Projet PRD 301-99 Fonctionnement et gestion des - Infoterre
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Projet PRD 301-99 Fonctionnement et gestion des hydrosystèmes Module « Lozère )) Prospection géophysique octobre 1999 R 40767 Projet PRB 301-99 Fonctionnement et gestion des hydrosystèm es Module « Lozère » Prospection géophysique Ridigé sorts In respot~sabiiifide F. Lebert, F. Le Jeune octobre 1999 R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique Mots clés : Hydrogéologie, Prospection électrique, Sondage électrique, Rectangle électrique, Prospection électromagnétique, EM34, Granite, Arène granitique, Zone d'altération, Lozère, Saint-Chély-d'Apcher En bibliographie, ce rapport de la façon suivante : Lebert F., Le Jeune F. (1999) - Projet PRD 301-99. Fonctionnement et gestion des hydrosystèmes. Module «Lozère». Prospection géophysique. Rap. BRGM R 40767,25 p., 12 fig., 1 tabl., 22 pl. iD BRGM, 1999, cc document ne peut Ctre reproduit en iotaiiré ou en pnnie sans l'autorisation expresse du BRGM. Rappori BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique Synthèse Le département DWLGH di1 BRGIvI a chargé le département Cartographie (CMGlGS3D) d'une prospection électrique et électromagnétique dans le cadre du projet de recherche P R . 301 intitulé (tFonctionnement et gestion des hydrosystènies Module Lozère ». En milieu cristallin, le profil d'altération structure grossièrement les terrains de manière tabulaire. Les accidents tectoniques, qui sont les zones de drainage préférentiel dii massif, se manifestent par des anomalies de résistivité en forme de couloir (faille sans rejet) ou de discontinuité séparant des panneaux de résistivités différentes (faille avec rejet). A l'issue d'une prospection radon, sept sites ont été retenus pour faire l'objet de la prospection géophysique devant aboutir à l'implantation de sondages mécaniques : -site de 1'Esciirette (électromagnétisme EM34, rectangle électrique et sondages électriques) ; -site de Lachaut (électromagnétisme EIvI34, rectangle électrique et sondages électriques) ; -site de Mourélio (électromagnétisme EM34, rectangle électrique et sondages électriques) ; - site de Champ de la Croix (rectangle électrique et sondages électriques) ; - site de Champ de la Pierre (rectangle électrique et sondages électriques) ; - site de La Narce (rectangle électrique et sondages électriques) ; - site de La Relieyre (rectangle électrique et sondages électriques). Les résultats suivants ont été obtenus : -mise en évidence d'une fracture sans rejet apparent à I'Escurette, Mouréiio et La Relieyre ; -mise en évidence d'une fracture avec rejet vertical apparent à Champ de la Croix, Champ de la Pierre et La Narce ; - pas d'accident détecté à Lachaut. Ces résultats ont été présentés à DWLGH, pour évaluation ; la synthèse des données géophysiques, géologiques et géochimiques a permis l'implantation des sondages mécaniques de reconnaissance. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 . Prospection géophysique Sommaire Introduction ..................................................................................................................... 7 ... 1.1. Méthodes utiltsees ....................................................................................................13 1.1.1. Justification ..................................................................................................13 1.1.2. Méthode électromagnétique Eh434 .............................................................. 14 1.1.3. Méthodes électriques ...................................................................................... 14 16 1.2. Moyens mis en œuvre ............................................................................................. 1.3. Déroulement des opérations et volume des travaux .................................................17 2. Résultats géophysiques .............................................................................................. 19 2.1. Avertissements ..........................................................................................................19 20 2.2. Site de I'Escurette ..................................................................................................... 2.3. Site de Lachaut ......................................................................................................... 21 .. 2.4. Site de Moiirelio .......................................................................................................21 2.5. Site de Champ de La Croix 33 2.6. Site de Champ de la Pierre .......................................................................................23 2.7. Site de La Narce .......................................................................................................23 24 2.8. Site de la Relieyre ..................................................................................................... Conclusion .................................................................................................................... 25 Rapport BRGM R 40767 PRO 301 - Prospection géophysique Liste des illustrations Fig. 1 - L'Escurette : carte de localisation ......................................................................... 