Soutenance mémoire
Les quelques premiers mètres de terrain du sol constituent la subsurface. C’est un milieu extrêmement complexe dans lequel les ondes sismiques de volume et de surface, sont réfractées, diffractées et réfléchies. La caractérisation de la subsurface d’un point de vue mécanique et structurel constitue un véritable challenge parmi les défis de l’ingénierie environnementale et du génie civil. L’intérêt de ces études au sein de la communauté scientifique a permis le développement de plusieurs approches basées sur les méthodes géophysiques, en particulier les méthodes de prospection sismique. C’est dans ce contexte que plusieurs études se sont intéressées à l’exploitation des diverses techniques de traitement sismique pour la caractérisation des formations : la sismique réflexion et la sismique réfraction. Chaque technique utilise une partie de l’onde sismique dans le processus de traitement et fournit par conséquent des informations relatives aux soussols. C’est ainsi que la sismique réflexion s’intéresse à la réflexion des ondes P avec des fréquences élevées et quant à la sismique réfraction, elle est utilisée pour l’étude des premières arrivées, en se basant sur l’inversion des vitesses.
En effet, dans le domaine d’investigation du sous-sol, la sismique réfraction a pour vocation, la localisation des zones de faille ou de cisaillement, analyse des propriétés mécaniques des massifs pour l’édification des grands ouvrages destinés aux travaux publics, la reconnaissance de l’épaisseur des différentes couches reposant sur un terrain plus dur, identifier des contacts géologiques sub-verticaux et la recherche et le suivi de l’évolution de la position du substratum.
PROBLEMATIQUE
En guise de préambule, la formation en génie minéral de ECOLE SUPERIEUR POLYTECHNIQUE d’ANTANANARIVO a pour but de développer chez un étudiant un haut niveau de connaissances, de rigueur intellectuelle, de curiosité scientifique et de créativité nécessaire tant dans les activités professionnelles que dans la recherche scientifique. En termes de prospection, la sismique s’emploie pour designer d’une manière générale les vibrations et les secousses, c’est une méthode géophysique, sa théorie est construite à partir de connaissance de l’élasticité, de l’optique géométrique, de la physique vibratoire, du traitement du signal, et enfin de la géologie. Elle est utilisé non seulement, pour connaitre la constitution géologique d’une région, les géophysiciens procèdent à diverses mesures de surface mais aussi pour préciser en particulier les courbes de niveau des couches géologiques.
On peut citer quelques problèmes de la méthode sismique au niveau d’acquisition et aux traitements de données obtenues. En ce qui concerne les limites de la méthode sismique, plus particulièrement à la méthode par réfraction, les traitements et le choix des méthodes adoptées constituent la plupart de contraintes majeures une fois que les milieux deviennent plus complexes. Au niveau du traitement les erreurs liées au pointage des premières arrivées des ondes P pour certains signaux de faible amplitude pourraient aboutir à des modèles de vitesse erronés. Et au niveau de l’interprétation du profil 2D beaucoup de problèmes interviennent, comme par exemple manque de contraste et hétérogénéité entre les vitesses sismiques des terrains investigués.
CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE
Pour commencer, cette section comme son intitulé l’indique est réservée à la présentation de la zone d’étude qui a pour objectif de délimiter géographiquement la zone d’intervention dans le cadre de l’étude. Ensuite, il sera question de donner successivement un aperçu des composantes pédologiques, hydrologiques, biologiques et humaines de la zone afin d’établir ses spécificités.
Situation géographique et administrative
La région de la Haute Matsiatra est délimitée entre 45,51°et 47,41° longitude Est et 20,68°et 22,21° latitude Sud. Administrativement elle est composée par les Districts de Fianarantsoa I, Fianarantsoa II, Ambalavao, Ikalamavony et Ambohimahasoa est relativement vaste et hétérogène. La région haute Matsiatra est limitée au Nord par la région d’Amoron’i Mania, au Sud par la région d’Ihorombe, à l’Est par les régions de Vatovavy et de Manakara, à l’Ouest par les régions du Menabe et du Sud-Ouest. Le site qui fait l’objet de cette étude est localisé au Nord-Est de la ville de Fianarantsoa. La zone appartient administrativement à la région de Haute Matsiatra, au district de Fianarantsoa II dans le village d’Ambalakely. Il est situé près de la Route Nationale RN7 et elle est centrée géographiquement à la latitude S 21°25’4.02″ et à la longitude E 47°10’0.86″, selon le système de coordonnées géographiques « WGS 1984 » » (figure. I.1). Dans le cadre d’un tourisme local, Ambalakely se trouve environ à 11 Km au nord de Fianarantsoa-ville le long de la RN7. On peut y parvenir par voie routière; la commune rurale d’Ambalakely s’étend sur une superficie de 54Km². Elle regroupe 11 Fokontany dont Vohimasina, Ambalakely, Ambalabe, Anteza, Volamena, Miandrifekona, Ampitanandriambola, Ambatolahimavo, Ivoay, Anato, Akondro.
