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En Nouvelle-Calédonie, les péridotites couvrent près d'un tiers de la surface de la Grande Terre. Si les massifs font l'objet depuis plusieurs décennies de recherches sur la minéralisation en nickel, chrome et cobalt, la connaissance de l'hydrosystème des péridotites est quant à elle moins avancée bien qu'ayant progressé ces dernières années. Localement des tensions fortes peuvent exister en lien avec la valeur de cette ressource et les conflits d'usage entre l'industrie et les communautés. Cet article présente un état des connaissances du fonctionnement hydrologique et hydrogéologique des massifs et les enjeux miniers de cet hydrosystème.

L'Agence Calédonienne de l’Energie (ACE) d’une part, la Nouvelle-Calédonie, assistée du Directeur de l’Industrie des Mines et de l’Energie de la Nouvelle-Calédonie (DIMENC), notamment son Service Géologique de Nouvelle-Calédonie (SGNC), ainsi que le BRGM d’autre part, ont établi une convention de recherche et de développement partagés sur « l’Évaluation du potentiel en géothermie de la Grande Terre », qui a démarré le 29 octobre 2018 et a une durée de 18 mois.L’inventaire des sources thermales de la Nouvelle-Calédonie a été établi lors de la première phase de ce projet par le SGNC, en collaboration avec le BRGM (Jeanpert et al., 2019). La campagne d’échantillonnage des principales eaux thermales de la Grande Terre a été menée par ces deux entités, en septembre 2019, au cours de la seconde phase du projet. Les résultats des analyses physico-chimiques faites sur site, ainsi que ceux des analyses chimiques et isotopiques réalisées ensuite dans les laboratoires du BRGM et de l’Université de Montpellier sur chacun des échantillons prélevés, ont été reportés dans le rapport de mission, premier livrable de la phase 2 (Jeanpert et al., 2020). Cette campagne a confirmé que les températures maximales à l’émergence des sources thermales sont de 42,5°C, pour La Crouen, dans la région de Canala, et de 40°C, pour Bain des Japonais, dans la région de la Baie de Prony. Elle a également permis d’échantillonner, pour la première fois, par le SGNC et le BRGM, des sources thermales telles que Nemwegi, Fanama et Kopélia, dans la région de Canala, et Pourina, Poco Mié, Lembi sur la côte est Oubliée. Des analyses de certains éléments traces (Rb, Cs, W, Ge, etc.) et de certains isotopes (18O et 34S des sulfates dissous, 34S des sulfures dissous, rapports isotopiques 87Sr/86Sr) ont été réalisées pour la première fois sur ces eaux. Ce rapport final présente l’interprétation des données obtenues au cours de cette étude et leur mise en regard avec les potentialités géothermiques et les besoins économiques de la Nouvelle-Calédonie. Les résultats des analyses chimiques et isotopiques réalisées ont permis de mieux caractériser les deux types d’eaux thermales très différents :-les eaux bicarbonatées sodiques de la région de Thio-Canala, les plus riches en silice, en Li, en B et en autres éléments traces (F, Cs, Ge, W, As), avec des valeurs de pH comprises entre 7,8 et 9,4, qui dégagent du sulfure d’hydrogène, de l’azote et un peu d’hélium d’origine crustale. A l’émergence des sources, on observe souvent des dépôts de gel et de filaments associés, de couleur blanchâtre et/ou verdâtre, très probablement constitués de soufre, de gypse et d’argiles (interstratifiés smectites/illite) ;-les eaux Ca (Na) - OH (Cl) hyperalcalines du Massif du Sud, dépourvues de bicarbonates, carbonates, sulfates, magnésium et silice, qui émergent des péridotites, en dégageant de l’hydrogène (altération de fayalite et de forstérite, au cours de la serpentinisation des péridotites) et du méthane. Les rapports isotopiques de Sr confirment que le deuxième type d’eaux thermales interagit bien avec des péridotites dans leurs réservoirs profonds, tandis que le premier type est plutôt en contact avec des roches volcano-clastiques métamorphisées (schistes, grès, siltites, etc.) associées au socle mésozoïque. Les valeurs des isotopes stables de l’eau montrent que toutes les eaux thermales sont d’origine météorique, avec des aires de recharge différentes pour la plupart d’entre elles. Les géothermomètres chimiques classiques et certains auxiliaires, ainsi que le géothermomètre isotopique 