(4) MERIADECK

(5) MERIGNAC (Ville)

(6) PESSAC-STADIUM

(7) MERIGNAC BASE (GMCl)

(8) MERIGNAC BASE (GMC2)

(9) MERIGNAC (Rl)

(10) MERIGNAC (R2)

(11) Injection BX-LAC (R3)

(12) Injection VILLENAVE (R4)

Débit total

(mS/h)

DEBIT(m3/h)

100

100

100

100

100

100

100

110 '

. - 50

- 50

- 50

- 50

-1- 810

- 200

Sans réinjection

97,5

100

99,5

101

100

85

97

98

71

66

74

62

Réinjection (Hl)

91

93

93

90

79

83

86

44,5

_. 39,. .

51,5

67

55

Réinjection (H2)

89

89

90

91

92

78

90

91

64

59

49

37,5

Réiïijection (H3)

82,5

82

83,5

83,5

82

73

76

79

37

32

42

30

Sans réinjection.Suppression ouvrages

(2) et (5)

80

50,2

82,2

82,3

50,4

71,5

80

82,1

54,1

50

51

46,6

-

(Hl) : Réinjection uniquement dans (Rl) et (R2) sur la Base aérienne 106 à Mérignac.

(H2) : Réinjection uniquement dans les ouvrages R3 implanté à Bordeaux-Lac et R4 implanté à Villenave d'Ornon.

(K3) : Réinjection dans les quatre ouvrages Rl, r2, R3, R4.

METHODE ANALYTIQUET_A_B_I,_E_A_U_ 5 ..

RABATTEMENTS THEORIQUES DANS LES OUVRAGES AU- BOUT DE 20 ANS (en mètres)

OUVRAGES

(1) LORMONT

( 2 ) BORDEAUX-NORD

(3) LA BENAUGE

(4) t-IERIADECK

(5) MERIGNAC (Ville)

(6) PESSAC-STADIUM

(7) MERIGNAC BASE (GMCl)

(8) MERIGNAC BASE (GMC2)

(9) MERIGNAC (Rl)

(10) MERIGNAC (R2)

(11) Injection BX-LAC (R3)

(12) Injection VILLENAVE (R4)

Débit total

(m3/h)

DEBIT(ra3/h)

100

100

100

100

10Ó

100

100

110

- 50

- 50

- 50

- 50

-1- 810

- 200

Sans ré injection

106

108

108

109

108

93

105

106

79

74

82

70

Réinjection (Hl)

99

100

100

100

98

86,5

90

93

52

46

74

62

Réinjection (H2)

96

96

97

98

99

86

97

98

71

66

57

45

Réinjection (H3)

89

88

90

90

88

79

82

85

43

38,5

49

37

Sans réinjectionSuppression ouvrages

(2) et (5)

86,2

56,4

88,3

88,5

56,6

77,7

86,7

88,3

60,3

56,1

57,1

52,8

-

(Hl) : Réinjection uniquement dans (Rl) et (R2) sur la Base aérienne 106 à Mérignac.

(n2) : Réinjection uniquement dans les ouvrages R3 implanté à Bordeaux-Lac et R4 impleinté â Villenave d'Ornon.

(H3) : Réinjection dans les quatre ouvrages Rl, R2, R3, R4.

METHODE ANALYTIQUET_A_B_I,_E_A_U_ 5 ..

RABATTEMENTS THEORIQUES DANS LES OUVRAGES AU- BOUT DE 20 ANS (en mètres)

OUVRAGES

(1) LORMONT

( 2 ) BORDEAUX-NORD

(3) LA BENAUGE

(4) t-IERIADECK

(5) MERIGNAC (Ville)

(6) PESSAC-STADIUM

(7) MERIGNAC BASE (GMCl)

(8) MERIGNAC BASE (GMC2)

(9) MERIGNAC (Rl)

(10) MERIGNAC (R2)

(11) Injection BX-LAC (R3)

(12) Injection VILLENAVE (R4)

Débit total

(m3/h)

DEBIT(ra3/h)

100

100

100

100

10Ó

100

100

110

- 50

- 50

- 50

- 50

-1- 810

- 200

Sans ré injection

106

108

108

109

108

93

105

106

79

74

82

70

Réinjection (Hl)

99

100

100

100

98

86,5

90

93

52

46

74

62

Réinjection (H2)

96

96

97

98

99

86

97

98

71

66

57

45

Réinjection (H3)

89

88

90

90

88

79

82

85

43

38,5

49

37

Sans réinjectionSuppression ouvrages

(2) et (5)

86,2

56,4

88,3

88,5

56,6

77,7

86,7

88,3

60,3

56,1

57,1

52,8

-

(Hl) : Réinjection uniquement dans (Rl) et (R2) sur la Base aérienne 106 à Mérignac.

(n2) : Réinjection uniquement dans les ouvrages R3 implanté à Bordeaux-Lac et R4 impleinté â Villenave d'Ornon.

(H3) : Réinjection dans les quatre ouvrages Rl, R2, R3, R4.

V

- 15 -

6 - SIMULATIONS SUR MODELE ANALOGIQUE

6.1 - PRINCIPE DE LA METHODE

A l'aide d'un papier conducteur spécial (Télédeltos) , on peut repré¬

senter un milieu aquifére homogène, isotrope en figurant des limites d'écou¬

lement de formes quelconques (imperméables ou bien d'alimentation) . Le

régime hydraulique est celui d'un état permanent.

L'analogie physique existant entre l'écoulement de l'eau en milieu

.poreux, dans de telles conditions, et celui du courant électrique en milieu

conducteur, permet de simuler l'influence de prélèvements (pompage) dans un

aquifére à 1 ' aide d ' application de potentiels électriques au papier

conducteur .

Le passage des grandeurs électriques aux grandeurs hydrauliques

s'effectue à l'aide de règles déduites des équations de la physique (rapports

d'analogie). " '

6.2 - CONFIGURATION HYDRAULIQUE ADOPTEE

La présente méthode permet la prise en compte d'un système de failles,

assimilées à des limites imperméables ; ces discontinuités n'existaient pas dans

les simulations précédentes et pénalisent ici le potentiel de réserves de

l'aquifère.

Le milieu aquifére est ainsi représenté comme une juxtaposition de

compartiments , plus ou moins liés entre eux (hydrauliquement) , suivant la

géométrie longitudinale des failles.

Le fait de considérer les failles comme des limites étanches (c'est-

à-dire une discontinuité dans la couche aquifére) , constitue vraisemblablement

une hypothèse restrictive importante vis-à-vis de l'exploitation de l'aquifère.

Il parait possible en effet que cette structure ne se reproduise pas de façon

systématique au droit de chacune des failles ; un simple décrochement (réduc¬

tion d'épaisseur) pourrait seul intervenir, maintenant ainsi une communication

hydraulique entre les compartiments.

V

- 15 -

6 - SIMULATIONS SUR MODELE ANALOGIQUE

6.1 - PRINCIPE DE LA METHODE

A l'aide d'un papier conducteur spécial (Télédeltos) , on peut repré¬

senter un milieu aquifére homogène, isotrope en figurant des limites d'écou¬

lement de formes quelconques (imperméables ou bien d'alimentation) . Le

régime hydraulique est celui d'un état permanent.

L'analogie physique existant entre l'écoulement de l'eau en milieu

.poreux, dans de telles conditions, et celui du courant électrique en milieu

conducteur, permet de simuler l'influence de prélèvements (pompage) dans un

aquifére à 1 ' aide d ' application de potentiels électriques au papier

conducteur .

Le passage des grandeurs électriques aux grandeurs hydrauliques

s'effectue à l'aide de règles déduites des équations de la physique (rapports

d'analogie). " '

6.2 - CONFIGURATION HYDRAULIQUE ADOPTEE

La présente méthode permet la prise en compte d'un système de failles,

assimilées à des limites imperméables ; ces discontinuités n'existaient pas dans

les simulations précédentes et pénalisent ici le potentiel de réserves de

l'aquifère.

Le milieu aquifére est ainsi représenté comme une juxtaposition de

compartiments , plus ou moins liés entre eux (hydrauliquement) , suivant la

géométrie longitudinale des failles.

Le fait de considérer les failles comme des limites étanches (c'est-

à-dire une discontinuité dans la couche aquifére) , constitue vraisemblablement

une hypothèse restrictive importante vis-à-vis de l'exploitation de l'aquifère.

Il parait possible en effet que cette structure ne se reproduise pas de façon

systématique au droit de chacune des failles ; un simple décrochement (réduc¬

tion d'épaisseur) pourrait seul intervenir, maintenant ainsi une communication

hydraulique entre les compartiments.

- 16 -

Par suite, on peut estimer que les valeurs de rabattements obtenues

constituent des extrêmes, qu'il est cependant nécessaire de considérer comme

possibles.

A ce stade de l'analyse, il convient de bien souligner ia nécessitéde réaliser ultérieurement des expérimentations (pompages d'essai) à partir de

plusieurs ouvrages en observation (MERIADECK et LORMONT par exemple, qui

seront vraisemblablement les premiers opérationnels) afin de trancher entre

étanchéité ou communications hydrauliques à travers les failles et flexures.

6.3 - REALISATION PRATIQUE

Le modèle est réalisé à l'échelle de 1/50 OOO. Il représente une

surface de 425 Km2, couvrant ainsi l'ensemble de la C.U.B. L'étude est faite

en régime permanent.

- Géométrie

La représentation des failles étanches sur le domaine d'étude est

réalisée en découpant de fines bandes de largeurs millimétriques selon le

tracé proposé par la géologie.

