Faculté des sciences

Deep groundwater circulation in the Alps : Relations between water infiltration, induced seismicity and thermal springs. The case of Val d'Illiez, Wallis, Switzerland

Bianchetti, Gabriele ; Roth, Philippe ; Vuataz, François-D. ; Vergain, Jean

In: Eclogae Geologicae Helvetiae, 1992, vol. 85, no. 2, p. 291-305

L'apparition des sources thermales de Buchelieule dans le Val d'Illiez, canton du Valais, semble êtrerécente (fin 1953) et liée à des circonstances exceptionnelles. En effet, au cours de cette année, de nombreusessecousses sismiques ont été ressenties par la population locale. Toutes les eaux thermales et subthermales dela zone d'étude ont été mesurées, échantillonnées et analysées... Plus

Ajouter à la liste personnelle
    Résumé
    L'apparition des sources thermales de Buchelieule dans le Val d'Illiez, canton du Valais, semble êtrerécente (fin 1953) et liée à des circonstances exceptionnelles. En effet, au cours de cette année, de nombreusessecousses sismiques ont été ressenties par la population locale. Toutes les eaux thermales et subthermales dela zone d'étude ont été mesurées, échantillonnées et analysées à de nombreuses reprises à partir de 1988. Cessources, situées sur la rive gauche de la Vièze, émergent de flyschs tertiaires parautochtones helvétiques. Elles ont une température de 30 °C au maximum et le débit total des divers exutoires est de 1200 l/mn. Lechimisme, de type Ca-SO4 avec une minéralisation totale de 1850 mg/l, est caractérisé par de faibles teneursen éléments alcalins et en chlorure.
    La température et le débit de ces eaux thermales varient au cours du temps et celles-ci subissent unedilution, lors de leur remontée, par des eaux plus froides et peu minéralisées, vraisemblablement originairesd'un aquifère karstique du Malm. Le calcium et le sulfate dans l'eau proviennent de la dissolution de gypse etd'anhydrite présents dans les cornieules triasiques de la couverture autochtone du Massif des AiguillesRouges.
    Les auteurs présentent une hypothèse, basée sur l'interprétation des données hydrogéologiques,géologiques, sismiques et isotopiques, qui tend à démontrer qu'il existe une liaison hydraulique entre cessources thermales et les importantes pertes (> 1 m3/s) du lac artificiel de Salanfe, situé environ 9 km ausud-est des sources. Cette hypothèse est corroborée par plusieurs observations:
    1) les fuites du lac de Salanfe n'aboutissent pas à des sources froides de la région, et des essais decoloration ont montré l'absence de traceurs dans l'eau de ces sources. Ce fait tend à démonter que les pertes dulac atteignent un aquifère captif profond
    2) la présence dans le cirque glaciaire de Salanfe de niveaux affleurants de Trias autochtone helvétique,par lesquels s'opèrent les fuites du lac, et qui plongent en direction du Val d'Illiez, laisse supposer que l'eaus'infiltre dans cette direction;
    3) la sismicité anormale, relevée dans le Val d'Illiez en 1953, à la fin du premier remplissage complet dela retenue. L'apparition des sources thermales semble être contemporaine,
    4) l'altitude du bassin versant du lac correspond à l'altitude d'origine des eaux thermales estimée à partirdes données en isotopes stables de l'eau.
    L'application des méthodes géothermométriques ne permet pas d'envisager que la température de l'eauthermale en profondeur soit supérieure à 35 °C. Néanmoins, en raison du débit élevé (1200 l/mn) qui s'écouleen surface dans la zone d'émergence, un potentiel thermique non négligeable (1,7 MWt) est disponible pourune éventuelle exploitation de la chaleur à Val d'Illiez.
    Summary
    The recent occurence (end of 1953) of the thermal springs of Val d'Illiez, Wallis, is linked to exceptionalevents. During this year indeed, numerous seismic events were felt by the local population. These springs,located on the left bank of the Vièze River, outflow from Tertiary flysch of the Helvetic domain. Since 1988,all thermal and subthermal waters of the study area were measured, sampled and analyzed systematically.Their temperatures reach a maximum of 30 °C and the total discharge of the various exsurgences amounts to1200 l/mn. The water chemistry of Ca-SO4 type with total dissolved solids of 1850 mg/l is characterized by alow content of alkalis and chlorides.
    The thermal springs temperature and discharge are varying with time and the warm fluids are mixedduring their ascent by a cold and dilute groundwater, probably originating from a karstic aquifer in the Maim.The calcium and sulphate come from the dissolution of gypsum and anhydrite present in the Triassic cellulardolomite of the autochthonous cover of the Aiguilles Rouges Massif.