18OH2O-SO4, permettent d’estimer la température des réservoirs géothermiques profonds d’où sont issues ces eaux. On constate que la température profonde la plus élevée (85 ± 20°C) a été estimée pour les sources de La Crouen, Nemwegi et Gelima. Pour l’eau de Fanama et de Mokoué, ces températures sont inférieures (70 ± 15°C et 55 ± 15°C, respectivement). On conclut, par ailleurs, que les températures profondes des eaux thermales du Massif du Sud sont autour de 50°C, même si leur température est plus difficile à estimer, en raison des faibles salinités de leurs eaux ainsi que de leur composition chimique, et que l’on exclut des processus importants de mélange avec des eaux plus superficielles, qui viendraient modifier de façon significative leur composition chimique. Une estimation de température de 65 ± 15°C a été faite pour l’eau profonde de la source thermale Pévou, localisée sur la côte ouest et prélevée en mars 2019 par le SGNC, qui serait la seule source de cette zone à indiquer une température aussi élevée. L’étude confirme la plupart des résultats antérieurs et l’absence d’indices de ressources géothermales de haute température. Etant donné la gamme restreinte de températures (de 24 à 42,5°C sans trop de travaux onéreux, et de 50 à 85°C avec des forages profonds de 1-3 km, très coûteux), les applications de la géothermie deviennent moins nombreuses, même si la balnéotherapie/le thermalisme qui avaient, d’ailleurs, déjà existé à La Crouen, semblent être de bons candidats. Une piste qui pourrait être explorée pour rendre les projets plus attractifs et rentables est l’utilisation multiple de la géothermie et la combinaison de production d’électricité moyennant un module ORC (Organic Ranking Cycle) avec l’exploitation d’une station thermale. Dans la région de Canala, cela pourrait constituer une première expérience, après, bien sûr, la réalisation d’études de surface complémentaires et d’une étude de préfaisabilité. Un programme scientifique, constitué principalement d’exploration géologique et géophysique pour poursuivre le développement de projets de géothermie en Nouvelle-Calédonie, si l’intérêt demeure, a été élaboré en fin de rapport pour la zone de Canala. En ce qui concerne le Massif du Sud, étant donné l'intérêt de la communauté scientifique et des industriels pour les processus de serpentinisation et la production d'hydrogène, en parallèle du volet géothermique, la réalisation d'un forage profond (≥ 2 km) pourrait être envisagée, avec de multiples objectifs dont la géothermie. Le co-financement serait envisageable via le programme ICDP et le projet NCDP Land2Sea, et les applications géothermiques pourraient s'ajouter aux questions scientifiques sur les processus de serpentinisation.

International audience

Le programme Dolines « Diagnose des dolines, indicateurs de qualité des milieux » avait pour objectifs :1/ d'acquérir des connaissances nécessaires à la compréhension du fonctionnement général de l’écosystème « doline » dans les milieux ultramafiques, d’un point de vue hydrogéologique, physico-chimique et biologique. 2/ de définir des indicateurs pertinents et émettre des recommandations pour qualifier et suivre la qualité écologique des plans d’eau de type doline, et notamment les effets potentiels de l’activité minière sur ces systèmes.- L'étude réalisée propose également une série de fiches techniques pour le suivi de la qualité physico-chimique et biologique (caractérisation des communautés planctoniques et benthiques) des dolines.

International audience; - Le programme « Hyperk - Hydrologie des péridotites karstifiées de Nouvelle-Calédonie » a abordé le système aquifère multicouches (socle de péridotites et différents niveaux d’altération) avec une prise en compte du rôle de la fracturation profonde. Ce programme a porté sur des modèles conceptuels généralistes adaptables à la variabilité des massifs miniers de Nouvelle-Calédonie. - Une synthèse des connaissances acquises est présentée sous la forme d'un guide méthodologique spécifiquement dédié à l’accompagnement des exploitants pour la gestion des eaux souterraines sur sites miniers. Ce guide méthodologique propose des fiches d’actions potentielles à mettre en œuvre pour une meilleure gestion des eaux souterraines dans les secteurs exploités.

