Soutenance mémoire
L‟eau est élément vital pour l‟homme, elle est la source de vie. Combinée à la technologie et les moyens techniques que l‟homme dispose actuellement, l‟eau peut être transformée après différentes étapes en énergie électrique. Il existe en effet différents moyens de production d’énergie électrique. Les plus connus et produisant la quasi-totalité de l‟énergie électrique dans le monde sont les centrales hydroélectriques, les centrales thermiques, les centrales nucléaires. Cependant, avec le rythme dont on vit, une augmentation brutale des besoins en énergie est apparue, causée par l‟augmentation de la population et du développement industriel. Nous sommes alors contraints de faire la recherche d‟autres ressources d‟énergie. Ces problèmes concernent aussi Madagascar même si elle est encore faiblement peuplée par rapport à sa surface territoriale ; et non industrialisée. Comme l‟énergie joue un rôle primordial dans le développement économique d‟une nation, cela nous a conduits à élaborer un projet intitulé : « Valorisation de la potentialité en eaux souterraines du socle cristallin Malagasy pour la mise en place des centrales thermiques à vapeur d‟eau à Madagascar».
LE SOCLE PRACAMBRIEN DE MADAGASCAR
Le socle précambrien de Madagascar
Le socle précambrien malagasy possède une grande potentialité en eau souterraine, ce qui va faciliter l‟approvisionnement en eau d‟une centrale thermique à vapeur, d‟où on va étudier la formation globale du socle malagasy.
Les cycles orogéniques
L‟orogenèse est tout processus conduisant à la formation d‟un gradient de relief, soit un système montagneux édifié sur une portion de croûte (Foucault, 2001). En socle protérozoïque, de par l‟absence de marqueur du relief et souvent la présence fréquente des latérites et des sédiments (récents), seuls le magmatisme et le métamorphisme sont les indicateurs du cycle orogénique. La géochronologie absolue nous permet d‟ordonner ces événements magmatiques et métamorphiques les uns par rapport aux autres, et parfois de mesurer leur durée. A Madagascar, la datation est complexe à synthétiser : les différentes méthodes utilisées n‟ont pas été équivalentes, les techniques de datation ont évolué rapidement dans le temps ; ainsi, il n‟est pas toujours aisé de comprendre la signification des âges obtenus. Si l‟on prend les âges dans leur ensemble, il est intéressant d‟observer leur distribution statistique. On définit ainsi d‟une manière générale 5 familles d‟âges (Moine, 2005):
➤ une histoire archéenne (peu enregistrée),
➤ l‟orogenèse fini archéenne,
➤ éventuellement l‟orogenèse du Grenville,
➤ le magmatisme d‟arc
➤ l‟orogenèse Panafricaine.
Dans l‟intervalle de temps 800 Ma à 400 Ma on observe trois événements magmatiques successifs :
➤ des roches ignées issues de magma d‟arc de type andin, datées dans l‟ensemble à 800 Ma,
➤ des lames de granites à foliation plate, dont la mise en place est datée du Néoprotérozoïque (630 Ma),
➤ des granites syn et tardi – tectoniques vers les 550 Ma à 530 Ma .
Si l‟on ne considère que les données du métamorphisme de haute température « amphibolite facies de haut degré et granulite faciès » (entre 800 Ma et 300 Ma, plusieurs épisodes métamorphiques de haut grade ont été identifiés :
➤ le métamorphisme granulititique à ≈ 630 Ma, qui serait associé aux pressions les plus élevées (12 kbar, dans la région Sud – Ouest de Madagascar ; Jöns, 2006) ;
➤ le métamorphisme de ultra haute température qui serait daté autour de ≈ 570 Ma ;
➤ le métamorphisme granulitique de basse pression (5 kbar) qui est généralisé dans le Sud de Madagascar . Ce dernier est enregistré depuis ≈550 Ma, avec des circulations fluides, jusqu‟à au moins ≈ 480 Ma (Martelat, 1998 ; Berger et al., 2006).
