Le Buntsandstein, localisé dans le graben du Rhin supérieur, apparait comme une cible intéressante pour la géothermie, associant une formation argilo-gréseuse à l'anomalie thermique régionale. Cette étude vise à caractériser les propriétés pétrophysiques de ces grès ainsi que la fracturation les affectant, dans le but de fournir un modèle conceptuel de la formation qui servira de guide pour son exploitation futur. Les faciès sédimentaires sont composés par cinq faciès pétrographiques (grès propres, grès à enrobage argileux, grès à matrice argileuse, grès silicifiés et grès à ciment carbonaté), qui se répartissent dans des proportions variables et contrôlent une partie des propriétés pétrophysiques mesurées à l'échelle matricielle. La comparaison des données pétrophysiques, des données macroscopiques issues d'une analyse de gradients de température, des données de modélisation et de la fracturation permet de construire un modèle de circulation dans le réservoir. Ces analyses mettent en avant le rôle de la zone endommagée des zones de faille pour le transfert de fluides à grande échelle, mais aussi celui de deux faciès sédimentaires : les grès déposés dans un environnement de Playa Lake et fluvio-éolien. L'analyse de différents affleurements montre que la fracturation évolue en fonction de la situation dans la pile sédimentaire et en fonction de la situation par rapport aux accidents tectoniques majeures.

Le Buntsandstein, localisé dans le graben du Rhin supérieur, apparait comme une cible intéressante pour la géothermie, associant une formation argilo-gréseuse à l’anomalie thermique régionale. Cette étude vise à caractériser les propriétés pétrophysiques de ces grès ainsi que la fracturation les affectant, dans le but de fournir un modèle conceptuel de la formation qui servira de guide pour son exploitation futur. Les faciès sédimentaires sont composés par cinq faciès pétrographiques (grès propres, grès à enrobage argileux, grès à matrice argileuse, grès silicifiés et grès à ciment carbonaté), qui se répartissent dans des proportions variables et contrôlent une partie des propriétés pétrophysiques mesurées à l’échelle matricielle. La comparaison des données pétrophysiques, des données macroscopiques issues d’une analyse de gradients de température, des données de modélisation et de la fracturation permet de construire un modèle de circulation dans le réservoir. Ces analyses mettent en avant le rôle de la zone endommagée des zones de faille pour le transfert de fluides à grande échelle, mais aussi celui de deux faciès sédimentaires : les grès déposés dans un environnement de Playa Lake et fluvio-éolien. L’analyse de différents affleurements montre que la fracturation évolue en fonction de la situation dans la pile sédimentaire et en fonction de la situation par rapport aux accidents tectoniques majeures. / The Buntsandstein, located in the Upper Rhine Graben, appears to be an easy target forgeothermal exploitation, linking sandstone and clay with the regional thermal anomaly. This study aims at characterizing petrophysical characteristics of these sandstones as well as the fracturation affecting them, with the intention of providing a conceptual model of the formation which will act as guide for future exploitation. The sedimentary facies are composed by five petrographical facies (clean sandstones, sandstones with clayed coating, clay matrix sandstones, silicified sandstones and carbonated matrix sandstones) which split with variable proportions and control a part of petrophysical properties measured at matrix scale. The comparison between petrophysical data, macroscopic data from temperature gradient analysis, modelling data and fracturing, allows the building of a Buntsandstein Sandstones fluids circulation conceptual model. This analysis points the role of the damage zone of fault zones for fluids transfer at large scale, but also that of two sedimentary facies: marginal erg and Playa Lake. The analysis of different outcrops shows that the fracturation evolves according to the situation in the sedimentary pile and according to the situation in comparison with major tectonic accidents.

La caractérisation des réseaux de fractures est essentielle pour comprendre la circulation des fluides à l'intérieur d'un volume rocheux. Situé en profondeur, un volume ne peut généralement être exploré que par forage. Notre intérêt s'est donc porté sur l'échantillonnage des fractures en forage, qui constitue cependant une vision limitée du plan de fractures. De plus, les forages généralement verticaux ont une faible probabilité de recouper les fractures qui lui sont parallèles. L'étude présentée a été menée sur deux sites différents. A Soultz-sous-Forêts (Alsace, France), trois forages profonds traversent le socle cristallin du fossé du Rhin. Les fractures ont pu être observées sur des carottes et sur des images dia graphiques des parois. Sur le site de Ravenscar (Yorkshire, G.B.), 18 forages peu profonds ont été réalisés dans une série sédimentaire deltaïque, dont la fracturation a été reconstituée à partir des photographies de carottes. A plus grande échelle, la fracturation est constituée par des traînées d'inclusions fluides observées en lame mince dans les cristaux de quartz. Cette fracturation a été reconstituée à partir de l'observation réalisée dans trois plans de coupe perpendiculaires. Il apparaît ainsi deux familles N90°E semblant correspondre à une extension N-S permo-triasique. Quatre familles subméridiennes apparaissent liées aux régimes de tension E-W paléogène, et sont comparables aux familles de mésofractures observées sur les carottes. Enfin, deux familles subverticales semblent provenir de la compression NW-SE récente. Les familles de mésofractures correspondantes sont donc sous-échantillonnées par les forages verticaux. En conclusion, nous suggérons pour l'étude des fractures en forage: - de réaliser les observations sur des carottes orientées - d'avoir à notre disposition différents forages dans plusieurs directions afin de permettre un échantillonnage complet des fractures.