B3A1 - Le forage de reconnaissance géologique du projet CINERGY

Depuis le lieu-dit « Lormandière » sur la commune de Chartres-de-Bretagne, prendre la route des Fours à chaux en direction de la route D44 (la route se termine en impasse et ne rejoint pas la D44). Le site du forage de reconnaissance géologique du projet CINERGY se situe dans une parcelle à droite du bout de la route des Fours à chaux (Figure 10). Le forage est positionné à l’extrémité d’une partie bétonnée et il est recouvert d’un tube cylindrique blanc en plastique. C’est le point de départ de cet itinéraire géologique et hydrogéologique de Chartres-de-Bretagne.

Site du forage de reconnaissance géologique du projet CINERGY (source : BRGM )

SIGES Bretagne

Figure 10 - Site du forage de reconnaissance géologique du projet CINERGY (source : BRGM )

Cette 1^ère étape permet de décrire géologiquement les formations qui composent le bassin sédimentaire d’âge Tertiaire situé au sud-ouest de Rennes. C’est une structure géologique particulière en forme de « bassine », c’est-à-dire un réservoir d’eaux souterraines qui sont fortement exploitées pour divers usages. Ce bassin d’effondrement est rempli de formations tertiaires : sables, faluns (roches composées de débris coquilliers) ou calcaires. Ces roches sont très différentes de celles que l’on trouve habituellement en Bretagne (granites, schistes, grès , gneiss…) (lien) et leur perméabilité   est très supérieure à celle des roches sites « de socle » (lien).

Ce forage de reconnaissance (Figure 11) cumule 3 records sur la région : c’est le forage le plus profond de Bretagne (675 m) ; il est implanté dans le plus grand bassin d’âge Tertiaire de Bretagne (en terme de superficie) et le bassin Tertiaire le plus profond (405 m).

Tête du forage de reconnaissance géologique du projet CINERGY (source : BRGM )

SIGES Bretagne

Figure 11 - Tête du forage de reconnaissance géologique du projet CINERGY (source : BRGM )

Le bassin de Rennes est un micro- bassin sédimentaire formé au Tertiaire lors d’une grande phase d’extension généralisée à l’échelle du territoire. Comme beaucoup d’autres du même acabit en Bretagne, il a accumulé des sédiments durant cette période. Cependant, des mesures géophysiques par gravimétrie ont mis en évidence depuis les années 1950 un remplissage particulièrement épais, de l’ordre de 500 m, faisant de ce bassin le plus profond de sa catégorie en Bretagne. Dans ce bassin , le sondage le plus profond existant avant le démarrage du projet CINERGY [1] en 2010 n’atteignait pas le socle (140 m de profondeur). Une grande inconnue résidait donc dans la nature et l’âge des terrains sous-jacents, d’autant plus que des travaux plus récents avaient posé comme hypothèse la possible préservation de terrains antérieurs (Crétacé, voire Jurassique).

Le projet avait un double objectif (i) de connaissance géologique du bassin de Rennes et (ii) de l’évaluation du potentiel géothermique et de la ressource en eau souterraine de ce même bassin . Pour y parvenir, et répondre au « rendez-vous en terre inconnue », un forage profond entièrement carotté a été réalisé entre juillet et octobre 2010 jusqu’à 675 m de profondeur. Son référencement dans la Banque de données du Sous-Sol ( BSS ) du BRGM est le suivant : BSS000ZNMQ (03531X0208/F). Il est aussi recensé dans l’inventaire national du patrimoine naturel (INPN) sous le numéro BRE0173.

Le financement du projet CINERGY a été assuré grâce au partenariat suivant : Commune de Chartres-de-Bretagne, Etat, Région, Agence de l’Eau Loire-Bretagne, ADEME , Conseil Général d’Ille-et-Vilaine, Rennes Métropole, SMG Eau 35 (Syndicat Mixte de Gestion pour l’approvisionnement en eau potable de l’Ille-et-Vilaine), SMPBR (Syndicat Mixte de Production d’eau potable du Bassin Rennais), et BRGM . La valorisation scientifique des données acquises lors du forage s’est fait en partenariat scientifique avec l’Université de Rennes 1 - Equipe de l’OSUR (Observatoire des Sciences de l’Univers de Rennes).