On constate aussi que les âges depuis 630 Ma se recouvrent géographiquement. C’està-dire que sur une même zone (comme dans le Sud de l‟île, région des villes d‟Ihosy et d‟Ifanadiana), on peut avoir à la fois des âges métamorphiques de 500 Ma à 630 Ma avec une dominance des âges métamorphiques entre 570 Ma et 500 Ma, qui constituent 65% des données. De plus, il est difficile de séparer les âges en de possibles groupes d‟âges (ou évènements). Ainsi, on se pose la question de l‟évolution continue (subduction par exemple) ou discontinue des phénomènes géologiques qui ont eu lieu à Madagascar durant le Néoprotérozoïque.
Les grands ensembles litho tectoniques
Des unités litho – stratigraphiques et tectono – métamorphiques ont été proposées par différents auteurs dont Bésairie (1967), Hottin (1976), Windley et al. (1994), Ashwal et al. (1999) et Maarten J. (2003). La carte de synthèse de Hottin en 1972 présente un découpage chronologique et lithologique assez détaillé. Cette carte a souvent été reprise dans les bases des travaux récents, pour réaliser les nouveaux découpages tectonométamorphiques (Windley et al., 1994 ; Ashwal et al.,1999; Collins et al., 2001 ; Maarten, 2003). Par exemple, actuellement, le découpage tectono – métamorphique le plus utilisé est celui de Collins et al. en 2001 qui propose 7 unités tectoniques majeures. Cependant, on constate par comparaison avec la carte de Hottin en 1972, que les deux sont similaires. Un nouveau découpage plus précis et plus complexe avec 13 domaines tectonométamorphiques est proposé par PGRM en 2008. Ainsi, pour avoir plus de précision les nomenclatures de Hottin (1972), Collins et al. (2001), et la classification de PGRM (2008) sont ci-après. La légende associée présente un découpage en âge et des regroupements lithologiques (formations et séries) associés en groupes et systèmes. Notons que la notice d‟interprétation est publiée dans Hottin (1976).
Les domaines Archéens
Ils regroupent les blocs Antongil (Masora) et Antananarivo, ainsi que les roches mafiques-ultramafiques de l‟unité de Tsaratanana (Goncalves et al., 2003). Une zone de suture océanique, dite « Betsimisaraka » limiterait à l‟Est ces blocs archéens (Collins et al., 2003; Raharimahefa et al.,2006).
a- L’ensemble Antongil
L‟ensemble Antongil-Masora est interprété comme un fragment du craton du Dharwar en Inde. Il est divisé en deux blocs : Antongil-Masora du Nord – Est et Antongil-Masora du Sud – Est. Le bloc Antogil-Masora du Nord- Est est constitué principalement de roches granodioritiques d‟âges compris entre 2521 Ma – 3187 Ma (Tucker, 1997). L‟Antongil-Masora du Sud- Est a enregistré 3 périodes magmatiques: 2513 Ma – 2523 Ma et 2532 Ma (Paquette et al., 2003).
b- L’ensemble Antananarivo
Les différentes études sur le bloc Antananarivo soulignent plusieurs phases de métamorphisme successifs. Il est composé d‟un assemblage successif de gneiss et de migmatites. Trois événements magmatiques majeurs y sont enregistrés allant de :
➤ 820 Ma à 720 Ma,
➤ 630 Ma à 561 Ma,
➤ 537 Ma à 527 Ma.
