Soutenance mémoire
MODELISATION 3D
Le pétrole est au cœur de notre civilisation. Il est très difficile d’imaginer le monde fonctionné en son absence. Energie polyvalente et d’un usage extrêmement pratique, remplacer le pétrole ne sera pas facile. Si l’on se base sur notre consommation actuelle, les réserves prouvées de pétrole sont suffisantes pour couvrir nos besoins jusqu’à la prochaine cinquantaine d’année. Parallèlement, vue de l’évolution de la technique d’exploration, on a encore des nouvelles découvertes, et ce qui repousse encore la date d’expiration de l’exploitation des carburants fossiles. Pour le cas de Madagascar, plusieurs études ont été menées dans trois grands bassins globalement situés dans la partie Ouest et Nord-Ouest de Madagascar : bassin d’Ambilobe, bassin de Mahajanga et bassin de Morondava. Depuis l’époque révolutionnaire en 1978, l’OMNIS (Office des Mines Nationales et des Industries Stratégiques) a déjà gouverné des études sérieuses dans ces trois bassins. La découverte de réservoirs et de pièges pétroliers est très difficile, notamment dans les bassins peu explorés comme Madagascar. Pour guider cette tâche difficile, un outil de modélisation a donc été mis au point pour simuler la géologie d’un bassin et les processus de génération d’hydrocarbures à travers les temps géologiques. Dans ce présent ouvrage, on essaie de modéliser la partie centre Est du bassin de Morondava à l’aide des outils informatiques grâce à l’évolution et l’avancement de la technologie. Ceci nous conduit à faire des études plus approfondies par l’exploitation des données géophysiques comme les données gravimétriques, magnétiques et sismiques disponibles couplées par des études bibliographiques. Notre objectif est de tenter d’expliquer les conditions de présence d’hydrocarbure dans cette zone par modélisation 2D et 3D. Cela explique le choix du thème « Modélisation 2D et 3D des données géophysiques de la partie Centre-Est du bassin de Morondava ».
CONTEXTE GEOLOGIQUE ET GEODYNAMIQUE DE MADAGASCAR
Généralités
Madagascar, une des plus grandes îles du globe (592.000 km²), se situe au Sud de l’équateur, dans la partie occidentale de l’Océan Indien. Elle est séparée de l’Afrique par le Canal de Mozambique dont la largeur minimum, entre le Nord-Ouest de l’île et le Mozambique, est de 400 km. Sur son flanc Ouest et Est, Madagascar présente quatre grands bassins sédimentaires :
– Bassin de Morondava, localisé à l’Ouest et au Sud -Ouest, dont la superficie atteint environ 560 550 km² ;
– Bassin de Mahajanga, situé au Nord-Ouest, mesurant environ 137 950 km² ;
– Bassin d’Ambilobe, situé à l’extrême Nord, mesurant 81 700 km² ;
– Et le bassin de la côte Est, mesurant 40 000 km².
Rappelons que la formation d’un bassin s’effectue généralement durant des phases tectoniques en distension qui provoquent des mouvements verticaux dans la lithosphère. Il en résulte un amincissement de la lithosphère qui se manifeste au niveau de la croûte, d’une part à sa surface par un effondrement du substratum (ou subsidence), d’autre part à sa base par une remontée du Moho. Par ailleurs, cet amincissement se caractérise au niveau du manteau supérieur par une remontée de l’asthénosphère. Dans ce chapitre, nous aborderons l’aspect géologique de la subsidence dans le cadre géodynamique global afro et Indo-malgache. Cela nous conduira à étudier les différentes séries sédimentaires reconnues dans les bassins.
Origine de Madagascar
Madagascar, située entre les côtes de l’Afrique orientale et l’Océan Indien, a constitué à la fin du Protérozoïque une partie du Gondwana, et son évolution du Carbonifère jusqu’à l’Actuel témoigne des épisodes successifs de la dislocation de ce microcontinent.
