L'origine des anomalies thermiques d'Alsace

Grès rose des Vosges (Buntsandstein) issu des carottes réalisés lors des forages de Soultz-sous-Fôrets, oct. 2002 © DEZAYES/BRGM

Température à 5 000 m de profondeur en France métropolitaine et aux frontières A la fin des années 20, les premiers travaux de recherches pétrolières sont lancés à Péchelbronn-Merkwiller, commune située à moins de 5 km du site de Soultz-Sous-Forêts. Les 5 000 forages réalisés permettent d'acquérir une connaissance géologique accrue du sous-sol alsacien montrant que la régime thermique de cette région d'Alsace du Nord est exceptionnel et qu'on pouvait espérer trouver une température de 100°C à environ 1 km de profondeur.

 

Carte des températures à 1500 m de profondeur dans le Fossé Rhénan montrant les anomalies thermiques locales Cette anomalie thermique existe partout en Alsace, mais également ailleurs en Europe comme dans le Massif Central et à Larderello en Italie. Au sein de Fossé Rhénan, certaines zones montrent des gradients géothermiques encore plus forts. Ces anomalies de température permettent d’atteindre des températures intéressantes pour la production d'électricité par géothermie à des profondeurs plus faibles que la normale.

 

 

Quelle est l’origine des anomalies thermiques ?

Bloc diagramme du Fossé Rhénan montrant la remontée du manteau lithosphérique. (Frisch W. et al., Plate Tectonics, DOI10.1007/978-3-540-76504-2_3. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011.)Ces anomalies thermiques sont dues à la situation géologique particulière de l’Alsace. Cette région constitue une partie du Fossé Rhénan, une structure en extension qui forme un rift. Cette structure, qui s’est formée à l’Oligocène il y a environ 25 million d’années, est due à une distension de la croûte qui a permis son amincissement et donc la remontée du manteau sous l’Alsace. Le manteau, formé de roche en fusion, apporte de la chaleur supplémentaire qui explique l’anomalie régionale.

Un système fracturé naturellement

Source géothermale des Hélions (Merckwiller-Pechelbronn) © C.DEZAYES/BRGM Les anomalies locales sont, quant à elles, dues à des circulations de fluides ou saumures aux travers des fractures nombreuses qui recoupent le Fossé Rhénan. Ces fractures peuvent atteindre des profondeurs importantes, drainant des fluides profonds et chauds jusqu’à la surface ou presque.

Les eaux chaudes, chargées en minéraux, remontent le long de ces grandes fractures et s’accumulent généralement dans les niveaux géologiques poreux du secondaires, qui sont cachetés par les niveaux imperméables du remplissage tertiaire du fossé. Il se forme alors une accumulation de chaleur qui engendre une anomalie thermique locale.

 

Coupe géologique Ouest-Est montrant la complexité des structures dans le Fossé Rhénan Cependant, la structure géologique du Fossé Rhénan est complexe et ne facilite pas la multiplication de systèmes géothermiques profonds. Les formations géologiques sont découpées par de nombreuses failles qui les compartimentent, rendant difficile l’exploitation d’aquifères continus comme dans le Bassin de Paris.

Log lithostratigraphique des formations géologiques et niveaux aquifères constituant potentiellement une ressource géothermale (en rouge).