8. Distribution spatiale

L’analyse de données ne permet pas d’illustrer la position des variables issues des échantillons directement sur l’affleurement. Le logiciel « Surfer 8.0 » a été très utile, car il a permis de placer ces échantillons directement sur une photo détaillée de l’affleurement de Prapont et d’y ajouter les différentes variables :

1) les faciès,
2) la perméabilité,
3) la porosité mesurée en laboratoire,
4) la porosité mesurée à l’analyse d’image,
5) l’aire moyenne des pores,
6) le périmètre de Crofton moyen des pores,
7) de diamètre équivalent moyen des pores,
8) l’excentricité moyenne des pores,
9) le facteur de forme moyen des pores.

Les échantillons proviennent de divers endroits :

- Echantillons 1 à 108 et 113 à 115 : affleurement principal de Prapont (Annexes : Planche 7 : carte de la distribution des faciès sur l’affleurement),

- Echantillons 109 à 112 : affleurement latéral de Prapont (dolomies),

- Echantillons 116 à 119 : affleurement d’Echallon. (Annexes : Planche 21 : carte de l’affleurement d’Echallon avec emplacement des échantillons)

8.1. Cartographie des paramètres pétrographique

Seul l’affleurement principal de Prapont possède une quantité suffisante d’échantillons assurant ainsi une distribution spatiale suffisamment représentative.
Les cartes obtenues permettent de visionner l’ensemble des propriétés pétrophysiques de la roche au niveau de l’affleurement. Elles permettent de voir si les différents paramètres varient en fonction des horizons stratigraphiques. En clair, il s’agit d’établir une cartographie stratigraphique des différents paramètres étudiés. Le diamètre des différents cercles et disques sur les différentes cartes est fonction de la valeur du paramètre en question : plus la valeur de l’échantillon pour le paramètre étudié est grande, plus le cercle ou le disque possèdera un diamètre important. De plus, le centre du cercle ou du disque correspond à l’endroit où l’échantillon a été carotté.

Carte des faciès : les faciès possèdent une assez grande variabilité latérale dans toutes les directions. Il n’est pas toujours évident de trouver un équivalent latéral à un dépôt. Les flancs de récif ressortent très nettement sur la photo, soit sous forme de patchs ou de barre rocheuse plus continue.

Carte de la perméabilité : ce paramètre varie sur l’ensemble de l’affleurement entre 0 et 82 mD, cependant seul 15 échantillons possèdent des valeurs supérieures à 10 mD. Comme vu précédemment (cf. 7.2 Histogrammes), ces faibles valeurs s’expliquent par le fait que durant cette étude seules des perméabilités horizontales aient été mesurées. Les variations sont faibles entre les différents faciès. La cimentation importante des faciès les plus poreux et originellement perméables à en quelque sorte « homogénéisé » les valeurs des différents échantillons.

Les perméabilités les plus élevées se trouvent majoritairement dans les flancs de récif et dans quelques échantillons carottés dans les récifs. Cependant, tous les échantillons de flancs de récif et de récif ne présentent pas les mêmes caractéristiques. En effet, la perméabilité varie, non pas uniquement en fonction des faciès mais plutôt en fonction de la diagenèse qu’a subie la roche. Ainsi par exemple, la suite d’échantillons allant du 31 au 46, met en évidence une faible variabilité verticale et de faible valeur de perméabilité, malgré les changements de faciès (flancs de récif, coraux, sables inter-récifaux et récif). Cependant, cette faible variabilité verticale n’est pas systématique, l’examen des échantillons 75 à 100 montre que l’on passe de très faibles valeurs aux plus grandes de l’affleurement en quelques mètres.

La variabilité horizontale de la perméabilité est élevée et aucune tendance n’est décelable. Cela peut s’expliquer par le fait les faciès changent très vite horizontalement mais également par le fait que la diagenèse qui a contrôlé le réseau poreux sur cet affleurement varie fortement latéralement. Ainsi, au sein d’un même banc (échantillon 90 à 99), les perméabilités mesurées vont de moins de 4 mDarcy (parmi les plus faibles mesurées) à plus de 80 mDarcy (la plus haute mesurée).

Carte de la porosité laboratoire : les variations horizontales et verticales de ce paramètre, sur quelques mètres, sont faibles pour un faciès donne et ne montrent pas de grande variation entre les diverses valeurs de la chaîne, pour autant qu’elle reste au sein du même faciès. Le fait qu’elle ait été carottée en suivant la stratigraphie ou pas n’a pas d’importance, le même phénomène est observé.

Par exemple, les échantillons 59 à 67 provenant tous des flancs de récif, montrent une porosité homogène, de manière générale. Il en est de même, pour une série d’échantillon prise en suivant la stratigraphie (92 à 99, flancs de récifs à nouveau), ainsi que pour ceux de la tempestite (101 à 106). Ces séries d’échantillons successifs au sein d’un même faciès montre dans presque tous les cas, une bonne homogénéité en ce qui concerne les mesures de porosité.