Les massifs de péridotites en tant que système aquifère ont été historiquement peu étudiés. Cette méconnaissance a suscité le lancement d’un appel à projet sur la problématique de l’hydrogéologie minière en 2012 par le CNRT « Nickel et son environnement ». Pour répondre à cet appel à projet, une équipe composée de l’université de la Réunion, du BRGM, du Service Géologique de Nouvelle-Calédonie, de l’IRD, des laboratoires d’HydroSciences Montpellier et de GNS (service géologique néo-zélandais), de l’université Pierre et Marie Curie et du bureau d’études Golder Associés a bâti le projet « HYPERK » articulé autour de quatre tâches. La première s’est attachée à la caractérisation de l’hydrosystème des péridotites et à ses spécificités. Les tâches 2 et 3 ont abordé la caractérisation hydrogéologique du système à partir de l’analyse des caractéristiques hydrodynamiques pour l’une, et la distribution de la fracturation pour l’autre. La dernière tâche, plus appliquée, a été consacrée à la définition d’un modèle conceptuel de fonctionnement et la rédaction d’un guide méthodologique pour l’analyse et le suivi des circulations d’eau souterraine en milieu minier. Les livrables du projet HYPERK associés à ce rapport sont la thèse de doctorat réalisée par Julie Jeanpert au SGNC, et le guide méthodologique fournis en annexe 1 et 2 de ce document.- Les observations de terrain ont mis en évidence les « curiosités hydrogéologiques » propres aux péridotites altérées en climat tropical. Ainsi des dolines et des faciès d’altération (lapiaz) sont observés sur tous les massifs. Ces figures caractéristiques d’un milieu karstique résultent des mécanismes de l’altération et notamment de l’hydrolyse des péridotites. La synthèse de ces observations et études existantes, permet de définir la structure de l’hydrosystème avec du haut vers le bas : 1/ la cuirasse perméable qui favorise l’infiltration et porte temporairement une nappe perchée, 2/ l’horizon des latérites (rouge) et des saprolites fines qui constituent un horizon peu perméable mais très poreux et donc un réservoir important ; 3/ l’horizon des saprolites grossières et du saprock (défini comme l’horizon des péridotites fracturées avec 20 % maximum de matériaux altérés) représente un niveau plus perméable qui est associé à l’aquifère principal.- La caractérisation hydrogéologique porte d’abord sur le manteau d’altération constitué de la cuirasse, des latérites, des saprolites grossières et du saprock. Plus de 60 essais hydrauliques ont été menés sur les massifs de péridotites et les résultats et ont été compilés aux données existantes. La conductivité hydraulique moyenne des latérites est évaluée à 1.10-7 m/s et celle des saprolites grossières et du saprock à 8.10-7 m/s. L’hétérogénéité de cet horizon altéré est marquée par une gamme de variation de la conductivité hydraulique sur six ordres de grandeur et l’analyse piézométrique met en évidence des connexions hydrauliques avec le substratum profond fracturé.- Le substratum est ensuite considéré. L’étude de la fracturation est réalisée à partir de mesures structurales sur affleurement et de la description de près de 1000 m de carottes de forages. L’analyse de la fracturation met en évidence l’importance du réseau serpentineux par sa densité d’une part, et par son lien avec l’altération supergène d’autre part. De plus, il est montré que la conductivité hydraulique du substratum diminue avec la profondeur. Cette variation est liée à la diminution de la densité de fractures altérées.- Ainsi, à l’issue de ces analyses, la structure des massifs de péridotites est définie. Un réseau de fractures primaire décimétrique (20 – 30 cm) lié au réseau serpentineux préstructure les péridotites. Sur ce réseau se surimpose un réseau de fractures dont l’espacement est décamétrique (30 m environ) et caractérisé par une altération supergène. Les fractures altérées présentent de fortes conductivités hydrauliques, de l’ordre de 10-5 m/s. En profondeur, l’espacement des fractures est hectométrique et les fractures sont majoritairement fermées, scellées par les minéraux néoformés ou par l’effet de la pression lithostatique.- Les réseaux de fractures déca et hectométriques, visibles également sur l’effet d’échelle de la conductivité hydraulique, sont majoritairement verticaux, développés par instabilité de dissolution lors des processus d’altération. Cependant, des structures à faible pendage existent également et permettent la percolation du réseau.- Enfin, à partir de ces nouveaux résultats et de l’intégration de l’ensemble des données acquises sur les différents massifs, un modèle de structure et de fonctionnement hydrogéologiques est proposé à l’échelle du massif. Ce modèle comprend l’horizon des latérites qui constitue un horizon aquitard homogène sous lequel se développe l’horizon aquifère dont l’épaisseur est de l’ordre de la cinquantaine de mètres. Le substratum est divisé en trois couches dont la conductivité décroît de 2.10-7 à 2.10-8 m/s entre 50 m et 250 m environ sous le mur de l’aquifère. Les modèles numériques construits permettent de valider le modèle conceptuel unitaire et montrent que l’état de saturation des massifs est contraint par leur géomorphologie.- Au terme de ce travail, plusieurs aspects doivent encore être approfondis. Le rôle hydrogéologique de la cuirasse doit être précisé et considéré dans le modèle hydrogéologique. Enfin, compte tenu du développement possible de structures très perméables, voire pseudo-karstiques, au sein des péridotites, la connaissance de la distribution des structures drainantes doit être améliorée.

