BRGM L'INTlIPIlll AU SillVICI DI LA T U M

Auteur : F. MERCIER-BATARD

Nô rapport : R 31303 AUV 4S 90

LE MONT DORE (PDY DE DOME) SOURCES Dû GRAND BÄRBIER

HYDROGEOLOGIE CONCEPTION D'OUVRAGES DE CAPTAGE

BRGM - AUVERGNE Compui univ«r*îtair* d«t C«i«oux • B.P. 186 24, evtnv« d«* Londai« - 43174 Awbi*r« c«d«x# Franc* Til.: (33) 73.26.24.31 - T*l6copi««r : (33) 73.27.10.91

LE MONT DORE - (PDY DE DOME) SOURCES Dû GRAND BARBIER

HYDROGEOLOGIE - CONCEPTION D'OUVRAGES DE CAPTAGES

par F. MERCIER-BATARD

R 31303 AOUT 1990 AUV AS 90

R E S U M E

Les 7 captages du Grand Barbier sur la commune du Mont-Dore constituent une ressource en eau très intéressante par son débit et sa qualité. Cependant ces ouvrages datent des années 1900 et ne répondent pas aux normes actuelles en matière de protection sanitaire de la ressource.

A la demande de Monsieur le Maire du Mont-Dore, une étude hydrogéologique du site a été réalisée. Les eaux du Grand-Barbier sont issues de ponces et cendres trachytiques. L'extension de cet aquifère n'est pas déterminé.

Un schéma de circulation des eaux est proposé, mais compte-tenu de la méconnaissance des terrains en profondeur, des sondages de reconnaissance sont nécessaires préalablement à 1 'exécution d'un forage d'exploitation répondant aux critères de sécurité sanitaire.

SOMMA I R E

Pages

1 - INTRODUCTION 1

2 - DESCRIPTION DES CAPTAGES DU GRAND BARBIER 3

3 - HYDROGEOLOGIE DU SITE DU GRAND BARBIER 8

3.1 - Géologie 8

3.2 - Photogéologie 8

3.3 - Chimie des eaux 15

3.4 - Gisement des sources du Grand Barbier 17

4 - CONCEPTION D'OUVRAGES DE CAPTAGE 18

4.1 - Reconnaissance préalable 18

4.2 - Ouvrage de captage 18

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Réseau d'adduction des sources du Barbier à 1/5 000 2

Figure 2 : Extrait agrandi de la carte à 1/50 000 de Bourg Lastic 4

Figure 3 : Carte structurale du "Massif Central" 9

Figures 4a et 4b : Coupes géologiques schématiques 10 et 11

Figure 5 : Bassin hydrologique des sources du Grand Barbier photo-aérienne 13

Figure 6 : Bassin hydrologique des sources du Grand Barbier échelle 1/25 000

Figure 7 : Schéma des captages 19

- 1 -

1 - INTRODUCTION

Les captages du Grand Barbier participent à l'alimentation en eau potable de la ville du Mont-Dore. Leurs débits ainsi que leur qualité ont permis d'envisager l'embouteillage de l'eau en tant qu'eau de source.

C'est pourquoi. Monsieur le Maire du Mont-Dore a demandé au BRGM AUVERGNE de faire le point des captages afin d'envisager un nouvel ouvrage répondant aux normes actuelles en matière de protection sanitaire de la ressource.

FIGURE»!

RESEAU D'ADDUCTION DES SOURCES DU BARBIER

Echelle l/ 5-000

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LEGENDE

J. i

(g)REGAR0 DE CAPTAGE

(REGARD DE'JONCTION

- 3 -

2 - DESCRIPTION DES CAPTAGES

Les captages du Grand Barbier sont au nombre de sept. Ils se situent pour six d'entre eux en amont de la route départementale 996 reliant le Mont-Dore au col de la Croix Morand et en contrebas de cette route pour le septième (figure 1). Leurs altitudes s'étagent de + 1220 m à 1270 m.

