SIGES Centre-Val de Loire

Principaux aquifères

Cette partie présente les principaux aquifères de la région : extension géographique, principales caractéristiques, enjeux, etc...

La couche cartographique de ce maillage est disponible sur l’espace cartographique du SIGES, dans les couches des « référentiels hydrogéologiques ». Il s’agit du Log geo-hydrogéologique régional (grille), qui permet donc de visualiser les profondeurs des grands aquifères et les entités hydrogéologiques (BD LISA) associées.

Nappe de Beauce

Contexte géographique et géologique

Le complexe aquifère  des calcaires de Beauce, communément appelé «  nappe de Beauce », constitue un système aquifère  qui s’étend sur environ 9 000 km2. Il se trouve sur deux grands bassins hydrographiques (Seine-Normandie et Loire-Bretagne) et deux régions administratives (Ile de France et Centre-Val de Loire).

La région de la Beauce constitue une unité morphologique correspondant à un bassin de sédimentation tertiaire où les formations sont principalement constituées de calcaires lacustres. C’est une surface très plate avec de larges vallons secs qui s’étend au Nord de la Loire depuis Orléans jusqu’à Etampes. C’est une région de grandes cultures céréalières où l’habitat est dispersé.

Le réservoir aquifère  est constitué principalement, mais non exclusivement, de calcaires empilés dans une cuvette dont le fond est constitué par des argiles imperméables qui reposent sur les niveaux de la Craie. Les principaux niveaux producteurs sont les Calcaires de Pithiviers et les Calcaires d’Etampes : deux formations géologiques perméables qui sont séparées par le niveau semi-perméable de la Molasse du Gâtinais.

En réalité, les calcaires lacustres présentent une succession de bancs calcaires et marneux, interrompus par l'épisode marin ayant déposé les Sables de Fontainebleau. Ce système comprend plusieurs unités aquifères ayant chacune leurs particularités, dont les principales sont du sommet vers la base : 

  • Le Calcaire  de Pithiviers, sur la moitié ouest de la Beauce ;
  • Le Calcaire  d’Etampes, séparé du précédent par une couche semi-perméable (la Molasse du Gâtinais), et dénommé, à l’Est, Calcaire  du Gâtinais ;
  • Le Sable  de Fontainebleau, dans la moitié nord-est de la Beauce, directement sous le calcaire  précité ;
  • Le Calcaire  de Brie, au Nord-Est ;
  • Le Calcaire  de Champigny, plus largement étendu au Nord-Est.

Le calcaire  de Beauce correspond à l’extension d’un lac qui s’est formé entre 43 et 25 millions d’années (de l’éocène à l’aquitanien) dans la Beauce et aussi sur la majeure partie de la Sologne. La sédimentation calcaire  atteint 200 m d’épaisseur au centre du bassin . Elle est interrompue par un épisode marin qui dépose les Marnes à huîtres et les Sables de Fontainebleau. Elle se termine par une émersion à laquelle correspondent des dépôts détritiques (Argiles et Sables de Sologne, du Mio-pliocène) apportés par les cours d’eau puis par la Loire depuis le Massif central, lesquels forment les terrains de la forêt d’Orléans.

Dans certains secteurs, comme la forêt d’Orléans, la nappe est captive, étant surmontée d’une couche d’ argile . Mais sur sa majeure partie, elle est libre et de ce fait, elle est réalimentée directement par l’infiltration des eaux de pluie qui constitue son unique ressource en eau. Cette infiltration qui se produit l’hiver est, en année moyenne, de l’ordre de 100 mm, ce qui représente, pour la partie libre de la nappe , un apport moyen d’environ 900 millions de m3/an.

Fiche d'identité

Caractéristiques/type d’écoulement Les calcaires de Beauce sont intensément fracturés, créant ainsi un réservoir à caractère continu. Cette fissuration est accentuée par une karstification d’autant plus développée que l’on s’approche de la Loire.
Etat libre/captif Compte-tenu de l’empilement stratigraphique et de la présence inconstante des niveaux imperméables, il est difficile de parler de nappe libre ou captive, mais il est probable que le système principal est captif sous les dépôts détritiques du Miocène de la forêt d’Orléans et libre partout ailleurs.
Sens d’écoulement La nappe de Beauce s’écoule vers le bassin de la Seine ou vers celui de la Loire. La crête piézométrique  se situe sensiblement sous la bordure nord de la forêt d’Orléans et remonte très au Nord. La nappe joue un rôle majeur dans l’alimentation des cours d’eau situés en bordure du plateau : Conie, Aigre, Cisse, Bionne, Fusain, Remarde, Essonne, Juine…
Fluctuations piézométriques Le niveau de l’eau est relativement profond, jusqu’à plus de 20 m au cœur du plateau et plus de 30 m en bordure méridionale. La nappe est suivie attentivement depuis le début des années 70 par un réseau de mesures de plus de 50 points. L’inertie est importante et l’amortissement des effets de quatre années de déficit hydraulique (1990-93) se compte à son tour en années.
Productivité Les débits obtenus dans les forages de dimensions usuelles dépassent généralement 100 m3/h ; près d’Orléans, ils peuvent dépasser 300 m3/h. Certaines zones se révèlent moins productives : l’Est de la Beauce, près de la forêt de Marchenoir, sur la bordure ouest, nord et est (où les calcaires se dénoyent).
Prélèvements/usages La nappe de Beauce est très intensément exploitée par plus de 4 000 forages, à très forte majorité agricole. La nappe est cependant utilisée pour l’ AEP (Alimentation en Eau Potable) dans deux contextes : dans le Calcaire  d’Etampes lorsqu’il est recouvert par la Molasse du Gâtinais et sous les formations de Sologne (Forêt d’Orléans et Sologne).
Vulnérabilité La nappe de Beauce est très vulnérable dans la partie affleurante du calcaire , qui absorbe rapidement toutes les eaux de surface, le ruissellement étant peu important. Lorsqu’elle est libre, et étant dans un milieu fissuré non filtrant, la nappe est fortement contaminée par les activités humaines.
Qualité de l’eau L’eau de la nappe des calcaires de Beauce est bicarbonatée calcique, avec un pH supérieur à 7, une dureté moyenne de 20 à 30°. La teneur en nitrates est partout élevée pour le réservoir qui affleure, les maximums étant mesurés dans les secteurs où l’ aquifère  est peu épais, c’est à dire en bordure du plateau. Mais les nitrates ne sont qu’un indicateur et sont accompagnés de tout un cortège de produits polluants résultant des activités humaines. En dehors de ces pollutions, on observe quelques anomalies chimiques locales d’origine naturelle, telles le sélénium et l’arsenic. Des recherches sont entreprises pour en déterminer l’origine.

