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UNIVERSITE D’ANTANANARIVOECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
DEPARTEMENT MINES____________________
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur des Mines
ETUDE D’IMPLANTATION ET D’ ETABLISSEMENT
D’UN PROGRAMME DE FORAGE POUR LA PROSPECTION DU GISEMENT DE
CHARBON DE LA SAKOA
Présenté par Mlle RAJAONARISOA Vony Harimalala
Promotion 2004
1
UNIVERSITE D’ANTANANARIVOECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
DEPARTEMENT MINES____________________
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur des Mines
ETUDE D’IMPLANTATION ET D’ ETABLISSEMENT
D’UN PROGRAMME DE FORAGE POUR LA PROSPECTION DU GISEMENT DE
CHARBON DE LA SAKOA Membres de jury :
Président : Monsieur RANDRIANJA Roger
Chef de Département Mines
Examinateurs :
- Monsieur RASOLOMANANA Eddy
Enseignant chercheur à l’ESPA
- Monsieur RAVELOSON Claude Césaire
Ingénieur expert en Géologie (OMNIS)
Encadreurs :
- Monsieur RAFARALAHY
Enseignant chercheur à l’ESPA
- Monsieur VALITERA René
Ingénieur de forage et de production pétrolière (OMNIS)
Date et heure : Vendredi 13 Mai 2005 à 08h
Lieu : Bloc 21 Vontovorona
Présenté par Mlle RAJAONARISOA Vony Harimalala
Promotion 2004
2
REMERCIEMENTS
En premier lieu, nous rendons grâce au Seigneur Dieu qui nous a permis de réaliser cette œuvre. Nous lui adressons notre éternelle reconnaissance.
Nous remercions le Directeur de l’ESPA qui nous a autorisé de soutenir le présent mémoire.
Nous tenons à remercier également le chef de Département Mines ainsi que tous les enseignants de l’ESPA qui ont fait tout leur possible et donné ce qu’ils avaient de meilleur afin que nous, étudiants de ce département, puissions avoir les meilleurs acquis.
Nous remercions particulièrement nos encadreurs qui nous ont aidé et soutenu durant les épreuves, sans compter les difficultés et les différentes étapes pour mener à bien la réalisation de ce mémoire, et les membres de jury ici présents qui ont accepté de juger cette oeuvre.
Nous tenons à remercier également :
Les personnels de l’OMNIS qui nous ont beaucoup aidé sur la documentation en particulier ceux des deux directions DEA et DH
Les personnels de la FTM qui nous ont guidé et donné des suggestions lors de l’élaboration des différentes cartes figurées dans l’ouvrage.
Nous présentons toutes nos gratitudes à toute la famille, les amis, proches et tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce mémoire.
Merci beaucoup à vous tous et encore MERCI !
3
TABLE DES MATIERES
LISTE DES TABLEAUX................................................................................................... iLISTE DES FIGURES........................................................................................................ iiLISTE DES ABREVIATIONS ET UNITES DE MESURE...............................................iiiINTRODUCTION............................................................................................................... 1GENERALITES.................................................................................................................. 2
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE CHARBON
I. ORIGINE ET FORMATION DU CHARBON............................................................... 3I.1. Développement et dépôt des végétaux................................................................3 I.2. Dégradation des débris de végétaux................................................................... 3
I.2.1. Diagenèse biochimique.......................................................................4 I.2.2. Diagenèse géochimique...................................................................... 4I.2.3. Gisement allochtone et autochtone ....................................................4
II. CLASSIFICATION DU CHARBON.............................................................................4III. UTILISATION DU CHARBON....................................................................... 9III.1. Dans les foyers domestiques........................................................................ 9III. 2. En sidérurgie................................................................................................9III. 3. Gazéification et liquéfaction.......................................................................9III. 4. Production d’électricité.............................................................................. 10 III. 5. Autres utilisations........................................................................................10
IV. CONSOMMATION ET PRODUCTION MONDIALE DE CHARBON.................... 10
CHAPITRE II : LE GISEMENT DE CHARBON DE LA SAKOA
I. SITUATION GEOGRAPHIQUE.................................................................................... 11I.1. Z one administrative....................................................................................... 11 I.2. Climat............................................................................................................... 11
II. HISTORIQUE.................................................................................................................13 III. FORMATION DU CHARBON DE LA SAKOA.........................................................15IV. CADRE GEOLOGIQUE.............................................................................................. 15
IV.1. Géologie régionale........................................................................................ 15 IV.2. Stratigraphie................................................................................................. 18
IV.2.1. Le groupe de la Sakoa......................................................................18 IV.2.1.1. La série glaciaire............................................................... 18 IV.2.1.2. La série houillère...............................................................18IV.2.1.3. La série rouge ...................................................................19IV.2.1.4. Le calcaire de Vohitolia.................................................... 19
IV.2.2.Le groupe de la Sakamena................................................................ 19 IV.2.3.Le groupe de l’Isalo.......................................................................... 20
IV.3. Structure géologique.................................................................................... 20 IV.4. Qualité du charbon....................................................................................... 22
V. DETAILS SUR LES ANCIENS FORAGES................................................................. 23VI. INTERPRETATION ET ANALYSE DES DONNEES............................................... 29
4
CHAPITRE III : GENERALITES SUR LE FORAGE
I. DEFINITIONS, PROCEDES, ROLES............................................................................30I.1. Définitions........................................................................................................ 30 I.2. Procédés de forage...........................................................................................30
I.2.1. Le forage par battage.......................................................................... 30 I.2.2. Le forage rotary.................................................................................. 32 I.2.3. La tarière et le Benoto ........................................................................32I.2.4. Les autres procédés.............................................................................32
I.3. Rôles du forage................................................................................................ 33II. APPAREILS DE FORAGE............................................................................................34
II.1. Le train de sonde............................................................................................34II.2. Le système de levage......................................................................................35II.3. Le système de rotation...................................................................................35II.4. Le système de circulation.............................................................................. 35
III. OBJECTIF ET PARAMETRES DU FORAGE............................................................35III.1. Objectif .........................................................................................................35III.2. Paramètres.................................................................................................... 35
III.2.1.Les paramètres mécaniques.............................................................. 36III.2.2. Les paramètres hydrauliques............................................................36
IV. PROGRAMME DE CONSTRUCTION DES PUITS.................................................. 37 IV.1. Les profondeurs...........................................................................................37IV.2. Les diamètres................................................................................................ 37
CHAPITRE IV: LE FORAGE MINIER
I. SPECIFICITES DU FORAGE MINIER......................................................................... 38I.1. La profondeur..................................................................................................38I.2. La construction du puits ................................................................................ 38I.3. Le tubage..........................................................................................................38
II. LES ROLES DU FORAGE DANS LA PROSPECTION MINIERE............................ 38III. LES DIFFERENTS TYPES DE FORAGE MINIER....................................................39
III.1.Le forage destructif....................................................................................... 39III.2.Le carottage................................................................................................... 39
DEUXIEME PARTIE : IMPLANTATION ET ETABLISSEMENT DU PROGRAMME DE FORAGE
CHAPITRE I : GENERALITES
I. OBJECTIFS..................................................................................................................... 40II. PRINCIPES.....................................................................................................................40
II.1. Implantation...................................................................................................41II.2. Programme de forage.................................................................................... 41
II.2.1. Forage carottage................................................................................ 42a. Profondeur totale ......................................................................... 42b. Profil des forages..........................................................................42
b.1. Section de surface..........................................................42b.2. Section technique...........................................................42
II.2.2. Fluide de forage.................................................................................43II.2.3. Surveillances..................................................................................... 43
5
II.2.4. Rotation............................................................................................. 43III. ESTIMATION DE RESERVE....................................................................................44
III.1. Les différentes méthodes............................................................................. 44III .1.1 Méthode des blocs géologiques....................................................... 44III.1.2 Méthode des blocs d’exploitation .................................................... 44III.1.3. Méthodes du polygone..................................................................... 44
III.1.4. Méthode du triangle......................................................................... 45III.1.5 Méthode des sections géologiques....................................................45III.1.6. Méthodes des isolignes.................................................................... 45
III.2. Les paramètres et formules de base du calcul de réserve........................ 46III .2.1. Epaisseur......................................................................................... 46III.2.2 Teneur moyenne en minerai utile......................................................46
III.2.3. Poids de l’unité de volume.............................................................. 46III.2.4. Surface............................................................................................ 47
III.3 Calcul de la réserve de charbon dans l’Extension Ouest...........................47III .3.1.Methode de calcul............................................................................ 47III.3.2.Calcul effectif de la réserve.............................................................. 54
CHAPITRE II : CALCUL D’IMPLANTATION ET DETERMINATION DES PROFONDEURS
I. CALCUL D’IMPLANTATION...................................................................................... 55I.1. Nombre de forages.......................................................................................... 55I.2. Coordonnées.................................................................................................... 56
II. CALCUL D’ EXECUTION........................................................................................... 58II.1. Principe...........................................................................................................58II.2. Calcul de la profondeur finale...................................................................... 58
II.2.1. Profondeur du toit de la couche IV .................................................. 58 II.2.2. Calcul de la profondeur finale........................................................... 63II.2.2.1. Puissance moyenne de la couche IV dans chaque Mine................ 65II.2.2.2. Profondeur finale de chaque forage................................................67
II.3. Calcul de la profondeur du forage destructif .............................................68II.3.1. Calcul de la distance entre le toit de la couche IVet celui de la couche V................................................................................. 68II.3.2. Calcul de la profondeur du forage destructif.....................................70
II.4. Calcul de la longueur du carottage.............................................................. 71
CHAPITRE III : VENTILATION DES TRAVAUX ET CHOIX DES EQUIPEMENTS
I. VENTILATION DES TRAVAUX.................................................................................. 73I.1.Mobilisation...................................................................................................... 73
I.1.1. Génie civil...........................................................................................73I.1.1.1. Réhabilitation des voies existantes...................................... 73I.1.1.2. Réaménagement du camp d’Ankinany................................ 73I.1.1.3. Ouverture des voies d’accès.................................................74I.1.1.4. Aménagement des sites de forage........................................75
I.1.2. Transport du gros matériel................................................................75I.2. Chantier............................................................................................................75
I.2.1.Implantation des forages......................................................................76I.2.2 Montage de l’appareil de forage.......................................................... 76I.2.3 Forage-carottage.................................................................................. 76
6
I.2.3.1.Section de surface................................................................. 76I.2.3.2. Section technique................................................................. 76I.2.3.3. Démontage et transfert de l’appareil....................................77
I.2.4. Entretien routier.................................................................................. 77I.3. Repli..................................................................................................................77
II. CHOIX DES EQUIPEMENTS.......................................................................................77II.1. Engins de génie civil et matériels roulants.................................................. 77
II.1.1. Engins de génie civil......................................................................... 77II.1.2. Matériels roulants.............................................................................. 78
II.2. Appareil et équipements de forage..............................................................78II.2.1. Appareil de forage............................................................................. 78II.2.2. Equipements de forage...................................................................... 79
II.2.2.1 Train de sonde..................................................................... 79II.2.2.2. Tubage ............................................................................... 80II.2.2.3 Train de carottage................................................................ 81II.2.2.4 Combinaison des diamètres................................................. 81
II.3. Matériels et outillages de campement.......................................................... 82II.3.1. Hébergement..................................................................................... 82
II.3.1.1. Au camp principal.............................................................. 82II.3.1.2. Au camp mobile..................................................................82
II.3.2. Restauration.......................................................................................82II.3.3. Equipements sanitaires...................................................................... 83II.3.4. Eclairage et entretien......................................................................... 83II.3.5. Magasin............................................................................................. 83
CHAPITRE IV : ETABLISSEMENT DU TIMING ET EVALUATION DES COUTS
I. ETABLISSEMENT DU TIMING........................................................... 84I.1. Estimation des durées des travaux................................................................ 84
I.1.1 Mobilisation.........................................................................................84I.1.2 Chantier................................................................................................85I.1.3. Repli…………………………………………………………………86
I.2. Organisation des travaux............................................................................... 86II. EVALUATION DES COUTS................................................................ 88
II.1. Gros matériels roulants.................................................................................88 II.1.1. Mobilisation....................................................................................... 88 II.1.1.1. Location................................................................................ 88 II.1.1.2. Carburants et lubrifiants........................................................88 a- Carburants................................................................................88 b- Lubrifiants............................................................................... 89 II.1.1.3. Récapitulation du coût de la mobilisation.............................89 II.1.2. Chantier...............................................................................................89 II.1.2.1. Location de l’appareil de forage et des matériels roulants....89 II.1.2.2. Consommables de forage...................................................... 90 II.1.2.3. Location des matériels tubulaires..........................................90 II.1.2.4. Carburants et lubrifiants........................................................91 a- Carburants................................................................................91 b- Lubrifiants............................................................................... 91 II.1.2.5. Récapitulation du coût du chantier........................................91 II.1.3. Repli.................................................................................................... 92 II.1.3.1. Location................................................................................. 92
7
II.1.3.2. Carburants et lubrifiants.........................................................92 a- Carburants................................................................................92 b- Lubrifiants............................................................................... 92 II.1.3.3. Récapitulation du coût de repli.............................................. 92
II.2. Coût des petits outillages et autres supports logistiques............................ 93II.3. Frais des personnels.......................................................................................93II.4. Récapitulation du coût de la campagne....................................................... 94
CHAPITRE V : APERCU ENVIRONNEMENTAL DU PROGRAMME
I. IMPACTS POSITIFS........................................................................................ 95II. IMPACTS NEGATIFS......................................................................................96III. MESURES D’ ATTENUATION...................................................................... 97
CONCLUSION SUR LA DEUXIEME PARTIE........................................................... 98
CONCLUSION GENERALE...........................................................................................99
BIBLIOGRAPHIE............................................................................................................ 100
ANNEXES
8
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Système de classification internationale comparé avec les systèmes de classification nationaleTableau 2: Classification internationale du charbonTableau 3: Constituants pétrographiques du charbonTableau 4: Variation de l’épaisseur de la couche IV dans chaque MineTableau 5: Qualité du charbon in situ de chaque MineTableau 6: Anciens foragesTableau 7: Divers procédés de forageTableau 8: Caractéristiques des coupesTableau 9: Réserve possible de charbon de l’Extension OuestTableau 10: Coordonnées des nouveaux points de forageTableau 11: Profondeur du toit de la couche IV dans chaque forageTableau 12: Epaisseur moyenne de la couche IV dans la Mine IIITableau 13: Epaisseur moyenne de la couche IV dans la Mine IITableau 14: Epaisseur moyenne de la couche IV dans la Mine ITableau 15: Epaisseur moyenne de la couche IV dans l’Extension SudTableau 16: Profondeur finale des nouveaux points de forageTableau 17: Distance entre les toits des couches IV et V dans la Mine IIITableau 18: Distance entre les toits des couches IV et V dans la Mine IITableau 19: Distance entre les toits des couches IV et V dans la Mine ITableau 20: Distance entre les toits des couches IV et V dans l’Extension SudTableau 21: Profondeur du forage destructif des nouveaux points de forageTableau 22: Longueur du forage et du carottageTableau 23: Dimensions géométriques des tigesTableau 24: Dimensions des tubesTableau 25: Dimensions des carottiersTableau 26: Combinaison de diamètres des équipements de forageTableau 27: Durée des travaux de génie civilTableau 28: Estimation de la durée du chantierTableau 29: Coût de location des matériels roulants et engins de génie civil Tableau 30: Coût des carburants des matériels roulants et engins de génie civilTableau 31: Coût de lubrifiants des matériels roulants et engins de génie civilTableau 32: Récapitulation du coût du chantierTableau 33: Coût de location de l’appareil de forage et des matériels roulantsTableau 34: Coût des consommables de forageTableau 35: Coût de location des matériels tubulairesTableau 36: Coût des carburants de chantierTableau 37: Coût de lubrifiants de chantierTableau 38: Récapitulation du coût du chantierTableau 39: Coût de location des matériels roulants pendant le repliTableau 40: Coût de carburants pendant le repliTableau 41: Coût de lubrifiants pendant le repliTableau 42: Récapitulation du coût de repliTableau 43: Coût des petits outillages et autres supports logistiquesTableau 44: Frais du personnelTableau 45: Coût total de la campagneTableau 46: Impacts positifs de la campagne de prospectionTableau 47: Impacts négatifs de la campagne de prospectionTableau 48: Mesures d’atténuation des impacts négatifs
i
LISTE DES FIGURES
Figure 1: Production mondiale de charbonFigure 2: Situation géographique de la SakoaFigure 3: Carte de localisation des bassins de charbonFigure 4: Carte géologique de la SakoaFigure 5: Localisation de la zone d’étudeFigure 6: Anciens points de forage dans la Mine IIIFigure 7: Anciens points de forage dans la Mine III et IIFigure 8: Anciens points de forage dans la Mine II et IFigure 9: Anciens points de forage dans la Mine I et l’Extension SudFigure 10: Le forage par battageFigure 11: Le forage rotaryFigure 12: Schéma simplifié d’un train de sondeFigure 13: Profil du forageFigure 14: Carte topographique de la zone d’étudeFigure 15: Coupe1Figure 16: Coupe 2Figure 17: Coupe 3 Figure 18: Coupe 4Figure 19: Coupe 5Figure 20: Modèle numérique du terrain Figure 21: Carte à isobathes de la couche IV (Mine III)Figure 22: Carte à isobathes de la couche IV (Mine II)Figure 23: Carte à isobathes de la couche IV (Mine I)Figure 24: Carte à isobathes de la couche IV (Extension Sud)Figure 25: Corrélation des couches de charbonFigure 26: Diagramme de GANTT
ii
LISTE DES ABREVIATIONS ET UNITES DE MESURE
a : Are
A.E.R.P : Autorisations Exclusives de Réservation de Périmètres
BU.MI.F.O.M : BUreau MInier de la France d’Outre Mer
°C. Degré Celsius
Cal : Calorie
ca: Centiare
C.I.D.A : Canadian International Development Agency
D.E.A : Direction de l’Energie Atomique
D.H : Direction des Hydrocarbures
F.T.M: Foiben-Taosaritanin’i Madagasikara
g : Gramme
I.D.A : International Development Association
E.S.P.A : Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo
Kj : Kilojoule
Km : Kilomètre
m : Mètre
Mt : Million de tonnes
N.A.S.C.O : National Supply and Services Company
O.M.N.I.S : Office des Mines Nationales et des Industries Stratégiques
R.I.P : Route d’intérêt Provincial
R.N.P : Route Nationale Principale
R.N.S : Route Nationale Secondaire
S.C.S : Société de Charbonnage de la Sakoa
S.P.M : Société des Pétroles de Madagascar
iii
INTRODUCTION
Madagascar possède un gisement de charbon largement exploitable. L’exploitation éventuelle de
ce gisement pourrait résoudre un certain nombre de problèmes sur le développement du pays parce
qu’en tenant compte de la qualité du charbon de la Sakoa, il peut être utilisé en cimenterie, centrale
électrique et dans d’autres secteurs.
