121W0220

PL. ALLEUR 121W
R.LEGRAND

220

Cfr. Professional Paper 1977/9 -
"Précision sur le rejet de la Faille Bordière" - R.LEGRAND.

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PL. ALLEUR 121W
R.LEGRAND

220 (IIIb)

Sondage E4 bis,
exécuté à Villers St Siméon,
au pied du Versage, dans le courbe de la plaine alluviale,
par la firme Clabecq de Herstal.
Date: de mars 1968 à octobre 1968.
Repérage topographique par R.LEGRAND.
Echantillons recueillis par l'entrepreneur.
Mode de creusement: par carottage dans le socle.
Pronfondeur de l'eau: parue pour la première fois à 20m; au repos: 28m60.
Cote de l'orifice: 124,827 m.

No d'ordre Nature des terrains

0,00 - 0,50m Limon brun
0,50 - 2,40m Argile et silex
2,40 - 49,00m Craie avec un peu de silex
49,00 - 59,80m Smectite
59,80 - 60,10m Poudingue
60,10 - 61,80m Argile brune rouge
A part.de 67m80 calcaire
Carotté diamètre 85mm à partir de 62m50
62,50 - 65,70m (320) L=310
Calcaire clair, compact, non stratifié, fracturé à partir
de 65m
Dorlodotia à 63m50, Davisiella à 64m, Clisiophyllum à
64,50m et Strophalosia
65,70 - 68,70m (300) L=255 Assez fracturé, même calcaire
68,70 - 71,70m (300) L=300 Fissuré jusqu'à 70m, puis compact?
Spirifer stiatus à 69m25. Productus à 71m25
71,70 - 74,70m (300) L=40 en débris + 260 jointifs
Même calcaire compact. Schizophoria à 73m50, Orthothetes
à 74m70
74,70 - 77,70m (300) L=300 jointifs arraché sous la base Rhynchonellacé,
Orthidé à 75m20, coupes d'Euomphalus à 77,00m, même
calcaire gris clair, compact
77,70 - 80,70m (300) L=290 (fracturé à 70 de 0 à 1m) id; Schellwienella
à 80-70
80,70 - 83,70m (300) L=305 (base arrachée) (fracture à 80 de 0 à 1m50)
même calcaire
83,70 - 86,70m (300) L=295 (jointif, base arrachée) Même calcaire compact,
aucune stratification discernable
86,70 - 89,70m (300) L=300 (fracturé de 1 à 3m) Spirifer striatus à 88;
même calcaire
89,70 - 92,70m (300) L=270 (fracturé après 2m), même calcaire, Productus
sublaevis à 90, Productus margaritaceus à 90,50;
suboolithiques à 91
92,70 - 95,00m (230) L=100 (quelques carottes et débris) Même calcaire
95,00 - 97,80m (280) L=250 (débris pour 0,50 en tête) id, fracturé
97,80 - 98,50m (70)L=110 (base arrachée sous couronne), même calcaire,
fracturé
98,50 - 100,00m (150) L=115 carottes + 35 débris=150 Même calcaire
100,00 - 101,85m (185) L=120 en débris + 65 carottes = 185
Même calcaire; un alignement de crinoïde a 40
101,85 - 102,60m (75) L=75 Même calcaire, assez fracturé. Zaphrentis, en
fissure
102,60 - 103,50m (90) L=90 (en débris et menus débris) Même calcaire fort
fracturé, veinules de calcites brunes
103,50 - 104,80m (130) L=130 (en nombreux fragments) Même calcaire,
fracturé, enduits sablo-argileux cailloutoux, jaune et
brun rouille, en fissures
104,80 - 107,40m Passage au Rollerbit
107,40 - 109,55m (215) L=185 peu fracturé. Même calcaire clair, quelques
articles de crinoïdes
109,55 - 111,50m (195) L=110 en belles carottes
111,50 - 113,50m (200) L=150 très morcelé. Même calcaire avec fissures
d'altération à 70 , couverts d'un enduit jaune orangé
113,50 - 115,25m (175) L=140 assez fracturé. Même calcaire avec dissolution
suivant les fissures. A la base adhère de l'argile gris
foncé
115,25 - 123,80m Caverne (outil descendant à vide sans tourner, avec la
seule injection d'eau)
Un peu de gravier de calcaire, de calcite et de quartz,
avec schistes et roches rouges; le tout mêmé de terre
jaune et grise (en partie éch. tube à sédiments)
123,80 - 127,10m (330) L=50 Argile noire schistoïde à rares linéoles
siliceuses pyriteuses, avec quelques galets
127,10 - 128,00m (90) L=80 Argile schistoïde brun noir; avec marcassite et
galets (tube à sédiments=graviers bourré de pyrite)
