Hydrothermalisme alpin, un état thermique transitoire - Marc
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ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE ou « comment faire du chaud avec du froid » ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL EN CONTEXTE MAGMATIQUE http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/eaux.souterraines.html ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE MAGMATIQUE : REGIME PERMANENT Source froide Source chaude Flux géothermique -> 1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE Source froide Source froide Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME PERMANENT Source froide Source chaude Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 1 Source froide Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 1 Source froide Source chaude Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 1 Source froide Source froide Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 2 Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 2 Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 2 Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 2 Source froide Source froide Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 2 Source froide Source chaude Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME TRANSITOIRE, CAS 2 Source froide Source froide Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE FLUX GÉOTHERMIQUE EN mW/m² SOURCES CHAUDES 80°C > T > 25°C ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE HYPOTHESE : SYSTÈMES HYDROTHERMAUX ALPINS EN REGIME TRANSOIRE APRES BLOCAGE OU REDUCTION DES ENTRANTS Deux études de cas dans les Alpes du Nord SYSTÈME HYDROTHERMAL D’AIX LES BAINS SYSTÈME HYDROTHERMAL DE LA LÉCHÈRE ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE SYSTÈME HYDROTHERMAL AIX LES BAINS T° émergences : 42 °C T° en Forage 2 km : 75 °C Débit d’exploitation : 50 m3/h SYSTÈME HYDROTHERMAL LA LÉCHÈRE T° émergences : 50 °C T° en Forage 200 m : 62 °C Débit d’exploitation : 45 m3/h ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE DEMARCHE - Identification hydrogéologique des circuits hydrothermaux de l’impluvium aux émergences - Caractérisation des fonctionnements « hydrodynamiques » actuels des systèmes Simulations temporelles de l’évolution thermique des systèmes dans les conditions hydrodynamiques actuelles après « blocage » des entrants ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE SYSTÈME HYDROTHERMAL – LA LÉCHÈRE Albertville Perte 1 Perte 2 La Léchère Moutiers ZFL = drain Circulations superficielles dans la zone décomprimée Alimentation des circulations profondes par les points les plus hauts 2 pertes sur le réseau hydrographique ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Circuit hydrothermal ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE RESULTATS DES SIMULATIONS HYDRODYNAMIQUES ET THERMIQUES Etat initial : système bloqué, gradient thermique non perturbé Flux géothermique (galerie Isère-Arc) 90mW/m2 ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Activation des circulations (conditions actuelles), perturbation des gradients thermiques t=0 ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Activation des circulations t = 3 500 ans Température maximale atteinte dans la zone d’émergence ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Activation des circulations t = 11 500 ans ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Activation des circulations t = 50 000 ans Refroidissement total de l’aquifère thermal dans plusieurs dizaines milliers d’années ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Températures actuelles des eaux observées aux forages Durée de fonctionnement en régime transitoire > 5000 ans – 10 000 ans Age des eaux : 4000 ans < âge < 15000 ans Modèle d’âge prenant en compte la dissolution des carbonates: 14C mesuré en1999 et 2002 : 12,5pcm ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE SYSTÈME HYDROTHERMAL - AIX LES BAINS La Charve Aix les Bains ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Circuit hydrothermal RESULTATS DES SIMULATIONS HYDRODYNAMIQUES ET THERMIQUES ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Températures actuelles des eaux aux points d’observations Durée de fonctionnement en régime transitoire > 10 000 ans – 20 000 ans ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE RELATION AVEC LES CONDITIONS PALEO-ENVIRONNEMENTALES