Water resources of hard-rock (gneisses or granites) aquifers have significantly been studied in the past two decades. The hydrogeological behavior and structure of these aquifers are thus relatively well understood. On the other hand, aquifers in mantle-type basements, such as peridotites, are poorly studied and understood, mainly because they are not common and of limited extent. In this context, New Caledonia is a great laboratory offering unique opportunity to improve the knowledge of these original types of hydrosystems in tropical climate. Thus, the objective of this thesis is to improve the knowledge of these aquifer systems within weathered peridotites.Firstly, the study focuses on the characterization of the weathered layers of the peridotites composed of, from top to bottom, iron oxides/ferricrete, laterite, coarse saprolite and saprock (ie. top of the bedrock, with up to 20 % of weathered material). More than 60 hydraulic tests are performed and results were compiled with existing data. Mean hydraulic conductivity (K) of laterites is estimated around 1.10-7 m/s while mean value in coarse saprolites and saprock is around 8.10-7 m/s. Heterogeneity of this altered layer is high; K varies between six orders of magnitude and hydraulic head data analysis reveals a hydraulic connection with the deep fractured bedrock. Secondly, the fresh rock part of peridotites is studied. Fracture network analysis is derived from outcrop structural measurements and from the description of about 1000 m of cumulated borehole cores. This work highlights the importance of serpentine network, because of its high density and its critical impact on weathering. Moreover, the observations reveal that hydraulic conductivity decreases with depth within the substratum, due to the vertical decrease of weathered fractures density.These new results allow defining a structural framework of the massifs. It is characterized by a primary decimetrical fracture network (20 – 30 cm spacing) closely related to the serpentine network. This network is overprinted by a secondary weathering network which reveals decametric spacing (ca. 30 m) and in places K values of 10-5 m/s. At depth, spacing is hectometrical and fractures are sealed by lithostatic pressure and/or subsequent mineral precipitations. These deca- and hectometric fracture networks, which are also visible on the scale effect of hydraulic conductivity, are primarily vertical and are the result of dissolution instabilities occurring during weathering processes. However, low- angle fractures do occur and allow the percolation of the network. Finally, on the basis of these new results and the integration of all existing data from different massifs a new hydrogeological conceptual model is proposed at the scale of a massif. The model includes a homogeneous lateritic aquitard and a coarse saprolite and saprock aquifer which is about 50 m thick. The bedrock is subdivided into three layers whose hydraulic conductivity decreases from 2.10-7 m/s to 2.10-8 m/s, respectively 50 and 250 m below the aquifer base. Numerical modelling validates this unitary conceptual model and reveals that the saturation of the massifs depends on their morphology. At last, several aspects require further research. The role of the ferricrete layer must be specified and considered in the hydrological model. Moreover, distribution of the fracture network remains to be fully addressed and should be studied with care given the potential development of highly permeable structures that could conform to pseudo-karstic drains. From an applied perspective, and in the context where nickel mining from these ultramafic massifs is intense, the results of this research could help to achieve better understanding and management of groundwater, for both mining companies and institutions who are facing core questions, notably regarding groundwater management and its potential impact on water resources. The applied results of this work are available in a “Technical guide” and a “Technical report” of the “HYPERK” CNRT Project.; La connaissance des aquifères de socle des granites et des gneiss a fortement progressé depuis les vingt dernières années. Le fonctionnement et la structure hydrogéologiques de ces aquifères sont ainsi relativement bien