La région Nord Ouest du domaine d‟Antananarivo peut être représentative du bloc dans son ensemble. Dans cette région, les gneiss migmatitiques sont dominants et ils présentent une foliation dominante de direction N 30°, avec des pendages variables et des linéations minérales de direction N 35°, faiblement pentées vers le Sud. Dans des zones préservées de la déformation, une intercalation de granite et de gneiss amphibolitique est souvent observée. Les granites sont plissés, et ses plans axiaux épousent relativement la foliation du gneiss (direction N 25°, plongeant de 70° vers le Nord – Ouest, avec un axe des plis de direction N 115°, plongeant de 20° vers l‟Ouest). Une des caractéristiques du bloc Antananarivo est l‟existence d‟interférences de plis en forme de champignons, visibles à l‟échelle de l‟affleurement et à l‟échelle kilométrique.
c- Les ensembles mafiques et ultramafiques, l’unité de Tsaratanana
Les roches mafiques-ultramafiques de l‟unité de Tsaratanana sont localisées dans la région Nord centrale (Andriamena) et Nord Ouest (Maevatanana) de Madagascar . L‟ensemble de Maevatanana est caractérisé par une lithologie contrastée : des gneiss amphibolitiques, de faciès haut degré, daté à 2502 ± 2 Ma, et des orthogneiss, intrudés d‟un complexe gabbroïque et dioritique . Une datation réalisée sur une granodiorite déformée a donné un âge de 779 ± 2 Ma (Tucker et al., 1999). Toutefois, il est important de noter que « Maevatanana » aurait été déformé par au moins 2 épisodes majeurs, auxquels la mise en place du complexe dioritique serait sub-contemporaine. L‟ensemble de l‟unité Andriamena est constitué par une intercalation de gneiss mafiques tonalitiques, de migmatites et de metapélites. Cet ensemble est associé avec de larges intrusions mafiques et ultra-mafiques. Ces roches mafiques-ultramafiques se composent d‟une association de dunites, péridotites et pyroxénites ; avec des gabbros dont les textures sont préservées (Giraud, 1958; Rakotomanana, 1996; Randrianasolo, 2000). Un second métamorphisme granulitique, contemporain de la fermeture de l‟océan mozambicain a déformé l‟ensemble de l‟unité d‟ Andriamena vers 730 Ma – 770 Ma (Nicollet, 1990; Goncalves et al., 2000). La mise en place des intrusions mafiques et ultra mafiques de Andriamena est datée à 780 +/- 16 Ma (Guérrot, 1993; Goncalves et al., 2000).
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: LE SOCLE PRECAMBRIEN DE MADAGASCAR
I- Le socle précambrien de Madagascar
I-1- Les cycles orogéniques
I-2- Les grands ensembles litho tectoniques
I-3- Zones de cisaillement lithosphériques
I-4- Le volcanisme du Néogène
I-5- Le tracé du réseau hydrographique du socle malagasy
DEUXIEME PARTIE: ETUDES HYDROLOGIQUES
II- Etudes hydrologiques
II-1- Les données climatologiques
II-2-Méthode de Thornthwaite
II-3-Etude de l‟étiage
TROISIEME PARTIE: SITUATIONS DE L’ENERGIE ELECTRIQUE A MADAGASCAR
III- L‟énergie électrique à Madagascar
III-1-Les hydrocarbures
III-2- Les Energies Renouvelables
III-3-Situation globale de l‟offre et de la demande en énergie électricité à Madagascar
III-4-L‟évolution tendancielle de la demande et de l‟offre
QUATRIEME PARTIE: COMPOSANTES ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX D‟UNE CENTRALE THERMIQUE A VAPEUR D‟EAU
IV- Composantes et impacts environnementaux d‟une centrale thermique à vapeur
IV-1- Les principaux composants
IV-2- Etude d‟impact environnementale du projet
CINQUIEME PARTIE : FONCTIONNEMENTS D‟UNE CENTRALE THERMIQUE AVEC UNE TURBINE A VAPEUR
V- Fonctionnement d‟une centrale thermique avec une turbine à vapeur d‟eau
V-1-Cycles moteurs à vapeur
V-2-Degré d‟efficacité et rendement des engins thermiques
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIES
ANNEXES
