Au Nord de Thionville, apparaît à l’Hettangien supérieur, une formation gréseuse, lenticulaire, le grès d’Hettange auquel succède plus au Nord, le grès du Luxembourg.
Caractéristiques géologiques
Le réservoir est constitué par des calcaires très gréseux et des grès à ciment calcaire avec de fréquentes récurrences marneuses. Le stratotype du Grès d’Hettange est situé à Hettange-Grande (Moselle), où n’affleure que la partie supérieure de l’étage sous un faciès gréseux.
La stratigraphie se présente comme suit :
- Zone à Schlotheimia angulata : gréseuse vers Sedan, marneuse en Belgique, sableuse à Metzert et dans le Luxembourg et Hettange, marneuse et marno-calcaire en Lorraine ;
- Zone à Alsatites liasicus ;
- Zone à Psiloceras planorbis : elle existe en Belgique, au Luxembourg, à Hettange mais pas dans le Sud. Marneuse partout, sauf vers Muno en Belgique où elle est un peu gréseuse.
Les grès d’Hettange dans le secteur oriental peuvent être divisés en quatre couches qui sont de bas en haut :
- une zone intermédiaire inférieure, formée d’une alternance de bancs calcaréo-gréseux et d’intercalations marneuses fortement sableuses. Sa puissance moyenne est de 20 m.
- la base du grès pur avec le banc fossilifère. Ce banc semble toutefois n’avoir qu’une extension locale (zone à Schlotheimia angulata).L’épaisseur moyenne est de 2 - 3 m.
- une zone de grès proprement dit d’une épaisseur de 10 - 20 m.
- la zone intermédiaire supérieure est une alternance de petits bancs calcaires fortement gréseux et de marnes sableuses. Cette zone renferme des Ariétites rotiformis caractérisant déjà le Sinémurien inférieur. L’épaisseur moyenne est de 20 m.
Caractéristiques géométriques
L’ensemble plonge régulièrement vers l’Ouest dans la région de Thionville-Luxembourg, vers le Sud-Ouest dans la région de Montmédy - Sedan - Mézières. Au Nord, l’extension du réservoir est interrompu par une limite d’érosion ; au Sud, le faciès gréseux disparaît au profit des calcaires à gryphées. La limite Sud du réservoir passe au niveau de Thionvillle, de Verdun puis remonte vers le Nord-Ouest à l’Est de Reims.
Le substratum de l’aquifère est constitué soit par le socle dévonien dans les Ardennes, soit par les Argiles de Levallois du Rhétien. Ce substratum s’enfonce progressivement vers le Sud. Le toit est formé par un complexe de calcaires argileux ou d’argiles peu perméables du Sinémurien.
Les puissances sont très variables selon la région et selon le faciès rencontré. L’épaisseur maximum de 100/110 mètres est rencontrée dans le secteur de Longwy et dans une zone délimitée par Montmédy, Sedan et Mézières.
Ce système est morcelé par des failles d’importance régionale de direction Nord-Est/ Sud-Ouest et un rejet variable, 25 mètres pour Audun-le-Roman, 300 mètres pour Koenigsmacker. Elles sont présentes principalement à l’Est et soulignent le Synclinal du Luxembourg.
Les principales failles sont les suivantes :
- la faille de Mercy - Audun-le-Tiche
- la faille d’Audun-le-Roman
- la faille d’Hettange-Grande
- la faille de Koenigsmacker
Caractéristiques hydrogéologiques
Cette nappe est alimentée par ses larges affleurements au Luxembourg.
Les directions d’écoulement sont Ouest- Sud-Ouest dans la région de Montmédy, Sud près de Longwy et Sud-est au Nord de Thionville. La nappe est artésienne dans les secteurs de Montmédy, Longwy et Thionville.
Propriétés hydrodynamiques
La perméabilité varie en fonction de l’épaisseur du recouvrement. Elle est faible dans le secteur de Longwy sous une couverture de 300 m (k=8.10-7 m/s). Elle atteint la valeur de 1,6.10-5m/s dans le secteur d’Hettange où affleurent les grès .
La transmissivité de l’aquifère est meilleure à l’Ouest (10-3 m2/s) qu’à l’Est (10-4 m2/s).
Le débit spécifique varie peu dans la partie Est du réservoir, de 1 à 1,7 m3/h/m.
Dans la zone ardennaise, il est largement supérieur, de 4 à 8 m3/h/m.
Les débits ponctuels obtenus sur les forages d’exploitation sont compris entre 20 et 50 m3/h au Nord de Thionville, entre 50 et 60 m3/h à Montmédy et entre 50 et 100 m3/h dans les Ardennes.
Qualité des eaux
Les eaux sont de minéralisation moyenne, bicarbonatée calcique dans les Ardennes ou bicarbonatée calcique et magnésienne (Montmédy) et parfois sulfatée sodique (Longwy).
Dans le fossé de Thionville, elles sont souvent très minéralisées avec de fortes teneurs en sulfates, chlorures et fer.
Bibliographie
- Bouly S. (1977) - Les ressources en eau des Grès du Luxembourg. Document ENSG.
- Chalumeau.G., Martin.G. (1973)- Étude hydrogéologique du grès d’Hettange en Lorraine. Rapport BRGM/73-SGN-434-SGAL. 45 p.
- Le Nindre Y.M. (1995) – Synthèse cartographique à 1/250 000e des réservoirs aquifères du bassin Rhin-Meuse. Rapport final BRGM/RR-38618-FR, 36 p., 7 fig., 11 tabl.
- Maïaux C. (2006) - Aquifères et eaux souterraines en France, Ouvrage collectif sous la direction de Jean-Claude Roux, BRGM Éditions, 2006. Tome 1. page 306.
- Mégnien C. (1980) - Synthèse géologique du bassin de Paris. Volume 1. Stratigraphie et paléogéographie. Mémoire BRGM n°101.
