Les altérites du socle

Processus d’altération  

Dans les socles anciens comme le Massif armoricain, les roches, généralement métamorphiques ou intrusives, sont massives et peu perméables. La présence éventuelle d’eau souterraine dépend des modifications physiques subies par ces massifs rocheux postérieurement à leur formation, et notamment de la fracturation et de l’altération  .

L’altération   météorique a eu pour effet de développer une couverture meuble plus ou moins poreuse en fonction de la minéralogie de la roche mère, et, sous cette couverture meuble, une fissuration intense permettant le drainage des formations meubles sus-jacentes.

Les manteaux d’altération   épais (plusieurs dizaines de mètres) ont été élaborés lors de longues périodes d’émersion sous des climats chauds et humides analogues aux climats de la zone intertropicale actuelle. Les périodes les plus favorables ont été le Crétacé inférieur ainsi que le début du Tertiaire (Paléocène à Eocène supérieur).

Un nouveau modèle conceptuel des propriétés physiques des roches en différents contextes de socle   altéré a été élaboré ces dernières années, dans le cadre de projets de Recherche du BRGM. Il est représenté de manière schématique sur l’illustration suivante :

Schéma conceptuel des aquifères de socle (R.Wyns, 1998 et 2004)

Profil d’altération  

Un profil d’altération   type comprend ainsi, de haut en bas, les horizons suivants :

• allotérites (quelques mètres à une dizaine de mètres) : altérite caractérisée par une réduction de volume par rapport à la roche mère initiale ; la texture de la roche mère n’est pas préservée. En contexte schisteux, il s’agit d’une argile imperméable ; en contexte granitique, il s’agit d’une arène argileuse à faible perméabilité   et faible porosité   efficace ;
• isaltérites (plusieurs dizaines de mètres) : altérite isovolumique où la texture de la roche initiale est préservée. Les éléments chimiques évacués par dissolution sont remplacés par des vides. Il en résulte une porosité   importante, permettant à cet horizon de jouer un rôle capacitif vis-à-vis des eaux d’infiltration  . En contexte schisteux, cet horizon, à dominante silto-argileuse, est faiblement perméable bien que très poreux. En contexte granitique, il correspond à une arène sableuse beaucoup plus perméable ;
• zone fissurée (40 à 70 m) : cet horizon, situé dans la partie supérieure du substratum, est caractérisé par une très forte fissuration dont l’intensité décroît vers le bas. Cette fissuration résulte de l’éclatement de la roche sous l’effet des contraintes générées par les changements de phase minéralogique, principalement l’hydratation de la biotite, qui se transforme avec augmentation de volume en chlorite, puis vermiculite, avant d’évoluer vers des minéraux argileux.

Horizons fissurés dans des granites

Au niveau des entités de socle  , un recouvrement peut donc exister : quand elles existent, les altérites   sont situées au-dessus de l’horizon fissuré   des roches de socle   (ces deux couches sont potentiellement aquifères).

Profils d’altération typique sur roche granitique (Thomas, 1999)

Profil d’altération typique sur roche schisto-gréseuse (Thomas, 1999)

Types d’altération des roches

Cartographie des altérites  

Les altérites   ont fait l’objet de levés détaillés à l’échelle 1/50 000 (sans distinction allotérites et isaltérites) lors de plusieurs études hydrogéologiques menées en Bretagne par le BRGM entre 1998 et 2008 [1].

Les altérites   présentent un intérêt non négligeable sur le plan hydrogéologique en domaine de socle  . L’amélioration de la connaissance de ces formations (levé homogène à l’échelle départementale) permettrait de mieux appréhender les ressources en eau souterraine de socle  .