A partir des résultats de l'étude des matériaux des sondages du programme Géologie Profonde de la France (GPF) de Chassole, un modèle de fonctionnement du système géothermal du Cézallier est proposé.
Ce système se serait mis en place au Pliocène, en liaison avec le volcanisme affectant le Cézallier à cette époque.
Tout en se refroidissant, il aurait ensuite connu un fonctionnement par à-coups, avec plusieurs phases d'interruption des circulations - et donc des dépôts - liées sans doute au colmatage des fractures conductrices, suivies de réactivations des écoulements dues peut-être à la réouverture de certaines directions de fractures causée par une diminution des contraintes s'exerçant sur elles, dans un contexte distensif marqué par une faible anisotropie des contraintes et donc une certaine instabilité de la direction de la contrainte majeure.
On peut penser que la source de chaleur alimentant le système à ses débuts, constituée sans doute par un petit réservoir magmatique ayant émis des produits différenciés dans le Haut Cézallier, a depuis lors cédé ce rôle à l'anomalie de la structure profonde (remontée du manteau) caractérisant la région.
La situation actuelle, de mise en place récente, semble correspondre à une phase de réactivation des écoulements. Les eaux de pluie arrosant les sommets du Cézallier s'infiltreraient, à la faveur des perméabilités élevées des fractures du socle, jusqu'à des profondeurs de 5 à 6 km, où elles atteindraient des températures de l'ordre de 200°C, se chargeraient en composants minéraux, empruntés aux roches traversées ou d'origine mantellique et, mues par la différence de charge hydraulique entre les points hauts et les points bas de la surface du sol, ressortiraient à la périphérie du système.
Dans la zone de Chassole, le débit ascendant d'eau profonde serait de l'ordre de 0,3 l/s par km2.
Mots-clés : Système géothermique, Fracturation, Extension tectonique Modèle, Diapir, Manteau, Puy-de-Dôme (Chassole), Cantal, Haute-Loire (Cézallier)
Based upon the study of the material from the French Deep Drilling Program (GPF) boreholes drilled at Chassole (Puy-de-Dôme, French Massif Central) in the Cézallier Variscan basement, a model of the region's current hydrothermal system is proposed.
This system is presently characterised by several tens of cold mineral springs spread over an area 25 km N-S and 15 km E-W. The water is of the sodium-bicarbonate type, with a high content of carbon dioxyde and a very high ratio of 3He over 4He. It has experienced temperatures as high as 200°C during its underground cycle.
This system must have appeared during the Pliocene, in relation with the volcanic activity of this period.
While cooling, it must then have worked in a discontinuous way, with a succession of flow interuptions, due to the clogging of the conductive fractures by hydrothermal products, followed by reactivations which could be explained by rotations of the stresses, in an extension context characterized by a low stress anisotropy.
It is thought that the initial heat source -probably a small magmatic reservoir having produced differentiated lavas in the Haut-Cézallier region- non longer plays arole and that the current source of heat is most probably related to a well-known regional deep structure anomaly, namely a crustal thinning and a diapiric uplift of the mantle.
The recently installed current situation could correspond to a flow reactivation phase. Rainfall on the upper parts of the Cézallier, taking advantage of the high fracture permeability of the basement, seeps down to depths of the order of 5 to 6 km, where it reaches a temperature of 200°C and procures its mineralization, either by dissolving the rocks through which it flows, or by incorporating elements coming from the mantle.
The driving force of the flow is merely the difference in the hydraulic head between the higher parts of the topography and the lower ones, where springs tend to concentrate.
In the Chassole area, the upward discharge flow of deep groundwater has been estimated to be around 0,3 l/s per km2.
Dernière mise à jour le 26.02.2019