Published October 15, 2021 | Version v1
Conference paper

Stratification d'un aquifère continental. Les sources jumelles, froides et thermo-minéralisées de Camou (massif des Arbailles, Pyrénées-Atlantiques)

Description

The Camou springs (Arbailles Massif, French Western Pyrenees) display an unusual close association of a typically cold karstic spring that drains the Urgonian western limb of the Arbailles, and a thermo-mineralized spring (33.5 °C; salinity 17.7 g/L). The latter gains its mineralization at the contact of Triassic evaporites mainly through a deep loop in the Apanice syncline. The fast upflow of this deep water is made at the cross of large active lines (the North-Pyrenean thrust and the Arbailles-Roncal fault). Speleo-diving in the nearby Maddalen Cave allowed reaching the phreatic passage at the origin of the cold spring, which however also crosses the thermal body in the third sump (S3). 6 pressure-temperature dataloggers were settled in both water bodies during 6 months. The dataloggers located downstream on either side of the thermohaline show at the beginning of flood first a lift of the thermal body, then an invasion of the whole phreatic passage by the cold floodwater, controlled by head changes in the karst aquifer. From observation of these mechanisms, we deduce a hydrodynamic model with a warm plume rising into the cold aquifer, without significant mixing. This does not actually require independent watertight routes, both water bodies can coexist including in the same conduit. This model implies the existence of unknown secondary passages close to the spring, which allow during low stage an independent draining of each water body toward separate outlets. Such type of stratified aquifer linked to density differences are common in coastal karsts (Florida, French Calanques…), in the evaporite karsts (Schlotten of the Harz in Germany, Kungur karst in Ural…), but remain poorly identified in continental areas. The Camou twin springs pouring out in the same porch are an outstanding example, together with the Mescla spring in French Alpes-Maritimes.

Abstract (French)

Les sources de Camou (massif des Arbailles, Pyrénées-Atlantiques) présentent la particularité d'associer étroitement une source froide typiquement karstique drainant une partie de la retombée orientale urgonienne des Arbailles, et une source thermo-minéralisée (33,5 °C ; salinité 17,7 g/L). Cette dernière acquiert sa minéralisation principalement par un passage en profondeur dans le synclinal d'Apanicé, où elle lessive les évaporites du Trias. La remontée rapide des eaux profondes s'effectue au croisement de linéaments régionaux actifs (chevauchement nord-pyrénéen et faille Arbailles-Roncal). Les plongées spéléo dans la grotte Maddalen sus-jacente ont permis de rejoindre le conduit noyé à l'origine de la source froide, qui cependant traverse la nappe thermale dans le troisième siphon (S3). 6 enregistreurs de température et de pression ont été posés dans les différentes masses d'eau du S3, sur une durée de 6 mois. Les capteurs situés côté aval de part et d'autre de la thermohaline montrent une remontée de la nappe thermale en début de crue, puis une invasion de l'ensemble du conduit par de l'eau de crue froide, contrôlés par les variations de charge de l'aquifère karstique. De l'observation de ces mécanismes, on déduit un modèle hydrodynamique avec un panache chaud ascendant au coeur d'un aquifère froid, sans mélange significatif, mais ne nécessitant pas pour autant de circuits étanches indépendants, les deux masses d'eau pouvant coexister y compris dans un même conduit. Le modèle implique l'existence de conduits secondaires inconnus proches de l'émergence pour écouler à l'étiage chaque masse d'eau vers des points de sortie distincts. De tels contextes d'aquifères stratifiés liés à des différences de densités sont courants sur les karsts côtiers (Floride, Calanques…), dans les karsts à évaporites (Schlotten du Harz en Allemagne, karst de Kungur dans l'Oural, etc.), mais restent peu identifiés en milieu continental. Les sources jumelles de Camou jaillissant dans un même porche, en sont un rare exemple, avec celle de la Mescla dans les Alpes-Maritimes.

Abstract

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URL
https://hal.science/hal-04825375
URN
urn:oai:HAL:hal-04825375v1

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