Depuis 1985, l’O.M.N.I.S (Office des Mines Nationales et des Industries Stratégiques) a travaillé sur
le projet charbon de la Sakoa. Actuellement, il est détenteur d’un permis de recherche d’une vingtaine
de carrés sur ce gisement.
Les études effectuées jusqu’à présent sur le gisement de la Sakoa concernent presque
exclusivement la zone immédiatement juxtaposée aux affleurements. Cette zone constitue ce qu’on
appelle Grande Mine et Extension Sud.
La prospection de la partie située à l’Ouest de la rivière Sakoa s’avère intéressante pour bien définir la
totalité du gisement et d’envisager une exploitation minière plus grande.
Le présent Mémoire se propose de réaliser cette étude, par l’implantation des forages et
l’établissement d’un programme technique de réalisation. La réalisation d’un tel programme pourrait
apporter de nouvelles données, en complément de celles que l’on dispose à l’heure actuelle.
Cette étude est basée sur les données fournies par les anciens forages et la géologie de la Grande Mine.
Pour la rédaction, nous proposons deux grandes parties :
- La première partie présentera le gisement par l’intermédiaire des rappels bibliographiques
- La seconde partie parlera de l’implantation de forages et de l’établissement d’un
programme d’exécution
1
GENERALITES
Dans les pays développés, le charbon tient une grande place dans la production d’énergie. La
classification du charbon varie suivant quelques critères et parfois chaque pays adopte sa classification
nationale.
Outre la production d’énergie, le charbon a aussi d’autres utilisations selon son type.
Madagascar possède un gisement de charbon dans sa partie Sud-Ouest. C’est le Capitaine
Colnacap qui a découvert les premiers indices de charbon dans la vallée de la Sakamena en 1907.
Depuis cette découverte, de nombreuses études ont été faites par différentes compagnies et agences.
Une quarantaine de forages ont été réalisés sur ce gisement et la prospection a abouti à des
résultats qui ont mis en évidence le plongement des couches de charbon du Nord vers le Sud, la qualité du
charbon, et la stratigraphie du terrain.
Le pendage augmente du Nord au Sud (20° dans la Mine III et 20 à 35° dans l’extension Sud). Et
l’épaisseur augmente du Nord au Sud et varie de 0,1 à 13 m. [4]
Du point de vue de la puissance, il existe à Sakoa cinq couches de charbon importantes. Mais parmi elles,
seules les trois supérieures nommées de haut en bas V, IV, III s’avèrent intéressantes du point de vue de
l’exploitation.
Quant à la stratigraphie, la Sakoa comprend de bas en haut : la série glacière, la série houillère, la série
rouge et le calcaire de Vohitolia.
On a divisé la surface minière en quatre parties qui sont nommées, du Sud au Nord, Extension Sud, Mine
I, Mine II et Mine III. Ces parties sont limitées respectivement par les rivières Bevinda, Mamboreko,
Manintsy et Mavonono.
Ces résultats ont permis d’effectuer les études de mise en exploitation de ce gisement. Mais les
données ne sont pas complètes pour l’estimation plus précise de la réserve du fait qu’on ne connaît pas
l’extension à l’Ouest.
2
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
1
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE CHARBON
I. ORIGINE ET FORMATION DU CHARBON
Le charbon est un combustible généralement de couleur noire, d’origine végétale et renfermant une forte teneur en carbone.
Les facteurs qui influent le plus la formation du charbon sont :
- L’effet de la tectonique et le lieu de la sédimentation- L’association végétale- Les conditions géochimiques : niveau de l’eau, pH, salinité
Ces facteurs contrôlent :
- La vitesse et le degré de dégradation de la matière végétale,- Le type et la proportion des constituants organiques et inorganiques qui
caractérisent le charbon
Parmi les facteurs qui conditionnent la maturité du charbon, les plus importants sont :
- La température (imposée par la profondeur d’enfoncement du dépôt, l’influence géothermale,…etc.)
- La pression résultant de la surcharge existante et de la pression issue de la tectonique,
- Le temps écoulé depuis la formation. [7]
La formation du charbon a lieu en deux étapes :
- Première étape : le développement et dépôt des végétaux,- Deuxième étape : la dégradation des végétaux. [3]
I.1. Développement et dépôt des végétaux A des époques géologiques reculées, pendant la période Carbonifère, le monde était
couvert de végétation et d’association végétale de deux types : les forêts polaires et les steppes polaires.Ces végétations se développent, croissent plus ou moins facilement et meurent sous une couche d’eau.Les débris de végétaux qui sont déposés en milieux aquatiques marins, saumâtres ou doux subissent une dégradation.
I.2. Dégradation des débris de végétaux
La dégradation se fait en deux stades : la diagenèse biochimique ou gélification et la diagenèse géochimique ou houillification.
3
I.2.1. Diagenèse biochimique
Pendant la diagenèse biochimique, les débris de végétaux subissent une dégradation de leur structure cellulaire et de leurs matières organiques complexes. Cette altération est liée à l’activité des bactéries aérobies et à celle des champignons. Le manque d’air causé par l’augmentation de la profondeur et le recouvrement par d’autres éléments conduit à la diminution progressive des bactéries aérobies puis leur disparition et à l’augmentation des bactéries anaérobies.
Durant ce stade, la substance humique se forme et sa formation appelée humification est fonction de l’apport en oxygène, de l’augmentation de la température et de l’acidité du milieu.
La dégradation de la structure cellulaire s’accompagne de l’enrichissement en carbone du dépôt (de 45% jusqu’à 55 à 60 % de carbone). [3]
I.2.2. Diagenèse géochimique
Après la disparition de la vie microbienne, les seules réactions sont géochimiques et on entre au stade de diagenèse géochimique. Ce stade consiste en une forme de métamorphisme qui permet le développement d’un jeune charbon (catagenèse).
Le phénomène de subsidence entraîne un enfouissement plus profond du dépôt, une élévation de la température et de la pression. Ce phénomène favorise alors l’évolution du charbon.
Des conditions particulières comme l’enfouissement brutal, l’augmentation de la température à cause du volcanisme et de la tectonique peuvent transformer un jeune charbon en anthracite.
L’évolution de la tourbe en anthracite s’accompagne d’un changement physico-chimique (diminution des rapports H/C, O/C donc augmentation de la teneur en carbone ; diminution de la teneur de matières volatiles, augmentation du pouvoir réflecteur de la vitrinite) et de changements structuraux (diminution de la porosité, apparition des litages).
I.2.3. Gisement allochtone et autochtone
Les débris de végétaux peuvent subir un transport ou rester sur le lieu où les plantes ont vécu. Dans le premier cas, on a une accumulation d’origine allochtone et dans le second cas, une accumulation d’origine autochtone. [4]
II. CLASSIFICATION DU CHARBON
La classification du charbon est nécessaire pour standardiser la communication entre les producteurs et les utilisateurs du charbon.Plusieurs combinaisons de paramètres sont utilisées pour classifier le charbon. Ce qui entraîne un problème très complexe. De plus, chaque pays adopte sa classification nationale.
Deux critères sont proposés pour la classification du charbon :
1- Le premier critère, scientifico- génétique est basé sur la composition, l’origine et le degré de maturité du charbon.
2- Le second critère technico-commercial se réfère aux paramètres technologiques tels que la teneur en cendre, le pouvoir calorifique ainsi qu’aux caractéristiques relatives à l’utilisation du charbon. [7]
4
En résumé, les classifications existantes résultent approximativement des analyses préliminaires du charbon et de quelques propriétés. Plus récemment, les paramètres pétrographiques sont introduits.
Quatre classifications ont été déjà envisagées :
- La classification chimique basée sur des analyses sommaires (humidité, matières volatiles, cendres, carbone fixe, pouvoir calorifique, hydrogène).
- La classification biologique basée sur la nature des organismes intervenant dans la formation du charbon.
- La classification pétrographique macroscopique et microscopique.
- La classification industrielle basée sur les caractères macroscopiques : carbone total, humidité, pouvoir calorifique. [4]
En 1981, un système international de classification a été illustré par un code de trois chiffres : le premier indique la classe, le second le groupe et le troisième le sous-groupe (Alpern).
Ce système a été utilisé pendant 25ans et plus avant d’être adopté.
Tous les paramètres qui caractérisent le charbon sont en relation avec trois conceptions de base : le grade, le rang, et le type.
- Le grade est basé sur la teneur en cendre du charbon qui peut être haute (>80 %), moyenne (30 à 80 %) et faible (0 à 30 %)
- Le type est basé sur la constitution pétrographique : le charbon est formé de nombreux constituants organiques fondamentaux caractérisés par une certaine homogénéité d’aspects appelés macéraux qui ont été rassemblés en trois groupes : vitrinite, exinite (ou leptinite) et inertinite dont chacun a ses caractéristiques particulières.
- Le rang est subdivisé en lignite, houille bitumineux et anthracite. Chaque catégorie se subdivise en section faible, moyenne, et haute. [7]
5
Système de classificationinternationale Systèmes de classification nationale
ClasseN°
Teneur en matières volatiles
Pouvoir Calorifique Belgique Allemagne France Italie Pays-Bas Pologne Royaume-
UniEtats-Unis d’Amérique
0 0-3
1A 3-6,5
1B 6,5-10
Maigre Anthrazit
Anthracite
Anthraciti speciali
Anthraciti comuni
MaigreCarboni Magri
Anthraciet
Meta-antracyt
Anthracyt
Polantracy
Anthracite
Meta-anthracite
Anthracite
Semi-Anthracite
Mager Chudy Dry Steam
2 10-14
1 /4Gras1 /4Gras3/4Gras
Mager-khole
Demi-gras
Esskool
Potkoksowy CokingSteam
Low volatile bituminous
3 14-20Esskohle
Gras
Fett-Khole
Carboni Semi-grassi
Medium volatile bituminous
4 20-28
5 28-33
Gaskhole
Gras à courte flamme
Gras proprement dit
Carboni-grassiCarta fiamma
6 > 33(32-40)
8450 -7750Carboni-grassiMedia fiamma
VetKool
orthokosowy
Gazowokosowy
Medium volatile Coking
High volatil
High volatile bituminous A
6
7 > 33(32-44)
7750 -7200
8 >33(34-46)
7200 -6100
9> 33(36-48)
< 6100
Gaz flamme Khole
Carboni-da gas
GasKool
Gazowy
High volatile bituminous B
Flambant Gras
Carboni-grassiDo vapore
Gasvlam-Kool
Gazowo-plomienny High volatile
bituminous C
Flambant Sec
Carboni-secchi
Vlam-Kool
Plomieny Sub- bituminous
Tableau 1 : Système de classification internationale comparé avec les systèmes de classification nationale
GroupeCode Sous-groupe
N° de groupe
le premier chiffre indique la classe
le second le groupe
le troisième le sous groupe
N° sous-groupe
3
435 535 635 5
334 434 534 634 4
333 433 533 633 733 3
432 532 632 732 832 2
2
323 423 523 623 723 823 3
322 422 522 622 722 822 2
321 421 521 621 721 821 1
1 212 312 412 512 612 712 812 2
211 311 411(*) 511 611 711 811 1
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0
N° classe 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
7
(*) Notons que le charbon de la Sakoa a le code 411 étant de classe 4, groupe 1 et sous-groupe1
Tableau 2 : Classification internationale du charbon
Lythotypes Groupe macéral Macéral Origine Chimie
VITRAIN
brillant
VITRINITE Telinite (parois cellulaires)
Collinite (remplissage des cellules, vitrinite sans structure apparente)
Tissus
Ligneux,
Ecorces,
Feuilles,
etc
Teneurs intermédiaires entre hydrogène et matières volatiles
CLARAIN EXINITE
(ou LEPTINITE)
Sporinite
Cutinite
Résinite
Alginite
Subérinite
Fluorinite
Bituminite
Exudanite
Exines de spores
Cuticules
Résines
Algues
Liège
Huile et graisse
Teneurs en hydrogène et matières volatiles plus élevées.
Plus aliphatiques
8
FUSAIN
Pulvérulent ou fibreux
DURAIN
Dur et mat
INERTINITE (*)
Fusinite
Semifusinite
Macrinite
Micrinite
Sclérification
Tissus Ligneux
Matériaux végétaux sclérotes et hyphes de champignons
Teneurs en hydrogène et matières volatiles plus faibles.
Plus aromatiques
(*) Le charbon de la Sakoa est caractérisé par sa forte teneur en inertinite
Tableau 3 : Constituants pétrographiques du charbon
III. UTILISATION DU CHARBON
Toutes les classes de charbon ont une valeur et un usage. Les centrales électriques ainsi que les industries de cuisson sont les plus gros consommateurs du charbon.
Dans les années 1980, la transformation de la houille en gaz combustible a trouvé une évolution dans les pays industrialisés.
III.1. Dans les foyers domestiques
Le charbon brut n’est pas utilisé directement au foyer domestique mais on lui fait subir d’abord un traitement minéralurgique.
Le pouvoir calorifique du charbon est amélioré par un bon triage mais surtout par une diminution de la teneur en cendres. Cette diminution de la teneur en cendres entraîne l’augmentation à la fois du pouvoir calorifique du charbon et de son rendement thermique. [2]
III. 2. En sidérurgie
En sidérurgie, on utilise surtout des cokes. Le procédé de production de coke donne de nombreux sous-produits chimiques qui sont utilisés dans la fabrication d’autres produits. [8]
La granulométrie des cokes varie de 4 à 40 mm. Ce qui détermine leur usage : les gros cokes sont utilisés pour la fabrication des fontes tandis que les petits cokes sont destinés pour l’ électrométallurgie, l’électrochimie, les fours à chaux, les fours à graphitiser …etc.[4]
9
Le coke est obtenu par calcination de la houille à plus de 1000° C. Il ne contient qu’une très faible fraction de matières volatiles et brûle sans fumée ni odeur. Il a un pouvoir calorifique élevé et il est très résistant à la compression.
Auparavant, le coke est fabriqué comme sous-produit dans la synthèse des gaz d’éclairage. [8]
1000 Kg de charbon fournit environ :[4]
- 750 Kg de coke sec- 30 à 40 Kg de goudrons de houille- 7 à 12 Kg de Benzol- 5 à 10 Kg d’ammoniaque (utilisé pour l’engrais)- 170 Kg de gaz- 25 kg d’eau
III. 3. Gazéification et liquéfaction
On entend par gazéification et liquéfaction les procédés de transformation du charbon respectivement en gaz et en liquide.Entre l’aube du XIXe Siècle et la période de la Deuxième Guerre Mondiale, le charbon fut utilisé pour la fabrication des gaz combustibles de même que les techniques de liquéfaction servaient à produire des huiles minérales. Il existe plusieurs méthodes de gazéification, le plus simple étant la pyrolyse qui consiste à chauffer le charbon en l’absence de l’air pour produire un gaz combustible.
Il y a aussi la vapo-gazéification dont la réaction globale est :
C + H2O CO + H2 – 131,4 KJEt l’hydrogazéification qui fournit le méthane : [4]C + 2H2 CH4 + 74,9 KJ
III. 4. Production d’électricité
Les centrales électriques sont parmi les plus gros consommateurs du charbon.En 1990, elles utilisent environ 40 % de la production mondiale. [4]
L’usage du charbon dans les centrales électriques dépend de son pouvoir calorifique minimal qui est la chaleur réellement utilisable, l’indice de matières volatiles, la nature des cendres et la teneur en soufre qui sert à évaluer la pollution résultante.
III. 5. Autres utilisations
On utilise le charbon pour la production de chaleur. Ce sont notamment les industries de séchage et de cuisson, les cimenteries et les briqueteries qui utilisent les charbons.
IV. CONSOMMATION ET PRODUCTION MONDIALE DE CHARBON
La part du charbon dans la consommation mondiale d’énergie est stable depuis 1980. Il assure 25% de la demande mondiale, essentiellement pour la production d’électricité et de vapeur.
10
En 2000, le Japon a été le plus grand importateur de charbon avec 145 Mt, suivi par la Corée du Sud avec 64 Mt, Taiwan avec 45 Mt, et la Russie avec 26 Mt.
La courbe suivante nous donne la production mondiale de charbon par catégorie avec prévision.
Production mondiale de charbon par catégorie d'après USDOE/EIA avec prévision
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
année
TotalBituminousLigniteAnthracite
Figure 1 : Production mondiale de charbon [14]CHAPITRE II : LE GISEMENT DE CHARBON DE LA SAKOA
I. SITUATION GEOGRAPHIQUE
Le gisement de charbon de la Sakoa se trouve au Sud-ouest de Madagascar, approximativement 220 Km sur route du port de Tuléar.
On y accède à partir de Tuléar par la Route Nationale Principale n°7 jusqu’à Andranovory (70 Km), puis par la Route Nationale Secondaire n°10 jusqu’à Ambatry (110 Km) et par une Route d’Intérêt Provincial d’Ambatry à Sakoa (40 Km). [6]
La localisation de la Sakoa est représentée sur la figure 2
I.1. Z one administrative
La zone qui contient le gisement de charbon dépend administrativement de la Commune Rurale de Soamanonga, district de Betioky.
Les zones bordières du Sud et de l’Est dépendent des districts d’Ampanihy, et de Betroka. [2]
I.2. Climat
Le climat est de type tropical sec, à moussons très atténuées et d’humidité intermittente. Il est marqué par une sécheresse due à une chaleur soutenue et surtout au vent qui provoque une évaporation intense.
11
Production mondiale de charbon par catégorie avec prévision
12
300000
200000
100000
100000 200000
100000 200000 300000
500000
400000
500000
400000
300000
300000
200000
100000
TOLIARATOLIARATOLIARATOLIARATOLIARATOLIARATOLIARATOLIARATOLIARA
BETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKY
BENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRA
AMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHY
SoamanongaSoamanongaSoamanongaSoamanongaSoamanongaSoamanongaSoamanongaSoamanongaSoamanongaAmbatryAmbatryAmbatryAmbatryAmbatryAmbatryAmbatryAmbatryAmbatry
SAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHA
ANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABO
AnkinanyAnkinanyAnkinanyAnkinanyAnkinanyAnkinanyAnkinanyAnkinanyAnkinany
AndranovoryAndranovoryAndranovoryAndranovoryAndranovoryAndranovoryAndranovoryAndranovoryAndranovory
Chef-lieu de provinceChef-lieu de district
AutreLimite de districtRoute NationalePrincipaleRoute d'IntérêtProvincialAutres routesPiste ou chemin
Echelle : 1:200.000
Zone d'étude
13
FIGURE 2 : SITUATON GEOGRAPHIQUE DE LA SAKOA
II. HISTORIQUE
- 1907-1908 :- Découverte des empreintes fossiles de reptiles dans la vallée de la Sakamena
par le Capitaine Colnacap,- Déclaration de M.Boule de l’existence certaine d’une série houillère à
Madagascar, analogue aux formations du Karroo à charbon de l’Afrique Australe.