Ils ont été réalisés vers la fin des années 1900. Le réservoir de stockage est daté de 1908 et on ne possède pas de plan des captages. Les compte-rendus récents de visite (hydrogéologues agréés, Direction départementale de l'Agriculture, Services techniques de la ville du Mont-Dore) effectués de 1978 à 1989 et les travaux récents d'aménagements des abords des captages permettent de dresser les caractéristiques des ouvrages (planches photographiques).

SOURCE n" 1

Située en altitude, au Sud de l'ancien télésiège du grand Barbier, ce captage comporte une chambre de 2 m de profondeur. Un drain en PVC enfoncé à l'amont débitait dans une vasque en 1987.

SOURCE n" 2

Le captage n* 2, situé au Nord du télésiège, n'est pas visitable, en dehors de la chambre de captage. Un rapport de 1978 (DDA) fait état d'un aqueduc long d'une dizaine de mètres.

SOURCE n" 3

Il s'agit d'un captage situé en lisière amont d'un chemin forestier. Il possède un aqueduc droit d'une vingtaine de mètres de long.

SOURCE n" 4

Situé en bord de route, ce captage possède un aqueduc (galerie voûtée maçonnée selon la photo), long de 25 à 30 m obliquant vers le Sud, après 5 à 7 m rectilignes.

SOURCES n° 5 et 6

Il s'agit de deux drains de plus de 20 m de long, dont l'un est parallèle à la route et l'autre perpendiculaire.

SOURCE n" 7

Situé en aval de la route départementale, ce captage n'est pas utilisé actuellement.

EXTRAIT AGRANDI DE LA CARTE A l/50 000 DE BOURG LASTIC

FIGURE 2

Sb = Sancyite E(Sb) = Eboulis de Sancyite Echelle : l/30 000

>. := ' t»U.V--«,^'A-

il il- lr

• - 4

- 8 -

3 - HYDROGEOLOGIE üü SITE DV GRMD BMBIER

3.1 - GEOLOGIE

Le site du grand Barbier appartient à l'entité géographique et géologique du volcan du Sancy au sens large, c'est-à-dire comprenant le groupe du Sancy sens strict et le groupe adventif (définis par Ph. GLANGEAUD - 1919) auquel se rattache le Grand Barbier (figure 2).

La carte géologique simplifiée du "massif adventif" donne une idée de la variété des épisodes volcaniques (figures 3 et 4 - P. LAVINA - 1985).

Les captages du grand Barbier sont réalisés au niveau d'un trachyte (série saturée du Mont Dore) qui est représenté par des ponces et des cendres.

L'analyse chimique d'une ponce flammée de tufs de cendres et ponces, prélevée sur la route N 496 du Mont-Dore au col de la Croix Morand, en amont du ruisseau de la Tache, à l'altitude 1270 m (analyse 1983 in thèse P. LAVINA), montre qu'il s'agit de ponces trachytiques.

L'âge de ces ponces trachytiques, affleurant au ruisseau de la Tache, au télésiège du grand Barbier est antérieur au dome-coulée de la Pierre Blanche, daté à 0,46 _+_ 0,09 MA, qui les surmonte.

Une datation sur feldspaths alcalins (J.J. MENARD - 1979) (méthode K/Ar) leur donne un âge de 1,1 _+ 0,1 MA.

L'épaisseur de cette nappe de ponces a été estimée à 15 m, au niveau du ruisseau de la Tache ; l'épaisseur n'est pas reconnue au niveau des sources du Grand Barbier.

Le substratum sur lequel reposent ces cendres et ponces n'est pas identifié.

La coupe synthétique - in LAVINA - suggère que les ponces reposent sur des terrains volcaniques plutôt que sur le substratum cristallin (figures 4).