128,00 - 129,80m (180) L=120) Idem; à noyaux d'argile blanche
129,80 - 132,10m (230) carverne L=20 idem; argile schistoïde noire à noyaux
blancs
132,10 - 135,00m (190) L=260 (carottes non morcelés - une fissure verticale)
Calcaire clair, compact, fracturé dans le mètre inférieur
135,00 - 136,60m (160) L=160 (fracturé mais jointif) Même calcaire à
diaclases? ouvertes à enduits rouilles
136,60 - 138,10m (150) L=60 (carotte fracturée) Même calcaire; localement
rubéfié près des fissures (tube à sédiment, concentré de
pyrite)
138,10 - 138,60m (50) L=45 de calcaire et 15 de terre noire
45 de même calcaire
15 Terre argileuse noire, pyriteuses, à galets divers, à
grumeaux et graviers blancs
138,60 - 139,90m (130) L=10 Terre noire et 40 calcaire compact, fin gris
139,90 - 140,70m (80) L=90 carotte unique compacte - même calcaire
140,70 - 141,30m (60) L=70 Calcaire très fissuré, à enduits brun jaune
141,30 - 142,00m (70) L=110 (10cm galets de calcaire et de grès blanc, 20cm
carottes de calcaire, 50 terre noire caillouteuse; 30
carotte de calcaire)
Terre noire caillouteuse à quartz blancs, blocs calcaires
142,00 - 144,43m (243) L=80 Terre noire caillouteuse et graveleuse; galets
de grès blanc et cherts (avancement à vide d'après le
sondeur)
114,43 - 145,50m (107) L=10 terre jaune + 120 Carotte calcaire compacte
jointive, base arrachée
calcaire compact non fissuré, gris clair, pente environ
40 d'après colorations diverses
145,50 - 148,10m (260) L=235 Jointifs, terminant sur corosion de fissure
certains compact à zones, noyaux et pâte blanc plus claire
148,10 - 150,60m (250) L=240 jointif (fissuré de 160 à 540)
Même calcaire gris compact, sans aucune stratification
150,60 - 152,90m (230) L=230 Calcaire gris peu fissuré à 75
152,90 - 156,00m (210) Quelques galets de dolomie gris clair d'altération
(Terre d'après le sondeur)
156,00 - 158,00m (200) L=190 Belles carottes non altérées
Brèche sédimentaire à grands bocaux de calcaire
crinoïdique avec ciment rare de schiste calcareux foncé -
Pente locale 70 Zaphrentis dans le ciment
158,00 - 159,00m (100) L=60 morcelé
Calcaire clair très crinoïdique, de type petit granit
Zaphrentis à 158,50
159,00 - 160,00m (100) L=40cm Pente 50 fracturé à 70 dans l'autre sens
Grès gris clair à amorces régulières de stratification,
très pur carbonaté, un peu micacé
160,00 - 163,25m (325) L=300 Même grès fracturé
163,25 - 164,73m (148) L=150 Idem, pente 45
164,73 - 168,33m (360) L=340 Idem, pente 40
310 Même grès avec quelques passées de schiste gréseux
gris clair, quelques joints micacés
310-340 Schiste gréseux straticulé
168,33 - 170,70m (237) L=240 Assez fracturé
0-30 Schistes gréseux straticulé
30-210 Grès gris clair, à linéoles schisteuses micacés -
pente 37 Veinules pyriteuses
170,70 - 718,20m (150) L=150 Assez fracturé
0-120 Grès gris clair, compact
120-150 Schiste gréseux gris - Pente 30
172,20 - 174,33m (213) L=250 (40cm de trop - terre foisonnée)
0-130 Terre noire mêlée de cailloux de grès, avec rares
enduits calcitique
130-170 Schiste gréseux gris stratifié, à flocons
carbonatés - Pente 33
170-250 Grès quartzitique gris avec quelques joints
psammitiques
174,33 - 176,33m (200) L=200 Très morcelé
0-95 Même grès à la base dolomie fixe à micro?
95-200 Schiste gris moyen un peu dolomitique, nids de
pyrite. Pentes de 30 à 40
176,00 - 178,33m (200) L=190 Très morcelé
Schiste gris localement altéré en terre, très fracturé à
fin sable de dolomie
Pente 40 Nids de pyrite
178,33 - 180,33m (200) L=200 Peu morcelé Pente 40
0-30 Schiste noirâtre
30-200 Schiste gréseux, un peu floconneux, à noyaux de
pyrite et traces de carbonate
180,33 - 182,43m (210) L=210
0-20: Schiste noir
