BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALB.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60

Compte rendu d'étude

des "Sables de Lussagnet"

traversés par le forage de Juillan 1

Hautes Pyrénées

par

Jean ROCKE

Service géologique régional MIDI - PYRÉNÉES

avenue Pbrre-Georges-Latécoère, 31400 Toulouse - Tél.: (61) 52.12.14

N° 75 SGN 138 MPY . 7 MAI 1975

R E S U M E

La formation détritique des "Sables de Lussagnet" renferme

une nappe aquifère. A l'aplomb de la ville de Tarbss où elle atteindrait

2 000 m environ de profondeur correspondant à une température de l'ordre de

78°c, une exploitation géothermique serait possible.

Afin de préciser nos connaissances au plus près de cette ville

et d'étudier les variations éventuelles de faciès et d'épaisseur susceptibles

d'affecter cette formation, on a profité de l'exécution par la société Shell-

rex d'un forage profond implanté à Juillan à 5 km au Sud Ouest.

La formation détritique a bien été recoupée ; l'épaisseur cumu-

lée des horizons aquifères s'élèverait à 86 m environ dont 58 m seraient cons-

titués de sables fins à moyens, dont la porosité serait de l'ordre de 20 %.

Cet ouvrage confirme également les estimations de profondeur et

donc de température.

L'existence d'une série détritique analogue est probable à l'a-

plomb de Tarbes. Une exploitation géothermique de cette nappe peut donc être

raisonnablement envisagée.

TABLE DES PLANCHES

Planche 1 - Esquisse lithologique et isohypses du mur des "Sables de

Lussagnet" dans le bassin de Tarbes à 1/100 000

Planche 2 - Tableau synoptique des diagraphies au droit des "Sables de

Lusaagnet" ". •-

Planche 3 - Courbes granulométriques

— o O o —

TABLE DES MATIERES

Résumé

Table des matières

Table des planches

Introduction - But de l'étude

Déroulement de l'étude

Coupe géologique - Lithologie

Caractéristiques des terrains aquifères

Thermométrie

Conclusions relatives aux possibilités géothermiques

de Tarbes

— o O o —

Compte rendu d'étude

des "Sables de Lussagnet"

traversés par le forage de Juillan 1

Hautes Pyrénées

Introduction - But de l'étude

A la demande de M. le Préfet des Hautes Pyrénées, le B.R.G.M.

a procédé, à l'occasion de l'exécution d'un forage de recherche d'hydrocar-

bures par la société Shellrex à Juillan, à une étude particulière de là forma-

tion des "Sables de Lussagnet".

^Cette formation détritique renferme dans la partie centrale du

•Bassin Aquitain une nappe aquifère qui est notamment exploitée à Nogaro (Gers)

et Geaune (Landes) pour l'alimentation en eau potable de syndicats.

Elle se trouve à une profondeur variable': les forages profonds

exécutés pour la recherche d'hydrocarbures et les études géophysiques permet-

tant d'en connaître la morphologie. Dans la région de Tarbes, elle se présente

sous la forme d'un bassin, la ville même de Tarbes se situant à l'aplomb de

la partie la plus profonde, de l'ordre de 2 000 m.

Dans de telles conditions, compte tenu d'un gradient géothermi-

que de l'ordre de 3,3°c /100 m et d'une température moyenne en surface de 12°c,

'la température de l'eau de cette formation serait d'environ 78°c.

Une utilisation géothermique est donc envisageable.

Les "Sables de Lussagnet7' recoupés par une quinzaine de forages

sont relativement homogènes. Des variations d'épaisseur et de composition li-

thologique sont cependant possibles. Ainsi il a pu être envisagé plusieurs

interprétations des terrains traversés par le forage de Calavante 1 implanté

£ 8 km au Sud-Sud Est de Tarbes dans une position structurale analogue (2 250 m

de profondeur)*

* Voir rapport B.R.G.M. n° 74 SGN 238 MPY "Etude préliminaire des possibilitésgéothermiques de la région de Tarbes.

- 2 -

Il s'avérait donc nécessaire d'obtenir, au plus près de Taj/bes,

une confirmation de la qualité de ce réservoir et de sa profondeur.

L'occasion d'une telle étude s'est présentée avec la réalisation

par la société Shellrex du forage de Juillan 1 implanté à 5 km au Sud Ouest

en un point de coordonnées :

X = 412,90 (cf. planche 1)

Y = 103,05

Z = 318,91 (323,15 pour les mesures de' " profondeur)

Déroulement de l'étude

Celle-ci devrait comprendre deux phases :

- le recueil d'échantillons et de toutes les informations utiles, lors des

•opérations de forage dans les "Sables de Lusságnet".

