Soutenance de thèse: Margaux DUPUY (17 DECEMBRE 2021)

Centre: UMR SPE

Projet: GEM

Discipline Sciences de l'Univers - Mention Terre solide: géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère

Titre de la thèse: Caractérisation hydrogéologique, hydrogéochimique et isotopique des gisements d'eaux souterraines thermo-minérales de la Corse Orientale

Résumé vulgarisé:

En Corse, les eaux souterraines thermo-minérales ont été intensément exploitées de 1840 à 1914. Leur grande diversité chimique et gazeuse a toujours été favorable aux usages thérapeutiques ou ludiques. Même si cette activité a périclité depuis la 1^ère guerre mondiale, il existe un potentiel hydrogéologique singulier et la question d’une remise en exploitation de certains sites se pose actuellement.

C’est notamment le cas de la région Orientale de la Corse, avec une très forte diversité de gisement thermo-minéraux constituant la zone d’étude de cette thèse, incluant les sites d’Orezza, Pietrapola, Puzzichellu et quelques gisements annexes. Ce travail cherche à identifier la combinaison de processus hydrogéologiques à l’origine des diverses sources minérales, thermales ou gazeuses.

Une approche multi-traceurs combinant des outils géochimiques, isotopiques et gazeux a été développée afin d’identifier la nature et la durée des interactions eau-roche de ces gisements. Des prélèvements ont été réalisés sur les 22 sources sélectionnées et localisées à l’interface des trois unités géologiques régionales (Corse granitique, Corse Alpine métamorphique et la Plaine Orientale sédimentaire) afin de caractériser l’ensemble du parcours souterrain de ces eaux thermo-minérales. Ce suivi de 15 mois a permis d’attester de la stabilité chimique, gazeuse et isotopique de l’ensemble des eaux thermo-minérales étudiées, de caractériser la géochimie des eaux minérales froides ou thermales (>20°C), d’identifier leur gamme de minéralisation (150 à 12 000µS/cm) et de définir 5 faciès hydrochimiques bien distincts.

Les isotopes stables de la molécule d’eau ont permis de calculer l’altitude d’infiltration de la pluie qui s’élève à 800 m pour les eaux circulant dans le socle granitique et entre de 200 à 950 m pour les eaux circulant dans les roches métamorphiques de la Castagniccia. A contrario, les sources se situant dans la plaine sédimentaire indiquent une recharge autochtone de basse altitude (<300 m).

L’étude des gaz dissous a été réalisée pour la première fois dans cette région et à révéler :

• une origine crustale profonde pour les sources de Pietrapola ;
• une origine thermogénique du CO₂ pour les eaux carbogazeuses émergeant en Castagniccia et au sud de la plaine Orientale;
• un fort taux d’hydrogène sulfuré a été mesuré sur les eaux du bassin sourcier de Puzzichellu dont l’origine est issue de la dégradation bactérienne de la matière organique présente dans les marnes noires et en milieu extrêmement réducteur attesté par la forte teneur en méthane.

La complexité des mélanges entre différentes eaux est bien mise en évidence avec les isotopes du strontium, notamment pour les sources de Vignola et Fontanella dont les eaux circulent dans les granitiques et les différentes couches géologiques de la plaine sédimentaire.

Les géothermomètres indiquent une forte profondeur de circulation (>3 km) pour les eaux chaudes (54°C) de Pietrapola.

Le carbone-14 montre des âges relativement anciens d’environ10 000ans pour Pietrapola et autour de 5 000 ans pour Puzzichellu. La présence de tritium dans les eaux de la plaine et de la Castagniccia indique des processus de mélange entre des eaux anciennes et modernes.

La combinaison des traceurs géochimiques, isotopiques et gazeux sélectionnés s’est révélée être un puissant outil pour élaborer un modèle conceptuel hydrogéologique régional du fonctionnement des sources minérales complexes. Ce modèle apporte des éléments scientifiques indispensables à la gestion pérenne de ces ressources exceptionnelles et diversifiées.

La soutenance aura lieu le vendredi 17 décembre à 14h30, Amphi Nicoli, FST, campus Grimaldi

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