Atlas Hydrogéologique de l’Orne

Ce programme s’est déroulé en 2 Phases et comprend au total 7 rapports.

Les ensembles lithologiques ont été regroupés par faciès homogènes (descriptif géologique), les variations latérales et la géométrie des formations (en termes de répartition et d’épaisseurs) ont été décrites. 

Ces informations ont ensuite été condensées dans un log litho-stratigraphique synthétique, départemental, permettant de représenter la succession de ces différentes unités dans le temps.

Les principales structures tectoniques affectant ces formations ont été décrites et cartographiées (failles, plis, flexures) ce qui a permis dans un troisième temps la réalisation de 5 coupes géologiques synthétiques, réalisées à l’échelle départementale.

Le travail réalisé dans ce volet a permis d’illustrer la compartimentation verticale des ensembles aquifères sur les principaux bassin -versants et leur compartimentation horizontale par les grandes structures faillées.

Formations du domaine de socle armoricain

Ce volet a permis de rappeler que les aquifères de socle sont le plus souvent compartimentés.

Le rôle de réservoir (fonction capacitive : emmagasinement de l’eau de pluie) est assuré principalement par l’altération de la roche en place (les « altérites »), à porosité relativement importante mais de faible perméabilité . Généralement, le profil d’altération (allotérites) se développe depuis la surface et peut atteindre plusieurs dizaines de mètres d’épaisseur.

Dans le département de l’Orne, les altérites des formations de socle sont principalement de nature argileuse mais peuvent aussi prendre une dominante limoneuse ou sableuse en fonction de la lithologie des roches mères sous-jacentes (notamment les grès et granites). 

L’eau circule plus en profondeur surtout par le réseau de fissures et fractures existant dans l’«horizon fissuré», à porosité plus faible mais cependant significative, et à perméabilité plus importante (fonction transmissive).

La présence de failles ou réseau de fractures peut avoir un impact significatif sur l’évolution des caractéristiques hydrodynamiques intrinsèques des réservoirs et sur la continuité des aquifères. Dans certains cas, les failles sont faiblement perméables et agissent comme des barrières hydrauliques. Dans d’autres situations, les failles favorisent la présence d’importants flux souterrains dont certains profonds.

A titre d’exemple, on remarque que sur certains bassins versants comme celui de la Rouvre, on constate que les allotérites ont une dominante sableuse et sont peu épaisses (notamment à l’aval du bassin , sur le massif d’Athis). Cet élément pourrait expliquer en partie la faiblesse du débit spécifique rencontré à l’étiage sur ce bassin , de l’ordre de 0,6 l/s/km², caractérisant un très faible effet capacitif des unités aquifères. 

Formations sédimentaires

Les aquifères sédimentaires du département de l’Orne traitées dans le cadre du programme OAGPRO61 sont : les formations de l’Aalénien-Bajocien-Bathonien (Dogger), les formations de l’Oxfodrien-Kimméridgien et les formations du Crétacé supérieur (Craie et Sables du Perche). Dans les bassins versants du centre et l’Est du département de l’Orne, ces aquifères supportent des nappes libres (au niveau de leur zone d’ affleurement ) et captives (sous recouvrement, en fonction de leur situation géologique ou géomorphologique. Exemple du Bajocien-Bathonien captif sous les formations marneuses calloviennes).

Comme le montre la coupe géologique (cf. Figure 1 plus bas), il faudra également garder en mémoire que les unités géologiques supports des aquifères sédimentaires sont, dans le détail, également hétérogènes. 

Les aquifères sédimentaires du département de l’Orne sont donc également compartimentées, à l’instar des aquifères du domaine de socle.

Les formations sédimentaires carbonatées du département de l’Orne connaissent le développement d’une karstification, en particulier celles de la craie à l’Est du département (cf. photographie d'illustration en Figure 2). Cette particularité va impacter l’ensemble des propriétés hydrodynamiques des formations et accentuer la vulnérabilité des eaux souterraines (mise en contact rapide des eaux de surface avec les eaux souterraines et vitesses de circulation souterraines plus élevées). 