Problématiques et enjeux

De l’apport hivernal, qu’elle reçoit irrégulièrement d’ailleurs, la nappe de Beauce assure une restitution étalée dans le temps sous la forme :

  • de l’alimentation des milieux aquatiques et des cours d’eau périphériques ;
  • des prélèvements divers liés aux activités humaines (eau potable, industrie, irrigation).

Les prélèvements pour l’alimentation en eau potable des communes de Beauce représentent 100 Mm3/an. Les prélèvements pour l’agriculture, qui s’est très fortement développée, peuvent dépasser 300 Mm3/an et atteindre 400 voire 450 Mm3/an.

Ainsi plus de la moitié de l’alimentation naturelle en eau de la nappe sert aux besoins de l’activité humaine. Celle-ci, de par son fort développement, en particulier l’agriculture moderne, a introduit des modifications importantes tant quantitatives que qualitatives :

  • une tendance à la baisse du niveau de la nappe , qui entraîne une diminution des débits des cours d’eau ;
  • une augmentation régulière des teneurs en nitrates, produits phytosanitaires dans les couches supérieures de l’ aquifère .

Gestion de la nappe de Beauce

Il était devenu évident qu’une gestion équilibrée et globale de la nappe de Beauce s’imposait pour préserver à la fois la ressource, les équilibres naturels, l’alimentation en eau potable et les activités économiques de la région.

La mise en place d’indicateurs spécifiques à la nappe de la Beauce fait partie intégrante de cette gestion de la ressource.

Dans le but de garantir la sécurité de l’ AEP  et le débit d’étiage des cours d’eau qui en sont issus, la nappe de Beauce fait l’objet d’un suivi attentif depuis 1995 au moyen d’un indicateur de référence constitué par la moyenne pondérée de 9 piézomètres télétransmis, suivis au moins depuis 1974. Cet indicateur, reflet général des fluctuations piézométriques de l’ensemble de l’ aquifère , mis à jour chaque semaine, est l’outil essentiel de gestion prévisionnelle de la nappe .

La nappe de Beauce, ainsi que les bassins des cours d’eau tributaires de la nappe , a été classée en zone de répartition des eaux.

Par ailleurs, la mise en place d’un SAGE (Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux) dédié à la nappe de Beauce a été engagé depuis plusieurs années. Le  SAGE  est établi en concertation avec les différents acteurs concernés, et constitue un outil de planification.
Il fixe les objectifs généraux, les règles, les actions et moyens à mettre en œuvre pour gérer la ressource en eau et concilier tous ses usages. Le  SAGE  est élaboré par une commission locale de l’eau (CLE) composée d’élus, d’usagers et de représentants de l’Etat.

Pour plus d’informations, vous pouvez consulter le site internet dédié au SAGE.

NB : Les Calcaires de Beauce qui se trouvent sous couverture (sous forêt d’Orléans et au Sud de la Loire, sous Sologne) contiennent une nappe captive qui constitue une ressource de très bonne qualité qu’il convient de préserver tant d’un point de vue qualitatif que quantitatif. Elle a été identifiée dans le SDAGE (Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux) Loire-Bretagne comme étant une ressource à préserver pour l’alimentation en eau potable (NAEP).

Plaquette d’information sur la nappe de Beauce (2011)

Vidéo/animation - la Beauce, secteur de Châteaudun

Vidéo/animation, secteur du Val d’Orléans

Nappe de la Craie Seno-Turonienne

Contexte géographique et géologique

La Craie du Crétacé supérieur (Sénonien et Turonien) constitue un réservoir aquifère  important qui s’étend sur une grande partie de la région Centre-Val de Loire. En Touraine, cette formation est largement affleurante et constitue une ressource largement exploitée, notamment pour l’agriculture.

La série stratigraphique allant du Sénonien (plus récent) au Turonien (plus ancien) appartient à l’époque géologique du Crétacé supérieur. Cette série géologique est formée par une puissante assise crayeuse (> 100 m), et repose sur une formation peu perméable dite des « Marnes à Ostracées », laquelle sépare l’ aquifère  de la Craie Séno-Turonienne de l’ aquifère  des Sables cénomaniens (sous-jacents).

