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Application des méthodes de krigeage à  la prospection minéralogique: cas du permis d'exploitation artisanale de Djani-Yao (s/p Tanda)

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par Richard N'ZI et Cindy KOISSI
Institut National Polytechnique Houphouet Boigny Yamoussoukro - Diplôme Technicien supérieur 2010
  

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Application de la métliode de krigeage ordinaire aux épaisseurs de gravier en prospection minéralogique

DÉDICACE

<< Heureux ceux qui ont mis leur confiance dans le nom du Seigneur, ils sont comme la montagne de Sion : inébranlables. >>

Psaumes 125,1.

« A toute ma famille, ainsi qu'à tous ceux qui m'ont soutenu dans les moments de peine et de joie. »

KOISSI Cindy Michelle

« A mon père N'ZI N'guessan et à ma mère ANOMAN Tanoeh Elisabeth, trouvez dans cette oeuvre l'expression de mon amour ! Puisse Dieu prolonger vos jours ! »

N'ZI Yao Richard Arnaud

Application de la metliode de krigeage ordinaire aux epaisseurs de gravier en prospection mineralogique

REMERCIEMENTS

Au terme de notre projet, nous exprimons nos sincères remerciements aux personnes qui nous ont soutenus durant nos études.

Nos remerciements vont d'abord à l'endroit de la direction de l'ESMG pour les efforts consentis pour nous assurer un enseignement de qualité. Ainsi, nous exprimons notre gratitude :

- au Docteur YAO Kouakou Alphonse, Directeur de l'Ecole Supérieure des Mines et Géologie (ESMG) ;

- à M. KESSE Touvalé Marcel, Directeur des études du cycle Technicien Supérieur de l'ESMG ; - à M. YAO Justin, inspecteur du cycle Technicien Supérieur de l'ESMG ;

Nous tenons également à remercier M.OKAIGNI Jean Claude, enseignant-chercheur au département STeRMi pour ses conseils avisés et l'intérêt manifeste accordé à notre travail ;

Nous remercions particulièrement M. NAPON Michaël pour l'encadrement et le suivi de ce projet. Sa disponibilité et son engagement ne nous ont jamais fait défaut.

A tous les enseignants qui ont pris une part active à notre formation, nous exprimons également nos vifs remerciements.

Au Pasteur KOUAME et ses partenaires qui ont voulu nous accueillir sur le site du projet et nous héberger durant la collecte des données, nous témoignons notre reconnaissance. Puisse Le TrèsHaut réserver à leur entreprise un heureux aboutissement.

A nos camarades de classe, nous assurons notre sympathie et notre amitié irréversible. Ce fut un plaisir de les connaitre et c'est un bonheur de les avoir pour amis.

Enfin, à nos parents, notre reconnaissance éternelle pour leur soutien spirituel, moral, matériel et financier.

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TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENT ii

