estimation de volumes de roches en place dans un massif …

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3 MEMOIRE DE FIN D’ETUDES En vue d’obtention du diplôme de Master en sciences et Techniques en Géophysique et Géomatiques Option : Géophysiques Appliques Intitulé : Présenté par : MANANTENA Jean Maurizio Devant la commission de jury composé de : Président Rapporteur Examinateur GARO JOELSON S. RASOLOMANANA Eddy H. RAZAFINDRAKOTO Boni G. Maître de Conférences Domaine Sciences et Technologies Professeur à l’ESPA Maître de Conférences à l’ESPA Date de soutenance : 08 Juin 2018 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE PHYSIQUE ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF ROCHEUX DE FANANDRAHANA TOAMASINA

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Page 1: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

3

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

En vue d’obtention du diplôme de Master en sciences et Techniques en Géophysique et

Géomatiques

Option : Géophysiques Appliques

Intitulé :

Présenté par :

MANANTENA Jean Maurizio

Devant la commission de jury composé de :

Président Rapporteur Examinateur

GARO JOELSON S. RASOLOMANANA Eddy H. RAZAFINDRAKOTO Boni G.

Maître de Conférences Domaine Sciences et Technologies Professeur à l’ESPA Maître de Conférences à l’ESPA

Date de soutenance : 08 Juin 2018

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT DE PHYSIQUE

ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE

DANS UN MASSIF ROCHEUX DE FANANDRAHANA

TOAMASINA

Page 2: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

4

UDES

obtention du diplôme de Master en sciences et Techniques en Géophysique et

Géomatiques

Option : Géophysiques Appliques

Intitulé :

Présenté par :

MANANTENA Jean Maurizio

Devant la commission de jury composé de :

Président Rapporteur Examinateur

GARO JOELSON S. RASOLOMANANA Eddy H. RAZAFINDRAKOTO Boni G.

Maître de Conférences Domaine Sciences et Technologies

Juin 2018

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT DE PHYSIQUE

ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE

DANS UN MASSIF ROCHEUX DE FANANDRAHANA

TOAMASINA

Page 3: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

I

REMERCIEMENTS

personnalités ainsi que de structures.

- à Monsieur RAHERIMANDIMBY Marson , Professeur Responsable de Domaine,

pour assurer le bon fonctionnement de notre Faculté.

- à Monsieur RAKOTONDRAMIARANA Hery Tiana , Maître de conférences

Responsable de la Mention de Département de Physique de la Faculté des Sciences, qui a veillé

- Monsieur, RAKOTONIAINA Solofoarisoa , Professeur Titulaire, Directeur de

ble du Laboratoire

de Télédétection à

- à Monsieur GARO JOELSON Sebille, Responsable du parcours MSTGG au

ce jury de mémoire.

- un vif remerciement à Monsieur RASOLOMANANA Eddy Harilala, professeur et

Maitre de Conférences, Enseignant Chercheur au Laboratoire de Géophysique Appliquée de

- Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni Gauthier , Maître de Conférences, Enseignant

-

moralement, fin

-

Page 4: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

II

SOMMAIRE REMERCIEMENTS

LISTE DES ANNEXES

LISTE DES FIGURES

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES PHOTOS

LISTE DES ACRONYMES

INTRODUCTION

CHAPITRE- I: GENERALITES

I-1: étude

I-2: Généralités sur les roches

I-3: Notion

CHAPITRE- II : METHODOLOGIE ET ACQUISITIONS DE DONN EES GEOPHYSIQUES

II-1 : Rappels Méthodologiques

II-2 : Présentation des Logiciels II-3 : Levé Topographique II-4 : Levé sismique CHAPITRE III : PRÉSENTATION DU LOGICIEL COVADIS III.1 : Le bar de menu du logiciel Covadis III.2 : CHAPITRE- III : MODELISATION 2D, 3D ET CALCUL DE V OLUME

III-1 : Modélisation 2D et calcul de volume par méthode classique

III-2: Modélisation 3D et calcul de volume avec Covadis

CHAPITRE V : DISCUSSION

CONCLUSION

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ANNEXE

TABLE DE MATIERES

Page 5: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

III

LISTE DES ACRONYMES ET DES ABREVIATIONS

IOGA :

MNT : Modèle Numérique de Terrain

3D : Trois dimensions

2D: Deux dimensions

GPS: Global Positioning System

RN2: Route Nationale numéro 2

PK : Point kilométrique

Page 6: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

IV

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Carte de localisation de la zone d'étude (rapport de terrain LGA 2017) ................................. 3 Figure 2: Carte de dé ................................................................................. 4 Figure 3 ............................................................. 6 Figure 4: Nature de clivages de quelques minéraux ............................................................................. 13 Figure 5: Mode de propagation des ondes P ......................................................................................... 17 Figure 6: Mode de propagation des ondes S ......................................................................................... 18 Figure 7: Mode de propagation des ondes de Rayleigh ........................................................................ 18 Figure 8: Mode de propagation des ondes de Love .............................................................................. 19 Figure 9: Diagramme montrant les branchements des différents appareils .......................................... 30 Figure 10: Dispositif de tir en sismique réfraction ............................................................................... 30 Figure 11: Dispositif de mesures en sismique réfraction ..................................................................... 32 Figure 12 ..................................................................................... 34 Figure 13 ........................................................................................ 34 Figure 14: Organigramme des traitements des données dans Pickwin ................................................. 35 Figure 15 ..................................................................................... 36 Figure 16: Lecture du pointage des premières arrivées dans Plotrefa .................................................. 36 Figure 17 ........................................... 37 Figure 18: Exemple de modèle de terrain ............................................................................................. 38 Figure 19: Plan de masse de la zone d'étude ........................................................................................ 45 Figure 20: Profil sismique suivant L8L9 .............................................................................................. 46 Figure 21: Profil sismique suivant L10 ................................................................................................ 46 Figure 22: Profil sismique suivant L1L2 .............................................................................................. 47 Figure 23: Profil sismique suivant L3 .................................................................................................. 47 Figure 24: Profil sismique suivant L4L5L6 ......................................................................................... 48 Figure 25: Profil sismique suivant L7 .................................................................................................. 48 Figure 26: Emplacements des profils sismiques sur le MNT de la zone .............................................. 50 Figure 27: Superposition 3D du MNT, du toit de la roche et du plan de référence (z=29m) ............... 50 

Page 7: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

V

LISTE DES PHOTOS

Photo 1: Affleurement de gabbro 7

Photo2 : Affleurement de dolérite 7

Photo3 : Affleurement de la série gneissique altérée 7

Photo4 : cycle de roche 10

Photo 5: Schéma des matériels et appareils utilisés en prospection sismique 28

Photo 6 : Capteur sismique ou géophone 29

Photo7 : Sismomètre DAQLink II 29

Photo 8 : COVADIS 33

Photo 9 : 42

Photo 10 : Implantation de géophone et isolation de contacts 44

Page 8: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

VI

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I: Echelle de dureté de mohs ..................................................................................... 12 Tableau II : Ordre de grandeur de vitesses des ondes P et S (Mari J-L et al, 1998) ................ 22 Tableau III: -L et al, 1998) ........................ 24 

Page 9: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

1

INTRODUCTION G ÉNÉRALE

La richesse de Madagascar

riche en ressources minières et plus particulièrement en roches massives se manifestant à travers

la morphologie de ses Hautes Terres Centrales. des carrières assure une

contribution importante au développement économique du pays, plusieurs centaines de milliers

de tonnes de matériaux de construction sont extraits des .

en utilisant la sismique réfraction

combinée à des levés topographique

étudié, de localiser le toit du substratum rocheux dur et sain en profondeur, à quelques mètres

sous la surface du sol, de cartographier le niveau altéré relativement épais, de délimiter

ension du massif et de proposer le volume exploitable.

trouvant à Fanandrahana sur la RN2 Antananarivo-Toamasina au PK 332

La réalisation de ce mémoire la méthode sismique

réfraction combinée à un levé topographique en procédant à un calcul de cubatures pour estimer

les volumes des roches avec le logiciel Covadis. Le thème choisi « Estimation de volumes de

roches en place dans un massif rocheux de Fanandrahana Toamasina » essaye de répondre

à ces objectifs.

Pour mieux approfondir le sujet, étude est divisée en trois parties dont la première

développe les généralités dls roches en place et le étude, la notion

. Ensuite, la deuxième partie est consacrée à la méthodologie dont

la méthode de prospection géophysique utilisée, la présentation du logiciel de calcul des

cubatures COVADIS . Enfin, la troisième et dernière partie

présente les résultats, la modélisation 2D et 3D et les calculs de volume des roches exploitables

du site de Fanandrahana.

Page 10: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

2

Chapitre-I GENERALITES SUR LES CARRIERES A MADAGASCAR

La Géophysique ou Physique de la Terre a

du globe terrestre. Son objectif principal est de connaître la constitution de la Terre à partir des

propriétés physiques qui leur sont associées.

