Détermination des températures profondes du Bassin du Sud-Est de la France et relations entre anomalies thermiques, géologie et circulations hydrothermales par modélisation 3D

Détermination des températures profondes du Bassin du Sud-Est de la
France et relations entre anomalies thermiques, géologie et circulations
hydrothermales par modélisation 3D

Les précédentes estimations des températures profondes en France mettent
en évidence trois anomalies thermiques positives principales dont une
est centrée entre Marseille et Montpellier. Ce travail de thèse présente
l'étude du régime thermique du Bassin du Sud-Est à partir d'une
réévaluation des températures profondes corrigées des effets thermiques
transitoires générés lors des mesures en forage pétrolier. 203 données
BHT corrigées et 10 DST (mesures stables) issues de 103 forages ont
ainsi été obtenues. Le gradient thermique moyen du Bassin (31,3°C/km)
est proche de la moyenne française (32,5°C/km) mais les gradients locaux
varient d'environ 20 à 45°C/km. Une analyse géostatistique nous a
permis de construire un modèle thermique de représentation 3D de la
surface à 6km de profondeur duquel nous avons extrait des coupes et
cartes thermiques à différentes profondeurs. De nouvelles anomalies
thermiques de plus petite échelle ont ainsi pu être identifiées,
certaines étant positives (du côté de Montpellier, Lodève, Gap et La
Drôme) et d'autres négatives (dans les Cévennes et la région
d'Aix-en-Provence). Une compilation de données géophysiques nous a
permis de discuter ces anomalies en termes de géologie locale et de
phénomènes à grande échelle (variations de profondeur du Moho, épaisseur
des sédiments), mais il semble que des circulations de fluides puissent
mieux expliquer la localisation, l'amplitude et les longueurs d'ondes
des signaux thermiques qui suivent la direction des failles majeures en
surface. Le rôle de la circulation de fluides dans la mise en place et
l'évolution des anomalies thermiques au sein des zones de faille est
illustré par des modèles numériques en régime stationnaire et
transitoire. Ces modèles permettent de reproduire des anomalies de
plusieurs dizaines de degrés. Ce phénomène est amplifié lorsqu'une
anisotropie de perméabilité est prise en compte. De plus, la dépendance
de la perméabilité avec la profondeur permet d'obtenir des
superpositions d'anomalies positives et négatives sur un même profil
vertical comme nous l'observons sur les coupes thermiques issues des
mesures. Loin des zones perméables, les anomalies peuvent s'expliquer
par des processus conductifs au sein d'objets dans lesquels les
contrastes de conductivité thermique peuvent être importants.
L'anisotropie de conductivité dans les formations argileuses peut être
responsable du développement d'anomalies proches de celles observées
entre les zones perméables. Enfin, les circulations hydrothermales dans
les zones de faille associées à des sédiments anisotropes pourraient
expliquer la forme, l'évolution en profondeur et l'intensité des
anomalies thermiques identifiées.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien](31.1 MB)