Les principales subdivisions de la Craie du Sénonien-Turonien sont :

  • Sénonien : Craie blanche à silex (Craie de Blois, Craie de Villedieu)
  • Turonien supérieur : tuffeau de Touraine
  • Turonien moyen : Craie se chargeant progressivement en argile  vers la base
  • Turonien inférieur : Craie marneuse, pratiquement imperméable.

La Craie sableuse du Sénonien au Turonien moyen constitue le meilleur réservoir aquifère  de ce système.

La Craie est recouverte par une couche d’ argile  (notamment l’ Argile  à silex), produit de décalcification de la Craie ; celle-ci peut former localement un écran protecteur, mais elle est souvent lacunaire, notamment le long de talwegs, et « percée » en de multiples lieux (bétoires), ce qui rend cette protection peu efficace à grande échelle.

Cette série séno-turonienne affleure très largement sur tout le pourtour ouest, est et sud de la région Centre-Val de Loire.

En Touraine, le tuffeau est une roche bien connue de cette formation crayeuse du Séno-Turonien. En effet, ce calcaire  crayeux constitue la principale pierre utilisée pour la construction de bon nombre de châteaux de la Loire. De plus, le caractère tendre et facile à creuser de cette roche explique la présence d’habitats de type troglodyte dans cette région.

Dans le Gâtinais, la Craie constitue également la formation géologique principale affleurante, bien que souvent recouverte par une formation superficielle argileuse dites des « Argiles à silex ». De même qu’en Touraine, cette formation est aquifère  et se caractérise même localement par une structure et des écoulements typiques d’un karst . La nappe est drainée principalement par le Loing, affluent situé dans le bassin hydrographique Seine-Normandie.

D’une manière générale, la Craie est poreuse, mais elle n’est pas perméable intrinsèquement. Elle ne contient de l’eau mobilisable que lorsqu’elle est fracturée, situation rencontrée le long des failles ou sur les bombements anticlinaux, ou bien lorsqu’elle est altérée, sous les plaines alluviales des grands cours d’eau.
La nappe de la Craie est captée essentiellement pour l’agriculture. De nombreuses communes sont alimentées à partir de ce réservoir (Loches…), mais la pollution croissante de cette nappe oblige les collectivités à chercher une ressource de meilleure qualité, ce qu’offre la nappe du Cénomanien sous-jacente.

Fiche d’identité

Caractéristiques/type d’écoulement Poreuse, la Craie n’est cependant pas perméable intrinsèquement. Elle ne contient de l’eau mobilisable que lorsqu’elle est fracturée, situation rencontrée le long des failles ou sur les bombements anticlinaux, ou bien lorsqu’elle est altérée, sous les plaines alluviales des grands cours d’eau. Dans certains secteurs, il existe de véritables réseaux karstiques, comme la rivière souterraine d’Orchaise, près de la Cisse. La Craie n’est altérée que dans sa partie supérieure, généralement que sur les 30 premiers mètres au maximum.
Etat libre/captif La nappe de la Craie est dans sa grande majorité libre, bien qu’elle soit souvent recouverte d’une couche plus ou moins importante d’argiles à silex. Sous les formations de Beauce, la nappe est captive et sa surface piézométrique  se situe souvent en-dessous de celui de la nappe de Beauce, déterminant une drainance de la nappe de Beauce vers la nappe de la Craie.
Sens d’écoulement  La carte piézométrique  réalisée à l’automne 2008 montre que la nappe de la Craie du Séno-turonien est largement drainée par les cours d’eau de la région (Loire, Loir, Cher, Indre…), et que, par conséquent, celle-ci participe au soutien d’étiage des cours d’eau en été.
Fluctuations piézométriques Les fluctuations du niveau de la nappe sont variables selon les secteurs. Au centre des plateaux, le niveau de la nappe varie très fortement et est sujet aux variations climatiques.
Productivité  La productivité des ouvrages souterrains est extrêmement variable, fonction du développement des fractures ou de l’altération : la Craie est un réservoir discontinu. Lorsque la nappe est libre, les débits peuvent parfois dépasser 150 m3/h, comme dans la vallée du Cher. Sur les plateaux, les débits sont généralement modestes (de l’ordre de 20 m3/h) et les échecs en forage  sont nombreux. Dès que l’on pénètre sous couverture, la productivité diminue ; en domaine profond, la Craie n’est plus considérée comme étant un aquifère  productif.
Prélèvements/usages La nappe de la Craie est fortement sollicitée pour tous les usages (agriculture, eau potable,…) car elle constitue souvent l’unique ressource économiquement exploitable. Plusieurs captages d’eau potable ont été abandonnés en raison de la mauvaise qualité de l’eau et de l’impossibilité de les protéger efficacement. Vers l’ouest, on recherche de préférence une ressource mieux protégée, à savoir la nappe du Cénomanien.
Vulnérabilité La Craie est recouverte par une couche d’ argile  (notamment l’ Argile  à silex), produit de décalcification de la Craie ; celle-ci peut former localement un écran protecteur, mais elle est souvent lacunaire, notamment le long de talwegs, et « percée » en de multiples lieux (bétoires), ce qui rend cette protection peu efficace à grande échelle.
Qualité de l’eau L’eau de la nappe de la Craie est de type carbonaté calcique (dureté généralement > 20°), avec un pH basique (de l’ordre de 7,5). Sur la zone d’ affleurement , la nappe est généralement impactée par les activités de surface, notamment d’origine agricole. Les teneurs en nitrates n’ont cessé de croître jusqu’à des valeurs dépassant souvent 50 mg/l. En domaine captif, sous les Calcaires de Beauce ou sous la Sologne, l’eau est peu ou pas affectée par les pollutions.
Problématiques/enjeux La nappe de la Craie est captée essentiellement pour l’agriculture dans sa partie libre (Touraine, Gâtinais). Sa partie captive située sous la Beauce et la Sologne, a été classée «  nappe à réserver en priorité à l’alimentation en eau potable » (NAEP) dans le SDAGE (Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux) Loire-Bretagne.

