Sources thermales et géothermie du massif du Mont-Dore

(d'après la notice de la feuille de Bourg-Lastic, R. Brousse)

Les sources thermales du massif du Mont-Dore ne sont pas un simple héritage pittoresque du volcanisme ancien : elles constituent l’expression actuelle d’un système géologique encore actif, où tectonique, circulation des fluides et chaleur profonde restent intimement liées. Leur localisation, leur composition chimique et leur température ne doivent rien au hasard, mais résultent d’une histoire structurale complexe, héritée de plusieurs phases tectoniques majeures.

La fracturation régionale joue ici un rôle déterminant dans l’organisation des circulations de fluides. Depuis l’Oligocène, le champ de contraintes n'aurait pas connu de modification majeure : la contrainte principale σ₁ aurait déjà été voisine de la direction actuelle à N160°E. Ce champ de contraintes aurait favorisé à l'Oligocène l’ouverture de bassins d’effondrement allongés selon la direction N20°E caractéristique de la région. Ces structures, mises en place en distension oblique, constituent très tôt des zones de faiblesse majeures dans la croûte, offrant des chemins préférentiels à la circulation des fluides profonds. Par la suite, sans changement significatif du régime tectonique, ces mêmes bassins et fractures continuent d’évoluer sous l’effet d’un jeu de cisaillements liés au maintien de σ₁ dans une direction proche du N–S. La déformation se concentre alors sur les failles héritées, qu’elles soient hercyniennes ou oligocènes, assurant leur réactivation répétée. C’est cette persistance des structures ouvertes et cisaillées qui explique la localisation actuelle des manifestations hydrothermales, qu’il s’agisse de sources minérales, d’émergences thermales ou de dégazages diffus.

Le thermalisme actuel apparaît cependant comme la partie visible et réduite d’un système bien plus vaste. Les sources aujourd’hui exploitées correspondent à quelques points de sortie, souvent recaptés artificiellement, où des réseaux de fractures complexes permettent aux eaux profondes de remonter jusqu’à la surface. Ces eaux ne proviennent pas toutes du même réservoir : leurs compositions chimiques variées témoignent de circuits d’alimentation distincts, relativement indépendants les uns des autres, et ancrés à des profondeurs significatives.

Spatialement, les émergences thermales se concentrent dans la vallée de la Dordogne et autour des deux grandes stations thermales historiques : Le Mont-Dore et La Bourboule. Au Mont-Dore, une dizaine de sources sont exploitées, toutes captées dans le sous-sol de l’établissement thermal. Leurs températures, comprises entre 38 et 44 °C, sont modérées mais remarquablement constantes, signe d’un apport profond régulier et bien tamponné thermiquement.

À La Bourboule, la situation est plus contrastée. Sur les neuf sources reconnues au début du XXᵉ siècle, seules quatre sont encore utilisées. Certaines sont captées par des puits communicants, donnant des eaux très chaudes, autour de 54 °C, tandis que d’autres, issues de forages doubles concentriques, sont nettement plus froides, à environ 19 °C. Cette différence illustre la diversité des chemins de circulation et des profondeurs d’alimentation, même à l’échelle d’un même site thermal.

Entre les deux stations, dans le thalweg de la Dordogne, le forage Croizat apporte un éclairage supplémentaire. Bien que son débit soit faible, l’eau y atteint plus de 40 °C à seulement 218 m de profondeur. Ce caractère artésien et thermique, en contexte volcano-sédimentaire, montre que la chaleur n’est pas uniquement liée à de grandes profondeurs, mais aussi à des remontées efficaces le long de structures fracturées bien connectées.

Ces sources, connues depuis l’époque romaine, ont fait la renommée thermale du Mont-Dore et de La Bourboule. Pourtant, elles ne représentent qu’une partie du réseau hydrothermal régional. De nombreuses émergences, parfois discrètes ou non captées, jalonnent la vallée de la Dordogne. La plupart apparaissent là où des fractures orientées NE–SW recoupent les points topographiques les plus bas, c’est-à-dire les vallées. La topographie joue ainsi un rôle clé en favorisant la sortie des eaux là où la pression lithostatique est minimale.

Au-delà de leur intérêt thérapeutique, ces eaux ont fait l’objet d’études physico-chimiques approfondies. L’utilisation de géothermomètres chimiques et des isotopes de l’oxygène a permis d’estimer les températures d’équilibre en profondeur. Ces analyses révèlent l’existence de trois grands réservoirs thermaux distincts : celui de La Bourboule–Dordogne, celui du Mont-Dore, et celui du Sancy. Les eaux de La Bourboule et du forage Croizat s’équilibrent à des températures d’environ 140 °C, indiquant une origine profonde et un long contact avec des roches chaudes.

Les sources du Mont-Dore semblent avoir des températures d’équilibre comparables, mais leur chimisme est modifié lors de la remontée, par des phénomènes de redissolution et d’interaction avec les roches encaissantes. Cette évolution chimique masque partiellement le signal thermique profond.

L’étude du tritium apporte un éclairage inattendu sur la dynamique du système. Des variations mesurées sur certaines sources, comme la source Saint-Jean, suggèrent des temps de circulation étonnamment courts, de l’ordre de quelques décennies seulement. En tenant compte de l’augmentation brutale du tritium atmosphérique liée aux essais nucléaires des années 1950, il apparaît que certaines eaux thermales ont pu parcourir leur trajet souterrain en une vingtaine d’années à peine. Le système hydrothermal du Mont-Dore est donc non seulement profond, mais aussi remarquablement dynamique.

Les eaux du Sancy constituent un cas particulier. Sulfureuses, acides, pauvres en chlorures mais riches en sulfates, elles dégagent une forte odeur d’H₂S et présentent des pH très bas. Leur signature chimique suggère une influence magmatique indirecte, probablement liée à des arrivées de gaz profonds enrichis en éléments volatils comme l’arsenic ou le brome. Ces gaz acidifieraient des nappes peu profondes, avec des températures d’équilibre estimées autour de 90 à 100 °C. Les dépôts d’opale ou de calcite autour de certaines sources non captées témoignent de ces processus hydrothermaux encore actifs.

Enfin, l’ensemble de ces observations trouve un prolongement logique dans la géothermie profonde. Les méthodes géophysiques convergent toutes vers l’existence d’une anomalie majeure sous la zone comprise entre la source Croizat et Champblanc. À environ 2400 m de profondeur, dans le socle granitique, se dessine une zone de moindre densité, à faible vitesse sismique et forte résistivité, interprétée comme un volume fracturé saturé en fluides chauds.

Cette anomalie serait liée au toit d’un filon annulaire mis en place lors de l’effondrement de la fosse volcano-tectonique du Mont-Dore. Cet effondrement, consécutif à la vidange d’un réservoir profond, ne serait donc pas un événement simple, mais un processus complexe impliquant des décollements internes, des intrusions magmatiques tardives et une fracturation intense. C’est précisément au toit de ces intrusions refroidies lentement, devenues grenues, que se concentrent aujourd’hui les circulations hydrothermales.

Ainsi, les sources thermales du Mont-Dore ne sont pas des reliques passives du volcanisme passé : elles sont les témoins actuels d’un système profond encore structuré, où la chaleur, les fluides et la tectonique continuent d’interagir à l’échelle du massif.