Synthèse hydrogéologique et structurale des aquifères du Vezelin et des plateaux de Bourgogne ouest et sud-ouest (Yonne)

L’objet de ce rapport était de déterminer les ressources permettant de diversifier l’alimentation en eau dans le département de l’Yonne.

Contexte de l’étude

L’objectif de cette étude était :

  • De réaliser un bilan des ressources en eaux souterraines au niveau des aquifères du Vézelien et des plateaux de Bourgogne ouest et sud-ouest,
  • Déterminer les possibilités de captages moyennement profonds susceptibles de fournir une eau de bonne qualité.

Le domaine étudié porte sur un territoire s’étendant au sud d’Auxerre jusqu’aux confins du département : d’une part entre l’Yonne et la limite d’affleurement   des calcaires du portlandiens au nord-ouest, et d’autre part entre l’Yonne et la Cure.

Domaine concerné par l'étude (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)
Domaine concerné par l’étude (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)

Géologie rencontrée

La zone d’étude de ce projet présente plusieurs formations géologiques à l’affleurement  . Les formations sédimentaires s’enfoncent vers le centre du Bassin Parisien avec un pendage moyen faible (environ 3%). On y distingue :

  • Le socle du Morvan,
  • Les premiers terrains sédimentaires transgressifs silicifiés (épaisseur environ 10m),
  • Les calcaires et marnes du Lias (épaisseur : 20 à 30 m),
  • Les marnes détritiques du Lias Moyen (épaisseur d’environ 68 m), avec les calcaires à Gryphées géantes à leur sommet (épaisseur environ 3 m),
  • Les marnes à Belemnites du Lias supérieur (épaisseur environ 80 m),
  • Les calcaires à entroques du Bajocien inférieur (épaisseur environ 5 à 10 m),
  • Les marno-calcaires bathoniens (Bathonien inférieur) (épaisseur environ 60 m),
  • Les calcaires Bathono-Callovien (épaisseur de 75 à 100 m),
  • Les calcaires à chailles de l’Oxfordien moyen (épaisseur comprise entre 5 et 15 m),
  • Le complexe des calcaires récifaux de l’Oxfordien supérieur (épaisseur de 75 m environ),
  • Les calcaires oxfordiens (sommet de l’Oxfordien supérieur) (épaisseur environ 50 m),
  • Les calcaires du kimméridgien moyen et supérieur (épaisseur comprise entre 20 et 80 m)
  • Les calcaires du Barrois (Portlandien) et marginalement les calcaires du Valanginien, et de l’Hauterivien (épaisseur comprise entre 40 et 115 m),
  • Les marnes barrémiennes (épaisseur entre 10 et 35 m),
  • Les sables et argiles panachés (Barrémien supérieur, Aptien, Albien inférieur) (épaisseur entre 45 et 85 m),
  • Les sables de l’Albien (Albien moyen) de la butte-témoin d’Auxerre (épaisseur environ 20 m)
Coupe géologique de la zone d'étude du nord-nord-ouest vers le sud-sud-est (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998) -  voir en grand cette image"
Coupe géologique de la zone d’étude du nord-nord-ouest vers le sud-sud-est (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)

Les différents aquifères de ce territoire

Les calcaires rencontrés, au sein d’une alternance avec les marnes et les argiles, peuvent être répartis en cinq grandes classes lithologiques selon une nature aquifère   décroissantes. Cette qualité a été évaluée, pour une épaisseur unitaire de formation, par la porosité   des fissures et du degré de karstification conditionnant la perméabilité  . Ces classes sont :

  • Les calcaires grenus (oolithiques) massifs du Bathono-Callovien,
  • Les calcaires récifaux massifs (polypiers) de l’Oxfordien moyen et de la base du Kimméridgien inférieur,
  • Les calcaires organo-détritiques (à entroques) du Bajocien inférieur, et coquillers du Lias inférieur et moyen,
  • Les calcaires fins, massifs ou lités du Kimméridgien inférieur et du Portlandien,
  • Les calcaires fins, plus ou moins argileux (sommet de l’Oxfordien supérieur) ou plutôt argileux du Kimméridgien supérieur.

Dans l’extrême sud-est, le granitique fissuré, et arénisé ou recouvert de terrains fissurés de la base de la couverture sédimentaire transgressive peut présenter un intérêt local, alors qu’en bordure nord-ouest les sables et argiles panachés de la limite Jurassique-Crétacé ne contiennent ne sont que médiocrement aquifères.

Réserves brutes évaluées par réservoir aquifère et par unité hydrogéologique (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)"
Réserves brutes évaluées par réservoir aquifère et par unité hydrogéologique (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)

La principale porosité   de ces aquifères est une porosité   de fissures. Celle-ci a été évaluée dans cette étude à l’aide de photos aériennes sur certaines zones prioritaires notamment concernant les besoins en eau (centre et est du territoire étudié). Les zones concernées par l’affleurement   des aquifères calcaires oxfordiens et kimméridgien et l’analyse structurale du secteur de Druyes-les-Belles-Fontaines ont montré la présence de fractures multidirectionnelles, méridiennes et NE-SW d’une part, et orthogonales à celles-ci d’autre part, ainsi qu’une possibilité de karstification à leur croisement.