compris. En revanche, dans cet ensemble, les aquifères dans les péridotites sont très peu étudiés et mal compris, principalement car peu communs et de faible étendue en général. Dans ce contexte, les massifs obductés de Nouvelle-Calédonie présentent un laboratoire naturel exceptionnel et unique pour améliorer la connaissance de ce type d’hydrosystème original en contexte tropical. Ainsi l’objectif du présent travail de thèse est d’approfondir la connaissance de la structure et du fonctionnement hydrogéologiques de ces massifs.L’analyse porte d’abord sur le manteau d’altération constitué de la cuirasse, des latérites, des saprolites grossières et du saprock (défini comme le toit de la roche mère, constitué de 20 % maximum de matériau altéré). Plus de 60 essais hydrauliques sont menés sur les massifs de péridotites et les résultats sont compilés aux données existantes. La conductivité hydraulique moyenne des latérites est évaluée à 1.10-7 m/s et celle des saprolites grossières et du saprock à 8.10-7 m/s. L’hétérogénéité de cet horizon altéré est marquée par une gamme de variation de la conductivité hydraulique sur six ordres de grandeur et l’analyse piézométrique met en évidence des connexions hydrauliques avec le substratum fracturé profond. Le substratum est ensuite considéré. L’étude de la fracturation est réalisée à partir de mesures structurales sur affleurement et de la description de près de 1000 m de carottes de forages. L’analyse de la fracturation met en évidence l’importance du réseau serpentineux par sa densité d’une part, et par son lien avec l’altération supergène d’autre part. De plus, il est vérifié que la conductivité hydraulique du substratum diminue avec la profondeur. Cette variation est liée à la diminution de la densité de fractures altérées. Ainsi, à l’issue de ces analyses, la structure des massifs de péridotites est définie. Un réseau primaire de fractures d’espacement décimétrique (20 – 30 cm) lié au réseau serpentineux préstructure les péridotites. Sur ce réseau se surimpose un réseau de fractures dont l’espacement est décamétrique (30 m environ) et caractérisé par une altération supergène. Les fractures altérées présentent localement de fortes conductivités hydrauliques, de l’ordre de 10-5 m/s. En profondeur l’espacement des fractures est hectométrique et les fractures sont majoritairement fermées, scellées par les minéraux néoformés ou par l’effet de la pression lithostatique. Les réseaux de fractures déca et hectométriques, visibles également sur l’effet d’échelle de la conductivité hydraulique, sont majoritairement verticaux, développés par instabilité de dissolution lors des processus d’altération. Cependant, des structures à faible pendage existent également et permettent la percolation du réseau. Enfin, à partir de ces nouveaux résultats et de l’intégration de l’ensemble des données acquises sur les différents massifs, un modèle de structure et de fonctionnement hydrogéologiques est proposé à l’échelle du massif. Ce modèle comprend l’horizon des latérites qui constitue un aquitard homogène sous lequel se développe l’aquifère dont l’épaisseur est de l’ordre de cinquante mètres. Le substratum est divisé en trois couches dont la conductivité hydraulique décroît de 2.10-7 à 2.10-8 m/s entre 50 m et 250 m environ sous le mur de l’aquifère. Les modèles numériques construits permettent de valider le modèle conceptuel unitaire et montrent que l’état de saturation des massifs est contraint par leur géomorphologie. Au terme de ce travail, plusieurs aspects doivent encore être approfondis. Le rôle hydrogéologique de la cuirasse doit être précisé et considéré dans le modèle hydrogéologique. Enfin, compte tenu du développement possible de structures très perméables, voire pseudo-karstiques, au sein des péridotites, la connaissance de la distribution des structures drainantes doit être améliorée.D’un point de vue appliqué, ce travail de thèse apporte de nouveaux résultats intéressant les exploitants miniers mais également les institutions, quant à la gestion des eaux souterraines sur mine et l’impact de l’exploitation sur la ressource en eau. Les résultats appliqués de ce travail de recherche sont exposés dans un rapport final et un guide méthodologique livrés dans le cadre du projet CNRT « HYPERK ».