3.2 - PHOTOGEOLOGIE

L'étude des photographies aériennes du secteur du grand Barbier permet de définir le bassin versant des sources du grand Barbier. Ce bassin est estimé à 6,25 km2. Cependant, ce bassin hydrologique conditionne les écoulements de surface, tandis que le bassin hydrogéologique, qui peut être différent en étendue, conditionne les écoulements souterrains. Rappelons que c'est le bassin hydrologique qui a été pris pour définir le périmètre de protection des sources du Grand Barbier (figures 5 et 6).

Figure 3

Saint-Ro"bert

F-¿g.¿7 : CcuUt ¿.ÍMILCXIVIOZÍ du. "Ma¿¿¿6 Advznt¿¿"

(i) = Volcanisme du Mont-Dore; (2) à (6) = Volcanisme du Massif Adventif; (2) = Basalte; (3) = Trachy-basalte (Composition d'hawaiite); (4) « Tra-chyandésite basique (Composition de Mugéarite); (5) et (6) = Produits d'éruption de type péléen : extrusions' (£) et nuées ardentes associées (5) (6) = Trachyte ou Trachyandésite hétérogène.

in P. LAVINA - 1985

(i) • Oranito a blotite du Chambón| (2) - Ponoea rhyolitlouea (2a) du Complexa intermédiaire (P. VINCENT, 1979), et ponces traohytiijuea (2b) de type Rioubea Haut ?| (3) - projeotiona (3*) phrdatomagmatiquea et (3b) atrombollennaat _

Í4) - extrusions et dépôts de NAP aasooléa (trachyandéaltea hdtérogfenea)5 5) s oouléea (traohyandáaites basiques) ;(f » phonolltea contemporaines du Volcan de l'Aiguiller (2 Ma, f̂ uiseoau de Suralna) et du volcanisme anté-nappes du Sanoy (0.9-1 Ha).

W Plateau de l'Angle Puy Barbier

<5)

1750 -,

1500

1250

1000

Le Capucin

La Dordogne

1 il

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Puy

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Puy da l'Angle Puy Surains

13 Elfe

H-3

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1750 -, Ra u de la Tache

1500

Puy Barbier Puy de l'Angle Puy Jumel RaudeSura¡ns

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Coup&& àttiAvzAA le. "Mcu>¿¿¿ Advznt¿¿"

Légendes :

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ECHANT. RHU96 H.ORDRE

REF

S102

A1203 Fe203 FeO M«0 CaO Na20 K20 T102 KnO P205 H20+ H20-

TOTAL

5

RN496

60.80 16.70 2.50 1.44

0.93 2.90 4.60 5.10 0.90 0.14

-3.62 1.02

100.65

N.ORDRE REF

Qz Or Ab An Co Ht lia Hetn

Ap Di(Wo) Di(En)

En

DI ALC FeOt NA/NA+K ¿Na20 éK20 éCaO A F M

5 RN496

7.90 30.14 38.92 9.86 0.00

2.49 1.71 0.78

" 0.00

1.89 :1.63 0.68

76.97 9.70

3.69 0.47

36.51 40.48 23.02 67.74

25.77 6.49

ANALYSES

3A

LI

RD

SR

CO

CH

CO

NI

ZN

5

595

30

160

490

60

20

•5

2:<

65

RN496 = Ponce flammée de tufs de cendres et ponces, sur la route NU96, du Mont-Dore au Col de la Croix-Morand, amont du Ruisseau de la Tâche, ait. 1270 m., analyse A 4236, 1983-

in P. LAVINA - 1985

BASSIN HYDROLCGIQUE DES SOURCES DU GRAND DARMER

FIGURE 5

Figure 6

BASSIN HYDROLOGIQUE DES SOURCES DU GRAND BARBIER

- 15 -

3.3 - CHIMIE DES EAUX

Les eaux captées au grand Barbier sont faiblement minéralisées. Ce sont des eaux de type bicarbonaté calcique et sodique.

Le suivi chimique sur un an (tableau page suivante) des six captages, montre une bonne stabilité des caractères chimiques, ainsi qu'une identité chimique pour les 6 captages.