- Caractéristiques hydrauliques

-3 2Le milieu représenté est homogène (T : 1,5 10 m /s) , monocouche

et anisotrope (réseau de failles étanches , sauf aux limites du modèle.

- Conditions aux limites

Le modèle construit est de type infini. Sa realisation pratique a

été possible grâce à l'utilisation de l'artifice suivant :

Le domaine à étudier est limité par un cercle. Le domaine extérieur au domaine

d'étude est transformé par une inversion dont le centre est celui du modèle

et le rapport, le rayon du cercle. Le domaine extérieur est donc transformé

en un cercle identique au précédant au centre duquel on représente les condi¬

tions à l'infini. L'inversion étant une transformation conforme, les angles

sont conservés et les équations de l'écoulement restent vérifiées.

- 16 -

Par suite, on peut estimer que les valeurs de rabattements obtenues

constituent des extrêmes, qu'il est cependant nécessaire de considérer comme

possibles.

A ce stade de l'analyse, il convient de bien souligner ia nécessitéde réaliser ultérieurement des expérimentations (pompages d'essai) à partir de

plusieurs ouvrages en observation (MERIADECK et LORMONT par exemple, qui

seront vraisemblablement les premiers opérationnels) afin de trancher entre

étanchéité ou communications hydrauliques à travers les failles et flexures.

6.3 - REALISATION PRATIQUE

Le modèle est réalisé à l'échelle de 1/50 OOO. Il représente une

surface de 425 Km2, couvrant ainsi l'ensemble de la C.U.B. L'étude est faite

en régime permanent.

- Géométrie

La représentation des failles étanches sur le domaine d'étude est

réalisée en découpant de fines bandes de largeurs millimétriques selon le

tracé proposé par la géologie.

- Caractéristiques hydrauliques

-3 2Le milieu représenté est homogène (T : 1,5 10 m /s) , monocouche

et anisotrope (réseau de failles étanches , sauf aux limites du modèle.

- Conditions aux limites

Le modèle construit est de type infini. Sa realisation pratique a

été possible grâce à l'utilisation de l'artifice suivant :

Le domaine à étudier est limité par un cercle. Le domaine extérieur au domaine

d'étude est transformé par une inversion dont le centre est celui du modèle

et le rapport, le rayon du cercle. Le domaine extérieur est donc transformé

en un cercle identique au précédant au centre duquel on représente les condi¬

tions à l'infini. L'inversion étant une transformation conforme, les angles

sont conservés et les équations de l'écoulement restent vérifiées.

- 17 -

Ainsi, deux feuilles de papier conducteur, l'une représentant le

domaine extérieur, l'autre le domaine intérieur, sont découpées suivant un

contour circulaire. On place entre les deux feuilles un isolant circulaire

de diamètre légèrement inférieur à ceux des deux domaines et d'épaisseur

2 mm. Puis, on agrafe les deux feuilles de papier conducteur selon le périmè¬

tre extérieur. Le domaine dî étude et le domaine inverse seront donc, sur leur

périphérie, au même potentiel. Le centre du domaine extérieur sera porté à

un potentiel constant.

Isolant

Agrafe

Domaine intérieur

Domaine extérieur

Domaineintérieur

Failles

Agrafes

- Les puits

Généralement, la représentation des puits s'effectue à l'aide d'une

électrode que l'on pique dans le papier conducteur et portée au potentiel choisi.

Lorsque l'échelle est suffisante, l'électrode peut être réalisée selon l'échelle

- 17 -

Ainsi, deux feuilles de papier conducteur, l'une représentant le

domaine extérieur, l'autre le domaine intérieur, sont découpées suivant un

contour circulaire. On place entre les deux feuilles un isolant circulaire

de diamètre légèrement inférieur à ceux des deux domaines et d'épaisseur

2 mm. Puis, on agrafe les deux feuilles de papier conducteur selon le périmè¬

tre extérieur. Le domaine dî étude et le domaine inverse seront donc, sur leur

périphérie, au même potentiel. Le centre du domaine extérieur sera porté à

un potentiel constant.

Isolant

Agrafe

Domaine intérieur

Domaine extérieur

Domaineintérieur

Failles

Agrafes

- Les puits

Généralement, la représentation des puits s'effectue à l'aide d'une

électrode que l'on pique dans le papier conducteur et portée au potentiel choisi.

Lorsque l'échelle est suffisante, l'électrode peut être réalisée selon l'échelle

- 18 -

convenante. La correction au niveau du puits reste négligeable. A l'échellede 1/50 OOO, la correction au puits devient nécessaire et le champ des pres¬

sions dans 1 ' avoisinement immédiat du puits sera modifié.

Il devenait nécessaire de diminuer le diamètre de l'électrode tout

en ayant des contacts d'électrodes stables et en gardant des commodités de

manipulation.

Dans cet ordre d'idées, on a réalisé les électrodes-puits de la

la manière suivante.

un cylindre plein alésé à son sommet est percé en son centre. La

base du cylindre est recouverte d'un isolant. Une électrode fine traverse lecylindre .et l'isolant dépassant de 0,2 mm l'ensemble et représentant sur

cette longueur un diamètre maximal de 0,1 mm.

A l'autre extrémité, est soudé le fil conducteur. L'ensemble est

surmonté d'un cylindre creux venant s'emboîter dans la partie alésée du cylin¬

dre plein. . J

Afin d'améliorer les contacts entre la pointe de l'électrode et lepapier conducteur, le cylindre creux a été rempli de grenaille de plomb.

Grenaillede plomb

Cylindreplein

Cylindre creux

Fil conducteur

Electrode

Isolant

s./

Coupe schématique d'une

électrode-puits

- 18 -

convenante. La correction au niveau du puits reste négligeable. A l'échellede 1/50 OOO, la correction au puits devient nécessaire et le champ des pres¬

sions dans 1 ' avoisinement immédiat du puits sera modifié.

Il devenait nécessaire de diminuer le diamètre de l'électrode tout

en ayant des contacts d'électrodes stables et en gardant des commodités de

manipulation.

Dans cet ordre d'idées, on a réalisé les électrodes-puits de la

la manière suivante.

un cylindre plein alésé à son sommet est percé en son centre. La

base du cylindre est recouverte d'un isolant. Une électrode fine traverse lecylindre .et l'isolant dépassant de 0,2 mm l'ensemble et représentant sur

cette longueur un diamètre maximal de 0,1 mm.

A l'autre extrémité, est soudé le fil conducteur. L'ensemble est

surmonté d'un cylindre creux venant s'emboîter dans la partie alésée du cylin¬

dre plein. . J

Afin d'améliorer les contacts entre la pointe de l'électrode et lepapier conducteur, le cylindre creux a été rempli de grenaille de plomb.

Grenaillede plomb

Cylindreplein

Cylindre creux

Fil conducteur

Electrode

Isolant

s./

Coupe schématique d'une

électrode-puits

- li> -

Il est pré-vu de placer au droit de la (ou des) zone (s) productrice (s)

une crépine de ^ s". Les corrections dues aux pertes de charges dans l'ouvragene tiendront compte que des parties tubées.

- Montage électrique

L'alimentation se fait en courant continu par une batterie de

27 volts. Chaque électrode-puits est reliée à un milliampèremètre monté en

parallèle avec un potentiomètre permettant suivant le montage, d'injecter ou

de soutirer le débit voulu. L'ensemble est représenté par le schéma ci-dessous.

Electrodes

-puits

< Ji OlÎ

Potentiomètres

vyvwvw

^|,|,|.|.|,AE = 27 V

- Appareillage de mesure

La mesure des différences de potentiel s'effectue au moyen d'un volt-

mètre digital à haute impédance , afin de ne pas- introduire de perturbations

dans la répartition des transferts lors des mesures. Le réglage des intensités

- li> -

Il est pré-vu de placer au droit de la (ou des) zone (s) productrice (s)

une crépine de ^ s". Les corrections dues aux pertes de charges dans l'ouvragene tiendront compte que des parties tubées.

- Montage électrique

L'alimentation se fait en courant continu par une batterie de

27 volts. Chaque électrode-puits est reliée à un milliampèremètre monté en

parallèle avec un potentiomètre permettant suivant le montage, d'injecter ou

de soutirer le débit voulu. L'ensemble est représenté par le schéma ci-dessous.

Electrodes

-puits

< Ji OlÎ

Potentiomètres

vyvwvw

^|,|,|.|.|,AE = 27 V

- Appareillage de mesure

La mesure des différences de potentiel s'effectue au moyen d'un volt-

mètre digital à haute impédance , afin de ne pas- introduire de perturbations

dans la répartition des transferts lors des mesures. Le réglage des intensités

- 20 -

traversant les électrodes-puits se fait au moyen des potentiomètres, les

valeurs de i étant lues sur les cadrans des milliampèremètres.

- Les mesures

On peuf^^feinarquer au départ une difficulté pratique : la variation

de la conductivité du papier avec la température et le degré hygrométrique ,

nécessitent, un étalonnage avant chaque série de mesure.

Cet étalonnage s'effectue sur un échantillon de papier conducteur -

On réalise plusieurs opérations en affichant des différences de potentiels

différents afin de s'assurer de la stabilité du système. On détermine alors

la conductivité spécifique (T. ^ du papier.

La loi d'Ohm donne :

AeR =

Or . C = d'où C =AE

D'autre part, C étant la conductance de l'échantillon

C =

ÇL

<r s

Avec cr

s

£.