Dernière période glaciaire Déglaciation entre 20 000 et 10 000ans Aix-les-Bains in V. Lebrouc et al 2013 La Léchère S. Coutterand 2008 Présence d’un permafrost après la déglaciation ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CONCLUSION SYSTÈMES HYDROTHERMAUX EN EVOLUTION DEPUIS LA DERNIERE GLACIATION SANS PERIODE GLACIAIRE : PAS DE STATION THERMALE S. Coutterand 2008 ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE BIBLIOGRAPHIE Dzikowski, M., Josnin, J. Y., & Roche, N. (2015). Thermal Influence of an Alpine Deep Hydrothermal Fault on the Surrounding Rocks. Groundwater. Gallino, S., Josnin, J. Y., Dzikowski, M., Cornaton, F., & Gasquet, D. (2009). The influence of paleoclimatic events on the functioning of an alpine thermal system (France): the contribution of hydrodynamic–thermal modeling. Hydrogeology journal, 17(8), 1887-1900. Gallino, S., Dzikowski, M., Josnin, J. Y., & Gasquet, D. (2010). Characterization of the hydrogeological boundary separating two aquifers: a multi-disciplinary approach combining geological, geochemical and hydrodynamic data (Aix-les-Bains, France). Bulletin de la Societe Geologique de France, 181(4), 305-313. Thiebaud, E. (2008). Fonctionnement d’un système hydrothermal associé à un contact tectonique alpin (La Léchère, Savoie) (Doctoral dissertation, Thèse de Doctorat de Géologie, Université de Savoie, Chambéry. Ecoledoctorale SISEO). Thiebaud, E., Gallino, S., Dzikowski, M., & Gasquet, D. (2010). The influence of glaciations on the dynamics of mountain hydrothermal systems: numerical modeling of the La Léchère system (Savoie, France). Bulletin de la Societe Geologique de France, 181(4), 295-304. Thiébaud, E., Dzikowski, M., Gasquet, D., & Renac, C. (2010). Reconstruction of groundwater flows and chemical water evolution in an amagmatic hydrothermal system (La Léchère, French Alps). Journal of hydrology, 381(3), 189-202. http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/eaux.souterraines.ht ml ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Source froide Source chaude Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE CIRCUIT HYDROTHERMAL SIMPLIFIÉ EN CONTEXTE AMAGMATIQUE : REGIME PERMANENT Source chaude Flux géothermique -> 0.1 W/m² ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE BIBLIOGRAPHIE Dzikowski, M., Josnin, J. Y., & Roche, N. (2015). Thermal Influence of an Alpine Deep Hydrothermal Fault on the Surrounding Rocks. Groundwater. Gallino, S., Bulloz, M., Naffrechoux, E., Dzikowski, M., & Gasquet, D. (2008). The influence of extraction rate on the reduced sulphur content of Aix-les-Bains’ thermal spring waters: consequences for resource-quality monitoring. Applied Geochemistry, 23(6), 1367-1382. Gallino, S., Josnin, J. Y., Dzikowski, M., Cornaton, F., & Gasquet, D. (2009). The influence of paleoclimatic events on the functioning of an alpine thermal system (France): the contribution of hydrodynamic–thermal modeling. Hydrogeology journal, 17(8), 1887-1900. Gallino, S., Dzikowski, M., Josnin, J. Y., & Gasquet, D. (2010). Characterization of the hydrogeological boundary separating two aquifers: a multi-disciplinary approach combining geological, geochemical and hydrodynamic data (Aix-les-Bains, France). Bulletin de la Societe Geologique de France, 181(4), 305-313. Thiebaud, E. (2008). Fonctionnement d’un système hydrothermal associé à un contact tectonique alpin (La Léchère, Savoie) (Doctoral dissertation, Thèse de Doctorat de Géologie, Université de Savoie, Chambéry. Ecoledoctorale SISEO). Thiebaud, E., Gallino, S., Dzikowski, M., & Gasquet, D. (2010). The influence of glaciations on the dynamics of mountain hydrothermal systems: numerical modeling of the La Léchère system (Savoie, France). Bulletin de la Societe Geologique de France, 181(4), 295-304. Thiébaud, E., Dzikowski, M., Gasquet, D., & Renac, C. (2010). Reconstruction of groundwater flows and chemical water evolution in an amagmatic hydrothermal system (La Léchère, French Alps). Journal of hydrology, 381(3), 189-202. ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE ENTRETIEN J. Cartier 2015 : Les ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique. HYDROTHERMALISME ALPIN, UN ETAT THERMIQUE TRANSITOIRE Dernière période glaciaire Déglaciation entre 20 000 et 10 000ans Aix-les-Bains in V. Lebrouc et al 2013 La Léchère S. Coutterand 2008 Présence d’un permafrost après la déglaciation