- Prospection immédiate de la région par le Capitaine Colnacap et ses adjoints, le Lieutenant Dauche, Bucher et Contet.
- Découverte du premier affleurement de charbon par Dauche dans l’Imaloto, suivi de l’Ianapera par Colnacap.
- 1910 :- Etude pour le compte du Service des Mines de la région de l’Ianapera par
l’ingénieur Evesque,
- 1911-1912 :- J.Giraud soupçonnait une extension plus grande.
- 1919 :- Reprise de l’étude des terrains sédimentaires du Sud-Ouest par H.Perrier de la
Bathie, établissement de la stratigraphie.
- 1926 :- Mission de lever de carte géologique et prospection d’ensemble du bassin.- Le service des Mines faisait entreprendre des travaux de recherche, tranchées
et descenderies dans le secteur Sakoa par l’ingénieur Devred ; terminés en Avril 1926.
- Publication d’une carte géologique au 1 /100.000 puis au 1/200.000 en 1929.
- 1931 :- Constitution de la SOCIETE DE CHARBONNAGE DE LA SAKOA (S.C.S),
étude de mise en valeur, recherche des moyens d’évacuation.
- 1941 :- Ouverture de l’exploitation pilote par l’ingénieur Seren sous la direction du
Chef de Service des Mines Essautier.
- 1945 :- Rapport favorable sur l’étude générale par l’Inspecteur Général Normandin.
- 1947 :- Le Bureau Minier de la France d’Outre Mer (BUMIFOM) était chargé de
compléter les recherches.
- 1949 :- Un nouveau lever d’une carte au 1/100.000 pour le compte de la SOCIETE
DES PETROLES DE MADAGASCAR (S.P.M) par le Géologue Hirtz
14
- 1953 :- Prospection au 1/50.000 du bassin de Vohibory, de l’Ianapera, et de l’Imaloto
par le géologue Pavlovsky. [5]
- 1953-1976 :- Travaux de recherche complémentaire BUMIFOM
- 1978 :- Etablissement du projet de mise en exploitation par KOPEX
- 1979-1980 :- Etablissement du projet de mise en exploitation avec possibilité d’utilisation et
étude des débouchés par Saaberg Interplan.
- 1984-1985 :- Le « Consortium BP Coal-OMNIS » faisait l’évaluation de la réserve dans
l’ensemble du bassin de la Sakoa.
- 1985-1986 :- Etudes et travaux effectués par l’OMNIS en vue d’une exploitation à petite
échelle. [2]
- 1986 :- Recherche de fonds pour renforcer l’exploration par l’établissement des
forages dans la Sakoa- Accord de coopération entre « NORWEST Ressource Consultants Ltd » et le
CIDA (Canadian International Development Agency). Ce dernier acceptait de fournir le fonds pour le support d’ingénierie et l’étude de faisabilité.
- 1987 :- NORWEST réalisait une révision des études prévues et l’IDA (International
Development Association) acceptait de financer les équipements de forage et ceux de laboratoire pour l’étude du charbon.
- 1988 :- L’exploration par des forages commence à Sakoa. [1]
-1989 :- Fin des travaux de prospection effectués par Norwest
- 2000 :- Le projet charbon a été transmis à la Direction de l’Energie Atomique (D.E.A),
et d’après le nouveau code minier, l’O.M.N.I.S n’a plus le droit à un permis de recherche
- 2001-2003 :- Demande de permis A.E.R.P (Autorisations Exclusives de Réservation de
Périmètres) par l’O.M.N.I.S, par l’intermédiaire du N.A.S.C.O (National Supply and Services Company)
15
- 2004 :- La société Mauricienne Vuna Energy obtient un permis A.E.R.P sur l’Ianapera
III. FORMATION DU CHARBON DE LA SAKOA
Comme Madagascar se trouve dans l’hémisphère Sud, la formation du charbon de la Sakoa est la même que celle du charbon de Gondwana.
Le proto-continent de Gondwana a été très stable et a donné naissance à des noyaux ou plaques continentales en se fracturant. Il régnait sur ce continent un climat froid à saison alternée (sèche et humide) et des végétations de steppe.
Les bassins de plate-forme étaient peu profonds et le temps d’enfoncement était large. Ce qui engendre des dépôts continus de matières organiques et minérales.
Les végétations transportées restaient plus facilement en surface et la gélification affectait moins les végétaux. Ce qui témoignait l’abondance de l’inertinite.
IV. CADRE GEOLOGIQUE
IV.1. Géologie régionale
La côte occidentale de Madagascar est couverte par des roches sédimentaires qui affleurent du Nord au sud, sur le tiers de la superficie.
Ce bassin sédimentaire est divisé en trois parties :
1- Le bassin de Morondava2- Le bassin de Majunga3- Le bassin de Diégo [4]
Le bassin charbonnier de la Sakoa appartient au bassin de Morondava et l’ensemble lithostratigraphique de ce bassin est constitué par les formations Karroo (Carbonifère - Trias) et post – Karroo (Jurassique à l’actuel).
La formation de Karroo est équivalente au Karroo Africain et est divisée en trois grands groupes séparés par des discordances :
1- Le groupe de la Sakoa2- Le groupe de la Sakamena3- Le groupe de l’Isalo [4]
Le bassin charbonnier de la Sakoa s’étend sur plus de 100 Km suivant la direction NNE de l’Imaloto au Bassin de la Sakamena.
Les affleurements se répartissent en quatre parties du NE au SW :
- Le bassin de l’Imaloto- Le bassin de l’Ianapera, au Sud de l’Imaloto,- Le bassin de la Sakoa qui s’étend de l’Onilahy au village de Beroy sur une
soixantaine de kilomètres .On y distingue quatre secteurs du Nord au Sud :1. Le secteur de Vohibory2. Le secteur de Sahavazy3. Le secteur de la Sakoa4. Le secteur de Beroy
16
- Le bassin de la Sakamena, de direction parallèle à celle de la Sakoa mais décalé de 6 Km vers l’Ouest. [13]
La carte de la page suivante illustre les bassins cités ci-dessus
17
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: Rivière
240240240240240240240240240
: Faille: Faille: Faille: Faille: Faille: Faille: Faille: Faille: Faille
: Affleurement: Affleurement: Affleurement: Affleurement: Affleurement: Affleurement: Affleurement: Affleurement: Affleurementde charbonde charbonde charbonde charbonde charbonde charbonde charbonde charbonde charbon
Echelle: 1: 500.000
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300300300300300300300300300
FIGURE 3 : CARTE DE LOCALISATION DES BASSINS DE CHARBON
18
IV.2. Stratigraphie
IV.2.1. Le groupe de la Sakoa
Le groupe de la Sakoa est le groupe qui nous intéresse le plus. Il débute sur le socle cristallin métamorphique et comprend de bas en haut :
1- La série glaciaire2- La série houillère3- La série rouge4- Le calcaire de Vohitolia
IV.2.1.1. La série glaciaire
La série glaciaire est caractérisée par des schistes noirs et tillites.
Les schistes noirs et tillites ont une puissance très variable, 1 à 40 m dans le secteur Nord et Sud et atteint 275 m au sondage SA5 d’Andranomanintsy.
Les schistes sont prédominants. Ils sont pélitiques, très fissiles et se désagrègent en paillettes aux affleurements, de couleur noire et claire en alternance. Ils renferment quelques intercalations très subordonnées de grès fin ou de calcaire marneux.
Quant aux tillites, elles présentent un aspect très caractéristique avec une couleur bleuâtre aux affleurements frais mais devenant rouge sous l’effet de l’altération.La tillite montre un assemblage de blocs dérivés du socle cristallin à contours généralement anguleux, noyé en proportion variable. On la rencontre à la base de la série, soit à divers niveaux dans les schistes noirs.
On trouve cette même formation de tillite en Afrique du Sud, sous l’appellation de «diamicictite ». [4], [5]
IV.2.1.2. La série houillère
Les couches de charbon se séparent nettement des schistes noirs par un faciès arkosique prédominant.
Cette série est essentiellement formée par des grès, schistes et charbons.L’épaisseur varie de 10 à 200 m avec un maximum dans le secteur de la Sakoa. [5]Les grès sont généralement arkosiques, calcaires et assez grossiers, de teinte claire. Ils
sont rencontrés entre les couches de charbon.L’épaisseur des couches de charbon varie du centimètre à plusieurs mètres. Le
charbon est associé parfois à des schistes plus ou moins charbonneux. [5]Rappelons qu’il existe 5 couches de charbon de plus de 5 cm d’épaisseur mais seules
les trois couches supérieures nommées V, IV, III pourront être exploitées.
La couche V La couche V se trouve à la position la plus haute. Elle a une puissance très variable.
Les sondages ont montré une puissance allant de 0,5 à 8 m y compris les intercalations de grès. Mais l’épaisseur totale de la couche de charbon varie entre 1 et 6,1 m. [1]
La couche V est la plus épaisse dans la Mine I.
Au Sud de la Mine II (Mamboreko), on rencontre une constance de puissance et une faible épaisseur des bancs stériles. Par contre, vers le Nord, l’épaisseur de la couche charbonneuse s’affaiblit.
19
La couche IV La couche IV est située au dessous de la couche V. Elle est la plus intéressante et est
considérée comme la base du marché d’exportation.Dans l’Extension Sud, on ne rencontre pas d’intercalations dans les couches de
charbon. Mais la couche commence à se diviser en deux couches dans la Mine III.La couche est séparée d’une distance de plus de 8 m dans le Nord de la Mine III. [1]
L’épaisseur moyenne est de 6,16 m et décroît au fur et à mesure que l’on va vers le Nord. [2]
La variation de l’épaisseur de la couche IV dans chaque Mine est indiquée sur le tableau suivant : [1]
Tableau 4 : Variation de l’épaisseur de la couche IV dans chaque Mine
On admet que la couche IV présente une uniformité dans sa puissance et les intercalations sont relativement minces.
La couche III La couche située au dessous de la couche IV est identifiée comme la couche III. Elle
est séparée de la couche IV par des grès d’épaisseur variant de 1,37 à 12 m.Cette couche n’est pas intéressante pour l’exploitation à cause de sa discontinuité et de
sa teneur en cendre élevée par rapport à celle des couches IV et V. [1]
IV.2.1.3. La série rouge
La série rouge est caractérisée par l’association d’argilites rouges, d’arkoses vertes à feldspaths roses et des petits quartz.
L’épaisseur de la série rouge est variable suivant les secteurs et paraît dépasser 1000 à 1200 m dans le secteur de la Sakoa. [2]
IV.2.1.4. Le calcaire de Vohitolia
Le calcaire de Vohitolia recouvre sporadiquement la série rouge. Ce calcaire présente des faciès variables : noirs, blancs, gréseux ou non, oolitiques, parfois à organisme.
Sa puissance est faible : inférieure à 20 m. [4], [5]
IV.2.2. Le groupe de la Sakamena
Mines Epaisseurs (m) Réserves (Mt)
- Extension Sud- I- II- IIItotal
5 – 11,83,8-8,32,2-6,62,8-4,5
11.459.658.494.3333.92
20
Le groupe de la Sakamena est séparé de celui de la Sakoa par une discordance angulaire, généralement faible, de l’ordre de quelques degrés (approximativement de 10 à 15°).
L’épaisseur peut atteindre jusqu’à 3000 m sur l’Onilahy. [5]Il est d’âge Permien Supérieur au Trias Moyen.
La stratigraphie comprend de bas en haut :
- La Sakamena Inférieure : d’âge Permien Supérieur, formée par des bancs massifs de grès moyens à grossiers, à niveau intercalaire d’argile schisteuse.
- La Sakamena Moyenne : caractérisée par des faciès à dominance schisteuse et argileuse. Son épaisseur varie de 200 à 300 m. [4]
- La Sakamena Supérieure : généralement formée par une succession de grès fins à moyens, micacés et d’argiles rouges. L’épaisseur à l’affleurement est de 400 à 800 m.
IV.2.3. Le groupe de l’Isalo
Le groupe de l’Isalo a été remplacé en 1987 par une nouvelle dénomination de E. RAZAFIMBELO (auparavant, le groupe a été divisé en deux sous groupes qui sont l’Isalo I et l’Isalo II).
La nouvelle dénomination est la suivante: L’Isalo I a été rattaché au groupe de la Sakamena et l’Isalo II est nommé formation de la Makay.
La formation de la Makay est d’âge Trias Moyen à Trias Supérieur.
De bas en haut, la formation de la Makay comprend :
- La Makay I : de stratification oblique à entrecroisée, généralement conglomératique, d’épaisseur moyenne de 50 m.
- La Makay II : formée par des complexes argilo-gréso-calcaires- La Makay III : formée par des grès grossiers massifs.
IV.3. Structure géologique
La structure géologique est basée sur des interprétations géologiques, le plongement des couches et les failles.
Toutes les failles qui existent dans le gisement de la Sakoa sont considérées normales. Des petites failles terminent les couches de charbon au Sud de l’Extension Sud. Cette
dislocation, qui crée la limite Sud du gisement de charbon a été confirmée par la présence de la série rouge dans le forage B 109.
Le plongement de la direction et le mouvement latéral des couches ne sont pas encore déterminés jusqu’à maintenant.
Dans la Mine III, une faille coupe la couche IV sur une direction plongée vers le bas avec un déplacement d’environ 4 m.
21
LEGENDE
Echelle : 1/150 000
Coupe C
FIGURE 4: CARTE GEOLOGIQUE DE LA SAKOA
22
IV.4. Qualité du charbon
La qualité du charbon mentionnée ci-dessous est le résultat des analyses effectuées depuis des années par plusieurs organisations : Bureau Minier Français (1949-1953), Consortium WPW-PEG-SIP Saaburken (1981), OMNIS (1986-1988) avec la collaboration de Loring Laboratories Ltd, au Canada. [1]
D’après les résultats des analyses pétrographiques le charbon de la Sakoa a comme code 411(c'est-à-dire de classe n° 4, appartenant au groupe n°1 et au sous groupe n°1) selon la classification internationale du tableau 2.Selon la classification américaine, on le classe parmi les sub-bitumineux B (Tableau 4). Et selon la classification française, il est de type gras. [4]
Le charbon de la Sakoa n’est pas utilisable dans l’industrie métallurgique. De plus, il n’est pas cokéfiable. Mais on peut l’utiliser dans les centrales électriques, les industries de cimenterie et dans d’autres industries de combustion.
Le tableau de la page suivante montre la qualité du charbon in situ de chaque Mine.
Mine Couche Cendres (%)
Matières volatiles
(%)
Carbone fixe (%)
Soufre (%)
Pouvoir calorifique
(Cal/g)Extension
SudV 24,2 30,0 45,8 - 5690IV 21,9 26,0 52,4 0,16 5972
I V 30,4 29,0 40,6 0,51 -IV 27,3 23,8 48,9 - -
II V 33,0 29,5 37,5 0,98 -IV 21,6 26,0 52,4 0,43 -
IIIV 31,2 30,0 38,8 - -
IV (supérieure) 19,7 26,6 53,7 2,13 6536IV’ (inférieure) 32,9 25,6 41,5 - -
Tableau 5 : Qualité du charbon in situ de chaque Mine
23
V. DETAILS SUR LES ANCIENS FORAGES
Cinquantaine de forages, 14 tranchées et 3 galeries ont été réalisés dans le secteur de la Sakoa, répartis sur les quatre aires de Mines.
Remarque : Nous présentons sur le tableau suivant 47 forages dont les coordonnées sont connues, à défaut de document nous n’avons pas les coordonnées des autres forages réalisés sur ce secteur.
Mine Nombre de forages Mètres forés Nom des forages
Extension Sud 12 1299,84
B.103 à B.110B.114G.104, G107SA4
I 12 1515,15
B.101, B.102B.111 à B.113M.101 à M.106SA3
II 8 706,61
B.201 à B0203B.207G.202G.204 à G.206
III 15 888,35
B.306 à B.308B.207G.202G.204 à G.206M.301 à M.305E.301E.304SA1
SA2 bis
Total 47 4409,95
Tableau 6 : Anciens forages
24
BENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABENENITRABETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKYBETIOKY
TOLANAROTOLANAROTOLANAROTOLANAROTOLANAROTOLANAROTOLANAROTOLANAROTOLANARO
TULEARTULEARTULEARTULEARTULEARTULEARTULEARTULEARTULEAR
MORONDAVAMORONDAVAMORONDAVAMORONDAVAMORONDAVAMORONDAVAMORONDAVAMORONDAVAMORONDAVA
SAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHASAKARAHA
ANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABOANKAZOABO
BELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINABELO-SUR-TSIRIBIHINA
AMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHYAMPANIHY
MAV ON ON O
SA.2bis
M.301
B.3 07
M.302
SA .9SA .9SA .9SA .9SA .9SA .9SA .9SA .9SA .9
.
G.307
M.30 3
B3 06
M304.
M.30 5
SA .1
AN DRA NO MANINTS Y
C AMPO MNIS
ANKINAN Y
MAMB OR EKO
BE FO TA KA
SA.26
SA .23
G.205
G.202
B. 203
G.206
B.2 01
B. 202B.2 07
M.101
SA .3
G.204
M AHASO RA
B.113
M.103
M10 6
M.102
B .101
B .111
M.1 07
M.1 04
B.112
S A.4
B.10 2
B.110
M.105
B10 5.B.1 04
T ANAN ATSIMOT ANAN ATSIMOT ANAN ATSIMOTAN ANAT SIMOTAN ANAT SIMOT ANAN ATSIMOT ANAN ATSIMOT ANAN ATSIMOTAN ANAT SIMO
B.109
B.108
B.103
B.10 6
SA .3
B.10 7
G .107
B.1 14
G .104
26 000 0
25 900 0
25 950 0
26 050 0
2 295 00 230 00022 9000
23 000 02290 00 229 500
2605 00
1
22 8000 2 2850 0 22 900 0
2 5850 0
2 5800 0
2 5750 0
2 2850 0
2590 002
26 0000
2595 00
253 000
22 7000
226 500 22 7000 2 2750 0 22 8000
2560 00
2555 00
25 6000
2555 00
2 2750 0226 500 227 000 22 800 0
25 5000
25 4500
256 500
3
258 500
258 000
257 500
257 000
253 500
226 500 2 2700 0 227 500
2540 00
25 3500
254 000
2 265 00
25 3000
25 2500
25 2000
2545 00
25 5000
4
SAKOA
Point de forage
Camp OMNISLocalité
Echelle : 1:70.000
FIGURE 5 : LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE
24
MAVONONO
SA.2bis
M.301
B.307
M.302
SA.9SA.9SA.9SA.9SA.9SA.9SA.9SA.9SA.9
.
