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GISEMENTS DE CALCAIRE A MADAGASCAR
Historique
Depuis 1964, un certain nombre de travaux de reconnaissance et d’évaluation de gisements calcaires ont été exécutés dans le cadre de différents projets de cimenteries :
− en 1965, 1974, 1975 : Antsirabe (carrière d’Ibity),
− en 1967 : baie de Narinda,
− en 1973, 1977 : Mahajanga (cimenterie d’Amboanio),
− en 1975, 1976, 1979 : Toliara – Soalara,
− en 1975 : Ambatondrazaka,
− en 1982 : Ampasindava et Antsiranana.
Des études géologiques et paléontologiques sur l’Eocène ont été effectuées aussi dans le bassin de Morondava :
− en 1959 par AUROUZE, en 1963 par KARCHE, en 1964 par BESAIRIE H. ; ils ont décrit de manière plus précise la stratigraphie du plateau Mahafaly. Ces études ont permis localement de reconnaitre certains éléments lithologiques et paléontologiques de l’Eocène,
− en 1975 par RATSIMBAZAFY J.R. ; il s’est intéressé à l’évaluation des gisements calcaires dans le pays Mahafaly,
− en 1985 par RAMAKAVELO G. ; elle a fait des études micropaléontologiques du Paléogène de la région de Toliara,
− en 2007 par RANDRIAMALALA Z.M. ; elle a contribué à la caractérisation des formations calcaires de Soalara (Toliara).
A Madagascar, les calcaires, les dolomies et les cipolins peuvent former d’importants massifs. Les formations de calcaire franc sont fréquentes et très étendues dans les terrains du Jurassique et de l’Eocène de la côte Ouest de Madagascar. Dans la région centrale, ils sont représentés par des cipolins généralement dolomitiques, sauf dans les environs d’Ambatondrazaka où ils constituent un bon matériau pour l’industrie du ciment. [19]
Ex-Province d’Antananarivo
Le gisement d’Ibity
Il existe deux carrières exploitables dans ce gisement même s’ils ne sont pas en grande quantité. Ce sont : la carrière d’Antantelitsarotra qui est formée par une couche latéritique mince d’apparence massive et la carrière d’Ankadilalana qui a un caractère identique à celui d’Antantelitsarotra mais avec une couche latéritique plus épaisse. [2] [3]
La composition chimique de la carrière d’Ankadilalana est donnée par le tableau 2.09.
CADRE GENERAL DU DISTRICT BETIOKY-SUD
Localisation géographique
Localisation régionale
Le District de Betioky-Sud se situe dans la région d’Atsimo-andrefana. Cette région d’Atsimo-andrefana se trouve dans le District de Toliara. Les limites géographiques sont les suivantes :
− latitude : entre 21°66’ et 24°72’ Sud
− longitude : entre 43°47’ et 45°47’ Est
Le District occupe une superficie de 10 070 km2. Il est composé de 20 Communes réparties dans onze (11) arrondissements Administratifs, regroupant au total 342 Fokontany. Il est limité :
− Au Nord, par le District de Toliara II
− A l’Ouest, par le District Sakaraha
− A l’Est, par le District de Benenitra
− Au Sud, par le District d’Ampanihy-ouest.
Le Tropique du Capricorne traverse la partie Sud du District. [9]
Voie de desserte
La RN10 traverse du Nord au Sud le District de Betioky-Sud, sur 120 km environ par un accès permanent non revêtu, passant par les communes de Tongobory et Betioky-Sud. La densité routière est de 3,48 km / 100 km2. D’autres voies existent mais elles ne sont généralement praticables qu’avec des charrettes tirées par des zébus.
Milieu physique
Climat
Le climat est de type tropical semi-aride, chaud avec une saison sèche très marquée et une courte saison de pluie. La saison chaude et pluvieuse débute au mois de Novembre et se termine en Mars tandis que la saison sèche commence au mois d’Avril jusqu’en Octobre. La température moyenne annuelle est de 25°C.
Pluviométrie
La pluviométrie moyenne annuelle est de 400 mm. La tombée de la pluie est souvent irrégulière et avec une quantité très faible. Il existe même des mois sans pluie comme les mois de Juillet et Août.
