Aquifères calcaires karstifiés du Jurassique moyen et supérieur

1. Rappel sur les aquifères karstiques de Midi-Pyrénées

Les aquifères karstiques représentent une superficie supérieure à 15 000 km2 dans la région, soit plus d’un tiers de Midi-Pyrénées et plus de ma moitié des ressources en eau souterraine.
Ces formations se répartissent principalement au Nord et au Sud du Bassin où elles constituent :

  • Les Causses du Quercy (8000 km2),
  • Les Grands Causses (3500 km2),
  • Les Chaînons calcaires et massifs primaires nord-pyrénéens (3500 km2),
  • Les calcaires des Monts de Lacaune et de la Montagne Noire (< 1000 km2).

A noter que les calcaires lacustres du Tertiaire (1500 km2) de la Romieu au Nord du département du Gers, du Quercy Blanc dans la Lot, de Cordes et de Castres (Tarn), morcelés par le réseau hydrographique et souvent perchés ne renferment que des systèmes karstiques de petite dimension.

Ces séries carbonatées appartiennent à différents âges stratigraphiques, comme le montre le tableau ci-dessous :

Age de dépôt des différentes formations karstiques de Midi-Pyrénées
EreEtageFormation
Tertiaire Miocène La Romieu (32)
Tertiaire Oligocène Quercy Blanc (46,82), Cordes (81)
Tertiaire Paléocène Plantaurel (09), Petites Pyrénées (31)
Secondaire Crétacé Massif de Lourdes-Bétharram (65), Chainons Calcaires Nord-Pyrénéens (09, 31, 65)
Secondaire Malm-Dogger Causses du Quercy (46), Grands Causses : Méjean, Noir, Larzac (12)
Secondaire Lias Causse Rouge (12)
Primaire Devonien Massifs Primaires Nord-Pyrénéens (09, 31, 65)
Primaire Cambrien Montagne Noire (81, Monts de Lacaune (81)

Au départ, ces formations calcaires sont assez compactes et ne possèdent pas une porosité suffisante pour permettre à l’eau de circuler, sauf de rares exceptions comme la craie ou la dolomie. Cependant, à l’occasion des mouvements tectoniques, ces roches cassantes ont subi des fractures constituant des points d’entrées de l’eau de pluie, qui par dissolution, ont pu agrandir ces ouvertures et générer, au fil des millénaires, de véritables réseaux souterrains.

La porosité peut alors localement devenir importante, jusqu’à 15 %, ce qui permet l’établissement de réserves pouvant atteindre plusieurs millions de ou dizaines de millions de m3. La perméabilité, peut elle aussi prendre localement des valeurs élevées, notamment au niveau des drains.

Ces aquifères, dit karstiques, ont un mode de fonctionnement particulier par rapport aux milieux poreux comme les alluvions, car leurs valeurs de porosité et de perméabilité sont très hétérogènes. Ils se distinguent aussi sur le plan morphologique avec présence de figures karstiques de dissolution comme les dolines, gouffres et pertes.

Schéma de fonctionnement d'un système karstique (A. Mangin)"
Schéma de fonctionnement d’un système karstique (A. Mangin)

En fonction des modalités d’arrivées des eaux de recharge, il est possible de distinguer deux types de systèmes :

  • Les systèmes karstiques binaires lorsque l’aquifère karstique   proprement dit est alimenté en partie non négligeable par du ruissellement de surface,
  • Les systèmes karstiques unaires, lorsque le système est entièrement alimenté dans les calcaires.

Dans un système karstique  , la zone d’infiltration comprend plusieurs parties. A proximité de la surface, la zone altérée sur plusieurs mètres constitue un milieu à porosité et à perméabilité importante (5 à 10 %). Au moment des pluies, il se crée à ce niveau des réserves importantes (aquifère épikarstique) et ce sont ces réserves qui permettent l’infiltration des eaux en profondeur. L’infiltration s’effectue ensuite selon deux modalités : une composante rapide dans les fissures élargies, mais peu nombreuses, et une composante beaucoup plus lente.

Le karst   noyé correspond à la zone de stockage des eaux. Il faut y distinguer les drains (dont certains peuvent être assimilés à des rivières souterraines) qui assurent la fonction transmissive de l’aquifère et les systèmes annexes au drainage (ou SAD), situés dans la partie avale, de part et d’autre des drains et qui assurent la fonction capacitive ou de stockage. La porosité peut ici atteindre 15 %.

De plus, en fonction de la genèse de ces aquifères, les drains peuvent s’organiser à proximité même de la surface piézométrique   ou au contraire, à grande profondeur (karst   de type jurassien ou vauclusien). Ces deux types de configuration ne seront pas en relation avec la structure géologique. Seule une étude fonctionnelle basée sur l’analyse du signal des débits permet de dire s’il existe ou non des réserves.

2. Aquifères karstiques du Jurassique moyen et supérieur

Les aquifères carbonatées karstifiés du Jurassique moyen et supérieur affleurent :

  • Dans le département du Lot où, ils forment les Causses du Quercy qui rassemblent le Causse de Martel, de Gramat et de Limogne ;
  • Mais également dans le département de l’Aveyron avec les Grands Causses formés du Causse Comtal, Causse de Séverac, Causse de Massegros et Causse de Sauveterre, Causse Noir, Causse de Méjean et Causse du Larzac pour le Dogger-Malm. Le Causse Rouge, le Causse de Saint Affrique et de Caussanus sont formés par des dépôts d’âge liasique.

Dans le département du Lot, les formations calcaires plongent ensuite vers le sud-ouest sous le Kimméridgien supérieur, le Crétacé et le Tertiaire pour former des aquifères captifs.

SA Karst2"
SA Karst2

bloc 3D NE SW du Bassin Aquitain (MPY)"
bloc 3D NE SW du Bassin Aquitain (MPY)

Dans le Lot, l’ensemble des terrains du jurassique moyen et supérieur constitue un ensemble carbonaté d’une puissance de l’ordre de 500 m, qui est le siège de circulations importantes d’eau souterraine, grâce à un système de réseaux karstiques très développé.

Les lits marneux du Bathonien viennent parfois ralentir l’infiltration de l’eau, et des sources apparaissent alors (ex : la Caunhe à Cajarc), mais pour l’ensemble de la formation, les niveaux marneux ne représentent que 5 % de l’épaisseur, et ils ne sont pas suffisamment épais pour provoquer un cloisonnement efficace. Aussi, ce complexe karstique   sera considéré comme un seul réservoir aquifère.

Dans l’Aveyron, les Grands Causses forment une vaste unité géographique à cheval entre la région Midi-Pyrénées et le Languedoc-Roussillon. Ils forment des hauts plateaux calcaires (maximum de 1247 m d’altitude), faiblement inclinés en direction de l’Ouest et entaillés par des gorges profondes de 400 à 500 mètres (Tarn, Jonte, Dourbie etc).

LOG GEOLOGIQUE LOT -  PDF - 213.7 ko"
LOG GEOLOGIQUE LOT

Cliquez sur l’icône à droite pour visualiser le Log géologique synthétique du département du Lot (extrait de "Actualisation de la synthèse hydrogéologique du département du Lot - Rapport BRGM RP-57678-FR)

Références 88 SGN 781 - Etude des possibilités de surexploitation des aquifères karstiques de la région Midi-Pyrénées

Documents à télécharger

Revenir en haut

Aquifères karstiques

  • Aquifères calcaires karstifiés du Jurassique moyen et supérieur