B16A2 - Parc François 1er (Cognac)

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Que voir ? Que conclure ?

L’ affleurement se caractérise par la succession de dépôts de deux étages stratigraphiques du Crétacé supérieur (Turonien et Coniacien) séparés par une discordance angulaire.

Généralités

L’Ouest de la France a été marqué à la fin du Turonien (94 Ma) par une régression * marine amorcée dès le Turonien moyen. Ce retrait marin s’est traduit par des émersions et de l’érosion localisée, et s’est matérialisé sur le terrain par une discordance angulaire entre le Turonien supérieur et le Coniacien (90 Ma). Cette discordance est visible sur l’ affleurement du parc François Premier à Cognac.

Paléoenvironnement

Le Turonien est affecté par l’eustatisme ; il marque la fin d’un cycle de transgression - régression avec un épisode transgressif qui concerne la majeure partie du Turonien, marqué par les dépôts marneux du Turonien inférieur, séparant les formations du Cénomanien (100 Ma) et du Turonien moyen/supérieur (94 Ma). La mer se retire par la suite progressivement, laissant des dépôts marins de plateforme continentale, les calcarénites. Ce milieu moins profond et plus agité explique la présence de nombreux bioclastes dans les strates du Turonien supérieur.

Une courte phase d’émersion se produit entre la fin du Turonien et le début du Coniacien, illustré par la discontinuité sédimentaire . Le Turonien alors émergé est affecté par l’érosion. Un nouveau cycle de transgression - régression * lui succède, débutant au Coniacien (90 Ma) jusqu’à la fin du Crétacé supérieur. Le Coniacien est caractérisé par une sédimentation détritique , témoin d’un milieu de plateforme épicontinentale, soumise à des courants. La mer demeure chaude et peu profonde pendant le Coniacien, favorisant les dépôts carbonatés.

Illustrations

Parcourez les affleurements en cliquant sur les vignettes ci-dessous et découvrez les explications géologiques et interprétations hydrogéologiques.

Figure 1 - photo_legendee_de_l_affleurement-3

Géologie

Le Turonien supérieur constitue la partie basale de l’affleurement. Il est représenté par des calcarénites grossières, bioclastiques, blanches à ocre, renfermant des Rudistes. Sa surface présente une discontinuité irrégulière, marqueur d’érosion, consécutive à une période d’émersion. Il y a donc une lacune sédimentaire, d’une centaine à plusieurs milliers d’années, à la fin du Turonien supérieur.

Une fine couche de quelques centimètres d’argiles vertes glauconieuses marque la base du Coniacien et le retour de la mer. Elle s’est déposée pendant une période de transgression en évoluant vers des dépôts plus grossiers de grès glauconieux. Ces grès sont plutôt bien classés d’un point de vue granulométrique et ont un aspect émoussé attestant de leur transport marin. Ce niveau est fossilifère, contenant majoritairement des dents de poissons. Une épaisseur importante de calcaire bioclastique à bryozoaires et huîtres surplombe l’ensemble, il caractérise le Coniacien moyen. Le Coniacien supérieur, quant à lui, n’est pas visible sur cet affleurement, c’est pourquoi l’affleurement représente seulement la base du stratotype du Coniacien.

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Figure 2 - Schéma théorique montrant le fonctionnement d'un aquifère karstique (© SIGES, BRGM)

Hydrogéologie

Un même aquifère peut être constitué de formation de lithologies et d’âges différents. Les calcarénites du Turonien supérieur forment un milieu poreux, perméable, notamment grâce à une porosité matricielle et karstique. La porosité karstique, induite par la dissolution des carbonates, forme des réseaux de fractures, plus ou moins connectés, où l’eau peut circuler facilement. A contrario, la porosité matricielle est définie par les interstices du calcaire. C’est une porosité primaire, signifiant qu’elle se forme en même temps que la roche ce qui n’est pas le cas de la porosité karstique, définie comme une porosité secondaire.

Sur l’affleurement du parc François Premier, une assise marneuse* surmonte la calcarénite, les aquifères du Turonien et Coniacien ne sont pas connectés localement. En revanche, en l’absence de niveau imperméable continu entre les deux aquifères du Turonien et du Coniacien, comme c’est majoritairement le cas à grande échelle en Charentes, ceux-ci communiquent et forment un seul et même ensemble perméable : l’aquifère multi-couche du Turonien-Coniacien.

Les calcaires argileux du Santonien (85 Ma) constituent le toit (= le sommet) de cet aquifère. Cependant ils peuvent par endroit être perméable, en raison d’une fissuration importante, et ainsi être intégré dans l’aquifère multicouche du Turonien-Coniacien. En excluant le Santonien, cet aquifère a une puissance (= épaisseur), moyenne d’une centaine de mètres. Cet aquifère multicouche possède de bonne capacité de stockage et sa porosité lui permet d’avoir de bonnes aptitudes transmissives.

En Charente, la nappe du Turonien-Coniacien peut être captive ou libre suivant sa localisation. Elle apparait libre dans les secteurs où les formations géologiques affleurent à la surface et peut, dans ce cas, soutenir les cours d’eau en période d’étiage. C’est également dans ces secteurs qu’elle peut se recharger assez rapidement. L’aquifère devient progressivement captif avec l’approfondissement des couches vers le sud-ouest et quand il se retrouve surmonté par les formations plus récentes. Lorsqu’une nappe est captive, des phénomènes physico-chimiques peuvent se développer et améliorer la qualité de l’eau (ex : dénitrification en milieu anaérobie). Cette nappe représente la ressource principale pour l’Alimentation en Eau Potable dans le sud-Charente.

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Ressources en eau

La nappe du Turonien-Coniacien, lorsqu’elle est captive et assez profonde, peut être exploitée pour la géothermie. Ce procédé consiste à exploiter la chaleur stockée dans le sous-sol de la Terre pour le chauffage ou encore la production d’électricité.

Plusieurs types de géothermie existent : la géothermie de surface et la géothermie profonde. La température de l’eau augmente avec la profondeur, puisqu’elle est soumise à un gradient géothermique de 3°C tous les 100m en moyenne. Ainsi, une nappe de subsurface (entre une dizaine et une centaine de mètres de profondeur) constitue une source de basse à très basse énergie (ou température : température < 90°C) permettant la production de chaleur avec l’aide d’une pompe à chaleur installée sur un doublet de forages. Le puits en amont permet de pomper l’eau et de l’amener en surface. L’eau passe dans un échangeur thermique transmettant l’énergie à une pompe à chaleur, enfin, elle est réinjectée dans son aquifère d’origine par le puits situé en aval.

La géothermie profonde est quant à elle utilisée pour la production d’électricité grâce à sa température plus élevée. Le procédé d’exploitation est identique à celui pour la géothermie de basse énergie. (geothermies.fr)

Dans le bassin Aquitain, la nappe du Turonien-Coniacien, se trouvant à certains endroits, à 1000 mètres de profondeur, est utilisée à des fins géothermiques grâce à son fort potentiel.

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