On sépare la géophysique du globe de la géophysique appliquée pour des raisons

mots clefs suivants : dynamique, structure (ou modèle) et échelle. La géophysique est donc un

outil de reconnaissance des sites qui donne, à partir de la surface du sol, des images des

formations géologiques souterraines grâce aux grandeurs physiques qui les caractérisent.

Pour notre cas, on va se cantonner à la géophysique appliquée qui étudie seulement la

croûte. La dénomination «appliquée» vient du fait que le sous-sol contient des matières

Parmi les différentes méthodes utilisées en géophysique appliquée la méthode de

prospection sismique sera développée

des gisements de roches massives, objet de ce mémoire.

I-1.Contexte Géographique

Toamasina, le Chef-lieu de la Région Atsinanana et ancien Chef-lieu de Province se

situe à près de 370km de la Capitale, Antananarivo. Le site étudié se trouve tout près de la RN2

Antananarivo-Toamasina, à 5km en prenant une bifurcation sur la gauche un peu avant le

village de Fanandraha

Commune du même nom, District de Toamasina II, Région Atsinanana. La limite de la zone

sur la figure.

Page 11: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

3

  

 

 

 

Figure 1: Carte de localisation de la zone d'étude (rapport de terrain LGA 2017)

Page 12: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

4

I-2. Contexte Climatique

Le climat de la région est du type tropical chaud et humide avec une forte pluviométrie.

La température moyenne annuelle à Toamasina est de 24°C environ. La moyenne des maxima

du mois le plus chaud est de 33°C. Généralement, les plus fortes chaleurs sont enregistrées en

décembre-février. Le minimum du mois le plus froid est de 14°C (en haute altitude) alors que

la moyenne des minima se situe entre 16 et 17°C durant les mois de juillet-août-septembre.

I.3.Contexte géologique

La zone est caractérisée par la présence des deux types de formation, sédimentaires et

cristalline.

I.3.1.La formation sédimentaire

Elle est localisée au bord de la mer, entre 0 km et 6 km de la cote. Ce sont des

couvertures récentes, du quaternaire.

Les grès rougeâtres se trouvent juste sous les couvertures dunaires. Ils terminent les

Est de la formation cristalline.

Figure 2

Page 13: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

5

I.3.2.Le socle cristallin

Les

formé de gneiss anciens et de migmatites à graphite. On note également la présence des roches

filoniennes comme les quartzites, les khondalites, les basaltes à texture doléritique et les

microgranites qui ont comblées les ouvertures résultantes des mouvements tectoniques anciens.

Les deux derniers types de roches nous intéressent particulièrement à cause de leurs

caractéristiques géotechniques, dureté, abrasivité.

Selon leur âge les roches éruptives se classent en deux catégories :

- la première catégorie regroupe les intrusions ultrabasiques de forte densité. Ce sont

des roches éruptives anciennes telles que les harzburgites, ultrabasiques et amphibolites

dérivées.

- l

I-4.Géologie régionale

La

où « Pétrographiquement », elle est constituée essentiellement par des roches métamorphiques

formées dans une condition de métamorphisme à degré élevée et très élevée qui peuvent être

recoupées par des roches filoniennes.

Page 14: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

6

Figure 3

Page 15: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

7

I-3.2.Géologie locale

de formations géologiques : la roche intrusive matérialisée par du gabbro, la roche filonienne

formée par les dolérites et enfin les roches encaissantes constituées par des gneiss à biotite,

amphibolite et graphite, khondalites et migmatites. Il faut signaler que le gabbro est

relativement plus étendu que les autres formations géologiques suscitées. Les photos, ci-après,

montrent les affleurements de ces trois principa

Photo 1- Affleurement de gabbro

Photo 2- Affleurement de dolérite

Photo 3- Affleurement de la série gneissique altérée

situés à la bordure des failles de direction générale subméridienne. Le dolérite recoupe

direction subméridienne avec une altitude plus ou moins élevée et caractérisée par un sommet

sub-arrondi, des flancs à pente moyenne à élever ersée par des

ruisseaux principalement temporaires. Cette colline est tapissée par des sols de type ferralitique

-

jacentes. Actuellement, le niveau de la roche saine appelé aussi bedrock a une profondeur

moyenne de moins de 10m.

caractéristiques géomécaniques apparemment acceptables de visu.

Page 16: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

8

I-2-Generalites sur les roches et les minéraux

I-2.1-Presentation générale

La m

, aux différentes sollicitations

appliquées à un

massifs rocheux est un facteur très important : elle ajoute une contrainte, entraine une

roche. La masse rocheuse à miner est généralement constituée de blocs élémentaires plus ou

moins continus (la matrice rocheuse) séparés par des discontinuités liées

(discontinuité syngénétique) ou à son évolution plus tardive (discontinuité diagénétique ou

épigénetique).

Les discontinuités syngénétiques sont principalement la stratification, la schistosité ou

la foliation. Les fractures, les joints, les diaclases, les microcavités témoignent en générale

du massif rocheux (avec des altérations souvent argileuses) propice aux glissements,

donné, la présence de discontinuité a un rôle déterminant dans les conditions de formation.

La géologie qui est une étude de la terre et de son sous-sol

des roches, de leur histoire et de leur agencement.

Pour le praticien de la formation, les analyses pétrographiques sur la matrice rocheuse

et les analyses structurales sur les discontinuités sont du plus grand intérêt. Les premières

(lame mince, analyse physico-chimique, etc.). Les secondes font appel à la connaissance des

lois de mécanique des roches. Les discontinuités sont aussi caractérisées par des études

descriptives directes (nature, géométrie, fréquence) ainsi que par des moyens géophysiques

(diagraphies, essais).

Page 17: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

9

I-2.2-Classification des roches

Par définition, on appelle roche tous matériaux constitutifs

matières qui composent les roches sont qualifiées de matières minérales, à la différence des

matières organiques qui supportent la vie.

Une roche est un matériau solide en général, formée

roches sont constituées de minéraux, et les minéraux sont constitués

Les roches sont composées

de constituants élément

Les roches

purs, le

sont polyminérales comme le granite, les roches volcaniques et de nombreux sables. Le granite,

de micas.

Chaque minéral correspond à une composition chimique précise. La silice ou quartz est

du dioxyde de

D'une façon générale, les minéraux

se présentent sous la forme de solides cristallins : ce sont des cristaux, ils ne possèdent

pas, dans la plupart des cas, de belles formes caractéristiques. Il y a une très grande variété de

roches, en fonction de leur origine, de leur composition et de leurs propriétés.

Voici à titre indicatif les différentes catégories de roches. Trois grandes catégories de

roche peuvent être distinguées en fonction de leur origine

Les roches magmatiques (ou éruptives) comprennent les roches volcaniques (formées

par solidification de laves à la surface de la croûte terrestre, avec un refroidissement rapide

impliquant une taille faible des cristaux) et les roches plutoniques (formées par solidification

: les

roches volcaniques comme le basalte, la dolérite ou la pierre ponce. Les roches détritiques

comme le sable, le grès, le conglomérat.

Les roches sédimentaires regroupent les roches détritiques qui tirent leur origine de

t les roches

physico-

Ex

Page 18: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

10

Les roches métamorphiques

cristalli

métamorphique) sous de nouvelles conditions physico-chimiques (principalement pression et

température). Comme le calcaire qui donne le marbre, le granite, le gneiss, le schiste (le

micaschiste ou la cornéenne), le grès, le quartzite.

Photo 4: cycle de roche

La démarche scientifique préconisée consiste à observer attentivement au moyen de

rminer

les noms des minéraux observés et le cas échéant les classes auxquelles ils appartiennent. Ces

roches peuvent être cohérentes (exemple : granite) ; meuble (exemple : les sables) ; plastiques

e : pétrole).

Quand

constituée par un assemblage de différents éléments en grains appelés minéraux.

Pour les exploiter, il faut tenir compte de la classification en six groupes des roches,

pour rendre

Page 19: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

11

fracturation, du

1er groupe : Roches compactes, porosités inférieures à 3% pas de fracturation,

2e groupe : Les mêmes roches fracturées, porosité totale de 3 à 10%, peu ou pas

3e groupe : Roches poreuses porosité supérieure à 5%, pas de fracturation, pas

4 e groupe : Les mêmes roches fracturées, porosité supérieure à 8%, peu ou pas

2000 à 3500m/s

Vitesses toujours inférieures aux vitesses dans les roches saines

6e groupe : Formations meubles, soit non consolidées, soit déconsolidées par

une profonde altération (surtout pour les roches à feldspaths abondants) : graviers, sables, silts,

moraines, altérites.

