b. Les failles permettent la circulation des fluides

Second élément de réponse

A Terre, l’étude photo géologique et les relevés structuraux de terrain mettent en évidence une fracturation tectonique récente qui s’exprime par de nombreux indices : failles normales et fractures minéralisées majoritairement orientées N90°E à N120°E à pendage souvent vertical, soulignant un régime de contrainte en distension de direction NNE-SSW (Figure 8). Les principales manifestations hydrothermales à Terre se positionnent sur ces hétérogénéités tectoniques indiquant un contrôle de la fracturation sur la géométrie de circulations des fluides.

Figure 8
Figure 8

Figure 8

A - Schéma interprétatif de la fracturation tectonique dans la zone de Bouillante, B – détail de la fracturation sur la baie de Bouillante avec localisation des forages géothermiques
(Source : BRGM –  Rapport RP-57252-FR, 2009)

 

 

Le réseau à Terre est constitué d’une dizaine de failles normales espacées d’environ 500 m à 1 Km, qui délimitent des blocs en mini-horsts et grabens avec des rejets pluridécamétriques à métriques. Du sud au nord on distingue (figure 8):

  • La faille de Descoudes (pentée sud et orientée N90)
  • La faille de Plateau (sub-verticale et orientée N95)
  • La faille de Cocagne (pentée nord et orientée N100 à N110)
  • La faille de Baie (pentée nord et orientée N95)
  • La faille de Marsolle (pentée vers le sud de 74° et qui se prolonge en mer)
  • La faille de Machette (fortement pentée vers le nord ou vers le sud)

 

FIGURE 9 : Faille normale de Machette orientée E-W observée à la Pointe à Sel
FIGURE 9 : Faille normale de Machette orientée E-W observée à la Pointe à Sel

 

Le site géothermique de Bouillante est donc positionné dans un mini graben dans lequel un réseau de failles EW en « touche de piano »  favorise l’ouverture tectonique et donc la circulation de fluides. Il serait le prolongement des structures de type graben de Marie-Galante qui se transfère vers l’ouest à Terre par la discontinuité structurale Bouillante-Capesterre (figure 11).

 

Des études récentes menées par le BRGM ont permis d’imager plus précisément la fracturation du sous sol aussi bien à Terre qu’en Mer, dans le but de comprendre le lien entre la géométrie 3D de circulation des fluides et le régime tectonique régional actuel.

 

A Terre, des profils de résistivité électrique ont imagé les principales failles orientées N90 à N110 en profondeur qui contrôlent le champ géothermal au sud de la baie de Bouillante : la faille de Descoudes, la Faille de Plateau  et la faille de Cocagne (Figures 8 et 9).

 

Figure 10 : Modèle de résistivité selon une coupe NS
Figure 10 : Modèle de résistivité selon une coupe NS

Les zones avec une forte résistivité indiquent des terrains qui ne sont pas fortement altérés (coulées massives?)

Les zones avec une faible résistivité indiquent les terrains préférentiels où circulent les fluides (roches très altérées) voire représentent la prolongation des failles en profondeur.

 

Source : F  abriol et al., 2005

 

 

La zone sous la baie de Bouillante présentant de faibles résistivités (fortes conductivités) entre Descoudes et Pointe à Lézard est interprétée comme le sommet des cellules convectives hydrothermales du champ géothermique. Des zones conductrices plus profondes (anomalies C2 (Figure 9) pourraient représenter le toit d’un réservoir géothermique à 700 m  de profondeur sous la zone de Machette (Bourgeois et Debeglia, 2008)

 

En mer, l’abondance des sources hydrothermales indique que le réservoir s’étend sur la mer des Caraïbes et pourrait aller jusqu’à la faille majeure régionale orientée N160 de Bouillante–Montserrat. Des profils sismiques ont pu imager les failles en mer (Figure 10). Des failles majeures orientées N140° ont été identifiées offshore, ainsi que la prolongation en mer de certaines failles EW vues à Terre (faille de Marsolle). Le secteur de Bouillante est donc situé au croisement de structures majeures de la Guadeloupe et plus précisément à la jonction de l’axe volcanique orienté N160 de Basse-Terre, du système de failles orienté N140  Montserrat-Bouillante et du réseau de failles E-W recoupant l’arc interne des Petites Antilles depuis le fossé de Marie-Galante jusqu’à Basse-Terre.

 

Figure 11 : profils sismiques selon les traces AB et AC simplifiés de Thinon et al., 2010. Les termes UP, UB, UC, RB correspondent aux différentes unités lithologiques identifiées
Figure 11 : profils sismiques selon les traces AB et AC simplifiés de Thinon et al., 2010. Les termes UP, UB, UC, RB correspondent aux différentes unités lithologiques identifiées

Conclusion

Il est clair que les failles récentes jouent donc un rôle majeur dans la localisation du site géothermique de Bouillante. Les documents précédents nous montrent que le champ de Bouillante se situe pour les Petites Antilles dans une zone clé d’intersection de failles entre :

  • une faille majeure décrochante N160 sous-marine , située dans le prolongement du système normal senestre de Montserrat-Bouillante
  • l’extrémité occidentale de la faille majeure ESE – WNW de Bouillante-Capesterre qui est un accident majeur du système de graben de Marie-Galante (Figure 11).