Le Gondwana est le supercontinent qui comprenait, avant sa dislocation à la fin du Paléozoïque et au début du Mésozoïque, les domaines aujourd’hui dispersés de l’Amérique du Sud, l’Afrique, l’Australie, l’Antarctique et l’Inde. Les diverses étapes de l’évolution géologique de Madagascar permettent de rechercher les mécanismes qui ont abouti à séparer Madagascar des domaines qui lui sont originellement proches. Après avoir fixé sa position initiale au sein de Gondwana, les données régionales correspondent aux trois périodes du dépôt du Karoo (Carbonifère terminal, Permo-Trias et Jurassique Inférieur), du Crétacé supérieur, et enfin du Néogène-Actuel, dont chacune correspond à un épisode de dislocation du Gondwana.
Le bassin du Karoo : le rifting afro-malagasy et ouverture du canal de Mozambique
L’éclatement du Gondwana, à la fin du Lias supérieur, 180 Ma est un événement postérieur au Karoo (Geiger et al. ,2004). Cet éclatement est caractérisé par un épisode de rifting, daté du permien moyen, 250 Ma qui s’est développé jusqu’au Callovien, 154 Ma. En effet, la séparation de Madagascar, Sri Lanka, Indes et Seychelles, du continent africain est précédée d’une période d’extension continentale : le Karoo. Le dépôt du Karoo s’étend du Néo Carbonifère, 300 Ma au Méso Jurassique, 183 Ma (Rabinowitz et al. ,1983; Duncan et al., 1997; Rakotosolofo et al., 1999; Bumby et al., 2005; Catuneanu et al., 2005). En Afrique du Sud et Afrique de l’Est, le rifting Karoo est associé à de larges provinces volcaniques, qui sont datées de 184 Ma à 179 Ma (Duncan, 1997; Le Gall et al., 2002; Aubourg et al., 2008; Jourdan et al., 2007). A Madagascar, des épisodes de rifting s’identifient de part et d’autre de l’île qui est montré dans la figure 2 : (i) à l’Ouest le Karoo, qui comprend la mise en place du bassin sédimentaire du Mozambique (Coffin et al., 1988; Salman et al., 1995); (ii) et à l’Est, les phases d’initiation de l’ouverture de l’Océan Indien. Cette dernière est traduite par le cisaillement Nord-Est, Sud-Ouest au Nord de Mozambique (ligne X-X, figure 2 ; Reeves et al. ,2002)
Série post-rift du Jurassique
A partir du Jurassique moyen, l’ouverture sub-méridienne des espaces océaniques du bassin de Somalie et du bassin de Mozambique entraîne un coulissement de Madagascar encore lié à l’Inde, vers le Sud, le long d’une zone faillée transformante située à l’emplacement de la ride de Davie. Cette phase durera jusqu’au Crétacé supérieur. Les terrains du Jurassique et du Crétacé inférieur affleurent en bandes successives sur la bordure Est du plateau Mahafaly au Nord-Ouest de Betioky. Le Jurassique marque une tendance générale à la sédimentation marine (calcaires à polypiers du Jurassique moyen), même si on y trouve ponctuellement des dépôts continentaux ou lagunaires (niveaux à gypse). Le Crétacé inférieur, quand à lui est plutôt à dominante continentale et épicontinentale. Là encore, on signale plusieurs niveaux gypsifères.
Rifting crétacé : la séparation de l’Inde
Sur la séparation continentale entre l’Inde et Madagascar, le scénario disponible est le suivant : l’arrivée d’un panache mantellique par le passage de Madagascar sur le point chaud actuel de Marion au Crétacé supérieur, est le responsable en surface de la mise en place d’une importante couverture de basaltes et, en profondeur, de la fragilisation de la lithosphère. Le rifting serait actif, au sens qu’il serait enclenché par cette activité thermique et magmatique, puis conduit par des forces de tension dont l’origine se situerait ailleurs aux limites de plaques. Ces forces aux limites sont responsables d’un étirement Est-Ouest à Est Nord Est-Ouest Sud-Ouest à l’origine de la mise en place des dykes de la côte orientale. A cette époque, le mouvement transcurrent le long de la zone de fracture de Davie est remplacé par une extension pure, et par la suite, jusqu’à la limite CrétacéTertiaire, l’orientation des anomalies magnétiques dans le bassin des Mascareignes indique que la trajectoire de l’Inde est dirigée vers le Nord Est. Cette orientation est, aussi, celle des dykes du Sud-Ouest malagasy et de ceux de l’Afrique orientale.