I-2.3-Mineralogie

I-2.3.1- Généralités et définitions

Un minéral est un solide ayant une composition chimique et une structure physique bien

la structure cristalline la composition chimique

Structure cristalline

-ci

correspond à un polyèdre limité par des faces planes (= faces cristallines). La forme des cristaux

est g

appelés Mailles cristallines élémentaires. Toutes les formes cristallines connues (aussi

Page 20: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

12

complexes soient elles) dérivent des sept mailles élémentaires (systèmes cristallins). Chacune

(axes, plans et centre), voire figure 4.

Composition chimique

Chaque espèce minérale possède une composition chimique propre. Cette composition

chimique (déterminée par analyse à la microsonde électronique ou par voie chimique) est

exprimée par une formule dite structurale, qui précise les différents éléments chimiques

constituant le minéral.

Exemples :

Quartz : SiO2

Calcite : CaCO3

Remarque : Le mot minéral évoque (ou sous-entendu) la composition chimique

Le mot cristal évoque la forme.

Tableau I: Echelle de dureté de mohs

MINERAL DURETE DE MOHS ------------------------------------------1

----------------------------------------2 Ongle (2 à 2,5)

---------------------------------------3 -------------------------------------4

--------------------------------------5 Couteau (5,5)

------------------------6 Verre (6,5)

---------------------------------------7 -------------------------------------- 8

------------------------------------ 9 ----------------------------------------- 10

Page 21: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

13

Une seule famille de clivage :

cas des micas

Deux familles de clivage à

90°: cas des pyroxènes

Deux familles de clivage à

120°: cas des amphiboles

Figure 4: Nature de clivages de quelques minéraux

I-3

Le sous- importants massifs rocheux

bonne visibilité du cadre règlementaire et le manque de connaissances sur les ressources

potentielles du pays ont ralenti le développement des carrières de matériaux de construction.

Les roches sont des matériaux durs qui ne peuvent être fragmentés

mécaniques.

évolution postérieure. Toutes ces discontinuités sont généralement des plans de faiblesse du

massif rocheux (avec des altérations souvent argileuses) propices aux glissements, circulation

présence de discontinuité a un rôle déterminant dans les conditions de foration.

I-3.1.L

Les opérations d'exploitation des mines se déroulent généralement en quatre étapes :

Exploration et faisabilité

Aménagement et construction

Exploitation minière Fermeture et restauration

I-3.1.1-Exploration et faisabilité

consiste à identifier des sites où la présence de roches

massives est exploitable. Les gisements étaient découverts par des prospecteurs dans des

endroits où les veines étaient visibles à la surface, ou encore par accident. Des équipes de

Page 22: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

14

géologues, d'ingénieurs des mines, de géophysiciens travaillent ensemble pour découvrir des

nouveaux gisements.

Les méthodes modernes de prospection font appel à des études géologiques pour

définir les zones où une mi

des instruments sophistiqués installés dans des

avions ou des satellites terrestres artificiels (Télédétection) afin de détecter des anomalies dans

le champ magnétique terrestre ; des examens de la coloration des formations rocheuses ; des

analyses chimiques de la terre et de l'eau dans la zone étudiée ; du travail de surface à l'aide

d'instruments géophysiques.

Donc, une analyse de faisabilité technique, financière et environnementale complètera

.

I.3.1.2-Aménagement et construction

Cette étape si le gisement

est suffisamment important (étude de coût, rentabilité économique) pour en justifier

pour commencer les travaux de

construction et de développement de la mine. Il s'agit du stade le plus coûteux du cycle de

l'exploitation minière.

Il faut souligner que, l

de caractériser la ressource minérale, 

de concevoir le plan de la mine, de mener différentes consultations publiques sur le projet, d les retombées financières et les impacts environnementaux, d

Une fois ces étapes franchissent, la construction de la mine et de ses installations du

à 4 ans iront à la construction à proprement parler.

I.3.1.3-

constitue la troisième étape du cycle

minéral de valeur pour la société.

Page 23: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

15

La durée d'exploitation d'une une carrière dépend de la quantité (réserves) et de la

qualité des métaux, des minéraux ou des pierres précieuses, ainsi que de la rentabilité de

l'exploitation.

I.3.1.4-Fermeture et restauration

a une durée de vie limitée. Les raisons de

l sement diminution du prix qui rend son exploitation non rentable.

Page 24: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

16

Chapitre-II-METHODOLOGIE ET ACQUISITION DES DONNEES

GEOPHYSIQUES

-sol caché en mesurant

certaines propriétés physiques à partir de la surface. Il existe de nombreuses méthodes

géophysiques, chacune fournit des indications sur la nature du sous-

a mesure de

contrastes dans les propriétés physiques des matériaux constituant le sous-sol et la tentative de

déduire la nature et la distribution de ces matériaux, responsables de ces observations.

II-1.R appels méthodologiques

Dans notre environnement, nous émettons et recevons des ondes qui apportent avec elles

et qui se propage dans toutes les directions qui lui sont permises. El

sans transport de matière. Une onde est caractérisée par la période, la fréquence, la longueur

dernier est naturelle, on le dit sismologie, mais si la source est artificielle ou provoquée, on

parle de sismique. Il existe plusieurs phénomènes qui peuvent créés une onde mais dans notre

cas, nous nous limitons à une source provoquée par un marteau de 20 Kg tombant sur une

plaque métallique. Ce chute de poids engendre des ondes qui se propagent en surface et à

re.

II.1.1-Les ondes sismiques.

Les ondes sismiques sont des ondes élastiques. Ces ondes sont causées par la rupture de

la terre, par une explosion ou par chute de poids. L'onde peut traverser un

milieu sans modifier durablement ce milieu. L'impulsion de départ va "pousser" des particules

élémentaires, qui vont "pousser" d'autres particules et reprendre leur place. Ces nouvelles

particules vont "pousser" les particules suivantes et reprendre leur place, et ainsi de suite.

toutes les directions : les ondes de volume et les ondes de surface.

Page 25: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

17

II.1.1-1.Les Ondes de volume

Les ondes de volume traversent la Terre et se propagent à l'intérieur du globe. Il existe

:

S.

Les ondes longitudinales

onde P peut aussi être appelé onde de compression ou onde

primaire. Cette onde provoque une perturbation dont la direction est parallèle au sens de

propagation. Les ondes longitudinales étirent et compriment alternativement les roches. Elles

passent suivant le déplacement du sol par une dilatation et une compression successive. Les

ondes longitudinales arrivent en premier car leurs vitesses sont plus rapides par rapport à celles

des ondes transversales. Elle peut se propager dans tous les milieux (solides et liquides).

Figure 5: Mode de propagation des ondes

Dilat

ation

Compre

ssion

Direction de

propagation

Page 26: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

18

Les ondes transversales

Les ondes transversales ou ondes S sont aussi appelées ondes de cisaillement. On peut

liquides. A leur passage, les mouvements du sol s'effectuent perpendiculairement à la direction

sinusoïdales.

 

II.1.1.2.Les Ondes de surface

propagent parallèlement à sa surface. Ce sont des ondes guidées par la surface de la Terre. Elles

sont moins rapides que les ondes de volume mais leur amplitude est plus forte par rapport à

Love.

Les ondes de Rayleigh

Elles se propagent au voisinage de la surface de milieux homogène et non homogène.

Son déplacement est complexe, assez semblable à celui d'une poussière portée par une vague,

constituant un mouvement à la fois horizontal et vertical, elliptique en fait. Les vibrations

engendrées par cette onde durent plusieurs minutes.

Figure 7: Mode de propagation des ondes de Rayleigh

Direction de

Direction de

Figure 6: Mode de propagation des ondes S

Page 27: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

19

Les ondes de Love

couches superposées. Leur déplacement est essentiellement le même que celui des ondes S sans

mouvement vertical. Elles déplacent le sol d'un côté à l'autre dans un plan horizontal,

perpendiculairement à sa direction de propagation.

dans les milieux solides, jamais dans les liquides.

Figure 8: Mode de propagation des ondes de Love

II.2. Théorie de la sismique

-à-dire qui peuvent traverser un milieu sans le modifier, se

propagent à travers les matériaux avec des vitesses qui dépendent de leurs propriétés élastiques

et de leurs densités. Pour démontrer la nature de cette dépendance, nous décrivons les

déformations en termes des forces qui les causent, définissant deux concepts importants, la

contrainte et la déformation.

II.2.1-

constituants uniformément répartis. La étudie les déplacements, les

déformations et les contraintes dans un solide soumis à des forces extérieures.

Nous adopterons les hypothèses suivantes :

Le matériau est homogène (mêmes propriétés en tout point) et isotrope (en un point donné, il a les mêmes propriétés dans toutes les directions).

Le comportement du matériau est linéaire et élastique.

Si une onde se propage dans un milieu élastique, sa propagation dépend du constant élastique du milieu. Par ailleurs, sous l'action d'une contrainte, un corps est déformé.

La déformation est élastique si le corps reprend sa forme initiale lorsque la contrainte

est retirée.

point est égale à la force par unité de surface:

Direction de

Page 28: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

20

-2)

F : Force ou tension appliquée (en N)

A : Surface (en m2)

Les relations entre contrainte et déformation pour un matériau particulier permettent de

décrire les propriétés élastiques de ce matériau, ainsi que leurs caractéristiques. Pour les solides

types : traction-compression et glissement.