Hydrographie
Le fleuve de l’Onilahy reste le plus important des cours d’eau dans cette région. Mais elle est aussi parcourue par un réseau hydrographique représenté par les affluents qui sont la Savazy, la Sakamena et la Sakondry. Ses affluents drainent toutes les eaux du secteur et ses environs. Les affluents de Sakoa et Sakamasay, appartenant au cours d’eau supérieur de la Savazy, ne s’assèchent jamais durant toutes les saisons. Par contre, la Menarandroy ne coule que pendant la saison de pluie.
Relief
Les roches calcaires de la région forment généralement des plateaux continus à réseaux hydrographiques lâches. Les formations superficielles se présentent en plaquage irrégulier.
Contexte géologique
Généralités sur la géologie sédimentaire malgache
Les formations sédimentaires de Madagascar s’étendent dans la partie occidentale et couvrent le tiers de sa superficie. À la suite de l’orogenèse panafricaine, le domaine précambrien malgache est resté émergé jusqu’au Carbonifère, où se dépose des assemblages semblables aux séries du Karoo d’Afrique Australe. La mise en place de ces séries sédimentaires correspond à une phase de rifting intracontinental, le “Rifting Karoo”, phase initiale de la dislocation du Gondwana, dès le Carbonifère Supérieur et jusqu’au Jurassique Inférieur. Les séries de Karoo se déposent dans 3 bassins d’effondrement ou «graben»:
− le Bassin d’Antsiranana à l’extrême Nord de l’île
− le Bassin de Mahajanga au Nord-ouest : second plus grand bassin phanérozoïque de Madagascar, il s’étend sur quelques 400 km selon un axe NE-SW, le long de la côte Nord-ouest de Madagascar.
− le Bassin de Morondava au Sud-ouest : il est le plus grand bassin sédimentaire de l’Île, s’étendant sur plus de 1 000 km le long de la côte Ouest du Centre-ouest jusqu’à l’extrême sud de l’Île. C’est dans le Sud de ce bassin que sont préservés des dépôts glaciaires spectaculaires en discontinuité sur le socle précambrien. [4]
La marge orientale de ces bassins est contrôlée par d’importantes failles normales et décrochantes. Les séries du Karoo comprennent de la base au sommet des assemblages de sédiments continentaux (argilites et grès), niveaux sédimentaires épicontinentaux évaporitiques. Toutefois, des intercalations précoces de sédiments marins fossilifères semblent indiquer des incursions marines épisodiques dès les premiers stades du rifting. [5] [26]
La formation Karoo
Le plein développement des séries Karoo malgache s’est formé durant la période du Carbonifère supérieur au Jurassique inférieur.
Du point de vue lithologique, cette formation Karoo a été subdivisée en trois groupes de bas en haut: le groupe de la Sakoa, le groupe de la Sakamena et le groupe de la Makay antérieurement appelé par les anciens auteurs « Isalo ». [22]
La formation Post-Karoo
Le Post-Karoo est constitué par une formation sédimentaire continentale et/ou marine. Des variations rapides de la lithologie, des lacunes stratigraphiques sont bien marquées tant verticalement que latéralement. Il comprend les formations allant du Jurassique à l’Actuel.
Le Jurassique et le Crétacé se situent entièrement dans l’ère secondaire. Le Jurassique se subdivise en trois parties suivant leur nature lithologique : le Jurassique inférieur, le Jurassique moyen et le Jurassique supérieur. Le Crétacé est formé par le Crétacé infrabasaltique et le Crétacé suprabasaltique.
Le Tertiaire est constitué par une formation sédimentaire marine. Il se subdivise en deux parties : le Paléogène et le Néogène.
Le Paléogène est beaucoup marqué par des calcaires Eocène. En effet, l’Eocène occupe une grande partie du bassin et est constitué de bas en haut par [4] :
– Eocène inférieur(ou Paléocène) : Calcaires à Algues, souvent karstifiés ;
– Yprésien inférieur : Marnes et calcaires marneux à Nummulites, Alvéolines, Discocyclines, Madréporaire, (Actinatrea) et Gastéropodes marins, avec passage latéral à des calcaires gréseux à faiblement dolomitiques ou à des récurrences crayeuses à Echinides ;
– Yprésien supérieur/ Calcaires compacts, bien cristallisés, pauvres en Alvéolines et en Nummulites, avec quelques Dasycladacées et Orbitolites ;
– Lutétien : Alternance de calcaires et des calcaires marneux, avec, souvent, des calcirudites à Milioles, à la base, et vers le sommet, des calcarénites à Alvéolines.
