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BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01
ETABLISSANTS ROUSSELOT A ISLE SUR SORGUE (84)
£> POTENTIALITES GEOTHERMIQUES-
CONTEXTE GEOLOGIQUE
par
G. VUROZÛV
Service géologique régional PROVENCE — CORSE
Domaine de Luminy - route Léon-Lachamp, 13009 MarseilleTél.: (91) 41.26.04 et 41.24.46
79 SGN 592 PAC MARSEILLE le 24 SEPTEMBRE 1979
- 3 -
ETABLISSEMENTS ROUSSELOT A ISLE SUR SORGUE (84)
POTENTIALITES GEOTHERMIQUESCONTEXTE GEOLOGIQUE
par
G. VUROZOy
79 SGN 592 PAC . MARSEILLE, le 24 SEPTEMBRE 1979
R E S U M E
Dans les perspectives" d'une éventuelle recherche d'eauchaude par forage, les Etablissements ROUSSELOT à ISLE-SUR-SORGUE ontdemandé au Bureau de Recherches Géologiques et Minières SGR ProvenceAlpes Côte d'Azur, de rédiger une synthèse géologique du secteur désignéet d'établir une coupe géologique et technique prévisionnelle d'un forage.
Après exposé du contente géologique régional,.on éta-blit la coupe prévisionnelle du forage, celui-ci, sous une couverturetertiaire de 2OO à 250 m. d'épaisseur, traversera le Crétacé inférieurcalcaire puis calcaro-marneux avant de pénétrer, dans les calcaires duJurassique supérieur (580 m d'épaisseur) qui constituent l'objectif.La coupe technique est déduite de ces données.
Ce rapport contient 14 pages et 4 annexes
II a été réalisé avec la collaboration de :
B. DELLERY géologue
J. ABDILLA Dessin
Ch. PAUC Secrétariat.
:et en prélude à une étude technico-économique de l'usage de l'eau chaude
géothermale.
- 5 -
TABLE VES MATIERES
Rtàumé. page. 31. - OBJET VE L'ETUDE . ?1. - SITUATION ET CAPRE VE L'ETUVE 73. - EXAMEW VES CONVITIONS REGIONALES VE
GISEMENT VES TERRAINS SUSCEPTIBLES VECONSTITUER L'OBJECTIF VE LA RECHERCHE S
4. - EXAMEW VES TERRAINS VE COUVERTURE MASQUANTLOCALEMENT LES RESERVOIRS ET VEVUCTION VESCONDITIONS VE RENCONTRE VE CES RESERVOIRSPAR UN FORAGE. 9
5. - LA SERIE CARBONATEE SOUS LA COUVERTURETERTIAIRE A ISLE SUR SORGUE 11
6. - VONNEES HWROLOGIQUES ET GEOTHERMIQUES SURLA SERIE CARBONATEE 12
'?. - ESTIMATION VU COUT V UN FORAGE ' 14S. - CONCLUSION . 7 5
„ . LISTE VES ANNEXES
Annexe 7. - Pote.nt¿aLU:e.¿> g<toth.2Jtm¿que¿ CadJie.Annexe 2 . - Pote.ntÁ,aLútí¿ ge.othoAm.qa.eA Coupe, da ioKage.
U dg
de. PERNES 1.Annexe. 3. - Co ape. ¿tAuctunaie.
Annexe 4. - VEVIS E¿tLmatL& d'an
- 7 -
7. - OBJET VE L'ETUVE
Dans la perspective d'une recherche d'eau chaude par forage,
les Etablissements ROUSSELOT à Isle-sur-Sorgue ont demandé au B R G M
une synthèse géologique du secteur et une coupe géologique et techni-
que prévisionnelle d'un sondage profond réalisé dans les limites de
l'emprise de l'usine. Les besoins thermiques (quantité, niveau de la
température) de l'usine ne sont pas examinés ici ; il apparait toute-
fois que l'énergie géothermale se prêterait assez bien aux méthodes
pratiquées par l'Usine ROUSSELOT.
L'étude qui suit fait la synthèse des données géologiques
existantes et en particulier de celles fournies par les travaux de
recherches pétrolières effectuées dans le secteur.
2. - SITUATION ET CAPRE VE L'ETUVE
L'Isle sur Sorgue est située à 2,5 km à l'Ouest de la Fon-
taine de Vaucluse, sur la rivière issue de la grande source vauclu-
sienns. La plaine des Sorgues correspond à une vaste couloir alluvial
orienté Nord-Sud, entre des reliefs peu accentués correspondant à des
dépôts d'âge tertiaire. Au delà vers l'Est, au-dessus de la Fontaine
de Vaucluse, s'élèvent brutalement à l'altitude 700- les Monts de Vau-
cluse.