G.307
M.303
B306
260000
259000
259500
260500
229500 230000229000
230000229000 229500
260500
1
228500 229000
259000
260000
259500
1
2
3
4
Point de forage
Village
Echelle : 1:10.000
FIGURE 6: ANCIENS POINTS DE FORAGE DANS LA MINE III
25
B306
M304.
M.305
SA.1
ANDRANOMANINTSY
CAMPOMNIS
ANKINANY
BEFOTAKA
SA.26
SA.23
G.205
G.202
B.203
G.206
B.201
229500229000228000 228500 229000
258500
258000
257500
228500
227500 228000
256500
258500
258000
257500
257000
1
2
3
4
Point de forage
Camp OMNISLocalité
Echelle : 1:10.000
FIGURE 7 : ANCIENS POINTS DE FORAGE DANS LA MINE III ET II
26
MAMBOREKO
B.202 B.207
M.101
SA.3
G.204
B.113
M.103
M106
M.102
B.101
B.111
M.107
M.104
B.112SA.4
B.102
M.105
SA.3
226500 227000 227500 228000
256000
255500
256000
255500
227500226500 227000 228000
255000
254500
226500 227000 227500
254500
255000
4
1
2
3
4
Point de forage
Localité
Echelle : 1:10.000
FIGURE 8 : ANCIENS POINTS DE FORAGES DANS LA MINE II ET I
27
MAHASORA
B.110
M.105
B105.B.104
TANANATSIMOTANANATSIMOTANANATSIMOTANANATSIMOTANANATSIMOTANANATSIMOTANANATSIMOTANANATSIMOTANANATSIMO
B.109
B.108
B.103
B.106
B.107
G.107
B.114
G.104
253000
227000
227500226500 227000
253500
226500 227000 227500
254000
253500
254000
226500
253000
252500
252000
4
Point de forage
Localité
1
2
3
4
Echelle : 1:10.000
FIGURE 9 : ANCIENS POINTS DE FORAGE DANS LA MINE IET L’EXTENSION SUD
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VI. INTERPRETATION ET ANALYSE DES DONNEES
• Résultats acquis
Les études antérieures sur le gisement de charbon de la Sakoa ont divisé celui-ci en quatre aires qui sont séparées du Nord au Sud par des rivières. Ces aires sont nommées Mines I, II, III et Extension Sud.
Les anciens forages effectués sur cette zone ont mis en évidence 3 couches intéressantes sur le plan de l’exploitation. Elles sont appelées de bas en haut couche V, couche IV et couche III.
La couche V couvre sporadiquement la couche IV, son épaisseur moyenne est de 1,33 m dans la mine III, 1,75 m dans la mine II et I et 7 ,67 m dans l’Extension Sud.
La couche IV est à peu près de même épaisseur dans les mines II, I mais épaisse dans l’Extension Sud. Dans la mine III, elle se sépare en couche IV supérieure et couche IV inférieure avec des intercalations de grès.
D’après la coupe géologique établie sur la zone d’étude et le pendage des couches données par les anciens forages, on conclut que, à partir des affleurements, les couches se prolongent vers l’Ouest. Mais le pendage général fait qu’elles se trouvent à des profondeurs de plus en plus élevées dans cette direction Ouest.
Il est évident que l’on ne rencontre plus de charbon à l’Est des affleurements.
• Problématique
Les résultats ci-dessus concernent uniquement la zone immédiatement juxtaposée aux affleurements, c’est à dire à l’Est de la rivière Sakoa. La réserve totale de charbon est estimée à 33,92 Mt dans cette zone appelée Grande Mine. Il semble que cette réserve soit insuffisante si l’on envisage dans l’avenir, des projets d’exploitation plus importants que ceux que l’on a l’habitude de discuter à présent.
C’est pourquoi nous pensons qu’il serait mieux d’étendre l’étude dans la zone située à l’Ouest de la rivière Sakoa, que nous appellerons désormais Extension Ouest.
• Recommandation
Notre recommandation pour la prospection de cette extension vers l’Ouest porte sur l’implantation de nouveaux points de forage et l’établissement d’un programme de campagne d’exécution.
29
CHAPITRE III : GENERALITES SUR LE FORAGE
I. DEFINITIONS, PROCEDES, ROLES
I.1. Définitions
Le forage désigne l’ensemble des travaux de réalisation dans le sous-sol d’un trou autant que possible rond et rectiligne.Le forage peut être d’exploration s’il est destiné pour la recherche de gisement ou de développement pour la mise en production de gisement.
Par extension, le forage peut également désigner la construction minière généralement de forme cylindrique, de diamètre négligeable par rapport à la longueur qui résulte des travaux explicités auparavant. [10]
I.2. Procédés de forage
Les divers procédés de forage sont classifiés selon deux critères :
le premier critère est le mouvement de l’outil de forage qui peut être par battage ou percussion, rotation et combiné ou roto-percussion
le deuxième critère est le mode d’évacuation des débris qui peut se faire par voie sèche (ou curage) et par voie humide (ou circulation d’un fluide).
Les divers procédés qui résultent de la combinaison de ces critères sont résumés dans le tableau suivant :
Evacuation des débrisMouvement de l’outil Voie humide Voie sèche
Rotation
- forage rotary- carottage mécanique :
au diamant aux grenailles
- forage avec turbine
tarière
Battage
- battage rapide avec tiges creuses- battage rapide de type pneumatique
- câble ou procédé pennsylvanien- tige pleine ou procédé canadien- Benoto
Tableau7 : Divers procédés de forage
I.2.1. Le forage par battage
Dans ce procédé, un outil massif comparable au ciseau des sculpteurs est fixé au bout d’une tige lourde (masse-tige), elle- même suspendue à un balancier, tombe sous son propre poids, et débite la roche en éclats.
Le balancier est animé par l’action humaine ou animale dans les temps anciens. Il a profité au XIXe Siècle de l’avènement de la machine à vapeur. Actuellement, il est mu soit par des moteurs électriques, soit par des moteurs à combustion.
30
Il faut périodiquement débarrasser le fond du trou des déblais. Le puits est alors rempli d’eau et la boue résultant du mélange de l’eau et des débris de roche, est vidée à l’aide d’un outil cylindrique muni d’un fond en forme de clapet, ouvert à la descente et fermé lors de la remontée. [11]
Figure 10 : Le forage par battage
31
I.2.2. Le forage rotary
C’est au début du XIXe Siècle que James Antony Lucas démontra l’efficacité du forage rotary par la découverte du champ de Spindlstop au Texas. [11]Comme nous avons vu sur le tableau mentionnant les différents procédés de forage, le forage rotary est le procédé dans lequel la désagrégation des roches à traverser est réalisée par voie mécanique rotative tandis que l’évacuation des débris de désagrégation est réalisée par voie hydraulique à l’aide d’un fluide circulé dans le trou.
Le trépan utilisé pour la méthode de forage rotary est de type tricône ou trépan monobloc. Sur ce trépan est appliquée une force axiale verticale procurée par un poids et un moment de rotation qui le fait tourner.
Ce sont les masses-tiges qui, vissées au- dessus de l’outil, appuient sur celui-ci. Ces masses tiges, prolongées par des tiges plus légères constituent la garniture de forage.Celle-ci est mise en rotation par l’intermédiaire de la tige d’entraînement.La totalité de la garniture de forage est percée en son centre afin de canaliser le fluide de forage dans l’outil.La tête d’injection couronne la tige d’entraînement et permet la liaison entre la conduite de refoulement des pompes de forage et l’intérieur de la garniture.Un appareil de levage est nécessaire pour soutenir le poids de la garniture et manœuvrer celle-ci : c’est le rôle du derrick, du crochet de forage et du treuil.Au cours du forage, le puits est régulièrement tubé. Un premier tube est posé dès que l’outil a foré les terrains de surface et il est scellé dans le trou par du ciment. Le forage est poursuivi ensuite avec un outil dont le diamètre est inférieur au précédent.Dans la page suivante, nous donnons la figure qui illustre le forage rotary (figure 11).
I.2.3. La tarière et le Benoto
La tarière est utilisée uniquement pour le sondage de reconnaissance. Son domaine d’application est très restreint étant limité aux terrains tendres et meubles.
Le Benoto est un appareil qui fonctionne en creusant comme une bêche, et en remontant vers la surface des morceaux de terrain.
I.2.4. Les autres procédés
Les autres procédés comme les turbines et le battage très rapide sont encore peu répandus et sont probablement appelés à se développer largement après mise au point.
Le carottage mécanique est utilisé pour obtenir des carottes sous l’action de l’outil sur la roche traversée. Il donne des renseignements plus précis sur les roches traversées.
Parmi ces différents procédés, le plus répandu est le forage rotary, puisqu’il permet de traverser n’importe quel type de roches, avec une vitesse acceptable.
32
Figure 11 : Le forage rotary
I.3. Rôles du forage
Plusieurs secteurs industriels font appel aux travaux de forage. Le plus souvent, les ingénieurs les utilisent pour l’exploration et l’exploitation du sous-sol ainsi que les études géotechniques. Les principales applications sont les suivantes :
- la recherche et l’exploitation du pétrole- l’établissement des fondations des bâtiments et des complexes agro-industriels,- les études géotechniques des axes routiers, sites portuaires, sites de barrage, pieux
des ponts, centrales hydroélectriques- la prospection et l’exploitation minière [9]
33
II. APPAREILS DE FORAGE
Ce sont des ensembles de machines, outillages et accessoires qui servent à la réalisation des travaux de forage.
Généralement, les appareils de forage comprennent les systèmes fonctionnels suivants :
- Le train de sonde,- Le système de levage,- Le système de rotation,- Le système de circulation
II.1. Le train de sonde
Le train de sonde est l’ensemble des pièces qui assurent au cours du forage, la liaison permanente entre l’appareil de forage qui est monté en surface et l’outil de forage qui travaille au fond du trou.Cette liaison assure l’application du poids sur l’outil, la transmission du moment de dislocation et l’injection de la boue au fond du trou.
Le train de sonde est composé de bas en haut, des principaux éléments ci-dessous :
- l’outil de forage,- les masses-tiges,- les tiges de forage,- la tige d’entraînement [10]
Figure 12 : Schéma simplifié d’un train de sonde
34
II.2. Le système de levage
Le système de levage est l’ensemble des machines, outillages et accessoires qui servent à la manipulation des différentes charges résultant notamment de la descente ou de la remontée du train de sonde, du contrôle du poids sur l’outil, du dégagement du train de sonde coincé, de la descente du tubage…etc.)
II.3. Le système de rotation
Le système de rotation est le système fonctionnel qui fournit le moment de dislocation, c'est-à-dire la composante rotative de la force de désagrégation mécanique qui permet de briser les roches à forer.
II.4. Le système de circulation
C’est l’ensemble des machines et outillages qui servent à circuler le fluide de forage. La circulation vise la réalisation des principaux objectifs suivants :
- Nettoyer le trou des débris de dislocation afin que l’outil de forage puisse travailler en permanence sur un fond d’attaque vierge. - Eviter l’accumulation des débris dans le trou, sinon le train de tiges peut se coincer.- Fournir des échantillons de roches à soumettre à des analyses géochimiques en vue de l’établissement du profil lithologique des roches traversées.
III. OBJECTIF ET PARAMETRES DE FORAGE
III.1. Objectif
Le principal objectif du forage est celui d’exécuter le travail le plus vite possible et avec les moyens les plus économiques.
Pour atteindre cet objectif, il faut bien maîtriser les paramètres qui influent sur la vitesse d’avancement du trépan et sur son travail au fond du trou. [12]
III.2. Paramètres
On appelle paramètres de forage, les différents facteurs qui conditionnent la vitesse d’approfondissement d’un forage.
On les classe aux deux catégories suivantes:
- les paramètres mécaniques qui englobent le type et la forme de l’outil, le poids sur l’outil et la vitesse de rotation du train de tiges- les paramètres hydrauliques qui sont la nature et les caractéristiques du fluide de forage, le débit et la pression d’injection
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III.2.1. Les paramètres mécaniques
- Le choix de l’outil de forage dépend de la variété de dureté des formations à traverser. Il est aisé de comprendre que la performance d’un outil dépend de son adaptation aux roches pour lesquelles il est destiné. Un outil inadéquat s’use très rapidement et ne réalise qu’un métrage très court. - Le poids sur l’outil et la vitesse de rotation conditionnent la vitesse d’avancement des forages. Mais on ne peut augmenter indéfiniment et simultanément ces deux paramètres sans provoquer un travail extrêmement dur pour le train de sonde et l’outil de forage. En règle générale, les considérations ci-dessous doivent être tenues en compte :
La vitesse d’avancement du forage augmente avec le poids appliqué sur l’outil si la vitesse de rotation est constante.Cette augmentation varie à peu près en proportion directe avec le poids sur l’outil si le nettoyage de l’outil par la boue est suffisant ;La règle de base sur le poids sur l’outil est d’une tonne par pouce de diamètre d’outil dans les terrains tendres et trois tonnes dans les terrains durs. [11]
La vitesse de pénétration croît en proportion directe avec la vitesse de rotation dans les terrains tendres mais pas dans les terrains durs. Pour ces derniers, il existe une vitesse optimale au-delà de laquelle, la vitesse d’avancement reste constante : cette vitesse maximale de rotation décroît à mesure que la dureté de la formation augmente. Et la vitesse optimale de rotation décroît quand on augmente le poids sur l’outil.
III.2.2. Les paramètres hydrauliques
- La nature et les caractéristiques du fluide de forage influent sur la vitesse d’avancement du trépan
Des essais en laboratoires ont confirmé que l’augmentation de la densité ralentit l’avancement. En effet, on conçoit que la dislocation de la roche est plus difficile lorsque la pression hydrostatique agissant sur elle augmente. Or la pression hydrostatique est proportionnelle à la densité.
Pour la viscosité, plus un liquide est visqueux, plus il a des difficultés à pénétrer dans les porosités ou les petites fractures produites par l’outil. L’augmentation de la viscosité réduit alors la vitesse d’avancement du trépan.
Comme l’huile peut couler facilement, le pourcentage d’huile fait augmenter la vitesse d’avancement du forage. De plus, la lubrification par l’huile prolonge la durée de vie des roulements de l’outil
- L’influence du débit et de la pression d’injection se traduit par les suivantes
Pour un débit donné, si on augmente progressivement le poids sur l’outil, il peut arriver un moment où l’avancement ne croît plus proportionnellement au poids et peut même diminuer si on continue à augmenter le poids.
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Les jets sont la forme de sortie de la boue de forage par les orifices appelés duses et dont est muni le trépan. Les jets de boue ont pour rôle de débarrasser le fond du puits des débris de désagrégation et d’induire une turbulence suffisante pour laver la denture de l’outil.On considère que la vitesse minimale doit être de l’ordre de 80 m/s, la fourchette étant généralement de 80 à 150 m /s.
IV. PROGRAMME DE CONSTRUCTION DES PUITS
Ce que l’on entend généralement par programme de construction d’un puits, c’est la détermination des différentes dimensions géométriques du puits en terme de profondeurs et de diamètres des sections. Pour le cas général d’un forage pétrolier, le puits comporte au moins quatre types de section, à savoir :
- une section guide tout au début,- une section de surface ensuite,- une ou plusieurs sections techniques,- une section de production à la fin
IV.1. Les profondeurs
Les profondeurs jusqu’où vont les sections dépendent des conditions géologiques rencontrées. En règle générale, pour les puits profonds :
- la section guide va jusqu’à la dizaine ou rarement la centaine de mètres- la section de surface suivante dépasse rarement le millier de mètres- les sections techniques ont des profondeurs variables, selon les difficultés
rencontrées - la section de production va jusqu’à l’objectif final
IV.2. Les diamètres
On conçoit très facilement que les diamètres de forage diminuent progressivement d’une section à la suivante. En effet, chaque section est tubée et cimentée une fois forée. Et pour forer la section suivante, le trépan doit pouvoir passer à l’intérieur du tubage de la section terminée, donc être de diamètre inférieur.Cette logique aboutit à un puits d’aspect télescopique avec les sections supérieures forées au plus grand diamètre que les sections inférieures.
Les diamètres de forage, de tubage et de trépan sont alors déterminés de façon très rigoureuse. Ce qui importe le plus, c’est de respecter les marges de cimentation et les marges de passage.
- pour une section donnée, la marge de cimentation est l’espace nécessaire entre les parois de la section et les parois externes de son tubage, pour que la cimentation ultérieure du tubage se fasse dans la limite acceptable, en égard aux pertes de charge résultant du pompage des différents fluides présents.
- la marge de passage est l’espace nécessaire entre le diamètre intérieur d’un tubage en place, et le diamètre du trépan nécessaire au forage de la section suivante et ce, afin que le trépan puisse passer librement à l’intérieur du tubage.
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CHAPITRE IV: LE FORAGE MINIER
Le forage minier est une technologie spéciale de forage. On comprend facilement la simplicité du forage minier par rapport à celui pétrolier compte tenu de la profondeur, de la construction du puits et du tubage.
I. SPECIFICITES DU FORAGE MINIER
I.1. La profondeur
La profondeur d’un forage minier est minime par rapport à celle d’un forage pétrolier.Ce dernier peut atteindre jusqu’à 3000 m et plus alors qu’en forage minier, la profondeur dépasse rarement le millier de mètres.En d’autre terme, le forage minier est un forage peu profond.
I.2. La construction du puits
Au contraire du forage pétrolier exposé dans le chapitre précédent, le forage minier a également la spécificité d’être de construction très simple. D’habitude, il ne comporte que deux sections :
- un avant-trou qui correspond à la couverture stérile et qui est foré en destructif. Cette section s’appelle section de surface
- une seconde section qui se rapporte aux couches minéralisées sous-jacentes. Celles-ci sont généralement carottées en continu. Cette section s’appelle section technique.
I.3. Le tubage
En ce qui concerne le programme de tubage, seule la section de surface est tubée. Il n’est pas toujours nécessaire de tuber la section technique. Le tubage de la section de surface est destiné à éviter l’éboulement des parois au niveau des formations superficielles instables. Mais il n’y a pas lieu de cimenter le tubage, afin de pouvoir l’utiliser dans d’autres puits.
II. LES ROLES DU FORAGE DANS LA PROSPECTION MINIERE
Au stade actuel de la technique, les travaux géologiques et géophysiques ne peuvent apporter que des probabilités. Seul le forage peut apporter des informations précises, étant donné qu’il touche directement l’objectif visé.
