Resumen de Subsurface temperature maps in French sedimentary basins: : new data compilation and interpolation

Damien Bonté, Laurent Guillou-Frottier, Cynthia Garibaldi, Bernard Bourgine, Simon Lopez, Vincent Bouchot, Francis Lucazeau

• English

  Assessment of the underground geothermal potential requires the knowledge of deep temperatures (1-5 km). Here, we present new temperature maps obtained from oil boreholes in the French sedimentary basins. Because of their origin, the data need to be corrected, and their local character necessitates spatial interpolation. Previous maps were obtained in the 1970s using empirical corrections and manual interpolation. In this study, we update the number of measurements by using values collected during the last thirty years, correct the temperatures for transient perturbations and carry out statistical analyses before modelling the 3D distribution of temperatures. This dataset provides 977 temperatures corrected for transient perturbations in 593 boreholes located in the French sedimentary basins. An average temperature gradient of 30.6°C/km is obtained for a representative surface temperature of 10°C. When surface temperature is not accounted for, deep measurements are best fitted with a temperature gradient of 25.7°C/km. We perform a geostatistical analysis on a residual temperature dataset (using a drift of 25.7°C/km) to constrain the 3D interpolation kriging procedure with horizontal and vertical models of variograms. The interpolated residual temperatures are added to the country-scale averaged drift in order to get a three dimensional thermal structure of the French sedimentary basins. The 3D thermal block enables us to extract isothermal surfaces and 2D sections (iso-depth maps and iso-longitude cross-sections). A number of anomalies with a limited depth and spatial extension have been identified, from shallow in the Rhine graben and Aquitanian basin, to deep in the Provence basin. Some of these anomalies (Paris basin, Alsace, south of the Provence basin) may be partly related to thick insulating sediments, while for some others (southwestern Aquitanian basin, part of the Provence basin) large-scale fluid circulation may explain superimposed cold and warm anomalies.

• français

  L'évaluation du potentiel géofhermique du sous-sol nécessite la connaissance des températures profondes (1 a 5 km). Nous présentons des cartes de température obtenues à partir de données pétrolières mesurées dans les bassins sédimentaires français. L'origine de ces données entraîne la nécessité d'une correction et leur caractère ponctuel requiert une interpolation. Les cartes précédentes, qui datent des années 70, ont été construites à partir de corrections empiriques et d'une interpolation manuelle. La nouvelle base de données contient les données mesurées au cours des trente dernières années, et les données ont été corrigées des perturbations transitoires. Une analyse statistique a été réalisée avant la modélisation 3D des températures. Un total de 977 mesures corrigées est obtenu à partir de 593 forages répartis sur les bassins sédimentaires français. Une analyse statistique a permis de définir un gradient moyen de 30,6 °C/km quand la température de surface de 10 °C est imposée. Si cette dernière n'est pas prise en compte, le meilleur ajustement des données profondes nécessite un gradient de 25,7 °C/km. Ce gradient moyen varie selon le basin sédimentaire considéré, de 27,1 °C/km dans le basin Aquitain à 34,9 °C/km dans le basin de Paris. Une analyse géostatistique a permis de contraindre l interpolation et le krigeage 3D à partir d'un modèle de variogramme horizontal et vertical. Une dérive verticale à l'échelle du pays ajuste l'augmentation des températures profondes (25,7 °C/km). Cette dérive est soustraite des données BHT corrigées afin d'interpoler les températures résiduelles. Le modèle thermique 3D est alors obtenu en rajoutant la dérive aux résidus interpolés, et permet d'extraire des sections verticales et des cartes isothermes. Un certain nombre d'anomalies sont identifiées, peu profondes dans le graben du Rhin ou dans le bassin Aquitain, et profondes dans le bassin Provençal. Certaines d¿entre elles (bassin de Paris, Alsace, une partie du bassin Provençal) pourraient être reliées à l'épaisseur de sédiments isolants, alors que pour le sud-est du bassin Aquitain ou pour une partie du bassin Provençal, des circulations de fluides pourrait expliquer la superposition d'anomalies chaudes et froides.