Du 21 au 25 janvier 1975, le forage a été ainsi suivi par un

ingénieur et deux techniciens de 1 376 m a l 624 m de profondeur.

- une synthèse de renseignements précédents et de ceux déduits des opérations

de diagraphie. Les enregistrements de celles-ci nous ont été communiqués

par la société Shellrex, le 2 mai 1975.

y Nous remercions ici cette société pour, les facilités accordées

au cours de cette étude. • ' .

Coupe géologique - Lithologie

L'interprétation des différentes données en notre possession,

permet d'établir la coupe géologique suivante :

- de (1 376) à 1 495 m : Formations molassiques

- de 1 495 à 1 548 m : "Sables de Lussagnet"

- de 1 548 à 1 606 m : "Grès à Nummulites"

- de 1 606 à (1 624 m) : Eocène marin.

- 3 -

Fo£m¿tjLoiis_mola.s£Íques_ (1 376) à 1 495 m

. Elles se présentent sous un faciès bien connu sur l'ensemble

du Bassin Aquitain : marnes et marno-calcaires jaunâtre à gris clair, silteux,

associés à des horizons de calcaires finement gréseux, parfois coquilliers

(1 480 m) ou de grès fin calcareux. Des traces de lignite ont été relevées à

partir de 1 435 m.

Il s'agit de dépôts d'origine continentale quasi imperméables.

J\Sjibles_ de_Lussagn_et^ 1 495 à 1 548 m

Constitués d'une alternance de passées détritiques et argileuses,

ils sont bien caractéristiques.

De façon analogue aux coupes observées dans les autres forages

du bassin de Tarbes (à l'exception de celui de Calavante 1), on peut y distin-

guer, d'après l'importance plus ou moins grande des éléments détritiques par

rapport aux intercalations argileuses, trois horizons :

- de 1 495 à 1 502 m : sables

de 1 502 à 1 517 m : argiles à passées sablo-gréseuses

' - de 1 517 à 1 548 m : sables.

Ces coupures sont nettement visibles sur les enregistrements dia-

graphiques et particulièrement celle du "gamma-ray" (cf. planche 2).

Des échantillons de sables remontés par le fluide de circulation

et prélevés en tête de l'ouvrage ont fait l'objet d'une étude granulometrique

(cf. planche 3). Il s'agit de sables fins à moyens, les éléments grossiers

étant peu abondants : les éléments de taille au moins égale à 2 mm ne repré-

sentent que 25 % au plus, du poids de chacun des trois échantillons. La repré-

sentativité de tels échantillons n'étant pas assurée en raison du brassage

subi lors de leur remontée, ces indications ont une valeur relative.

"(ïrçaS_à_Nummulites_11 1 548 à 1 606 m

Cette formation ainsi nommée en raison de la présence de Nummu-

lites (observée dans le forage à partir de 1 563 m) a été régulièrement recou-

pée par les forages de la région de Tarbes, sous les "Sables de Lussagnet".

- 4 -

Elle s'en distingué parfois difficilement en raison de la présence du faciès

également gréso-sableux à intercalations argileuses, et l'ensemble a pu êtreHT

souvent regroupé tel dans le forage voisin d'Ossun 1

V*

•L'étude des diagraphies (cf. planche 2) permet d'y distinguer

les horizons suivants :

- d e 1 548 à 1 569 m : Alternance de grès et d'argilemarneuse

- de 1 569 à 1 576 m : Sables

- d e 1 576 à 1 593 m : Alternance de grès et d'argilemarneuse

- de 1 593 à 1 606 m : Sables devenant argileux à la base.

^ 606 à (1 624 m)

Cette série qui n'a été présentement reconnue que sur 18 m,

atteint plus de 1 000 m d'épaisseur dans le bassin de Tarbes. Il s'agit de

dépôts essentiellement marneux associés à des bancs de grès fin à moyen, tel '

celui reparable sur les diagraphies de 1 616 à 1 623 m.

Caractéristiques des terrains aquifères

En ce qui concerne JL'épaisseur des horizons détritiques de na-

ture franchement sableuse, leur épaisseur cumulée s'élève à 58 m :

. 38 m pour les "Sables-de Lussagnet" (1 495-1 502 m et1 517-1 548 m)

20 m pour les "Grès à Nummulites" (1 569-1 576 m et1 593-1 606 m)

Dans'5'ces horizons, la deflection de la courbe de P.S. atteignant

20 m vindique nettement la présence d'eau.