1

L

conductivité du papier utilisé ;

section dé l'échantillon ;

épaisseur de l'échantillon ;

largeur de l'échantillon ;

longueur de l'échantillon ;

D'où C =A.E

= cr £

Il vient (T-L =

i.i

E.I

- 20 -

traversant les électrodes-puits se fait au moyen des potentiomètres, les

valeurs de i étant lues sur les cadrans des milliampèremètres.

- Les mesures

On peuf^^feinarquer au départ une difficulté pratique : la variation

de la conductivité du papier avec la température et le degré hygrométrique ,

nécessitent, un étalonnage avant chaque série de mesure.

Cet étalonnage s'effectue sur un échantillon de papier conducteur -

On réalise plusieurs opérations en affichant des différences de potentiels

différents afin de s'assurer de la stabilité du système. On détermine alors

la conductivité spécifique (T. ^ du papier.

La loi d'Ohm donne :

AeR =

Or . C = d'où C =AE

D'autre part, C étant la conductance de l'échantillon

C =

ÇL

<r s

Avec cr

s

£.

1

L

conductivité du papier utilisé ;

section dé l'échantillon ;

épaisseur de l'échantillon ;

largeur de l'échantillon ;

longueur de l'échantillon ;

D'où C =A.E

= cr £

Il vient (T-L =

i.i

E.I

- 21 -

Exemple : calcul de (T . ¿ pour la première série de mesures

L = 10 cm 1 = 8 cm

E = 2,72 V E'= 4,084 V

i = 1,14 mA i'= 1,71 mA

A E i .

Ae' i'= 0,666. Le système est stable

-31,14 X 10 X 10

2,72 X 8d'où sr . £ = = . 5,24 X lo mho.

Afin d'effectuer le réglage des intensités traversant les électrodes-puits,

il est nécessaire d'imposer le rapport d'analogie entre E et H, et de calculer

celui, entre T et Q. L'équation établie donne :

: 1= -5^ X. X Q . y . ^

T H

Exemple : si on fait correspondre 1 volt à 10 mètres.-3 2 3pour T = 1,5 X 10 m /s et Q = lOO m /h

-4avecCr.£= 5,24 x 10 mho, il vient

5,24 X 10~^ 1 looI = X X = 0,97 mA.

1,5 X 10~ 10 3 600

Ces opérations achevées, on effectue le réglage des intensités aux électrodes-

puits .

La mesure des différences de potentiels est réalisée au moyen du voltmètre

digital, en deux temps :

- mesure de Eau droit de chaque puits, la sonde de mesure est placée au. départ

du milliampèremètre, le diamètre des électrodes-puits ne permettant pas une

mesure directe.

- mesure du champ des potentiels en déplaçant la sonde "sur le domaine d'étude.

- 21 -

Exemple : calcul de (T . ¿ pour la première série de mesures

L = 10 cm 1 = 8 cm

E = 2,72 V E'= 4,084 V

i = 1,14 mA i'= 1,71 mA

A E i .

Ae' i'= 0,666. Le système est stable

-31,14 X 10 X 10

2,72 X 8d'où sr . £ = = . 5,24 X lo mho.

Afin d'effectuer le réglage des intensités traversant les électrodes-puits,

il est nécessaire d'imposer le rapport d'analogie entre E et H, et de calculer

celui, entre T et Q. L'équation établie donne :

: 1= -5^ X. X Q . y . ^

T H

Exemple : si on fait correspondre 1 volt à 10 mètres.-3 2 3pour T = 1,5 X 10 m /s et Q = lOO m /h

-4avecCr.£= 5,24 x 10 mho, il vient

5,24 X 10~^ 1 looI = X X = 0,97 mA.

1,5 X 10~ 10 3 600

Ces opérations achevées, on effectue le réglage des intensités aux électrodes-

puits .

La mesure des différences de potentiels est réalisée au moyen du voltmètre

digital, en deux temps :

- mesure de Eau droit de chaque puits, la sonde de mesure est placée au. départ

du milliampèremètre, le diamètre des électrodes-puits ne permettant pas une

mesure directe.

- mesure du champ des potentiels en déplaçant la sonde "sur le domaine d'étude.

- 22 -

6.4 - RESULTATS OBTENUS

On a reporté, tableau 6, les valeurs des rabattements obtenus à

partir des (4) simulations réalisées (Al., A2, A3 et A4) . Afin de faciliter

les comparaisons, les valeurs obtenues par la méthode analytique, sans

ré-injection", (§5) sont également .indiquées, ainsi que celles déduites du

modèle numéirique" qui sera présenté § 7 ci-dessous.

- Analyse des cartes de pression

Simulation_A^ (Figure .-15)

Les dépressions observées à Lormont, la Benauge et Mérignac Base,

sont du même ordre de grandeur et avoisinent la centaine de mètres.

Pour Mérignac Base, la valeur relativement importante de la dépres¬

sion , est à mettre directement en rapport avec le réseau de failles qui l'en¬

toure et qui joue un rôle de limite prépondérant.

/

Dans le cas de Lormont et La Benauge, l'effet des failles est,

semble-t-il moins prononcé. Par contre, l'interférence entre les deux ouvrages,

distants de 4,5 km seulement, accentue nettement les dépressions mesurées sur

ces deux ouvrages.

La valeur observée à Mériadeck (121 m) montre la position défavo¬

rable qu'occupe ce forage dans un compartiment isolé par des failles étanches.

Simulation_A^ (Figure 16) '

La mise en service des troix forages de Mérignac Ville, Talence et

Bordeaux Nord, a pour effet d'augmenter les dépressions de 60 mètres environ

à La Benauge, Lormont et Mérignac Base, et de 82 mètres à Mériadeck. D'autre

part, si l'on considère les valeurs des rabattements, on remarque que l'on

peut les classer en 2 catégories :

- Lormont, La Benauge, Mérignac Base, Bordeaux Nord

avec 160 m ;

- Mériadeck, Talence, Mérignac Ville avec 200 m.

- 22 -

6.4 - RESULTATS OBTENUS

On a reporté, tableau 6, les valeurs des rabattements obtenus à

partir des (4) simulations réalisées (Al., A2, A3 et A4) . Afin de faciliter

les comparaisons, les valeurs obtenues par la méthode analytique, sans

ré-injection", (§5) sont également .indiquées, ainsi que celles déduites du

modèle numéirique" qui sera présenté § 7 ci-dessous.

- Analyse des cartes de pression

Simulation_A^ (Figure .-15)

Les dépressions observées à Lormont, la Benauge et Mérignac Base,

sont du même ordre de grandeur et avoisinent la centaine de mètres.

Pour Mérignac Base, la valeur relativement importante de la dépres¬

sion , est à mettre directement en rapport avec le réseau de failles qui l'en¬

toure et qui joue un rôle de limite prépondérant.

/

Dans le cas de Lormont et La Benauge, l'effet des failles est,

semble-t-il moins prononcé. Par contre, l'interférence entre les deux ouvrages,

distants de 4,5 km seulement, accentue nettement les dépressions mesurées sur

ces deux ouvrages.

La valeur observée à Mériadeck (121 m) montre la position défavo¬

rable qu'occupe ce forage dans un compartiment isolé par des failles étanches.

Simulation_A^ (Figure 16) '

La mise en service des troix forages de Mérignac Ville, Talence et

Bordeaux Nord, a pour effet d'augmenter les dépressions de 60 mètres environ

à La Benauge, Lormont et Mérignac Base, et de 82 mètres à Mériadeck. D'autre

part, si l'on considère les valeurs des rabattements, on remarque que l'on

peut les classer en 2 catégories :

- Lormont, La Benauge, Mérignac Base, Bordeaux Nord

avec 160 m ;

- Mériadeck, Talence, Mérignac Ville avec 200 m.

- 23 -

Les ouvrages de Mériadeck, Talence et Mérignac Ville, se situent

au centre du réseau faille et subissent donc, en plus de leurs interférences

mutuelles, le facteur limitant des accidents qui les entourent.

Simul_ation_A3_ (Figure 17)

Les deux ré-injections effectuées au centre du dispositif diminuent

de 80 m, en moyenne, les dépressions sur les puits de Mériadeck, Talence et

Mérignac Ville, de 47 m sur Mérignac Base et d'environ 30 m sur les autres.

L'ensemble des puits de soutirage est ainsi maintenu à des dépres¬

sions comprises entre 115 à 135 mètres.

Simulation A4

On a repris les hypothèses de répartition de débit adoptées par la

.méthode analytique (cf. ré-injection H 3 indiquées tableau 5) afin d'obtenir

une comparaison des rabattements calculés suivant les deux méthodes.

On constate , en considérant la simulation A4 (rabattements s4)

que les rabattements (stabilisés) calculés sont compris entre

120 et 150 mètres ,cê-> qui représente un accroissement de 6o à 70S

par rapport aux valeurs obtenues par la méthode analytique.

- 23 -

Les ouvrages de Mériadeck, Talence et Mérignac Ville, se situent

au centre du réseau faille et subissent donc, en plus de leurs interférences

mutuelles, le facteur limitant des accidents qui les entourent.

Simul_ation_A3_ (Figure 17)

Les deux ré-injections effectuées au centre du dispositif diminuent

de 80 m, en moyenne, les dépressions sur les puits de Mériadeck, Talence et

Mérignac Ville, de 47 m sur Mérignac Base et d'environ 30 m sur les autres.

L'ensemble des puits de soutirage est ainsi maintenu à des dépres¬

sions comprises entre 115 à 135 mètres.

Simulation A4

On a repris les hypothèses de répartition de débit adoptées par la

.méthode analytique (cf. ré-injection H 3 indiquées tableau 5) afin d'obtenir

une comparaison des rabattements calculés suivant les deux méthodes.

