B2 - Balade hydrogéologique du secteur de Plessix-Balisson

Itinéraire conçu par J.-M. Schroëtter et B. Mougin ( BRGM Bretagne)

L’itinéraire se situe dans le bourg du Plessix-Balisson, sur la commune de Beaussais-sur-Mer, dans le département des Côtes d’Armor en Bretagne.

Le fil conducteur de cet itinéraire géologique et hydrogéologique est de comprendre par où passent les eaux souterraines, depuis le sous-sol, pour arriver dans la nappe et enfin jusqu’à la rivière, et d’expliquer comment des aménagements humains ont utilisé les eaux souterraines.

Cet itinéraire démarre dans le village du Plessix-Balisson parce qu’il permet d’identifier les différents types de roches, leurs caractéristiques et leurs usages ainsi que leur relation avec les eaux souterraines.

Puis, dans un second temps, le circuit a pour objectif l’identification de la trace des eaux souterraines sur ces roches et la vérification de leur mode de fonctionnement théorique à travers les affleurements rocheux du village et le long des aménagements réalisés dans le vallon de Fontenelles.

Enfin, il aboutit à la mise évidence du fonctionnement d’un aménagement hydraulique féodal ( puits situé au cœur de la butte féodale où se situe le château du Plessix-Balisson), à partir des caractéristiques hydrogéologiques du site.

Les mots-clés associés à cet itinéraire sont les suivants : affleurements géologiques (de roches), points d’eau, cartes, profils topographiques et géologiques, schéma sur le cycle de l’eau.

C’est un itinéraire pédagogique et pédestre, de 1.2 km, d’une durée d’une heure à une heure et demie environ, à travers le bourg et les alentours, en 9 étapes permettant de voir des roches témoins de l’activité des eaux souterraines :

• sur les pierres de construction et ornementales des maisons du village et de l’église,
• sur un affleurement rocheux,
• avec un ruisseau (relation entre rivière et eau souterraine),
• et son influence sur l’aménagement du territoire depuis la période médiévale jusqu’à aujourd’hui.

Cette excursion de 1,2 km (durée : 1h à 1h30) propose de parcourir 9 sites et de découvrir par où passe l’eau, depuis le sous-sol, pour arriver à la rivière. Ces étapes sont accessibles à pied et à 80% pour des personnes à mobilité réduite.

D’un point de vue géologie, la balade se situe en Bretagne nord sur l’Unité de Saint-Malo, constituée de roches métamorphiques, et qui appartient à une très ancienne chaine de montagne qui existait entre 700 et 540 millions d’années, soit bien avant la chaine hercynienne, et qui s’appelait la chaine cadomienne (cf. chapitre 3.2. « Contexte géologique et hydrogéologique »). Cette ancienne chaine de montagne court depuis la limite entre les Côtes d’Armor et le Finistère jusqu’en Normandie (Presqu’île du Cotentin, sud du Calvados et de l’Orne).

Bibliographie

Pour en savoir plus :

• ARIM-EDF (1983) - Le bâti ancien en Bretagne : L’habitat traditionnel côtier, 131 p.
• MOUGIN B., A. CARN, N. DEBEGLIA, J. PERRIN et E. THOMAS avec la collaboration de J-P. JEGOU (2004) - SILURES Bretagne - Rapport d’avancement de l’année 2 - BRGM /RP-52825-FR.
• MOUGIN B., E. THOMAS, F. MATHIEU, R. BLANCHIN et R. WYNS (2005) - SILURES Bassins Versants - Dourduff (29), Oust (56), Yvel (56), Maudouve et Noë Sèche (22) - Rapport final Année 2 BRGM /RP-53742-FR.

Géologie

La balade se situe en Bretagne nord, sur l’Unité de Saint-Malo, constituée de roches métamorphiques et qui appartient à une ancienne chaîne de montagne ayant œuvré entre 700 et 540 millions d’années (chaîne cadomienne).

Le département des Côtes d’Armor est situé à cheval sur trois grands domaines géologiques : Domaine centre Bretagne au sud du Cisaillement Nord Armoricain (CNA) ; Domaine nord-breton à l’Ouest et Domaine normano-breton à l’Est.