II.2.2-Module d'Young ou module d'élasticité longitudinale

la déformation d'un corps élastique ou de la déformation normale.

d, moins le corps est élastique. 2

II.2.3-

qui relie la contrainte au taux de déformation d'un corps isotrope

soumis à une compression isostatique. Si un corps est soumis à l'effet d'une pression P uniforme

dans toutes les directions, son volume diminue à cause de cette pression. Cette déformation

1

Page 29: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

21

Où K désigne le module d'incompressibilité volumique. Ce module est fort quand le

milieu résiste à une contrainte.

Coefficient de Poisson

Le coefficient de Poisson caractérise le rapport entre la déformation transversale et celui

le changement géométrique dans la forme du corps élastique. Le

coefficient de Poisson est toujours inférieur ou égale à 0.5.

Où désigne le Coefficient de Poisson

: Déformation transversale

: Déformation longitudinale

Le coefficient de Poisson sont des caractéristiques principales

corps. La relation entre

premier coefficient de Lamé , qui vaut par définition,

Le module de rigidité ou module de cisaillement est donné par la relation suivante.

la limite pour = 0, le milieu se déforme sans contrainte.

Page 30: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

22

II.2.4-Vitesse des ondes sismiques

de quelques

kilomètres par seconde (Km/s). Ces vitesses de propagation sont modifiées par la structure

géologique traversée et la compacité de formation.

Tableau II: Ordre de grandeur de vitesses des ondes P et S (Mari J-L et al, 1998)

Nature des terrains

Vp (m/s)

Vs (m/s)

Densité (g/cm3)

K(MPa)

Eboulis, terre végétale 300-700 100-300 1.7-2.4 130 888

Sables secs 400-1200 100-500 1.5-1.7

220 1882 Sables humides 1500-2000 400-600 1.9-2.1

3870 7394 Argiles saturées 1100-2500 200-800 2.0-2.4 2313 12957 Marnes 2000-3000 750-1500 2.1-2.6

6828 15619

Série argilo-gréseuse saturée 1500-2200 500-750 2.1-2.4 4026 9820 Grès poreux et saturés 2000-3500 800-1800 2.1-2.4 6612 19057 Calcaires 3500-6000 2000-3300 2.4-2.7 16632 58094 Sel 4500-5500 2500-3100 2.1-2.3 25068 40178 Anhydrite 4000-5500 2200-3100 2.9-3 27732 52406 Dolomie 3500-6500 1900-3600 2.5-2.9 18621 72538

Granite 4500-6000 2500-3300 2.5-2.7 29843 58094 Basalte 5000-6000 2800-3400 2.7-3.1 39346 63938 Gneiss 4400-5200 2700-3200 2.5-2.7 24160 36236 Charbon 2200-2700 1000-1400 1.3-1.8 4563 8429 Eau 1450-1500 - 1 2102 2250

Huile 1200-1250 - 0.6-0.9 864 1406

Plus que les formations sont bien compactes, plus les ondes se propagent rapidement.

en utilisant la loi de Newton régissant le corps en mouvement, et la loi de Hooke donnant la

relation entre contrainte et déformation (voir ANNEXE 1), on obtient ainsi les formules

suivantes pour la vitesse des ondes:

Ondes longitudinales

2

Page 31: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

23

Ondes transversales

Vp et Vs sont les vitesses des ondes longitudinales et transversales (en m/s)

l et m sont les coefficients de Lamé (en Pa)

r masse volumique (en Kg/m 3)

II.2.5-Vitesses des ondes longitudinales dans quelques formations

On peut distinguer six grandes groupes de formations suivants les vitesses des

ondes P:

(Granite, Gneiss, Dolomites et calcaires massifs, Marbres, Quartzites, Basaltes), vitesses

variant de 4000 à 6000 m/s.

Les mêmes formations mais fracturées, porosité totale de 3 à 10%, peu ou pas

Formations

à 4000 m/s.

Les mêmes formations mais fracturées, porosité supérieures à 8%, peu ou pas

Formations

vitesses sont toujours inférieures aux vitesses dans les roches saines.

Formations meubles, soit non consolidées, par une profonde altération (surtout pour les

roches à feldspaths abondants, Graviers, sables, Moraines Altérites), les vitesses varient de 300

à 2500 m/s.

On peut alors lier tous les paramètres cités ci-dessus, et il est possible de calculer

- :

3

Page 32: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

24

Tableau III -L et al, 1998)

volumique (Pa)

3)

 

 

K

E

 

 

µ

 

K,   

9K

3K-

 

K, µ 

K -

K +

 

E, µ 

µ

 

K, E 

3K

3K

 

 

 

 

µ

µ

µ

 

K ,   

3K (1-

2K

2K

2K

 

E,   

 

 

)

Page 33: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

25

Vp : Vitesse des ondes de compression (m/s)

Vs : Vitesse des ondes de cisaillement (m/s)

Si on connait la vitesse de propagation des ondes primaires (VP), on peut déterminer la

:

3

II.2.6-Acquisition des données

Pour acquérir des données sismiques, une source sismique, un sismographe et des

géophones sont nécessaire. La synchronisation des trois composantes est assurée par un

déclencheur à impact.

Les ondes sismiques sont obtenues par un ébranlement à la surface du sol, choc ou

impact et les divers capteurs (géophones) du profil.

Après avoir enregistré les ondes sismiques, il faut les imager à séismographe

Notons que la réalisation de plusieurs tirs sur un même profil est recommandée pour

que la totalité du sous-sol soit bien traversée par les ondes.

II.3- La méthode sismique

La méthode de prospection sismique utilise une source d'ébranlement pouvant être créée

par un coup de masse sur une plaque métallique, l'explosion de dynamite, les vibrations

cohérentes d'un camion vibreur, etc... La source produit une onde de choc qui se propage dans

le sous-sol à des vitesses différentes et selon des trajets qui suivent des lois analogues à celles

de l'optique. Il se produit ainsi des réflexions, des réfractions et des guidages d'onde.

(Ludwig et al. 1970)

4

Page 34: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

26

Les vibrations sont enregistrées à la surface du sol par des capteurs sensibles à la vitesse

de déplacement du sol, les géophones. En fonction du dispositif de terrain utilisé, l'analyse des

temps d'arrivée des ondes directes, réfléchies, ou réfractées permet de calculer les vitesses

sismiques et les épaisseurs des terrains. Rappelons que les vitesses de propagation varient

suivant les formations géologiques traversées par les ondes.

Les dispositifs de mesures sont nombreux. A titre d'exemple, on mentionnera le

dispositif de la figure ci-dessous, utilisé pour des prospections légères et qui permet d'analyser

les réfractions des ondes.

II.3.1- Principe de la méthode

La technique fondamentale utilisée en

sismiques

série de géophone, habituellement disposée sur une droit passant par la source. Connaissant les

la vitesse de propagation de ses ondes, on tente de

reconstruire leurs trajets. Les informations structurales résultent surtout des trajets que

décompose en deux catégories principales : les trajets réfractés dont la partie principale

ches de terrain, à peu près horizontales et les

réfléchies vers la surface, les trajets sont alors à peu près verticaux. Dans les deux cas, les temps

des trajets dépendent essentiellement des propriétés physiques des roches et de la disposition

II.3.2-Choix de la méthode

Le choix de la méthode géophysique ainsi que de ses param

. En

générale, le choix de la méthode utilisée dépend de la cible à prospecter et leur profondeur.

Compte tenu de notre objectif, on chois

contraste de vitesses des ondes sismiques entre deux couches superposées.

II.3.3- Avantages et limites de la méthode sismique

II.3.3.1- Avantage de la méthode

La méthode sismique a pour avantage :

Bonne résolution verticale et horizontale,

Page 35: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

27

Equipement léger, Calcul de paramètre physique vitesses des ondes sismiques, indicateur de

dureté, épaisseur de chaque couche et état mécanique du sous-sol.

II.3.3.2- Limites ou inconvénients de la méthode sismique

Les limites ou les inconvénients de la méthode sismique sont :

Le traitement des données est un peu compliqué,

Elle nécessite des explosifs pour la recherche en profondeur, ceci est très coûteux et un

peu compliqué.

II.3.3.3- Appareillage et acquisition des données

II.3.3.3.1-

enregistrer grâce à des géophones les

Les caractéristiques fréquentielles de la source et des géophones doivent être optimisées pour

enregistrer soit les ondes de volume (sismique réfraction ou sismique réflexion), soit les ondes

de surface, soit les deux.

II.3.3.3.2- Matériels pour des mesures sur terrain

Lors de la campagne, de nombreux appareils ont été utilisés : un sismomètre DAQLink

II, un ordinateur portable, 24 géophones, un marteau de 20kg avec une plaque métallique, deux

flûtes, un décamètre, des GPS, un rouleau de fil électrique et une batterie de 12V.