Par contre, les échantillons 23 et 24 attribués au faciès subtidal, présentent des porosités proches de 6,5 %, alors que les échantillons 53 à 58 du même faciès possèdent des porosités proche de 16 %. En bref, les échantillons proches les uns des autres et appartenant à un même faciès présentent des valeurs similaires. A l’échelle de l’affleurement cependant, les valeurs mesurées au sein d’un même faciès varient parfois fortement. Comme la porosité est d’origine diagénétique, il est logique de penser que les modifications diagénétiques ne se sont pas toutes produites avec la même intensité sur tout l’affleurement. La porosité dépend donc du faciès auquel elle appartient, ainsi que des modifications diagénétiques que la roche a subi.

Carte de la porosité à l’analyse d’image : en comparaison avec la carte précédente, cette porosité est quasi identique. En effet, les analyses effectuées précédemment ont démontré qu’une très bonne corrélation existait entre la porosité mesurée en laboratoire et celle trouvée en analyse d’image. Par conséquent, cette carte n’apporte pas de nouvelles informations.

Simmilitudes entre les cartes de la porosité laboratoire et la porosité analyse d’image corrigée : bien que les deux méthodes pour trouver les valeurs de porosité de chaque échantillon soient très différentes, la corrélation des résultats est très bonne. Les quelques petites variations de valeurs pour un même échantillon, ne sont pas confinées à un lieu particulier et semblent plutôt aléatoires.

Carte de l’aire moyenne des pores : il est difficile de tirer de grands enseignements d’une telle carte, tant les valeurs varient. Quelques faciès présentent cependant des valeurs homogènes : il s’agit des dépôts de plage, des faciès dolomitisés, des coraux et du faciès subtidal qui ont, dans l’ensemble, des aires de pore relativement faibles. Des faciès peu poreux comme les dépôts de plage et les coraux ont des valeurs faibles, du fait qu’ils ont subi une forte cimentation. Les grands pores sont cimentés ou partiellement cimentés. Pour les autres faciès plus poreux comme la dolomie et le faciès subtidal, il y a beaucoup de pores, mais de petites tailles. Pour la dolomie, cela s’explique par le fait que la porosité se trouve dans les cristaux dissous de dolomite qui ne sont pas très grands, ou entre les cristaux de dolomite. Le faciès subtidal possède beaucoup de petits pores, dus à la calcite finement cristalline qui constitue la micrite.

Pour les autres faciès, que sont le lagon, les flancs de récif, les sables inter-récifaux et les récifs, les valeurs sont plutôt aléatoires. La tempestite présente des valeurs assez homogènes.

Carte du périmètre de Crofton moyen des pores : : étant donné que le périmètre est mathématiquement lié à l’aire, les deux cartes se ressemblent. On se référera au chapitre 7.1 de l’analyse de données pour observer la corrélation entre le périmètre de Crofton et l’aire des pores.

Carte du diamètre équivalent moyen des pores : ce paramètre traduit quel serait le diamètre d’un pore, si ce dernier était rapporté à un disque. De plus, pour un échantillon donné, il s’agit ici de la moyenne effectuée sur l’ensemble des pores de la lame de cet échantillon. De par sa définition, il dépend fortement de l’aire des pores. Lui aussi est très corrélé avec ce dernier paramètre et exprime par conséquent quasiment les mêmes informations.

Carte de l’excentricité moyenne des pores : ce paramètre indique si les pores sont très allongés ou pas. Toutefois, il ne semble pas dépendre du faciès auquel il appartient ni de l’endroit d’où provient l’échantillon sur l’affleurement.

Carte du facteur de forme moyen des pores : Le facteur de forme γ, est égal à 1 pour un pore parfaitement circulaire. Et aucune valeur ne peut-être inférieure à 1. Un pore interparticulaire idéal entre des grains sphériques à une valeur de γ = 1,9 et les fissures ont des valeurs > 5 (Anselmetti et al., 1998). A Prapont, les récifs possèdent les valeurs les plus élevées (moyenne des échantillons de récif à 3,65) alors la moyenne des échantillons se situe à 2,75. Les dolomies sont le faciès dont les pores sont les plus proches de la circularité (moyenne à 1,90). Les autres faciès possèdent des valeurs très dispersées.

Le fait que les dolomies possèdent des pores relativement proches de la circularité peut s’expliquer par le fait que la porosité se trouve, comme déjà mentionné, dans les cristaux dissous de dolomite qui sont proche de la forme d’un losange voir d’un cercle quand la dissolution est plus importante, ou entre les cristaux de dolomite quand ceux-ci sont encore présents. Dans ce dernier cas les pores ne sont pas non plus trop éloignés d’une forme circulaire.

Différences et similitudes entre la carte de la perméabilité et la carte de la porosité : la perméabilité varie plus fortement que ne le fait la porosité au sein d’un même faciès. Ceci s’explique parfois par le fait que des fractures augmentent significativement la perméabilité alors qu’elles ont une moindre influence sur la porosité.

8.2. Conclusions

De manière générale, les paramètres varient rapidement que ce soit horizontalement ou verticalement sur l’affleurement sans qu’il ne soit possible de déceler des tendances claires. Les transformations diagénétiques très importantes qui ont affectées le complexe récifal de Saint-Germain-de-Joux sont responsables de la structure actuelle du milieu poreux. Le comportement des fluides dans ces corps sédimentaires est donc difficilement prévisible et modélisable tant les variations de porosité et de perméabilité semblent contrôlées par des transformations diagénétiques très localisées.