Géologie de Madagascar
Depuis l’hypothèse sur son origine, la géologie de Madagascar résulte de plusieurs facteurs. Les dispositions géologiques de Madagascar se rassemblent essentiellement en trois groupes de roches :
– le socle Précambrien,
– les roches volcaniques,
– les séries sédimentaires.
Socle Précambrien
Le Socle Précambrien occupe essentiellement les deux tiers (2/3) orientaux de l’île soit environ 400 000 km2 et constitue le substratum. Il représente l’extrémité orientale d’une chaîne orogénique panafricaine édifiée entre 800 et 500 Ma, le long de la marge orientale du continent Africain : la Chaîne Mozambicaine.
Roches Volcaniques
Les Roches Volcaniques ne représentent qu’une fraction mineure de la superficie de Madagascar dont la distribution est contrôlée par des centres d’émission, de la montagne d’Ambre, Ankaratra et quelques autres, recoupant les deux ensembles précédents. Elles sont d’affinité alcaline ou intermédiaire alcaline à tholéiitique. La mise en place de ces édifices volcaniques est récente, débutant à l’Oligocène et jusqu’au Pléistocène.
Couvertures sédimentaires
Les dépôts sédimentaires de Madagascar sont intimement liés à la dislocation du Gondwana. Cette individualisation de l’île, accompagnée de trois phases principales de rifting, s’est accompagnée de la création de différents bassins sédimentaires (figure3):
– le rifting Karoo ;
– le rifting crétacé ;
– le rifting néogène et actuel
CONCLUSION
Au terme de ce travail, on peut dire que, l’étude a permis d’avoir une vision panoramique des deux méthodes de prospection géophysique très utilisées en recherches pétrolières à grande échelle en s’appuyant sur la gravimétrie et le magnétisme, des méthodes qui constituent l’arsenal des géosciences pétrolières. Ce travail a montré la valeur de la potentialité en termes de ressource en hydrocarbure de la partie Centre-Est du bassin de Morondava. Avant de parvenir à la connaissance de cette potentialité, il est primordial de faire une étude qui s’accentue sur la géologie à partir des travaux déjà effectués. Cette étude nous a permis à réaliser la modélisation 2D et 3D à partir des données géophysiques. De nos jours, ce dernier est l’une des excellentes méthodes que l’on peut utiliser à la recherche pétrolière.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I. CONTEXTE GENERAL DE L’ETUDE
CHAPITRE I. CONTEXTE GEOLOGIQUE ET GEODYNAMIQUE DE MADAGASCAR
CHAPITRE II. CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ÉTUDE
PARTIE II. METHODOLOGIES APPLIQUEES A L’EXPLORATION PETROLIERE
CHAPITRE III. NOTIONS DE BASE SUR L’ORIGINE DES RESSOURCES EN
HYDROCARBURES
CHAPITRE IV. METHODES D’EXPLORATION GEOPHYSIQUE
PARTIE III. MODELISATION 2D ET 3D
CHAPITRE V. APERCUS SUR LES ETUDES ANTERIEURES
CHAPITRE VI. PRESENTATION DES DONNEES
CHAPITRE VII. TECHNIQUE DE LA MODÉLISATION 2D ET 3D
CHAPITRE VIII. MODÉLISATION 2D
CHAPITRE IX. MODELISATION 3D
CHAPITRE X. SYNTHESE DES RESULTATS
CONCLUSION
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