Ces domaines sont composés d’unités géologiques d’âge fini-précambriennes de la chaîne cadomienne, allant de 750 à 520 millions d’années ; unités constituées de différentes formations géologiques (différents types de roches).

Les unités géologiques sont séparées par plusieurs failles majeures (traits noirs épais sur la carte ci-dessous), qui, comme la déformation et le métamorphisme interne de ces unités, sont apparues pendant la formation des chaines de montagne cadomienne et hercynienne et leurs érosions respectives.

Carte géologique schématique d’après la carte géologique de France au 1/1 000 000 (Edition BRGM 1996)

En rouge : localisation de Plessix-Balisson
Petit encadré : Carte représentant les principaux domaines et les structures majeures (CNA : Cisaillement Nord Armoricain, CSA : Cisaillement Sud Armoricain. Modifié d’après Ballèvre, 2008)

 

SIGES

Carte géologique schématique d’après la carte géologique de France au 1/1 000 000 (Edition BRGM 1996)

En rouge : localisation de Plessix-Balisson
Petit encadré : Carte représentant les principaux domaines et les structures majeures (CNA : Cisaillement Nord Armoricain, CSA : Cisaillement Sud Armoricain. Modifié d’après Ballèvre, 2008)

 

Le bourg du Plessix-Balisson appartient au Domaine cadomien normano-breton qui se décompose en deux unités :

• L’Unité de Saint-Malo, sur laquelel se trouve le Plessix-Balisson est séparée de l’Unité de Saint-Brieuc par la faille de Belle-Isle–La Fresnaye. Elle est composée principalement des sédiments schisto-gréseux de la formation de Lamballe à niveaux silicifiés et carbonés (phtanites), et par les migmatites de Saint-Malo (roches fortement déformées par la chaine cadomienne jusqu’à leur fusion aboutissant à la formation de granites dits « d’anatexie »). S’ajoutent des volcanites (de Château-Serein) qui jalonnent le contact entre les unités d’Yffiniac et de Saint-Malo. Ces sédiments briovériens correspondent à des turbidites issues du démembrement de la chaîne cadomienne nord-bretonne.
• L’Unité de Fougères, correspond au domaine mancellien, la plus vaste unité du Domaine cadomien, peu présente dans les Côtes d’Armor, similaire à la formation de Lamballe mais sans les niveaux à phtanites.

Le bourg du Plessix-Balisson se trouve sur des roches métamorphiques de type migmatites, âgées de 540 millions d’années (en jaune orangé sur la carte géologique ci-dessous).

Extrait de la carte géologique (1/50 000, Feuille DINAN n°245, édition BRGM ) du bourg du Plessix-Balisson avec la localisation des arrêts de l’excursion

SIGES

Extrait de la carte géologique (1/50 000, Feuille DINAN n°245, édition BRGM ) du bourg du Plessix-Balisson avec la localisation des arrêts de l’excursion

Légende de la carte géologique :

• En orangé : roches métamorphiques de type Gneiss fins (de la Richardais) à passées migmatitiques de 540 millions d’années
• En jaune-orangé : roches plus métamorphiques de type Migmatites (avec des gneiss migmatitiques) de 540 millions d’années
• En vert foncé : filons de dolérites de 300 millions d’années (correspondant à des laves basaltiques d’où leur couleur noire caractéristique)
• Trait noir plein : faille ; trait noir en pointillé : limite entre les roches plus ou moins saines et celles qui sont altérées.

L’ensemble des roches décrites ci-dessus dans les Côtes d’Armor, comme l’ensemble du Massif armoricain, ont subi dès le Crétacé supérieur une altération poussée qui a engendré la formation d’ altérites . Le résultat de cette altération est un ameublissement général des roches en arènes ou en argiles d’altération.

Hydrogéologie

Classiquement les aquifères (ou eaux souterraines) en domaine dit « de socle » étaient considérés comme « discontinus » dans les années 1970 et localisés au niveau de fractures, failles etc. Ce concept a, depuis les années 1990-2000, évolué, à partir de développements méthodologiques dans le secteur de Plabennec pour la Bretagne et sur le Massif central (Wyns, 1998), mais aussi en Afrique, en Inde, en Guyane ou en Corse et déclinés à l’échelle de bassins versants de la région Bretagne (Mougin et al., 2008).