On constate , en considérant la simulation A4 (rabattements s4)

que les rabattements (stabilisés) calculés sont compris entre

120 et 150 mètres ,cê-> qui représente un accroissement de 6o à 70S

par rapport aux valeurs obtenues par la méthode analytique.

' TABLEAU 6

RABATTEMENTS PREVISIONNELS (¿I^ESULTATS COMPARES OES DIFFERENTES METHOPES ET HYPOTHESES VE SIMULATION

(/)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(71

[8]

(9)

(70

(//

..(72

Fotagz

'LOMONT

BORPEAUX-NORO

LA BENAUGE

MERIAOECK

MERIGNAC [VllZz]

PESSAC -STAPIUM

MERIGNAC BASE (GMC/)

MERIGNAC BASE (GMC2)

MERIGNAC [Rl] '

MERIGNAC (R2)

INJECTION Bx-LAC (R3)

INJECTION l/ILLENAl/E (R4)

INJECTION R5

INJECTION R6

SimuZatlon A/

/ Q.

[m3/h]

100

100

100

50

50

I

61(m)

96

99

121

705

705

/

! /!

1 i /j ! I

I

.Si.muZatA.on A2

a- / 6t[m3lh] ! [m]-

100

100

100

100

100

100

50

50

J-

156

165

156

203

' /97

203

/62

/62

Simulation A3

Q.

[m3/h)¿3(m)

100 ! 127I '

7 00 ;

7 00 i

100 ;

100 !

100

50 ;

50

0 i

0 ;

0 ;

0 ;

-100 !

100

13 5.

130

119

119

127

115

115

1

l

1

1

47

J-

60

SimuZationt A4 /Il /NI

a[m3/h)

100

100

100

100

! 100

100

100

100

-50

50

50

50

.¿4/4'î/A"/(m)

129/106/106 a. 134

130/108/106 à 134

145/108/113 à 141

151/109/97 à 125

148/108/97 à 125

144/93/113 à 141

127/105/78

120/106/78

78/79/

74/74/

75/82/

84/70/

Í-/

4-Simulation M, -ht,. A3, A4 ¡mithodz dajmodllé.anaZagiquz..- papizfi conductzun - miZiza infini homoginz compafitimzntz

Simulation NI : mithodz du modilz nume-fiiquz aux di¿¿efiznczi ^inizi - milizu bi-dimzniionnzl, limité,hítífiogínz

Simulation II . mztkodz analytiquz - milizu bi-dimzn¿ionnzl d' zxtzMion in^iniz, homoginz zt iiotiopz -au bout dz 20 ani d' zxploitation.- ian& it-injzztion.

' TABLEAU 6

RABATTEMENTS PREVISIONNELS (¿I^ESULTATS COMPARES OES DIFFERENTES METHOPES ET HYPOTHESES VE SIMULATION

(/)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(71

[8]

(9)

(70

(//

..(72

Fotagz

'LOMONT

BORPEAUX-NORO

LA BENAUGE

MERIAOECK

MERIGNAC [VllZz]

PESSAC -STAPIUM

MERIGNAC BASE (GMC/)

MERIGNAC BASE (GMC2)

MERIGNAC [Rl] '

MERIGNAC (R2)

INJECTION Bx-LAC (R3)

INJECTION l/ILLENAl/E (R4)

INJECTION R5

INJECTION R6

SimuZatlon A/

/ Q.

[m3/h]

100

100

100

50

50

I

61(m)

96

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121

705

705

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100

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Simulation A3

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-100 !

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J-

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SimuZationt A4 /Il /NI

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100

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-50

50

50

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.¿4/4'î/A"/(m)

129/106/106 a. 134

130/108/106 à 134

145/108/113 à 141

151/109/97 à 125

148/108/97 à 125

144/93/113 à 141

127/105/78

120/106/78

78/79/

74/74/

75/82/

84/70/

Í-/

4-Simulation M, -ht,. A3, A4 ¡mithodz dajmodllé.anaZagiquz..- papizfi conductzun - miZiza infini homoginz compafitimzntz

Simulation NI : mithodz du modilz nume-fiiquz aux di¿¿efiznczi ^inizi - milizu bi-dimzniionnzl, limité,hítífiogínz

Simulation II . mztkodz analytiquz - milizu bi-dimzn¿ionnzl d' zxtzMion in^iniz, homoginz zt iiotiopz -au bout dz 20 ani d' zxploitation.- ian& it-injzztion.

- 24 -

7 - SIMULATION PAR METHODE NUMERIQUE

7.1 - PRINCIPE DE LA METHODE

Les méthodes de simulation qui précèdent supposent le milieu poreux

homogène.

Afin de se rendre compte, de façon approchée, des conséquences, sur

les rabattements, de l'hétérogénéité réelle du milieu, on a réalisé un modèle

numérique (seul procédé permettant la prise en compte de ce facteur) aux dif¬

férences finies en régime permanent, à mailles carrées régulières. Il per¬

met l'affectation d'une valeur de transmissivité à chacune des mailles.

Le choix de la grandeur des mailles se trouve conditionné, en par¬

ticulier, par la précision des connaissances de la répartition géographique

de la transmissivité : on a choisi ici des mailles de 5 km de côté (665 mailles

recouvrent ainsi la zone d'étude).

La répartition géographique des transmissivités est déduite de

l'analyse géologique exposée au § 1 d'une part, des essais de pompage (cf ta¬

bleau 1) d'autre part.

7.2 - PARAMETRES HYDROGEOLOGIQUES

7.2.1. - Surface piézométrique de référence

J. Vouvé et alter proposent une carte de la surface des hydro-

hypses partiellement reproduite planche X. L'examen de cette carte montre la

présence de zones contrastées :

- à l'Est, deux zones à faibles potentiels avec des gradients importants-3

(5 . 10 ) . Les lignes de courant convergent vers la partie centrale avec-4

une diminution rapide du gradient à son approche (6.10).

- la partie cen^trrale est occupée par une large zone dépressionnaire qui à l'allure

d'un soutirage dans la nappe (communication entre réservoirs ou drainance verticale)

- au Sud, une zone d'alimentation entre la limite palégéographique à l'Est et la

limite de perméabilité à l'Ouest.

- 24 -

7 - SIMULATION PAR METHODE NUMERIQUE

7.1 - PRINCIPE DE LA METHODE

Les méthodes de simulation qui précèdent supposent le milieu poreux

homogène.

Afin de se rendre compte, de façon approchée, des conséquences, sur

les rabattements, de l'hétérogénéité réelle du milieu, on a réalisé un modèle

numérique (seul procédé permettant la prise en compte de ce facteur) aux dif¬

férences finies en régime permanent, à mailles carrées régulières. Il per¬

met l'affectation d'une valeur de transmissivité à chacune des mailles.

Le choix de la grandeur des mailles se trouve conditionné, en par¬

ticulier, par la précision des connaissances de la répartition géographique

de la transmissivité : on a choisi ici des mailles de 5 km de côté (665 mailles

recouvrent ainsi la zone d'étude).

La répartition géographique des transmissivités est déduite de

l'analyse géologique exposée au § 1 d'une part, des essais de pompage (cf ta¬

bleau 1) d'autre part.

7.2 - PARAMETRES HYDROGEOLOGIQUES

7.2.1. - Surface piézométrique de référence

J. Vouvé et alter proposent une carte de la surface des hydro-

hypses partiellement reproduite planche X. L'examen de cette carte montre la

présence de zones contrastées :

- à l'Est, deux zones à faibles potentiels avec des gradients importants-3

(5 . 10 ) . Les lignes de courant convergent vers la partie centrale avec-4

une diminution rapide du gradient à son approche (6.10).

- la partie cen^trrale est occupée par une large zone dépressionnaire qui à l'allure

d'un soutirage dans la nappe (communication entre réservoirs ou drainance verticale)

- au Sud, une zone d'alimentation entre la limite palégéographique à l'Est et la

limite de perméabilité à l'Ouest.

- 25 -

- à l'Ouest, l'allure des courbes piézométriques induit l'existence d'une

limite imperméable le long de la côte océane. (les forages pétroliers en mer

confirment que le réservoir cénomano-turonien y est imperméable) .

7.2.2. - Caractéristiques hydrauliques de l'aquifère (figure 18)

Le tableau 1 regroupe les principales données relatives aux

forages profonds captant la nappe du Cénomano-Turonien . On notera que, seul,

le forage communal de Soulac Nord capte uniquement le Cénomanien. Néanmoins,

les données relatives aux autres ouvrages, principalement ceux captant le système

Turonien + Cénomanien, permettent, en analysant les coupes lithostratigraphi¬

ques ét les diagraphies correspondantes, d'ajuster les valeurs concernant

l'horizon cénomanien.

D'autre part, l'étude de J. LAFOOSSE (1964) donne deux valeurs

de la transmissivité au Nord-Est de l'embouchure de la Gironde :

-4'- T = 2,6 . 10 m2/s d'après un puits captant les calcaires fissurés du

Cénomanien moyen en nappe libre.

- T = 2,3 . lo m2/s relative à un forage atteignant les sables et graviers

du Cénomanien inférieur. L'aquifère est captif et ne dépasse pas 20 m

d'épaisseur.

Enfin, certains forages pétroliers nous ont fourni des rensei¬

gnements d'ordre hydrogéologique :

- le forage de Lénan a traversé, en pertes totales d'injection, des dolomies

et calcaires du Cénomanien au Néocomien sur une épaisseur de 800 mètres.

- à Saucats, on note également d'importantes pertes d'injection sur une épais¬

seur de loo mètres dans les calcaires et dolomies du Cénomanien.