20-40: Schiste gréseux gris
40-210: Dolomie siliceuse grise, à altération décolorante
gris pâle, pyriteux
182,43 - 183,33m (90) L=90 en belles carottes filonnée de calcite - Pente
30
0-40: calcaire grossier gris à grumeaux blancs, fissures
de calcite avec pyrite
40-90: Dolomie grise, fine, compacte
183,00 - 185,33m (200) L=180 (belles carottes à petits filets de calcite)
0-20: vide
20-50: terre noire pyriteuse, caillouteuse, à cailloux
anguleux de grès et dolomie avec gros noyaux de sable
stolomitique et silicieux blancs
20-180: dolomie finement cristalline, compacte, gris
clair, un peu siliceuse (rayant localement le marteau)
185,33 - 188,00m (267) L=280 (belles carottes à filets de calcite)
Dolomie compacte, gris bleu, assez finement cristalline;
filets de calcite, fractures rubéfiées
188,00 - 191,19m (319) L=310 (carottes fracturée)
Idem, carotée et ferruginisée de 188,70 à 189,00m et de
189,80 à 190,30m
191,19 - 194,20m (301) L=300 (en très belles carottes)
Dolomie gris bleu, compacte, brun rouille et ferruginisée
de 191,20 à 192,40m, de 193,00 à 193,80m à 194,20m
194,20 - 197,00m (280) L=280 (en très belles carottes)
Dolomie compacte, cristalline, gris bleu, à fleurages de
dolomie fine, ferruginisée de 194,60 à 194,80m et de
196,70 à 197,00m
197,00 - 201,40m (440) L=240 en belles carottes
Vides de 197,3m à 197,50m; de 197,80 à 198,90m, de
199,20 à 199,70m
Dolomie partiellement ferruginisée de 197,00 à 200m et de
200,60 à 201,00m. A 200, Thamnopora
Enduits vert pâle dans la masse. Calcaire dolomitique de
200 à 200,60 et 201 à 201,40m
201,40 - 205,00m (360) L=290 (en belles carottes)
Nids en têtes et à 1,20m, non précisés
0-180: calcaire gris bleu à parties ferruginisées,
Thamnopora à 203m
180-290: laminite dolomitique, brun rouille; alvéolaires
205,00 - 209,33m (433) L=380
Dolomie limonitique alvéolaire, brun rouille, en cristaux
rhombrétiques, à limonites dolomitique
209,33 - 212,23m (290) L=310 (20cm récupération, belles carottes)
Calcaire marbré gris bleu, à stromatopores et polypier =
Thamnopora, Alvéolies à nombreuses fractures contournées
enduites de limonites, irrégulièrement dolomitique
212,23 - 215,03m (280) L=300 (20cm récupération)
Calcaire veiné de calcite, un peu dolomitique, parcouru
de fissures limonitiques, gris bleu avec rares polypiers
mal conservés; noyaux flous rose vif de 212m80 à 213m20;
films de pyrite
215,03 - 217,83m (280) L=290 (10cm récupération de très belle carottes)
calcaires subrécifal à Polypiers et stomatopores, à filets
de calcite et fractures limonitiques, gris bleu
217,83 - 221,23m (340) L=300 en belles carottes, vide de 40cm de 220 à
220m40
calcaire subricifal brichique à filets de calcite, assez
limonitisé de 217,83 à 218,20m et de 219m à 220m; assez
nombreux polypiers (Thomnopora), très recristallisés,
Alvéolites, Receptaculites, Stromatopores
221,23 - 224,10m (287) L=245 (vide de 40cm de 223,60 à 224m) - belles
carottes
Calcaire macrodétritique à Polypiers avec gros crinoïdes,
ferruginé de 80 à 120 et de 200 à 245, enduits de pyrite
224,10 - 226,43m (233) L=235 (belles carottes)
calcaire macrodétritiques limonitisé de 0 à 60 et de 90 à
235
226,43 - 229,05m (262) L=270 (belles carottes)
Calcaires macrodétritique, ferruginisé sauf de 1 à 1,50m
229,05 - 232,22m (317) L=300 (belles carottes)
Calcaire macrodétritique brèchique gris bleu localement
dolomitique, ferruginisé de 60 à 100 et de 200 à 300
Calcite blanche massive de 150 à 200
232,22 - 235,43m (321) L=320 (belles carottes)
0-110: calcaire dolomotique limonitisé brun gris
110-180: dolomie calcareuse compact gris bleu à filets de
calcite
180-220: dolomie limonitisée à gros filons de calcite