Page 36: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

28

Photo 5 : Schéma des matériels et appareils utilisés en prospection sismique

Sources sismiques

ation est réglementée

et soumise à des autorisations administratives strictes. Le marteau est la moins énergique.

Vibrascope

des données sismiques réfractions pour mieux voir le fonctionnement des géophones.

Les Géophones

Les capteurs sismiques sont appelés géophones pour les levés au sol et hydrophones

pour ceux en mer. Le géophone est

porte une bobine qui peut se déplacer dans le champ magnétique d'un aimant. Le déplacement

produit un courant induit.

Il faut aussi noter que le signal enregistré reflète le courant électrique induit par le

déplacement du sol (à la réponse fréquentielle près).

Les géophones sont regroupés pour former une antenne réceptrice à la trace. Le rôle de

échantillonnage et numérisation des données sismiques. Le filtrage en k assure un bon

échantillonnage en distance de la fonction sismique. Il augmente le rapport signal sur bruit.

Page 37: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

29

Nous nous limiterons au géophone vertical (celui qui capte le déplacement vertical du

sol), c'est le cas de 99% des géophones utilisés en prospection sismique).

Photo 6 : Capteur sismique ou géophone

Un sismomètre DAQLink II

Le sismomètre DAQLink II, System de Séismique Source a multiple canaux avec un

système de conversion analogique numérique (CAN) de 24bit, relié avec un ordinateur portable

mesure le

ultérieur. Si les géophones captent le mouvement du sol et transmettent les signaux au

sismomètre, ce dernier effect . Le sismomètre DAQlink II est

alimenté par une batterie de 12 Volt.

Photo 7: Sismomètre DAQLink II

On utilise le câble sismique ou flûte pour la liaison des géophones avec le sismomètre

DAQLink II. La source est également reliée par un fil au sismomètre pour le déclenchement

des mesures.

Page 38: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

30

Le schéma type ci-dessous donne le branchement des différentes unités de mesure lors

Figure 9: Diagramme montrant les branchements des différents appareils

II.3.3.3.6- Dispositif sur terrain

- des

ondes des premières arrivées. Le dispositif de base pour une prospection sismique de surface

utilisant la méthode réfraction est illustrée par la figure suivante :

Figure 10: Dispositif de tir en sismique réfraction

Dans no

sur les caractérisations de chaque couche et les différents horizons.

Page 39: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

31

II.3.4 Principe de la sismique réfraction

La méthode sismique réfraction est basée sur le principe suivant : lorsqu'une onde

sismique (onde P et/ou S) arrive à une interface où il y a contraste de vitesses, alors la direction

de cette onde va changer dans le nouveau milieu. Ce changement de direction est régi par le

-Descartes (voir ANNEXE 3) :

, avec < 90° pour la réfraction. pour la réfraction totale.

Où est la vitesse des ondes du premier milieu,

est la vitesse des ondes du deuxième milieu,

qui arrivent en premier (ondes directes, ondes réfractées) pour fournir un modèle géologique.

II.3.4.1- Réfraction pour deux couches horizontales

tre à et la vitesse des ondes sismiques dans la

première couche est inférieur à celle du second. En sismique réfraction, on prend comme

hypothèses de base où les deux milieux sont homogènes et isotropes, les couche sont

parallèle à la surface de mesure.

Page 40: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

32

II.3.4.2-

en fonction du temps et de distance

étudié. Le nombre de couche qui constitue le sous-sol est égal au nombre de segment de droite

formant l

Traitements des données en sismique réfraction

En général, pour obtenir la coupe de vitesses, les traitements des données en sismique

réfraction se divisent en deux étapes bien distinctes : le pointage des premières arrivées des

ondes et la transformation de ces pointages sous forme de coupe de vitesse

de chaque couche. Les dromochroniques sont les résultats de la première étape. La coupe de

vitesses est obtenue après le calcul et les transformations suivant la méthode de traitement

adoptées.

III.4 Méthode de levé sismique

Pour que le mesure effectue soit fiable, il faut que :

- les géophones doivent être implantés verticalement,

Figure 11: Dispositif de mesures en sismique réfraction

Page 41: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

33

- la vibration générée à la source doit être nette et puissante,

- le contact géophone / flûte bon,

- le bruit de fond, minimum possible

Photo 8: Implantation de géophone et isolation de contacts

II.3.4.3-Présentation et Intérêts des logiciels

Pour le traitement des données sismiques réfraction, on utilise le logiciel appelé

SeisImager, avec les modules Pickwin et Plotrefa.

Le logiciel SeisImager

traitement des ondes de vibration. Principalement utilisé dans le domaine de la géotechnique, il

conception modulaire de SeisImager en fait un outil complet et évolutif pour l'analyse de nos

données sismiques.

Le module PICKWIN

du fond obtenue lors de la mesure à

arrivée des ondes à chaque signal au niveau des géophones.

logiciel nous conduit à faire successivement les étapes suivant : la lecture des données, puis

format (.vs) afin de continuer le traitement dans le module Plotrefa.

Page 42: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

34

Figure 12

Pointage des premières arrivées des ondes avec PICKWIN

du signal au niveau de chaque

capteur. Le signal à pointer est de type basse fréquence, forte amplitude ce qui le diffère des

bruits naturels (signaux de haute fréquence).

Un bon pointage des films conditionne une interprétation correcte, alors il faut faire

arrivée des ondes de compression. Les erreurs commises sur le pointage des premières arrivées

conditionnent la fiabilité des résultats sur les dromochroniques ainsi que sur les coupes de

vitesses. Voici un exemple de pointage des premières arrivées des ondes P.

Figure 13

Page 43: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

35

Ces pointages seront enregistrés dans un fichier de type *.vs qui sera traité sous Plotrefa,

un autre module de SeisImager.

Voici le diagramme général montrant le processus des traitements des données dans le

module Pickwin.

Figure 14: Organigramme des traitements des données dans Pickwin

Le Module PLOTREFA

prend la production de Pickwin comme type de données à traiter, et reprend le travail à travers

où « Time-term », la méthode Inversion du temps où « Delay Time » et la méthode

Tomographique, en fournissant une carte de section de vitesses. Le module comporte plusieurs

articles de menu (Figure 15) et on applique à chacun de ces techniques le traitement

u module Plotrefa se présente

dans la figure suivante.

Lecture des données .SG2

Ajustage des paramètres

Pointage des premières arrivées

Sauvegarde du pointage

Plotrefa

Amélioration et

Enregistrement

Page 44: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

36

Figure 15

PLOTREFA

Chaque tir correspond à un hodochrone. Le signal pointé avec Pickwin est ensuite

converti dans le logiciel Plotrefa en modèle de vitesse qui est en fonction de la distance (source

et on recommence le même procédé. Ainsi, pour un profil, on a au moins cinq hodochrones

Figure 16: Lecture du pointage des premières arrivées dans Plotrefa

Page 45: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

37

II.3.4.3.5-

En général, l'inversion Tomographique est utilisée lorsque les contrastes de vitesses sont

plus discrets, en présence des fortes variations de la vitesse horizontales. Tous ces cas peuvent

mener aux résultats erronés avec les deux techniques de l'interprétation antérieures. Le

processus à suivre d'une inversion tomographique est montré dans le diagramme ci-après :

Figure 17

Lecture des premières arrivées

Lecture du fichier

élévation

Mesure du temps-inverse du modèle

Inversion des données

Section de vitesse

Création de

modèle initiale

Observé&

Théorie

Page 46: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

38

Modélisation à 2D dans PLOTREFA

couche tabulaire et le modèle obtenu est encore inversé pour donner le vrai modèle du sous-

sol. On ajoute à ce modèle les données topographiques afin de constituer le vrai modèle du

terrain avec les variations topographiques.

Le chapitre abordé précédemment explicite les principes et les matériels se rapportant

aux méthodes choisies.

La partie qui suit est réservée

topographiques observer le volume de roche exploitable dans le site de Fanandrahana

Toamasina. Il est adopté la méthode classique et la méthode comparée avec celle qui est obtenue

utilisation de logiciel Covadis.

Figure 18: Exemple de modèle de terrain

Page 47: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

39

Chapitre-III-PRESENTATION DU LOGICIEL COVADIS

nts en

coordonnées. Les stations sont calculées automatiquement par relèvement, intersection ou

recoupement. La compensation en bloc par les moindres carrés ainsi que les calculs de

nivellement direct sont également pris en charge par COVADIS qui permet également la

: deux méthodes de calcul sont généralement utilisées : la

méthode de Delaunay recherchant les triangles les plus équilatéraux et la méthode des lignes de

plus grande pente. Le modèle numérique ainsi obtenu est parfaitement représentatif du terrain

modélisé. Il permet le calcul de perspectives, de rendus photos-réalistes ou le dessin

paramétrable de coupes.