Water resources of hard-rock (gneisses or granites) aquifers have significantly been studied in the past two decades. The hydrogeological behavior and structure of these aquifers are thus relatively well understood. On the other hand, aquifers in mantle-type basements, such as peridotites, are poorly studied and understood, mainly because they are not common and of limited extent. In this context, New Caledonia is a great laboratory offering unique opportunity to improve the knowledge of these original types of hydrosystems in tropical climate. Thus, the objective of this thesis is to improve the knowledge of these aquifer systems within weathered peridotites. Firstly, the study focuses on the characterization of the weathered layers of the peridotites composed of, from top to bottom, iron oxides/ferricrete, laterite, coarse saprolite and saprock (ie. top of the bedrock, with up to 20 % of weathered material). More than 60 hydraulic tests are performed and results were compiled with existing data. Mean hydraulic conductivity (K) of laterites is estimated around 1.10-7 m/s while mean value in coarse saprolites and saprock is around 8.10-7 m/s. Heterogeneity of this altered layer is high; K varies between six orders of magnitude and hydraulic head data analysis reveals a hydraulic connection with the deep fractured bedrock. Secondly, the fresh rock part of peridotites is studied. Fracture network analysis is derived from outcrop structural measurements and from the description of about 1000 m of cumulated borehole cores. This work highlights the importance of serpentine network, because of its high density and its critical impact on weathering. Moreover, the observations reveal that hydraulic conductivity decreases with depth within the substratum, due to the vertical decrease of weathered fractures density. These new results allow defining a structural framework of the massifs. It is characterized by a primary decimetrical fracture network closely related to the serpentine network. This network is overprinted by a secondary weathering network which reveals decametric spacing (ca. 30 m) and in places K values of 10-5 m/s. At depth, spacing is hectometrical and fractures are sealed by lithostatic pressure and/or subsequent mineral precipitations. These deca- and hectometric fracture networks, which are also visible on the scale effect of hydraulic conductivity, are primarily vertical and are the result of dissolution instabilities occurring during weathering processes. However, low- angle fractures do occur and allow the percolation of the network. Finally, on the basis of these new results and the integration of all existing data from different massifs a new hydrogeological conceptual model is proposed at the scale of a massif. The model includes a homogeneous lateritic aquitard and a coarse saprolite and saprock aquifer which is about 50 m thick. The bedrock is subdivided into three layers whose hydraulic conductivity decreases from 2.10-7 m/s to 2.10-8 m/s, respectively 50 and 250 m below the aquifer base. Numerical modelling validates this unitary conceptual model and reveals that the saturation of the massifs depends on their morphology. At last, several aspects require further research. The role of the ferricrete layer must be specified and considered in the hydrological model. Moreover, distribution of the fracture network remains to be fully addressed and should be studied with care given the potential development of highly permeable structures that could conform to pseudo-karstic drains. The applied results of this work are available in a “Technical guide” and a “Technical report” of the “HYPERK” CNRT Project.; Le fonctionnement et la structure hydrogéologiques des aquifères de socle des granites et des gneiss sont aujourd'hui relativement bien compris. En revanche, dans cet ensemble, les aquifères dans les péridotites sont très peu étudiés et mal compris. Dans ce contexte, les massifs obductés de Nouvelle-Calédonie présentent un laboratoire naturel exceptionnel pour améliorer la connaissance de cet hydrosystème original en contexte tropical. Ainsi l'objectif du présent travail de thèse est d'approfondir la connaissance de la structure et du fonctionnement hydrogéologiques de ces massifs. L'analyse porte d’abord sur le manteau d'altération constitué de la cuirasse, des latérites, des saprolites grossières et du saprock. Plus de 60 essais hydrauliques sont menés sur les massifs de péridotites et les résultats sont compilés aux données existantes. La conductivité hydraulique moyenne des latérites est évaluée à 1.10-7 m/s et celle des saprolites grossières et du saprock à 8.10-7 m/s. L'hétérogénéité de cet horizon altéré est marquée par une gamme de variation de la conductivité hydraulique sur six ordres de grandeur et l'analyse piézométrique met en évidence des connexions hydrauliques avec le substratum fracturé profond. Le substratum est ensuite considéré. L'étude de la fracturation est réalisée à partir de mesures structurales sur affleurement et de la description de près de 1000 m de carottes de forages. L'analyse de la fracturation met en évidence l'importance du réseau serpentineux par sa densité d’une part, et par son lien avec l'altération supergène d'autre part. De plus, il est vérifié que la conductivité hydraulique du substratum diminue avec la profondeur. Cette variation est liée à la diminution de la densité de fractures altérées. Ainsi, à l'issue de ces analyses, la structure des massifs de péridotites est définie. Un réseau primaire de fractures d’espacement décimétrique lié au réseau serpentineux préstructure les péridotites. Sur ce réseau se surimpose un réseau de fractures dont l'espacement est décamétrique et caractérisé par une altération supergène. Les fractures altérées présentent localement de fortes conductivités hydrauliques, de l'ordre de 10-5 m/s. En profondeur l'espacement des fractures est hectométrique et les fractures