Géologie des réservoirs karstiques : développement d’un outil méthodologique type SIG en 3D, exemple du Larzac sud (France)

Les réservoirs karstiques résultent de la dissolution d’un volume de roche carbonatée sous l’effet de circulations de fluides acides et constituent des espaces de stockage considérables pour les ressources souterraines. Les hétérogénéités des systèmes karstiques et de leur structure interne constituent un obstacle à l’élaboration de modèles hydrologiques fiables.

L’objectif de cette thèse CIFRE est double :

1 – Créer un outil d’analyse des réservoirs karstiques. L’outil numérique développé permet l’acquisition, la centralisation, la visualisation et l’archivage de données pertinentes pour l’analyse des karsts. Ce véritable SIG en 3D constitue une solution d’analyse, d’interprétation et de communication sur les réservoirs karstiques.

2 – Contribuer à la compréhension de la nature, la géométrie et l’organisation des réservoirs karstiques dans un massif carbonaté, à partir de l’exemple du Larzac sud. La construction d’un modèle géologique 3D de l’intervalle du Jurassique permet de définir l’enveloppe dans laquelle se développe le réservoir karstique. Le squelette du réservoir karstique est constitué par des couloirs d’altération qui résultent d’un processus de « fantômisation ». Leur identification et cartographie, en surface et en profondeur permet de caractériser la structure et la texture du réservoir géologique. Trois étapes successives de débourrage des couloirs d’altération sont mises en évidence, en lien avec les modifications connues des conditions hydrodynamiques, contrôlées par l’évolution tectonique et morphologique du Larzac sud. La compréhension de ces étapes d’organisation des réseaux de couloirs d’altération permet d’apporter des éléments de réponses à l’organisation des chemins de drainages d’eaux souterraines actuels.

Cette thèse apporte i) une nouvelle compréhension de la structure et de la texture d’un réservoir karstique, et ii) un outil, adapté à l’étude du karst, qui permettent de répondre de manière pratique et cohérente aux questions posées par les collectivités, les décideurs et les industriels, quant à la nature du sous-sol en domaine karstique.

Jury :

Laurent BRUXELLES, Directeur de recherche, CNRS – TRACES, Toulouse. Rapporteur
Pauline COLLON, Professeure des universités, Université de Lorraine. Rapportrice
Philippe AUDRA, Professeur des universités, Université Côte d’Azur. Examinateur
Églantine HUSSON, Ingénieure chercheuse, BRGM, Orléans. Examinatrice
Hubert CAMUS, Docteur, Responsable scientifique Cenote. Co-encadrant
Michel SÉRANNE, Directeur de recherche, CNRS – Géosciences Montpellier. Directeur (invité)
Séverin PISTRE, Professeur des universités, Université de Montpellier. Invité