Nappe des Sables et Grès du Cénomanien

Contexte géographique et géologique

Par son étendue et son épaisseur, la nappe du Cénomanien fait partie des grands réservoirs d’eau souterraine français. Dans le bassin Loire-Bretagne, elle est présente et exploitée dans 12 départements et couvre une superficie d’environ 29 000 km2.

Sur le plan géologique, les Sables du Cénomanien correspondent à des dépôts détritiques d’origine deltaïque, sur des terres émergées correspondant aux Massif armoricain et Massif central. Au Sud, ils poursuivent une sédimentation fluviatile ( sable  et argile ) de l’Albien. A l’Ouest, ils débordent sur les terrains plus anciens constitués par les calcaires du Jurassique. Au Nord et à l’Est, le domaine deltaïque passe à un domaine marin où l’on trouve les dépôts marneux ou crayeux.

De haut en bas, on distingue :

  • Cénomanien supérieur : caractérisé par un niveau peu perméable de marnes à Ostracées passant latéralement à des marnes crayeuses et à de la craie blanche dans le Gâtinais. A noter que dans le Perche, ce niveau est essentiellement sableux (sables du Perche surmontés par des marnes et des sables gréseux) ;
  • Cénomanien moyen : sables et grès  plus ou moins glauconieux (sables de Varennes et de Vierzon) avec des équivalents latéraux comme la craie blanche du Gâtinais ;
  • Cénomanien inférieur : peut être représenté par des argiles glauconieuses à minerai de fer surmontées par des sables et des grès  (Perche), ou bien des argiles à lignite, des gaizes ou des marnes glauconieuses (Touraine, Berry, Sancerrois) ou encore des marnes crayeuses (Gâtinais).

Le réservoir aquifère  du Cénomanien est constitué principalement par les niveaux sableux du Cénomanien moyen et supérieur (Sables du Perche, de Varennes et de Vierzon). Les marnes à Ostracées recouvrent et protègent ceux-ci, sur la majeure partie de l’ aquifère , assurant la mise en charge de la nappe . Le système aquifère  correspond aux unités sableuses, en continuité hydraulique. En région Centre-Val de Loire, ils sont désignés par les termes de Sables du Perche à l’Ouest, et de Sables de Vierzon au Sud.

Les formations sableuses affleurent essentiellement dans le nord de l’Indre et du Cher (bordure nord du Berry), à l’ouest de l’Eure et Loir (Perche) et à l’extrême sud-ouest de l’Indre et Loire. Sinon, les principales zones d’ affleurement  sont en dehors de la région Centre (Sarthe, Maine-et-Loire). Ce réservoir s’étend en profondeur sur près des trois-quarts de la région Centre-Val de Loire, renfermant une importante nappe captive.

Les sables affleurant dans la Sarthe et le Maine-et-Loire forment un ensemble assez homogène d’une puissance atteignant 70 m. En s’enfonçant vers le cœur du bassin jusqu’à plus de 200 m de profondeur, ils se divisent en plusieurs bancs intercalés dans des lits argileux ; à Tours, l’épaisseur est d’environ 30 m. Par contre, au Sud du bassin , les sables de Vierzon ont une épaisseur réduite, moins de 10 m aux affleurements.

Fiche d’identité 

Caractéristiques/type d’écoulement il s’agit d’un aquifère  de type poreux, où l’eau s’accumule et s’écoule dans les interstices des sables. Dans le cas de passées gréseuses, une composante liée à la porosité de fissure est également possible. A Vendôme, la porosité des Sables du Maine a été estimée de l’ordre de 8 à 10 %. La transmissivité de l’ aquifère  varie de 1.10-2 m 2/s aux affleurements du Nord-Ouest à moins de 1.10-4 m2/s au Sud, dans l’Indre.
Etat libre/captif La nappe , captive hors des affleurements, est drainée par la Loire. L’eau est artésienne  et jaillissante sur quelques forages profonds.
Sens d’écoulement  La presque totalité de la nappe du Cénomanien s’écoule globalement vers la Loire, ce qui est normal même pour une nappe profonde captive. Mais elle est drainée plus localement par les principaux affluents (Sarthe, Loir, Vienne…). L’exutoire final se situe sur la vallée de la Loire en aval de Saumur.
Fluctuations piézométriques

Les variations saisonnières sont relativement importantes au centre du bassin Loire-Bretagne (Indre-et-Loire) et localement sur les bordures où les captages sont très nombreux (nord de Chatellerault par exemple). Elles dépassent légèrement 1 m et le maximum est atteint à l’Est, dans le Cher. Ailleurs, elles sont le plus souvent inférieures à 0,5 m. La nappe du Cénomanien est donc une nappe relativement peu sensible, à l’inverse des nappes de la Craie ou du Jurassique qui sont plus transmissives mais moins capacitives.

