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Vue de l'héliportage de la boucle de mesures du magnétisme au-dessus de l’île de Mayotte (Mayotte, 2011). © BRGM

AEROVERGNE : Une campagne d’acquisition de données géophysique par moyen héliporté, permettant d’accroitre la connaissance du sous-sol auvergnat

06.10.2020
Pour mieux connaître le sous-sol et réunir des données qui serviront aux acteurs du territoire, le BRGM lance une campagne de géophysique héliportée sur l’emblématique Chaîne des Puys. Ce projet est cofinancé par le BRGM et par l’Union européenne via les fonds FEDER gérés par la région Auvergne.

Enjeux

Le sous-sol constitue une ressource indispensable à l’activité humaine. Une gestion durable des ressources qu’offrent le sous-sol nécessite une connaissance approfondie de ce milieu, qui peut être acquise de façon directe (par exemple via des investigations de terrain, des forages, des essais mécaniques ou hydrauliques dans le sous-sol, des caractérisations en laboratoire d’échantillons) et/ou de façon indirecte au moyen de méthodes d’imagerie du sous-sol.

Le BRGM a développé depuis plus de 10 ans une méthodologie d’acquisition et de traitement de données géophysiques (électromagnétisme, magnétisme, gamma-spectrométrie) par moyens aéroportés. Les acquisitions en électromagnétisme et magnétisme ont, pour une grande partie, été réalisées dans les DROM et COM (Mayotte, Martinique, Guadeloupe, Réunion, Nouvelle-Calédonie). Ces données modernes de géophysique, dites « d’infrastructure », trouvent des applications dans de très nombreux domaines et se sont avérées d’un grand intérêt pour répondre à des enjeux de connaissance du sous-sol en nature et en géométrie, de gestion de la ressource en eau, de recherche de matériaux, de prévention des risques naturels… 

Le projet AEROVERGNE consiste en un lever héliporté combinant trois méthodes géophysiques (électromagnétisme, magnétisme et gamma-spectrométrie) et totalisant 1000 km de lignes de vol, sur un site pilote dans la partie Nord de la Chaine des Puys, en Auvergne, à titre de démonstrateur. Il s’agira du premier lever de ce type en France (i.e. trois méthodes acquises simultanément pour une caractérisation du sous-sol en aimantations magnétiques, en résistivités électriques et en teneurs en Uranium, Thorium, Potassium). Il offrira également des données géophysiques inédites, dans un contexte de socle sous couverture volcanique, et sur une cible aussi emblématique que celle de la Chaine des Puys (récemment classée au patrimoine Mondial de l’Humanité par l’UNESCO). 

Résultats attendus

Les données ainsi acquises offrent une visualisation du sous-sol en 3 dimensions à des échelles inédites, allant de la proche surface jusqu’à plusieurs centaines de mètres (voire kilomètre) de profondeur. Ces données aéro-géophysiques permettront d’apporter des contraintes et des éléments de compréhension tout à fait novateurs sur différentes problématiques allant de la connaissance géologique fondamentale des objets imagés jusqu’aux enjeux socio-économiques et environnementaux aujourd’hui exprimés par les acteurs locaux.

Pression sur les ressources en eau

Sur la zone d’étude, les données géophysiques permettront une meilleure connaissance de la géométrie de l’interface aquifère majeur et de l’empilement des coulées volcaniques, permettant de définir plus précisément la ressource en eau dans les différents bassins-versants, dans des contextes à forts enjeux socio-économique tels que l’alimentation en eau potable (AEP) ainsi que les usages industriels notamment l’embouteillage et le thermalisme. Cette connaissance aidera ainsi à une meilleure gestion de cette ressource.

Les données électromagnétiques permettront aussi d’imager en 3D de nouvelles structures géologiques potentiellement aquifères, telles que des formations d’altération, des paléo-vallées ennoyées par des coulées de lave, ou des édifices volcaniques de type « maar », réservoirs aquifères potentiellement à fort enjeu.

Géothermie

Les données de géophysique pourront permettre de mieux définir la géométrie en sub-surface de systèmes et/ou de circulations de fluides hydrothermaux (actuels ou passés).

Risques

Les données électromagnétiques pourront être utilisées en support d’études visant à déterminer la stabilité de versants, notamment en apportant une information sur l’épaisseur des formations géologiques impliquées dans les glissements. Les données de gamma-spectrométries pourront quant à elles être utilisées pour donner de précieuses informations sur la nature lithologique du premier mètre du sol, et servir ainsi de base à des études visant à définir :

  • les aléas retrait-gonflement des argiles ;
  • l’aléa sismique local (effet de site).

Ressources minérales

Les données électromagnétiques, magnétiques et gamma-spectrométriques sont largement utilisées pour la recherche en matériaux de carrière et/ou pour l’extension de l’exploitation d’un gisement existant.

Archéologie

Les données pourraient permettre de répondre à des questions scientifiques soulevés dernièrement par les études liées à la découverte ou à la redécouverte de carrières gallo-romaines (cratère Killian, ayant fourni des blocs pour la construction du Temple de Mercure au sommet du Puy de Dôme), et mérovingiennes (souterraines au Cliersou et sub-aériennes au Grand Sarcoui).

Volcanologie

Les données acquises permettront d’imager, par l’électromagnétisme, l’emboîtement de structures volcaniques complexes (du type Puy Chopine, composé d’un cône de scorie dans lequel s’est mise en place une protrusion trachytique) ou de mieux contraindre, par le magnétisme, l’extension d’intrusions hypovolcaniques (par exemple sous le Puy de la Poule), récemment suspectées d’avoir eu un impact significatif sur la structuration superficielle des terrains de la Chaînes des Puys.

Développement touristique

La modélisation en 3 dimensions de l’interface socle/couverture, la délimitation de la ligne de partage des eaux entre Est et Ouest de la Chaîne des Puys ainsi que des focus sur des objets géologiques particuliers aideront à l’élaboration d’outils pédagogiques en lien notamment avec les manifestations liées au classement au patrimoine mondial de l’humanité de l’UNESCO.

Ces acquisitions ont pour vocation à faire émerger des synergies inter-organismes, et plus particulièrement, de contribuer à dynamiser durablement l’activité géoscientifique et environnementale sur le territoire auvergnat parmi les acteurs institutionnels locaux et en partenariat avec des entreprises.

PARTENAIRES

  • Partenaires financiers : Union européenne via les fonds FEDER gérés par la région Auvergne
  • Partenaires scientifiques : CRAIG
BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34