sont majoritairement fermées, scellées par les minéraux néoformés ou par l'effet de la pression lithostatique. Les réseaux de fractures déca et hectométriques, visibles également sur l'effet d’échelle de la conductivité hydraulique, sont majoritairement verticaux, développés par instabilité de dissolution lors des processus d’altération. Cependant, des structures à faible pendage existent également et permettent la percolation du réseau. Enfin, à partir de ces nouveaux résultats et de l’intégration de l'ensemble des données acquises sur les différents massifs, un modèle de structure et de fonctionnement hydrogéologiques est proposé à l'échelle du massif. Ce modèle comprend l'horizon des latérites qui constitue un aquitard homogène sous lequel se développe l'aquifère dont l'épaisseur est de l'ordre de cinquante mètres. Le substratum est discrétisé en trois couches dont la conductivité hydraulique décroît de 2.10-7 à 2.10-8 m/s entre 50 m et 250 m environ sous le mur de l'aquifère. Les modèles numériques construits permettent de valider le modèle conceptuel unitaire et montrent que l'état de saturation des massifs est contraint par leur géomorphologie. Au terme de ce travail, plusieurs aspects doivent encore être approfondis. Le rôle hydrogéologique de la cuirasse doit être précisé et considéré dans le modèle hydrogéologique. Enfin, compte tenu du développement possible de structures très perméables, voire pseudo-karstiques, la connaissance de la distribution des structures drainantes doit être améliorée. Les résultats appliqués de ce travail de recherche sont exposés dans un rapport final et un guide méthodologique livrés dans le cadre du projet CNRT « HYPERK ».

International audience; Dolines are closed geomorphological depressions which are surface manifestations of karsticsystems. Usually developed on limestone, they also typify the morphology of the New Caledonianlandscape, particularly on the southern massif of the main island (known as Grande Terre). Thesedolines are evidence of subsidence, suffosion and collapse phenomena resulting from dissolutionweathering of peridotites. However, extensive underground drainage systems are still not yetrecognized. Semi-automatic mapping of dolines is carried out on a 148 kmC area of the Massif duSud from a high accuracy LIDAR digital elevation model. 8,601 dolines ranging from 1 mC to 2 kmCare identified and morphologically characterized with precision. The majority of them are small,shallow and round-shaped, yet more complex shapes are locally observed. Size distribution analysisallows the setting of a threshold of 20,000 mC above which surface processes rather than chemicalweathering control doline evolution. Doline density analysis reveals high concentrations on flat areaswhere ferricrete overlies the complete weathering profile, especially in the case of elevated, rainywatersheds. Dolines are aligned and elongated along a N 135 A 5° major fracture direction, which isinherited from the obduction of the Pacific Plate upper mantle in the Late Eocene. Finally, we proposea pioneering morphometric typology of dolines that provides important clues as to pseudokarsticactivity. We define collapse, bowl-shaped and flat bottom dolines. Collapse and bowl-shaped dolinesare assumed to denote active pseudokarst. They may widen and deepen, or eventually be filled bysediments. They are distinguished from flat bottom dolines that are partially to completely filled, whichsuggests that they are associated with paleo-pseudokarsts. However the groundwater flow pathsassociated with the genesis and evolution of dolines must be clarified, and collapse and bowl-shapeddolines should be hydrologically monitored.

International audience; Dolines are closed geomorphological depressions which are surface manifestations of karstic systems. Usually developed on limestones, they also typify the morphology of the New Caledonian landscape, particularly on the southern massif of the main island (known as Massif du Sud). The specificity of dolines here lies in their development on ultramafic rocks. They are evidences of subsidence, suffosion and collapse phenomena resulting from dissolution weathering of peridotites. However, extensive underground drainage systems are still not yet recognized. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. Semi-automatic mapping of dolines is carried out on a 148 km2 area of the Massif du Sud from a high accuracy LiDAR digital elevation model. In this area 8601 dolines ranging from 1 m2 to 2 km2 are identified and morphologically characterized with precision. Most are small, shallow and round-shaped, yet more complex shapes are locally observed. Size distribution analysis allows the setting of a threshold of 20 000 m2 above which surface processes rather than chemical weathering control doline evolution. Doline density analysis reveals high concentrations on flat areas where ferricrete overlies the complete weathering profile, especially in the case of elevated rainy watersheds. Dolines are aligned and elongated along a north 135° ± 5° major fracture direction, which is inherited from the obduction of the Pacific Plate upper mantle in the Late Eocene. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. Finally, we propose a pioneering morphometric typology of dolines that provides important clues as to pseudokarstic activity. We define collapse, bowl-shaped and flat bottom dolines. Collapse and bowl-shaped dolines are assumed to denote active pseudokarst. They may widen and deepen, or eventually be filled by sediments. They are distinguished from flat bottom dolines that are partially to completely filled, which suggests that they are associated with paleo-pseudokarsts. However the groundwater flow paths associated with the genesis and evolution of dolines must be clarified, thus collapse and bowl-shaped dolines should be hydrologically monitored. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.