Il a ainsi été démontré que, dans les roches dites de « socle » (granites, schistes, gneiss etc.), comme celles du Massif armoricain, ayant subi une altération importante (désagrégation par l’action de l’eau), les aquifères peuvent être considérés comme relativement « continus » et de disposés de manière « stratiforme », parallèle à la surface contemporaine. Ces « horizons-réservoirs » d’altération sont composés de trois niveaux principaux, du sommet vers la base du profil d’altération (voir coupe ci-dessous et article Aquifères bretons) :

• Les allotérites : un horizon argilo-limoneux issu de la transformation in situ de la roche-mère (granite, gneiss, micaschistes ou schistes etc.) sous l’effet de l’altération, où la structure de la roche-mère est perdue ;
• Les isaltérites : un horizon argilo-sableux issu de l’altération in-situ de la roche mère, pour lequel l’ensemble des structures primaires (foliation, schistosité, pendage, orientation des filons etc.) sont préservées et mesurables ;
• La zone fissurée : roche-mère dure plus ou moins altérée présentant de nombreuses zones de fractures, soulignées par des placages d’oxydes et d’hydroxydes (de fer et manganèse notamment), témoins de la circulation des eaux souterraines. L’essentiel de la fracturation est lié à l’altération mais se superpose à un héritage lié à la fracturation tectonique. Cet horizon assure la fonction transmissive (flux) de cet aquifère composite ; les altérites sus-jacentes, lorsqu’elles sont saturées en eau, en constituent sa partie capacitive (stockage). Cet horizon fracturé est capté par la plupart des forages productifs dans le socle.

Schéma conceptuel des aquifères de socle (R.Wyns, 1998 et 2004)

SIGES

Schéma conceptuel des aquifères de socle (R.Wyns, 1998 et 2004)

En 2008, le programme SILURES Bretagne a permis d’établir une cartographie à l’échelle du 1/250 000 sur ce concept (en m³/h) (Mougin et al., 2008).

Débits du milieu fissuré utile (en m³/h). Echelle : 1/250 000. 

BRGM , 2008.

Plus récemment, le programme ANAFORE (Schroëtter et al., 2020) a fait interagir les concepts d’eau souterraine dans les failles, dans les altérites et dans les différentes natures de roches, à travers l’analyse de 100 forages parmi les plus productifs en Bretagne.

Le programme ANAFORE montre que les zones potentielles productrices en Bretagne peuvent être résumées à 10 typologies distinctes, dans lesquelles les parts respectives entre failles, altération mais aussi les différentes natures de roches et leurs structures contribuent à la circulation et le « regroupement » de l’eau souterraine.

Localisation des forages étudiés dans le programme ANAFORE et classés par typologie géologique

 

BRGM

Pour en savoir plus :

BALLEVRE M. (2008). Structure et évolution du Massif armoricain. Géochronique 2008 (mars), 29-31.

ÉGAL E., LE GOFF É., SCHROETTER J.-M., HALLEGOUËT B. (2011) - Carte géol. France (1/50 000), feuille Dinan (245). Orléans : BRGM .

MOUGIN B., E. THOMAS, F. MATHIEU, R. BLANCHIN et R. WYNS (2005) - SILURES Bassins Versants - Dourduff (29), Oust (56), Yvel (56), Maudouve et Noë Sèche (22) - Rapport final Année 2 BRGM /RP-53742-FR.

MOUGIN B., ALLIER D., BLANCHIN R., CARN A. , COURTOIS N., GATEAU C., PUTOT E., collaboration JEGOU J-P., LACHASSAGNE P., STOLLSTEINER P. et WYNS R. (2008) - SILURES Bretagne - Rapport final - Année 5 - BRGM /RP-56457-FR - 129 p., 37 ill., 7 ann. dont 2 planches.

SCHROËTTER J.-M., BOISSON A., LUCASSOU F., BADER A.-G., BECCALETTO L.,  
OUERGHI Y., TOURLIERE B. (2020) - ANAFORE : ANAlyse multicritère des données de FORages les plus productifs de bretagnE - Rapport final BRGM /RP-70280-FR