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Energies en Alsace du Nord : 3. Description

L'article présente successivement un ensemble de sites ayant un rapport plus ou moins direct avec la géothermie, puis donne un bref aperçu sur l'activité passée liée au pétrole. Des compléments sont fournis dans les annexes.

 

1. Tectonique en Alsace du nord (= Outre-Forêt / Unterland)

Manifestations tectoniques à l'échelle du territoire.

Une vue panoramique s'offre au visiteur à la sortie sud de Woerth. Prendre la rue d'Elsasshausen, le chemin à une voie monte sur la colline où se dressent les monuments commémorant les combats de 1870 (possibilité de parking pour un bus à la hauteur du monument français, après les dernières maisons). De là gagner à pied (300 mètres) le sommet du replat et le monument  du 11ème régiment d'artillerie de Hesse. Du sommet de la tour, le regard embrasse, par temps clair,  un vaste panorama sur l'ensemble du fossé rhénan et ses bordures. 

Légende visible au survol / vue agrandie muette par clic-image. Sont visibles d'ouest en est (de gauche à droite) :

- Le rebord oriental des Basses Vosges du Nord aux reliefs en trapèze caractéristiques du grès vosgien (Grand Wintersberg 580 m). La retombée vers l'est est brutale et se fait par l'intermédiaire de la faille vosgienne qui délimite le bord ouest du fossé rhénan. - La 2ème unité est le fossé tectonique de Lembach au relief de collines. Il correspond à la terminaison en coin du champ de fractures de Saverne. - Lui succède une échine gréseuse culminant à nouveau à  529 mètres  : le horst du Hochwald. - Le relief vallonné qui s'étend à son pied par le jeu de la faille rhénane, constitue le "pays de Pechelbronn". - Plus à l'est, la plaine du Rhin est barrée par le massif de la Forêt-Noire qui constitue le rebord oriental du fossé rhénan. 

Une coupe géologique résume la situation (elle passe au sud du relief du Hochwald).

De l'ouest vers l'est, le socle s'enfonce, découpé par des failles qui délimitent des blocs basculés. Cette structure souligne l'appartenance de ce territoire à la bordure occidentale du rift rhénan. Deux failles majeures présentent un rejet (habituellement) important : la faille vosgienne (Fv) à rejet moins marqué ici, et la faille rhénane (Fr). Parallèlement, une succession de grabens et horsts créent des unités géomorphologiques : fossé de Lembach prolongeant le champ de fractures de Saverne, horst du Hochwald (ici en prolongement du périanticlinal de Woerth), et des structures profondes : bassin de Pechelbronn , horst de Soultz.   

Manifestations tectoniques à l'échelle d'un affleurement : la carrière de Grès vosgien de Steinseltz (près de Cleebourg).

Un affleurement de Grès vosgien est situé en bordure du horst du Hochwald entre Cleebourg et Rott (Dép 77), à proximité du parking de la Cave vinicole de Cleebourg. Le chemin d'exploitation remonte sous le couvert forestier sur une distance  d'environ 200 mètres, jusqu'à un panneau explicatif. A cet endroit, se trouve la carrière exploitée par les Etablissements RAUSCHER. Autorisation d'accès à demander auprès de : 

ETS G. Rauscher, 3 rue de la Gare 67320 Adamswiller
Tél. : 03 88 01 79 79   Fax : 03 88 01 71 58
Service technique :
Tél. : 03 88 01 79 60   Fax : 03 88 01 71 58

La carrière est installée dans le Grès vosgien qui présente ici deux particularités remarquables :
1)  l'ensemble des bancs lenticulaires est fortement incliné dans le sens de la pente et recouvert d'un manteau d'éboulis. Cependant le pendage de l'ordre de 30° interdit toute approche du front de taille aux non-professionnels (conditions de terrain de type haute montagne !).
2)  La coloration habituelle, rose à rouge, du Grès vosgien est ici pratiquement blanche.  On n'observe que localement (centre de l'affleurement), des lentilles de grès plus friable aux teintes roses. La série du Buntsandstein moyen a donc subi une décoloration dans ce secteur.

Le contexte géologique (encart : extrait de carte géologique de LEMBACH) montre que la carrière (U) est située à proximité d'une faille. Il s'agit de la faille rhénane qui met en contact les grès du trias à l'ouest avec les terrains tertiaires du fossé à l'est. La carrière entaille une lanière effondrée formant un gradin en coin sur le versant est du horst du Hochwald. 