Morphologie
Au niveau régional, si l’on considère ces espaces, deux (2) sous-régions se distinguent: la partie Orientale, à topographie indécise et les Hautes Terres centrales, correspondant à la partie méridionale du pays Betsileo. Densément peuplée, relativement bien desservie par un réseau routier suffisamment ramifié, cette région, à relief tourmenté, offre des paysages de rizières en gradins typiques. Le pays Betsileo présente un relief montagneux où les pics peuvent dépasser les 2500m, heurté par des massifs vigoureux isolés dont l’altitude moyenne varie de 1000m à 1500m et sillonnés par des dépressions étroites. L’agencement du relief peut se concevoir à partir de l’Andringitra qui s’élève brusquement (Pic Boby : 2600m) au dessus du seuil de Ranotsara et qui s’étend, le long de la RN7 et la partie méridionale des Hautes Terres Centrales qui correspond à la zone d’affleurement la moins large du socle ancien. Les terrasses rizicoles constituent une particularité de la région. Pour pallier l’insuffisance des bas-fonds et profitant des possibilités de captage d’eau en hauteur, les paysans ont installé des terrasses irrigables sur les flancs des collines.
Hydrographie
L’hydrographie de la Région de la Haute Matsiatra est caractérisée par le Bassin versant du MANGOKY. Le réseau hydrographique de ce bassin versant prend sa source dans les régions de la Haute Matsiatra et d’Ihorombe (rivières Manantanana – Zomandao et Ihosy). Sa superficie totale est de 55.750 km² et il se déverse dans le canal du Mozambique une fois récupéré par le fleuve MANGOKY. Du point de vue répartition hydrographique, il est traversé au Nord par la Matsiatra, au centre par la Mananantanana, au Sud par la Zomandao (limite avec Ihosy), et d’Est en Ouest par les affluents de la Mangoky. Les principaux cours d’eau sont : Mitody, Manambaroa et Fanindrona Fisakana traversant Fandriana et Manandriana.
CONTEXTE CLIMATIQUE
Bien que Madagascar est dotée d’un climat majoritairement tropical, elle est découpée en cinq régions climatiques à savoir : le Nord et Nord-Ouest, la côte Est allant du Nord-Est au Sud-Est, la partie Ouest, les hautes terres centrales et enfin le partie Sud. Sa position géographique en fait qu’elle est dirigée par les vents Alizés du Sud-Est et les vents du Nord-Ouest. On peut aussi y observer différents microclimats. Comme notre zone d’étude fait partie du Moyenne-Sud, le climat de la région est du type tempéré et on y trouve trois saisons distinctes : La saison sèche commence au mois d’Avril jusqu’au mois de juillet, une saison intermédiaire le mois d’Août jusqu’au mois d’Octobre et la saison pluvieuse s’étale du mois de Novembre au mois de Mars.
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Table des matières
INTRODUCTION
PROBLEMATIQUE
CHAPITRE I : DESCRIPTION DU MILIEU D’ETUDE
I.1- CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE
I.1.1- Situation géographique et administrative
I.1.2- Morphologie
I.1.3- Hydrographie
I.2- CONTEXTE CLIMATIQUE
I.2.1- Température
I.2.2- Précipitation
I.2.3- Humidité
I.3- CONTEXTE GEOLOGIQUE
I.3.1- Géologie régionale
I.3.2- Géologie appliquée
I.4- MILIEU HUMAIN
I.4.1- Démographie
I.4.2- Agriculture et élevage
I.4.3- Contrainte économique du secteur
CHAPITRE II : BASE METHODOLOGIQUES DE LA PROSPECTION SISMIQUE
II.1- TECHNIQUE DE LA SISMIQUE REFRACTION
II.1.1- Loi de Snell DESCARTES
II.1.2- Réfraction des ondes sismiques
II.1.3- Calcul du temps d’arrivé
II.2- ACQUSITION DES DONNEES SISMIQUES
II.2.1- Aperçue de la méthode
II.2.2-Matériels utilisées
II.2. 3- Configurations géométriques
II.3- METHODE D’INTERPRETATION
II.3.1- Méthode inversion TOMOGRAPHIQUE
II.3.2- Problème lors de l’INTERPRETATION
II.4- ESTIMATION DES PARAMETRES PHYSIQUE DU SOUS-SOL
II.4.1- Vitesses des couches
II.4.2- Epaisseur des couches
Chapitre III : APPLICATION ET INTERPRETATION
III.1- LES PROFILS SISMIQUES
III.1.1- Technique et choix du profil
III.1.2- Mise en place du coupe sismiques
III.2- METHODES ET LOGICIELS DE TRAITEMENT
III.2.1- Présentation des logiciels
III.2.2- Méthode inversion TOMOGRAPHIQUE
III.3-RESULTAT avec PICKWIN TM
III.3.1- Pointage des premières arrivées
III.3.2- Interprétation du Produit de Pickwin
III.4-RESULTAT avec PLOTREFA
III.4.1- Modélisation par méthode inversion Tomographique
III.4.3- DISCUSSION ET RECOMMANDATION
CONCLUSION
RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