Le programme « Fonctionnement des petits bassins versant miniers » avait pour objectifs d'améliorer la compréhension du fonctionnement hydrologique et sédimentaire des petits bassins versants miniers, et d'apporter une base de connaissances sur la problématique posée de la quantification et de la qualification des flux liquides et solides issus des petits bassins versants miniers néo-calédoniens. Toutes les modélisations effectuées ont pour finalité de mettre à disposition des mineurs des outils leur permettant de connaître l’efficacité de leurs plans de gestion des eaux et d’affiner le dimensionnement des ouvrages.- Ce volume II compile l’ensemble des contributions pluridisciplinaires des différents partenaires du consortium scientifique sous forme de rapports thématiques. Il complète la synthèse des résultats du programme (Volume I).- A la suite de ces travaux, un guide méthodologique pour le "suivi hydrologique et sédimentaire des petits bassins versants miniers de Nouvelle-Calédonie" a également été édité.

Le programme « Fonctionnement des petits bassins versant miniers » a fait l’objet d’unerestitution publique le 2 Décembre 2014. Parallèlement à cette restitution, un rapportscientifique a été produit, regroupant l’ensemble des contributions des différentspartenaires du consortium scientifique. Le lecteur de la présente synthèse pourrautilement s’y référer pour obtenir les éléments d’information dont il pourrait avoir besoin pourcompléter ceux qui vont être présentés dans ce rapport, sous un format volontairementréduit.L’objectif du présent document est de présenter à l’attention prioritaire de la professionet des services techniques des collectivités, les résultats essentiels que l’on peutdégager des efforts de recherche réalisés dans le cadre du programme, les avancéesobtenues, mais aussi les difficultés rencontrées et les actions restant à produire pourconforter les acquis du programme. Le formalisme propre aux publications scientifiquessera donc volontairement réduit et la présentation ne se veut pas exhaustive desrésultats produits par le programme. Elle gomme volontairement la majeure partie desdéveloppements méthodologiques et les raisonnements scientifiques qui seront à rechercherdans le rapport détaillé.Le rapport de synthèse est articulé en deux volets principaux :• Le premier est consacré à la présentation générale du programme, de ses acteurs, deleurs rôles respectifs, des zones étudiées et du planning des études tel qu’il a étécontractualisé ;• Le second décrit les résultats essentiels regroupés sous quatre rubriques : l’hydrologieminière, les modélisations, le programme de transfert et de formation, et les autresrésultats.Un court chapitre de conclusion s’efforcera de faire le bilan du programme en précisant lesdifficultés rencontrées et les pistes conseillées pour tirer un maximum de profits des résultatsengrangés.

International audience

Le projet DISPOSITIFS DE SUIVI DE LA MANGROVE EN CONTEXTE MINIER vise à améliorer la « gamme » d’indicateurs biologiques et chimiques des milieux aquatiques et terrestres et d’autre part d’un dispositif type de suivi modulable et applicable à tous les travaux miniers en Nouvelle-Calédonie. Le but est de pouvoir vérifier le bon état écologique des milieux potentiellement impactés et de suivre leur évolution en cours d’activité minière pour anticiper les dégradations et minimiser les impacts. Le projet propose de délivrer un guide méthodologique de suivi de l’écosystème de la mangrove qui permettra d’évaluer son évolution en fonction des apports sédimentaires et des modifications du réseau hydrographique liées aux apports. Une étude qui propose de combiner sur 2 ans des mesures in situ de durée d’immersion et de taux de sédimentation dans la mangrove ainsi que l’analyse d’images satellites optique et radar très haute résolution