Il faut cependant noter une certaine variabilité du bicarbonate et du nitrate, sans temps.

que l'on puisse noter de relation d'évolution dans le

28 -

HC03

24

20-

N03

-1.2-

-1

-0 ,8

- 0 6

en >co

CM O

en

CO

ID

o CO

en CO

o

n

en co

en co

o <—

o —

2 rsj

O en

o

o

o vpn

o

fNI

LE GRAND BARBIER

0,8 0,5 0,8 0,6 0,9 1.0 -

0,6 0,8 0,8 0,7 1,2 0,9 1,0

2,4 2,2 2.4 2,4 2,2 1.3 -

28,06 26,84 17,08 17,08 26,84 27,60 28,80

0,8 0,5 0,5 0,4 0,8 1,0 -

0,3 0,6 0,4 0,3 o,9 0,6 0,2

2,4 2,1 2,70 2,30 2,20 2,10 -

28,06 24,40 13,42 13,42 23,18 26,40 28,80

Date analyse Cl N03 SO* HC03 PO« Ca Mg Na

Source n* 1

2/05/89 0,8 0,6 2,4 28,06 0,12 4,2 1,7 3,7 0,7 8/06/89 13/07/89 12/10/89 22/11/89 10/01/90 22/03/90

Source n* 2

2/05/89 0,8 0,3 2,4 28,06 0,13 4,0 1,7 3,5 0,5 8/06/89 13/07/89 12/10/89 22/11/89 10/01/90 22/03/90

Source n* 3

2/05/89 0,6 0,8 2,4 26,84 0,13 4,2 1,8 3,5 0,5 8/06/89 13/07/89 12/10/89 22/11/89 10/01/90 22/03/90

Source n* 4

2/05/89 0,7 0,6 2,5 25,62 0,12 4,0 1,8 3,5 0,4 8/06/89 13/07/89 12/10/89 22/11/89 10/01/90 22/03/90

Source n* 5 et 6

2/05/89 0,9 0,5 2,0 24,40 0,13 4,0 1,6 3,4 0,4 8/06/89 13/07/89 12/10/89 22/11/89 10/01/90 22/03/90

0,6 0,5 0.5 0,4 0,4 0,9 -

0,8 0,4 0,4 0,2 1.0 0,5 1,0

2,4 1.8 32,0 2,3 1,6 2,2 -

26,84 23,18 29,28 15,86 24,4 26,4 22,80

0,7 0,6 0,6 o,4 0,6 1.0 -

0,6 0,5 0,5 0.2 0.7 0,6 1.3

2,5 2,1 2,5 2,5 2.9 3,3 -

25,62 23,18 23,18 24,4 24,4 35,38 22,8

0,9 0,5 0,8 0,5 0,7 0,9 -

0,5 0,3 0,2 0,2 0.5 0.5 0,8

2,0 1,1 2,4 2,4 2,8 2,8 -

24,40 19,52 17,08 20,74 23,18 26,4 21,60

- 17 -

3.4 - GISEMENT DU GRAND BARBIER

Les éléments en notre possession : géologie de surface, photogéologie, géochimie des eaux permettent de définir le gisement d'eau du grand Barbier comme suit :

- l'aquifère produisant l'eau du grand barbier est constitué de cendres et ponces trachytiques. Cette formation pourrait atteindre 15 m. Ces roches volcano-sédimentaires surmontent d'autres roches volcaniques non identifiées : autres projections volcaniques antérieures et le granite.

L'extension de cet aquifère n'est pas déterminée.

Une hypothèse de schéma de circulation souterraine de l'eau du grand Barbier pourrait être la suivante : infiltration en altitude : 1536 à 1200 m et circulation jusqu'à la base de la nappe de ponces et cendres qui serait un plancher imperméable.