220-320: calcaire dolomitique fort filonné de calcite gris
bleu
235,43 - 238,43m (300) L=300
Calcaire macrodétritique subrécifal à crinoïdes gris-bleu,
quelques débris de Polypiers; dolimitiques et calcidonieux
de 250 à 300, dolomie ferrugineuse de 40 à 80 et de 270 à
300; fissures et enduits limonitiques
238,43 - 241,58m (315) L=310
Dolomie ferrugineuse brune et bleue, fort limoniteuse en
fissures, bleue à partir de 300
241,58 - 244,11m (256) L=260
Dolomie calcareuse gris bleu, finement filonée de calcite,
subbrèchique par places
Tout à la base straticules schisteuses gris vert
244,11 - 247,23m (313) L=320
Dolomie calcareuse gris bleu, filonnée de calcite,
subnoduleuse
247,23 - 249,23m (200) Rollerbit
249,23 - 252,88m (365) L=310 Vide de 50cm à la base
Idem; calcitée et ferruginée jusqu'à 1,90; plus calcaire
de 2m10 à 2m90
252,88 - 257,08m (420) L=310 Vide de 1cm de 254,40 à 255,40m
Dolomie calcareuse gris bleu filonnée de calcite;
polypiers recristallisés en flamage de calcite; vers 255m
cailloutis de fissure de quartz bleu avec phyllade noir
doux très graphiteux et quartzite micacé métamorphique
257,08 - 260,00m (292) L=290 assez morcelé
Dolomie assez calcareuse, accumulation de Polypiers de 260
à 290 et calcaire à partir de 260
260,00 - 263,00m (300) L=310 en belles carottes
Calcaire à Polypiers; buisson de Phacellophyllum de 0 à 50
Stromatopores, Thamnopora, Alvéolites
263,00 - 266,10m (310) L=310 en belles carottes
0-260: Calcaire noduleux bourré de Polypiers et
Stromatopores noyés dans un matrice schisteuse Pente 48
260-280: Schiste noir à débris organiques Pente 55
280-310: Dolschiste gréseux gris
266,10 - 269,10m (300) L=300
0-20: Dolschiste gréseux gris vert
20-100: schiste gris froissé
100-150: dolschiste très pyriteux laminé, gris, gréseux
150-300: schiste gréseux gris, légèrement carbonaté
Pente 40 fortement clivé en travers à 70
269,10 - 272,00m (290) L=290
Schiste gris à très fines linéoles gréseuses et traces de
carbonate - Pente 40 fortement vicé en travers à 70
272,00 - 215,00m (300) L=290 belles carottes
Schistes à fines straticules gréseuses, gris - Pente 40
275,00 - 277,45m (245) L=250
0-110: idem, même pente
110-250: calcaire gris foncé, avec grands Brachiopodes
dispersés (Spirifer ?) noduleux à passages subnoduleux
277,45 - 280,00m (225) L=250
Calcaire noduleux gris, à nodules plus que pugilaires
plus ou moins soudés certains très gréseux, pâte
schisteuse noirâtre irrégulièrement développée -
Brachiopodes, Polypiers (Thamnopora, Alvéolites,
Hexagonaria) Pente 50
280,00 - 283,00m (300) L=300
0-75: macigno noduleux gris, nids de pyrite - Pente 42 -
contact à 42 sur 72
75-140: Phyllade noir, en partie décoloréen entièrement
escailleux à fines pellicules calciteuses, passant
insenssiblement à satiné
140-300: Phyllade décolorée, à pellicules
quarto-carbonatés. filons pyriteux - Pente 73
283,00 - 286,00m (300) L=200
Phyllade décoloré blanchâtre satiné, à 70 . Quelques
petits filons de pyrite. Vers le bas quelques laies
noirâtres effilochées, inaltérées. Le phyllade s'écrase
spontanément en fines paillettes nodulées
286,00 - 289,00m (300) L=180
Phyllade noir satiné, marbrée de verdâtre-blanchâtre en
stratification = clivage pente 70
Tout à fait escailleux
289,00 - 291,00m (200) L=70 (couronne fracturée)
Phyllade noir, satiné, relativement cohérent
291,00 - 296,00m (5m) L=150 en tronçon de carottes élevés
Idem, pente 70 , fort écailleux
296,00 - 299,50m (tige brisée)(350) L=250
Phyllade graphiteux écailleux, altération terreuse sur le
1er mètre, très fortement élevé
Pente 70 en tête, 80 au milieu et 90 dans le dernier
mètre - Tachant fortement les doigts - Légèrement pyriteux
(Ampélite métamorphique)