La plaine des Sorgues n'est que la partie méridionale des
Plaines du Comtat qui correspondent à des dépôts alluvionnaires du
Bhône et de ses affluents, lors de leurs divagations au cours du Qua-
ternaire dans cette région topographiquement déprimée.
Ces dépôts alluvionnaires masquent, sur de très vastes é-
tendues (des Alpilles à Orange, de Nîmes à la Durance) les terrains
plus anciens ; ceux-ci comprennent les terrains récents (d'âge ter-
tiaire) d'une part, les terrains plus anciens (d'âge Crétacé et
- 8 -
Jurassique) d'autre part, qui constituent le substratum des premiers.
Ce substratum ante-tertiaire n'affleure qu'en pointements isolés. Pour
fournir des données sur la structure profonde dans le secteur consi-
déré (ISLE SUR SORGUE) on est donc contraint à l'étude structurale d'un
cadre beaucoup plus vaste.
3. - EXAMEM VES C0NV1T10NS REGIONALES VE G1SEMEMT VES TERRAINSSUSCEPTIBLES VE CONSTITUER L'OBJECTIF VE LA RECHERCHE
Dans les Plaines du Comtat les alluvions, en général peu
épaisses, reposent le plus souvent sur des terrains récents, â do-
minante argileuse, d'âge miocène ou pliocène. Quelques affleurements
très localisés de terrains plus anciens existent cependant dans la
plaine (buttes de Thouzon, de Caumont, de Cavaillon, d'âge crétacé
inférieur) .
En effet, le couloir rodanien ne s'est individualisé qu'à
la fin du tertiaire, au Miocène ; il correspondait alors à un golfe
d'une mer s'étendant au Sud de terres émergées constituées par des
terrains d'âge secondaire essentiellement calcaires avec une couver-
ture localisée de sédiments d'âge tertiaire (éocène et oligocène) où
les marnes alternent avec les calcaires. Les mouvements qui avaient
affecté cet ensemble datent du milieu du tertiaire (phase pyrénéo
provençale post-Eocène); ils étaient intervenus en deux phases (plis
simples, puis écaillages et chevauchements). Les directions sont E-W
(Alpilles, Lubéron, Ventoux).
A la fin du Tertiaire (Oligocène) se produisent des phé-
nomènes de distension et la formation de fossés d'effondrement. Les
directions sont SW - NE à l'Ouest du Rhône. Les effets surtout sen-
sibles dans cette région (rejets de 8OÖ m au Sud de la faille de
Nîmes), se poursuivent dans la vallée du Rhône (effondrement entre
la Montagnette et les Alpilles). A l'Est du fleuve, les grands acci-
dents en bordure d'effondrement sont dirigés N - S. (faille de Fon-
- 9 -
taine de Vaucluse). Mais entre la Montagnette et les Monts de Vau-
cluse, la couverture tertiaire et quaternaire masque presque complè-
tement la structure du substratum ante tertiaire rendant difficile
l'appréhension de la structure profonde dans le secteur de l'Isle
sur Sorgue. Les résultats des travaux (prospection géophysique-
sismique) exécutés dans le cadre de recherche pétrolière apportent
. don-nées-. &ur . cette. structure ; celles-ci seront examinées -plus loin.
En AZ&umz, dan¿> Hz ¿zctzuA dz V' l&lz-iuA.-SoAguz ¿ouAaltu.v¿on¿> dz ficUbZz zpcúAAzuA. zxÁÁtznt dz& £ZAA.CU.VU> d'âgz tz/vt¿cUAza^lzüÄxmt à pfioxinUXz Àmmzdlojtz [maA&l^ dz ?zhnz&) qui mcu>qazntunz ¿tAuctuAz pAo^ondz quz mzmz Z'zxamzn d'un tAZi, vaótz cadAz nJz-gíonai pznmzt di^-icJJizmznt dz
4. - EXAMEN VES TERRAINS VE COUVERTURE MASQUANT LOCALEME^f^ LESRESERVOIRS ET VEVUCT10N VES CONVÏTIONS VE RENCONTRE VECES RESERVOIRS PAR UN FORAGE.
Le Miocène (marnes et argiles grises, marnes sableuses)
affleure immédiatement au Nord de l'Isle sur Sorgue.
L'épaisseur totale de la série miocène peut dépasser 600 m .
mais les corrélations avec les affleurements de bordure montrent que
les marnes sableuses affleurant à l'Isle sur Sorgue n'appartiennent
pas au sommet de la série, se situant vers la base de la moitié su-
périeure .
