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Bassin Paris, un peu de géologie

Dossier - Le bassin Parisien
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Le Bassin parisien est une des grandes régions naturelles de France. Il occupe le centre de la moitié Nord du pays, la géologie en est particulière, la craie est rare, en effet… la nature y est belle aussi et des « coins » peu connus invitent à la découverte !

  
DossiersLe bassin Parisien
 

Pour une fois, la promenade se déroulera sous terre, nous allons nous intéresser un peu à la géologie de ce grand bassin. L'étude du Bassin de Paris a  participé de manière importante aux progrès de la géologie depuis le 18ème. Jean Etienne Guettard en 1746  publia la première carte géologique de la région à l'Académie des Sciences.

Carte ancienne de Guettard - Cliché Bibliothèque centrale du Museum.

Georges Cuvier développa ses théories sur la paléontologie et l'anatomie comparée à partir d'un tel document. Alcide d'Orbigny a introduit la notion d' « étage géologique », fondement de la stratigraphie historique. Constant Prévost dès 1827 introduit le principe des "causes actuelles" en même temps qu'en Allemagne Ch. Lyell parle de l'actualisme. La géologie sera dès lors une nouvelle science... Constant Prévost fut aussi un des premiers à figurer en coupe le Bassin de Paris.

Cliquez pour agrandir Coupe de Prévost - Cliché Bibliothèque centrale du Museum.

A - 250 millions d'années d'histoire

Entre 250 et 41 millions d'années,  le bassin de Paris est un bassin marin épicontinental reposant sur du cambrien. Il est délimité par les Vosges, le Massif Central et le Massif Armoricain. Au Nord, il se poursuit dans le Bassin de Londres et de Bruxelles.

La tectonique alpine entraînera sa fermeture, par à-coups, au tertiaire seulement. Il forme encore un golfe « ouvert » sur la Manche. A la fin de l'Oligocène, le bassin devient continental la Manche draine la "pré-Seine" et la "pré-Loire" jusqu'à la façade atlantique.

Le bassin s'enfonce à mesure des dépôts (poids des sédiments sur le socle) et la subsidence est importance au centre de celui-ci, comme on peut le voir sur les coupes.

Carte géologique simplifiée

D'après la synthèse géologique du Bassin de Paris (1980) et la carte géologique de la France au 1/1 000 000ème (6ème éd., 1996).

Cliquez pour agrandir. Coupe actuelle du bassin de Paris NW SE

B - Géomorphologie (d’après C. Magdelaine)

L'allure générale est celle d'un plateau agricole ou boisé avec quelques buttes témoins, entaillé de vallées et légèrement incliné vers la Seine.

Le Bassin parisien est l'archétype du bassin sédimentaire constitué d'un empilement de couches meubles et cohérentes se relevant vers la périphérie et offrant des formes de type cuesta par exemple.

Parmi ces côtes citons quand même les Côtes de Bourgogne, Côtes de Nuit, Côte d'Or et j'en passe...

Vignobles de Bourgogne

Ils ne sont pas en Ile de France mais.... Ils font, pour certains, géologiquement partie du bassin de Paris !

Le centre se caractérise par des plateaux subhorizontaux, des buttes allongées nord-ouest sud-est, des vallées larges, à versants raides et concaves. Les altitudes ne dépassent pas 100 m et l'entaille des plateaux par la Seine et ses affluents engendrent un assez fort relief, avoisinant parfois 100 m.

Les formations superficielles autochtones sont des altérites, paléosols, des formations d'altération : argiles à silex et meulières.

Les formations superficielles allochtones (transportées) sont des épandages fluviatiles du Massif Central ou des dépôts éoliens du quaternaire (loess).

Le quaternaire ancien (3,4 Ma) fut la période de la mise en place des formes structurales et du réseau hydrographique. Les mouvements des Alpes ont entraîné une remontée d'environ 200 mètres, assurant une intense érosion facilitée par le climat tropical d'alors.

