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Technischer Bericht NTB 85-11

Sondierbohrungen Böttstein, Schafisheim, Weiach, Kaisten, Riniken Langzeit-Beobachtung der Tiefengrundwässer

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Du 01.01.1984 au 30.07.1985, on a procédé à des observations à long terme des eaux souterraines du socle cristallin et d'aquifères sélectionnés de la couverture sédimentaire, dans cinq sondages effectués dans le cadre du programme des forages profonds de la Cédra. Ce rapport comprend les mesures obtenues jusqu'au 30.09.1985.

Un tubage de 2 7/8" ou 2 3/8", ou chacun des obturateurs est intégré, sert de support à l'ensemble du système. Une ou plusieurs conduites de gonflage (inflation lines) permettent, à partir de la surface, d'injecter ces obturateurs avec de l'eau et de les maintenir sous pression.

Les tubages d'observation relient les zones hydrauliquement isolées à la surface; en cas de conditions artésiennes, ils sont raccordés à un manomètre et des soupapes. Si ce sont des conditions non artésiennes qui prévalent, la mesure du niveau piézométrique est réalisée par une sonde à contact électrique, à partir de la chambre de forage.

Lors de la subdivision des forages en zones hydrauliquement isolées, on a tenu compte de l'ensemble des résultats d'essais disponibles, à savoir, outre les résultats des essais avec obturateurs, ceux du Fluid-Logging ainsi que les données hydrochimiques.

Tous les systèmes d'obturateurs multiples ont livré des résultats essentiels sur les conditions de pression des eaux souterraines. Il faut remarquer ici que ces données à long terme ne sont plus soumises aux perturbations de courte durée provoquées par les activités de forage.

Etant donné que des intervalles atteignent, dans la forge ouverte, les longueurs de l'ordre de plusieurs centaines de mètres, les niveaux piézométriques mesurés sont des valeurs mixtes représentatives de toute la longueur de la zone.

Une fois chacune des zones isolée, l'évolution des niveaux piézométriques témoigne, selon le forage et le type d'aquifère, d'un comportement très différent. Les facteurs déterminants sont ici d'une part les antécédents hydrauliques de l'aquifère et d'autre part sa perméabilité, sa capacité de réserve, la pression hydraulique qui y règne, ainsi que le volume de l'intervalle isolé.

Dans le forage de Böttstein, toutes les zones comprises entre les obturateurs renferment des eaux souterraines profondes artésiennes. Du point de vue de l'hydrogéologie, les valeurs mesurées autorisent une division en deux parties de la section testée (roche cristalline et Buntsandstein). Jusqu'à une profondeur d'environ 1'000 m, les données parlent en faveur de la présence de zones perméables où des pressions de 1.5 à 2.0 bar, mesurées à la surface du terrain, augmentent de manière tout à fait négligeable avec la profondeur. Par contre, au-delà de 1'000 m où la perméabilité est faible, les pressions enregistrées à la surface augmentent sensiblement avec la profondeur jusqu'à environ 7 bar, ce qui correspond à une colonne d'eau d'environ 70 m au-dessus du sol.

Dans le forage de Schafisheim, l'eau de l'aquifère du Muschelkalk supérieur s'avère artésienne: niveau piézométrique d'environ 7 à 8 m au-dessus de la surface du terrain. Vu sa perméabilité fortement réduite, le Buntsandstein peut ici à peine jouer le rôle d'un aquifère important. Dans la roche cristalline et ses sections diaclasées, les niveaux de l'eau restent sans grande différence à environ 65 m au-dessous de la surface du terrain. Ce n'est qu'au-delà de 1'910 m que les niveaux piézométriques semblent augmenter de quelques mètres.

Dans le forage de Weiach, les intervalles isolés mettent en évidence une répartition des pressions particulières. Le niveau de l'eau du Muschelkalk supérieur se situe à environ 12 m de profondeur; les autres eaux souterraines sont artésiennes. Les eaux du Buntsandstein et du cristallin au-dessous de 2'20 m présentent presque la même pression d'environ 4.5 bar, ce qui correspond  un niveau piézométrique d'environ 45 m. Le permo-carbonifère, qui y est intercalé, et la section supérieure du cristallin entre 2'065 et 2'210 m, se caractérisent en revanche par un maximum de pression de 6 à plus de 7 bar. Comme première hypothèse de travail, un dégagement gazeux dans l'auge permo-carbonifère est supposé être la cause de ces pressions élevées.

Dans le forage de Kaisten, le niveau piézométrique du Buntsandstein se situe à environ 25 m au-dessous de la surface du terrain et augmente à peu près régulièrement jusqu'à la profondeur de 700 m dans le socle cristallin, où il atteint 30 m au-dessous du terrain. Dans les autres sections de la roche cristalline, les pressions n'augmentent presque plus. Il en résulte, conformément aux prévisions, une composante verticale de la pression, vu que le forage est situé dans la région de drainage de la vallée du Rhin.

Lors de la rédaction de ce rapport, le 30.09.1985, les surfaces de l'eau dans le système d'observation du forage de Riniken sont encore en mouvement. En 'tant qu'aquifère unique, le Schilfsandstein renferme des eaux souterraines artésiennes, avec une pression d'un peu plus de 7 bar à la surface du terrain. Les niveaux piézométriques libres des autres aquifères stratigraphiquement plus profonds n'atteignent par contre pas la surface du terrain. Sous réserve d'évolution ultérieure des courbes, la situation la plus probable est une diminution du niveau piézométrique avec la profondeur.

Alors qu'à Böttstein le système fonctionne à la perfection depuis plus de 20 mois, on a observé de graves pannes à Schafisheim et Weiach, après quelques semaines seulement.

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