Suite à une exploitation relativement importante au regard de son alimentation, on assiste à un abaissement progressif de la nappe en domaine captif profond (région de Tours, vallées du Cher et de la Vienne, Sologne, …
Productivité La productivité de l’ aquifère  est très importante dans la Sarthe et le Maine-et-Loire où les sables affleurent sur une grande épaisseur (plus de 100 m3/h) ; elle est plus modeste dans la région, au fur et à mesure que l’on s’enfonce vers le centre de la fosse où les bancs de sable  s’amincissent, se chargent en argile  ou se cimentent ( grès ) ; elle se réduit également rapidement vers l’est et le sud. Des débits de l’ordre de 100 m3/h peuvent être obtenus sous la ville de Tours, mais ils ne sont plus que de 10 à 20 m3/h sous la Sologne ou en Eure-et-Loir.
Prélèvements/usages En domaine captif, les débits d’ exhaure sont trop faibles et le coût des captages trop élevé pour permettre une exploitation à des fins agricoles. La nappe du Cénomanien est presque exclusivement captée pour l’alimentation humaine.
Vulnérabilité De par la lithologie du réservoir et la couverture marneuse épaisse, la nappe est peu vulnérable dans sa partie captive, aux activités humaines de surface.
Age des eaux Des datations au radiocarbone ont montré que les eaux étaient anciennes dans la partie captive de la nappe pouvant atteindre plus de 10 000 ans dans sa partie centrale. Dans un périmètre Blois-Bourgueil-Loches-Billy, l’âge de la nappe approche ou dépasse 30 000 ans avec un maximum de 43 500 ans à Langeais, ce qui, selon des lignes d’écoulement Bourges-Langeais, et Chateauroux-Langeais, correspond à une vitesse moyenne de 2 m par an.
Qualité de l’eau L’eau de la nappe du Cénomanien est généralement peu minéralisée (faible conductivité ), présente un pH à tendance acide et une faible dureté (10° F environ). Les concentrations en chlore et en fer sont souvent élevées. En domaine captif, la teneur en nitrates est généralement faible, voire nulle. En Touraine, en domaine captif, l’eau présente une minéralisation moyenne, avec une influence d’un milieu calcaire  du fait, probablement, des échanges verticaux (pH >7, dureté de 20°F ou plus). Localement, on observe des anomalies, comme un excès de potassium, de fluor.
Problématiques/enjeux  Une baisse régulière des niveaux dans certaines parties de la zone captive est observée depuis une trentaine d’année notamment en Touraine. Cette fragilisation de la nappe se traduit par une baisse de productivité des ouvrages, et un risque de « dénoyage » de la nappe dans certaines zones d’exploitation. La nappe du Cénomanien a été mise en Zone de Répartition des Eaux. Par ailleurs, elle est identifiée dans le SDAGE  Loire-Bretagne en tant que nappe à réserver pour l’alimentation en eau potable.

Vidéo/animation, secteur de la Touraine

Nappe des sables albiens

Contexte géographique et géologique

La nappe des Sables de l’Albien est bien connue en région Ile-de-France où elle est considérée comme une ressource stratégique. En région Centre, cette nappe intéresse principalement le département du Loiret où elle est présente en profondeur. Du fait de la qualité de l’eau et de sa bonne protection naturelle, l’exploitation de cette nappe est très strictement réglementée, avec des prélèvements annuels limités sur toute la région qui interdisent pratiquement tout nouveau captage.

La formation de l’Albien correspond à une succession de couches argileuses et de couches sableuses. Elle se subdivise en deux niveaux principaux :

  • Le niveau supérieur, désigné sous le terme d’argiles de « Gault » est formé d’ argile  plastique légèrement sableuse ;
  • Le niveau inférieur formé de niveaux sableux et de passages argileux, classés dans l’Albien inférieur et appelé « sables verts » au sens large. C’est ce niveau qui présente un intérêt aquifère .

L’Albien inférieur comporte trois horizons sableux principaux qui sont, de haut en bas :

  • Sables de Frécambault : ce sont des sables moyens à grossiers, jaune-vert, glauconieux ; leur épaisseur est de 20 à 45 m dans l’est du Loiret ;
  • Sables des Drillons : ce sont également des sables moyens à grossiers, peu épais de 4 à 10 m. On note souvent la présence de grès  ;
  • Sables verts (au sens strict) : ils sont épais de 5 à 15 m à l’est du Loing, mais se chargent en argile  au sud et à l’ouest.

NB : au Nord du Berry, dans la région du Pays-Fort, on ne distingue généralement pas les Sables de Frécambault et les Sables des Drillons, regroupés sous le terme de Sables de la Puisaye.

L’albien a été reconnu par de nombreux forages de recherche pétrolière sous la Beauce et il est atteint par quelques forages d’eau à l’Est de la Beauce. Les sables albiens sont répartis selon 1 à 4 bancs, d’épaisseur totale atteignant 30 m environ. Cette formation plonge du SE vers le Nord, de 150 m de profondeur environ, jusqu’à plus de 600 m en limite de l’Essonne. Ils s’étendent sur la majeure partie orientale de la Beauce mais se biseautent vers l’Ouest contre la remontée du socle du Massif armoricain (D’après le rapport RR-38280-FR du BRGM ).

L’Albien n’est pratiquement exploitable et exploité qu’au nord-est du Loiret, où il relaie les sables néocomiens.

