Hydrogéologie, géochimie et modélisation hydrodynamique-thermique d'un système thermo-minéral associé à un contact structural alpin (Aix-les-Bains - Savoie)
Institution:
ChambéryDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This study, based on a interdisciplinary approach, re-examines the circulation model of the thermal and mineral waters from Aix-les-Bains for drilling a rescue well. A 3D model, built from geological and geophysical data, shows that two major faults (N135 and N065°E) individualize the three studied sites (Thermes Nationaux, Thermes de Marlioz, Raphy Saint Simon). Hydrochemical data suggest a millennial residence time for the waters, a major role of the thrust in the main mineralisation (Na, K, C1, SO4), a strong link between the chemical characteristics of each site and the exchange ionic processes evolution during the upwelling and a mixing with the surface waters in the final part of the upwelling. The mineral waters have a different sulphate origin compared with the thermal waters (pyrite or triassic gypsum dissolution). The hydrodynamical data demonstrates that (i) the Valanginian and the Kimmeridgian limestones represent the infiltration zones, (ii) the starting of the well exploitation catches deep flows towards the springs and (iii) the dispersive role of the urgonian karst in the final upwelling. The coupled hydrodynamical-thermical model evidences the cooling of the thermal waters in deep depth. The current temperatures are induced by an un-steady state flow since the last deglaciation. An evolution in time and space of the hydraulic conductivities (initiation and evolution of the karst), and/or a late starting of the hydrothermal system (tills leaching, neotectonic event) is then needed.
Abstract FR:
Cette étude propose, au moyen d'une approche interdisciplinaire, un nouveau schéma de circulation des eaux thermales et minérales d'Aix-le-Bains, dans le but d'implanter des forages de sécurité. Un modèle 3D construit à partir des données géologiques et géophysiques montre que deux failles majeures (N135 et N065°E) séparent le trois sites (Thermes Nationaux, Thermes de Marlioz, Raphy Saint Simon). L'hydrochimie démontre que le temps de séjour des eaux sont millénaires, que la majorité de leur minéralisation (Na, K, C1, SO4) est acquise au niveau d'un chevauchement majeur, que les caractéristiques chimiques de chaque site sont liées à l'évolution des processus d'échanges ioniques au cours de la remontée ainsi que dans la partie terminale avec les eaux superficielles. L'origine des sulfates (dissolution de pyrite et/ou de gypse triasique) différencie les eaux thermales des eaux minérales. Les données hydrodynamiques prouvent que les affleurements de calcaires valanginiens et kimméridgiens constituent la zone d'infiltration, que la mise en fonctionnement des forages capte une partie du flux profond en direction des sources, que le karst urgonien a un rôle dispersif dans la partie finale de la remontée. La modélisation couplée hydrodynamique-thermique met en évidence le refroidissement du massif rocheux lors du démarrage du système thermal. Le champ des températures actuelles résulte d'un régime transitoire depuis la dernière déglaciation. L'évolution dans le temps et dans l'espace des conductivités hydrauliques (évolution du réseau karstique) et/ou le démarrage du système hydrothermal plus tardif (lessivage des tills, néotectonique) serait à l'origine de ce régime transitoire.