Le logiciel Covadis est un logiciel accompagné et adapté à la version du logiciel

Autocad.

Ces deux logiciels sont fournis par la société Géo Média. Ils sont utilisés pour le

traitement des données topographiques et peuvent faire sortir des présentations en plan et en

profil des levés topographiques ; donnent du

territoire. Ils sont parmi le logiciel utilisé en DAO et CAO

III.1- Le bar de menu du logiciel Covadis

Les configurations et les outil entent cinq menus additionnels

pour COVADIS :

Covadis Echange (covEc).

Page 48: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

40

III.2 -

Covadis est un logiciel multifonction pour la modélisation en 3D, la planimétrie, la carte

topographique, le calcul volumétrique et la création de plateforme. Voici quelques exemples

III.2.1- Modélisation du terrain en 3D

Il trace la modèle du terrain en 3D à partir du modèle numérique du terrain (MNT) qui

est appelé aussi triangulation. Il est constitué de face 3D triangulaire. Covadis dessine et calcule

automatiquement le MNT par la méthode de DELAUNAY. Il essaie de créer des triangles les

plus équilatéraux possibles pour estimer les valeurs des points connus.

III.2.2- Traçage des courbes de niveaux

Covadis dessine les courbes de niveaux qui permettent souvent de mieux appréhender

la MNT. On trouve tous les commandes de

courbe de niveaux dans le sous menu « courbe de niveau ». Pour mettre la cotation des courbes,

on clique sur la commande cotation des courbes.

III.2.3-Calcul des cubatures

Les calculs des cubatures peuvent être faits dans le Covadis, par deux méthodes :

Par prisme:

-à-dire par décomposition et cumulation de volume simple. Si vous calculez le

e, vous utilisez cette méthode.

un résultat volumique sans possibilité de visualisation. Avec

cette méthode il est possible de faire le calcul entre : MNT et Plan horizontal, MNT et le plan

incliné et 2 MNT.

Par profil :

Cette méthode est principalement utilisée pour contrôler le calcul de cubature déjà fait

par prisme et aussi pour calculer les volumes de déblai et remblai de projet routier. Il y a deux

possibilités pour faire le calcul, soit par profil entre deux MNT, soit par profil entre polyligne

3D. Ce dernier est un peu plus long, endroit

exact de chaque profil.

Page 49: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

41

III.2.4- Création de plateforme

Le projet du type plateforme permet les calculs de terrassements en partant de la

délimitation de zone de travail. Par exemple, pour le terrassement de bâtiment, de parking ou

de bassin.

Une plateforme constitue un volume extérieur fermé à partir de laquelle seront calculés

les talus de raccordement au terrain naturel. Il existe deux méthodes de calcul de plateforme :

Projet mono platefor

contiguës. Si vous pensez faire le calcul de volume avec le logiciel Covadis il y a un

organigramme que vous suivez selon la figure suivante:

Page 50: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

42

Photo 9 : de la plateforme COVADIS

Page 51: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

43

III.3- L evé topographique

Un levé topographique a pour objectif principal de déterminer les coordonnées des

points (Latitude, Longitude et Altitude) et ses diverses caractéristiques dans l'espace afin

d'étudier -relations entre les divers paramètres ou indicateurs

relevés.

Une méthode de nivèlement par rayonnement a été réalisée sur l'ensemble de tous les

sites étudiés, à l'aide d'une station Total électronique Topcon.

Le principe est simple, on commence les levés

point de référence dont les coordonnées (X, Y, Z) ont été prises à l'aide d'un GPS (GPS-Map76

dans notre cas). Après avoir introduit dans l'appareil ces coordonnées de référence, un protocole

déjà installé, par le constructeur dans l'appareil, mesure automatiquement les coordonnées de

tous les points levés. Il suffit tout simplement de caler très soigneusement, de bien niveler en

soient correctes.

III.3.1- Principes généraux de mesures en topométrie

Dans la plus part de cas, sur le terrain sur la

conduites en même temps par la mesure de longueurs, de

méthodes pour le principe de mesures : la méthode électro optique et la méthode manuelle avec

le théodolite.

III.3.2-

III.3.2.1-La mise en station du théodolite la verticale

IL

point :

1. Pour mettre en place le trépied ; la démarche est exactement la même que pour

niveau

2. Positionner la croix du plomb optique quasiment au-dessus du matérialisé au

sol en veillent à ce que le plateau du trépied soit le plus horizontale

3.

même si le trépied est posée sur une surface dure

Page 52: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

44

4. Amener etc. les 3vis clases la croix du plomb optique sur le centre du repère

matérialisé au sol

5. n faisant coulisser les

pieds du trépied suivant le besoins

6. Vérifier que la croix du plomb optique se trouve toujours sur le centre du

7. Amener la nivelle théorique entre ses 2 repères :

8. Vérifier une dernière fois que la croix du plomb optique se trouve toujours sur

le centre du repère matérialisé au sol. on commencera les mesures Si ces

étapes sont bien effectués ; votre appareille set en station

III.3.2.2-

Actuellement, tous les calculs sont faits par le logiciel Covadis.

Photo 10 : L

Page 53: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

45

Chapitre-IV-MODELISATION 2D, 3D ET CALCUL VOLUMETRI QUE

Cette partie est réservée

r le volume de roche exploitable dans le site de Fanandrahana. On adopte la

Covadis.

IV.1- Exécution des travaux

IV.1.1- Le site de Fanandrahana

Soulignons que le site se situe globalement à 5km de la bifurcation à gauche par rapport

girofle, vanille et des hectares de rizières. Ce site se trouve dans la partie Nord-Ouest de la

carte. On voit apparaître dans la partie Sud-Est de cette carte de fokontany fanandrahana.

Pour titre de localisation ; on a implanté dix stations sismiques dans cette zone dont huit profils

sont imbriquées telles L1 et L2 au pied du flanc Est, L4 et L5 avec L6, légèrement sur le

versant Nord-Est, L3 recoupant quelque peu ces deux directions, L8 et L9 et L10 au Sud et

enfin le profil L7 implanté au Nord-Ouest.

  

Figure 19: Plan de masse de la zone d'étude

Page 54: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

46

IV.1.2-Modes de traitement et interprétations

Après avoir traité les données, les figures suivantes montrent les différents résultats des

coupes sismiques réalisées dans la zone. Elles présentent les profondeurs du toit de la roche en

place tout en sachant que la zone a été couverte par 10 profils sismiques. Elles varient en

fonction de la topographie de la zone.

Figure 20: Profil sismique suivant L8L9

 

Figure 21: Profil sismique suivant L10

latérite est relativement importante en

Page 55: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

47

Figure 22: Profil sismique suivant L1L2

- t-à-dire au pied

du flanc centre-

Figure 23: Profil sismique suivant L3

Page 56: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

48

Figure 24: Profil sismique suivant L4L5L6

Ces deux coupes

Figure 25: Profil sismique suivant L7

Cette dernière coupe est réalisée dans la partie Nord-Ou

varie de 5m à 10m, en remarquant que ce profil est dans la limite Nord-

Page 57: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

49

Les paramètres caractérisant cette modélisation sont donnés ci-après :

- Calcul de cubature des roches avec le logiciel COVADIS par rapport à un plan de

:

- Volume au- = 1 794 091m3

- Volume roche exploitable = 1 216 629m3

- Volume Stérile (Latérite + Saprolite) : 1 794 091 1 216 629 = 577 462m3

- Surface 3D = 79 907 m2

- Epaisseur moyenne couverture : 577 462 / 79 907 = 7 m

Au total, on a pu estimer en volume (et en tonnage en prenant une densité moyenne des

roches de 2,7) pour les roches en place exploitable du site Fanandrahana, un total de 1 216

629m3

IV.2- Présentation et calcul volumétrique avec le logiciel Covadis

IV.2.1-Présentation de modèle numérique du site

Dans ce travail, on divise cette carrière en deux parties : la limite supérieure qui

contient presque la totalité de calcaire exploitable et la limite inférieure contient le stérile.

On obtient deux MNT de même coordonnées (x,y) et différent ou égal en altitude. Sur

-Sud, les altitudes ont été prises à

partir des résultats géophysiques c'est-à-dire les élévations observées sur chaque profil.

omme le plant de référence. Le modèle

numérique du terrain est la base indispensable aux calculs de projet et de cubature. Donc, on

peut la contrôler avant d

Il y a deux méthodes pour contrôler le MNT :

Soit par le dessin des courbes de niveaux qui permettent souvent de mieux ntrôler

le MNT à partir de courbe des niveaux comme il est possible que ce point est fausse en altitude

représentée par model filaire ou par model rendu. Ces modèles mieux voient

Page 58: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

50

les faces de la carrière exploité. La figure suivante présente les modèles 3D et

les courbes de niveaux du carrier.