8 Fig. 2 - içIotirélio : carte de localisation ............................................................................. 9 Fig. 3 - Champ de la Crois, Champ de la Pierre, Lachatit : carte de localisation ...........I O Fig. 4 - La Narce, La Relieyre : carte de localisation .................................................... 1 1 Fig. 5 - Modèle général d'interprétation des sondages électriques .................... . ........ . . 19 Fig. 6 - L'Escurette : interprétation des sondages électriques SE 7 et SE 8.................... 20 Fig. 7 - Lachaut : interprétation des sondages électriques SE 3 et SE 4 ......................... 21 Fig. 8 - Mourélio : interprétation du sondage électrique SE 10 ...................................... 22 Fig. 9 - Champ de la Croix : interprétation des sondages électriques SE 5 et SE 6........22 Fig. 10 - Champ de la Pierre : interprétation des sondages électriques SE 1 et SE 2......23 Fig. 11 - La Narce : interprétation des sondages électriqites SE 11 et SE 12..................24 Fig. 12 - La ReIieyre : interprétation du sondage électrique SE 9 ................................... 24 . ., Tabl. 1 - Volume des travaux realises ............................................................................. Liste des planches (hors texte) PI. 1 - L'Esctirette - carte de conductivité électromagnétique. Pl. 2 - L'Escurette - carte de résistivité électrique. PI. 3 - L'Esciirette - sondage électrique SE 7. Pl. 4 - L'Escurette - sondage électrique SE 8. Pl. 5 - Lachaut - carte de conductivité électromagnétique. Pl. G - Lachaut - carte de résistivité électrique. Rappod BRGM R 40767 17 PRD 301 -Prospection géophysique Pl. 7 - Lachaut - sondage électrique SE 3. PI. S - Lacliaut - sondage électrique SE 4. Pl. 9 - &Iourélio - carte de conductivité électromagnétique. PI. 10 - Mourélio - carte de résistivité électrique. Pl. 11 - Mourélio - sondage électrique SE 10. Pl. 12 - Champ de la Croix - carte de résistivité électriqiie. Pl. 13 - Champ de la Croix - sondage électrique SE 5. Pl. 14 - Champ de la Croix - sondage électrique SE 6. Pl. 15 - Champ de la Pierre - carte de résistivité électrique. PI. 16 - Champ de la Pierre - sondage électrique SE 1. Pl. 17 - Champ de la Piene - sondage électrique SE 2. Pl. 18 - La Narce - carte de résistivité électrique. Pl. 19 - La Narce - sondage électrique SE 1 1. Pl. 20 - La Narce - sondage électrique SE 12. Pl. 21 - La Relieyre - carte de résistivité électrique. Pl. 22 - La Relieyre - sondage électrique SE 9. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique Introduction Le département DRJLGH du BRGM a chargé le département Cartographie (CMGIGS3D) d'une prospection électnque et électromagnétique dans le cadre du projet de recherche PRD 301 intitulé <t Fonctionnement et gestion des hydrosystèmes Module Lozère ». L'objet du projet est d'évaluer l'apport de la méthode de prospection radon à une campagne de prospection hydrogéologique d'approvisionnement en eau potable en milieu granitique. A l'issue d'une prospection radon, sept sites ont été retenus pour faire l'objet de la prospection géophysique devant aboutir à l'implantation de sondages mécaniques : -site de 1'Escurette (électromagnétisme EM34, rectangle électrique et sondages électriques) ; -site de Lachaut (électromagnétisme EM34, rectangle électnque et sondages électriques) ; -site de Mourélio (électromagnétisme EM34, rectangle électnque et sondages électnques) ; - site de Champ de la Croix (rectangle électrique et sondages électnques) ; - site de Champ de la Pierre (rectangle électrique et sondages électriques) ; - site de La Narce (rectangle électrique et sondages électriques) ; - site de La Relieyre (rectangle électnque et sondages électriques). Leurs localisations sont indiquées sur des extraits de carte IGN à 1/25 000 (fig.1 à 4). Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique Fig. 1 - L9Escurette :carte de localisation. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 -Prospection géophysique - Fig. 2 Mourélio :carte de localisation. Rapport BRGM R 40767 - Fig. 3 Champ de la Croix, Champ de la Pierre, Lachaut :carte de localisation. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique Fig. 4 - L a Narce, La Relieyre :carte de localisation. Rapport BRGM R 40767 PRO 301 -Prospection géophysique 1. Mise en oeuvre 1.1.lJustification . En milieu de socle cristallin, les accidents et les joints représentent les voies de circulation préférentielles de l'eau. Ce sont donc eux qui seront recherchés au cours d'une prospection hydrogéologique. Par ailleurs, les socles présentent une structure grossièrement tabulaire : - au sommet de la pile, se trouve ilne zone argilisée et lessivée, constituée d'argile et d'éléments quartzeux ; les feldspaths et les micas ont dispani ; - en dessous, se trouve la zone arénisée oii le granite est déjà fortement altéré par la disparition des micas ; - en dessous se trouve la zone micro-Fracturée où I'altération des micas se développe à partir des fractures et des joints; les micas sont altérés sans avoir complètement disparus ; - enfin, au plus bas du profil d'altération se trouve le granite réputé sain, c'est-à-dire non altéré. En fait, les