Les principaux axes des écoulements souterraines répartissent selon les deux types de directions ci-dessus au regard des traçages connus et réalisés antérieurement à cette étude sur le territoire. La gamme des vitesses d’écoulement variant de 50 à 300 m/h.

Suggestion des zones exploitables pour l’eau potable

  • Les calcaires Bathono-calloviens et à chailles en utilisant leur réserves brutes (épaisseur mouillées d’environ 130 m) dans les deux fossés d’effondrement SSW-NNE :
    • Celui de la vallée de l’Yonne entre Coulanges-sur-Yonne et Mailly-le-Château s’étendant sur environ 4 km en rive gauche,
      Secteurs favorables à la recherche d'eau par sondage à Mailly le Château (Zone ouest) (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)"
      Secteurs favorables à la recherche d’eau par sondage à Mailly le Château (Zone ouest) (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)
    • Celui de Bazarnes-Courson-les-Carrières, Druyes-les-Belles-Fontaines, avec surtout le site de la source   de Druyes a priori favorable à des forages, et en considérant des contextes environnementaux boisés pour éviter les pollutions agricoles diffuses.
      Relation entre les indices de fracturation tectonique et les sources à Druyes les Belles Fontaines (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)"
      Relation entre les indices de fracturation tectonique et les sources à Druyes les Belles Fontaines (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)
  • L’aquifère   des calcaires du Kimméridgien inférieur à Escolives-Sainte-Camille dans la plaine du Saulce, qui constitue un site favorable utilisé notamment pour l’AEP d’Auxerre. Toutefois, il faut indiquer que compte tenu des problèmes de teneurs en nitrates des eaux captées, il pourrait être utile de considérer le même aquifère  , épais de 40 m, sous recouvrement au nord-ouest d’une ligne Commercy, Lainsecq, Thury, Taingy, Molesme, Charentenay, Migé, Val-de-Mercy, Jussy.
    Secteurs favorables à la recherche d'eau par sondage à Val de Mercy et Charentenay (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)"
    Secteurs favorables à la recherche d’eau par sondage à Val de Mercy et Charentenay (CORNET.J., JAUFFRET.D., 1998)
  • Il est également intéressant de noter, sur la bordure nord-ouest de la même unité, dans la vallée de l’Ouanne à Leugny, les performances de l’aquifère   calcaire   du sommet de l’Oxfordien. En effet, cet aquifère   immédiatement sous-jacent à celui du Kimmeridgien inférieur a fait l’objet d’un forage   de recherche, qui a fourni un débit   artésien de 100 m3/h environ.
  • Il est fait également mention dans ce rapport d’aquifères inexploitées ou très faiblement exploitées car mal connus et/ou présentant qu’un intérêt très local : dans la vallée de la Cure à l’amont de Pierre Perthuis et a l’ouest de Domecy-sur-Cure dans les calcaires liasiques profonds d’une part et dans le socle et les terrains silicifiés d’autre part.

Qualité des eaux souterraines observées sur le territoire d’étude

Une analyse de teneurs en nitrates dans les eaux souterraines a été réalisée dans le cadre de cette étude à partir des données ARS sur les captages AEP (données de 1991-1992) et à partir de 75 mesures réalisées par le BRGM à l’époque (1993). Ces dernières ont mis en évidence :

  • Des teneurs élevées, supérieures à 40 mg/l et même 50 mg/l sur la moitié ouest du territoire étudié où le taux de boisement est faible et occupé essentiellement de grandes cultures,
  • Des teneurs faibles inférieures à 25 mg/l et quelques fois même à 10 mg/l, sur la moitié est où le taux de boisement est important.
  • Il semble donc que les aquifères à nappe libre   présentent ou non des teneurs en nitrates selon l’occupation des sols essentiellement.

Conclusion

Cette étude, après une analyse poussée de la géologie et de l’hydrogéologie, propose plusieurs aquifères dont le réservoir et la productivité sont assez importants pour l’exploitation en eau potable. En parallèle, une étude de la qualité des eaux montre que ces aquifères au niveau de certaines zones (occupées par l’agriculture) présentent de fortes concentrations en nitrate.
Du fait de la présence de ces nitrates, il est conclu que l’exploitation de ces aquifères devrait se limiter au niveau des zones boisées, ou nécessitent de solliciter les ressources profondes quand ces aquifères sont recouverts par des formations protectrices plus ou moins épaisses.

Bibliographie

CORNET.J., JAUFFRET.D. (1998), SYNTHESE HYDROGEOLOGIQUE ET STRUCTURALE DES AQUIFERES DU VEZELIEN ET DES PLATEAUX DE BOURGOGNE OUEST ET SUD-OUEST (YONNE) - BRGM/RR-38524-FR - 232 p. 2 vol., 4 cartes

P.S.

Des données acquises depuis cette étude sont susceptibles de compléter ou mettre à jour certaines données en matière de fonctionnement hydrogéologique des aquifères et de qualité des eaux souterraines.

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