Au centre du bassin, l’Eocène est en grande partie recouvert par les grès et sables pliocènes et aussi par la carapace sableuse. L’Eocène calcaire occupe des plateaux lapiazés, plus ou moins remblayés par la carapace sableuse. Cette zone montre des calcaires à Alvéolines recouverts par des quartzites démantelés. La coupe comprend de bas en haut :
– Marnes calcaires;
– Marnes vertes alternant avec des calcaires blancs à Gastéropodes et Lamellibranches;
– Calcaire blanc et jaune ;
– Quartzites de Dabara, au sommet.
Dans la région comprise entre le parallèle 590 et Mangoky, l’Eocène forme une large bande dans la zone côtière qui est progressivement recouverte de carapace calcaire. La coupe générale de
l’Eocène se présente comme suit de bas en haut :
– Eocène inférieur : calcaires de la bande orientale ;
– Lutétien inférieur : calcaires inférieurs d’Ankotronotsy à Nummulites et la bande Ambohimalio- Analambiby à Alvéolines ;
– Eocène moyen et peut être supérieur : calcaires supérieurs d’Ankorotronotsy (ouest Tsianihy) et Mijaba ;
– Calcaires de Mijaba à Operculina.
Dans la région comprise entre le Mangoky et l’Onilahy, les dépôts sont constitués de marnes à Huîtres de la table, de calcaires inférieurs à Algues(Lithothamnium), de calcaires supérieurs à Nummulites (lutétiens moyen et inférieur), de sables, argiles et calcaires grossiers. Enfin, dans la région Sud de l’Onilahy, le Tertiaire marin notamment l’Eocène, affleure sur 50 Km de largeur formant le plateau calcaire Mahafaly.
Le Néogène est par contre d’origine continentale et décrit par des éléments de plateaux et de buttes. Il est représenté par des niveaux plus ou moins épais de grès ferrugineux.
Le Quaternaire est entièrement continental, constitué d’une épaisse formation de calcaire gréseux. La formation renferme une faune de Mollusques terrestres, et surtout, est caractérisée par l’abondance des sables dunaires anciens et récents, des lentilles argileuses.
En général, la formation Karoo et la formation Post-Karoo sont complètes dans ce bassin de Morondava.
Géologie locale
Le District de Betioky-Sud se situe dans la partie sud du bassin de Morondava, dans la région Sud de l’Onilahy. La formation sédimentaire du bassin de Morondava s’étale du Carbonifère Supérieur jusqu’à l’Actuel.
Betioky-Sud est caractérisé par la présence des principaux linéaments majeurs de direction NE-SW et de direction NNE-SSW.
– Les massifs calcaires du Jurassique Moyen sont très fracturés avec des directions majeures (N-S, NW-SE, NNW-SSE, WNW-ESE).
– Les coulées de basalte sont délimitées à l’Est et à l’Ouest par des linéaments de direction NNE-SSW, au Nord et au Sud par ceux de direction ENE-WSW. Elles sont traversées au centre par ceux de direction NE-SW. Ces différents linéaments (fissures) construisent des passages permettant la remontée magmatique (origine de ces coulées) en surface.
– Le massif calcaire de l’Éocène est délimité à l’Est par des escarpements de faille et à l’Ouest par des linéaments de directions N-S, NNE-SSW, NE-SW.