En particulier, le forage permet de réaliser les objectifs ci- dessous:
- Déterminer l’épaisseur des différentes couches stériles et minéralisées - Etablir la stratigraphie et la lithologie du terrain prospecté- Déterminer le pendage et le plongement des couches- Déterminer la dureté et la porosité des roches- Obtenir des échantillons à soumettre à des analyses géochimiques
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III. LES DIFFERENTS TYPES DE FORAGE MINIER
Parmi tous les procédés de forage mentionnés auparavant, seuls sont appliqués en forage minier le forage destructif et le carottage.
III.1. Le forage destructif
Pour le forage destructif, l’outil de forage désagrège les roches en des débris fins. Et le fluide de forage les ramène à la surface.
La profondeur de provenance de ces sédiments est évaluée à l’aide d’un calcul basé sur la vitesse de remontée de la boue.
Le problème est que des débris provenant de couches de profondeurs différentes peuvent arriver ensemble à la surface. En outre, il est possible qu’à l’arrivée en surface, les débris de roches et les particules de boue se mêlent. Ce qui peut fausser les analyses.
Le forage destructif concerne généralement les couches stériles superficielles. Il présente un avantage si on a une estimation préalable de la lithologie du terrain, car il permet d’atteindre plus rapidement les couches minéralisées.
III.2. Le carottage
Le carottage est utilisé pour obtenir des carottes c'est-à-dire des échantillons de roche intacte sur la couche à étudier.Comme nous le savons, une connaissance aussi complète que possible du sous-sol est indispensable au géologue qui veut confirmer ses hypothèses en vue de la recherche d’une gîte minérale quelconque.[9]C’est pour cela que, dans les forages de recherche minière, le carottage est appliqué aussi bien aux couches minéralisées qu’aux intercalations stériles éventuelles.
39
DEUXIEME PARTIE : IMPLANTATION ET ETABLISSEMENT DE PROGRAMME DE FORAGE
29
CHAPITRE I : GENERALITES
Dans ce chapitre, nous allons préciser les objectifs à atteindre et les principes sur lesquels seront basés les calculs d’implantation et de forage. Nous allons également faire une évaluation préalable de la réserve possible de charbon de notre zone d’étude, afin de mieux apprécier l’opportunité du programme de prospection proposée.Les problèmes à résoudre sont la détermination des coordonnées des points de forage ainsi que la ventilation des travaux à effectuer.Les différents calculs afférents donneront le nombre de forages et le coût de la campagne.
I. OBJECTIFS
De tout ce qui a été discuté dans la première partie, on dégage les trois points essentiels suivants:
- Parmi tous les bassins constituant le grand bassin houiller du Sud- Ouest malgache, celui de la Sakoa est le plus étudié et présente les caractéristiques favorables à une mise en valeur.- Les études antérieures ont divisé le secteur de la Sakoa en quatre aires de mine, à savoir les Mines I, II et III ainsi que l’Extension Sud.- La dernière étude effectuée par Norwest visait l’exploitation du secteur, à laquelle seraient intégrées en aval, l’implantation d’une cimenterie régionale à Tuléar, et encore d’autres possibilités d’utilisation du charbon.
Il en résulte qu’un volume important de documents est disponible sur le secteur. Et la présente étude se propose encore d’approfondir sa connaissance, par la prospection de ce qui pourra être son extension vers l’Ouest, au-delà de la rivière Sakoa. L’objectif principal est celui de trouver une quantité adéquate et suffisante de charbon, pour une mine encore plus grande que celle qui est envisagée jusqu’à présent.
Ce qui nous intéresse le plus c’est d’étudier dans la zone considérée :
- la continuité de la minéralisation- la constance des pendages- l’existence d’accidents tectoniques- la qualité du charbon
En effet, d’après les données rappelées dans la partie précédente, la Grande Mine présente des variations concernant ces paramètres. Et l’on se demande ce qu’il en est effectivement au-delà de la rivière Sakoa, dans la zone que nous appellerons désormais « Extension Ouest ».
II. PRINCIPES
Etant donné les données géologiques, tectoniques et stratigraphiques obtenues lors de l’exploration de la « Grande Mine », on s’attend à ce que dans l’Extension Ouest, les premières couches de charbon se trouveraient à des profondeurs de l’ordre de 160 m à 360 m en dessous de la surface. De ce fait, le forage est la seule méthode qui puisse être adéquate
40
pour sa prospection. Pour ce faire, nous proposons les principes suivants pour l’implantation des points de forage d’une part, et le programme d’exécution d’autre part.
II.1. Implantation
Nous suggérons que les forages soient implantés sur deux lignes parallèles entre elles d’abord, ensuite approximativement avec l’alignement général des forages G, M et B de la Grande Mine.
En fait, cette disposition vise à repérer la position sur la verticale des différentes couches de charbon en des points situés à la même distance sur l’horizontale, à partir des affleurements.
Les lignes et les points seront disposés comme suit :
- Les lignes porteront les numéros 1 et 2, selon qu’elles se trouvent la plus à l’Est, respectivement la plus à l’Ouest
- Du Nord au Sud, chaque ligne devra couvrir au moins la même distance cumulée des quatre aires de la Grande Mine adjacente.
- La première ligne sera fixée à 50 m à l’Ouest de la rive gauche de la rivière Sakoa, afin de pouvoir implanter les sites de forage sur des aires planes, en dehors des pentes de la rive.
- La distance entre les deux lignes sera fixée à 300 m. On pense que cette distance est suffisante pour permettre de calculer les pendages des couches ou de mettre en évidence les éventuels accidents tectoniques
- Sur chaque ligne, les forages seront distants de 1000 m. Cet espacement donne un maillage nettement moins serré que celui des anciens forages de la Grande Mine. Mais puisqu’il s’agit ici encore d’une première phase de prospection, on pense que ce maillage est largement suffisant.
II.2. Programme de forage
Du point de vue du principe, le programme que nous envisageons ci-dessous comprend les lignes générales à suivre pour l’exécution des forages, afin d’atteindre les objectifs que nous nous sommes fixée.
Nous nous intéressons particulièrement aux volets suivants :
- Le forage et le carottage- Le fluide de forage- Les surveillances- La rotation
41
II.2.1. Forage carottage
a. Profondeur totale
Afin de réduire le coût des forages, donc celui de la campagne entière, nous recommandons que les forages soient arrêtés juste quelques mètres en dessous de la base de la couche IV. En effet, on sait que parmi les cinq couches de charbon présentes, seules les deux couches supérieures V et IV montrent des caractéristiques favorables à une exploitation.
Or, on s’attend à ce que dans cette Extension Ouest, la couche IV se situe déjà assez profondément. Il ne sera plus raisonnable d’aller plus loin.
b. Profil des forages
Chaque forage comportera deux sections : une section de surface et une section technique. Chacune d’elles, comme le forage d’ailleurs, aura une profondeur variable d’un point à l’autre, en fonction de données géologiques du lieu.Les procédures d’exécution diffèrent également entre les sections.
b.1. Section de surface
Cette première section se rapportera à la couverture stérile. Elle sera forée intégralement en destructif, du début à la fin, c'est-à-dire de la surface du sol jusqu’au toit de la première couche de charbon.Une fois forée, la section sera tubée, mais le tubage ne sera pas cimenté.
Le tubage permettra d’exécuter la section technique suivante dans de bonnes conditions, loin des problèmes d’éboulement des parois ou de tout autre souci inhérent à la tenue de trou, au niveau des formations instables de surface.
Il n’y a pas lieu de cimenter le tubage, du fait que les anciennes campagnes n’ont jamais rencontré des problèmes qui puissent exiger le scellage de l’espace annulaire. Par ailleurs, puisque le tubage ne sera pas cimenté il pourra être facilement récupéré pour être utilisé dans d’autres forages.
b.2. Section technique
Cette seconde et dernière section débutera au toit de la première couche minéralisée et sera menée jusqu’à la profondeur finale. Nous recommandons de procéder au carottage continu de tous les horizons, y compris les intercalations stériles.
L’objectif est celui de récolter le maximum d’informations sur le profil traversé, en vue d’une meilleure interprétation.
Le profil du forage est illustré sur la figure 13 de la page suivante.
42
Figure 13 : Profil du forage
II.2.2. Fluide de forage
Les expériences ont montré que les conditions de forage sont généralement peu sévères à Sakoa. En effet, les campagnes antérieures n’ont jamais rencontré des problèmes de tenu de trou, ni des soucis de circulation qui puissent exiger l’emploi de boue bentonitique. Ce qui fait que l’on peut se contenter d’utiliser uniquement de l’eau comme fluide de forage, aussi bien dans les sections de surface que dans les sections techniques.
II.2.3. Surveillances
La seule surveillance indispensable au chantier sera l’analyse de cuttings.Elle procurera les principaux avantages ci-après:
- d’abord de repérer à temps la frontière entre la couverture et le début de minéralisation, donc de décider le changement de section.- ensuite d’assurer au niveau des sections techniques, la corrélation avec les données de carottage.
La seconde étude importante est l’analyse des carottes. Mais elle sera effectuée à Antananarivo, éventuellement dans des laboratoires spécialisés à l’étranger, et ce, afin d’alléger les tâches des agents affectés au chantier d’une part et de réduire les équipements à installer ainsi que les fournitures à pourvoir d’autre part.
II.2.4. Rotation
Ce que nous entendons ici par rotation, c’est l’ordre d’exécution des forages. Nous recommandons que les forages soient réalisés de façon alternative entre les deux lignes. Après avoir terminé un forage sur une ligne, l’appareil sera transféré au forage situé sur l’autre ligne, mais le plus près du site terminé, c'est-à-dire soit à l’Ouest soit à l’est, selon que l’on termine sur la première ou sur la seconde ligne.
Cette rotation permettra:
- d’une part, d’optimiser les transferts de l’appareil en ce sens que les distances à parcourir entre les deux forages consécutifs sont minimes : 300m (Est-ouest) ou 1000m (Nord-sud). Ce qui fait que si l’on commence la campagne en
Section de surface
Section technique
43
entrant par une extrémité de la zone à étudier, on la terminera en sortant par l’autre extrémité.
- d’autre part, en allant d’un point à l’autre, d’obtenir immédiatement les résultats poursuivis sur une partie de la zone d’étude. En effet, les forages consécutifs sont situés, en certains moments, sur une position Est-ouest ou vice-versa. Les coupes géologiques s’établissent alors tout de suite sur une direction perpendiculaire aux lignes d’affleurements.
III. ESTIMATION DE RESERVE
L’estimation de réserve est effectuée d’habitude pour donner une idée de l’importance du gisement.
III.1. Les différentes méthodes
Plusieurs méthodes sont utilisées pour le calcul de réserve. Et le choix dépend des données disponibles.Dans la suite, nous allons présenter brièvement six méthodes de calcul de réserve qui sont :
- la méthode des blocs géologiques - la méthode des blocs d’exploitation - la méthode du polygone - la méthode du triangle - la méthode des sections géologiques - la méthode des isolignes
III .1.1 Méthode des blocs géologiques
La méthode des blocs géologiques consiste à diviser le gisement en des blocs avec la condition qu’un bloc ne doit pas être affecté par un accident tectonique et doit être suffisamment large. Pour chaque bloc, on détermine l’aire, l’épaisseur moyenne, le volume. Et en se servant de la masse volumique du minerai, on peut calculer la réserve d’un bloc. La réserve totale sera égale à la somme des réserves calculées dans chacun des blocs. Cette méthode est universelle, donc la plus utilisée.
III.1.2 Méthode des blocs d’exploitation
Pour cette méthode, l’unité de base du calcul est représentée par un schéma bloc d’exploitation, ceci étant une partie du gisement qui est délimitée par deux sections. Le processus de calcul est analogue à celui des blocs géologiques.
III .1 .3 . Méthodes du polygone Cette méthode est utilisée dans le cas des gisements de morphologie simple, comme
ceux de charbon ou de minerai de manganèse. Elle consiste à diviser le gisement en des polygones dont on calcule les réserves.
44
III 1.4 Méthode du triangle
La procédure est la même que la précédente, à la seule différence que le gisement est divisé en des prismes triangulaires.
III .1.5 Méthode des sections géologiques
Pour cette méthode, le calcul peut se faire suivant deux possibilités, soit par sections géologiques parallèles horizontales ou verticales, soit par des sections géologiques non parallèles.
Pour la première variante, on procède comme suit :
- On prend deux sections parallèles verticales ou horizontales passant par le gisement
- On détermine ensuite les surfaces du gisement projeté sur ces coupes- On multiplie la somme de deux surfaces par la distance entre elles, pour
trouver, le volume délimité par les deux sections
Pour la seconde variante, si les deux sections font un angle α entre eux.
- Lorsque cet angle est inférieur à 10°, le volume délimité par les deux sections est calculé avec la formule ci après
V1,2 = e x l x L1,2
où V1,2 : Volume du bloc délimité entre les coupes 1 et 2e : épaisseur de la couchel : largeur du gisementL1,2 : distance entre les deux coupes 1 et 2
- Dans le cas contraire (α > 10°)
V1,2 = 221
221
sinHHxPPx ++
αα
Où V 1,2 : Volume du bloc délimité par les sections 1 et 2 P1 et P2 : Aires respectives des sections géologiques 1 et 2 H1 et H2 : Longueur du perpendiculaire allant du centre de gravité de la section P1
(respectivement P2) vers P2 (respectivement P1) α : Angle entre les deux sections ( en radian )
III.1.6. Méthodes des isolignes
Pour cette méthode, le gisement est transformé en une figure limitée d’une part par des plans horizontaux et d’autre part par la surface topographique de ceux-ci Le volume est ensuite calculé avec la formule suivante
{ }21....12PnPnPPohxV +−+++=
45
Où Pi : aire du gisement délimité par l’isoligne ± h : Distance entre deux isolignes ( le signe + est adopté si le gisement présente un pic et le
signe – si le gisement présente une dépression )hx : égal à ½ h, au dessus ou au dessous de la dernière isoligne.
III.2. Les paramètres et formules de base du calcul de réserve
En général, les paramètres du calcul de réserve sont les suivants :
- l’épaisseur moyenne - la teneur moyenne en minerais utiles - le poids de l’unité de volume - la surface
III .2.1. Epaisseur
La formule de calcul de l’épaisseur varie selon la forme du gisement.
III.2.2 Teneur moyenne en minerai utile
La teneur en minerai utile est donnée :- en % de masse des éléments chimiques (ex : Pb, Zn) ou - en % de masse des composantes du minerai utile (ex : Li O2, Cr2O3) ou - en g/ t pour un gisement primaire d’Or, d’argent ou de platine ou pour les
gisements d’ilménite, wolframite, cassitérite - en Kg de minerai utile par m3 de gisement (exemple mica) - en mg ou carat /m3 pour le gisement de diamant- en % de masse de minerai utile en relation avec la masse du minerai de matière
première. La formule générale est :
n : nombre d’échantillons
Cp : teneur en minerai utile de l’échantillon i
III.2.3 Poids de l’unité de volume
C’est le rapport de poids du minerai avec son volume (densité) . Il est obtenu par une mesure de laboratoire :
- peser un échantillon - mesurer le volume par l’immersion de l’échantillon dans l’eau - lire le volume d’eau déplacée dans une vaisselle calibrée.
n ∑ Ci iCp = n
46
Lorsque l’échantillon est poreux, il doit être couvert par des couches fines de pétrole avant la mesure du volume d’eau déplacée. La valeur du poids de l’unité de volume sera :
VpVspqV −= Avec 93,0
1 qqVp −=
Oùv : poids de l’unité de volume q : poids de l’échantillon avant l’utilisation du pétrole q1 : poids de l’échantillon après l’utilisation du pétrole Vp : volume du pétrole utilisé 0,93 : densité du pétrole Vsp : volume de l’échantillon avec le pétrole
III.2.4 Surface
La surface peut être calculée avec l’une des méthodes ci-dessous :
- Soit à l’aide d’un planimètre (pointer le planimètre le long du périmètre à mesurer après ajustement de l’appareil)
- Soit en utilisant une grille de papier transparent : la surface est égale au nombre de points sur la surface délimitée plus la moitié du périmètre.
- Soit en projetant la section longitudinale sur l’horizontale.
III.3 Calcul de la réserve de charbon dans l’Extension Ouest
III.3.1 Méthode de calcul
Jusqu’à présent, aucune exploitation à grande échelle n’est effectuée sur le gisement de charbon de la Sakoa. Seules quelques 53.000 tonnes ont été extraites jusqu’à présent, dont 13.000 tonnes en 1945 et 40.000 tonnes entre 1946 et 1972.
En extrapolant les coupes des anciens forages vers l’Extension Ouest, nous pouvons avoir des coupes parallèles. Ces dernières nous permettent de choisir la méthode des sections géologiques parallèles horizontales.Pour le calcul, nous allons prendre une à une les réserves délimitées par les projections de la Grande Mine vers l’Extension Ouest.Considérons cinq coupes qui passent chacune par un ancien forage sur la Grande Mine et deux des nouveaux forages à implanter dans l’Extension Ouest.
Coupes Anciens puits Nouveaux puits Distance entre les coupes (m)
12345
SA2bM305G206M106B106
F11 et F 21
F13 et F23
F15 et F25
F17 et F27
F19 et F29
[1,2] 1990[2,3]1980[3,4]2160[4,5]2080
Tableau 8 : Caractéristiques des coupes
47
FIGURE 14: CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’ ETUDE (Légende à la page suivante)
48
49
FIGURE 15 : COUPE 1
50
FIGURE 16 : COUPE 2
51
FIGURE 17 : COUPE 3
FIGURE 18 : COUPE 4
52
FIGURE 15 : COUPE 1FIGURE 17 : COUPE 3
FIGURE 19 : COUPE 5
53
III.3.2. Calcul effectif de la réserve
Formule analytique de calcul:
Vi,i+1 = (e4 + e5) x l x Li,i+1
OùVi,i+1 : volume délimité par les coupes i et i+1e4 : épaisseur moyenne de la couche IVe5 : épaisseur moyenne de la couche Vl : largeur du gisementLi,i+1 : distance entre les coupes i et i+1Avec 1 ≤ i ≤ 5
Les données et résultats du calcul sont illustrés dans le tableau suivant :
Coupes n° Blocs i,i+1 Li,i+1 e4 e5 l Vi,i+1
Unités m m m m m3
1 - 2 1990 3,31 1,33 300 2 770 0802 - 3 1980 2,70 1,75 300 2 643 3003 - 4 2160 13,77 1,76 300 10 063 4404 - 5 2080 7,60 4,50 300 7 550 400Total 23 027 220
Tableau 9 : Réserve possible de charbon de l’Extension Ouest
Le volume total est la somme des volumes calculés entre les coupes. Il est égal à 23 027 220 m3.
