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A conceptual hydrogeological model of ophiolite hard-rock aquifers in Oman based on a multiscale and a multidisciplinary approach
Article de revue scientifique   Avec comité de lecture

A conceptual hydrogeological model of ophiolite hard-rock aquifers in Oman based on a multiscale and a multidisciplinary approach

Benoît Dewandel, Patrick Lachassagne, Françoise Boudier, Saïd Al-Hattali, Bernard Ladouche, Jean-Louis Pinault et Zaher Al-Suleimani
Hydrogeology Journal, Vol.13(5-6), p.708-726
10/2005

Résumé

Les ophiolites se trouvent partout dans le monde : des Alpes à l’Hymalaya, à Cuba, Papouasie Nouvelle-Guinée, Nouvelle Calédonie, etc. Les ophiolites sont composées de roches dures basaltiques, de dolérites, gabbros et péridotites, qui sont formées aux rides mi-océaniques, avec, en relation avec les rides, une fracturation tectonique et une altération hydrothermale intense. Leurs propriétés géologiques et hydrogéologiques diffèrent de celles des granites ou des gabbros “classiques” ou des laves basaltiques “classiques”. Un modèle hydrogéologique conceptuel des aquifères de hard-rock a été développé sur les résultats convergents d’une approche multidisciplinaire à différentes échelles spatiales, de l’échantillon de roche de quelques centimètres à la taille du bassin versant en kilomètres, des ophiolites bien conservées d’Oman. Dans les roches ophiolitiques, la circulation des eaux souterraines est surtout localisée dans les fissures d’un horizon de surface de plus d’une cinquantaine de mètres et à un degré moindre dans les fractures tectoniques. L’analyse des hydrographes (Water Resour Res 34:233–240, 1977), l’interprétation des nombreux essais de pompage utilisant des modèles classiques de Theis et des modèles à double porosité (Water Resour Res 32:2733–2745, 1996; Comput Geosci J (Soumis), la porosité au mercure et la conductivité hydraulique calculée en laboratoire supportent l’estimation des paramètres de l’aquifère. La conductivité hydraulique K de l’horizon fissuré est estimée entre 10−5 et 10−6 m/s pour les gabbros et les dolérites, et 10−7 m/s pour les péridotites. Le coefficient d’emmagasinement S de l’aquifère de péridotite est estimé à 10−3 et semble être contrôlé par les micro-fractures (20 à 100 μm de largeur). Les fractures tectoniques dans les ophiolites possèdent des propriétés hydrodynamiques en regard de la lithologie (10-1<T<10-4 m2/s et 10-1/S/10-3) bien que la probabilité d’obtenir des puits productifs est trois plus grand dans le grabbro et la dolérite que la péridétite. Quelques unes des fractures tectoniques produisent de petites sources hydrothermales hyperalcalines dans la péridotite. Le bilan hydrologique et hydrochimique de l’ophiolite d’Oman caractérise le modèle hydrogéologique conceptuel. Malgré des faibles précipitations annuelles, une relativement basse conductivité hydraulique et un coefficient d’emmagasinement significatif expliquent pourquoi la plus part des cours d’eau sur les péridotites ne sont jamais taris.

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