Interprétation géologique probable (R.LEGRAND, octobre 1968)

Epaisseur Base à

QUATERNAIRE Q3m Limon 0m50 0m50

TERTIAIRE Sx Argile et silex 1m90 2m40

CRETACE Cp3 Craie blanche 46m10 49m00
Cp2 Smectite 10m80 59m80
Cp2p Poudingue de base 0m30 60m10

TRIASIQUE (Keuper) Argile rouge brun 1m70 61m80

PRIMAIRE Viséen V1a calcaire 91m10 152m90
91m10 Avec poches de
Wealdien

Tournaisien Tn2c Schiste à noyaux de 3m10 156m00
dolomie
6m10 Tn2b Brèche de calcaire 3m00 159m00
crinoïdique

Famennien Fa2 Grès gris clair 16m30 175m30

21m70 Fa1 Schiste gréseux 5m40 180m70

Frasnien Fr3 Dolomie silicieuse 2m10 182m80

100m05 Fr2 Dolomie et calcaire 76m90 259m70
Polypiers

Fr1b Biostrome à 5m90 265m60
Phacellophyllum

Fr1a Schiste 10m40 276m00
Calcaire à Zone des 4m75 280m75
Monstres

Revinien Rn3 Phyllade satiné noir, 18m75 299m50
altéré vers le haut

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Essais hydrologiques


Le sondage E4 bis exécuté au pied du versage de Couvenailles à son orifice
à la cote 124,83. Au cours du creusement, en mars 1968, la nappe de la
craie s'équilibrait à 20m de profondeur - Entre la base de la craie, à 49m,
et le toit du calcaire Viséen, à 62m, l'argile smectique Cp2 constitue une
masse imperméable.

De 62m de profondeur à 821m, les calcaires du viséen et du Frasnien sont
fortement fissurés. En cours de forage, l'eau d'injution ne revient jamais
en surface malgré un débit entrant de 12m3/h et malgré trois tubages
successifs ayant leur base à 63m, à 106m, puis à 147m. Toutes les boues
du forages furent absorbées par les fissures et les cavernes, dont la
principale s'étendait de 115m à 132m. L'eau de cette nappe s'équilibrait
au départ à 28m60, pour descendre à 32m20 à la fin des travaux. De 281m
à 300m, le phyllade escailleux graphiteux du Cambrien doit être considéré
comme non aquifère.

Au forage E4bis, il y donc 2 nappes aquifères distinctes = nappe phréatique
de la craie Cp3 et la nappe captive des calcaires, calcaire carbonifère et
Dévonien, cette dernière déprimée d'environ 10m. A l'aplomb du sondage, il
n'y a donc pas communication entre les deux nappes et les 13m de smectite
Cp2 sont étanches.

