Prospection par la méthode hélio magnétotellurique le long d'un profil dans le bassin sédimentaire de Mamfe

Abstract

Helio magnetotelluric (HMT) soundings were made on one profile of 37 Km which is made of 5 stations. The soundings were made to determine the geological structure of the earth along this profile.

The interpretation of HMT data reveals the presence of one ditch between Ndwap and Esagem2 and the presence of four faults along the profile.

The interpretation of sounding curves enables us to observe firstly, the intrusion of resistive materials at some stations and secondly, the presence of conductive rocks trapped between resistive layers. These curves also enable us to identify the presence of conductive layers at Esagem2.

The maximum depth of exploration is about 6000 meters.

Keywords: Helio magnetotelluric, profile, fault, sounding, sedimentary basin.

Liste des symboles et abréviations

Symboles Physiques

~ j : ~~ E : ~~~ H : ~~ B : ~~~~ ?D :	Vecteur densité de courant Vecteur champ électrique Vecteur champ magnétique Vecteur induction magnétique Courant de déplacement	(A / m^2) (mV/Km) (Tesla) (Tesla) (C/m^2)
?t

.i. : Perméabilité magnétique du milieu matériel

P'0 : Perméabilité magnétique du vide

å : Perméabilité électrique du milieu matériel (F/m)

å0 : Perméabilité électrique du vide (F/m)

ó : Conductivité électrique (cm)^-1

ñ : Résistivité électrique du milieu (cm)

ñ a : Résistivité apparente (cm)

p: Profondeur de pénétration (Km)

ù : Pulsation (rad/s)

ùmax : Pulsation maximale (rad/s)

í: Fréquence (Hz)

í max: Fréquence maximale (Hz)

T : Période de l'onde (s)
p,0 : 4ð 10^-7 U.S.I.

å0 : 8,85 10^-12 F/m

Symboles Géologiques

Cg¹ : Série gréso conglomératique inférieure

Cg² : Série argilo gréseuse de la Manyu

Cg³ : Série argilo gréseuse de la cross, arkosique et conglomératique

Cg⁴ : Série argilo gréseuse de la cross moins épaisse

Cg⁵ : Série gréseuse de la cross, arkosique et conglomératique

â1 : Basaltes aphyriques

ó ³ : Syénite

_ô3 : Trachytes

_o3 : Diorite

ã ¹ : Granite

Ma : Million d'années

M1 : Anatexites

M² : Gneiss

Abréviations

EM : Electromagnétique

HLH : High Low High

HMT: Hélio magnetotellurique

LHL : Low High Low

MT: Magnétotellurique

Table des matières

Page

Dédicaces . i

Remerciements ..ii

Résumé iv

Abstract v

Liste des symboles et abréviations .vi

Liste des tableaux et figures viii

Liste des Tableaux viii

Tableau III-2 : Coordonnées des stations de mesure. 23
Liste des Figures

Figure I-1 : Interaction du vent solaire avec le champ magnétique terrestre ..4

Figure I-2 : Orage atmosphérique, source de champ magnétique de fréquences

inférieure à 1 Hz 4
Figure I-3 : Spectre type de la fluctuation de l'amplitude du champ électromagnétique

naturel ..5
Figure I-4 : Géométrie du système d'axe utilisé pour décrire l'effet de peau dans un

demi-espace homogène 6
Figure I-5 : Profondeur de pénétration des ondes électromagnétiques en fonction de

la fréquence 8

Figure I-6 : Résistivité des différentes roches . 11

Figure II-1 : Carte géologique du Bassin de Mamfé 14
Figure II-2: Diagramme schématique de l'équipement de détection en

magnétotellurique ..17

Figure II-3 : Dispositif d'acquisition des données HMT sur le terrain 17

Figure III-1 : Localisation des stations et du profil 22

Figure III-3 : Courbe de sondage de la station Ndwap .24

Figure III-4 : Courbe de sondage de la station Esagem2 ..25

Figure III-5: Courbe de sondage de la station Kesham 26

Figure III-6: Courbe de sondage de la station Baku 27

Figure III-7: Courbe de sondage de la station Eshobi 28

Figure III-8: Profil de résistivité Ndwap-Eshobi (45 Hz - 183 Hz)	. 29
Figure III-9: Profil de résistivité Ndwap-Eshobi (10 Hz - 34 Hz)	30
Figure III-10 : Profil de résistivité Ndwap-Eshobi (1 Hz - 8 Hz)	..31
Figure III-11 : Pseudo section	33
Figure III-12 : Section géoélectrique	.34
Figure III-13 : Modèle géologique du sous-sol étudié	48
Introduction	1
Chapitre I La méthode magnétotellurique	3
I-1 - Fondements et bases théoriques	3
1) Bases théoriques	3			2) Fondements
4
I-2- Equations de propagation des ondes EM	5
1) Equations de Maxwell	5				2) Equation de diffusion
6
I-3- Solution de l'équation de diffusion de l'onde électrique	7
I-4- Relation de Cagniard	9
I-5- Pourquoi la méthode magnétotellurique	10

Chapitre II Présentation du site et technique d'acquisition des données en MT 14

II-1-Bassins sédimentaires au Cameroun ...12

1) Les bassins sédimentaires côtiers 12

2) Les bassins intracratoniques 12

II-2- Présentation de la zone d'étude 13

1) Contexte géographique 13

2) Contexte géologique 13

II-3 - Etudes antérieures dans le bassin sédimentaire de Mamfé 15

II-4- Appareillage et techniques d'acquisition des données en MT 16

1) Appareillage 16

2) Techniques d'acquisition des données en MT 18

Chapitre III Interprétation et Exploitation des Données HMT .20

III-1- Interprétation des données HMT 20

1) Courbes de sondage 20

2) Profils de résistivité ou courbes de profilage 20

3) Pseudo section ...21

4) Section géoélectrique 21

III-2 Exploitation des données HMT	...21
1) Profil d'étude	.21		2) Analyse des courbes de sondage
23	3) Analyse des profils de résistivité
28	4) Analyse de la pseudo section
32	5) Analyse de la section géoélectrique
..34	6) Modèle géologique
38

Conclusion et Perspectives 39

Bibliographie et Références Informatiques .40