- à Cadillac, 80 mètres de calcaires marneux du Cénomanien ont été traversés

dans les mêmes conditions.

- à Mano 1 , enfin, 650 mètres de forage, du Cénomanien dolomitique au Néocomien,

ont révélé une fissuration importante (pertes de boue de forage) .

L'ensemble de ces informations nous a permis, principalement pour la partie

Ouest, de supposer des valeurs de transmissivité élevées. C'est pourquoi nous

n'avons pas hésité à affecter à cette région des valeurs de T pouvant attein--2 2

dre 10 m /s.

- 25 -

- à l'Ouest, l'allure des courbes piézométriques induit l'existence d'une

limite imperméable le long de la côte océane. (les forages pétroliers en mer

confirment que le réservoir cénomano-turonien y est imperméable) .

7.2.2. - Caractéristiques hydrauliques de l'aquifère (figure 18)

Le tableau 1 regroupe les principales données relatives aux

forages profonds captant la nappe du Cénomano-Turonien . On notera que, seul,

le forage communal de Soulac Nord capte uniquement le Cénomanien. Néanmoins,

les données relatives aux autres ouvrages, principalement ceux captant le système

Turonien + Cénomanien, permettent, en analysant les coupes lithostratigraphi¬

ques ét les diagraphies correspondantes, d'ajuster les valeurs concernant

l'horizon cénomanien.

D'autre part, l'étude de J. LAFOOSSE (1964) donne deux valeurs

de la transmissivité au Nord-Est de l'embouchure de la Gironde :

-4'- T = 2,6 . 10 m2/s d'après un puits captant les calcaires fissurés du

Cénomanien moyen en nappe libre.

- T = 2,3 . lo m2/s relative à un forage atteignant les sables et graviers

du Cénomanien inférieur. L'aquifère est captif et ne dépasse pas 20 m

d'épaisseur.

Enfin, certains forages pétroliers nous ont fourni des rensei¬

gnements d'ordre hydrogéologique :

- le forage de Lénan a traversé, en pertes totales d'injection, des dolomies

et calcaires du Cénomanien au Néocomien sur une épaisseur de 800 mètres.

- à Saucats, on note également d'importantes pertes d'injection sur une épais¬

seur de loo mètres dans les calcaires et dolomies du Cénomanien.

- à Cadillac, 80 mètres de calcaires marneux du Cénomanien ont été traversés

dans les mêmes conditions.

- à Mano 1 , enfin, 650 mètres de forage, du Cénomanien dolomitique au Néocomien,

ont révélé une fissuration importante (pertes de boue de forage) .

L'ensemble de ces informations nous a permis, principalement pour la partie

Ouest, de supposer des valeurs de transmissivité élevées. C'est pourquoi nous

n'avons pas hésité à affecter à cette région des valeurs de T pouvant attein--2 2

dre 10 m /s.

- 26 -

7.2.3. - Conditions aux limites

Le maillage et la répartition des conditions aux limites

sont reportés figure 19.

Limites_étanches

Au total, on relève trois limites imperméables de nature dif¬

férente :

- au Sud-Est, une limite paléogéographique correspondant à l'absence du

réservoir ;

- au Sud-Ouest, une limite de perméabilité entourant le bassin d'Arcachon et

les lacs d'Hourtin et de Parentis ;

- à l'Ouest, l'écoulement est bloqué vers l'océan par absence de perméabilité

du réservoir.

Limites_à_potentiel constant

A l'Est, on note deux zones à potentiels . importants . On consi¬

dérera que dans ce secteur les potentiels sont constants.

Au Nord-Est, la nappe du Cénomanien devient libre, et on admet

que dans cette. région les ressources de l'aquifère sont grandes, ce qui permet¬

tra d'y imposer des potentiels.

Limites à_flux constant

La partie affleurante du Cénomanien/ correspondant à l'anticli-

. nal de Saintonge, peut être considérée comme une zone d'apport important. Ce¬

pendant, on constate l'existence de nombreuses résurgences dans cette région.

Les valeurs de. l'infiltration devront donc être sensiblement diminuées.

Au Sud, on note sur la carte de la surface des hydroisohypses

figure 20 , une zone d'alimentation dont le flux est dirigé sur les parties

Ouest et Centre du Bassin.

Les exutoires

Si l'on considère le milieu monocouche, l'examen de la 'figure 15

- 26 -

7.2.3. - Conditions aux limites

Le maillage et la répartition des conditions aux limites

sont reportés figure 19.

Limites_étanches

Au total, on relève trois limites imperméables de nature dif¬

férente :

- au Sud-Est, une limite paléogéographique correspondant à l'absence du

réservoir ;

- au Sud-Ouest, une limite de perméabilité entourant le bassin d'Arcachon et

les lacs d'Hourtin et de Parentis ;

- à l'Ouest, l'écoulement est bloqué vers l'océan par absence de perméabilité

du réservoir.

Limites_à_potentiel constant

A l'Est, on note deux zones à potentiels . importants . On consi¬

dérera que dans ce secteur les potentiels sont constants.

Au Nord-Est, la nappe du Cénomanien devient libre, et on admet

que dans cette. région les ressources de l'aquifère sont grandes, ce qui permet¬

tra d'y imposer des potentiels.

Limites à_flux constant

La partie affleurante du Cénomanien/ correspondant à l'anticli-

. nal de Saintonge, peut être considérée comme une zone d'apport important. Ce¬

pendant, on constate l'existence de nombreuses résurgences dans cette région.

Les valeurs de. l'infiltration devront donc être sensiblement diminuées.

Au Sud, on note sur la carte de la surface des hydroisohypses

figure 20 , une zone d'alimentation dont le flux est dirigé sur les parties

Ouest et Centre du Bassin.

Les exutoires

Si l'on considère le milieu monocouche, l'examen de la 'figure 15

- 27 -

r' món'tre la présence d'un seul exutoire au Nord-Ouest sur l'océan. ,Par contre,

A. CAZAL et alter proposent le schéma multicouche présenté ci-dessous qui met

en relation les différents aquifères du Bassin Aquitain. Nous verrons au para¬

graphe 7 -4 que la représentation simplifiée de ces interconnections s ' impose

face aux difficultés de mise au point du modèle en milieu monocouche éc[uivalent.

SCHEMA MULTICOUCHES INTERCONNECTEES

DES AQUIFERES 'KARSTIQUES ET POREUX

PERMEABLES DANS LE BASSIN AQUITAIN

N.W.

mOV^ta ^ ArCAC^VOfl

S.E.

st Antoitln

- 27 -

r' món'tre la présence d'un seul exutoire au Nord-Ouest sur l'océan. ,Par contre,

A. CAZAL et alter proposent le schéma multicouche présenté ci-dessous qui met

en relation les différents aquifères du Bassin Aquitain. Nous verrons au para¬

graphe 7 -4 que la représentation simplifiée de ces interconnections s ' impose

face aux difficultés de mise au point du modèle en milieu monocouche éc[uivalent.

SCHEMA MULTICOUCHES INTERCONNECTEES

DES AQUIFERES 'KARSTIQUES ET POREUX

PERMEABLES DANS LE BASSIN AQUITAIN

N.W.

mOV^ta ^ ArCAC^VOfl

S.E.

st Antoitln

- 28 -

7.3 - PROGRAMME DE CALCUL UTILISE

Il s'agit d'une chaîne de progranmies, écrite en langage FORTRAN,

Elle comporte trois parties : " .

- un programme d'entrée permettant le stockage sur support magnétique des

données

- un programme- de calcul '(PERM) réalisant la lecture des données préalablement

stockées, leurs modifications éventuelles et l'exécution du processus itératif.

Celui-ci permet de calculer la surface piézométrique résultant des données

introduites (conditions aux limites, répartition de la transmissivité) .

- un programme d'appel qui. permet l'accès de l'utilisateur au centre de calcul,

à partir d'un terminal.

7.4 - -AJUSTEMENT DU MODELE (Calage)

A partir des hypothèses adoptées, il s'agit, par. approximations

successives, de reproduire au mieux, par calcul, la surface piézométrique de

référence (cf. § 7.2.1.). C'est ainsi que l'on s'est rendu compte de la néces¬

sité d'introduire un effet de communication hydraulique (drainance) avec les

aquifères adjacents (conception multi-couche évoquée au § 7.2.3.) : l'ajuste¬

ment des paramètres ( transmissivité, flux au limites), en n'adoptant pas cette

hypothèse, conduisait à des ordres de grandeur non vraisemblables. , ^

La simulation de ces interconnections a consisté, d'une part, à3

soutirer un débit total Q = 1 120 m /h réparti sur 19 mailles dans la partie.

centrale, et à injecter un débit total Q = 710 m /h réparti sur 7 mailles

au Nord du Bassin d'Arcachon. Ainsi, nous avons pu nous rapprocher du schéma

piézométrique initial tout en conservant une répartition des valeurs de trans¬

missivité raisonnable pour cet aquifére.

Il s'agit là bien entendu d'une hypothèse plausible pour le fonc--

tionnement d'ensemble du système aquifére ; on pourrait en imaginer bien d'autres

en jouant sur les différents paramètres de construction du modèle (transmissivités,

rôle des limites et même piézomé^trie de référence là où elle est construite par

extrapolations) mais le résultat final ne serait pas fondamentalement différent

sous Bordeaux.

- 28 -

7.3 - PROGRAMME DE CALCUL UTILISE

Il s'agit d'une chaîne de progranmies, écrite en langage FORTRAN,

Elle comporte trois parties : " .