différents étages de ce profil d'altération passent graduellement de l'un à l'autre, I'altération étant un phénomène continu. Dans ce schéma, les fractures vont aggraver l'altération en drainant les joints et en favorisant ainsi la circulation de I'eati. Au niveau des fractures, le profil d'altération va donc s'épaissir et s'approfondir. De plus, le tracé réel des fract~iresest plus complexe que leur représentation sur carte. En particulier, une faille a une épaisseur et occupe un couloir dans lequel elle va segmenter le terrain et provoquer des contacts anormaux entre les différents étages dii profil. D'un point de vue géophysique, le sommet du profil d'altération sera conducteur, à cause de la présence des argiles, tandis que le fond est très résistant (granite sain). Entre les deux, la variation de résistivité sera continue et croissante de haut en bas. 11 est parfois difficile de voir le passage d'un étage à l'autre, particulièrement entre zone arénisée et zone fracturée. Rapport BRGM R 40767 PR5 301 -Prospection géophysique Dans ces conditions, les accidents géologiques recherchés par la géophysique le seront sur les critères suivants : -couloir condiicteur dans un encaissant résistant représentant une faille sans rejet ou à faible rejet (qui n'est pas sensible en géopliysique) ; - panneaux condiicteurs et résistants séparés par un fort gradient ou par un couloir très conducteur qui représente une faille avec rejet sensible ; le panneau le plus conducteur est alors celui qui est descendu par rapport au panneau résistant. 1.1.2. Méthode électromagnétique EN134 Les méthodes électromagnétiques mesurent l'intensité de champs magnétiques variables, avec ou sans mesures du champ électrique associé dans le sol. Le paramètre qui fait varier la profondeur d'investigation est la fréquence de variation du champ magnétique. Le capteur magnétique est une antenne généralement constituée par un solénoïde ou une boucle. Le capteur électrique, quand il est présent, est constitué d'un dipôle électrique. On distingue les méthodes à champs magnétiques naturels des méthodes à champs magnétiques artificiels ; dans ces dernières, on distingue celles à champs non contrôlés de celles à champs contrôlés. L'ensemble de ces méthodes est sensible aux champs magnétiques émis par l'activité humaine (« bmits industriels »), en particulier par les lignes électriques, qu'elles soient de basse, moyenne ou haute tension, et par les clôtures électriques. La méthode EM34 est une méthode à champ magnétique artificiel contrôlé, permettant une cartographie rapide, qui va mesurer les intensités d'un champ magnétique produit spécifiquement pour la prospection par un émetteur associé à un récepteur. L'émetteur est constitué d'un solénoïde parcouru par un courant ; l'émission est continue pendant la prospection. La source émettrice étant proche du récepteur (10, 20 ou 40 m), cette méthode est peu sensible aux bruits industriels sauf à proximité immédiate des installations à l'origine des perturbations. Pour cette prospection, dont l'objectif était la reconnaissance rapide du terrain pour implanter les levés électriques de détail, nous avons utilisé un espacement de 20 m entre émetteur et récepteur, et un pas de mesure de 40 m. La profondeur d'investigation approximative est d'une trentaine de mètres. 1.1.3. Méthodes électriques Les méthodes de prospection électriques utilisent un courant 1 que I'on injecte entre deux électrodes (ou pôles) A et B alors que I'on mesure la tension V entre deux autres électrodes M et N. Un tel dispositif d'émission et de réception est qualifié de Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique quadripôle. La résistivité apparente du sol est définie comme celle d'un sol homogène où l'on mesurerait la même tension pour un même courant : p=K.V/I, où K (appelé coefficient géométrique) est fonction des distances entre les différentes électrodes A, B, M et N. En principe, le résultat est le même, si sans changer Les positions des électrodes, leur rôle est interverti, c'est-à-dire si A devient M, B devient N, M devient A et N devient B. Le but des méthodes électriques est, en général, d'établir une coupe (bidimensionnelle) ou un log (mono dimensionnel) de répartition des résistivités apparentes du sol en faisant varier la dimension du dispositif. Ce résultat de mesure est ensuite interprété pour approcher la répartition réelle des résistivités vraies dans le sol. La profondeur d'investigation augmente avec les dimensions du dispositif d'électrodes, mais diminue avec la résistivité des terrains. La résolution décroît avec la profondeur. Un terrain superficiel conducteur est généralement un inconvénient qui limite la profondeur d'investigation et la résolution ; il oblige à fortement augmenter la longueur de dispositif pour obtenir un résultat comparable à celui obtenu sur un terrain superficiel résistant. a) Méthode de sondage électrique Schiumberger La longueur de ligne AB est grande par rapport à celle de MN. La dimension caractéristique est l'écartement entre A et B. La longueur de ligne MN alignée avec AB et placée au centre de AB, n'est augmentée que pour assurer la stabilité des mesures. La profondeur d'investigation est 5 à 10 