– Les carapaces sableuses sont affectées par des linéaments ayant une direction majeure de NW-SE et NE-SW. Cependant, ces linéaments observés ne sont pas vraiment des alignements mais ce sont seulement une allure superficielle. [23]
Le plateau de Betioky et la dépression néogène
Le plateau de Betioky est limité au Nord-ouest par les falaises de Dogger bordant une zone calcaire à relief accentué par des fractures. A l’ouest de la Menarandroy, s’allonge une série d’escarpements correspondants aux grès du Crétacé moyen, aux coulées basaltiques puis aux calcaires éocènes. Au Sud-ouest, le plateau de Betioky est pris en écharpe par la cuesta du Néogène continental constitué de grès ferrugineux indurés. Le revers de la cuesta est occupé par un plateau de sable roux passant au Sud à une zone déprimée adossée au talus du plateau calcaire éocène. Des témoins cuirassés de l’ancienne surface du Néogène forment des buttes dans la haute Sakamena. [4]
Le plateau calcaire Eocène
Le plateau calcaire éocène occupe une vaste étendue entre l’Onilahy et la Menarandra avec une largeur de 60 km. Il est recouvert de carapace calcaire à la surface. Doucement incliné vers la mer, il s’abaisse lentement de 350 à 400 m d’altitude à l’Est jusqu’à l’Ouest où il se termine en falaise. Le plateau est recouvert par une carapace calcaire épaisse très continue qui ne laisse apercevoir qu’exceptionnellement la roche en place. Cette carapace présente le relief karstique en lapiaz. [4]
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES
CHAPITRE 1 LE CALCAIRE
1.1 Définition
1.2 Origine et modes de formation
1.2.1 Origine
1.2.2 Modes de formation
1.2.2.1 Par précipitation (calcaire chimique)
1.2.2.2 Par action des êtres vivants (calcaire biogène)
1.2.2.3 Par érosion (calcaire détritique)
1.3 Description pétrographique et caractéristiques physico-chimiques
1.3.1 Description pétrographique
1.3.2 Caractéristiques physiques
1.3.3 Caractéristiques chimiques
1.4 Utilisations des calcaires
1.4.1 Utilisation pour les travaux publics
1.4.2 Utilisation dans la métallurgie et verrerie
1.4.3 Utilisation pour les charges
1.4.4 Utilisation dans l’environnement
1.4.5 Utilisation dans l’agro-alimentaire
1.4.6 Utilisation dans l’industrie chimique
1.4.7 Utilisation dans la médecine
CHAPITRE 2 VALORISATION DU GISEMENT DE CALCAIRE DE VOHITSARA Promotion 2010 GISEMENTS DE CALCAIRE A MADAGASCAR
2.1 Historique
2.2 Ex-Province d’Antsiranana
2.2.1 Péninsule d’Ampasindava (Ouest d’Ambanja)
2.2.2 Péninsule de Narinda
2.3 Ex-Province de Mahajanga
2.3.1 Gisement de Katsepy
2.3.2 Le gisement d’Amboanio
2.4 Ex-Province de Toamasina
2.4.1 Colline Ambatondrazaka versant Est
2.5 Ex-Province d’Antananarivo
2.5.1 Le gisement d’Ibity
2.6 Ex-Province de Fianarantsoa
2.6.1 Le gisement d’Ambatofinandrahana
2.7 Ex-Province de Toliara
2.7.1 Le gisement de Soalara
2.8 Carte de répartition des gisements de calcaire à Madagascar
CHAPITRE 3 CADRE GENERAL DU DISTRICT BETIOKY-SUD
3.1 Localisation géographique
3.1.1 Localisation régionale
3.1.2 Voie de desserte
3.2 Milieu physique
3.2.1 Climat
3.2.2 Pluviométrie
3.2.3 Hydrographie
3.2.4 Relief
3.3 Milieu humain
3.3.1 Population
3.3.2 Données socio-culturelles
3.3.2.1 Groupes ethniques
3.3.2.2 Habitats
3.3.2.3 Scolarisation
3.4 Contexte géologique
3.4.1 Généralités sur la géologie sédimentaire malgache
3.4.2 Géologie régionale
3.4.2.1 Aperçu sur les structures et les ensembles lithostratigraphiques du bassin de Morondava
3.4.2.2 Stratigraphie du bassin de Morondava
3.4.3 Géologie locale
3.4.3.1 Le plateau de Betioky et la dépression néogène
3.4.3.2 Le plateau calcaire Eocène
PARTIE II : MATERIEL ET METHODES
CHAPITRE 4 LE SITE D’ETUDE
4.1 Cadre géographique
4.1.1 Localisation et appartenance administrative
4.1.2 Accès
4.2 Topographie et géomorphologie du site
4.2.1 Topographie