En supposant que, dans cette zone d’étude, le charbon a la même densité moyenne de 1,5 g/cm3 que celle de la Grande Mine, ce volume équivaut à 34,5 Mt de réserve possible.
Comme les données de calcul utilisées sont issues des extrapolations, la réserve que nous venons d’obtenir ci dessus n’est qu’une estimation. La réalisation de la campagne apportera beaucoup plus de précisions.
12345
54
CHAPITRE II : CALCUL D’IMPLANTATION ET DETERMINATION DES PROFONDEURS
I. CALCUL D’IMPLANTATION
Ce calcul s’intéresse au nombre de forages et aux coordonnées des points à forer.
I.1. Nombre de forages
Le nombre de points de forage nécessaires pour couvrir l’ensemble de la superficie à prospecter est calculé en fonction de la longueur des lignes et de la distance entre les points, comme il a été discuté dans le chapitre précédent.
Notation
Dans les formules de calcul, nous allons adopter les notations ci-dessous :
d : distance entre deux forages consécutifs situés sur une même ligne l : longueur d’une ligne d’implantationN : Nombre de forages d’une ligneNt : Nombre total de forages des deux lignes
Formules de calcul
N =dl
+ 1
Nt = 2 x N
Application numérique
d = 1000 ml = 8000 m
N= 10008000
+ 1 = 9
Nt = 2 x 9 = 18
Nt = 18 forages
Les points de forage à implanter seront désignés avec la lettre F munie de deux indices :- le premier indice est celui de la ligne d’appartenance : 1 pour la ligne située à
l’Est et 2 pour celle située à l’Ouest- le second indice est le numéro du point repéré à partir de l’extrémité Nord de
chaque ligne.La désignation des points de forage est alors Fij, dans laquelle nous avons
1 ≤ i ≤ 21 ≤ j ≤ 9
55
I.2. Coordonnées
Les coordonnées suivantes ont été déterminées d’après les principes d’implantation discutés auparavant et sur la base de la carte géologique du secteur. Ce sont les coordonnées Laborde des points de forage.Elles résultent de la position dictée par leur implantation sur la zone d’étude, et ce suivant l’orientation de la ligne d’appartenance. A partir de la carte géologique mentionnant les anciens points de forage, nous déduisons les coordonnées Laborde des nouveaux points du tableau ci après :
Ligne Forage X (m - Est) Y (m - Nord)
1
F11
F12
F13
F14
F15
F16
F17
F18
F19
229.240228.871228.370227.940227.519227.060226.640226.165225.765
260.240259.410258.480257.595256.700255.655254.720253.650252.840
2
F21
F22
F23
F24
F25
F26
F27
F28
F29
229.065228.607228.110227.679227.241226.702226.361225.900225.487
260.382259.549258.630257.739256.830255.789254.855253.733252.960
Tableau 10 : Coordonnées des nouveaux points de forage
Nous pouvons voir sur la figure 20 de la page suivante la position des anciens et nouveaux points de forage dans le cadre du modèle numérique du terrain.
56
FIGURE 20 : MODELE NUMERIQUE DU TERRAINII. CALCUL D’EXECUTION
57
II.1. Principe
Il s’agit ici de déterminer les profondeurs et les longueurs des sections des forages.Le calcul est basé sur la profondeur du toit de la couche IV par le traçage de ses
courbes isobathes et en se servant des données des anciens forages de la Grande Mine. Notons que nous avons choisi cette couche parce qu’elle contient des données plus complètes que la couche V. De plus elle est marquée par l’uniformité de sa puissance.
A partir de la profondeur du toit de la couche IV on peut calculer la profondeur totale de chaque forage en ajoutant à cette profondeur l’épaisseur moyenne de la couche IV puisque les forages seront arrêtés au dessous de cette couche. En plus, on doit prévoir une marge supplémentaire de 2 m, pour tenir compte des éventuelles erreurs d’estimation.
Pour avoir la profondeur du forage destructif, c’est à dire celle de la section de surface, nous déduisons de la profondeur du toit de la couche IV déterminée à partir des courbes isobathes, la distance comprise entre le toit de la couche V et celui de la couche IV.
Pour le calcul, nous allons adopter les notations suivantes :
Pij : Profondeur finale du forage Fij
Cij : Profondeur du toit de la couche IV du forage Fij
Sij : Longueur de la section de surface du forage Fij
Tij : Longueur de la section technique du forage Fij
E : Epaisseur moyenne de la couche IVD : Distance comprise entre le toit de la couche V et celui de la couche IV.
Dans les pages suivantes, nous donnons les cartes à isobathes relatives à la couche IV.
II.2. Calcul de la profondeur finale II.2.1. Profondeur du toit de la couche IV
Les courbes isobathes de la Grande Mine relative à la couche IV sont extrapolées vers la zone d’implantation des nouveaux points de forages en vue de l’évaluation de la profondeur de son toit dans cette zone d’étude.
Les profondeurs de la couche IV et les coordonnées des anciens forages utilisés pour l’élaboration des courbes sont données en annexe 1, 2,3 et 4.
Les figures des pages suivantes nous illustrent la position des nouveaux points de forage sur les cartes à isobathes de la couche IV.
58
228000 228200 228400 228600 228800 229000 229200 229400 229600 229800
X (en mètre)
258200
258400
258600
258800
259000
259200
259400
259600
259800
260000
260200
260400Y
(en
mèt
re)
SA - 2b
M301M301
M302
M303
B306
M304SA -1
F11
F21
F22
F12
F23
F13
FIGURE 21 : CARTE A ISOBATHES DE LA COUCHE IV (MINE III)
59
M305
G205
B201
B203
G202
G206B202
B207
G204
F24
F25
F15
F14
227000 227400 227800 228200 228600 229000
X (en mètre)
256000
256200
256400
256600
256800
257000
257200
257400
257600
257800
258000
258200
258400
Y (e
n m
ètre
)
FIGURE 22 : CARTE A ISOBATHES DE LA COUCHE IV (MINE II)
60
226400 226600 226800 227000 227200 227400 227600
X (en mètre)
254200
254400
254600
254800
255000
255200
255400
255600
255800Y
(en
mèt
re)
M101
B113
B101
M102
M103
B111B102
M107
M104
B112
M105
F26
F16
F27
F17
FIGURE 23 : CARTE A ISOBATHES DE LA COUCHE IV (MINE I)
61
B108
G107
B107
G104
B110
SA -4
B103
B106
B104 B105F28
F18
F29
F19
225600 225800 226000 226200 226400 226600 226800
X (en mètre)
252400
252600
252800
253000
253200
253400
253600
253800
254000
Y (e
n m
ètre
)
FIGURE 24 : CARTE A ISOBATHES DE LA COUCHE IV (EXTENSION SUD)
62
Le tableau suivant nous donne les valeurs des profondeurs du toit de la couche IV déduites des précédentes courbes isobathes.
Nom du forage (Fij) Profondeur de la couche IV (Cij)en Mètre
F11 210F12 210F13 210F14 260F15 250F16 250F17 240F18 175F19 260
F21 270F22 275F23 275F24 365F25 355F26 360F27 355F28 270F29 340
Tableau 11 : Profondeur du toit de la couche IV dans chaque forage
II.2.2. Calcul de la profondeur finale
La profondeur finale de chaque nouveau forage est déterminée par la formule suivante :
Pij = Cij + E
Nous allons prendre comme valeur de E, l’épaisseur moyenne de la couche IV donnée par les anciens forages de la Grande Mine.Ce qui nécessite son calcul préalable dans chaque Mine.
La figure de la page suivante illustre la corrélation des couches V, IV et III sur quelques forages
63
B.107
G.107
B.108
B.106
G.104
M.107
M.103
M.104
M.105
G.204
G.205
G.202
G.206
M.305
M.106
M.102
M.304 M
.306
M.101
M 301
M.308VVV VV VVVVIVII III III I
II III III III III III I
: Couche de charbon
: Couche de charbon
: Couche de charbon
: Couche de charbon
: Couche de charbon
: Couche de charbon
: Couche de charbon
: Couche de charbon
: Couche de charbon
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
Echelle verticale: 1/
300030003000300030003000300030003000
FIGU
RE 25 : C
OR
RELA
TION
DES C
OU
CH
ES DE C
HA
RB
ON
64
II.2.2.1. Puissance moyenne de la couche IV dans chaque Mine
Le calcul est illustré sur les tableaux suivants
Nom du forage Profondeur du toit de la couche IV (en mètre)
Profondeur de la basede la couche IV (en mètre)
Epaisseur de la couche IV (E)
M305 58,26 49,1 9,16
SA-1 135,41 131,6 3,81
M304 50,17 45,98 4,19
B306 51,73 38 13,73
M303 65,64 62,2 3,44
B307 37,91 23,52 14,39
M302 70 55,3 14,7
B308 44,31 29,9 14,41
M301 72,67 57,11 15,56
SA-2b 142,2 32,4 9,8
Moyenne 10,319
Tableau 12 : Epaisseur moyenne de la couche IV dans la Mine III
Nom du forage Profondeur du toit de la couche IV(en mètre)
Profondeur de la base de la couche IV(en mètre)
Epaisseur de la couche IV (E)
G204 57,3 47,6 9,7
B207 42,45 34,74 7,71
G206 57,4 52,67 4,73
B203 40,99 32,98 8,01
G202 53,89 45,05 8,84
G205 56,68 54,36 2,32
B201 123,5 122,3 1,2
B202 145,34 137,3 8,04
Moyenne 6,319
Tableau 13 : Epaisseur moyenne de la couche IV dans la Mine II
65
Nom du forage Profondeur du toit de la couche IV(en mètre)
Profondeur de la base de la couche IV(en mètre)
Epaisseur de la couche IV (E)
M102 70,2 62,16 8,04
M106 69,19 62,1 7,09
B113 34,14 27,28 6,86
M101 72,73 62,62 10,11
B102 136,57 132,74 3,83
M105 39,92 29,02 10,9
B112 49,03 38,91 10,12
M104 66,86 60,32 6,54
M107 57,1 48,92 8,18
B111 24,53 17,95 6,58
M103 58,65 49,27 9,38
Moyenne 7,966
Tableau 14 : Epaisseur moyenne de la couche IV dans la Mine I
Nom du forage Profondeur du toit de la couche IV (en mètre)
Profondeur de la base de la couche IV (en mètre)
Epaisseur de la couche IV (en mètre)
B108 51,7 38,37 13,33G107 62,93 50,73 12,2
B114 39,87 28,34 11,53B107 50,82 40,58 10,24
G104 49,54 39,28 10,26B110 33,66 25,44 8,22
B105 51,56 43,3 8,26B103 177,5 168,32 9,18
B106 164,37 154,15 10,22SA-4 172,8 164,43 8,37
Moyenne 10,181
Tableau 15: Epaisseur moyenne de la couche IV dans l’Extension Sud
66
II.2.2.2. Profondeur finale de chaque forage
Rappelons que la profondeur finale de chaque forage est calculée en ajoutant à la profondeur du toit de la couche IV (tableau 11), l’épaisseur moyenne de la même couche (tableau 12 à15) et une marge de 2m pour prévenir les éventuelles erreurs d’estimation.
En appliquant la formule de calcul établie auparavant (page 63), nous avons les résultats du tableau suivant.
Ligne d’implantation
Nom du forage (Fij)
Profondeur de la couche IV (en mètre)
Epaisseur moyenne de la couche IV (en mètre)
Profondeur finale Pij
1
F11 210 10,319 222,319
F12 210 10,319 222,319
F13 210 10,319 222,319
F14 260 6,319 268,319
F15 250 6,319 258,319
F16 250 7,966 259,966
F17 240 7,966 249,966
F18 175 10,181 187,181
F19 260 10,181 272,181
Sous total 1 2162.889
2
F21 270 10,319 282,319
F22 275 10,319 287,319
F23 275 10,319 287,319
F24 365 6,319 373,319
F25 355 6,319 363,319
F26 360 7,966 369,966
F27 355 7,966 364,966
F28 270 10,181 282,181
F29 340 10,181 352,181
Sous total 2 2962.889
Total général 5125.778
Tableau 16: Profondeur finale des nouveaux points de forage
67
II.3. Calcul de la profondeur du forage destructif
En tenant compte des notations antérieures la formule de calcul est la suivante
Sij = Cij - D
Nous allons d’abord calculer les valeurs de D
II.3.1. Calcul de la distance entre le toit de la couche V et celui de la couche IV
Nom du forage Profondeur du toit de la couche V(en mètre)
Profondeur du toit de la couche IV (en mètre)
Valeur de D(en mètre)
M305 49,1 15,6 33,5
SA-1 131,6 98,27 32,33
M304 11,32 10,7 0,62
M303 62,2 24,7 37,5
M302 55,3 17,25 38,05
M301 57,11 17,16 39,95
SA-2b 132,4 91,03 41,37
Moyenne 31,90
Tableau 17 : Distance entre les toits des couches IV et V dans la Mine III
68
Nom du forage Profondeur du toit de la
couche V (en mètre)Profondeur du toit de la couche IV (en mètre)
Valeur de D(en mètre)
G204 47,6 35 12,6
B207 34,74 23,2 11,54
G206 52,67 35,16 17,51
B203 32,98 13,36 19,62
G202 45,05 418,95 26,1
B201 122,3 105 17,3
B202 137,3 124,12 13,18
Moyenne 16,836
Tableau 18 : Distance entre les toits des couches IV et V dans la Mine II
Nom du forage Profondeur du toit de la couche V (en mètre)
Profondeur du toit de la couche IV (en mètre)
Valeur de D(en mètre)
M102 62,16 52,4 9,76
M106 62,1 50,8 11,3
B113 27,28 15,42 11,86
M101 62,62 48,58 14,04
B102 129,52 122,36 7,16
M105 29,02 17,99 11,03
B112 38,91 29,58 9,33
M104 57,69 50,35 7,34
M107 48,92 38,6 10,32
B111 17,95 14,36 3,59
M103 49,27 38,2 11,07
Moyenne 9,709
Tableau 19: Distance entre les toits des couches IV et V dans la Mine I
69
Nom du forage Profondeur du toit de la couche V (en mètre)
Profondeur du toit la couche IV (en mètre)
Valeur de D(en mètre)
B108 38,37 26,4 11,97
G107 50,73 39,73 11
B114 28,34 23,2 5,14
B107 40,58 30,66 9,92
G104 39,28 26,73 12,55
B110 25,44 17,6 7,84
B105 43,3 32,64 10,66
B103 168,32 156,44 11,88
B106 154,15 147,95 6,2
SA-4 164,43 152,15 12,28
Moyenne 9,944
Tableau 20 : Distance entre les toits des couches IV et V dans l’Extension Sud
II.3.2. Calcul de la profondeur du forage destructif
Le calcul est analogue à celui de la profondeur finale de forage, c'est-à-dire calculée à partir de la profondeur du toit de la couche IV (tableau 11).Le tableau de la page suivante nous donne le résultat de ce calcul.
70
Nom du forage (Fij) Cij (profondeur de la couche IV en mètre)
Dij
(distance entre les toits des couches IV et V en mètre)
Sij (profondeur du forage destructif en mètre)
F11 210 31,9 178,1
F12 210 31,9 178,1
F13 210 31,9 178,1
F14 260 6,319 253,681
F15 250 6,319 243,681
F16 250 7,966 242,034
F17 240 7,966 232,034
F18 175 9,944 165,056
F19 260 9,944 250,056
Sous-total 1 1920,842
F21 270 31,9 238,1
F22 275 31,9 243,1
F23 275 31,9 243,1
F24 365 6,319 358,681
F25 355 6,319 348,681
F26 360 7,966 352,034
F27 355 7,966 347,034
F28 270 9,944 260,056
F29 340 9,944 330,056
Sous-total 2 2720,842
Total général 4641,684
Tableau 21 : Profondeur du forage destructif des nouveaux points de forage
II.4. Calcul de la longueur du carottage
La longueur du carottage est la différence entre la profondeur finale du forage et la profondeur du forage destructif.
La formule de calcul est la suivante
Tij = Pij - Sij
71
Ligne d’implantation
Nom du forage(Fij)
Pij (profondeur finale en mètre)
Sij (profondeur du forage destructif en mètre)
Tij longueur du carottage (en mètre)
1
F11 222,319 178,100 44,219
F12 222,319 178,100 44,219
F13 222,319 178,100 44,219
F14 268,319 253,681 14,638
F15 258,319 243,681 14,638
F16 259,966 242,034 17,932
F17 249,966 232,034 17,932
F18 187,181 165,056 22,125
F19 272,181 250,056 22,125
Sous total 1 2162.889 1920.842 242.047
2
F21 282,319 238,100 44,219
F22 287,319 243,100 44,219
F23 287,319 243,100 44,219
F24 373,319 358,681 14,638
F25 363,319 348,681 14,638
F26 369,966 352,034 17,932
F27 364,966 347,034 17,932
F28 282,181 260,056 22,125
F29 352,181 330,056 22,125
Sous-total 2 2962.889 2720.842 242.047
Total général 5125.778 4641,684 484,094
Tableau 22 : Longueur du forage et du carottage
Les nouveaux points de forage à exécuter auront donc un métrage total de 5125.778 m dont 4641.684 m foré en destructif et 484.094 m carotté.
72
CHAPITRE III : VENTILATION DES TRAVAUX ET CHOIX DES EQUIPEMENTS
Après avoir fixé les objectifs de l’étude, nous enchaînons maintenant sur l’examen détaillé des travaux à réaliser et l’inventaire des équipements nécessaires à la campagne de réalisation de la prospection envisagée.
I. VENTILATION DES TRAVAUX
Comme pour toute opération de terrain, il convient ici d’examiner les divers travaux relatifs aux trois phases conventionnelles de mobilisation, de chantier et de repli.
I.1. Mobilisation
Dans cette phase, nous regroupons les travaux préparatoires qui doivent être exécutés au préalable, afin que la prospection puisse se réaliser dans les meilleures conditions. Ils consistent principalement à divers travaux de Génie Civil et à l’amenée du gros matériel.
I.1.1. Génie civil
Dans cette catégorie on distingue notamment la réhabilitation des voies existantes, le réaménagement du campement, l’ouverture des pistes d’accès et l’aménagement des sites de forage.
I.1.1.1. Réhabilitation des voies existantes
Elle concerne la portion de route comprise entre la bifurcation d’Ambatry et le camp d’Ankinany, à laquelle on doit ajouter celles qui mènent vers la Commune de Soamanonga et les villages voisins de Manintsy et Betampy.
Rappelons en effet, que jusqu’à Ambatry, on emprunte la Route Nationale Principale n° 7 et la Route Nationale Secondaire n°10. L’état de ces routes est bon, respectivement acceptable, étant donné que leur entretien est à la charge du Département des Travaux Publics.