- un programme d'entrée permettant le stockage sur support magnétique des

données

- un programme- de calcul '(PERM) réalisant la lecture des données préalablement

stockées, leurs modifications éventuelles et l'exécution du processus itératif.

Celui-ci permet de calculer la surface piézométrique résultant des données

introduites (conditions aux limites, répartition de la transmissivité) .

- un programme d'appel qui. permet l'accès de l'utilisateur au centre de calcul,

à partir d'un terminal.

7.4 - -AJUSTEMENT DU MODELE (Calage)

A partir des hypothèses adoptées, il s'agit, par. approximations

successives, de reproduire au mieux, par calcul, la surface piézométrique de

référence (cf. § 7.2.1.). C'est ainsi que l'on s'est rendu compte de la néces¬

sité d'introduire un effet de communication hydraulique (drainance) avec les

aquifères adjacents (conception multi-couche évoquée au § 7.2.3.) : l'ajuste¬

ment des paramètres ( transmissivité, flux au limites), en n'adoptant pas cette

hypothèse, conduisait à des ordres de grandeur non vraisemblables. , ^

La simulation de ces interconnections a consisté, d'une part, à3

soutirer un débit total Q = 1 120 m /h réparti sur 19 mailles dans la partie.

centrale, et à injecter un débit total Q = 710 m /h réparti sur 7 mailles

au Nord du Bassin d'Arcachon. Ainsi, nous avons pu nous rapprocher du schéma

piézométrique initial tout en conservant une répartition des valeurs de trans¬

missivité raisonnable pour cet aquifére.

Il s'agit là bien entendu d'une hypothèse plausible pour le fonc--

tionnement d'ensemble du système aquifére ; on pourrait en imaginer bien d'autres

en jouant sur les différents paramètres de construction du modèle (transmissivités,

rôle des limites et même piézomé^trie de référence là où elle est construite par

extrapolations) mais le résultat final ne serait pas fondamentalement différent

sous Bordeaux.

- 29 -

7.5 - RESULTATS OBTENUS

7.5.1, Surface piézométrique restituée

Reproduction de_la giézométrie

On a reporté . figure '20 la piézomé^trie calculée au stade final de

l'ajustement.

Répartition des_transmissivités

La carte des transmissivités est présentée figure 18 . Pour des

raisons pratiques et dans un souci de synthèse, les valeurs affichées dans

chaque maille n'ont pas été reportées. Nous avons donc choisi de présenter

cette carte en regroupant les valeurs par tranches. Ainsi les différentes

zones apparaissent nettement :

-4 -3 2- une 'zone de faible transmissivité (T =1.10 à l.lO . m /s) à l'Est que

. l'on peut mettre en relation avec les gradients hydrauliques importants

.' observés dans cette région ; . J

-3 -3 2- une zone de transmissivité plus forte (T = 1.10 à 5.10 m /s) qui s'étend

de la partie centrale au Nord du modèle, coïncidant avec la zone dépression-

, naire et coup_ée_au .Sud-Ouest par une bande étroite de transmissivité plus-4 -3 2

-_ faible (T =:.1.10 . .à l',lO .m /s) axée sur la vallée de la Garonne ;

-3 =2 2-- une zone de transmissivité importante (T = 5.10 à l.lO m /s) sur la

partie ouest qui peut se justifier par la présence de zones karstiques reh-

con-trées au cours de certains forages pétroliers. D'autre part, les gra-

. dients calculés sur la carte piézométrique de référence sont faibles.

-4 -3 2- une zone de faible transmissivité (T : l.lO à l.lO m /s) au Nord-Est.

Dans ce secteur, la nappe devient libre et les gradients rencontrés sont

importants .

Les valeurs des transmissivités données par les essais de débits sur les fo¬

rages ont été respectées et s'intègrent bien dans les résultats trouvés.

- 29 -

7.5 - RESULTATS OBTENUS

7.5.1, Surface piézométrique restituée

Reproduction de_la giézométrie

On a reporté . figure '20 la piézomé^trie calculée au stade final de

l'ajustement.

Répartition des_transmissivités

La carte des transmissivités est présentée figure 18 . Pour des

raisons pratiques et dans un souci de synthèse, les valeurs affichées dans

chaque maille n'ont pas été reportées. Nous avons donc choisi de présenter

cette carte en regroupant les valeurs par tranches. Ainsi les différentes

zones apparaissent nettement :

-4 -3 2- une 'zone de faible transmissivité (T =1.10 à l.lO . m /s) à l'Est que

. l'on peut mettre en relation avec les gradients hydrauliques importants

.' observés dans cette région ; . J

-3 -3 2- une zone de transmissivité plus forte (T = 1.10 à 5.10 m /s) qui s'étend

de la partie centrale au Nord du modèle, coïncidant avec la zone dépression-

, naire et coup_ée_au .Sud-Ouest par une bande étroite de transmissivité plus-4 -3 2

-_ faible (T =:.1.10 . .à l',lO .m /s) axée sur la vallée de la Garonne ;

-3 =2 2-- une zone de transmissivité importante (T = 5.10 à l.lO m /s) sur la

partie ouest qui peut se justifier par la présence de zones karstiques reh-

con-trées au cours de certains forages pétroliers. D'autre part, les gra-

. dients calculés sur la carte piézométrique de référence sont faibles.

-4 -3 2- une zone de faible transmissivité (T : l.lO à l.lO m /s) au Nord-Est.

Dans ce secteur, la nappe devient libre et les gradients rencontrés sont

importants .

Les valeurs des transmissivités données par les essais de débits sur les fo¬

rages ont été respectées et s'intègrent bien dans les résultats trouvés.

- 30 -

7.5.2. - Simulation d'hypothèses d'exploitation

La carte piézométrique initiale restituée, une simulation d'un

pompage a été réalisée dans la région bordelaise. Au total, un débit horaire3 3de 700 m y a été soutiré, correspondant à 7 puits débitant chacun lOO m /h.

Les puits considérés sont ceux proposés pour la simulation A2 par analogie

électrique, c'est-à-dire : Bordeaux Nord, Lormont , La Benauge, Mériadeck,

Talence , Mérignac Ville, Mérignac Base.

Compte tenu de la distance séparant les ouvrages à 1 ' échelle

de 1/500. OOO , nous avons dû effectuer, en respectant leur position géographi-

ç[ue, un regroupement de certains puits dans une seule maille. Ainsi, le sou¬

tirage global, se répartit sur quatre mailles :

3- trois mailles à débit Q = 200 m /h chacune ;

3- une maille à débit Q = 100 m /h.

La carte des pressions représentant la réponse du modèle à la

simulation du pompage sous Bordeaux est donnée " figure 2 1 . Les courbes iso¬

pièzes sont tracées à partir des valeurs moyennes par maille, calculées par

le modèle au centre de chacune d'elles.

En premier lieu, on observe que 1 ' influence du pompage à Bordeaux

se fait ressentir sur l'ensemble de la zone étudiée.

Les bordures Est et Nord-Est du modèle sont légèrement affectées,

ce qui, compte tenu des limites à potentiels imposés dans ces régions, n'est

pas surprenant.

Les effets sur les limites Sud et Ouest sont nettement plus mar¬

qués. Les rabattements observés sont de l'ordre de 30 mè-tres. Mais, étant don¬

né l'hypothèse retenue, à savoir la conception du système aquifére en multi-t

couche, la valeur de cette dépression est sans doute surestimée. En effet, il

est vraisemblable que cette baisse de pression sera compensée dans la réalité ,

au moins partiellement, par un apport de flux complémentaire en provenance des

aquifères sus ou (et) sous-jacents.

Dans la partie centrale, la zone dépressionnaire s'est accentuée

d'une vingtaine de mètres, excepte sur la région bordelaise, tout en conservant

sa forme initiale.

- 30 -

7.5.2. - Simulation d'hypothèses d'exploitation

La carte piézométrique initiale restituée, une simulation d'un

pompage a été réalisée dans la région bordelaise. Au total, un débit horaire3 3de 700 m y a été soutiré, correspondant à 7 puits débitant chacun lOO m /h.

Les puits considérés sont ceux proposés pour la simulation A2 par analogie

électrique, c'est-à-dire : Bordeaux Nord, Lormont , La Benauge, Mériadeck,

Talence , Mérignac Ville, Mérignac Base.

Compte tenu de la distance séparant les ouvrages à 1 ' échelle

de 1/500. OOO , nous avons dû effectuer, en respectant leur position géographi-

ç[ue, un regroupement de certains puits dans une seule maille. Ainsi, le sou¬

tirage global, se répartit sur quatre mailles :

3- trois mailles à débit Q = 200 m /h chacune ;

3- une maille à débit Q = 100 m /h.

La carte des pressions représentant la réponse du modèle à la

simulation du pompage sous Bordeaux est donnée " figure 2 1 . Les courbes iso¬

pièzes sont tracées à partir des valeurs moyennes par maille, calculées par

le modèle au centre de chacune d'elles.

En premier lieu, on observe que 1 ' influence du pompage à Bordeaux

se fait ressentir sur l'ensemble de la zone étudiée.

Les bordures Est et Nord-Est du modèle sont légèrement affectées,

ce qui, compte tenu des limites à potentiels imposés dans ces régions, n'est

pas surprenant.

Les effets sur les limites Sud et Ouest sont nettement plus mar¬

qués. Les rabattements observés sont de l'ordre de 30 mè-tres. Mais, étant don¬

né l'hypothèse retenue, à savoir la conception du système aquifére en multi-t

couche, la valeur de cette dépression est sans doute surestimée. En effet, il

est vraisemblable que cette baisse de pression sera compensée dans la réalité ,

au moins partiellement, par un apport de flux complémentaire en provenance des

aquifères sus ou (et) sous-jacents.