AVANT PROPOS vii

LISTE DES ABREVIATIONS viii

LISTE DES FIGURES ET ILLUSTRATIONS ix

LISTE DES TABLEAUX x

RESUME xi

ABSTRACT xii

INTRODUCTION 1

PREMIERE PARTIE : GENERALITES 2

CHAPITRE I : CONTEXTE D'ETUDE 3

I.CADRE GEOGRAPHIQUE 3

I.1.Situation géographique 3

I.2.Accessibilité 3

I.3.Climat et végétation 4

I.4.Relief et hydrographie 5

I.5.Géographie humaine 5

I.6.Activité économique 6

II.CADRE GEOLOGIQUE 6

III. CADRE GEOMORPHOLOGIQUE 7

III.1 Surfaces d'aplanissement distinctes 8

III.2 Relation entre surfaces 8

III.3 Morphologie actuelle 8

IV.CADRE STRUCTURAL 9

V.POTENTIEL MINIER 11

CHAPITRE II : PROSPECTION MINERALOGIQUE 12

I.OBJET ET METHODES 12

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II.LAVAGE DU GRAVIER 12

CHAPITRE III : NOTION DE KRIGEAGE 14

I.NOTIONS DE STATISTIQUE 14

I.1.Variables 14

I.1.1.Variables aléatoires réelles 14

I.1.2.Variation régionalisée et fonction aléatoire 14

I.1.2.1.Variable régionalisée 14

I.1.2.2.Fonction aléatoire 14

I.2.Espérance mathématique 15

I.3.Variance 15

I.4.Histogramme 15

II. PRESENTATION DE LA GEOSTATISTIQUE 14

II.1.Définition et historique 14

II.2.Notion de variogramme 15

II.3 Construction du variogramme expérimentale 16

II.4.Comportement du variogramme 16

II.4.1. Comportement du variogramme à l'origine 16

II.4.2. Comportement du variogramme aux grandes distances 17

II.4.3.Présence de dérive 18

II.5.Calage du variogramme à un modèle théorique 18

II.5.1.Caractéristiques du modèle sphérique 18

II.5.1.Caractéristiques du modèle linéaire 18

II.6.Etude quantitative du variogramme 19

II.6.1.Variance de dispersion 19

II.6.2.Variance d'estimation 19

II.6.3.Isotropie et anisotropie 19

III.KRIGEAGE 20

III.1.Définition 20

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III.2.Krigeage ordinaire 20

III.3 Autres estimateurs linéaire 21

DEUXIEME PARTIE : MATERIEL ET METHODES 22

CHAPITRE IV : MATERIEL ET METHODES 23

I.MATERIEL 23

I.1.Matériel d'information 23

I.2.Matériel de locomotion 23

I.3.Matériel d'orientation 23

I.4.Matériel d'acquisition de données 23

I.5 Matériel de prise de note 24

I.5.Matériel de traitement des données et de saisie 24

II.METHODES 24

II.1.Méthode de PERT (Program Evaluation Research Tasks) 24

II.2.Recherche documentaire 24

II.3.Formation à l'utilisation de logiciel 25

II.4.Sortie de terrain 25

II.5.Traitement des données 25

II.5.1.Variographie 25

II.5.2. Krigeage 26

TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS 29

CHAPITRE V : RESULTATS 30

I.PRESENTATION DE LA GRILLE DE PROSPECTION 30

II.PRESENTATION DES DONNEES 31

II.1.Etude statistique 31

II.1.1.Histogramme des données 31

II.1.2.Paramètres statistiques usuels 32

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II.2.Etude géostatistique 32

II.2.1.Variogrammes expérimentaux 32

II.2.2.Calage à un modèle théorique 35

II.3.Etude quantitative 37

II.3.1.Calcul des variances 37

II.3.1.1.Variance de dispersion 37

II.3.1.2.Variance d'estimation 37

CHAPITRE VI : INTERPRETATIONS 39

I.KRIGEAGE 39

I.1.Interprétation analytique 39

I.2.Interprétation graphique 41

II. MODELE EN 3D DU GITE 42

CONCLUSION 44

BIBLIOGRAPHIE 45

Annexes xiii

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AVANT-PROPOS

Notre pays, la Côte d'Ivoire a, depuis son indépendance, reposé son économie sur l'agriculture et principalement sur le binôme café-cacao. Mais la chute des cours de ces produits sur le marché mondial a révélé la faiblesse d'une telle politique économique ; d'où la nécessité de diversifier les ressources de notre économie.

C'est dans ce contexte que l'industrie minière s'est vue positionner comme un nouveau souffle de l'économie ivoirienne avec à son actif aujourd'hui la découverte de nombreux gisements de pétrole en haute mer, ainsi que l'installation de nombreuses sociétés minières à travers tout le pays.

Pour soutenir cette nouvelle politique économique, le gouvernement a décidé de la création de l'ESMG (Ecole Supérieure des Mines et de Géologie) le 04 septembre 1996 au sein de l'Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny (INP-HB) de Yamoussoukro créé en 1996. Cette école forme des techniciens supérieurs et des ingénieurs dans le domaine des mines et de la géologie. Les techniciens supérieurs sont formés en trois ans. Au terme de la dernière année, les étudiants sont appelés à réaliser un projet dit de fin d'études (PFE) sur deux (2) mois. Cet exercice est pour l'étudiant, l'occasion de montrer son esprit critique, son esprit de synthèse et d'ingéniosité et étaler son savoir-faire. C'est dans ce cadre que nous avons, du 1er Juin au 30 juillet, réfléchi à l'«application de la méthode de krigeage ordinaire aux épaisseurs de gravier en prospection minéralogique : cas de l'autorisation d'exploitation artisanale et semi-industrielle d'or de Djani-Yao (S/P de Tanda).