Fiche d’identité

Caractéristiques/type d’écoulement Il s’agit d’un aquifère  de type poreux, où l’eau s’accumule et s’écoule dans les interstices des sables.
Etat libre/captif La nappe est généralement captive ; elle est même faiblement artésienne  sur une partie du département du Loiret (Montbouy, Briare, Sully, St Martin d’Abbat).
Sens d’écoulement Les quelques valeurs de piézométrie existantes montrent un écoulement de la nappe vers le Nord, avec un centre de dépression en région parisienne. En bordure du Pays-Fort, de nombreuses sources apparaissent au contact des terrains sous-jacents imperméables.
Fluctuations piézométriques  Le piézomètre de Montbouy est représentatif de la nappe de l’Albien dans sa partie captive. La tendance générale à la baisse constatée depuis 1994 a fait place depuis 2005 à une phase de stabilisation des niveaux.
Productivité Ces sables sont très productifs (plus de 100 m3/h par forage ) dans la région de Montargis et de Vendôme. On peut noter les débits de 30 à 40 m3/h à Yèvres et 130 m3/h à Vendôme où dans les 2 cas l’ aquifère  est peu épais (30 m), et 100 m3/h à Montbouy où l’ aquifère  est plus épais (132 m). A titre indicatif, les débits spécifiques vont de 1,8 m3/h/m (Montbouy) à 6 m3/h/m (Vendôme).
Prélèvements/usages  La nappe de l’Albien est exploitée presque exclusivement pour l’alimentation publique et l’industrie alimentaire. La profondeur et la nature sableuse de l’ aquifère  sont deux obstacles à la réalisation de forages pour l’utilisation agricole.
Vulnérabilité  Elle est généralement recouverte par d’épaisses couches argileuses, cette nappe est donc bien protégée des activités de surface, sauf sur sa partie affleurante, au Nord du département du Cher (Pays-fort).
Age des eaux Les datations au carbone 14 montrent globalement un accroissement de l’âge de l’eau de l’Albien depuis les affleurements vers le centre du bassin de Paris confirmant l’existence d’un écoulement continu au sein de l' aquifère . Le temps de séjour est de quelques centaines d’années à quelques kilomètres des affleurements, il passe à 11 000 ans à Montbouy (Sud de Montargis), 20 000 à Bougligny (Essonne), 30 000 ans à Viry-Chatillon. Ceci correspond à une vitesse moyenne de 5 m /an sur un parcours de 150 km.
Qualité de l’eau

L’eau est de bonne qualité, malgré une teneur en fer souvent excessive. De par sa profondeur (dans le Loiret), l’eau est tiède dans les captages profonds. La température dépasse 30°C à plus de 400 m de profondeur.

NB : En région Centre-Val de Loire, la nappe des Sables de l’Albien est souvent en contact direct avec la nappe des Sables du Cénomanien (lacune des argiles de l’Albien supérieur).
Problématiques/enjeux La nappe de l’Albien et du Néocomien est classée en Zone de Répartition des Eaux (ZRE). Par ailleurs, elle est identifiée dans les SDAGE  Loire-Bretagne et Seine-Normandie comme étant une nappe à réserver dans le futur pour l’alimentation en eau potable.

Nappes des calcaires du Jurassique

Contexte géographique et géologique

Le système aquifère  du Jurassique constitue la principale ressource des départements du Cher et de l’Indre. Les calcaires du Jurassique supérieur (ou Malm) occupent la majeure partie du Berry où ils affleurent très largement (Bourges, Chateauroux) et s’étendent au-delà, en Poitou-Charentes. Ce grand ensemble est en fait subdivisé en une multitude de petits bassins hydrogéologiques, drainés par les cours d’eau, et très sensibles du point de vue quantitatif et qualitatif.

D’après « Aquifères et Eaux souterraines en France », article dédié au Berry (F. Lelong)

La champagne berrichonne est un vaste plateau faiblement ondulé, où une agriculture intensive couvrant de vastes parcelles s’est développée sur les formations calcaires et marneuses du Jurassique ; des territoires de forêts et de bocage sont toutefois présents dans plusieurs secteurs où des dépôts éocènes fluvio-lacustres, plus ou moins imperméables, recouvrent les calcaires jurassiques.

Les formations jurassiques affleurent au sud du Bassin parisien, s’appuyant sur le socle du Massif central et formant une série d’arcs. Ces formations plongent vers le nord (Indre) à nord-ouest (Cher), recouvertes par la Craie du Séno-Turonien à l’ouest et les dépôts détritiques du Crétacé inférieur qui forment le Pays-Fort à l’est, autour de la fosse de Sologne.

Le pendage est accentué pour les couches les plus anciennes qui affleurent en bandes étroites au sud et sud-est ; il s’adoucit pour les plus récentes au nord-ouest, avec un platier au niveau de l’Oxfordien, ce qui se traduit par un paysage monotone très étendu autour de Chateauroux-Issoudun-Bourges et qui forme le trait caractéristique de la Champagne berrichonne.

Après la phase de sédimentation du Trias, la sédimentation s’est poursuivie au cours du Lias, avec des dépôts plus fins, épais de 100 à 300 m, à dominante argileuse, et quelques alternances de dépôts carbonatés d’origine lagunaire.

Les sédiments qui se sont déposés ensuite dans la mer bordant le Massif central complètement arasé, présentent des faciès différenciés géographiquement comme suit :

  • Jurassique moyen (Dogger) : ce sont à l’ouest du Cher, des faciès carbonatés de mer peu profonde (calcaires dolomitiques, calcaires oolithiques et à entroques, avec des lentilles récifales, des traces d’épisodes d’émersion et de karstification) ; à l’Est du Cher, par contre, on trouve des faciès de mer plus profonde, marnes et marno-calcaires.
  • Jurassique sup (Malm) : les calcaires francs prédominent encore largement à l’Ouest du Cher, mais des niveaux marneux apparaissent vers la base et vers le sommet, et en outre, des couches d’argiles sont souvent intercalées dans ces calcaires ; à l’Est du Cher, les marnes et marno-calcaires prédominent et c’est seulement vers le sommet de la série, affleurante au Nord (région de Bourges), que l’on trouve des couches de calcaires francs.

