Fonctionnement hydrogéologique d'un système aquifère multicouche aux abords d'une struture anticlinale : le cas de l'anticlinal de Villagrains-Landiras en Gironde : méthodologie et apport d'une approche pluridisciplinaire

Hydrogeological functioning of a multilayered aquifer system near an anticline structure : the case of Villagrains-Landiras anticline (Gironde, France) : Methodology and insights of a multidisciplinary approach

• Auteur / Autrice : Cloé Labat
• Direction : Alain Dupuy, François Larroque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et Technologie (Terre, Eau, Image)
• Date : Soutenance le 08/07/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Montaigne-Humanités (Pessac, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géoressources et Environnement (Pessac)
• Jury : Président / Présidente : Séverin Pistre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Dupuy, François Larroque, Marc Saltel, Bruno de Grissac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benjamin Brigaud, Hélène Celle-Jeanton

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gironde (France)

Plis (géologie)

Aquitaine, Bassin (France)

Aquifères

Mots clés libres

Hydrogéologie

Anticlinal

Gironde

Cénomanien

Fonctionnement hydrodynamique

Bassin nord-aquitain

Hydrogeology

Anticline

Cenomanian

Gironde

Hydrogeological functioning

Aquitaine Basin

France

Résumé

Le Bassin Aquitain est un des grands bassins sédimentaires français. Les modalités de dépôt des séries sédimentaires au cours des temps géologiques ont permis la formation d’unités aquifères de large extension entrecoupées d’unités épontes formant un système aquifère multicouche complexe. Ce système est affecté par de nombreuses déformations. Parmi elles, dans le sud de la Gironde, l’anticlinal de Villagrains-Landiras est une déformation majeure qui engendre des variations de faciès, de géométries et d’extension des corps sédimentaires qui impactent ainsi l’architecture du système hydrogéologique. Aux abords de l’anticlinal, l’aquifère du Cénomanien est sub-affleurant. Cet aquifère est ciblé dans le cadre d’une recherche de ressources de substitution aux aquifères tertiaires exploités pour l’alimentation en eau potable sur le territoire girondin. Ce travail de thèse porte sur la compréhension de l’architecture des différents corps sédimentaires, et du système aquifère aux abords de la structure anticlinale de Villagrains-Landiras. Les interactions hydrauliques entre les différents hydrosystèmes sont influencées par la nature et la géométrie des unités aquifères et des couches semi-perméables. Leurs variations d’épaisseur et de faciès résultant d’une histoire géodynamique complexe nécessitent une caractérisation plus détaillée à l’approche de l’axe de l’anticlinal de Villagrains-Landiras. Pour mener à bien cette étude, plusieurs campagnes de sondages géologiques ont été conduites afin de caractériser les corps réservoirs et épontes (nature, géométrie, extension, faciès). Elles sont complétées par des essais pétrophysiques en laboratoire, la mise en place d’un réseau de surveillance des nappes et des analyses géochimiques. Ce travail à l’approche pluridisciplinaire a permis de définir l’architecture des corps réservoirs et épontes et de construire un modèle géologique de la zone. Les zones de contacts inter-aquifères ont été définies et les flux de recharge à travers ces dernières ont été estimés. Les résultats de ce travail mettent en exergue l’importance des biseaux sédimentaires tertiaires, des structures faillées et des processus d’altération dans la répartition des zones de recharge et la circulation des flux aux abords de l’anticlinal. Un nouveau modèle de fonctionnement du système aquifère multicouche à l’échelle de l’anticlinal est donc proposé en vue de la mise en exploitation de l’aquifère du Cénomanien.

The Aquitaine Basin is one of largest French sedimentary basin. Deposit modalities of sedimentary series over geological time led to the formation of vast aquifer units. Through geodynamical events, a large and complex mulitlayered aquifer system with alternating permeable and impermeable interstratified structures was formed. It is affected by numerous deformations. In the South of Gironde, Villagrains-Landiras anticline is one of the major deformations of the Aquitaine Basin. It controls lateral facies variations, thickness variations, and extensions of units. It also impacts hydrogeological system geometries and properties. The Cenomanian aquifer subcrops locally near the anticline axis. It is seen as a new source for drinking water which will able to reduce the high abstraction in actual exploited aquifers in the Gironde area. The purpose of this research work is the understanding of sedimentary bodies architecture and hydrogeological system funtioning near the Villagrains-Landiras anticline. The hydrogeological interactions between the different hydrosystems are influenced by the nature et the geometry of both aquifer units and confining units. Their facies and thickness variations are the result of complex geodynamic events and their understanding need a more detailed characterization near the anticline structure. Thus, geological exploratory drillings were undertaken during this study to characterize reservoir units and confining units (nature, geometry, extension, and facies). The core descriptions were completed by petrophysical tests. A new monitoring network was installed in the new wells. Water was sampled for geochemical analyses. This multidisciplinary approach allows to define the architecture of aquifers and confining units and to build a geological model of the area. Contact zones between different aquifer units have been defined and recharge flows have been estimated. Results highlight the crucial role of Tertiary sedimentary bevels, faults, and alteration processes in the distribution of the recharge zone near the anticline. A new functioning model of the multilayered aquifer system is proposed at the anticline scale. Such a high-resolution view allows one to provide key elements for balanced decision-making regarding Cenomanian aquifer management.