Résumé
Les systèmes hydrothermaux souterrains jouent un rôle clé dans les énergies renouvelables en raison de leur haute efficacité thermique. Des ressources géothermiques efficaces nécessitent non seulement une source de chaleur, mais aussi des formations géologiques perméables et des schémas d’écoulement adaptés. Les zones de failles jouent un rôle crucial dans ce processus, pouvant agir soit comme drains, soit comme barrières. Cette étude examine l’origine du flux de chaleur dans les réservoirs géothermiques en comparant les grabens de Bresse, de Limagne et du Rhin supérieur, appartenant au Système de Rift Cénozoïque Européen (ECRIS), à l’aide d’une approche multidisciplinaire analysant les propriétés thermiques, la structure profonde et le rôle des zones de failles dans les anomalies de flux de chaleur en surface. Les données de flux de chaleur issues de 943 points, les cartes géologiques, les bases de données sur la sismicité et les données d’orientation des contraintes permettent de caractériser les structures crustales et les réseaux de failles. Par contre, la tomographie sismique, les cartes gravimétriques, les profondeurs du Moho et de la LAB, ainsi que les mesures SKS apportent des informations sur les variations de densité du manteau, les limites structurales et les directions d’écoulement mantellique, contribuant ensemble à la modélisation de la distribution de la chaleur et de la migration des fluides à haute température. Cette synthèse met en évidence différentes échelles d’anomalies de flux de chaleur supérieures à la moyenne continentale de 67 mW/m 2 : (i) une anomalie de grande longueur d’onde, (ii) trois anomalies de longueur d’onde moyenne, et (iii) sept zones présentant des anomalies de très courte longueur d’onde dépassant 175 mW/m 2 . Les anomalies élevées de flux de chaleur en surface sont associées aux zones de failles, telles que la faille du Sillon Houiller. En revanche, l’anomalie de grande longueur d’onde à l’échelle du Massif Central français (MCF) ne semble pas liée à une faille lithosphérique. La caractérisation de l’architecture lithosphère-asthénosphère montre que cette anomalie thermique de grande échelle coïncide avec un corridor de lithosphère mince, une anomalie positive de vitesse sismique, et indique une augmentation du flux de chaleur mantellique sous la lithosphère amincie du MCF et du Graben du Rhin. Dans les régions des grabens du Rhin supérieur et de la Bresse, une densité élevée de failles crustales connectées à des discontinuités lithosphériques majeures correspond probablement à un flux de chaleur élevé en surface. Les failles crustales actives (Sillon Houiller, La Marche et Vittel) facilitent vraisemblablement la remontée de fluides à haute température. Enfin, cette étude souligne l’importance d’intégrer des méthodes multidisciplinaires pour comprendre le flux de chaleur en surface et ses implications pour l’énergie géothermique.