Dans le massif de Pernes, à l'Est de Velleron,le Miocène
recouvre l'Oligocène (argiles et calcaires à lentille de gypse).
L'épaisseur de la série varie de 80 à 200 m ; au sud de
ce massif les plongements sont dirigés vers la plaine des Sorgues.
••- l o -
A Isle sur Sorgue,comme dans le massif de Pernes/l'Oligo-
cène est vraisemblablement fcrangressif directement sur le substratum
crétacé calcaire ; ce dernier affleure :
. A la butte_de_Thouzon : 2 km au NW d'Isle sur Sorgue.
D'après les pendages il s'agit d'un mouvement anticlinal
de direction WNW - ESE.
. A la_butte_de_Caumont : 3 km au SW d'Isle sur Sorgue.
Des accidents sensiblement N-S-affectent cette butte,'de
part et d'autre desquels les pendages sont dirigés NW à NE.
Un accident N - S ou SSW - NNE passe vraisemblablement
à l'Est de ces deux affleurements car, au NE de l'Isle sur Sorgue,
au Nord de Fontaine de Vaucluse (bordure occidentale des Monts de
Vaucluse), les affleurements crétacés dessinent un bombement anti-
clinal de direction SW - NE qui constitue le substratum du massif
oligocène de Pernes, avec un plongement d'axe en direction du SW.
Le forage pétrolier de Pernes (941.4.65) a touché le sub-
stratum calcaire crétacé sous l'Oligocène à la cote absolue - 8.
Les résultats de la prospection géophysique (sismique)
réalisée avant l'exécution de l'ouvrage ont montré un plongement de
la structure anticlinale ante tertiaire sous la plaine des Sorgues.
On doit donc s'attendre â rencontrer ce substratum crétacé, sous la
couverture tertiaire, vers la cote absolue - 200 à Isle sur Sorgue.
C'est ce qu1 indiquent les courbes bathyraétriques de ce substratum,
établies d'après les résultats de la prospection géophysique. (1)
(1) Au forage de Pernes, le substratum était attendu vers la cote- 150 et il a été rencontré à la cote - 8. Cependant l'inter-prétation des données brutes de prospection est moins complexesous la plaine des Sorgues que sous le massif de Pernes (couver-ture de plus faible épaisseur et lithologiquement moins hété-rogènes car comportant surtout du Miocène argilo-sableux).
- 11 -
En fil&umo., à VlbSLz-hun.-Soh.Quz -óouó la. couvzhXuh.z tzhtiaAxz
dz 200 à 250 m on doit ¿'attzndUiz à h.znconth.zh. ¿z pholongzmznt
vzu Iz Sud d'unz ¿th.uctunz antLcZLnatz a^zctant Iz iub¿th.atum cA.zta.cz
zt ayant un plongzmznt d'axz duilgz vzhA Iz Sud. Un accldznt dz dlnzc-
tlon WE-5W doit bzpojizh. czttz ¿tnuciunz dz czltz dlnlgzz Udl-SE vlàiblz
5. la. buttz dz Thouzon.
5. - LA SERIE CARBONATEE SOUS LA COUl/ERTURE TERTIAIRE A ISLE S/SORGUE
Lz¿ tzhAaln cAztaczi ¿ont QAbzntizllzmznt dz¿ cxsJLc.aLh.zi>
puù> dz¿> mannzb, Izuh. zpaÁA&zuh. pzut zth.z con&idzhablz > 1 500 m
l'objzctl{> z&t Iz luhaAbiquz qui z&t unz zpaÂAie. {iohjr.a,tLon
La série carbonatée a été traversée sur une grande épaisseur,
de 130 à 3 074 m soit 2 944 m , par le forage pétrolier Pernes l.Le Cré-
tacé inférieur est calcaire sur toute la partie supérieure (Barrémien-
Hautèrivien soit 1 695 m ) . • La base (Valanginien est marneuse (415 m ) .
Sous cette couverture marneuse le Jurassique supérieur
(Berriasien - Portlandien-Malm supérieur soit 834 m) est calcaire
sur 535 m , la base étant constituée de calcaires intercalées de marnes.
Le forage a été arrêté sur les marnes noires du Jurassique
moyen. C'est le début d'une série très épaisse. (1 OOO à 2 OOO m) à
dominante marneuse ("Terres Noires").
Un forage à l'Isle sur Sorgue traverserait, sous 200 m. en-
viron de couverture tertiaire, la même série crétacée-jurassique.