Les réservoirs aquifères correspondent aux niveaux calcaires.

Abstraction faite des dépôts du Crétacé, les sédiments ont :

  • à l’Ouest du Cher, une épaisseur totale de 100 à 200 m pour le Dogger, et 200 à 400 m pour le Malm ;
  • à l’Est du Cher, 200 à 400 m pour le Dogger et pour le Malm.

Certains calcaires présentent un faciès différent, il s’agit de calcaires récifaux, oolithiques, graveleux ou pisolithiques. Le calcaire  se présente alors sous la forme de grains, ou de sphérules, avec une porosité semblable à celle d’un sable . Les niveaux géologiques concernés sont ceux de l’Oxfordien supérieur (ancien Séquanien), et le Dogger dans l’Indre.

Les nappes contenues dans les calcaires d’âge jurassique constituent les principales ressources en eau souterraine des départements du Cher et de l’Indre.
Ces nappes ont la particularité d’être peu capacitives du fait de leurs caractéristiques physiques ( porosité de fissures principalement) et d’être par conséquent très sensibles aux variations climatiques (recharge et vidange rapide).
Elles jouent un rôle important dans l’alimentation des rivières notamment en période sèche où, en absence de pluie, l’essentiel de leur débit est assuré par les apports souterrains.

Fiche d’identité

Caractéristiques/type d’écoulement  Les bancs calcaires sont presque toujours compacts, intrinsèquement imperméables. L’eau ne peut être contenue que par une perméabilité secondaire dans des fractures, fissures, voire du karst , qui sont liés à des accidents structuraux (failles, anticlinaux) et des zones d’altération et dissolution (principalement le long des vallées). Il arrive que, sous certains faciès , le calcaire  présente une porosité et perméabilité primaire : ce sont les calcaires récifaux et les calcaires oolithiques, graveleux, pisolithiques.
Etat libre/captif La partie captive des nappes calcaires est mal connue (fissuration/karstification ? productivité ?), en dehors du Dogger qui présente une perméabilité primaire. La nappe des calcaires du Malm, prédominante sur la région du Berry, est généralement libre .
Sens d’écoulement Les relations de ces systèmes aquifères avec les apports atmosphériques et avec le réseau hydrographique sont très différentes selon leur profondeur et selon la présence de formations géologiques peu ou pas perméables, qui les recouvrent et les séparent au moins partiellement de la surface du sol ou qui sont intercalés dans la série calcaire . La nappe du Jurassique supérieur, laquelle est rapidement captive, est alimentée aux affleurements, et s’écoule globalement vers le nord ; lorsqu’elle est profonde, l’eau peut jaillir par artésianisme. L’écoulement de la nappe libre du Jurassique supérieur est fortement influencé par le réseau hydrographique : de manière schématique, la nappe est alimentée par les pluies sur les plateaux et elle est drainée par les rivières.
Fluctuations piézométriques Compte-tenu des caractéristiques de ce système aquifère  (calcaires fissurés/karstiques), la nappe est très réactive dans sa partie libre. Les fluctuations saisonnières de la nappe sont fortes, en particulier au centre des plateaux. On constate bien souvent une succession de cycles annuels de recharge (en hiver) puis de décrue, accentuée par les prélèvements pour l’agriculture à partir du mois d’avril-mai.
Productivité  La productivité est très variable, du fait du caractère discontinu des réservoirs : les débits peuvent être très faibles mais peuvent aussi dépasser 100 m3/h. La recherche d’une ressource nécessite le repérage de zones fracturées. Les forages exploitant les couches de calcaires oolithiques du Dogger de la région de Châteauroux donnent généralement de bons débits spécifiques (3 à 10 m3/h/m).
Prélèvements/usages Dans la région du Berry, l’ aquifère  du Malm est l’unique ressource accessible pour les différents usages (eau potable, agriculture, industrie). En raison d’une dégradation de la qualité de l’eau de la nappe , le recours à « l’importation » de l’eau de la nappe alluviale de la Loire (située à plus de 50 km) a été nécessaire pour l’alimentation en eau potable de Bourges.
L’eau du Dogger constitue la principale ressource dans l’Indre au sud de Châteauroux, pour tous les usages.
Vulnérabilité   Ces nappes sont très vulnérables aux pollutions quand elles sont libres, en particulier dans les zones où le niveau piézométriques est peu profond. Même lorsqu’elles sont captives, la protection naturelle de la nappe n’est pas assurée compte-tenu des conditions incertaines de leur réalimentation (transferts latéraux rapides possibles depuis les zones d’ affleurement  ou à partir de points de perte de cours d’eau).
Qualité de l’eau  La minéralisation est généralement assez élevée (500 à 1000 µS/cm), à dominante d’ions hydrogéno-carbonate et calcium, et la dureté est assez élevée (25 à 30°F), soit une eau à tendance incrustante.
Problématiques/enjeux  Du point de vue quantitatif, les besoins pour l’agriculture ont entrainé depuis près de 30 ans une forte augmentation des prélèvements en eaux superficielles et souterraines, dans une région où ces ressources sont très sensibles aux périodes de sécheresse, ce qui peut être à l’origine en période d’étiage d’une baisse très forte du niveau des nappes , et d’un assèchement de nombreux cours d’eau. Du point de vue qualitatif, l’agriculture intensive développée en Champagne berrichonne a entrainé l’usage de fortes quantités d’engrais et de produits phytosanitaires, entrainant des pollutions dispersées et diffuses plus ou moins généralisées. La teneur en nitrates dans l’eau de la nappe dépasse souvent le seuil admis de 50 mg/l.