Le présent document est le rapport de ce projet proposé par le Département des Sciences de la Terre et des Ressources Minières (STeRMi), de l'INP-HB dont les résultats sont soutenus publiquement devant un jury.

Nous espérons profondément que le fruit de nos investigations sera utile au lecteur.

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LISTE DES ABREVIATIONS

ESMG : Ecole Supérieur des Mines et de la Géologie.

STeRmi : Science de la Terre et des Ressources minières.

INP-HB : Institut National Polytechnique Houphouet Boigny.

GPS : Global Position Satellite.

UTM : Unniversal Tranversal Mercator.

N-E : Nord-est.

N-S : Nord-sud.

NW-SE : Nord ouest-sud est.

NE-SW : Nord est-sud ouest.

m : Mètre.

km : Kilomètre.

3D : trois dimensions.
S/P : Sous-préfecture.

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LISTE DES FIGURES ET ILLUSTRATIONS

Figure 1 : Localisation de la zone d'étude 4

Figure 2 : Localisation du village Djani-Yao 6

Figure 3 : Géomorphologie de la zone d'étude 10

Figure 4 : Témoins cuirassé d'anciennes surfaces d'aplanissement 11

Figure 5a : allure horizontale constante 17

Figure 5b : allure parabolique 17

Figure 5c : Allure linéaire 17

.......................................................................................................................................................

Figure 5d : valeur à l'origine non nulle 17

Figure 6 : Variogramme avec palier 22

Figure 7: grille de prospection 29

Figure 8 : Histogramme des épaisseurs 30

Figure 9 : variogramme omnidirectionnel 33

Figure 10: variogramme des épaisseurs de la couche minéralisée dans la direction NE-SW .. 32

Figure 11 : variogramme des épaisseurs de la couche minéralisée dans la direction W-E 32

Figure 12 : variogramme des épaisseurs de la couche minéralisée dans les directions N-S 33

Figure 13 : variogramme des épaisseurs de la couche minéralisée dans la direction NW-SE 33

Figure 14 : variogramme omnidirectionnel calé des épaisseurs 34

Figure 15 : Variogramme calé des épaisseurs dans la direction NE-SW 34

Figure 16 : Variogramme calé des épaisseurs dans la direction W-E 35

Figure 17 : Variogramme calé des épaisseurs dans la direction N-S 35

Figure 18 : Variogramme calé des épaisseurs dans la direction NW-SE 35

Figure 19 : Carte krigée des épaisseurs 40

Figure 20 : Modélisation en 3D des épaisseurs de gravier 41

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau I : Distribution des unités géologiques 7

Tableau II : Synthèse des méthodes et du matériel correspondant 27

Tableau III : Paramètres statistiques des épaisseurs 31

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RESUME

Le krigeage est une méthode stochastique d'interpolation spatiale qui prévoit la valeur d'un phénomène naturel en des sites non échantillonnés par une combinaison linéaire sans biais et à variance minimale des observations du phénomène en des sites voisins. Ce mémoire se consacre à l'étude de cette méthode.

Pour le réaliser, les informations (données) acquises sur le terrain ont été soumises à une analyse statistique permettant de cerner comportement du paramètre étudié (épaisseur de gravier) dans les quatre (4) directions principales : N-S, E-W, NE-SW et NW-SE.

L'outil mathématique utilisé pour caractériser cette variable régionalisée est le variogramme. A l'issu de l'étude de cette structure, son interprétation a situé l'aspect quantitatif du gîte à travers la détermination des épaisseurs dans les zones non échantillonnées, en utilisant une maille rectangulaire 25m x 50m.

L'objectif principal, qui était au départ la modélisation du gîte (géométrie et teneur) afin d'évaluer la quantité de minerai et la qualité de l'or, n'a pu être atteint en raison du défaut du paramètre teneur. Cependant la modélisation des épaisseurs en trois(3) et la carte krigée ont pu être réalisées.

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.


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