Des mesure hydrogéologiques ont été effectuées sur la nappe des calcaires
le mercredi 13 novembre, après extraction du tubage de 147m, en maintenant
ceux de 106m et de 63m.

Après 2h30 de pompage avec compresseur de 8 kilos dont l'émulseur était à
61m de profondeur, on mesurait un débit de 15,2 m3/h d'une eau assez sale
(eau de forage en cours de décantation) pour un rabattement de 2m30.

Le niveau d'équilibre, mesuré la veille à 32m20, s'établissait en cours
d'esai vers 31m50, accusant une élévation horaire apparente de 28 cm/h.

Le niveau de rabattement accuse de même une élévation d'environ 25 cm/h,
s'établissant en fin d'essai vers 33m80.

Le pompage avec compresseur, en débloquant les fissures, a donc éliminé des
eaux plus denses et la colonne d'eau, en voie de purification, s'allège
pour s'équilibrer à 31m50.

Malgré la quantité d'eau injectée durant huit mois, rappelons que le niveau
était descendu de 32m20.

Il est intéressant de calculer le débit artésien que fournirait le puits
dans une galerie creusée à la base de la craie. En partant des données des
essais, mesurées avec une eau loin encore d'être purifiée, on dispose:
- d'un rabattement indicatif: h=2,3m
- d'un débit indicatif q=15,2 m3/h

Dans la formule h=kq2 on obtient pour le facteur carctéristique k
k=h/q2=2,3/230=1/100=10-2

On aurait donc un débit artésien de 42m3/h dans une galerie captante re-
coupant ce puits à 49m de profondeur.

A condition que la roche soit suffisamment fissurée; cette condition est
largement remplie d'après l'examen des carottes, sans parler d'un grotte de
plus de 27m de haut.

A condition que les fissures ne soient pas dénoyées; cette profondeur de
63m, bien en-dessous donc du niveau de recoupe envisagé. Rappelons que par
mesure de sécurité, pour ne pas influencer la nappe de la craie, on avait
maintenu un tubage de 257mm jusque 63m et un tubage intérieur de 143mm
jusque 106m, ramenant ainsi le puits a un diamètre très modeste et en
n'utilisant pas la zone supérieur du calcaire, très fissurée, sur 40m.

Le comportement du puits E1 (pl 121w no 216) pendant les essais est cu-
rieux. Ayant son orifice au fond du vallon, à la cote 124,2, ce puits a
traversé la craie au silex Cp3, l'argile smectique Cp2 et est arêtée dans
les phyllades du Cambrien, non aquifères. Ce puits est situé à environ 350m
à l'Ouest du puits E4 bis. En octobre 1968, l'eau de la craie s'équilibrait
à 21m20 de profondeur dans le puits E1.

Au cours du passage du pompage au puits E4 bis, le niveau d'eau du puits E1
acusa une descente de l'ordre de 12 cm/h, se poursuivant même après l'arrêt
du pompage.

Il doit donc y avois une certaine communication entre les deux nappes avec
un retard due à la distance et à la perte de charge.

De plus, le coup de bélier associé à la remise en arche de l'émulsion au
puits E4bis, s'est propagé de façon instantanée au puits E1 y accusant une
remontée brutale de 6cm. Cette propagation microséismique est connue. On
l'interprète comme s'effectuant davantage par la nappe que par le terrain.

Ainsi donc, le comportament de la nappe du Crétacé au puits E1 durant les
essais effectués au puits E4 bis sur la nappe captive de calcaire primaire,
indique qu'il y a un certaine corrélation entre ces 2 nappes. Or ces deux
nappes étaient bien isolées au puits E4 bis et aucun des deux tubages n'est
troué, fait verifié lors du détubage. Il doit donc y avoir des communica-
tions entre les deux sondages.

Cette communication est cependant malaisée puisqu'il y a surpression
normale d'une atmosphère de la nappe phéatique équilibrée à la cote +103,
sur la nappe captive équilibrée à + 93. Le freinage naturel à l'écoulement
de la nappe supérieur dans la nappe captive à cependant été affecté par les
fluctuations de niveau provoquées dans celle-ci. Une exploitation intense
de l'une des nappes affectera vraisemblablement l'autre.