Vidéo/animation, secteur de la Champagne berrichonne

Nappe des grès du Trias

Contexte géographique et géologique

D’après « Aquifères et Eaux souterraines en France », article dédié au Berry ( F. Lelong)

La zone d’ affleurement  du Trias (secteur du Boischaut notamment) est un secteur vallonné couvert de bocages et de bois, consacré à la polyculture et à l’élevage ; il correspond aux assises le plus souvent gréseuses ou argileuses du Lias ou du Trias et il fait la transition avec les paysages de socle de la Marche et du Limousin.

Au Trias, après l’orogenèse hercynienne, une épaisse formation géologique, constituée de sédiments détritiques (arkoses, grès  et argiles) pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres, s’est déposée sur le flanc nord du Massif central en cours de pénéplanation, lors d’une transgression marine venue de l’Est.

Cette sédimentation s’est poursuivie au cours du Lias, avec des dépôts plus fins, épais de 100 à 300 m, à dominante argileuse, et quelques alternances de dépôts carbonatés d’origine lagunaire.

L’épaisseur du Trias est irrégulière, de l’ordre de quelques dizaines de mètres dans les zones d’ affleurement , elle augmente vers le Nord, avec son enfouissement sous la série jurassique.

Ces formations affleurent en bande étroite, sur une centaine de km, d’Ouest en Est, entre la vallée de la Creuse et celle du Cher, avec une épaisseur et une extension croissante vers l’Est.

Fiche d’identité

Caractéristiques/type d’écoulement  il s’agit d’un aquifère  de type poreux pour les passées sableuses, où l’eau s’accumule et s’écoule dans les interstices des sables. Dans le cas de passées gréseuses, la porosité de fissure serait prédominante. Les valeurs de perméabilité et de porosité sont rares ; de plus, l’hétérogénéité des méthodes d’évaluation et la dispersion des valeurs obtenues rendent difficile la valorisation de ces données.
Etat libre/captif La nappe est captive sur la grande majorité de la région Centre-Val de Loire, puisque le réservoir aquifère  triasique plonge vers le Nord et se trouve rapidement sous couverture peu perméable (Lias). Elle est artésienne  sur la plupart des captages profonds.
Sens d’écoulement La nappe s’écoule vers le nord, où elle devient rapidement captive, puisqu’elle « plonge » sous les formations géologiques d’âge plus récent. Dans sa partie libre, l’écoulement de la nappe peut être influencé par le réseau hydrographique (drainage par les cours d’eau).
Fluctuations piézométriques Dans le sud de la région, où la nappe est exploitée, il a été constaté ponctuellement une baisse du niveau piézométrique  sous l’effet de pompages.
Productivité   La productivité des forages est faible aux affleurements où l’épaisseur des sables est réduite, mais elle augmente avec la profondeur. A titre indicatif, des débits de 70 et de 160 m3/h ont été atteints dans le secteur de Châteauroux.
Prélèvements/usages En raison de la bonne protection de l’ aquifère , et sous réserve que la teneur (naturelle) en fluor ne soit pas trop élevée, l’eau de la nappe du Trias est exploitée pour l’alimentation en eau potable au sud du département de l’Indre. Elle est rarement exploitée pour l’agriculture en raison de sa productivité généralement faible dans les zones d’ affleurement , et du coût élevé pour atteindre la nappe , lorsqu’elle est située en profondeur.
Vulnérabilité  En domaine captif, la nappe est bien protégée des activités de surface par la couverture argileuse du Lias, alors qu’aux affleurements la nappe est très vulnérable.
Qualité de l’eau La composition chimique de l’eau est très variable, traduisant la complexité des circulations et en fonction de la profondeur de la nappe . Dans la partie affleurante au Sud, l’eau est généralement peu minéralisée, avec des teneurs élevées en fer, et parfois avec la présence d’arsenic et de fluor. Dans les secteurs où cette nappe est libre, on constate localement l’augmentation des teneurs en nitrate (20 à 30 mg/l aux environs de la Châtre et de Fougerolles notamment). A grande profondeur, l’eau devient salée et chaude.
Problématiques/enjeux Les enjeux associés à cette nappe dans le Sud de l’Indre et du Cher sont les mêmes que pour les autres nappes libres (dégradation de la qualité de l’eau, risques de surexploitation).
Sur la majeure partie de la région, la nappe est profonde et l’eau est caractérisée par une salinité élevée qui la rend impropre à la consommation. La nappe constitue donc principalement une ressource potentielle pour un usage géothermique (basse énergie). Dans le département du Loiret, un projet géothermique engagé au début des années 90 au Sud d’Orléans, n’a pas pu aboutir en raison de difficultés de réinjection dans l’ aquifère , des eaux prélevées. Les avancées techniques devraient permettre à l’avenir d’envisager un développement de la géothermie exploitant le réservoir aquifère  du Trias, notamment dans le Loiret et le Loir-et-Cher.

Vidéo/animation - secteur de St-Amand-Montrond