Dans la partie centrale, la zone dépressionnaire s'est accentuée

d'une vingtaine de mètres, excepte sur la région bordelaise, tout en conservant

sa forme initiale.

- 31 -

La région bordelaise.se trouve à l'intérieur de l'isohypse

- 20 m, ce qui correspond à des rabattements de l'ordre de 60 mètres^ au

Sud-Ouest, et d'environ 40 mètres au Nord-Est. La forme allongée de cette

courbe piézométrique (suivant un axe Sud-Ouest - Nord-Est) est à mettre en

relation, d'une part avec la répartition des transmissivités dans ce secteur,

et avec les injections effectuées à l'Ouest de Bordeaux d'au-tre part.

Les valeurs des rc±)attements moyens calculés par le modèle

au centre de chaque maille dans lesquelles les 7 puits de soutirage ont été

simulés, sont présentées dans le tableau à la page suivante :

I!1

¡

!

¡

!!

I

Mériadeck ., ...Maille

La Benauge

Bordeaux

Lormont

Mérignac

Talence

Mérignac

NordMaille

VilleMaille

base

Maille

1

2

3

4

.Pî-ézométrie

. initialeen m

H- 35,50

'

+ 30,10

+ 39,64

+ 42,41

ï Piézométrierésultante

du. soutirage

- 49,42

- 47,45

- 29,17

- 7,93

Rabattement !

en m !

85 I

78 ;

69 !

50 !

Du fait de la grandeur des mailles par rapport à celle des

ouvrages, les valeurs des rabattements calculés par le modèle peuvent être

corrigées, à l'aide de la formule de Dupuit qui donne :

2 TT T /\ .

Q =

LogRf

d'où on tire le rabattement complémentaire A

^ =2 TT T

Rf

y Log [ ]

- 31 -

La région bordelaise.se trouve à l'intérieur de l'isohypse

- 20 m, ce qui correspond à des rabattements de l'ordre de 60 mètres^ au

Sud-Ouest, et d'environ 40 mètres au Nord-Est. La forme allongée de cette

courbe piézométrique (suivant un axe Sud-Ouest - Nord-Est) est à mettre en

relation, d'une part avec la répartition des transmissivités dans ce secteur,

et avec les injections effectuées à l'Ouest de Bordeaux d'au-tre part.

Les valeurs des rc±)attements moyens calculés par le modèle

au centre de chaque maille dans lesquelles les 7 puits de soutirage ont été

simulés, sont présentées dans le tableau à la page suivante :

I!1

¡

!

¡

!!

I

Mériadeck ., ...Maille

La Benauge

Bordeaux

Lormont

Mérignac

Talence

Mérignac

NordMaille

VilleMaille

base

Maille

1

2

3

4

.Pî-ézométrie

. initialeen m

H- 35,50

'

+ 30,10

+ 39,64

+ 42,41

ï Piézométrierésultante

du. soutirage

- 49,42

- 47,45

- 29,17

- 7,93

Rabattement !

en m !

85 I

78 ;

69 !

50 !

Du fait de la grandeur des mailles par rapport à celle des

ouvrages, les valeurs des rabattements calculés par le modèle peuvent être

corrigées, à l'aide de la formule de Dupuit qui donne :

2 TT T /\ .

Q =

LogRf

d'où on tire le rabattement complémentaire A

^ =2 TT T

Rf

y Log [ ]

- 32 -

Application numérique

-3 2 2T = 1,5 .10 m /s = 5,4 m /h

Q = 200 m /h

Rf = 0,208 ^xC'y. = 5 . 10 m

r = 0,076 m

200

2 Tl . 5,4Log

0,208.5.10'

0,076# 56. m.

Cette correction sera faite sur les trois mailles a debit3

Q = 200 m /h chacune.

3En ce qui concerne la maille à débit Q = lOO m /h, le rabattement

complémentaire sera égal à ^ = 28 m.

/.y

La valeur de la. correction sur les mailles à débit

Q = 200 m /h est légèrement surestimée. En effet, le calcul s'applique à un

puits unique situé au centre de la maille.

On peut donc cçnsidérer que pour les puits regroupés sur une

seule maille, la correction à apporter se situe entre 28 et 56 m.

^ T :

Rabattement corrigé

en m

Mériadeck

La Benauge

Bordeaux Nord

Lormont

Mérignac Ville

Talence

Mérignac Base

113 < /^ < 141

Il II II

106 ^(j^^ ^ 134

Il II II

97 <A^ ^125

Il II II

At = 78

- 32 -

Application numérique

-3 2 2T = 1,5 .10 m /s = 5,4 m /h

Q = 200 m /h

Rf = 0,208 ^xC'y. = 5 . 10 m

r = 0,076 m

200

2 Tl . 5,4Log

0,208.5.10'

0,076# 56. m.

Cette correction sera faite sur les trois mailles a debit3

Q = 200 m /h chacune.

3En ce qui concerne la maille à débit Q = lOO m /h, le rabattement

complémentaire sera égal à ^ = 28 m.

/.y

La valeur de la. correction sur les mailles à débit

Q = 200 m /h est légèrement surestimée. En effet, le calcul s'applique à un

puits unique situé au centre de la maille.

On peut donc cçnsidérer que pour les puits regroupés sur une

seule maille, la correction à apporter se situe entre 28 et 56 m.

^ T :

Rabattement corrigé

en m

Mériadeck

La Benauge

Bordeaux Nord

Lormont

Mérignac Ville

Talence

Mérignac Base

113 < /^ < 141

Il II II

106 ^(j^^ ^ 134

Il II II

97 <A^ ^125

Il II II

At = 78

33 -

Les résultats sont reportés tableau 6 sous la dénomination "simulation Ni",

afin de pouvoir les comparer plus facilement à ceux obtenus à partir des .

autres méthodes. On constate une bonne concordance entre les résultats (Ni)

et ceux obtenus en milieu infini homogène, sans ré-injection, (simulation II,

cf. § 5 et tableau 5) .

33 -

Les résultats sont reportés tableau 6 sous la dénomination "simulation Ni",

afin de pouvoir les comparer plus facilement à ceux obtenus à partir des .

autres méthodes. On constate une bonne concordance entre les résultats (Ni)

et ceux obtenus en milieu infini homogène, sans ré-injection, (simulation II,

cf. § 5 et tableau 5) .

34

8 - SIMULATION DETAILLEE PAR MODELE NUMERIQUE

Un modèle numérique de simulation à mailles variables de la nappe

du Cénomano-Turonien a été réalisé. Il est construit conformément aux

hypothèses retenues pour le modèle mathématique en régime permanent dont

les résultats sont exposés ci-avant (§ 7) .

Il comporte 950 mailles au total, reportées comme suit :

- 543 mailles de 5 km de côté

- 88 mailles de 2,5 km de côté

- 320 mailles de 1,25 km de côté

Il permet l'étude détaillée (suivant le même principe que celui

décrit au § 7) des rabattements prévisionnels sous l'agglomération bordelaise

et, de manière générale, dans l'ensemble de la .nappe, pour diverses hypo^thêses

de prélèvements. Les résultats sont plus fins que ceux du modèle à mailles

carrées, puisque l'on peut analyser les mesures ou-vrage par ouvrage (et non

au niveau d'une maille comportant plusieurs ouvrages) . ^4^..

Pour le moment, les hypo-thèses qui ont permis de cons-truire cet outil sont

trop imprécises , et la diffusion des résultats obtenus n'apporterait qu'une

fausse précision par rapport aux résultats grossiers tirés du modèle en régime

permanent. Il convient d'attendre la réalisation des premières opérations de

forage et d'essais qui amélioreront considérablement la connaissance de

l'aquifère pour ajuster ce modèle et l'utiliser à des fins de prévisions.

Ce modèle permet^tra en effet de travailler en régime hydraulique transitoire

en affichant des programmes de pompage modulés en cours d'année et non des pré¬

lèvements moyens annuels comme dans le modèle à mailles carrées et régime perma¬

nent utilisé au chapitre 7 ; en outre, il permettra également de simuler l'entrée

en service progressive de nouveaux forages selon divers scénarios de réalisation

du programme géothermique (pompage et injection) .

34

8 - SIMULATION DETAILLEE PAR MODELE NUMERIQUE

Un modèle numérique de simulation à mailles variables de la nappe

du Cénomano-Turonien a été réalisé. Il est construit conformément aux

hypothèses retenues pour le modèle mathématique en régime permanent dont

les résultats sont exposés ci-avant (§ 7) .

Il comporte 950 mailles au total, reportées comme suit :

- 543 mailles de 5 km de côté

- 88 mailles de 2,5 km de côté

- 320 mailles de 1,25 km de côté

Il permet l'étude détaillée (suivant le même principe que celui

décrit au § 7) des rabattements prévisionnels sous l'agglomération bordelaise

et, de manière générale, dans l'ensemble de la .nappe, pour diverses hypo^thêses

de prélèvements. Les résultats sont plus fins que ceux du modèle à mailles

carrées, puisque l'on peut analyser les mesures ou-vrage par ouvrage (et non

au niveau d'une maille comportant plusieurs ouvrages) . ^4^..

Pour le moment, les hypo-thèses qui ont permis de cons-truire cet outil sont

trop imprécises , et la diffusion des résultats obtenus n'apporterait qu'une

fausse précision par rapport aux résultats grossiers tirés du modèle en régime

permanent. Il convient d'attendre la réalisation des premières opérations de

forage et d'essais qui amélioreront considérablement la connaissance de

l'aquifère pour ajuster ce modèle et l'utiliser à des fins de prévisions.

