Influence of an anticline structure on hydrogeological functioning and aquifer interactions in a multilayered aquifer system: the case of Villagrains-Landiras anticline (Gironde, France)
Influence d’une structure anticlinale sur le fonctionnement hydrogéologique et les interactions inter-aquifères d’un système aquifère multicouche: le cas de l’anticlinal Villagrains-Landiras (Gironde, France)
Résumé
Geological deformations like anticlines have a prominent role in aquifer system functioning. Structural deformations control erosion patterns, areas of nondeposition, lateral facies variations and thickness variations. The nature and geometry of geological bodies have a major impact on the aquifers and interconnections between them. To characterize these features and to quantify their influence on overall hydrogeological functioning, a multidisciplinary approach is proposed at a local scale. In southwestern France, the Aquitaine Basin contains a regional multilayered aquifer system affected by numerous anticlines. The Villagrains-Landiras anticline is a major anticline of the Aquitaine Basin, and near its axis is the subcropping Cenomanian aquifer; thus, the Cenomanian aquifer has potential for drinking water supply. An extensive research program was developed, including reconnaissance drilling, water level measurements, geochemical analyses, and petrophysical tests, and the results were combined with existing data. This integrated work precisely defined the complex architecture of the aquifer and confining units linked with the uplift and the polyphase erosion of the anticline. It resulted in the characterisation of the deposits’ geometries, lithology, and aquifer properties. The areas of aquifer interconnection have been defined and recharge flows have been estimated. A new groundwater circulation pattern constrained by isotopic water residence times was developed. A new geological model was built, which enables a rethink of the local functioning of the aquifer targeted for drinkable-water supply, but also it allows an understanding of the importance of anticline structure on the recharge conditions of the aquifers of this regional multilayered aquifer system.
Les déformations géologiques telles que les structures anticlinales jouent un rôle prépondérant dans le fonctionnement des systèmes aquifères. Elles influencent les modalités d’érosion, l’extension des lacunes sédimentaires, les variations latérales de faciès et les variations d’épaisseurs des formations géologiques. La nature et la géométrie des corps sédimentaires associés ont un impact majeur sur le fonctionnement des aquifères multicouches qui s’y développent. Afin de caractériser ces objets géologiques et quantifier leur influence sur le fonctionnement hydrogéologique global, une approche pluridisciplinaire est adoptée à l’échelle locale. Dans le sud-ouest de la France, le Bassin Aquitain contient un aquifère multicouche d’extension régionale affecté par de nombreuses structures anticlinales. L’anticlinal de Villagrains-Landiras est l’un des anticlinaux majeurs qui le structure. Proche de l’axe de l’anticlinal et contraint par la structure, l’aquifère du Cénomanien y devient sub-affleurant. Cet aquifère est ciblé en tant que ressource de substitution potentielle pour l’alimentation en eau potable. Un programme de recherche incluant des sondages de reconnaissance géologique, l’étude des niveaux piézométriques, des analyses géochimiques et des essais pétrophysiques a permis l’acquisition d’un jeu de données important qui vient compléter les données existantes dans la zone d’étude. Ce travail intégré a permis de définir précisément l’architecture complexe des unités aquifères et épontes induites par la formation de l’anticlinal et les érosions polyphasées qui en résultent. Il aboutit à la caractérisation de la géométrie et la lithologie des dépôts sédimentaires ainsi que des propriétés réservoir. Les zones d’interconnexion entre les aquifères du système multicouche ont été définies et les flux de recharge ont été estimés. Les modalités d’écoulements contraintes par les temps de résidence des eaux des différentes unités aquifères ont été précisées. Un nouveau modèle géologique a été construit. Il a permis de repenser le fonctionnement local de l’aquifère du Cénomanien ciblé pour l’approvisionnement en eau potable, mais il a également permis de mettre en évidence l’importance des structures anticlinales dans les modalités de recharge des aquifères multicouches d’extension régionale.