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Campagne ReunEM de géophysique héliportée à la Réunion. © BRGM - René Carayol

Géophysique héliportée à la Réunion : application pour la connaissance des ressources en eau

25.10.2018
Le BRGM, en partenariat avec l'Europe (fonds FEDER), l’Etat et la Région, a conduit en 2014 une campagne de géophysique héliportée sur l’ensemble de l’île de la Réunion, pour la cartographie des ressources géologiques réunionnaises. L’interprétation de la campagne ReunEM présente un fort intérêt pour la connaissance des ressources en eau souterraine de l’île de La Réunion. Une thèse a été menée avec pour objectif la caractérisation multi-échelle des structures hydrogéologiques en contexte volcanique insulaire.

Acquisition des données de géophysique aéroportée en 2014 (Projet ReunEM) ©BRGM

Acquisition des données aéroportée en 2014 (Projet ReunEM). © BRGM

Contexte

L'île de La Réunion a été couverte par une vaste campagne de géophysique héliportée en 2014. Le dispositif SkyTEM a permis de cartographier l'anomalie du champ magnétique et la résistivité électrique du sous-sol jusqu'à 300 m de profondeur, et ce, sur l'ensemble de l'île. L'acquisition de ce jeu de données met en évidence la problématique de l'interprétation des données électromagnétiques héliportées à l'échelle régionale.

Objectifs

L'interprétation d'un modèle 3D de résistivité d'une superficie de 2 500 km² nécessite la mise en place de méthodologies innovantes pour le confronter aux données géologiques, climatiques et hydrogéologiques. Une thèse a été menée pour valoriser ce jeu de données géophysiques à l'échelle régionale en intégrant l'analyse hydrogéologique à différentes échelles spatiales.

Programme des travaux 

Pour répondre à ces problématiques, cette thèse s’organise autour d’une méthodologie hydrogéophysique multi-échelle qui permet d’étudier la répartition et le fonctionnement des aquifères à des échelles inédites jusqu’alors. Pour interpréter les 350 000 sondages électromagnétiques de la campagne, une approche statistique a été développée pour synthétiser une information sur les contrastes 3D en 2D. Les résultats, cohérents avec les connaissances géologiques et hydrogéologiques de l’île, ont permis d’analyser l’impact des paramètres géologiques et climatiques régionaux sur la répartition des aquifères et les processus d’altération. Sur le littoral, les données de résistivité sont confrontées à des logs de conductivité électrique de l’eau souterraine afin de valider l’interprétation de la géophysique. Le modèle de résistivité permet ainsi de cartographier et d’analyser les paramètres de contrôle du phénomène d’intrusion saline à l’échelle de l’île.

En altitude, l’utilisation conjointe des données électromagnétiques et magnétiques héliportées permet de caractériser la géométrie des structures géologiques et d’imager les profils et paléo-profils d’altération météorique. L’association des résultats obtenus à différentes échelles permet d’analyser l‘impact de l’altération sur le fonctionnement des aquifères des volcans boucliers.

Résultats obtenus

Sur le littoral, les formations saines et très perméables (jusqu’à 10¡1 m/s) sont vulnérables à l’intrusion saline, et ce, même avec des recharges de 6 à 8mpar an. Avec la diminution de la transmissivité, les aquifères deviennent moins vulnérables à l’intrusion saline.

En altitude, la géophysique atteste que les contacts entre les produits des différentes phases éruptives sont caractérisés par des paléo-profils d’altération qui peuvent former des contrastes de perméabilité propices à la formation d’aquifères perchés. L’analyse de la réponse géophysique sur différents secteurs de l’île a permis de proposer une dynamique de l’altération météorique. Son développement et ainsi contrôlé dans un premier temps par l’âge des formations, et ensuite par la pluviométrie et la température. Ces résultats démontrent que l’altération et la structuration des massifs volcaniques varient en fonction de leur âge et des versants, au vent ou sous le vent. Les travaux de thèses permettent donc de préciser le modèle hydrogéologique conceptuel intégrant la structuration géologique et l’évolution des aquifères volcaniques basaltiques en contexte insulaire.

Figure 1 - Paléovallées imagées grâce à l'AEM

Paléovallées imagées grâce à l'AEM.

Partenaires

Région Réunion (FEDER) 

Office de l'Eau Réunion

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34