fois inférieure à la longueur AB en fonction de la résistivité des terrains. Pour cette prospection, dont l'objectif était de dresser les coupes géoélectriques des structures à tester par sondages mécaniques, les sondages électriques ont été placés sur les structures, et les longueurs de lignes AB12 planifiées à 100 m ont été portées parfois jusqu'à 300 m pour s'adapter aux conditions locales, et essayer de toucher le substratum résistant (granite sain). L'interprétation des sondages électriques fait intervenir un modèle tabulaire qui dans notre cas est loin d'être vérifié sur le terrain ; en effet, comme les sondages sont réalisés sur des structures interprétées comme des failles verticales, de nombreux ((effets 3D » altèrent les mesures. Un ((effet 3D » et l'effet des structures ne correspondant pas au modèle tabulaire : - structures verticales ou fortement inclinées ; -structures d'extension finie, voire de plus faible dimension que celle des lignes d'injection ; - irrégularité dans la distribution des résistivités en subsurface, etc. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique b) Méthode du rectangle électrique Contrairement aux méthodes électriques généralement utilisées, cette méthode est une méthode de cartographie de la résistivité, oii l'on place une ligne AB de grande dimension, et ou le dipôle MN, de petite dimension et parallèle à AB, est déplacé sur une surface occ~ipantle centre de AB. Son extension est en général limitée dans l'axe de AB au tiers de la longueur AB, et dans l'axe transverse à la moitié de la longueur AB. Pour cette prospection de détail destinée à implanter précisément les sondages mécaniques sur les structures géologiques, nous avons utilisé une longueur de ligne AB de 600 m, un dipôle de mesure de 10 m en général, et un espacement de 10 m entre mesures disposées sur des profils distants de 30 m. Exceptionnellement, l'espacement de 10 m du dipôle de mesure a été porté à 20 m dans certains terrains conducteurs, pour assurer la qualité de la mesure. Dans ces conditions, la profondeur d'investigation est de l'ordre de 100 m, même si la mesure intègre l'ensemble des terrains allant de O à 100 m. 1.2. Moyens mis en œuvre La prospection a été réalisée par F. Le Jeune, géophysicien au département Cartographie du BRGM. Outre les mesures sur le terrain qu'il a transmises régulièrement au centre technique d'Orléans, il a dressé manuellement, so~isforme de minute de terrain, les cartes correspondant à ces mesures pour en contrôler la qualité, et pour implanter les étapes successives de la prospection. Deux intérimaires l'ont assisté. Les mesures ont été compilées et interprétées au centre technique d'Orléans par F. Lebert, géophysicien au département Cartographie du BRGM. Le matériel utilisé était constitué de la manière suivante : - conductivimètre électromagnétique EM34 (Geonics) ; - résistivimètre Syscal R2 (Iris Instruments) ; - émetteur de courant VIP 3000 (Iris Instruments) ; - récepteur de tension ELREC 6 (Iris Instniments) ; - convertisseur 1000 W (Iris Instruments) ; - électrodes inox et fils électriques Thomson en quantité suffisante pour la prospection ; - étiquettes P.V.C. pour le marquage des points de mesures. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique Pour chaque étape de prospection géophysique, les dispositifs de mesures ont été implantés sur instruction de DWLGH ou en fonction des étapes de prospection précédentes. Autant qiie possible les étiquettes de marquage ont été laissées en place de manière à retrouver les stations de mesure, soit pour permettre l'implantation des étapes suivantes, soit pour permettre le levé G.P.S. des stations par le technicien d e DWLGH. 1.3. Déroulement des opérations et volume des travaux La prospection a eu lieu dii 02/08/1999 au 27/08/1999, soit 20 jours de terrain. Le tableau suivant résume les travaux réalisés : Site L'Escurette Lachaut Mouréiio EM34 120 points (carte 290 x 600 m) 64 points (carte 290 x 290 m) 97 points (carte 360 x 400 m) Champ de la Croix - Champ de la Pierre La Narce La Relieyre Total Tabl. I 281 points (couvrant 40 ha) Rectangle 126 points (carte 200 x 150 m) 63 points (carte 200 x 60 m) 103 points (carte 200 x 120 m) 105 points (carte 200 x 120 m) 138 points (carte 200 x 210 m) 140 points (carte 210 x 220 m) 102 points (carte 200 x 120 m) 777 points (couvrant 19 ha) Sondages élechiques SE 07 (AB12 = 120 m), SE 08 (AB12 = 120 m) SE 03 (AB12 = 200 m), SE 04 (AB12 = 200 m) SE 10 ( M i 2 = 300 m) SE 05 (AB12 = 200 m), SE 06 (AB12 = 100 m) SE 01 (AB12 = 120 m), SE 02 (AB12 = 250 m) SE 1 1 (AB12 = 150 m), SE 12 (AB12 = 200 m) SE 09 (AB12 = 200 m) 12 sondages (AB12 100 à 300 m) - Volrittze des travairx réalisés. Les difficultés rencontrées au cours de la mise en ceuvre sont les suivantes : - l e s propriétaires ou exploitants n'acceptaient pas sans disciission le passage de l'équipe de géophysique alors qu'ils en étaient prévenus ; - dans certains cas, les étiquettes de marquage ont été ramassées ou dispersées entre deux étapes de prospection ou avant le levé G.P.S. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique 2. Résultats géophysiques 2.1. AVERTISSEMENTS Les données d'électromagnétisme et de rectangle électrique sont montrées sous forme de carte. Bien que chaque carte soit repérée en absolue (travaux de DRfLGH), nous les présentons dans des repères locaux spécifiques à chacune. Les cartes de conductivité électromagnétique sont à l'échelle 112 500, et les cartes de résistivité (rectangle électrique), à l'échelle 111 000. Sur chaque carte, la position du Nord est indiquée. Les sondages électriques ont été interprétés de manière a utiliser un modèle homogène pour tous les sites d'étude, ce qui est justifié par le fait que le substratum rocheux est homogène pour tous les sites. Ce modèle est le suivant (fig. 5) : Plus de 1000 0hm.m généralement Quelques décimètres à 2m 600 0hm.m 40 0hm.m 600 0hm.m ...., Alternance de terrains 600 et 40 0hm.m sur plusieurs dizaines de mètres 40 0hm.m 600 0hm.m Plus de 1000 0hm.m généralement - Fig, 5 Modèle général d'itrterprétatiott des sotzdages électriques. Le terrain résistant superficiel est interprété comme le sol sec, en général, au moment de la réalisation des mesures. Le terrain à 600 O1un.m représente le granite altéré et arénisé, mais pas encore argilisé, alors que le terrain à 40 0hm.m représente le granite argilisé. Cette valeur de résistivité de 40 0hm.m est, en effet, trop faible pour correspondre à un terrain poreux imbibé d'une eau peu chargée en minéraux comme l'est celle des terrains granitiques (résistivité de l'eau attendue supérieure à 80 0hm.m) ; elle est, par contre, trop élevée pour ne correspondre qu'à une argile seule ; elle peut, par contre, se rapporter à une matrice argileuse chargée en grains minéraux (vraisemblablement du quartz dans notre cas). Le terrain plus résistant profond rencontré sur deux sondages seulement peut correspondre à un granite plus sain, seulement micro-fracturé, mais sa présence n'est pas certaine, parce que les sondages sont trop courts. Rappori BRGM R 40767 PRD 301 -Prospection géophysique L'interprétation des sondages électriques, en général, permet plusieurs modèles potir rendre compte des même mesures. Ces modèles sont dits équivalents. Seul l'étalonnage d'une campagne de prospection, sur un oit plusieurs sondages mécaniques, permet de lever cette ambiguïté. Pour cette prospection, nous n'avons pas eu la possibilité d'utiliser un sondage mécanique d'étalonnage. Dans ces conditions, il vaut mieux être prudent quant à l'utilisation des interprétations: la position des interfaces n'est vraisemblablement pas correcte dans tous les cas ; mais le cumul des épaisseurs de passées argilisées constitue un bon indice du degré d'altération de l'endroit où le sondage électrique a été réalisé. 2.2. Site de IJEscurette(pl. 1 à 4) La carte de conductivité a son grand axe orienté nord-sud. Le coin nord-est est occupé par des terrains peu conducteurs (2 à 4 mS), alors que le reste de la carte est occupé par des terrains moyennement conductetirs (4 à 8 mS) à conducteurs (9 à 14 mS). Les anomalies conductrices sont disposées soit en points isolés, soit selon un alignement N35E approximativement (points C4 à E8). Le rectangle électrique a été implanté pour affiner la définition de cette anomalie. La carte de résistivité utilise 6 profils orientés N125E, centrés sur l'anomalie de forte conductivité. La carte montre un sillon conducteur (moins de 160 0hm.m) de 20 à 30 m de large, recoupé par tous les profils, dans un terrain plus résistant (160 à 200 0hm.m). Son orientation est approximativement N20 à 25E. Cette structure peut être interprétée comme une fracture séparant deux blocs de résistivités équivalentes, donc sans rejet sensible d'un point de vue géophysique. Deux sondages électriques ont été implantés dans ce sillon : SE 7 et S E 8 (fig. 6). 875 0.61 600 40 1.15 1.60 600 2.09 4 08.69 6 0 013.23 40 29.17 600 Le sondage 7 montre un sol sec sur 60 cm suivi d'une altemance de granite arénisé et de granite argilisé cumulant 23 m d'argile approximativement. de 29 m,aucun . Au-delà . indice d'argilisation n'est visible. Le granite sain n'est pas atteint. 1400 600 40 600 40 600 40 600 0.58 0.92 1.58 2.49 8.34 11.93 33,50 Le sondage 8 montre un sol sec sur 60 cm suivi d'une alternance de granite arénisé et de granite argilisé cumulant 32 m d'argile approximativement. Au-delà de 33 m, aucun indice d'argilisation n'est visible. Le granite sain n'est pas atteint. - Fig. 6 L'Escrrrette :itrterprétatiotr des sotzdages électriqries SE 7 et SE 8. Rappofl BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique 2.3. Site de Lachaut (pl. 5 à 8) La carte de conductivité est bâtie sur des profils orientés N45E. L'anomalie conductrice en C6 est un artéfact dû à une ligne téléphonique. L'ensemble des terrains est assez résistant (3.5 à 6 mS), sauf une anomalie moyennement conductrice (7 à 8 mS) approximativement orientée N135E. 3 profils de rectangle électrique ont été implantés pour vérifier cette anomalie. Le grand axe de la carte de résistivité est orienté N27E pour recouper l'anomalie faiblement conductnce de la carte de conductivité dans un encaissant plus résistant (160 à 200 0hm.m). La carte montre de faibles anomalies conductrices (moins de 160 0hm.m) qui ne sont pas continues sur tous les profils. Il ne semble pas que nous ayons recoupé de structure intéressante. Toutefois, deux sondages électriques ont été implantés : S E 3 et SE 4 (fig. 7). Le sondage 3 montre un mauvais embrayage, vers 1305 80-100 m, ce qui confirme 600 la possibilité d'effet 3D. 40 La coupe d'interprétation 600 40 ne montre pas de sol sec 600 mais commence par un terrain équivalent au granite 40 arénisé en alternance avec 600 le granite argilisé. Le cumul d'argile est de 38 m approximativement. Au-delà de 55 m, aucun indice d'argilisation n'est visible. Le granite sain n'est pas atteint. 