Modélisation de la topographie anté-volcanique de la Chaîne des Puys : Implications hydrogéologiques pour les bassins versants de la Veyre et de Côme

Modelling the ante-volcanic topography of the Chaîne des Puys : Hydrogeological implications for the Veyre and Como catchments

• Auteur / Autrice : Cyril Aumar
• Direction : Olivier Merle, Philippe Labazuy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance le 04/02/2022
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Magmas et Volcans
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Houssier, Christelle Marlin, Benjamin Van Wyk de Vries
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Celle-Jeanton, Damien Jougnot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Puys, Chaîne des (France)

Eaux souterraines

Mots clés libres

Chaîne des Puys

Hydrogéologie

Analyse morpho-structurale

Méthode des potentiels spontanés

Modélisation paléo-topographie

The Chaîne des Puys

Hydrogeology

Morpho-structural analysis

Self-potentials method

Paleo-topography modelization

Résumé

La Chaîne des Puys constitue un alignement de plus de 80 édifices volcaniques (-100 à 8,6 ka), situés dans le Massif Central Français. Cette province volcanique est considérée depuis toujours comme un réservoir d’eau potable exceptionnel tant au niveau de sa quantité que de sa qualité. Le réchauffement climatique et la pression anthropique toujours plus importante sur les masses d’eau destinées à l’AEP (Alimentation en Eau Potable) rendent nécessaire l’amélioration des connaissances sur la géométrie et la dynamique des aquifères. Dans le cas de l’hydrosystème de la Chaîne des Puys, l’eau transite à travers les édifices volcaniques et leurs coulées de lave du fait de leur forte perméabilité. Les formations volcaniques reposent directement sur le socle cristallin varisque du plateau des Dômes. Les produits volcaniques ont comblé des paléovallées creusées dans le socle cristallin considéré comme imperméable au regard du contraste de perméabilité qui existe entre les roches cristallines et les roches volcaniques. Les eaux s’accumulant à l’interface entre les formations volcaniques et le substratum s’écoulent selon cet ancien réseau hydrographique jusqu’aux émergences principales situées dans les parties distales des bassins versants. La reconstitution de la topographie anté-volcanique du substratum est réalisée à partir d’une étude morpho-structurale du socle cristallin couplée à la méthode des Potentiels Spontanés (PS, très largement utilisée dans le contexte géologique de la Chaîne des Puys) et de la méthode ERT (Electrical Resistivity Tomography) La topographie anté-volcanique du substratum de la Chaîne des Puys permet de caractériser la géométrie des aquifères volcaniques mais également de réaliser le bilan de la ressource à l’échelle des bassins versants. La complémentarité d’une étude du comportement hydrogéologique des aquifères et de la géométrie des aquifères permet de proposer un modèle conceptuel du fonctionnement hydrogéologique des bassins versants de la Chaîne des Puys.

The Chaîne des Puys is an alignment of more than 80 volcanic edifices (-100 to 8.6 ka), located in the French Massif Central. This volcanic province has always been considered as an exceptional reservoir of drinking water in terms of both quantity and quality. The ever-increasing of anthropic pressure on water resource intended for drinking water supply and global warming make it necessary to improve our knowledge of the geometry and dynamics of aquifers. In the case of the Chaîne des Puys hydrosystem, the water flows down through the volcanic edifices and their lava flows due to their high permeability. The volcanic formations rest directly on the plateau des Dômes which is part of the Variscan crystalline basement of the French Massif Central. The volcanic products filled the paleovalleys digged in the crystalline basement, which is considered impermeable due to the permeability contrast between crystalline rocks and volcanic rocks. The water accumulated along the interface between the volcanic formations and the substratum drain off along the ancient hydrographic network to the main advent located in the distal parts of the catchment areas. The reconstruction of the antevolcanic topography of the crystalline bedrock is based on a morpho-structural study of the basement coupled with Spontaneous Potential (SP) method, widely used in the geological context of the Chaîne des Puys and the Electrical Resistivity Tomoraphy. The antevolcanic topography of the bedrock of the Chaîne des Puys allows the characterisation of the geometry of the volcanic aquifers but also the assessment of the resource at the scale of the catchment areas. The combination of an hydrogeological behaviour study and the geometry of the aquifers makes it possible to propose a conceptual model of the hydrogeological functioning of any catchment areas in the Chaîne des Puys.