Attention, la karstification ne se limite pas aux seules formations crayeuses. En effet, bien que les indices soient encore mal référencés à l’échelle départementale, ces phénomènes ont pu également être décrits dans les formations carbonatées jurassiques (ex. du secteur de Radon au Nord d’Alençon). 

Caractérisation hydrogéologique des principales formations aquifères par secteur géographique

Dans ce volet, un important travail de synthèse bibliographique a été mené pour compiler pour les informations à portée opérationnelle disponibles pour chaque aquifère  : géométrie et épaisseur aquifère , condition d’alimentation et de recharge, écoulements, fluctuation des nappes , paramètres hydrodynamiques et productivité. 

Ces éléments caractéristiques des principaux aquifères rencontrés dans le département de l’Orne ont été regroupés dans un même support et quand cela était possible cartographiés, permettant ainsi leur comparaison.

Importante mise en garde : Cette synthèse des connaissances sur le fonctionnement hydrogéologique des aquifères du domaine sédimentaire et du socle s’appuie sur l’analyse de documents bibliographiques ou de données disponibles (Banque données du Sous-Sol, Bibliothèque Générale et Régionale du BRGM et archives du SDE61 principalement). 

La synthèse n’est pas exhaustive et s’appuie principalement sur les informations issues de programmes de recherche en eau potable donc à priori caractérisant les zones les plus productives et des grands aquifères régionaux (éléments non vérifiables). 

L’ensemble des informations rassemblées dans ce volet de l’Atlas ne sont donc données qu’à titre indicatif, les hypothèses mises en avant n’ayant fait l’objet d’aucune investigation spécifique.

Une avancée importante pour la connaissance hydrogéologique a été l’élaboration de cartes piézométriques réalisées, à l’échelle départementale, du niveau moyen des eaux souterraines pour les principales ressources exploitées : nappe des aquifères de socle armoricain, nappe des aquifères bajocien-bathonien, oxfordiens, et des aquifères crétacés (craie + sables du perche).

Ce travail a été réalisé en plusieurs étapes que l’on peut schématiser ainsi :

• Collecte, qualification et bancarisation de données asynchrones ;
• Compilation, densification (sur ouest du département) ;
• Analyse géostatistique et traitement des données, production des cartes, étude prospective.

Les cartes hydrogéologiques et piézométriques sont téléchargeables dans cet article.

Une évaluation de la contribution des eaux souterraines au fonctionnement des principaux bassins versants du département de l’Orne a été réalisées à l’aide de 16 modèles globaux répartis sur les principaux bassins-versants des domaines sédimentaires et de socle (couvre la quasi-totalité du territoire).

Les objectifs recherchés par cette étude étaient les suivants : 

• Simuler le fonctionnement des bassins versants (BV) à partir des données piézométriques et hydrologiques disponibles ;
• Interpréter les données de bilan hydrologique et paramètres de calage pour les besoins de l’évaluation quantitative comparative entre BV ;
• Identifier les BV où la « pression relative » des prélèvements sur les ressources en eaux souterraines est la plus importante.

En domaine sédimentaire :

Les BV crayeux possèdent le meilleur soutien relatif au fonctionnement des rivières de l’Est du département (malgré leur fonctionnement parfois karstique). 

L’ aquifère Aalénien-Bajocien-Bathonien, majoritairement sous couverture dans le département de l’Orne, possède une contribution annuelle nette au débit des cours d’eau bien moins importante (comparativement parlant), ce qui impacte le fonctionnement des rivières comme la Sarthe et l’Orne. 