Pierre Blanche Infiltation en altitude = 1536 à 1200 m ' j

- les débits recueillis actuellement sont de l'ordre de 400 m3/h, mais il s'agit d'une estimation. Le manque de données (précipitation, évapotranspiration, ruissellement) ne permet pas d'effectuer un bilan d'eau. Il est cependant permis de penser qu'en fonction de la pluviométrie élevée de la région et du type d'aquifère, des débits légèrement supérieurs puissent être obtenus.

- 18 -

4 - CONCEPTION D'OVWAGES DE CAPTAGE

Les captages anciens sont des galeries (figure 7) de quelques mètres de profondeur, de 10 à 20 m de long, creusées dans le sens de la pente ou perpendiculairement, maçonnées et remblayées. Récemment, les abords des captages ont été nettoyés et à nouveau remblayés partiellement, mais les excavations faites lors des fouilles de captage subsistent.

Ce type de captage peu profond et peu protégé en tête constitue un risque sanitaire pour la ressource en eau.

Le but des exploitants actuels étant d'assurer une protection maximum de la ressource, il est nécessaire de concevoir des captages différents.

L'ouvrage type serait un forage profond, tube et cimenté en tête, de manière à assurer une excellente protection sanitaire, éventuellement muni de drains rayonnants (figure 7) de manière à exhaurer un maximum d'eau pour un seul ouvrage.

Les caractéristiques techniques d'un ouvrage-type peuvent être établies, mais étant donné la méconnaissance de l'aquifère (profondeur, extension ), quelques forages de reconnaissance en petit diamètre permettraient :

- de connaître les caractéristiques de l'aquifère ;

- d'établir un programme de forage d'exploitation, en prenant en compte le fait que la ressource est actuellement embouteillée et doit être protégée pendant les travaux.

4.1 - RECONNAISSANCE PAR SONDAGES DESTRUCTIFS

Implantation : en amont des captages actuels

Sondages destructifs avec tubage (au nombre de 2 à 7) : - profondeur : 15 à 25 m - diamètre : 115 mm

Cahier des charges de forage (annexe 1)

Suivi géologique et hydrogéologique des sondages

4.2 - CAPTAGE PAR FORAGE

Selon le résultat des forages de reconnaissance, le forage d'exploitation serait un forage-puits ou un puits à drains rayonnants (figure 7). Le cahier des charges précis sera établi très précisément, mais un appel à candidature (marché public) peut être lancé par le maître d'oeuvre dès maintenant.

SCHEMA DES CAPTAGES

Figure 7

fouille. R

Captage par galerie

rt PK %

l y

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U A

Forage-puits

ÍP

y %

i ?

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FS A

Puits à drains rayonnants

- 20 -

A N N E X E 1

REALISATION DE SONDAGES DE RECONNAISSANCE AU MONT DORE (PUY DE DOME)

DOSSIER D'APPEL D'OFFRES

BUT DES TRAVAUX

Reconnaissance hydrogéologique des terrains du site des captages du grand Barbier (cf. plan figure 1)

L'aquifère capté est constitué de cendres et ponces trachytiques en place ou en éboulis, surmontant une autre roche volcanique;

COUPE GEOLOGIQUE PREVISIONNELLE

de 0 à 15 m : cendres et ponces trachytiques : matériau hétérogène pouvant comprendre des blocs dans une matrice de type argileux

de 15 à 25 m : roche volcanique de type cendre ou de type basalte

Le niveau d'eau se situe aux environs de 3 m.

CONCEPTION DU SONDAGE

L'objectif est d'effectuer une reconnaissance de la nature géologique des terrains et des fluides rencontrés à l'avancement.

Le but est d'acquérir les données nécessaires à la conception d'un ouvrage d'exploitation. Le diamètre de forage ne doit pas être inférieur à IIA mm.

- 21 -

MODE D'EXECUTION DES TRAVAUX

Des variantes pourront être proposées par les entrepreneurs en fonction des techniques qu'ils ont l'habitude d'utiliser (forage au marteau fond de trou à l'eau ou à l'air, avec ou sans tubage à l'avancement ou tubage perdu).