4.2.2 Géomorphologie
4.3 Hydrographie
4.4 Flore
4.5 Faune
4.6 Occupation du sol
4.7 Caractéristiques géologiques du gisement
4.7.1 Origine et mode de gisement
4.7.2 Caractéristiques lithologiques
CHAPITRE 5 VALORISATION DU GISEMENT DE CALCAIRE DE VOHITSARA Promotion 2010 METHODOLOGIE
5.1 Travaux de documentation
5.1.1 Recherche et compilation des données
5.1.1.1 Données cartographiques
5.1.1.2 Base de données (BD)
5.1.1.3 Image satellite
5.2 Travaux de terrain
5.2.1 Etude géomorphologique et géologique
5.2.2 Echantillonnage ou prélèvement des échantillons
5.3 Travaux en laboratoire
5.3.1 Etudes macroscopiques
5.3.2 Etudes microscopiques
5.3.2.2 Allochèmes
5.3.2.3 Orthochèmes
5.3.3 Essais géotechniques
5.3.4 Analyses chimiques
PARTIE III : RESULTATS
CHAPITRE 6 RESULTATS
6.1 Observations macroscopiques
6.2 Observations microscopiques
6.2.1 Analyses des lames minces
6.2.1.1 Lame 01: échantillon n°01
6.2.1.2 Lame 02 : échantillon n°02
6.2.1.3 Lame 03 : échantillon n°03
6.2.1.4 Lame 04 : échantillon n°04
6.2.2 Identification des microfossiles
6.2.2.1 Les Alvéolines
6.2.2.2 Les Nummulites
6.3 Essais géotechniques
6.4 Composition chimique
PARTIE IV : INTERPRETATIONS, DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
CHAPITRE 7 INTERPRETATIONS
7.1 Caractéristiques du dépôt
7.2 Evaluation des réserves
7.3 Lithologie du gisement reconnue à partir des échantillons prélevés
7.4 Interprétation des études microscopiques
7.5 Interprétation des analyses chimiques
7.6 Relation entre les résultats chimiques et les variations lithologiques
7.7 Interprétation des essais géotechniques
CHAPITRE 8 DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
8.1 Domaines d’utilisation possibles des calcaires identifiés
8.1.1 Calcaire oolithique
8.1.2 Calcaire cristallin
8.1.3 Calcaire grenu
8.2 Besoins en infrastructure
8.2.1 Besoins pour la réhabilitation de la piste existante du corridor routier
8.2.2 Besoins pour la construction de la route bicouche du corridor routier
8.2.3 Besoins pour le traitement des eaux acides de la mine de charbon Sakoa
8.3 Proposition d’exploitation
8.3.1 Mode d’exploitation
8.3.2 Méthode d’exploitation
8.3.3 Procédé d’exploitation
8.3.3.1 Opérations minières
8.3.3.2 Rythme de production
8.4 Moyens matériel et humain
8.4.1 Matériels d’exploitation
8.4.1.1 Matériels de carrière
8.4.1.2 Matériels de traitement
8.4.1.3 Infrastructures de carrière
8.4.2 Ressources humaines
8.4.2.1 Organisation du personnel
8.4.2.2 Répartition des effectifs
8.4.2.3 Organigramme d’organisation du personnel
8.4.3 Poste de travail
8.5 Travaux préparatoires
8.6 Abattage et extraction du minerai
8.6.1 Equipement de foration des trous
8.6.2 Tirs de mine
8.6.2.1 Choix et caractéristiques des explosifs utilisés
8.6.2.2 Accessoires et matériels de tir
8.6.2.3 Schéma de tir
8.6.2.4 Préparation et exécution du tir
8.6.2.5 Reconnaissance après le tir
8.7 Chargement et transport
8.7.1 Chargement
8.7.1.1 Engin utilisé
8.7.1.2 Cycle de travail de chargement
8.7.2 Transport
8.7.2.1 Engin utilisé
8.7.2.2 Cycle de travail de transport
8.7.2.3 Détermination du nombre de camions
8.8 Traitement
8.9 Stockage
8.10 Estimation du coût des investissements du projet d’exploitation
8.11 Caractérisation des bancs calcaires
8.12 Etude des différentes caractéristiques géotechniques
8.12.1 Les analyses d’identification
8.12.2 Les analyses géotechniques proprement dites
8.13 Etude hydrogéologique
8.14 Etude d’impact environnemental (EIE)
8.14.1 Les analyses de l’état initial du site
8.14.2 Les analyses des impacts
8.14.2.1 Impacts sur le milieu physique
8.14.2.2 Impacts sur le milieu biologique
8.14.2.3 Impacts sur le milieu socio-économique
8.14.3 Les mesures d’atténuation de l’environnement
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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