Ainsi, une longue sédimentation et une intense érosion aboutissent à la formation de quatre grands plateaux :

  • le plateau de Beauce ;
  • le plateau de Brie ;
  • le plateau de la Plaine de France (le Parisis) ;
  • le plateau du Vexin.
Cliquez pour agrandir Coupe géologique simple du bassin de Paris EW

C - Les aquifères du Crétacé inférieur (documents DRIRE)

Ils constituent une réserve profonde d'eau de très grande qualité. Le Crétacé inférieur regroupe plusieurs étages géologiques datant du secondaire qui contiennent, dans le bassin parisien, deux nappes d'eaux douces d'excellente qualité : l'Albien et le Néocomien.

Zones soumises aux règles de gestion SDAGE

La nappe de l'Albien est exploitée depuis le milieu du XIX° siècle. Une quinzaine de forages a été réalisée jusqu'en 1930. Les volumes annuels prélevés ont alors atteint 34 millions de m3. Dès 1935 les pouvoirs publics instauraient une législation spéciale (décret-loi du 8 août 1935) soumettant à autorisation préalable tous les forages de plus de 80 mètres de profondeur en Ile-de-France.

C’est en 1982 que le premier forage au Néocomien a été mis en exploitation à Bruyères le Châtel (91).

Bassin de Paris, réseau hydrographique

Dans le Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) du bassin Seine-Normandie ces nappes sont considérées comme ressources d'importance stratégique.

Une base de données géologiques, hydrogéologiques et hydrochimiques a été constituée à partir des synthèses existantes et des données des quelques 3000 forages du bassin de Paris atteignant le Crétacé inférieur. Ces données aboutissent à l'élaboration de onze cartes d'isohypses et d'isopaques des différentes formations géologiques, deux cartes de transmissivité, deux cartes piézométriques et deux cartes de salinitéLes données hydrodynamiques et hydrochimiques, beaucoup moins nombreuses ont été traitées par un outil géostatistique.

Sur le plan géologique, le Crétacé inférieur comprend plusieurs formations sableuses renfermant des nappes d'eau regroupées sous les dénominations de "nappe de l'Albien" et "nappe du Néocomien".

Niveaux de la mer au Crétacé

La mer a envahi plusieurs fois la région de manières diverses, voici les variations du niveau marin au cours du crétacé, la période qui concerne les aquifères du bassin parisien.

Les principaux résultats de l'étude géologique sont les suivants : les trois bancs de sables de l'Aptien (Sables de Frécambault, Sables des Drillons, Sables Verts) sont imbriqués. Ils sont donc considérés sur le plan hydrogéologique comme un système unique. Les bancs sableux du Néocomien sont plus continus, sont aussi groupés en un grand système unique.

Les nappes aquifères de l'Albien et du Néocomien contiennent des réserves en eau importantes, de l'ordre de 425 milliards de m3 pour l'Albien et 230 milliards de m3 pour le Néocomien. Les axes d'écoulement sont les mêmes que ceux  des rivières du bassin de la Seine et convergent vers Paris : exutoire vers la Manche à l'ouest et vers la nappe du Cénomanien au sud et indépendance du bassin de la Somme.

En raison de la surface couverte par ces aquifères, une alimentation de l'Albien par le Néocomien n'est pas à exclure, ce qui signifie que ces deux réservoirs pourraient être liés (problèmes en cas de pollution !).

Le niveau de la nappe de l'Albien en Ile-de-France est  largement influencé par les prélèvements ( problèmes d'économie de la ressource !).

Niveaux piézométriques et consommation

Dans la région parisienne, deux nappes captives sont exploitées: celle de l'aquifère du Néocomien (Crétacé inférieur) séparée par un niveau semi-perméable (Aptien) de celle des sables verts sus-jacents de l'Albien. Depuis 1850, les niveaux piézométriques ont fortement chuté et les transferts d'eau se font au travers de l'Aptien, selon la différence des niveaux piézométriques, depuis l'aquifère néocomien jusqu'à celui de l'Albien.