Système hydrologique de Llucmajor

Les calcaires de Llucmajor constituent un réservoir préposé aquifère. L'eau de l‟aquifère de Llucmajor est extraite d‟une nappe de système libre, et utilisée à des fins agricoles. Des puits

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d'exploitation, est déduite une épaisseur de l'aquifère d'environ 150 m. Aucune rivière ne draine cet aquifère à part le petit torrent épisodique de Garonda débouchant à l‟Ouest de Sa Rapita.

Des résultats issus de modélisation 3D réalisée par Arango et al (2009) dans la zone sud de la ville de Llucmajor permettent de proposer un modèle conceptuel de la zone de la surface au plus profond : 1) une mince couche résistive (180 Ω.m) peut être associée à un aquifère libre, avec une épaisseur moyenne de 140 m ; sa géologie est liée aux formations Quaternaire et au complexe récifal du Miocène supérieur ; 2) la structure conductrice (5-20 Ω.m) avec une épaisseur variable (100 à plus de 500 m) corrèle avec une couche imperméable ou aquitard. Son épaisseur minimale de 200 m est située au niveau d‟une anomalie thermique ; 3) le dernier milieu résistif (supérieur à 80 Ω.m) est associé à un aquifère profond. Une des caractéristiques suggérées par le modèle 3D est la présence d'une zone où l‟aquitard serait plus mince avec une orientation préférentielle NE-SO, ce qui coïncide avec l‟orientation générale des structures régionales. Cette mince couche se forme à partir du socle au nord, descendant vers le sud, et peut être liée à une zone faillée.

Un puits d‟exploration près de la ville de Llucmajor, de 500 m de profondeur, foré par l‟IGME (Instituto Geologico y Minero de Espana, IGME report, 2004), permet les corrélations suivantes entre les couches du modèle et les formations du puits caractérisées géologiquement par des logs gamma ray et de résistivité (Figure 2-32). La première couche résistive peu profonde, correspond aux calcaires bioclastiques (complexe récifal) de 140 m d‟épaisseur. La limite entre ce niveau résistif du modèle et celui moins résistif coïncide avec la limite des calcaires bioclastiques avec les marnes, et facilite l'interprétation lithologique. Les marnes sont généralement caractérisées par une faible perméabilité : elles répondent donc à l‟unité perméable (aquitard) du modèle. La valeur de la résistivité du modèle 3D autour de 15 Ω.m est similaire à la valeur de la résistivité mesurée dans le niveau de silstone, sandstone et conglomérats à nummulites. Enfin, les formations calcarenites, bréchique et de calcaires bioclastiques apparaissent homogènes dans le deuxième niveau résistif du modèle 3D car leurs résistivités mesurées varient peu.

L‟aquifère de Llucmajor, qui consiste en des calcaires tabulaires légèrement subsidés, a un niveau de nappe s‟étendant de la surface dans les marais salins de Ses Salines à 100 m de profondeur.

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Figure 2-32 : Synthèse de la lithologie et des données géophysiques déterminées dans le puits d'exploration près de la ville de Llucmajor et le modèle 3D de résistivité (Arango et al., 2009).

Anomalie géothermique et intrusion saline

Une anomalie géothermique a été détectée dans la partie sud de l‟île. Elle se manifeste par des anomalies de température élevée de l'eau dans certains puits, atteignant une température maximale de 50°C. Cette anomalie est observée à 4 km au large de la côte méditerranéenne dans un puits gouvernemental (S23). La mise en place d‟un centre thermal à Font Sant, à 300 m du puits, en témoigne. Des mesures ont été acquises en 2006 par le laboratoire Géosciences Montpellier dans ce puits.

Figure 2-33 : Mesures géophysiques dans le puits S23 : rayonnement gamma naturel (courbe verte) et la conductivité électrique de la formation par mesure induction (ILM en orange et ILD en rouge).

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Figure 2-34 : Mesures géophysiques dans le puits S23 : température (rouge) et la conductivité électrique du fluide (violet).

L‟augmentation de la conductivité électrique de la formation et de la radioactivité naturelle indique un changement de lithologie et l‟emplacement d‟une faille à 14 - 18 m de profondeur (Figure 2-34). Les variations de température et de conductivité électrique du fluide marquent la présence d‟eau douce au dessus (4 à 14 m de profondeur) et d‟eau salée au dessous. La faille apparaît perméable et source d‟eau salée chaude. Dans l‟intervalle de la faille, une anomalie de pH est notée, probablement due à la présence de CO2 dissous, référençant une source géothermique à Font Sant.

Prenant le gradient thermique mis en avant par Fernandez et Cabal (1992) de 46 ± 8 mK/m, une profondeur minimale de 700 m est nécessaire pour obtenir une telle température. Pour expliquer cette présence d‟eau chaude, un simple modèle conceptuel de deux aquifères a été proposé par l‟IGME (IGME report, 1985) : un aquifère libre et un autre aquifère captif en dessous produisant cette eau chaude. L'aquitard entre les deux aquifères doit présenter une discontinuité (faille ou fracture) pour favoriser les mouvements verticaux du fluide. Les dépôts planaires étant composés de limons quaternaires n‟indiquent aucune structure géomorphologique en surface qui permettrait la montée des eaux souterraines profondes. Cependant, une structure de décrochement avec rejet horizontal est observée en affleurement le long de la côte sud, coupant la plate-forme près de Llucmajor. Elle pourrait être à l‟origine de cette anomalie thermique. L‟aquifère profond détecté à Llucmajor par Arango et al. (cf. ci-dessus) serait à l‟origine de l'approvisionnement en eau chaude. De plus, le modèle aquifère indique la présence d'une zone où l‟aquitard serait plus mince, de type faille ou zone faillée, ce qui coïncide avec l'anomalie thermique.

A Ses Sitjoles, 8 km à l‟ouest de Font Sant et du puits S23, un puits d‟observation (S17) près de la ville de Campos, traverse la nappe libre de la plate-forme Llucmajor et révèle aussi une ligne d‟eau salée à faible profondeur, dynamique selon les dires des habitants de l‟île de Majorque. Dans cette zone, l‟intrusion marine de cet aquifère côtier est une conséquence du déficit pluviométrique et des pompages agricoles intensifs.