0.81 1.14 2.10 5.22 12.62 23.68 55.60 Le sondage 4 montre un sol sec sur 80 cm suivi d'une alternance de granite arénisé et de granite argilisé cumulant 40 m d'argile approximativement. Au-delà de 56 m, aucun indice d'argilisation n'est visible. Le granite sain n'est pas atteint. - Fig. 7 Laclrnrtt :iirterprétntion des sorrdnges électriqrres SE 3 et SE 4. 2.4. Site de Mourélio (pl. 9 à 11) La carte de conductivité est bâtie sur des profils orientés N344E. L'ensemble des terrains est assez résistant (3.5 à 6 mS), mais découpé par des anomalies conductrices (plus de 10 mS) ou moyennement conductrices (7 à 9 mS) allongées. L'anomalie moyennement conductnce qui s'étire d e A l à H6 semble associée à un talweg, alors que l'anomalie conductrice orientée dans l'axe du profil H (H6 à 10) est plus intéressante. Un rectangle a été implanté pour la contrôler. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique Les profils de résistivité sont orientés N74E pour recouper l'anomalie conductrice de la carte de conductivité. Celle-ci est confirmée, ainsi qu'une réplique à l'est du dispositif: résistivité de 100 à 160 Ohm.m, largeur de 10 à 30 m, direction N164E. Un sondage électriqite est implanté dans la partie la plus conductrice : SE 10 (fig. 8). Ces anomalies peuvent être interprétées comme des accidents sans rejet. Le terrain encaissant est composé de zones résistantes (plus de 250 0hm.m) à moyennement résistantes (160 à 250 0hm.m) et montre une structure complexe. L'orientation de l'ensemble est parallèle au stntctures conductrices. 600 40 600 40 600 0.75 16.04 3 1.85 70.32 La coupe d'interprétation du sondage 10 ne montre pas de sol sec mais commence par un terrain équivalent au granite arénisé en alternance avec le granite argilisé. Le cumul d'argile aîîeint 54 m approximativement. Au-delà de 70 m, aucun indice d'argilisation n'est visible. Le granite sain n'est pas atteint. Fig. 8 - ibil.iorrréliu :irzterprétatiuri du sondage électriq~teSE IO. 2.5. Site de Champ de la Croix (p1.12 à 14) Les profils de la carte de résistivité sont orientés N71E. La carte montre un secteur est résistant (300 à 500 Ohm.m), et un secteur ouest plus conducteur (moins de 200 0hm.m). immédiatement à l'ouest du gradient séparant les deux zones, le rectangle a recoupé une anomalie conductrice (60 à 140 0hm.m) sur laquelle deux sondages électriques ont été implantés : SE 5 et S E 6 (fig. 9). La carte peut être interprétée comme montrant un accident (condttcteur) séparant deux blocs, avec un rejet; le panneau ouest serait descendu par rapport au panneau est. 10 O00 600 40 600 40 600 10 O00 0.53 1.57 4.45 15.73 40.07 62.68 La coupe d'interprétation montre un sol sec sur 50 cm, suivi du granite arénisé en alternance avec le granite argilisé, avec un cumul d'argile de 27 m approximativement. Le granite sain semble atteint vers 63 m. l 000 600 40 600 40 600 2 800 0.98 1.56 6.06 11.35 27.36 47.86 Le sondage 4 montre un sol sec sur 1 m suivi d'une alternance de granite arénisé et de granite argilisé cumulant 15,s m d'argile approximativement. Un granite moins altéré semble atteint vers 48 m. - Fig. 9 Clrattip de la Croix :iriterprétatiuri des sorzdages électriqires SE 5 et SE 6. Rapport BRGM R 40767 PRD 301 - Prospection géophysique 2.6. Site de Champ de la Pierre (pl. 15 à 17) Les profils de la carte de résistivité sont orientés N90E. La carte montre un secteur est moyennement résistant (plus de 170 Ohm.m), et un secteur ouest conducteur (moins de 170 0hm.m). Deux sondages électriques ont été implantés (fig. 10). S E 1 est sur un couloir conducteur (120 0hm.m) orienté approximativement N25E; S E 2 est en bordure du secteur résistant, mais dans le secteur conducteur. C e secteur est difficile à interpréter; il semble que le panneau ouest soit descendu par rapport au panneau est, mais la limite entre les deux panneaux est vraisemblablement le lieu de rencontre de plusieurs accidents. En effet, les directions des différentes structures sont incohérentes entre elles. SE 2 (NOOE, AB12 = 250 SE 1 0\123E, ABD = 120 m) 0.53 2.14 2.58 3.86 7.66 13.24 24.84 La coupe d'interprétation montre un sol sec sur 50 cm, suivi du granite arénisé en alternance avec le granite argilisé, avec un cumul d'argile de 16 m approximativement. Le granite sain ne semble pas atteint. 260 40 600 40 600 40 600 4.03 5.45 9.03 16.20 30.18 61.19 Le sondage électrique SE 2 montre de mauvais embrayages à 30140 met 60f80 m (effets 3D vraisemblables). Le sol conducteur en surface (humide ou argileux) surmonte une passée franchement argileuse. Le cumul de passées argilisées atîeint 40 m. mais la qualité de ce sondage est médiocre, et l'interprétation n'est vraisemblablement pas fiable. - Fig. 10 Cl~nrripde In Pierre :Ntterprétatioii des soildages éleetriqnes SE 1 et SE 2. 