Si on ne disposait pas des résultats de la prospection géophysique
ayant précédé l'implantation du forage de Pernes, il serait diffi-
cile de dire sur quel niveau de cette série le Tertiaire est trans-
gressif en ce point. En effet, à Thouzon c'est le Valanginf.en (base
de la série crétacée) qui affleure mais à Caumont et Cavaillon c'est
le sommet (Barrémien).
(1) Kimmeridgien
- 12 -
Cependant la carte du toit de substratum tertiaire dessinée
d'après les résultats de la prospection géophysique montre un plonge-
ment régulier vers le Sud de la structure affectant ce substratum.
Il est donc très vraisemblable que le substratum serait touché au
même niveau qu'à Pernes (voir coupe Annexe 3 ) .
En tá6umí, on doit ¿'cuùtzndnz à I&le. ¿u/i So Ague, à
une. &é.nÂ.e. ¿ficutLgiapkiquz tKQA vo¿¿¿ne. de. celle. tiívWLe. pan. le.
dz VeJweA le¿ Fontaines.
6. - VOUNEES HYDROLOGIQUES ET GEOTHERMIQUES SUR LA SERIE CARBONATEE
Exme.n doj> quaJU£é.& pi&>umé.eA de. l'objzcti^ de. la
Les calcaires du Crétacé inférieur sont aquifêres par
fissures (Barrémien essentiellement). Au forage pétrolier de
Pernes I des pertes totales d'injection ont été observées (à
448 et 442). Au vu de cette indication un sondage de recherche .
d'eau a été exécuté à proximité (941.5.71) et descendu jusqu'à
560 m . Des venues d'eau ont été effectivement rencontrées (jail-
lissantes au niveau du sol, cote I2l,5) mais la qualité chimique de
l'§3.u (3g/l de résidu sec) amène à penser qu'il y a mélange avec
des eaux ayant circulé dans l'Oligocène gypseux (1,7 gr/1 de sul-
fates) .
D'autres forages ayant atteint les calcaires barrémiens
dans la région n'ont rencontré qu'une faible fissuration et ob-
tenu des débits très faibles.
De toutes façons ce niveau ne constitue pas un objectif
du fait de la trop basse température des eaux.
(1) 2 1/s sec à 25°
- 13 -
Jurassique_supérieur
Des pertes totales ont été observées à Pernes 1 vers 2.390
et 2.580 (débit d'injection de .1 m /h). Les calcaires du Jurassique
supérieur constituent donc un objectif possible, le seul existant.
Des. températures ont été mesurées lors de l'enregistrement
des diagraphies. Les résultats sont les suivants :
5I°C à 1.484 m.
61°° à 2.002 m.0
83° à 2.832 m .
87°° à 3.098 m .
Ces valeurs peuvent être légèrement sous estimées du fait de
la "contamination" pour la boue de forage, importante lorsque celui-ci
est effectué en pertes d'injection
En HJi&umz, dz& vznuzi, d'zau. à unz tzmpzicutu/iz dz Vondsizdz 60oC pzuvznt donc î£h.z a££znduz¿ pou/i unz pha^ondzun. dz Vondfizdz 2 000 m, zllz pzut pcu>¿>zn. à S0-900<1 poun. unz p>w fandzun. dz 3 000 m.
?. - ESTIMATION VU COUT V UN FORAGE
L'intérêt d'un tel forage passe par une étude éco-
nomique aussi nous avons estimé le coût de l'exécution d'un ouvrage de
3 OOO m avec toutes les opérations annexes (diagraphies tests))y compris
la surveillance et le pilotage.
II nécessitera cependant, au préalable, une consul-
tation auprès d'entreprises qualifiées.
Le devis est fourni en annexe. Il a été établi
sur la base de prix 1979. * .
- 14 -
Ce devis n'est toutefois valable que pour le forage de cap-
tage. Il faut également envisager un ouvrage de rejet de caractéris-
tiques identiques. Ce dernier permettant de maintenir les possibilités
aquifëres de la nappe et de s'affranchir de la redevance, due à
l'Agence de Bassin,quant le rejet est fait en rivière, en particulier
si les eaux sont d'une composition chimique incompatible avec le rejet
dans la Sorgue.
ïl - CONCLUSION
L'étude des données géologiques permet de définir les
terrains qui seraient recoupés par un forage exécuté à l'Isle sur
Sorgue.
