Soutenance mémoire
Le pétrole est le moteur de notre monde moderne. Avec lui se développe aux quatre coins du Monde : le transport, l’énergie et avec lui émerge des produits devenus indispensables à notre vie quotidienne (plastique, textile, médicaments). Depuis trois siècles, l’humanité vie dans l’ère du pétrole. Le pétrole est devenu un enjeu fondamental pour l’humanité. Pourtant, les découvertes de nouveaux gisements se font rares. Notre dépendance au pétrole nous oblige à aller toujours plus loin. Actuellement, les analystes internationaux estiment que le pic pétrolier mondial sera atteint et qu’on assistera à un déclin des réserves mondiales dans quelques années. Pourtant, le cas des bassins sédimentaires de Madagascar échappe à cette situation vu qu’ils ne sont qu’en phases d’exploration.
La zone de Belo-sur-Mer dans le bassin sédimentaire de Morondava fait partie des endroits où l’on pourrait, d’après des études effectuées ultérieurement, trouver des gisements d’hydrocarbures. La Société AMOCO MADAGASCAR PETROLEUM CO a effectué une campagne de prospection sismique dans cette zone en 1972. Cette zone est actuellement occupée par plusieurs compagnies pétrolières (Madagascar Oil, Tullow, etc.) qui espèrent exploiter les hydrocarbures pouvant s’y accumuler. Leurs recherches se basent sur les résultats des prospections géologiques et géophysiques existantes.
CONTEXTE GÉOLOGIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
Historique tectonique du bassin de Morondava
Madagascar était à l’origine situé dans le centre de Gondwana, à côté de l’actuel Kenya et Tanzanie, avant le début de la fragmentation continentale. Reeves et al. (2002), après la reconstruction de la plaque, ont démontré une forme du Rift d’Anza entre Madagascar et Afrique de l’Est reliant le promontoire du sous-sol au Cap Saint-André . L’extension de la croûte entre l’Est du Gondwana (Madagascar, l’Inde, l’Antarctique et l’Australie) et le Gondwana occidental (Afrique, l’Arabie et l’Amérique du Sud) a commencé à la fin du Carbonifère. Deux phases bien distinctes ont marqué cette séparation de Madagascar à l’Afrique et à l’Inde dont la phase rifting Karroo, la phase de rupture et de dérive (ou drifting). À la suite de la rupture, trois bassins sédimentaires se sont formés dans l’Ouest de Madagascar dont le bassin d’Ambilobe, de Majunga, et de Morondava . Ces bassins contiennent des successions épaisses de sédiments du Mésozoïque et du Cénozoïque, le bassin de Morondava contient également les sédiments Paléozoïque.
Phase rifting Karoo
Après une longue période d’activité plutonique (Cambrien moyen au Carbonifère), les continents ont subi une forte contrainte qui a conduit à l’extension de la croûte panafricaine (orogenèse et zones de cisaillement). Cette contrainte a formé un prolongement des bassins dans une large zone. De nombreux auteurs rapportent les séquences sédimentaires qui remplissaient ces bassins à la succession complète du bassin de Karroo en Afrique du Sud (Hankel, 1994; Piqué et al, 1999; Wopfner, 1994). En général, le terme Karroo s’applique aux dépôts du Gondwana qui datent d’avant l’éclatement. Les bassins d’effondrement du Karroo sont principalement formés le long de chaque côté du continent africain, où une rupture continentale a été localisée. Deux phases distinctes de rifting peuvent être reconnues, l’une s’est produite dans le PermoTrias et l’autre au début du Jurassique. La phase initiale du rifting a échoué dans le Trias moyen.
