Larderello : une autre façon de voir la Toscane - 2 - sa géologie.

L'activité géothermique à Larderello est liée au contexte géologique particulier de la Toscane méridionale : croûte amincie, anomalie positive marquée du flux de chaleur, magmatisme et importants phénomènes hydrothermaux.

Comme le précise Krafft, " la présence de jets de vapeur - les soffioni - , de mares d'eaux chaudes et de boue - les lagoni - ne peut s'expliquer que par la présence d'intrusions magmatiques à faible profondeur, encore en cours de refroidissement. Les assises du pliocène ont été soulevées de plusieurs centaines de mètres dans la zone de Larderello, sous la poussée d'intrusions magmatiques. La tectonique est "cassante" dans la région, et le gradient géothermique est très élevé : 30°, voire 100°C par 100 mètres.

D'importantes minéralisations sont la preuve de phénomènes physico-chimiques sous la surface ".

Minéralisations et fumerolles ... signes de phénomènes physico-chimiques sous la surface - ©Jean-Michel Mestdagh

Le champ géothermique de Larderello06 Isobathes du Moho
(a) dans l'Apennin septentrional
et le Nord de la mer Tyrrhénienne
[Minelli et al, 1991]

et anomalies du flux de chaleur (b) dans l'Apennin septentrional et le nord de la Tyrrhénienne.

1, croûte européenne ; 2, croûte adriatique ;

3, croûte océanique

4, limite occidentale de
la croûte adriatique

5, limite entre croûte adriatique amincie
et celle de l'avant-pays

De récents levers géologiques de surface et de nombreux sondages, dont certains ont une profondeur de plus de 4.000 m, ont été réalisés dans le champ géothermique de Larderello.

Ainsi ont pu être distinguées de haut en bas les unités suivantes :

Sans entrer dans le détail que les férus de géologie retrouveront grâce à ce lien, nous sommes en présence d'une série stratigraphique essentielle à l'exploitation géothermique.

Dans le complexe basal et un peu au dessus, on a des intrusions chaudes, probablement granitodioritiques.

Au dessus, un complexe perméable, où les eaux circulent, se réchauffent et sont sujettes à des courants de convection de forte amplitude.

Le complexe de couverture est imperméable et empêche les eaux chauffées, transformées en vapeurs, de s'échapper vers la surface. La vapeur est stockée sous cette couverture imperméable avant d'être captée par forage.

Manifestations naturelles, à l'avant-plan, et captage géothermique en deuxième plan - ©Jean-Michel Mestdagh .

L'origine de l'eau est principalement superficielle : les eaux de pluies se sont infiltrées en profondeur en dehors de la zone de Larderello, là où n'existe pas de couverture imperméable.

Le cycle de l'eau dure environ quarante ans, période mise à profit pour l'infiltration, le chauffage et la transformation en vapeur, le stockage, la captation suivie du relargage dans l'atmosphère pour former les nuages et la pluie ... le cycle est bouclé !

Larderello est un champ géothermique à vapeur dominante, dont les fluides de haute enthalpie sont constitués de vapeur surchauffée et de gaz (en moyenne 5% en poids du fluide, jusqu'à un maximum de 20%), surgissant à une température entre 150 et 260°C, sous des pressions pouvant aller jusqu'à 39 atmosphères.

Le gaz est en général formé par 90% de CO₂, avec de faibles quantités
de H₂S, CH₄, H₂, N₂, H₃BO₃ et NH₄. Le débit des puits est en moyenne de 25 tonnes/heure de vapeur, mais il peut arriver à dépasser 350 t/h.

Le problème de la dilatation thermique a été résolu par l'installation de tubes transporteurs des fluides "en zig-zag"d'élasticité adéquate, ce qui permet de plus d'adapter le tracé des conduites au terrain accidenté des zones géothermiques toscanes.

Carte simplifiée de la région de Larderello - Sasso - Monterotondo - doc.R. Gheri / Tipoloto Gualandi - Syndicat d'initiative local.

Pour suivre, les manifestations géothermiques "naturelles" ...

Sources :

- Global volcanism Program - Larderello

- Guide des volcans d'Europe et des Canaries - par M. Krafft & de Larouzière - éd. Delachaux & Niestlé.

- Le champ géothermique de Larderello (Toscane, Italie) : situation géologique, utilisations industrielles, rôle de la famille de Larderel.
par Michel Durand-Delga, Enrico Pandeli et Giovanni Bertini. - link

- Le Biancane, the geothermal path of Monterotondo Maritimo - "From the middle of the earth to the sky - doc. syndicat d'initiative local.