Aquifères du socle dans les Pyrénées et le Massif Central

Les formations de socle (roches plutoniques et métamorphiques du Paléozoïque) couvrent environ 9000 en région Midi-Pyrénées. Elles se répartissent en 2 principaux secteurs :

  • au sud dans la chaîne des Pyrénées, où elles couvrent 2 800 km2,
  • au nord et à l’est dans la Massif Central et ses contreforts, où elles couvrent 7400 km2.
Aquifères de socle en Midi-Pyrénées"
Aquifères de socle en Midi-Pyrénées

Les formations de socle ont un fonctionnement hydrogéologique particulier au regard des autres formations mieux connues comme les aquifères alluviaux ou karstiques. Elles étaient injustement réputées comme peu ou non aquifères, jusqu’à ce que de nouvelles recherches montrent de nouvelles façons plus productives de les exploiter.

Entre 1995 et 2000, les travaux de recherche développés au BRGM sur les propriétés physiques des profils d’altération ont abouti à la révision du concept d’aquifère de socle. Le premier résultat a été de mettre en évidence, sous la partie meuble des profils d’altération, une zone de roche dure intensément fissurée (appelée « horizon fissuré »), d’une épaisseur de plusieurs dizaines de mètres.

Les travaux cartographiques menés en parallèle sur les zones de socle ont par ailleurs mis en évidence l’omniprésence de puissantes couvertures d’altération (plusieurs dizaines de mètres), élaborées à des époques géologiques variées lors des périodes d’émersion. L’ensemble des observations réalisées depuis, tant en France que sur différents continents, montre que l’épaisseur de l’horizon fissuré est environ le double de celle de la partie meuble des profils d’altération lorsque ceux-ci sont complets.

Nouveau modèle conceptuel d'aquifère de socle"
Nouveau modèle conceptuel d’aquifère de socle

Le nouveau modèle d’aquifère de socle consiste en un aquifère multicouches (altérites meubles + horizon fissuré), stratiforme, avec présence d’une nappe continue comme dans les bassins sédimentaires.

La porosité efficace des altérites varie de manière importante selon la lithologie : assez faible (2 à 4 %) pour les altérites à dominante argileuse provenant de l’altération de schistes et de micaschistes, et peut atteindre 7 à 8 % dans les arènes. Dans l’horizon fissuré, la porosité efficace maximale, dans les 15 m supérieurs de l’horizon fissuré, varie de 3 à 6 % en moyenne selon l’abondance et la taille des minéraux gonflants (principalement la biotite). Cette porosité diminue vers le bas pour devenir nulle à la base de l’horizon fissuré.

Dans le Massif armoricain, la quantification de la réserve en eau souterraine grâce aux modélisations géométriques des aquifères, couplée à la mesure des teneurs en eau par Résonance Magnétique Protonique (RMP) montre que 85 à 90 % de la réserve en eau est contenue dans l’horizon fissuré. Bien que ce dernier ait très souvent des porosités plus faibles que celles des altérites, il contient une réserve beaucoup plus importante que les altérites, car celles-ci ne sont jamais complètement saturées, le niveau piézométrique   se situant généralement dans leur partie inférieure.

La perméabilité dans les altérites est en moyenne comprise entre 10-7 et 5.10-6 m/s (Dewandel et al., 2006) en fonction de leur teneur en argile ; celle de l’horizon fissuré est comprise entre 10-6 et 5.10-3 m/s. Dans le cas où l’horizon fissuré est caractérisé par des joints horizontaux (granites non déformés et gneiss à foliation verticale), la perméabilité est fortement anisotrope, avec une perméabilité horizontale atteignant 2 à 30 fois la valeur de la perméabilité verticale (Maréchal et al., 2003).

Les formations de socle dans le massif pyrénéen de la région Midi-Pyrénées couvrent environ 2800 km2, soit 36% de la surface totale, les massifs carbonatés, environ 1 353 km2 (18%), les dépôts glaciaires, environ 584 km2 (8%), les terrasses fluviales, environ 715 km2 (9%), et les formations superficielles, environ 504 km2 (7%).

Les ressources en eau souterraine que renferme le socle, peuvent apparaître modestes en termes de débit exploitable à chaque forage, en comparaison avec d’autres types aquifères (alluvions, karst  ). Elles sont néanmoins bien réparties géographiquement, et de ce fait, bien adaptées à l’habitat dispersé des régions de socle. Elles peuvent donc participer de façon significative au développement rural et économique des régions concernées, en particulier lorsque le recours aux eaux de surface est difficile.

Plus d’informations avec la fiche du programme ONGERE sur la potentialité des aquifères de socle.

Carte du potentiel Aquifère des formations de socle du Massif Central"
Carte du potentiel Aquifère des formations de socle du Massif Central

Revenir en haut

Aquifères de socle