La coupe géologique du forage (Figure 9) montre que l’ouvrage a traversé plusieurs formations géologiques dont certaines sont aquifères (elles contiennent de l’eau) :

• les trois formations du Tertiaire (5 m de sables Pliocène, 20 m de faluns Miocène, et 32 m de calcaires Oligocène) dont les eaux souterraines sont captées pour l’alimentation en eau potable ;
• puis plusieurs formations argileuses oligocènes-éocènes sur près de 350 m d’épaisseur ;
• les formations géologiques du socle briovérien :
  • 19 m de schistes altérés (côtes : -405 à -424 m de profondeur),
  • 16 m de schistes en voie d’argilisation (zone de transition de -424 à -440 m),
  • 50 m d’horizon fissuré de ces schistes (-440 à -490 m),
  • 30 m de schistes sains très faiblement fracturés (-490 à -520 m).

Puis le forage recoupe le socle briovérien non altéré (-520 à -675 m).

La coupe technique du forage est la suivante : 0 à 438 m de profondeur tubage acier 5’’ cimenté (diamètre intérieur 108 mm) et de 438 à 675 m l’ouvrage est en trou nu. Ce choix a été fait (tubage et cimentation des aquifères tertiaires) pour ne pas capter les eaux souterraines qui sont très utilisées dans le bassin tertiaire pour des usages eau potable et industrielle (cf. les étapes n°4 et 5 de cet itinéraire géologique et hydrogéologique). Par ailleurs, il ne fallait surtout pas mettre en contact ces eaux souterraines avec celles plus profondes.

Compte-tenu de cette coupe technique, les seuls aquifères captés sont ceux du socle (2 m de zone de transition, puis l’horizon fissuré, et enfin la zone faiblement fracturée).

Le rapport BRGM de 2010 (Bauer et al. 2011) indique que le forage était très peu productif : moins de 100 L/h et que les supposés aquifères secondaires n’ont pas été recoupés (Crétacé, Jurassique). Les diagraphies, prélèvements et analyses d’eau effectués ont montré que l’eau souterraine située à plus de 438 m de profondeur était : noire et légèrement gazeuse (aspect « Coca-Cola »), très minéralisée (chlorurée-sodique), salée (d’origine marine), très ancienne et fossile (non renouvelable).

La perméabilité calculée pour l’ aquifère profond des schistes briovériens est de l’ordre de 10^-9 m²/s, ce qui extrêmement faible ( aquifère quasi-imperméable) en comparaison des aquifères connus aux alentours. En effet, la perméabilité des terrains du bassin tertiaire varie de 10^-4 à 10^-3 m/s, tandis que celle des formations affleurantes de socle ont des valeurs de 10^-7 à 10^-5 m/s.

Le Chapitre « Contexte géologique » a détaillé l’âge des 3 formations composant le sous-sol du bassin tertiaire (calcaires oligocènes, faluns miocènes, sables pliocènes), leurs conditions de mise en place, et leur empilement visible sur une coupe géologique (cf. couches rouge-jaune-bleu en Figure 4).

Les 6 étapes de l’itinéraire géologique et hydrogéologique du secteur de Chartres-de-Bretagne suivent une logique géologique dans leur cheminement. En effet, l’étape n°1 a cité les différentes formations géologiques composant le bassin tertiaire (formations situées au-dessus du socle briovérien), et l’étape n°2 permet de visualiser 2 types de ces roches : les calcaires oligocènes et les faluns miocènes. L’étape n°3 montre une carrière où ont été extraits les calcaires oligocènes pour les transformer par calcination en chaux ; cette carrière s’est ensuite remplie d’eau souterraine à la fin de son exploitation. Au niveau des étapes n°4 et 5, on peut voir des forages qui pompent l’eau souterraine présente dans ces calcaires oligocènes en lien avec divers usages (eau potable ou eau industrielle). L’étape n°6 se focalise quant à elle sur la surveillance en continu du niveau des nappes .

[1] CINERGY est un acronyme qui signifie Connaissance de la géologIe profoNde du bassin tErtiaire Rennais, à visée Géothermique et hYdrogéologique