La figure suivante présente les différents profils sismiques réalisés sur la zone et

superposés au MNT en 3D. On présente une vue du mod

On a montré dans la Figure 9, ci-dessous, un aperçu en 3D du massif sous différents

angles.

Les résultats des calculs de cubature sont consignés dans les tableaux, ci-après.

Figure 26: Emplacements des profils sismiques sur le MNT de la zone

Figure 27: Superposition 3D du MNT, du toit de la roche et du plan de référence (z=29m)

Page 59: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

51

Les calculs de cubatures donnent le volume total, latérites et roche en place par rapport

1 794

091m3.

1-CALCUL DE CUBATURES ENTRE UN MODELE NUMERIQUE ET UN

PLAN HORIZONTAL

Caractéristiques du contour

Calque TN_PERIMETRE ROCHE Couleur Jaune Surface 2D 72498.51 m² Périmètre 1168.246 M

Caractéristique du modèle numérique

Calque TN_MNT Nombre de faces 1751 ² Altitude mini 22.510 M Altitude maxi 86.488 M Surface totale 2D 88274.87 m² Surface totale 3D 96947.67 m²

Résultat du calcul de cubatures avec un plan horizontal à 29 m

Surfaces 2D

En-dessous du plan : 2184.25 m²

Au-dessus du plan : 70105.41 m²

Sans écart : 0.00 m²

Total : 72289.66 m² Volumes

En-dessous du plan : 2 499 m³

Au-dessus du plan : 1 794 091 m³

Total : 1 796 590 m³

Surfaces 3D En-dessous du plan : 2245.29 m² Au-dessus du plan : 77662.12 m² Sans écart : 0.00 m² Total : 79907.40 m²

Page 60: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

52

Et le second tableau qui suit donne le volume de la roche en place par rapport au plan

référence. Il donne le volume de la roche exploitable qui est de 1 216 629.m3 soit 3 284 898

tonnes (en prenant une densité de 2,7).

2-CALCUL DE CUBATURES ENTRE UN MODELE NUMERIQUE ET UN

PLAN HORIZONTAL

Caractéristiques du contour

Calque TN_PERIMETRE ROCHE Couleur Jaune Surface 2D 72498.51 m² Périmètre 1168.246 M

Calque MNT TOIT ROCHE

Nombre de faces 9088

Altitude mini 7.045 M

Altitude maxi 78.748 M

Surface totale 2D 72498.51 m²

Surface totale 3D 83096.09 m²

Caractéristiques du modèle numérique

Résultat du calcul de cubatures avec un plan horizontal à z=29 m

Surfaces 2D

En-dessous du plan : 13956.50 m² Au-dessus du plan : 58542.01 m²

Sans écart : 0.00 m²

Total : 72498.51 m² Volumes

En-dessous du plan : 62 068 m³

Au-dessus du plan : 1 216 629 m³

Total : 1 278 697 m³

Surfaces 3D En-dessous du plan : 15167.73 m² Au-dessus du plan : 67928.37 m² Sans écart : 0.00 m² Total : 83096.09 m²

Page 61: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

53

V-DISCUSSION

V.1-Perspectives de gestion des eaux

En considération de

une mauvaise exploitation

pourr

favorable.

V.2-

efficace, une bonne exploitation nécessite des outils et

matériels en adéquation avec les caractéristiques et la disposition des roches reconnues et

mètres, le

perforatrices et compresseurs électriques ou diesel. Ces perforatrices (fleurets longs et minces,

marteaux-perforateurs et marteaux-piqueurs) permettent de percer assez rapidement.

V.3-

ste assez proche de la réalité. Les

résultats obtenus sont pertinents et en cohérence avec les constations sur terrain. Cependant,

complémentaire de rehausser

interprétation plus proche et fidèle à la réalité.

Page 62: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

54

CONCLUSION

roches en place dans le site de Fanandrahana

Toamasina restent un facteur important dans u oitabilité des roches massives. La

méthode appelée sismique permet de répondre à ce problème mais les résultats reste incertains,

par contre il donne une prem De suite, un bon levé

topographique et l « Covadis » permet de donner un calcul beaucoup

plus fiable et avancer vers une exploitation du massif.

Ces méthodes sont appliquées pour étudier le cas de la carrière de Fanandrahana. La

méthode sismique donne un volume de 1.794.091m3, et le calcul fait par Covadis donne un

volume de roche exploitable est estimé à 1 216 629m3. La Modélisation en 2D et 3D des

données de prospection sismiques et des levés topographiques est un outil de base pour

.

Telles sont les teneurs des travaux menées dans le site Fanandrahana, les réserves de

roches en place sont relativement intéressantes 1 216 629m3 soit 3 284 898 tonnes pour une

densité de 2,7

s travaux qui restent à

effectuer reposent sur des considérations plus financières, c -à-dire le coût, le budget et la

.

Une telle méthodologie est applicable pour toutes carrières de roches massives de

Madagascar présentant, à première vue, un volume important.

Page 63: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

I

ANNEXES

ANNEXE 1:Équation et vitesse de propagation des ondes

Soit une contrainte agissant sur un matériau élastique et provoquant une déformation

e

coordonnées cartésiennes , et

i de indique une contrainte parallèle à j dénote que cette contrainte

agit sur une surface perpendiculaire à .

Figure 28: Décomposition de la contrainte sur une surface d'un volume élémentaire

Ces forces sont reliées à

particule (ou élément de volume) : . La deuxième loi de Newton

donne :

Où est le déplacement selon et est la densité du matériau.

, où est un

A

B

C

DE

F

G

Page 64: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

II

et , où désigne la dilatation

que subit le volume, et sont les constantes de Lamé.

En utilisant la loi de Hooke (« une déformation donnée est directement proportionnelle à la

contrainte qui la provoque ») pour remplacer les contraintes par les déformations e, et sachant

que les déformations sont reliées aux déplacements par :

On arrive à :

Selon les axes et , on obtient :

Où et sont les déplacements suivants et

Les trois dernières équations peuvent être exprimées sous la forme vectorielle :

On peut décomposer �en une onde de compression une onde de cisaillement

-dessus� re suivante :��

On en déduit de cette équation que :

Page 65: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

III

On peut donc estimer la vitesse

cisaillement par :

Page 66: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

IV

ANNEXE 2 : Première forme de la loi de Hooke

On considère un corps soumis à une déformation, et on décompose la déformation en

une succession de déformations infinitésimales. Pour un corps de volume V soumis à une

surpression p isotrope, la variation infinitésimale du travail des forces de pression par unité de

volume est :

Le travail par unité de volume des contraintes à exercer pour déformer le corps est donné par :

En général, le corps déformé est en équilibre avec un thermostat. La variable thermodynamique

appropriée est l'énergie libre. La variation de l'énergie libre par unité de volume est :

Où U est l'énergie interne par unité de volume du corps considère. On peut donc écrire le tenseur

des contraintes comme une dérivée de l'énergie libre :

Pour résoudre un cas concret de déformation, il faut écrire l'énergie libre F du corps en fonction

du tenseur des déformations. La déformation d'équilibre est alors celle qui minimise F. Si le

corps est isotrope, et que la déformation est petite et sans changement de température, on peut

écrire F comme un développement en série des puissances de .

en s'arrêtant à l'ordre 2 en . et sont les coefficients de Lamé. Pour que la déformation

s'accompagne d'une augmentation de l'énergie libre par rapport à l'état non déformé, il faut :

et 0

Donc

Page 67: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

V

ANNEXE 3 -DESCARTES

cessives des fronts

Dans un milieu à vitesse constante, les rais ont la forme de ligne droite ; tandis que dans

un milieu hétérogène, ils sont curvilignes. Lorsque ces rais rencontrent une interface, c'est-à

changement de la direction de propagation.

générés (figure. 44) :

- Ondes P réfléchie et réfractée

- Ondes S réfléchie et réfractée

Figure29: Différents rais associés à une onde P incidente sur une interface

Onde S

Onde P

Onde P

Onde S

M

M

Page 68: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

VI

La loi de Snell-Descartes est utilisée lors de la prospection sismique réfraction en

supposant que le sous-sol est considéré comme une succession de couches superposées.

1ère loi

2ème loi : Soient VP1, VP2, VS1, VS2 les vitesses des ondes P et S dans le milieu 1 et 2 et i

iP1 et iS1 les angles de réflexions des ondes P et S sachant que iP2 et iS2

2ème loi de Snell-DESCARTES :

On peut en tirer :

Où V1 et V2 sont les vitesses respectives dans le milieu 1 et 2. Avec V2>V1.