L'observation de blocs déposés à l'entrée de la carrière permet de constater que la coloration varie du blanc pur au jaune-brun (couleur rouille due aux oxydes et hydroxydes de fer). Le fer d'origine (hématite rose) a été mobilisé puis reconcentré au sein même des lamines, soulignant ainsi le litage (Photo du haut : la surface du bloc recoupe obliquement les lamines. Photo du bas : litage souligné en S). Mais le fer a pu également migrer en formant des auréoles qui présentent souvent un front induré (M) ou alors il a pu colmater des fissures (F). Ces modifications visibles ont été l'oeuvre de fluides circulant aux abords de la zone faillée, sous forme d'eaux chargées en éléments les rendant particulièrement agressives. L'utilisation de ces grès de Cleebourg en association avec le faciès rose traditionnel permet des effets remarquables : détail du cloître de l'église Saint Pierre et Saint Paul à Wissembourg.

 

2. Le socle granitique

A 5 km au nord de Niederbronn, dans le vallon du Schwarzbach, se situe le seul affleurement de roches granitiques des Vosges du Nord. Des points d'observation se trouvent le long de la Départementale 53, entre Jaegerthal et Windstein.

L'affleurement (photo de gauche) est situé à la hauteur du bâtiment du Syndicat des eaux de Reichshoffen, à 50 mètres en aval de l'embranchement qui mène au village de Windstein (possibilité de se garer). Le document suivant présente une carrière abandonnée en bordure de la D 53, quelques 300 mètres en aval du site précédent (possibilités de parking plus limitées). Le granite rougeâtre est parcouru par des diaclases et présente une altération en boules à son sommet.

A gauche : affleurement de granite altéré sur un chantier temporaire (une vue analogue existe dans la partie haute de l'affleurement précédent). Le passage d'une fracture oblique est souligné par un encroûtement blanc carbonaté qui se retrouve à la surface de certains blocs. A noter l'intensité de la coloration ocre due à l'abondance du fer. A droite : un échantillon à bordure partiellement altérée, montre une roche rose mouchetée de noir, à grain moyen, riche en feldspath plagioclase, comportant également du feldspath potassique, du quartz, ainsi que de la biotite et de l'amphibole. Il s'agit donc d'une granodiorite. Son âge est estimé à 340 MA (Montigny, 1983). La granodiorite de Windstein-Jaegerthal et le granite profond de la zone géothermique de Soultz appartiennent au même cortège issu d'un magmatisme d'arc (Zone cristalline de l'Europe moyenne).

 

3. Le volcanisme précoce de Gundershoffen

Localisation :

Au sud-est de Reichshoffen, entre cette localité et Schirlenhof/Eberbach, affleure au niveau d'une clairière occupée par des cultures, en bordure de la D 86 (lieu-dit Steinbuehl), un pointement basaltique souvent cité dans la littérature sous le nom de basalte de Gundershoffen. Un chemin rural passe près d'une ancienne carrière où l'on pouvait voir la roche avec un débit prismatique. Cette dernière a été comblée et le terrain environnant reconverti en plantation de robiniers (terrain privé). Des pierres volantes à proximité du chemin rural témoignent de l'existence de cette cheminée volcanique au sein des marnes toarciennes. Ces dernières appartiennent à la formation des marnes papyracées bitumineuses connues en Lorraine sous le terme de schistes carton. Elles se présentent ici à l'état altéré. On verra plus loin le rôle important qu'elles ont joué dans le secteur de Pechelbronn.  

Description :

Échantillons ramassés en bordure du chemin rural : les fragments de roche volcanique présentent une altération en surface qui ménage les cristaux d'olivine (échantillon du milieu). Le basalte gris noir (échantillon de gauche en section) est relativement riche en silice (52,6%) et possède des phénocristaux d'olivine, d'augite et de rares feldspaths plagioclases. Son âge a été estimé à 44 Ma (méthode K/Ar). Des xénolithes provenant des terrains triasiques présentent un aspect vitrifié avec développement de vacuoles remplies de petits cristaux (échantillon de droite). Remarque : dans le but de préserver le site, on se limitera à l'observation des échantillons sur place.

 

4. Les eaux thermales de l' Outre-Forêt (Unterland)

La partie nord de l'Alsace possède actuellement deux centres de cure liés à l'utilisation de l'eau thermale, à Niederbronn et à Morsbronn. Une autre résurgence ayant servi à une activité de ce type est en voie de reconversion à Merkwiller-Pechelbronn.

Contexte géologique

Légende visible par survol / Vue agrandie muette par clic-image.

Encadrées par des reliefs pentus couverts de forêts, les zones en contrebas - fossé de Lembach et piémont du Hochwald à l'est - sont assurées de disposer de ressources en eau potable. Les forages de prospection pétrolière ont livré une nouveauté sous forme d'eaux minéralisées de température parfois élevée. 

