HYDROGEOLOGIE ISOTOPIQUE et applications de la GEOTHERMIE pour préciser l’origine, la durabilité et l’organisation des ECOULEMENTS SOUTERRAINS. Exemples des bassins sédimentaires de Bohême et d’Aquitaine [H. Jirakova, 2011]

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La soutenance de thèse de Hana Jirakova (doctorante) s’est déroulée le 13 avril 2011 à Prague (République Tchèque).
Le travail de recherche a été mené en co-tutelle entre l’Institute of Hydrogeology, Geophysics and Engineering Geology, Charles University, Prague (République Tchèque) et l’Institut Ghymac - Géosciences-Hydrosciences-Matériaux-Constructions de l’Université Bordeaux I (France).

Titre de la thèse : « Hydrogéologie   isotopique et applications de la géothermie pour préciser l’origine, la durabilité et l’organisation des écoulements souterrains. Exemples des bassins sédimentaires de Bohême et d’Aquitaine. » par Hana Jirakova

Thèse de Doctorat - Université Sciences et Technologies - Bordeaux I (13/04/2011).
Directeur : Frédéric Huneau, Philippe Le Coustumer, Zbynek Hrkal

Résumé : Les études isotopiques couplées avec des informations géothermiques peuvent constituer des outils pertinents pour l’exploration des eaux souterraines   en tant que ressources en eau potable ou géothermiques. Ce travail combine les deux approches, isotopes de l’environnement et radioactifs associés à des données de température sur des aquifères   profonds, dans l’objectif d’enrichir et d’améliorer la connaissance des mécanismes de recharge   (Bassin   d’Aquitaine, France) ainsi que des mécanismes de recharge   et du potentiel géothermique (Bassin   Crétacé de Bohème, République Tchèque). Les isotopes stables (18O, 2H, 13C) utilisés conjointement avec des radioisotopes (14C, 3H) sont utilisés pour estimer l’époque de la recharge   ainsi que les conditions climatiques qui prévalaient lors de l’infiltration   depuis la fin de Pléistocène jusqu’à nos jours. Définir le type de recharge   et les conditions d’écoulement est nécessaire pour parvenir à modéliser de façon satisfaisante et fiable les grands systèmes aquifères   profonds. Trois types de recharge   ont été définis en Europe - (i) continue, (ii) interrompue lors du dernier maximum glaciaire (LGM) - un troisième type (iii) correspond à des situations particulières de recharge  . Les conditions géographiques et climatiques très différentes rencontrées en France et en République Tchèque ont engendrées une importante hétérogénéité des conditions et processus de recharge  . Le sud de la France, avec un climat relativement doux depuis les derniers 40 ka BP, n’a pas enregistré d’interruption de la recharge  . Le temps de séjour des eaux souterraines   en Bohème est estimé à environ 11 ka BP au maximum. Cependant, l’appauvrissement des teneurs en isotopes stables enregistré suggère une recharge   liée à la fonte de la calotte glaciaire Nord Européenne après le dernier maximum glaciaire (LGM), autour de 18-20 ka BP. Des investigations sur les isotopes du carbone minéral dissous des eaux souterraines   du bassin   de Bohème ont montrées d’importantes interactions avec différentes sources de carbone qui ont été identifiées. Pour le site d’étude tchèque, les informations apportées par la géochimie ont été complétées par des données géothermiques afin d’améliorer la connaissance des flux et de la dynamique des eaux souterraines  . Plus d’une centaine d’enregistrements diagraphiques de température ont été utilisés pour estimer le gradient   géothermique. Plusieurs phénomènes viennent perturber le gradient   géothermique de la région. Les flux d’eau souterraine verticaux et les variations lithologiques et topographiques sont à l’origine d’une distribution complexe du flux de chaleur, étant majoritairement conditionné par les écoulements souterraines. Les discontinuités peu profondes et les nombreux pointements volcaniques exercent aussi une influence importante sur l’écoulement souterrain et donc aussi sur le potentiel géothermique du réservoir. Les investigations sur la géothermie ont ainsi fourni des informations fondamentales sur le potentiel géothermique mais aussi sur les conditions d’écoulement des eaux souterraines  . La prise en compte de ces informations s’avère nécessaire afin de proposer des modèles mathématiques d’écoulement réalistes.

Mots-clés : Aquifère   profond - hydrogéologie   isotopique - temps de séjour - potentiel géothermique - flux de chaleur

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