    The authors present an hypothesis based on the interpretation of hydrogeological, geological, seismic andisotopic data, which suggests a link between these thermal springs and major water losses (> 1 m3/s) at theartificial lake of Salanfe, located 9 km south-east of the spring discharge zone. This hypothesis is supportedby several observations:
    1) The water losses of the lake of Salanfe do not converge to existing cold springs of the region, as shownby tracer tests carried out during the mid 1950's. This tends to reinforce the hypothesis that the water lossespercolate to a deep confined aquifer;
    2) The presence in the Salanfe cirque of autochthonous Triassic outcrops from the Helvetic domain,dipping towards the Val d'Illiez area: these layers are responsible for the major water losses of the lake and itis thought that the water flows in the same direction,
    3) The abnormally high seismicity recorded in the Val d'Illiez in 1953 at the end of the complete initialfilling of the reservoir and the occurence of the thermal springs seem to be contemporaneous;
    4) The elevation of the lake catchment basin corresponds to the elevation of the thermal water catchmentarea, based on stable isotope data;
    Chemical geothermometers calculations applied to the thermal springs analyses do not indicate atemperature at depth over 35 °C. Nevertheless, due to their yield (1200 l/mn) and emergence temperature (30°C), the geothermal potential of the springs readily available for an integrated exploitation of water and heatof at least 1.7 MWt and should not be neglected.
    Zusammenfassung
    Das Auftreten der Thermalquellen von Buchelieule im Val d'Illiez, Kanton Wallis, scheint erst einigeJahrzehnte (Ende 1953) zurückzulegen und mit aussergewöhnlichen Erscheinungen im Zusammenhang zustehen. So wurden im Laufe jenes Jahres zahlreiche seismische Stösse durch die Bewohner des Tals verspürt.Seit 1988 wurden die Thermal- und Subthermalwässer der untersuchten Zone mehrmals gemessen undanalysiert. Diese am linken Ufer der Vièze gelegenen Quellen treten aus tertiären, parautochthonen,helvetischen Flyschen aus. Die maximale Temperatur beträgt 30 °C und der totale, über alle Austrittspunktesummierte Zufluss 1200 l/min. Der Chemismus vom Ca-SO4 Typ mit einem totalen Mineralgehalt von 1850mg/l ist durch niedrige Alkali- und Chloridgehalte gekennzeichnet.
    Die Temperatur und die Austrittsmenge dieser Thermalwässer schwanken mit der Zeit. Kaltes und wenigmineralisiertes Wasser, wahrscheinlich aus einen Karstaquifer im Malm, mischt sich mit dememporsteigenden Thermalwasser. Das Kalzium und das Sulfat stammen von der Auflösung von Gips undAnhydrit aus den Trias Dolomiten der autochthonen Hülle des Aiguilles Rouges-Massivs.
    Basierend auf der Interpretation hydrogeologischer, geologischer, seismischer und isotopischer Datenlässt sich eine Hypothese aufstellen, die diese Thermalquellen mit den bedeutenden Wasserverlusten (> 1m3/s) des ca. 9 km südöstlich der Quellen gelegenen Stausees von Salanfe hydraulisch verbindet. MehrereBeobachtungen sprechen für einen solchen Zusammenhang:
    1) die Verluste des Salanfer Sees treten bei keiner kalten Quelle der Umgebung aus;Markierungsversuche haben zu keiner Färbung des Wassers dieser Quellen geführt, was darauf hinweist, dassdie Seeverluste einen tiefen Aquifer erreichen;
    2) im Talkessel von Salanfe sind autochthone helvetische Trias-Einheiten aufgeschlossenen, die gegenVal d'Illiez abtauchen. Es darf deshalb angenommen werden, dass das Wasser in diese Richtung versickert;
    3) die anomale Seismizität, die 1953, als der Stausee von Salanfe erstmals vollständig aufgestaut wurde,im Gebiet von Val d'Illiez beobachtet wurde. Wahrscheinlich zu diesem Zeitpunkt erscheinen auch erstmalsdie Thermalquellen;
    4) die topographische Höhe des Auffangbeckens des Sees stimmt mit der Höhe überein, die dank stabilenIsotopen für das Ursprungsgebiet des Thermalwassers geschätzt werden konnte.
    Die Anwendung der geothermometrischen Methoden zeigt, dass das Wasser in der Tiefe nicht vielwärmer sein kann als das Wasser beim Austritt. Dennoch steht wegen der hohen Austrittsmenge (1200 l/min)und der Temperatur (30 °C) ein nicht vernachlässigbares Wärmepotential (1.7 MWt) für eine eventuelleintegrierte Wasser und Wärmenutzung in Val d'Illiez zur Verfügung.