  

La coupe schématique à travers le fossé de Lembach et l'amorce sud du horst du Hochwald montre un secteur haché par les failles. Une succession de lanières plus ou moins décalées est responsable de l'enfoncement de l'aquifère du Buntsandstein et de sa remontée locale créant les conditions favorables aux résurgences (artésianisme). Ces failles sont le siège de circulations verticales comme en témoignent par exemple les minéralisations hydrothermales le long de la faille vosgienne près du Steinbach (notice de la carte géologique). Les forages de Morsbronn et celui plus au nord de Marienbronn (1982, non exploité) situés à proximité de la faille rhénane délivrent des eaux chaudes. Remarque: Merkwiller-Pechelbronn est situé au nord-est de ce secteur.

Niederbronn-les-Bains.

Au centre de Niederbronn, une source connue dès l'époque gallo-romaine, jaillit à la hauteur du Casino.

Une partie de l'eau de la source romaine, dite aussi source minérale alimente cette fontaine, la majeure partie est utilisée toutefois à des fins médicales dans l'établissement thermal proche. Le captage se fait à une profondeur d'environ 11 mètres. L'eau sort à une température avoisinant 18°C et possède une minéralisation totale de 5 g/L. On remarquera le caractère ferrugineux de cette eau ayant traversé les grès du Trias, aux dépôts de fer oxydé sur les bords de la vasque.

Thermes VALVITAL
Place des Thermes - 67110 NIEDERBRONN-LES-BAINS - Tél : 04 79 35 38 50

http://www.niederbronn-les-bains.fr/etablissement-thermal.html

Morsbronn-les-Bains.

En 1904, un forage pétrolier de reconnaissance produit une eau à 44°C à une profondeur de 593 mètres. Des forages récents alimentent l'établissement thermal de Morsbronn-les-Bains avec une eau chlorurée, sulfatée, sodique et calcique (3,4 à 4,9 g/L), qui avoisine les 41°C.

Thermes de Morsbronn-les-Bains
12, route de Haguenau
67360 Morsbronn-les-Bains
Tél. : 03 88 09 84 93

morsbronn@valvital.fr

Merkwiller-Pechelbronn.

C'est également un forage pétrolier (Hélions I) qui en 1910 fut à l'origine d'une arrivée d'eau chaude minéralisée ayant desservi un établissement thermal privé. Un second forage (Hélions II) destiné à prendre la relève du précédent, fut pratiqué à proximité en 1971. Un troisième forage (Hélions III) situé à 1,1 km et pratiqué en 1993 a été fermé. La zone de forage se situe à  la limite des communes de Merkwiller-Pechelbronn et Preuschdorf. A la jonction de la route de Woerth avec la rue de Hatten ( Dép. 28) et  la rue Willenbach, un chemin à une voie (accès interdit aux véhicules de plus de 3,5 t) part vers le nord et débouche après 400 mètres sur une aire en bordure d'un bosquet.  

Le forage Hélions II a fourni à une profondeur de 1146 mètres une eau chaude à 76,3°C, chlorurée sodique (20,8 g/L). Une partie servait à des installations thermales, l'autre était en écoulement libre. Le forage a constitué jusqu'en 2008 un lieu d'attraction notoire. Il a été fermé en raison des rejets d'eaux salées et pour la réalisation d'un projet géothermique.

Vue actuelle du site Hélions II. Le projet de réalisation d'un centre thermal ayant dû être abandonné en raison de la pollution des eaux par des hydrocarbures liés à l'exploitation pétrolière, le forage Hélions II a été intégré à un projet de valorisation de la ressource géothermique. Ce site a testé l'utilisation de l'eau chaude en géothermie de moyenne température sur le principe du puits échangeur : une colonne de production placée à l'intérieur du puits de forage récupère l'eau chaude qui cède ses calories à un système échangeur. L'eau est ensuite réinjectée entre le tubage du puits et la colonne de production puis acheminée vers les profondeurs où elle ira à nouveau gagner de la chaleur.

 

5. Le forage géothermique de Soultz-sous-Forêts

La station géothermique ayant pour vocation l'utilisation de la chaleur profonde, comprend deux sites relativement proches. Le premier, qui a servi de site pionnier, se situe entre Soultz et Kutzenhausen le long de la Départementale 28. C'est là, que le premier forage profond (GPK1) a été réalisé en 1987. Par la suite, les travaux de recherche se sont portés sur un territoire proche situé sur la rive opposée du ruisseau du Seltzbach.