N.B. -Une telle indétermination semble exister au forage de Calavante 1 im-

planté dans le centre du bassin, à l'Est de Tarbes. L'étude de nouveaux documents

montre que la série gréseuse traversée de 2 253 à 2 390 m, attribuée aux "Grès

à Nummulites" serait directement surmontée par des dépôts appartenant aux For-

mations molassiques. La série marno-gréseuse de 1 942 à 2 253 m ne représen-

terait donc plus les "Sables de Lussagnet". Les grès traversés de 2 253 à

2 390 m, à grain moyen à grossier , peu consolidés seraient aquifères.

- 5 -

Cette épaisseur n'est pas limitative : il conviendrait d'ajouter

à ces horizons les passées sablo-gréseuses de 2-3 m intercalées dans les ar-

giles marneuses et le banc gréseux de 1'Eocène marin recoupé de 1 616 à 1 623 m.

Leur cumul, estimé à l'aide des courbes de P.S. et du Gamma-ray, atteindrait

28 m, soit au total §6_jn_;_

En ce qui concerne ]La_q^a^ijté_h¿dra^lique_de ces horizons, seul .-

un ordre de grandeur de la p_orosijte_ peut être donné. En effet, les diagraphies

(Sonic et Densité) fournissent des indications indirectes sans distinguer la

part de la porosité utile. La porosité ainsi obtenue est de l'ordre de 20 %, .

qui est une valeur convenable.

Thermométrie

-Aucune mesure précise de température n'était envisagée au droit

des formations traversées. ' .

Les températures maximales enregistrées au cours de phases suc-

cessives des opérations diagraphiques à 1 100 m et 3 300 m de profondeui ont

été respectivement de 46°c et 85°c. Par interpolation à partir de ces deux

valeurs, la température correspondante à 1 500 m de profondeur serait de 53°c.

En cours d'opération de forage, la température maximale du fluide

de circulation, mesurée sur le circuit de retour en tête d'ouvrage, a été at-

teinte à 1 520 m de profondeur : 53°c.

L'équilibre thermique entre le terrain et le fluide de forage

n'étant atteint dans aucune de ces mesures, les valeurs ainsi obtenues sont

données en fait pour information. *>

S

- Pour apprécier la température de façon plus exacte, il convien-

drait d'adopter un gradient géothermique de 3,3°c/100 m et une température

moyenne de sol de 12°c, soit pour 1 500 m : 61°c.

- 6 -

Conclusions relatives aux possibilités géothermiques de Tarbes

Les séries géologiques traversées par le forage de Juillan 1

à. 5 km au -Sud-Sud Ouest de Tarbes, sont analogues à celles reconnues sur

1'ensemble du bassin. Le Groupement "Sables de Lussagnet-Grès à Nummulites"

n'est affecté rpar aucune variation notable, défavorable ou non, de faciès et

d'épaisseur par rapport à ce qui avait en particulier été reconnu par le fo-

rage le plus proche : Ossun 1 à 8 km de Tarbes.

A Juillan 1, l'épaisseur cumulée des dépôts détritiques aqui-

fères s'élève à 86 m répartie sur 128 m (1 495-1 623 m). Les horizons

sableux qui constituent le meilleur matériau aquifère ont une épaisseur

de 58 m et sont constitués de sables fins à moyens dont la porosité serait

de l'ordre de 20 %.

"A Ossun 1, l'épaisseur cumulée des dépôts détritiques aquifères

est de 67 m répartie sur 103 m (1 005-1 108 m). Il s'agirait de sables

fins à grossiers.. • . ••

L existence d'une série détritique analogue.est probable à

1'aplomb de Tarbes.

En ce qui concerne sa profondeur, le forage de Juillan 1 a

confirmé les estimations précédentes (cf. planche 1) : le mur des formations

détritiques des "Sables de Lussagnet*' y serait compris, suivant les lieux,

entre 1 900 et 2 200 m correspondant à une température de l'eau de la nappe

de 71 à 81°c.

La productivité d'un forage captant une formation du type de

celle reconnue à Juillan, et transposable à Tarbes, ne peut être précisée.

Par analogie avec les résultats obtenus dans d'autres régions du Bassin Aqui-

tain, elle devrait être au moins de l'ordre de 100 m /h.

Jean ROCHE

Ingénieur E. N. S. G.

Ingénieur géologue au Service géologique

régional Midi-Pyrénées

iqué des diagraphies au droit .des

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