Jusqu'à 200 m serait traversée une série d'âge tertiaire
comprenant surtout du Miocène (argiles sableuses et molasses à la
' base) mais probablement, également de l'Oligocène (calcaires blancs
j et marnes vertes, calcaires à lentilles de gypse, sables verts, cal-
¡ caires argilo sableux) .
i
! Au-dessus serait rencontré le Crétacé calcaire, vers le
! sommet du Barrémien si l'on se fonde sur les données de la prospec-
tion géophysique ayant précédé la réalisation du forage pétrolier de
; Pernes et sensiblement vérifiées par ce dernier.
! Atteint à une profondeur supérieure à 2 000 m (dona sous
[ un Crétacé inférieur calcaire et calcaro-marneux complet) les tem-
pératures des circulations d'eau éventuellement rencontrées dépas-
seraient 60° ¿60° à 8O°).
Les probabilités de rencontrer un réseau de fissures suf-
fisamment développées restent méconnues. Cependant le forage pétro-
lier de Pernes 1, 5 km au Nord d'Isle sur Sorgue, a eu des pertes
totales d'injection dans ces niveaux, ce qui indique une intense
fracturation du réservoir.
Etablissements Rousselot à I'Isle sur Sorgue
POTENTIALITES GEOTHERMIQUES
C A D R E S T R U C T U R A L
Echelle 1/250.000
SERVICE GEOLOGIQUE REGIONAL
PROVENCE-ALPES-COTE D'AZUR
Annexe n° 1
Dessiné le Septembre I979
79 SGN 592 PAC
MODIFICATIONS
i l iü l i i
Légende
Q u a tern a i re
200~-
C o u v e r t u r e tertiaire ( E o c è n e .Ol igocène , M i o c è n e , Pl iocène )Alternances ca lca i res-marnes , m a r n e s
C r é t a c é supér ieur ( G a r g a s i e n à M a e s t n c h t i e n )
M a r n e s , marno -ca lca i res ,g rèsCrétacé inférieur ( Valanginien à Bedou l ien )
Calcai res , m a m o - c a l caires a la base
Berriasien et J u r a s s i q u e S u p é r i e u r _ Calcai res , d o l o m i e s , m a r n o - c a l c a i r e s
Trias s u p é r i e u r M a r n e s et argiles
Faille visible ou m a s q u é e
C h e v a u c h e m e n t et son sens
Faille décelée par prospect ion g é o p h y s i q u e
P e n d a g e des c o u c h e s
A x e d e p l i s s e m e n t
Alt i tudes négat ives du toit d u s u b s t r a t u m calcaire sous les alluvions et lacouver ture tertiaire d e la Plaine des Sorgues ( P r o s p e c t i o n géophys ique s ismiquepétrolière )
vo
Nord
1000 -
2000-
3000-
Etablissements Rousselot à I'Isle sur Sorgue
POTENTIALITES G E O T H E R M I Q U E S .
COUPE STRUCTURALE
Coupe structurale prévisionnelle avant forage pétrolier de Pernes_ Correctionsdes épaisseurs selon résultais du forage (d'après documents C.E.R 1965-1966) .
FORAGE DE PERNES LE BOSQUET
Ikm Est de l'isle sur SorgueSud
-1000
-2000
-3000
mg Couverture tertiaire .Miocene,Oligocène-Marnes sableuses.Molasse Calcaires lacustres.Gypse.Argile .
n 1 * Barrémien . Calcaires blancs
r«3 Hautenvien.Calcaires gris où beiges,arg'ileux
ri2 Valanginien. Marnes.gris noir et calcaires argileux
Js Jurassique supérieur. Calcaires gris-beige â passées argileuses
Jm Jurassique moyen . Marnes grises ou noires
3
IZ
IZIimiIXim
I
BRGM SGR PROVENCEALPES COTE D'AZUR
ANNEXE 4.
BD/CP PR 79.81
ETABLISSEMENTS ROUSSELOT A ISLE SUR SORGUE
POTENTIALITES GEOTHERMIQUES
CONTEXTE GEOLOGIQUE
(84)
ESTIMATION PREVISIONNELLE DESCONDITIONS DE REALISATION D'UN
FORAGE DE CAPTAGE
Exécution par une compagnie de forage (après appel d'offres) et comprenantle forage, le tubage et la mise en production ainsi que l'exécution néces-saires des diagraphies.
avant tubage
Gamma RayDiamétreurLatérologBGT
après tubageCBLVDLog corrosion
dans le réservoir
MicrologMicrolatërologDiamétreurCNLGamma RayPCT 7.200.000 Fcs
Frais de surveillance avec cabine géologiquesur place type SAMEGA (3 mois)
Frais d'ingënieurie BRGM 7,5 % du marché
165.000 Fcs
552.000 Fcs
H . T . 7.917.000 Fcs
79 SGN 592 PAC