Page 69: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

VII

BIBLIOGRAPHIQUES

[1]- F. Gabrysiak, Cours Chapitre2. Matériaux, les granulats

[2]- R. Cojean, M. Audiguier

-2-911256-58-5 Transvalor -

Presses des Mines

[3]- IFAO, Manuel de Topographie, Juillet 2010

[4]- B. Froment, 1994. Tirs en masse et vibrations. Ed. Egico, Beaune - France, 109 pages

[5]- K. J.P. Tshibangu, B.Deschamps, Q.Herbinaux, H Legrain., 2003.Utilisation des

techniques modernes de conception, planification et suivi des exploitations, in Les

[6]- Rapport UBP, 2013. Estimation des volumes de sables, blocs de roches et roches en

-

Nandihizana et Andranovao-Ambohimalaza Antananarivo

[7]- Rapport CASCI, 2013. Evaluation des sites de Mbrago1 et de Zorkot pour implantation de

carrières par méthodes géophysiques dans la Sous-

SGDM-LGA-

[8]- Rapport UBP, 2014. Estimation des v

sises autour de PK336 RN2 Toamasina et Andranovao-Ambohimalaza Antananarivo

[9]- Rapport Colas Gabon, 2014. Estimation de la potentialité en matériaux de construction

[10]- R. A.Dieu-Donné, 2017.

[11]- N.Z. Théophile, 2010.Estimation par combinaison de la méthode électrique et du

MNT du volume de calcaire de la .

Page 70: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

TABLES DES MATIERES

REMERCIEMENTS ................................................................................................... i

SOMMAIRE .............................................................................................................. ii

LISTE DES ACRONYMES ET DES ABREVIATIONS .......................................... iii

LISTE DES FIGURES .............................................................................................. iv

LISTE DES PHOTOS .................................................................................................v

LISTE DES TABLEAUX ......................................................................................... vi

INTRODUCTION GÉNÉRALE .................................................................................1

Chapitre-I –GENERALITES SUR LES CARRIERES A MADAGASCAR ................2

I-1.Contexte Géographique ..............................................................................2

I-2. Contexte Climatique ..................................................................................4

I.3.Contexte géologique ...................................................................................4

I.3.1.La formation sédimentaire ...........................................................................4

I.3.2.Le socle cristallin ........................................................................................5

I-4.Géologie régionale .....................................................................................5

I-3.2.Géologie locale ...........................................................................................7

I-2-Generalites sur les roches et les minéraux...................................................8

I-2.1-Presentation générale ..................................................................................8

I-2.2-Classification des roches .............................................................................9

I-2.3-Mineralogie .............................................................................................. 11

I-2.3.1- Généralités et définitions ................................................................... 11

I-3. Notion d’exploitation des mines .............................................................. 13

I-3.1.Les différentes étapes de l’exploitation des mines.................................. 14

I-3.1.1-Exploration et faisabilité .................................................................... 14

I.3.1.2-Aménagement et construction ................................................................ 15

I.3.1.3-Exploitation d’une carrière ................................................................. 15

I.3.1.4-Fermeture et restauration .................................................................... 15

Page 71: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

Chapitre-II-METHODOLOGIE ET ACQUISITION DES DONNEES

GEOPHYSIQUES ................................................................................................................ 16

II-1.Rappels méthodologiques ........................................................................ 16

II.1.1-Les ondes sismiques. ................................................................................ 16

II.1.1-1.Les Ondes de volume ........................................................................ 17

II.1.1.2.Les Ondes de surface ......................................................................... 18

II.2. Théorie de la sismique ............................................................................ 19

II.2.1-Théorie de l’élasticité ............................................................................... 19

II.2.2-Module d'Young ou module d'élasticité longitudinale .............................. 20

II.2.3-Module d’incompressibilité volumique .................................................... 20

II.2.4-Vitesse des ondes sismiques ..................................................................... 22

II.2.5-Vitesses des ondes longitudinales dans quelques formations .................... 23

II.2.6-Acquisition des données........................................................................... 25

II.3- La méthode sismique.............................................................................. 25

II.3.1- Principe de la méthode ........................................................................ 26

II.3.2-Choix de la méthode ............................................................................ 26

II.3.3- Avantages et limites de la méthode sismique ....................................... 26

II.3.3.1- Avantage de la méthode ................................................................... 26

II.3.3.2- Limites ou inconvénients de la méthode sismique ............................ 27

II.3.3.3- Appareillage et acquisition des données ........................................... 27

II.3.3.3.1- Technique d’acquisition des données ............................................. 27

II.3.3.3.2- Matériels pour des mesures sur terrain ........................................... 27

II.3.3.3.6- Dispositif sur terrain ...................................................................... 30

II.3.4 Principe de la sismique réfraction ............................................................. 31

II.3.4.1- Réfraction pour deux couches horizontales ....................................... 31

II.3.4.2-L’hodochrone .................................................................................... 32

III.4 Méthode de levé sismique .......................................................................... 32

Page 72: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

II.3.4.3-Présentation et Intérêts des logiciels ..................................................... 33

II.3.4.3.5- Méthode d’inversion TOMOGRAPHIQUE ................................... 37

Chapitre-III-PRESENTATION DU LOGICIEL COVADIS ...................................... 39

III.1- Le bar de menu du logiciel Covadis ..................................................... 39

III.2 - Domaines d’utilisation de Covadis ....................................................... 40

III.2.1- Modélisation du terrain en 3D................................................................ 40

III.2.2- Traçage des courbes de niveaux ............................................................. 40

III.2.3-Calcul des cubatures ........................................................................... 40

III.2.4-Création de plateforme ........................................................................... 41

III.3- Levé topographique .............................................................................. 43

III.3.1- Principes généraux de mesures en topométrie ........................................ 43

III.3.2- Méthodologie d’un levé ......................................................................... 43

III.3.2.1-La mise en station du théodolite la verticale ..................................... 43

III.3.2.2-Les mesures d’angle......................................................................... 44

Chapitre-IV-MODELISATION 2D, 3D ET CALCUL VOLUMETRIQUE ............... 45

IV.1- Exécution des travaux ........................................................................... 45

IV.1.1- Le site de Fanandrahana .................................................................... 45

IV.1.2-Modes de traitement et interprétations .................................................... 46

IV.2- Présentation et calcul volumétrique avec le logiciel Covadis ................. 49

IV.2.1-Présentation de modèle numérique du site .......................................... 49

1-CALCUL DE CUBATURES ENTRE UN MODELE NUMERIQUE ET UN

PLAN HORIZONTAL.............................................................................................. 51

2-CALCUL DE CUBATURES ENTRE UN MODELE NUMERIQUE ET UN

PLAN HORIZONTAL .......................

Caractéristiques du contour ........................................................................................... 52

V-DISCUSSION ....................................................................................................... 53

V.1-Perspectives de gestion des eaux ............................................................. 53

V.2-Perspective d’exploitation efficace .......................................................... 53

Page 73: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

V.3-Perspective d’amélioration de l’étude ...................................................... 53

CONCLUSION ......................................................................................................... 54

ANNEXES.................................................................................................................. I

ANNEXE 1:Équation et vitesse de propagation des ondes ............................... I

ANNEXE 2 : Première forme de la loi de Hooke .......................................... IV

ANNEXE 3 : Principe d’Huygens et loi de Snell-DESCARTES ..................... V

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ................................................................. VII

TABLES DES MATIERE

Page 74: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DANS UN MASSIF …

TITRE: ESTIMATION DE VOLUMES DE ROCHES EN PLACE DAN S UN

MASSIF ROCHEUX DE FANANDRAHANA TOAMASINA

RESUME

se place dans une zone ayant une superficie de 7ha environ se trouvant dans le

Fokontany de Fanandrahana, District de Toamasina. Des levés topographiques et géophysiques

souligner que la zone est encore pratiquement couvert toujours

facilité les mesures, notamment topographiques.

2017 dans la matinée. 10 profils sismiques, au total, y ont été implantés. Les calculs de volume

topographie) et SeisImager (sismique réfraction)

donnent quelques 1.216.629 m3 soit 3.284.898 tonnes de roches en place exploitables.

Mots clés : carrière, site, roche massive, profil, méthode géophysique, sismique réfraction,

Fanandrahana.

ABSTRACT: The study is located in an area of about 7 ha in Fokontany de Fanandrahana,

Toamasina District. Topographic and geophysical surveys were carried out, the main

objective of which was to estimate the rock volumes in place. It should be noted that the area

is still practically covered with vegetation, which has not always facilitated measurements,

especially topographical measurements. The mission began with the reconnaissance of the

study area, carried out by the team, with the aim of knowing the locations of the seismic

profiles to be implanted according to the instructions of the geologist of the team. The

measurements on site could only begin on April 20, 2017 in the morning. A total of 10

seismic profiles have been installed. Volume calculations using COVADIS (topography) and

SeisImager (seismic refraction) software give some 1,216,629 cubic meters, or 3,284,898 tons

of exploitable rocks.

Key words: quarry, geophysical method, seismic refraction, profil, rock massif, site,

Fanandrahana.

Encadreur: RASOLOMANANA E. Harilala

E-mail : [email protected]

Impétrant: MANANTENA Jean Maurizio

Tél 0341521174-0331331145

E-mail : [email protected]

Adresse : CU bloc 54 porte C1 Ambohipo