Ce modèle permet^tra en effet de travailler en régime hydraulique transitoire

en affichant des programmes de pompage modulés en cours d'année et non des pré¬

lèvements moyens annuels comme dans le modèle à mailles carrées et régime perma¬

nent utilisé au chapitre 7 ; en outre, il permettra également de simuler l'entrée

en service progressive de nouveaux forages selon divers scénarios de réalisation

du programme géothermique (pompage et injection) .

- 35 -

9 - APPROCHE DU COMPORTEMENT THERMIQUE DE L'AQUIFERE

Il s'agit d'évaluer l'influence des différentes ré-injections prises

en compte sur le niveau de température naturelle de l'aquifère.

Dans l'état actuel des programmes de calcul dont on dispose, une

telle étude ne peut être réalisée qu'en admettant que les rabattements varient

peu au droit des ouvrages (état quasi permanent) . D'après les résultats qui

précèdent (cf. §5), on peut admettre qu'une telle configuration hydraulique

apparaît au bout de. 5 ans d'exploitation environ.

On a ainsi mis en oeuvre le prograimne METTERNIQ (cf. rapport BRGM

76 SGN. 577 GTH/AME) qui permet de déterminer :

- 1 ' évolution, en fonction du temps, du front theinnique entre les ouvrages de

ré-injection d'eau froide et les ouvrages de captage,

- l'évolution, en fonction du temps, de la température dans les ouvrages de

captage .

En supposant :

- le régime hydraulique permanent,

- les épontes imperméables et d'extension verticale infinie,

- les potentiels hydrauliques uniformes sur chaque verticale,

- les caractéristiques hydrodynamiques indépendantes de la température,

- les transferts thermiques par transport d'eau uniquement et conduction

instantanée avec la matrice poreuse,

- la conduction avec les épontes uniquement verticale,

- la répartition initiale des températures uniforme.

Le calcul demande la connaissance de :

- l'épaisseur utile (e) et la porosité de l'aquifère IO ,à. partir des conclu¬

sions des § 1 et- 5 .

- la capacité calorifique de la roche dans l'aquifère et les épontes (on

prendra 0,5 th/m3/''C à 0,625 th/m3/°C) ,

- 35 -

9 - APPROCHE DU COMPORTEMENT THERMIQUE DE L'AQUIFERE

Il s'agit d'évaluer l'influence des différentes ré-injections prises

en compte sur le niveau de température naturelle de l'aquifère.

Dans l'état actuel des programmes de calcul dont on dispose, une

telle étude ne peut être réalisée qu'en admettant que les rabattements varient

peu au droit des ouvrages (état quasi permanent) . D'après les résultats qui

précèdent (cf. §5), on peut admettre qu'une telle configuration hydraulique

apparaît au bout de. 5 ans d'exploitation environ.

On a ainsi mis en oeuvre le prograimne METTERNIQ (cf. rapport BRGM

76 SGN. 577 GTH/AME) qui permet de déterminer :

- 1 ' évolution, en fonction du temps, du front theinnique entre les ouvrages de

ré-injection d'eau froide et les ouvrages de captage,

- l'évolution, en fonction du temps, de la température dans les ouvrages de

captage .

En supposant :

- le régime hydraulique permanent,

- les épontes imperméables et d'extension verticale infinie,

- les potentiels hydrauliques uniformes sur chaque verticale,

- les caractéristiques hydrodynamiques indépendantes de la température,

- les transferts thermiques par transport d'eau uniquement et conduction

instantanée avec la matrice poreuse,

- la conduction avec les épontes uniquement verticale,

- la répartition initiale des températures uniforme.

Le calcul demande la connaissance de :

- l'épaisseur utile (e) et la porosité de l'aquifère IO ,à. partir des conclu¬

sions des § 1 et- 5 .

- la capacité calorifique de la roche dans l'aquifère et les épontes (on

prendra 0,5 th/m3/''C à 0,625 th/m3/°C) ,

- 36 -

6- la conductivité thermique des épontes (0,6.10 th/m/s/°C)

(les valeurs numériques sont déduites d'études antérieures sur les

aquifères profonds) .

Trois variantes ont été testées en fonction de l'épaisseur moyenne (e)

et de 'la. porosité (CaJ) de l'aquifère ,:

- e = 50 et loo m

-OJ = 10 et 15 %.

Le programme de ré-injection pris en compte est celui adopté lors

de la simulation A4 (cf. tableau 6) .

Les résultats numériques obtenus montrent que :

r dans le cas^ d'une épaisseur de lOO m., la propagation du front froid à

partir des forages de ré-inj.ection, est pratiquement nulle (quelques

dizaines de mètres) pendant la durée de vie des ouvrages (20 ans) .

../

- dans le cas d'une épaisseur de 50 mètres, la propagation du front froid

est de l'ordre du kilomètre au bout de 20 ans, et se trouve reportée

figure 22.

' On constate donc que, suivant les hypo^thèses physiques vraisem¬

blables adoptées, l'effet thermique du programme de ré-injection simulé

apparaît négligeable de façon pratique.

REMARQUE : 11 ^aut cependant ¿ouLLgneA que ces n,tsultati> impliquent l'hypo¬thèse d'un milteju pon.eux contim. : iLi, ne prennent peu, en compte

l'exiÁtence éventuelle d'un cheminement pn.é{^én.enttel de V exm.

[miLieju ^Í66uAe - chenaux petits - ou bien kanst) .

- 36 -

6- la conductivité thermique des épontes (0,6.10 th/m/s/°C)

(les valeurs numériques sont déduites d'études antérieures sur les

aquifères profonds) .

Trois variantes ont été testées en fonction de l'épaisseur moyenne (e)

et de 'la. porosité (CaJ) de l'aquifère ,:

- e = 50 et loo m

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Le programme de ré-injection pris en compte est celui adopté lors

de la simulation A4 (cf. tableau 6) .

Les résultats numériques obtenus montrent que :

r dans le cas^ d'une épaisseur de lOO m., la propagation du front froid à

partir des forages de ré-inj.ection, est pratiquement nulle (quelques

dizaines de mètres) pendant la durée de vie des ouvrages (20 ans) .

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est de l'ordre du kilomètre au bout de 20 ans, et se trouve reportée

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' On constate donc que, suivant les hypo^thèses physiques vraisem¬

blables adoptées, l'effet thermique du programme de ré-injection simulé

apparaît négligeable de façon pratique.

REMARQUE : 11 ^aut cependant ¿ouLLgneA que ces n,tsultati> impliquent l'hypo¬thèse d'un milteju pon.eux contim. : iLi, ne prennent peu, en compte

l'exiÁtence éventuelle d'un cheminement pn.é{^én.enttel de V exm.

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Coupe I

SW-

Marne et argile

Calcaire graveleux

Ce Cénomano Turonien

cr « Crétacé' inférieur

Dm E Dolomie de Mano ( Rirtlandien )

I . [ Calcaire gréseux

10km ^~r-\ Dolomie03J}

2CDOvn

2oo

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w

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STRATIGRAPHIE

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AUTEURS

CORRELATIONS

ELECTRIQUES

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COUPE LITHOLOGIQUE INTERPRETATIVE \

SOUS L'AGGLOMERATION BORDELAISE

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SIMULATION N*1

PLAN DE SITUATION

61 Dépression çn m --Accidents structuraux

• Forage captant l'aquifère du CénomanienA RI à R 6 foraaes de re'iniection

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SIMULATION N-2

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FIGURE 18BRGM 80SGN870 AQl

SIMULATION M AT m; M ATI (^UK

NAPPE DU CKNOMANIKN

CARTE DES TRANSMISSIVITES

^ T = 1. 10"* à 1.10'' m'/i

T. s 1.10"' à 5.10* m'/»

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FIGURE 19

BRGM80SGN870AQ1

SIMULATION MATIlKM/VnqUK

NAPPE DU CENOMANIEN

CONDITIONS AUX LIMITES

Limita âtancha |go| Potantlal Imposé «n m.

I 9 I Soutiraga s 50 m'/h f^ Inlectlon < 50 m'/h

FIGURE 19

BRGM80SGN870AQ1

SIMULATION MATIlKM/VnqUK

NAPPE DU CENOMANIEN

CONDITIONS AUX LIMITES

Limita âtancha |go| Potantlal Imposé «n m.

I 9 I Soutiraga s 50 m'/h f^ Inlectlon < 50 m'/h

FIGURE 20BRGM805&H870AQI

AQUIFERE DE LA BASE DUCRETACE SUPERIEUR

SURFACE PIEZOMETRIQUE DE REFERENCE

D'APRES J.VOUVE, A.CAZAL.M.PLAUD. P. POUCHAN

Courba pléiomélilqua

Limita da paiméablllté

Limita paliogéographlquo

PIEZOMETRIE CALCULEE(modèle)

ECHELLE: 1/SOOOOO

FIGURE 20BRGM805&H870AQI

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FIGURE 21BRGM80SGN870AQI

SIMULATION MATlIEMATiqUK

NAPPE bu CENOMANIEN

SURFACE DES HYDROHYPSES

HYPOTHESE DE SOUTIRAGED'UN DEBIT TOTAL = 700 M^/H

A BORDEAUX

'^0" Courba pliiomâtrlqua

20km

FIGURE 21BRGM80SGN870AQI

SIMULATION MATlIEMATiqUK

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2 km

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m Forage captant l'aquifère du Cénomanien •A RI à R ^ forages de injection

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CDO1/1

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