Vue du site d'exploitation géothermique de Soultz depuis la sortie est de Kutzenhausen. Située sur la rive opposée (la rangée d'arbres souligne le passage du Seltzbach), la centrale géothermique est accessible depuis la Départementale bordée d'arbres et passant sur la hauteur à l'arrière-plan (D 264 / Soultz-Surbourg). Les installations sont réparties sur deux niveaux et comprennent outre les bâtiments liés à l'exploitation, les puits de forage profonds GPK2,GPK3,GPK4 ainsi que les échangeurs thermiques et la centrale électrique.

Des visites peuvent être organisées à l'intention des groupes de scolaires. Elles comprennent une vidéo-conférence qui présente les principes de la géothermie et leur mise en application à Soultz. L'exposé est suivi d'une courte visite d'une partie des installations. (Durée totale : environ 2 heures). 

Pour tous renseignements, consulter le site : "Géothermie Soultz"
http://www.geothermie-soultz.fr/

G.E.I.E. « Exploitation Minière de la chaleur » - BP38 – Route de Soultz  - 67250 KUTZENHAUZEN (FRANCE)
Tél. : +33 3 88 80 53 63   Fax : +33 3 88 80 53 51

Documents sur la géothermie en Alsace en Annexe 1

 

6. Le pétrole de Pechelbronn

Dans tout ce secteur, le pétrole reste incontournable. Il est présent par les marques laissées dans le paysage (pompes d'extraction caractéristiques, terrils liés à l'exploitation des mines...). C'est encore lui qui est à l'origine de la découverte de l'anomalie thermique profonde et de son utilisation (thermalisme, géothermie).

Depuis la Chapelle de Notre Dame des Tilleuls, à la sortie nord de Surbourg (D 264), vue sur le pays de Pechelbronn. C'est dans ce secteur et ses alentours qu'ont été exploités des gisements de pétrole et de sables asphaltiques à partir de la fin du 19ème siècle et jusqu'en 1970. Les terrains tertiaires  qui constituent une partie des couches-réservoirs (Couches de Pechelbronn) s'étendent au pied du Massif du Hochwald (arrière-plan) en une série de blocs basculés progressivement enfouis sous des formations superficielles vers l'est (loess, alluvions). C'est à une distance de 1,2 km à droite de l'endroit de la prise de vue que les forages exploitent à présent l'eau géothermique.

 

Photo de gauche :à l'entrée est de Oberkutzenhausen, sur l'emplacement d'un puits de pétrole, une pompe à balancier couplée à un bloc moteur. En plusieurs endroits, au sein du champ pétrolifère, subsistent ces témoins de "l'épopée de l'or noir". Photo de droite : ceci n'est pas... une fontaine à pétrole ! Il s'agit d'un puits classique couplé à un abreuvoir. Dans les villages de la plaine (ici, à Hunspach), le contexte géologique autorise l'existence d'une nappe phréatique exploitée jadis grâce à des puits équipés d'une pompe à balancier (Schwènkelbrùnne). C'est à la force du bras qui actionne l'extrémité de la barre équipée d'une corde ou d'une tige, que le précieux liquide était remonté à la surface. Malheureusement, un certain nombre de puits de ce secteur sont pollués par des composés du pétrole...

Remarque : en forêt de Haguenau existe un "affleurement de pétrole" (signalé sur le site du Musée de Pechelbronn). Il s'agit en fait d'une fuite sur un ancien forage. Dans une mare de taille modeste, se mélangent eaux de pluie et huiles noires suintant depuis les profondeurs. L'endroit est un lieu de bains très fréquenté par les sangliers qui se frottent ensuite aux arbres des alentours et souillent le moindre brin d'herbe avec du pétrole brut. Le visiteur inattentif est assuré de ramener ainsi un souvenir sous forme de marque de cambouis odorant. A ce titre, il est assuré de ne pas être assailli par les taons, puisque ce procédé a servi jadis de répulsif dans les campagnes...

Documents sur l'origine du pétrole en Alsace en Annexe 2

Document image visible dans la galerie d'images "Lithothèque Alsace"

Un circuit pédestre permet de visiter les derniers témoins de l'activité liée à l'exploitation du pétrole.

Le Musée du Pétrole retrace l'épopée de l'or noir.
Pour l'accueil de groupes : voir les conditions sur le site du musée. La visite comprend une projection et une présentation d'objets-témoins en rapport avec l'exploitation du pétrole : géologie du gisement, techniques d'extraction (outils, maquettes), produits dérivés du pétrole... 

Adresse : Musée Français du Pétrole
4, rue de l'école, 67250 Merkwiller-Pechelbronn

http://www.musee-du-petrole.com/


Auteur : Etienne FEUCHTER

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Contact : Roger CHALOT (Géologie) - Christophe MARCINIAK (Réalisation)