Au contraire, la Route d’Intérêt Provincial qui mène vers Soamanonga à partir de la ville de Betioky, ou plus précisément du village d’Ambatry, se trouve presque toujours dans un état lamentable, étant d’un trafic rare et mal entretenu. Elle mesure environ 40 Km.Il en est de même de la piste qui mène à Ankinany, à partir de la bifurcation de Bevinda, et de celles qui conduisent aux petits villages environnants. Ces dernières totalisent environ 20 km. Ce qui donne un total de 60 Km de réhabilitation.
Les travaux sur ces routes consistent principalement au surfaçage de la chaussée, au débroussaillage des accotements et au remblayage des raccordements des ponts et radiers.
I.1.1.2. Réaménagement du camp d’Ankinany
Ankinany se trouve sur la rive droite de la rivière Manintsy à l’est de la Mine II. Ce lieu a constitué à plusieurs reprises, le siège du camp de base pour les campagnes antérieures d’étude et d’essai d’exploitation du gisement de charbon de la Sakoa. On y retrouve encore les ruines d’anciennes constructions. Le dernier séjour durable date des années 1986 à 1989, au cours des campagnes de sondage sur la Grande Mine, et d’exploitation pilote de 10.000
73
tonnes par an sur la Mine III. A l’heure actuelle, la Direction de l’Energie Atomique de l’O.M.N.I.S y effectue des fréquents passages, en des missions de prospection.
Nous pensons alors qu’il est raisonnable d’installer le camp principal pour cette campagne de prospection de l’Extension Ouest, sur le même lieu. La raison principale est l’existence d’infrastructures routières relativement faciles à réaménager. Ce qui facilitera énormément l’approvisionnement en eau, l’accès au marché de Soamanonga et le recrutement des ouvriers.Avant l’installation proprement dite, le réaménagement du camp consiste essentiellement au débroussaillage du site et au nivellement des diverses aires de stockage, de parquing et d’habitation.
I.1.1.3. Ouverture des voies d’accès
Les voies d’accès dont nous parlons ici sont les nouvelles pistes qui permettront d’accéder à la zone d’étude d’une part et aux points de forages d’autre part.
Accès à la zone d’étude
Il peut se faire :
- Soit directement à partir du camp d’Ankinany en passant par la Grande Mine. Ce qui suppose la traversée de la rivière Sakoa
- Soit par une piste que l’on ouvrira à partir d’une bifurcation située sur la route de Betioky, un peu à l’Ouest du pont de la Sakoa. Cette piste longera les crêtes qui mènent vers le Nord.
La première variante présente l’avantage que l’on peut utiliser les pistes existantes sur la grande Mine, qui ne demandent qu’une réhabilitation relativement facile. L’inconvénient majeur est la nécessité de traverser le lit de la Sakoa à gué. D’une part, il va falloir choisir le point le plus facile à descendre ou à remonter sur les deux rives.Cette variante présente également le risque d’isolement de la zone d’étude par rapport au camp, dans le cas où les travaux de prospection se prolongent au-delà de la saison sèche. En effet, en période de pluie, la rivière Sakoa est pratiquement infranchissable à gué à cause de ses crues réputées très dangereuses.
La seconde variante présente l’avantage d’enrayer les soucis inhérents à la traversée de la rivière Sakoa. Ce qui revêt une très grande importance dans le cas où la prospection s’avère positive, ou en vue de l’exploitation future de cette partie du gisement. Son seul inconvénient est que, d’abord elle rallonge la distance entre le camp et la zone d’étude. Ensuite l’ouverture de la nouvelle piste engendrera à la campagne des coûts, et à l’environnement des dégâts supplémentaires par rapport à ceux qui seront indispensables aux travaux relatifs à la prospection proprement dite.
Au vu de ces discussions, nous optons pour la seconde alternative qui paraît plus avantageuse, en égard à la perspective de l’étude. Nous estimons à 4 Km, la nouvelle piste à aménager à partir de la bifurcation jusqu’à la zone d’étude.
Accès aux points de forage
A la lumière des discussions précédentes quant à la rotation du forage-carottage et à l’accès à la zone d’étude, il nous paraît judicieux de procéder comme suit pour accéder aux points de forage :
74
- la voie principale d’accès sera prolongée d’une piste centrale sur l’aire à étudier, entre les deux lignes de forages.
- à partir de cette piste centrale Nord-sud, on ouvrira des voies secondaires qui lui sont perpendiculaires et qui mènent vers les sites à forer.
Ce scénario nécessitera l’ouverture d’un total de 12 Km de pistes dont 8 km pour la voie centrale et 4 Km pour les voies secondaires.
I.1.1.4. Aménagement des sites de forage
Les aménagements des sites de forage visent à faciliter l’installation des équipements de forage et des camps mobiles secondaires.
D’abord, l’installation de l’appareil de forage, le stockage des matériels tubulaires et le montage des équipements de circulation du fluide de forage nécessitent une aire bien plane.
Ensuite, étant donné l’éloignement de la zone de travail vis-à-vis du camp de base, il s’avère nécessaire que chaque point de forage soit doté du minimum de structure d’hébergement secondaire, également sur une aire bien aménagée.
Le besoin total porte environ sur 1a50ca d’aménagement sur chaque site de forage.
I.1.2. Transport du gros matériel
Cette rubrique constitue un volet non négligeable des travaux de mobilisation. Il s’agit d’acheminer au chantier, l’appareil et les équipements de forage d’une part, les engins, véhicules et outillages d’autre part.
Ce transport se fait par voie terrestre, sur les voies publiques jusqu’au chantier proprement dit.
I.2. Chantier
Cette phase de la campagne englobe la totalité des travaux à effectuer sur les 18 forages programmés. C’est la phase la plus importante de la campagne, du fait que c’est par ces travaux que se réalise la prospection considérée. On doit encore leur ajouter les travaux d’entretien routier. Et auparavant, et bien même avant la construction des voies d’accès, il faut avoir implanté les points de forage.
Point de forage
Voie d’accès
Ligne de forage
75
Concernant les travaux de forage-carottage, ils présentent une certaine similitude sur tous les points à forer, à la différence près que les profondeurs finales et les longueurs des sections diffèrent d’un point à l’autre. Ces travaux débutent par le montage de l’appareil au site et se terminent par son démontage et transfert au site suivant, en passant par les opérations d’investigation qui s’imposent.
I.2.1. Implantation des forages
Elle vise à matérialiser sur terrain, les 18 points de forage dont les coordonnées ont été établies lors du calcul d’implantation. Elle est réalisée par une équipe d’ouvriers dirigée par un topographe. Mais l’intervention d’un sondeur est également nécessaire pour décider de la position exacte des points, sur une aire facile à aménager en vue du montage de l’appareil de forage. Le topographe détermine ensuite les coordonnées réelles et définitives des points, ainsi que le décalage par rapport aux coordonnées théoriques prévisionnelles.
I.2.2. Montage de l’appareil de forage
L’appareil de forage est monté sur la verticale du point de forage en respectant scrupuleusement les données d’implantation, notamment en ce qui concerne les coordonnées définitives.On procède ensuite aux vérifications de rigueur quant au positionnement et au fonctionnement des divers équipements.
I.2.3. Forage-carottage
I.2.3.1. Section de surface
Selon les recommandations précisées au chapitre précédent, la section de surface est entièrement forée en destructif. Durant le forage, il convient de procéder à des analyses continues des cuttings, afin de pouvoir décider de la profondeur d’arrêt de la section. Celle-ci est marquée par l’apparition des premiers indices de charbon au tamis vibrant.En fait, le programme donne des indications sur la longueur des sections de surface. Mais on sait que ces valeurs prévisionnelles ne sont qu’approximatives, étant déduites par extrapolation à partir des données disponibles sur la Grande Mine.Toujours selon les recommandations, au terme de l’opération de forage, la section est tubée, sans que le tubage soit cimenté.
I.2.3.2. Section technique
Nos recommandations préconisent le carottage continu de toutes les formations minéralisées, avec les intercalations stériles. Durant cette opération, les cuttings sont toujours analysés, afin que l’on puisse disposer de corrélation avec les résultats des études des carottes.Les précautions appropriées doivent être prises afin de réaliser le maximum de récupération dont dépendent les résultats des études. L’essentiel est la réduction des vibrations du train de carottage, en maintenant à des valeurs raisonnables, les deux paramètres mécaniques les plus influents, à savoir le poids sur l’outil et la vitesse de rotation.Au terme de chaque passe de carottage, la carotte doit être emballée dans des caisses de bois, et accompagnée d’une étiquette qui porte mention des principales informations indispensables à une bonne interprétation ultérieure telles que le nom du puits, le numéro de la carotte, la profondeur de provenance, la position normale, la description sommaire...etc.
76
La section technique est arrêtée lorsque le mur de la couche IV est atteint. Ceci marque d’ailleurs la profondeur finale du forage considéré.
I.2.3.3. Démontage et transfert de l’appareil
A la fin du forage-carottage, toutes les précautions sont prises en vue de l’abandon du forage. Les principales opérations sont la récupération du tubage de surface, le démontage de l’appareil et des équipements ainsi que la confection d’une borne indicatrice sur le lieu. Ensuite, on procède au chargement et transfert des équipements au site suivant.
I.2.4. Entretien routier
Dans cette catégorie, on inclut tous les travaux d’entretien courant des diverses routes et pistes qui s’imposent, alors que les opérations de forage-carottage suivent leur cours normal. Ce sont donc des travaux de génie civil déstinés à maintenir les voies en bon état, à faciliter le trafic et à atténuer l’usure des matériels roulants.
I.3. Repli
Cette dernière phase de la campagne consiste essentiellement à la ramenée de tous les matériels et équipements de forage. En principe, il débute au terme de la réalisation de la campagne, à partir du démontage au dernier point de forage. Le transfert est confondu, dans ce cas, au repli en soi.Dans la pratique et en vue d’accélérer le processus, on peut entamer le repli bien avant la fin du dernier forage. En effet, quelques jours avant que la campagne ne touche à sa fin, on est en mesure de prévoir les matériaux et matériels nécessaires au reste des travaux, si bien que les reliquats peuvent déjà être évacués au préalable.Il en est de même du personnel. Les agents peuvent quitter le chantier au fur et à mesure qu’ils auraient accompli leur mission. Le dernier convoi ne doit comporter que les matériels et les agents utiles aux travaux ultimes.
II. CHOIX DES EQUIPEMENTS
Dans ce paragraphe, nous allons passer en revue les divers équipements que l’on envisage d’utiliser pour la réalisation des travaux discutés précédemment. Nous les regroupons en trois catégories : les engins de génie civil et les matériels roulants, l’appareil et les équipements de forage, les matériels et outillages de campement.
II.1. Engins de génie civil et matériels roulants
II.1.1. Engins de génie civil
Ils sont indispensables pour la réalisation des cinq catégories de travaux ci-dessous :- la réhabilitation des voies existantes- le réaménagement du camp principal- l’ouverture des voies d’accès- l’aménagement des sites de forage- l’entretien routier
Les besoins portent sur les principaux engins suivants :
77
- 01 engin de terrassement de type BULDOZER D7.Il est particulièrement indispensable pour l’ouverture des voies d’accès, étant donné que la zone concernée est couverte d’une forêt primaire très dense et que le sol est parsemé de blocs de grès. Mais il peut également servir pour la réhabilitation initiale des routes du fait également que ces routes sont très pierreuses par endroits.
- 01 engin de nivellement de type GRADER G12, nécessaire pour le surfaçage des chaussées, des camps et des sites de forage.
- 01 engin multi-usage de type TRAX 950 qui peut servir aux travaux de remblayage, excavation peu profonde et de chargement de matériels lourds.
II.1.2. Matériels roulants
Ce sont les véhicules montés sur pneumatiques pouvant rouler sur grande distance et à des vitesses acceptables. Ils sont nécessaires pour le transport du matériel et du personnel. Les besoins portent sur les suivants :
- des camions de charge utile supérieure à 10 tonnes pour l’acheminement et la ramenée de l’appareil et des équipements de forage, ainsi que le transport des divers outillages de campement. On estime leur nombre à 05 pour la mobilisation, 03 pour le repli et 01 permanent pour le chantier. Ce dernier sert pour le ravitaillement régulier en carburant et en d’autres produits, à partir de Tuléar.
- 01 camion-citerne pour l’approvisionnement en eau du campement et du chantier de forage.
- 03 camionnettes pick-up tout terrain qui serviront de véhicules de liaison rapide entre le camp principal d’une part et le chantier d’autre part.
II.2. Appareil et équipements de forage
Dans ce sous-paragraphe, nous nous intéressons particulièrement aux outillages nécessaires à la réalisation des travaux de forage carottage, objet principal de notre étude. Les outillages se divisent en deux catégories, à savoir l’appareil de forage d’une part, et les équipements d’autre part. Leur choix est déterminé par la nature et la spécificité du programme à réaliser.
II.2.1. Appareil de forage
Théoriquement, le choix doit porter, parmi toute la gamme d’appareils existants, sur celui qui répond le mieux au programme et permet de réaliser le moindre coût, tout en étant facile à trouver à Madagascar.Concernant les deux premiers critères, puis que notre objectif consiste en une prospection minière peut profonde, nous devons faire appel aux appareils légers de type sondeuse.Le troisième critère semble le plus déterminant dans notre cas, du fait que l’on ne dispose pas d’un choix suffisamment large dans notre pays. En effet, nous avons procédé à une prospection dans la capitale, auprès des sociétés impliquées dans les travaux de forage. Mais nos efforts se sont avérés presque infructueux, étant donné que la plupart des sociétés consultées ne s’occupent que des études géotechniques, si bien qu’elles ne possèdent que des appareils de portée largement inférieure à la profondeur de nos objectifs.
Le seul type d’appareil envisageable est la sondeuse Longyear SH III, disponible auprès de l’OMNIS. Cet appareil a déjà fait ses preuves lors des campagnes antérieures de
78
prospection de la Grande Mine. Mais d’après les confidences du détenteur, et la visite du parc de sondage de l’OMNIS que nous avons effectuée, il parait que l’engin nécessite une sérieuse remise en état pour regagner ses performances nominales.
C’est un appareil auto porté, muni des principaux organes suivants :
- Une pompe d’injection 535 RQD III- Une pompe d’adduction Hatz KSB - Un groupe de soudage électrique- Un générateur électrique- Un kit de soudage autogène
La fiche technique, ainsi que le schéma de cet appareil sont donnés en annexe 9.
II.2.2. Equipements de forage
Ce sont les outils et les matériels tubulaires qui sont associés à la sondeuse choisie précédemment. Leur composition est déterminée par le type d’opération à effectuer.On distingue le train de sonde pour le forage destructif et le train de carottage pour le carottage.
II.2.2.1 Train de sonde
Ceci intéresse l’exécution des sections de surface pour lesquelles les formations stériles doivent être traversées le plus rapidement possible, avant d’accéder aux couches minéralisées sou jacentes . Ses principaux éléments sont les suivants :
• Trépans
Les grès à traverser étant des formations moyennement dures, on peut choisir des tricônes de fabrication Hughes, types J 44, dents de carbure de tungstène serties. Le guide pour ce choix est illustré en annexe 8.On estime le besoin total à 30 outils, à raison d’une moyenne d’un outil pour 150m d’intervalle de forage.
Nous donnons dans le même annexe 8 les caractéristiques de ces trépans
• Tiges de forage
Au contraire du forage pétrolier profond, le forage avec sondeuse réclame dans le train de tiges, uniquement des tiges de forage, pour les raisons ci-après :
- le rôle de fournir le poids sur l’outil qui est normalement attribué aux masses- tiges est assuré par la tête de rotation de la sondeuse
- Le rôle d’entraînement habituellement joué par la tige d’entraînement est rempli par la même tête de rotation de l’appareil.
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Nous donnons ci-dessous, le tableau des dimensions géométriques des tiges de la série Q de fabrication Longyear.
LONGUEUR DISPONIBLE
Pied mTIGES
DIAMETRE EXTERIEUR
DIAMETRE INTERIEUR
Pouce mm Pouce mm9.84 3 BQ 23/16 55,6 113/16 46,09.84 3 NQ9.84 3 HQ 21/2 88,9 3 76,2
Tableau 23 : Dimensions géométriques des tiges
En tenant compte du fait que le train de carottage utilise les mêmes tiges de forage, l’estimation du besoin sera traitée dans le sous-paragraphe afférent au carottage.
II.2.2.2. Tubage
Ce sont les revêtements des sections de surface. Rappelons que nos tubages sont récupérables, étant non cimentés. Nous optons pour des tubes de la série W, toujours de fabrication Longyear.
Le tableau ci-après en donne les principales dimensions.
TUBES
DIAMETRE EXTERIEUR
DIAMETRE INTERIEUR
LONGUEUR DISPONIBLE
En pouce En mm En Pouce En mm En pied En m
BQ 2 7/8 73,0 2 3/8 60,3 9.84-4.92 3 - 1,5
NQ 3 ½ 88,9 3 76,2 9.84-4.92-3.94-1.97
3-1,5-1,2-0,6
HQ 4 ½ 114,3 4 101,6 14.76-11.81-9.84-8.20-4.92-
3.28
4,5 –3,6-3-2,5-1,5-1
Tableau 24 : Dimensions des tubes
Nous faisons notre calcul de la longueur des tubes, sur la base de la profondeur maximale des sections de surface qui est égale à 358,681 m pour le forage F24. Cette longueur est doublée pour tenir compte des éventuels accidents des tubes (fissuration, rupture) d’une part, et de la possibilité que certaines sections de surface puissent être plus profondes que prévues d’autre part.
Ce qui porte le besoin de tubes à 717,36 m environ.
80
II.2.2.3 Train de carottage
I. Le carottage concerne les sections techniques qui correspondent, elles, aux formations minéralisées. La principale différence du train de carottage avec le train de sonde est que le premier est plus long d’une part, et qu’il comporte comme outillages de fond, une couronne et un carottier au lieu et à la place du trépan d’autre part.
• Couronne
Les couches de charbon et les grès intercalaires sont également des roches de dureté moyennement élevée. Pour leur carottage, nous choisissons des couronnes de fabrication Norton Christensen, type C 201, dents de diamant serties.
On estime le besoin à 18 outils, à raison d’un outil par forage.Nous donnons en annexe 7, les caractéristiques de cette couronne
• Carottiers La sondeuse Longyear est également dotée de carottiers de la série Q, dont nous reportons
ci-après les principales dimensions.
CAROTTIERDIAMETRE EXTERIEUR
DIAMETRE DE LA CAROTTE LONGUEUR
Pouce mm Pouce mm Pied mBQ 2 23/64 60,0 1 7/16 36,5 10 3,0NQ 2 63/64 75,8 1 7/8 47,6 10 3,0HQ 3 25/32 96,0 2 1/2 63 ,5 10 3,0
Tableau 25 : Dimensions des carottiers
Nous prévoyons trois carottiers pour l’ensemble de la campagne, en prévision des éventuels disfonctionnements qui peuvent survenir aux différentes pièces composantes.