La Rupture et la dérive (drifting) du continent
La rupture a été affectée à l’Oxfordien-Kimméridgien. Les sédiments du milieu du Jurassique inférieur, qui sont postérieurs à la séquence sédimentaire Karroo ont été classés comme une séquence de transition entre la partie du continent Karroo rifting et l’expansion océanique. Montenat et al. (1996) a incorporé les modèles tectonosédimentaires et la corrélation des strates du Jurassique moyen du bassin de Morondava à la phase de progradation océanique. Ils ont en conclu que les strates du Jurassique inférieur sous-jacentes appartiennent au rifting Karroo. L’expansion océanique pendant le Bajocien et la dérive des continents formaient une marge continentale passive. La transgression marine suivant le Rift a formé une plate-forme côtière le long de la marge du bassin. Le Bathonien de Madagascar se caractérise par des successions de grès épais dans le Sud-Ouest (Besairie et Collignon, 1972; Luger et al, 1994). Pendant la Callovien, un événement transgressif général a donné lieu à un environnement de bassin profond avec une faible profondeur temporaire pendant l’Oxfordien inférieur, comme en témoignent les unités de grès (« grès Oxfordien ») qui apparaissent à plusieurs endroits dans le bassin Sud de Morondava (Besairie et Collignon, 1972).
Eustatisme durant le jurassique et évènements géologiques
Au cours du Jurassique, huit épisodes majeurs de l’élévation du niveau des mers sont reconnus au niveau mondial (Hallam, 2001). Concernant le bassin de Morondava quatre cycles transgressifs-régressifs (TR) ont été reconnus. Le premier cycle transgressif-régressif (T-R1) dans le bassin de Morondava couvre la phase syn-rupture avec les schistes et marnes de toarciennes transgressives, suivi par le grès Aalénien régressive. La séquence Bajocien-Bathonien débute par la plate-forme de carbonate avec la formation de Bemaraha et Sakaraha qui recouvre la discordance de rupture et forme la deuxième transgression (T2). Elle est suivie par la deuxième séquence régressive (R2) silicoclastique de Bathonien Moyen avec le Sakanavaka, l’Ankazoabo, le Besabora et la formations de Mandabe. La troisième séquence de transgression (T3) couvre l’intervalle d’Oxfordien et du début-Callovien avec une séquence d’étagère profonde, peu profonde du Jurassique. T3 est recouverte par les troisièmes séquences régressives (R3) siliciclastiques du grès Oxfordien. La quatrième séquence transgressive (T4) représente une plate-forme profonde d’Oxfordien-Kimmeridgien et est également affecté au Jurassique. La partie supérieure de la transgression (T4) est diachronique tronquée par plusieurs transgressions du crétacé (Luger et al. 1994).
Vers 100 Ma, le processus se poursuit avec le rifting indo-malgache et l’ouverture de l’Océan Indien. Pendant et après cette période, d’importants épisodes de magmatisme, de véritables trapps appelés CFB (Continental Flood Basalt) recouvrent l’Ile de laves ; il en reste des témoins : le massif de l’Androy au Sud, les bassins de Morondava et Tuléar.
Traits physiques généraux de la zone d’étude
Notre zone se situe dans les plateaux sableux et la plaine côtière. Le revers de la cuesta campanienne est constitué par un plateau sableux couvert de forêt qui s’abaisse doucement vers l’Ouest avec quelques buttes correspondant aux affleurements de l’Eocène, puis passe à la zone côtière proprement dite recouverte de carapace sableuse et de forêts. La forêt de caractère tropophile et une haute futaie dense sont difficilement pénétrables avec des grands baobabs et de nombreuses clairières humides en saison des pluies avec étangs à nénuphars ; elle est malheureusement attaquée par les brûlis pour cultures éphémères de maïs.
La plaine côtière s’élargit considérablement à l’Est de Morondava pour former la grande plaine de Mahabo traversée par les larges bandes des alluvions de la Morondava et de l’Andranomena. Les alluvions de la Morondava sont irriguées par un système de canaux partant de Dabara. La Côte est monotone, basse avec une ligne dunaire en arrière de laquelle s’étend une mangrove très élargie dans les deltas du Manambolo et de la Tsiribihina et est bordée à l’Est par des bandes de vases salines où la mer ne pénètre plus qu’aux très grandes marées.