2.7. Site de La Narce (pl. 18 à 20) La carte de résistivité est bâtie à partir de 5 profils principaux orientés N79E, auxquels sont raccordés deux profils orientés N158E. La carte montre un secteur conducteur (moins de 200 0hm.m) à l'ouest, séparé d'un secteur résistant (plus de 350 0hm.m) par un fort gradient orienté N148E. Dans le secteur résistant, un axe plus résistant (500 à 700 0hm.m) orienté N13E se distingue. Les sondages SE 11 et S E 12 ont été implantés sur le secteur résistant (fig. 11). Là encore, l'interprétation peut retenir un accident séparant deux panneaux avec un rejet, le panneau ouest étant descendu. Comme le contraste de résistivité est assez élevé entre les deux panneaux, il est probable que le rejet soit plus important que sur le site de Champ de la Pierre ou Champ de la Croix. Rapport BRGM R 40767 PRO 301 - Prospection géophysique 4 000 600 40 600 1.90 La coupe d'interprétation 7.22 montre un sol sec sur 2 m, 8.32 suivi du granite arénisé avec très peu de passées argilisées (1 m). Le granite sain ne semble pas atteint 753 600 40 600 40 600 40 600 40 0.92 2.12 2.92 5.j7 10.79 38.89 49.29 102,30 Le sondage 12 montre un sol qui se distingue peu des arénes, sur 1 m, suivi d'une alternance de granite arénisé et de granite argilisé cumulant au moins 16 m C'est un des deux sondages qui se termine par un conducteur, mais il s'agit des dernière mesures et le bas de la coupe n'est pas assuré. Le granite sain n'est pas atteint. Fig, I l - L a Narce :interprétation des sortdages électriqrtes SE 11 et SE 12. 2.8. Site de la Relieyre (pl. 21 et 22) La carte de résistivité, batie sur des profils orientés N117E est située sur un carrefour routier, et certains points n'ont p u être mesurés. Elle montre un tenain résistant (plus de 400 Ohm.m), découpé par des accidents conducteurs (120 à 200 0hm.m) orientés approximativement N l j E . Le sondage électrique SE 9 (hg. 12) est implanté sur l'un d'eux. 2 366 600 40 600 40 La coupe d'interprétation du sondage SE 9 montre un sol sec sur 1,s m. 1.45 6.21 suivi du granite arénisé avec peu de granite argilisé (cumul d'argile limité à 7.66 1,5m approximativement). Ce sondage semble se terminer dans les argiles, mais il s'agit des dernières 86.85 mesures, et elles ne sont pas très cohérente (effet 3D). Le granite sain n'est pas atteint. Fig. 12 - L a Relieyre :Ntterpréiatiorz du soitiiage électriqne SE 9. Rapport BRGM R 40767 PRO 301 -Prospection géophysique Conclusion La prospection électrique réalisée en Lozere, près de Saint-Chély-d'Apcher dans le cadre du projet de recherclie PRD 301 intitulé ((Fonctionnement et gestion des Iiydrosystèmes - Module Lozère » a permis d'étudier sept sites : I'Esciirette, Lachaut, Mourélio, Champ de la Croix, Champ de la Pierre, La Narce et la Relieyre. Les mesiires (rectangle de résistivité puis sondages électriques) ont été implantées en utilisant les résultats d'un prospection stratégique de radon. Sur les trois premiers sites, cette implantation a été précisée par une prospection électromagnétique préalable (EM34). Les résultats suivants ont été obtenus : - mise en évidence d'une fracture, sans rejet apparent, à I'Escurette, Mourélio et La Relieyre, -mise en évidence d'une fracture avec rejet vertical apparent à Champ de la Croix, Champ de la Pierre et La Narce, - pas d'accident détecté à Lachaut. Ces résultats ont été présentés à DRILGH pour évaluation ; la synthèse des données géophysiques, géologiques et géochimiques a permis l'implantation des sondages mécaniques de reconnaissance. Rapporl BRGM R 40767 BRGM AMENAGEMENT ET RISQUES NATURELS Service Auscultation, reconnaissance, surveillance BP 6009 - 45060 Orléans Cédex 2 -France -Tél. 02 38 64 34 34 L'ESCURETTE CONDUCTlVlTE EM34 (ESPACEMENT 20 M) CONDUCTIVITE (en mS) Trace du rectangle électrique 0 50 1 UU 13U LOO X (Coordonnées locales en rn) 250 . 6.7 Point de mesure de conductivité EM34 , PI. 1 - L 'Escurette - carte de conductivité électromagnétique. - .. (PRR301) - Prospection géophysique L'ESCURETTE RESISTIVITE RECTANGLE (ESPACEMENT10 M) NORD Trace de sondage électrique i I O0 110 120 130 1; X (Coordonnées locales en m) injection AB 400 m Injection AB 600 m I , I I 150 200 250 300 RESlSTlVlTE (en 0hm.m) Rapport BRGM R 40767 Pl. 2 - L'Escurette - carte de résistivité électrique. l B. 1 I 1000 1 I \'i 4 cu > C1 - 1- ùi un a: m E I- 0 2" w Y n 0, a - <r - - 18- 10 - - - h -- u 8"/ -- W OC L R 100: I I 1 ,/, I 10 100 - I QB/2 c m > 160 - 16 10Q 100Q RESISTIVITY (ohm-m) ~ é s r s rtv i té DR/LGH 77- l flargar~des B R G F I D a t a Set NARGSE07 Equrwrnent BRCil Date France 13 seat 93 Sounding se7 Azirnuth 23 deg n o r d I I I , , , 1008 I 8. 1 i 1m E w r + n aJ rn F H > )-< - - G H- l 0 œ - (1. - W aa - 10- @ i K_C 100 22 - @ $ 10 \ II, 1 , , ,, ,%, $ , , , ,,,, Il30 10a.j 10 RESISTIVITY <ohm-%> llRRGSE08 Equiwment BRGN 1 Cm> ilargerrdes BRGPI Data Set I 1 1 1 , Résis t i v i té DR/LGH 4 18 1 100 AB/2 -+ 1 10 1 108 - - L Date France 13 sent 99 Soundinq se8 Clzimuth 23 deg nord 1000 LACHAUT CONDUCTIVITE EM34 (ESPACEMENT 20 M) X (Coordonnées locales en m) 6 C D E F G H CONDUCTIVITE (en mS) rectangle électrique 6.7 Point de mesure de conductivité EM34 PI. 5 - Lachaut - carte de conductivité électromagnétique. (PRR301) - Prospection géophysique LACHAUT RESISTIVITE RECTANGLE (ESPACEMENT10 M) X (Coordonnées locales en m) I NORD Résistivités (en 0hm.m) Trace de sondage électrique PL 6 - Lachaut - carte de résistivité électrique. Rapport BRGM R 40767 I 8. 