Dans ce contexte, la soutenabilité des prélèvements en eaux souterraines, lorsque le principal aquifère exploité se trouve en majorité captif, pose question (évaluation recharge, effet de drainance , effets induits et cumulés des pompages). C’est le cas donc d’une part importante des formations du Bajocien-Bathonien des bassins de la Sarthe et de l’Orne, mais aussi dans une moindre mesure des formations de l’Oxfordien pour les BV de la Touques et de l’Huisne.

En domaine de socle :

La contribution moyenne annuelle des eaux souterraines du domaine de socle au débit des cours d’eau est comparativement moins importante que celles du domaine sédimentaire (excepté pour l’Orne et la Sarthe). Dans ce contexte, la contribution relative des formations du sud-ouest du département : Varenne et Mayenne se distinguent positivement par rapport aux BV du Nord-Ouest (Noireau et Rouvre) qui a contrario possèdent une contribution relative moyenne moins importante. 

Des études complémentaires permettraient probablement de mieux comprendre le rôle des différentes hypothèses mises en avant dans ce volet quantitatif pour différencier ces deux BV. Le rôle potentiel des altérites (le régolithe) ainsi que des formations briovériennes et paléozoïques a été proposé comme éléments explicatifs potentiels, à explorer à l’avenir.

Mise en garde : la contribution relative des eaux souterraines ne présume pas de la productivité locale des nappes , ni de celles des forages d’exploitation. Ces données ne peuvent pas être comparées directement à celles mises en avant dans la synthèse générale.

Une première partie a permis de souligner l’existence d’une signature hydrochimique entre les différents faciès chimiques des aquifères des domaines de socle et sédimentaires : montrant ainsi une évolution claire entre différents pôles.

Ce travail a également permis de mettre en avant l’existence de faciès différenciés, au sein de même groupes aquifères, traduisant la présence de sous-groupes. Notamment au sein des aquifères des granitoïdes et cornéennes ; aquifère des flyschs du Briovérien ; aquifère des sables du Perche, aquifères du Paléozoïque ce qui met en évidence la grande variété des faciès lithologiques rencontrés au sein de ces ensembles aquifères.

La présence de profils intermédiaires entre deux faciès a également pu être mis en avant traduisant de possibles mélanges d’eau ou l’existence de processus hydrochimiques comme la dénitrification ou à l’inverse la vulnérabilité des ressources sous l’effet vraisemblable de contaminations anthropiques (enrichissement excessif en nitrates par exemple).

Dans une seconde partie, un état des lieux de la qualité des eaux souterraines, pour les principaux paramètres indésirables et toxiques du point de vue sanitaire, a été réalisé à l’échelle de l’ensemble du département de l’Orne, pour un nombre défini de composés : azotés, métaux et métalloïdes, éléments radioactifs, polluants organiques (pesticides et leurs métabolites, TCE/PCE et THM, HAP et PCB, Détergents et Plastifiants, PFAS et Paracétamol).

Cette analyse a été réalisée à partir des données ADES sur la période 1993-2020. Le comparatif s’est fait notamment au regard des limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine en vigueur au moment de la publication de l’étude.

Le travail de compilation réalisé a permis de souligner de façon générale la vulnérabilité importante des ressources en eaux souterraines du département de l’Orne face aux activités humaines, impliquant de poursuivre et améliorer les suivis qualitatifs pour permettre de mieux documenter les dynamiques d’évolution et de rechercher les éventuelles causes de leur dégradation, et concourir ainsi à mieux les protéger.

• Support de présentation du COPIL Final de l’étude du 15 Octobre 2025 (format pdf)
• Cartes Piézométriques et Hydrogéologiques des principales nappes exploitées : socle armoricain, formations bajociennes-bathoniennes, oxfordiennes, et crétacées(format pdf)*
• Isopièzes*, lignes équipotentielles représentant la surface de ces nappes (téléchargement au format shp).

* Attention et Important : il est nécessaire de se s’intéresser à la méthodologie ayant permis la production de ces données et indispensable de consulter leurs limites d’utilisation.