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I . CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
Chapitre I DÉLIMITATION DE LA ZONE D’ÉTUDE
Chapitre II CONTEXTE GÉOLOGIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
II.1. Historique tectonique du bassin de Morondava
II.1.1. Phase rifting Karoo
II.1.2. La Rupture et la dérive (drifting) du continent
II.1.3. Eustatisme durant le jurassique et évènements géologiques
II.2. Traits physiques généraux de la zone d’étude
II.3. Stratigraphie du bassin de Morondava
II.3.1. Le groupe de la Sakoa
II.3.2. Le groupe Sakamena
II.3.3. L’Isalo Formation
II.4. Sédimentologie générale du bassin de Morondava
Chapitre III ETUDES ANTERIEURES SUR LA ZONE D’ETUDE
III.1. Interprétation conjointe de la carte d’anomalie magnétique et gravimétrique
III.2. Présentation des données sismiques
III.3. Interprétation des sections sismiques
Partie II . METHODOLOGIE APPLIQUEE POUR LA RECHERCHE PETROLIERE
Chapitre I GÉNÉRALITÉS SUR LE GISEMENT
I.1. Genèse du pétrole
I.2. Roche réservoir et pièges
I.3. Notion de gisement
Chapitre II MÉTHODES GÉOPHYSIQUES
II.1. Prospection magnétique
II.1.1. Généralités de la méthode magnétique
II.1.1.1. Le champ magnétique terrestre
II.1.1.2. Application au domaine pétrolier
II.1.1.3. Les différents modes de prospection magnétique
II.1.2. Traitement des données magnétique
II.1.3. Interprétation des mesures magnétiques
II.1.3.1. Interprétation qualitative
II.1.3.2. Interprétation quantitative
II.2. Prospection gravimétrique
II.2.1. Principe de la gravimétrie
II.2.2. Les différentes modes de levées gravimétriques
II.2.2.1. Levés gravimétriques à terre
II.2.2.2. Levés gravimétriques en mer
II.2.2.3. Levés gravimétriques aéroportés
II.2.3. Traitement des données gravimétriques
II.2.3.1. L’anomalie de Bouguer
II.2.3.2. Corrections
II.2.4. Interprétation des données gravimétriques
II.3. Prospection sismique
II.3.1. Généralités sur la prospection sismique
II.3.2. Sismique réflexion
II.3.2.1. Principe de la sismique réflexion
II.3.2.2. Traitement des données
Chapitre III PRINCIPE DE LA MODÉLISATION 2D ET 3D, LOGICIELS DE TRAITEMENT
III.1. Présentation des logiciels de traitement des données
III.1.1. Oasis Montaj 6.4.2
III.1.2. ArcGis10
III.1.3. Choix des profils
III.1.4. Traitement des données étapes de modélisation
III.1.5. Technique de modélisation 2D
III.1.6. Technique de modélisation 3D
Partie III . MODELISATION 2D ET 3D, INTERPRETATION DES RESULTATS.
Chapitre I PRESENTATION DES DONNEES
I.1. Nature et origine des données magnétiques utilisées
I.2. Interprétation qualitative des données magnétiques
I.3. Nature et origine des données gravimétriques utilisées
I.4. Interprétation qualitative des données gravimétriques
Chapitre II MODÉLISATION 2D
II.1. Profil sismique TEY-131
II.2. Profil sismique TEY-205
II.3. Profil A-A’
II.4. Profil B-B’
II.5. Profil C-C’
II.6. Profil D-D’
II.7. Profil E-E’
II.8. Profil sismique TEY-223
II.9. Profil F-F’
II.10. Profil G-G’
II.11. Profil H-H’
II.12. Interprétation des onze (11) modèles
Chapitre III MODELISATION 3D ET SES INTERPRETATIONS
III.2. Modélisation 3D
III.2.1. Marqueur 1
III.2.2. Marqueur 2
III.2.3. Marqueur 3
III.2.4. Marqueur 4
III.2.5. Marqueur 5
III.2.6. Marqueur 6
III.3. Modèle 3D de la zone d’étude
Chapitre IV SYNTHESE DES RESULTATS ET RECOMMANDATIONS
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