1 E H > --1- + 0 Cf l - m E un ; S.!? W V l z cc aa -w n al F1 ç[: - 18- - 10 1 100 CIB/2 Cm> 180 10 100 ~ é s ~ s t i vtel DR/LGH I 1000 RESISTIVITY (ohm-m> Margerides BRGi? Da ta Set Pl(IRCSE03 Eqrr~wment - BRGll Date France 13 seot 92 Saundtng se3 PI. 7 Lnchnrrt - sortdage électriqrre SE 3. Qzimuth 117 deg nord 1000 I B. 1 I 4 10 H > #-., - l- - I - t- 1- l - - > - -- 2~ & z 1000?-0: e E \ 22 w r W L1: 0 (Li R a Y -- CL a a - 10- - 180 I I *, I,I I 10 1 I ! 100 1 la 100 1')11*'1 iam ' "'- Résist i v i té DR/LGH 4 10 REsIsTIVITY <ohm-m) nargerrdes E R G P I Data Set NRRGSE04 Equiwment, BRGtl - 1 Date France 13 seat 99 Soundrng se4 PI. 8 - Lnciiaut sondage EIectriqiie SE4. Rzimuth I I , , 1000 RB/2 ( m > 188 - I 90 deg nord MOURELIO CONDUCTIVITE EM34 (ESPACEMENT 20 M) NORD Fin 0- 1O0 ( X (Coordonnées locales en m) J Trace du rectangle électrique 6.7 Point de mesure de conductivité EM34 CONDUCTIVITE (en mS) Pl. 9 - Mourélio - carte de conductivité électromagnétique. (PRR301) - Prospection géophysique MOURELIO RESlSTlVlTE RECTANGLE (ESPACEMENT1O M) NORD Trace de sondage électrique X (Coordonnées locales en rn) Injection AB 600 m Injection AB 400 m Résistivités (en 0hm.m) - - Pl. 10 Mourélio carte de résistivité électrique. Rapport BRGM R 40767 a. 1 I -- r - i- - H > C-( i. - 1- H- F h E b- 0 W - ne aa -w Q a, FI - - 10- - 100: - ZV W i: u 10 100 I I 1000 -r -- l 1 t I , I 10 I I I , , I I 100 SPQCING Cm) - 10 IBO 10QO RESISTIVITY <ohm-m> Résrst i v i té DR/LGH 1 t Margerides BRGM Data Set liRRGSEl0 Equrnment - BRGt! France Dote, 13 seot 99 Sounding sel% PI. 11 Mortrélio - sojxdnge électriqxre SE 10. Rzimuth 162 deg nord 10D0 CHAMP LA CROIX RESlSTlVlTE RECTANGLE (ESPACEMENT10 M) NORD RESlSTlVlTE (en 0hm.m) - Pl. 12 - Champ de la Croix carie de résistivité électrique. Trace de sondage électrique I B. 1 I I r: --- 4 10 z> - -1 H -1* - P, E a +' 0, F1 f* i wé W L1: a I: -- 2 100 --- 10 I I , ,, 1 t , ,,-,, , s ,,,,,, , + 4 10 100 100B 10 III 1 1 I 1 , 1 1 1 1 10 100 R B / 2 Cm> - ~ é s ~i v s itté DR/LGH 5 10 RESISTIVITY < ~ h m - m > - - a - 18- - 1000: l- 0 ZV w n F: CI- I 1 Margerides BRGM Data Set MARGSE05 Equaarnen t - 1 France Dote, 13 s e a t 99 BRGii Sounding - se5 PI. 13 Clinrtzp de In CroUr sortdage électriqite SE 5. Rzirnuth 162 deg nord / , I I I 1000 I 0. 1 F: - - W > s-4 E f $7 E$ - 1w - Q, - œ -- a - aa n -- - 10- - 100: - 2W 2 Y i2 - I- h l 1 10 I 1 I 1 1 1 1 , 1 3 10 - I 10 100 ' 1 " 1 1 1 1 ~ lem * DR/LGH * b c ' " l 4 10 RESISTIVITY (ohm-m> B R G N Data Set, IIilRGSE06 Equiwmen t BRGtl - 1 I , , , , i , , - 100 AB/2 10B -. 1 Date L3 reat 99 Sounding se6 PI. 14 Cltarttp rie Irl Croix - soridnge électrique SE 6. (m> Résrsi i v i té Norgerides France Rzimuth, 162 deg nord 1000 CHAMP LA PIERRE RESlSTlVlTE RECTANGLE (ESPACEMENT10 M) 0 NORD SE10 RESlSTlVlTE (en 0hm.m) Trace de sondage électrique - PL 15 Champ de la Pierre - carte de résistivité électrique. r 8. 1 --- 4 10 -+ C( =. - - 1 PI E w r +' n - 2a: $ 2 t - - ai a a a a, m l 18- - - 1000: - 2 2 ii] I I -- F: - I - 100 :\\ " 2 4 2 s I I I I I I I I , 1 I 10 $ 100 8 11- 1000 6B/2 c m > 180- a 10 , I 180 ' ' a + l a l L ~ 1 ' DR/LCH ~ésrstivité B R G M flargerrdes "'m 10 RESISTIVIT't' <ahm-m> 4 Data S e t , f'iilRCSE01 Equrament 1 BRGii Date Soundrng - France 13 sent 99 sel PI. 16 - Clrnntp de In Pierre soiirlnge électriqiie SE 1. Qzimuth 23 deg nord J RESISTI\rITY <ohm-m) Dota Set, I.lARGSE02 Date: 13 seat 99 Equiament : BRGtl Sounding, se2 France 1 PI. 17 - Cliurnp de lu Pierre - sortduge électriqrre SE 2. Rzimuth: 0 deg nord LA NARCE RESISTIVITE RECTANGLE (ESPACEMENT10 M) NORD I SEI0 Trace de sondage électrique I -60- I -80- 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 RESlSTlVlTE (en 0hm.m) -1O 0 -20 O 20 40 60 80 -100 120 PL 18 - La Narce - carte de résistivité électrique. 140 160 180 I 200 I B. 1 4 t 10 -- l I 11 ir H > -\ C-( I- H- E C1 E l- w L Y - 1- 1, 0 0, ZV W - Cr 2 a. n a, FI - 0 100 I 1 I l 10 1BB AB/2 I - 1 * ' i'i'iil ' ' 100 16 RESISTIVITY (ohm-m) B Data Set MRRGSEll Equrament BRCN - R I cm> ~ é s ~ ~s tvtéi DR/LGH . l n = 4 10 8-9- d - a 10 - lBB01 G ~ Margerrdes ~ France Date, 13 seat 99 Sounding sel1 PI. 19 -Ln Narre soadnge éLectriqrie SE I I . Qzimulh 148 deg nord 8 l ,r 1000 I 0. 1 1000 - - z> -HH 1 - - E I =r E I- w C I t- h -C I - - 10- 0 W œ a n n a n ai FI IL" - L 100 100- I ! I l 1 I 10 = 18 1El0 1Q00 RESISTIVITY (ohm-m> Margertdes B R G N Data Set NRRCSE12 Equiament BRGn - 1 cm> ~ésrstrvité DR/LCH r 1 I 1 < 1 , 100 AB/2 18ea , Date 13 s e n t 99 Sounding, se12 PI. 20 - Ln Nnrce sondage éleetriqrre SE 12. France Rzimuth, 149 deg nord 1000 tA RELIEYRE RESISTIVITE RECTANGLE (ESPACEMENT10 M) -tn 70- O O 'al C eOO 50O 40- 1 X (Coordonnée locales en m) NORD RESlSTlVlTE (en 0hm.m) PL 21 - La ReZieyre - carte de résistivité électrique. Trace de sondage électrique - PI. 22 - L n Relieyre soridage éiectriq~reSE Y.