L'entrepreneur devra s'assurer de la possibilité d'accès de son matériel au site de reconnaissance.

Il conviendra de prendre les dispositions nécessaires pour éviter tout préjudice d'une manière irréversible aux captages existants, en particulier, on interdira l'emploi de produits colmatants et de boues de forage.

De même, l'entrepreneur devra respecter des consignes en matière d'hygiène (nettoyage de la machine et des outils à l'eau claire additionnée d'eau de javel avant mise sur site).

CONSIGNES DE SURVEILLANCE RELATIVES AUX TRAVAUX DE FORAGE

Les cuttings seront prélevés tous les mètres, à chaque changement de terrain et en fond de trou, en quantité suffisante (supérieure à 1/2 dm3 par échantillon). Ce prélèvement est à la charge de l'entrepreneur.

Toute perte de fluide devra être soigneusement mentionnée dans les rapports journaliers de chantier qui devront notamment comporter les cotes des pertes et les volumes en fonction du temps et de l'avancement du forage. En cas de pertes importantes (totales ou très fortes), l'entrepreneur devra les signaler immédiatement au maître d'oeuvre.

Tous les renseignements utiles à la bonne compréhension de l'exécution des travaux seront notés sur un carnet de comptes rendus journaliers de chantier, tels que :

- foration : profondeur atteinte, diamètre des outils, description sommaire des terrains traversés, caractéristiques du fluide (eau, boue), niveau du fluide à chaque reprise des travaux ;

- tubage : cotes diverses, composition de la colonne, type de tube et diamètres, cotes des crépines, informations concernant la cimentation.

- 22 -

RESPONSABILITE DE L'ENTREPRENEUR

Si, au cours des travaux d'exécution du forage, l'entrepreneur se trouvait dans l'impossibilité de mener à bien le forage commencé, par suite de défaillance du personnel et/ou du matériel de l'entrepreneur, il devra aussitôt en aviser le maître d'oeuvre, remédier à l'insuffisance du personnel, approvisionner le matériel nécessaire pour terminer les travaux et il sera tenu d'exécuter, dans les mêmes conditions, un nouveau forage identique à l'ancien à proximité de l'ouvrage abandonné, à l'emplacement qui lui sera indiqué par le maître d'oeuvre. Pour le règlement des travaux, il ne sera pas tenu compte de l'ouvrage abandonné.

REMISE D'OFFRE DE PRIX

Les prix unitaires de l'offre seront remis pour le 15 septembre 1990 en deux exemplaires :

- à la Mairie du Mont-Dore 63240 LE MONT DORE - au BRGM AUVERGNE BP 186 - 63174 AUBIERE Cedex

BORDEREAU DE PRIX

1 - Amenée et repli du matériel sur site

2 - Déplacement de site à site

3 - Foration de 0 à 15 m diamètre

4 - Foration de 15 à 25 m diamètre

5 - Plus-value pour tubage à l'avancement

6 - Tubage et cimentation de tête (3m maximum)

7 - Equipement crépine et plein et gravillonage extrados (équipement type piézomètre 50 mm)

8 - Fermeture forage

UNITE

F

U

ml

ml

ml

ml

F

QUANTITE PRIX UNITAIRE

PRIX TOTAL H.T

ENTREPRISES CONSULTEES

SIMECSOL 7, avenue Victoria - Résidence "les Lilas" 03200 VICHY tél. 70 98 41 46

SIC INFRA 13, rue Croix Foret 63430 PONT DU CHATEAU

DUGENIE La Croix - SAINT HILAIRE BONNEVAL 87260 PIERRE BUFFIERE tél. 55 00 60 45

FORASUD Quartier de Bagnol - BP 11 13127 VITROLLES ZI tél. 42 89 08 41

S.A.R.G. 22, rue du Recteur Pineau 86000 POITIERS tél. 49 56 61 23