• Tiges de forage
Pour le carottage, les outillages de fond sont prolongés jusqu’à la surface, par des tiges de forage. Celles-ci consistent en des tiges de la série Q, c’est à dire les mêmes que celles utilisées dans le train de sonde de destructif.
La profondeur maximale des forages est de 369,96 m pour le puits F26. Mais puisqu’il faut encore tenir compte des éventuels accidents des tiges d’une part, et de la possibilité que certains forages puissent être plus profonds que prévus d’autre part, nous doublons cette profondeur maximale pour estimer le besoin total de tiges à 739,92 m.
II .2.2.4 Combinaison des diamètres
Le dernier aspect du choix des équipements de forage est la détermination des diamètres des divers éléments pour qu’il y ait une parfaite concordance dimensionnelle entre le train de sonde, le tubage et le train de carottage. En fait, il s’agit ici d’appliquer aux forages de recherche minière, les calculs d’établissement du programme de construction des puits discuté dans les rappels bibliographiques.
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En tenant compte des gammes disponibles des pièces présentées précédemment, nous optons pour la combinaison de diamètres que nous résumons dans le tableau ci-dessous, avec les types choisis et les besoins déterminés pour tous les éléments.
SECTION OPERATION ELEMENTS TYPES DIMENSIONS(pouce)
NOMBRE LONGUEUR(m)
SurfaceForage
destructif
Trépan
Tiges de forageTubage
J44
BQ
HW
5 ¾
2 3/16 x 1 13/16
4 ½ x 4
30
246
246
-
3
3
Technique Carottage
Couronne
CarottierTiges de forage
C 201
NQBQ
3¾ x 1 7/8
2 63/64 x 1 7/8
2 3/16 x 1 13/16
18
0336
-
33
Tableau 26 : Combinaison de diamètres des équipements de forage
II.3. Matériels et outillages de campement
Dans cette dernière catégorie, nous incluons tous les équipements indispensables au fonctionnement des camps principal et mobile. Dans la suite, nous en faisons les listes sommaires en les groupant par secteurs d’utilisation.
II.3.1. Hébergement
II.3.1.1. Au camp principal
• 03 tentes individuelles réservées respectivement au chef de chantier, au géologue et à l’intendant.
• 02 tentes à 02 places pour les agents d’encadrement : gestionnaire, comptable, magasinier, chef mécanicien.
• 01 tente à 10 places pour les conducteurs, les chauffeurs, le cuisinier et les aides de camp
• 01 tente à 03 places pour les agents de sécurité.
II.3.1.2. Au camp mobile
• 01 tente à 02 places pour le chef-sondeur et le topographe • 01 tente à 10 places pour les ouvriers de sondage, de topographie et sécurité• 01 tente à 05 places en guise de réfectoire
II.3.2. Restauration
Un abri couvert mais bien aéré et suffisamment large doit être construit au camp principal, avec les matériaux de construction locaux, en guise de réfectoire commun pour tout
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le personnel. Un autre plus petit servira de cuisine et sera doté de toutes les ustensiles de cuisine appropriées.
II.3.3. Equipements sanitaires
Ils consistent en une citerne d’eau suffisamment grande pour l’alimentation de la cuisine et des installations d’aisance telles que douches communes, latrines et lavoirs.
II.3.4. Eclairage et entretien
02 groupes électrogènes assurent l’éclairage au chantier, dont l’un pour le camp principal et l’autre pour le camp mobile. Un atelier de maintenance est également prévu avec tous les outillages adéquats tels que poste de soudure électrique, poste de soudure autogène, chargeur de batterie, trousseau de garage …etc.
II.3.5. Magasin
Pour l’emmagasinage des divers produits et fournitures, un abri couvert et fermé doit être construit au camp de base, avec les matériaux localement disponibles.
83
CHAPITRE IV : ETABLISSEMENT DU TIMING ET EVALUATION DES COUTS
I. ETABLISSEMENT DU TIMING
I.1. Estimation des durées des travaux
Dans ce qui suit, nous allons faire une estimation des durées des différents travaux en vue d’établir le planning ainsi que de faire l’évaluation du coût du projet. Pour ce faire, nous allons prendre une à une les trois phases qui sont la mobilisation, le chantier et le repli.
I.1.1 Mobilisation
Les travaux à effectuer pendant la mobilisation sont divisés en travaux de génie civil et transport des matériels.
• Génie civil
Rappelons que les travaux de génie civil consistent à la réhabilitation des voies existantes, au réaménagement du camp de base, à l’ouverture des voies d’accès et à l’aménagement des sites de forage. Avec les matériels et équipements choisis auparavant, les expériences acquises lors des campagnes antérieures donnent les performances suivantes :
- 30 Km/j pour la réhabilitation des voies existantes - 4 Km/j pour l’ouverture des nouvelles voies d’accès - 2 jours pour le réaménagement du camp de base- 1h/ site pour l’aménagement des sites de forage
Pour le calcul des durées, nous allons appliquer la formule suivante :
D = P x QOù D : La durée P : La performance ou vitesse d’avancement de l’opération Q : La quantité à réaliser Les résultats de calcul sont figurés dans le tableau suivant
Opération Performance (P) Quantité (Q) Durée(D)
Réhabilitation des voies existantes 30 Km/j 60 Km 2jours
Ouverture des voies d'accès 4 Km/j 16 Km 4 jours
Réaménagement du camp de base 2jours
Aménagement des sites 1h/site 18 sites 2 jours
Construction du magasin 3 jours
Tableau 27 : Durée des travaux de génie civil
• Transport des matériels
84
Les rapports finaux des campagnes antérieures nous donnent une durée de 3 jours pour le trajet Antananarivo – Sakoa
I.1.2 Chantier
• La campagne commence par l’ouverture des layons en vue de l’implantation des points de forage à raison de 2 Km/j.
• L’avancement des travaux de forage – carottage sera pris égal, à celui réalisé lors des campagnes antérieures , étant donné que nous avons choisi d’utiliser le même appareil d’une part et que les formations à traverser sont supposées identiques d’autre part .
• Bien que l’entretien routier constitue une composante des travaux à réaliser pendant que le forage-carottage suit son cours, on ne saurait le quantifier étant donné qu’il n’est exécuté que de façon sporadique, uniquement lorsque le besoin se fait sentir.
Le tableau ci-après résume les performances envisagées et les résultats du calcul des durées :
OpérationPerformance
(P) Quantité (Q) Durée (D)
- Implantation des forages- Montage d’appareil et vérification- Forage-carottage :
• Section de surface . Forage . Ajouts de tiges . Descente de tubage . Récupération des tubages
• section technique . Carottage . Manœuvre du train de tige
- Transfert appareil
2 Km/j
4 h/forage
3 m/h5 mn /ajout
10 mn /descente10 mn/tube
3 m/h1h/manœuvre
4 h/forage
18 Km
18 forages
4641,68 m1548 Ajouts (*)
1548 Descentes (*)1548 Tubes (*)
484,09 m162 manœuvres (**)
18 forages
9 jours
6 jours
129 jours11 jours22 jours22 jours
14 jours14 jours
6 joursTotale 233 jours
Tableau 28 : Estimation de la durée du chantier (***)(*) Le nombre d’ajouts de tiges et de descentes de tubage ainsi que de la récupération des tubages pour les sections de surface, est égal au métrage total à forer rapporté à la longueur d’une tige respectivement d’un tube qui est de 3m 4641,68 : 3 = 1547,29 arrondi à 1548 m. (**) Le nombre de manœuvres pour les sections techniques est égal au métrage total à carotter rapporté à la longueur d’une pièce de carottage qui est de 3m : 484,094 : 3 = 161,36 arrondi à 162. (***) Cette estimation est basée sur une durée opérationnelle effective de 12 heures par jours
I.1.3. Repli
85
La ramenée des matériels vers Antananarivo durera 3 jours. Mais avant le transfert proprement dit, on a encore à faire le chargement compté à une journée.
I.2. Organisation des travaux
Les considérations suivantes ont servi pour l’établissement de l’ordre de réalisation des travaux.
- Le transport des engins prévus pour la réhabilitation des routes devrait être exécuté en premier lieu.
- Puisque la réhabilitation dure 2 jours, le convoi des matériels et du personnel quitte Antananarivo 2 jours après le départ des engins afin que les camions puissent bénéficier de routes aménagées à leur arrivée à Ambatry-Sakoa.
- Aussitôt la réhabilitation terminée, on entame le réaménagement du camp principal.- L’implantation des points de forage et l’ouverture des voies d’accès avec
l’aménagement des sites peuvent démarrer le lendemain de l’arrivée au camp principal pour que, ensuite, les opérations puissent être exécutées en parallèle.
- Le forage-carottage peut commencer dès que le point situé le plus au sud devient accessible, c’est à dire deux jours environ après le début des travaux d’ouverture des voies d’accès. Pour optimiser le transfert, les forages seront exécutés d’abord en passant alternativement d’une ligne à l’autre dans la direction Est – Ouest et vice- versa, ensuite en progressant petit à petit vers le Nord.
Le diagramme suivant traduit l’organisation des travaux et montre les durées des opérations ainsi que celle de la campagne entière.
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1 -------------------Transport des engins 2------------------- Réhabilitation des voies existantes3 -------------------Transport des matériels4 -------------------Réaménagement du camp principal et construction du magasin5 -------------------Implantation des points de forage6 -------------------Ouverture des voies d’accès7 -------------------Aménagement des sites de forage 8 -------------------Forage/carottage 9 -------------------Entretien routier10 ----------------- Chargement des appareils11------------------Repli des matériels et personnels
100 20050 150
4
5
6
7
8
9
10
11
3
2
1jours
Etapes
Figure26 : Diagramme de GANTT
Jours
87
II. EVALUATION DES COUTS
Par la suite, selon l’inventaire des matériels illustrés dans le chapitre précédent, nous allons faire l’évaluation des coûts suivant les trois phases de mobilisation, chantier et repli.
II.1. Gros matériels roulants
Pour le calcul, nous allons évaluer dans un premier temps le coût de location des engins de génie civil et des matériels roulants et dans un deuxième temps, le coût des carburants et lubrifiants.
II.1.1.Mobilisation
II.1.1.1. Location (en Ariary)
TYPE Taux journalier de location (*)(en Ariary)
Durée d’utilisation Quantité Montant (en Ariary)
Buldozer D7 672 000 11 jours 1 7 392 000Grader G12 556 800 11 jours 1 6 124 800Trax 500 000 11 jours 1 5 500 000Camions 240 000 9 jours 5 10 800 000Total 8 29 816 800
Tableau 29 : Coût de location des matériels roulants et engins de génie civil
(*) Ces taux ont été obtenus auprès de l’Entreprise TAHIRISOA ; Téléphone : 22 523 94 Ambohimangakely II.1.1.2. Carburants et lubrifiants
Les engins et matériels roulants prévus fonctionnent tous au gas-oil acquisitionné à 1500 Ariary par litre. Notre calcul se base sur les consommations et le prix unitaire du carburant.
a. Carburants
TYPE Consommation
unitaire
Durée d’utilisation journalière (ou kilométrage)
Durée d’utilisation totale
Quantité Prix (en Ariary)
Buldozer D7 20 l/h 12 h/j 11jours 1 3 960 000Grader G12
15 l/h 12 h/j 11 jours 1 2 970 000Trax 15 l/h 2 h/j 11 jours 1 495 000Camions 0,4 l/km 2420 km (*) 4 5 808 000
0,4 l/Km 1210 Km (**) 1 726 000Total Total 13 959 000
(*) Aller et retour (Tananarive- Sakoa) 1210 Km x 2 = 2420 Km(**)Aller Tananarive-Sakoa
Tableau 30 : Coût des carburants des matériels roulants et engins de génie civilb. Lubrifiants
88
Le prix des lubrifiants est égal à 15 % du prix des carburants
Lubrifiants Prix carburants x 15 % Prix (en Ariary)15% carburants 15% x 13 959 000 2 093 850
Tableau 31 : Coût des lubrifiants des matériels roulants et engins de génie civil
II.1.1.3. Récapitulation du coût de la mobilisation
N° Désignation Montant (Ariary)1 Location engins 19 016 0002 Location matériels roulants 10 800 0003 Carburants et lubrifiants 16 052 850
Sous-total 1 45 868 850
Tableau 32 : Récapitulation du coût du chantier
II.1.2. Chantier
II.1.2.1. Location de l’appareil de forage et des matériels roulants
Destination Taux journalier de location
(en Ariary)
Durée d’utilisation
Quantité Prix(en Ariary)
LY 38 SH (avec accessoire) 100 000 243 1 24 300 000
Motopompe HATZ 10 000 243 1 2 450 000
Motopompe 535 RQD 10 000 243 1 2 450 000
Groupe de soudage électrique 50 000 243 1 12 150 000
Kit de soudage autogène 50 000 243 1 12 150 000Trax (*) 500 000 234 1 116 000 000
Camion 240 000 243 1 56 160 000
Camionnette pick-up 140 000 243 3 102 060 000Camion citerne 160 000 243 1 38 880 000
Total 366 560 000
(*) Parmi les trois engins de génie civil, seul l’engin multi-usage Trax 950,est gardé pendant les travaux de forage-carottage, étant nécessaire aux travaux d’entretien routier courant et à la manutention des divers matériels. Le Bul Dozer et le Grader sont remis à la disposition du propriétaire une fois les grands travaux de génie-civil terminés.
Tableau 33 : Coût de location de l’appareil de forage et des matériels roulants
Source : OMNIS et Entreprise TAHIRISOA ; Téléphone : 22 523 94 ; Ambohimangakely
II.1.2.2. Consommables de forage
89
Les consommables de forage comprennent dans notre cas, les trépans de forage destructif et les couronnes de carottage. Leurs coûts d’acquisition sont résumés dans le tableau ci-dessus.
DESIGNATION DIMENSION NOMBRE PRIX UNITAIRE(*) (Ariary/Outil)
MONTANT (Ariary)
Trépan J44-Hughes 5 3/4 30 355.000 7 050 000Couronne C201-Norton Christensen 33/4 x 17/8 18 1.658.500 29 853 000
TOTAL 48 36 903 000(*)Ces prix unitaires d’acquisition ont été extraits du «Drilling, Complétion And Production Equipment »- Land And Marine Rental
Company, San Antonio, Texas- USA 1984
Tableau 34 : Coût des consommables de forage
II.1.2.3. Location matériels tubulaires
Les matériels tubulaires qui font l’objet de location dans notre campagne sont constitués par les tiges de forage, les tubes et les carottiers. Leurs coûts de location sont récapitulés dans le tableau ci-après.
DESIGNATION DIMENSION NOMBRE PRIX UNITAIRE (*) (Ariary/Outil)
MONTANT (Ariary)
Tiges de forage BQ-Longyear 23/16’’ x 1 13/16’’ 246 9 840 2 420 640Tubage HW-Longyear 4 ½’’x 4’’ 240 14 760 3 542 400Carottier NQ-Longyear 263/64’’ x 17/8’’ 03 9 840 29 520TOTAL - 489 5 992 560
(*)Ces taux unitaires de location ont été extraits du « Drilling, Completion And Production Equipement »-Land And Marine Rental Company, San Antonio, Texas-USA 1984
Tableau 35 : Coût de location des matériels tubulaires
90
II.1.2.4. Carburants et lubrifiants
a- Carburants
Destination Consommation Durée
d’utilisation par jour
Nombre de jour
Quantité Prix(en Ariary)
LY 38 SH (avec accessoire) 8 l/h 12 heures 243 1 34 992 000
Motopompe HATZ 3 l/h 12 heures 243 1 13 122 000
Motopompe 535 RQD 2 l/h 1 heures 243 1 729 000
Groupe de soudage électrique 2 l/h 12 heures 243 1 8 748 000
Trax 15 l/h 2 heures 232 1 10 440 000
Camion 0,4 l/km 50 km/j 234 1 7 020 000
Camionnette pick-up 0,2 l/km 60 km/j 243 3 13 122 000
Camion citerne 0,4l/Km 50 Km/j 243 1 7 290 000
Total 95 463 000
Tableau 36 : Coût des carburants de chantierb- Lubrifiants
Lubrifiants Prix carburants x 15 % Prix (en Ariary)15% carburant 15% x 95 463 000 14 319 450
Tableau 37 : Coût de lubrifiants de chantier
II.1.2.5. Récapitulation du coût de chantier
N° Désignation Montant (Ariary)1 Location engins 116 000 0002 Location matériels roulants 197 100 0003 Location appareil et équipements de forage 53 460 0004 Consommables de forage 36 903 0005 Location matériels tubulaires 5 992 5606 Carburants et lubrifiants 109 782 450
Sous-total 2 519 238 010
Tableau 38 : Récapitulation du coût du chantier
91
II.1.3. Repli
II.1.3.1. Location
Destination Taux journalier de location
(en Ariary)
Durée d’utilisation
Quantité Prix(en Ariary)
Camions 240 000 3 jours 3 2 160 000
Total 2 160 000
Tableau 39 : Coût de location des matériels roulants pendant le repli
II.1.3.2. Carburants et lubrifiants
a- Carburants
Destination Consommation (l/h) Trajet
Effectifs Prix(en Ariary)
Camions 0,4 l/km 2420 km (*) 3 4 356 000
Total 4 356 000(*) Aller et retour Tananarive Sakoa
Tableau 40 : Coût de carburants pendant le replib- Lubrifiants
Lubrifiant Prix carburant x 15 % Prix (en Ariary)15% carburant 15% x 4 356 000 653 400
Tableau 41 : Coût de lubrifiants pendant le repli
II.1.3.3. Récapitulation du coût de repli
N° Désignation Montant (Ariary)1 Location matériels roulants 2 160 0002 Carburants et lubrifiants 5 009 400
Total 7 169 400
Tableau 42 : Récapitulation du coût de repli
92
II.2. Petits outillages et autres supports logistiques
Destination Coûts (en Ariary)
Conditionnement des carottes 926 000
Matériels de campement 6 500 200
Habillement et protection 4 910 220
Divers 1 980 000
Total 14 316 420
Tableau 43: Coût des petits outillages et autres supports logistiques
Les détails sont illustrés en annexe 6 et 7
II.3. Frais des personnels
Fonction Qualification Salaire Durée de séjour Effectif Montant (Ariary)
Chef de chantier HC 600 000 Ariary/mois 9 mois 1 5 400 000Géologue HC 500 000 Ariary/mois 9 mois 1 4 500 000Chef sondeur HC 500 000 Ariary/mois 9 mois 1 4 500 000Topographe 5B 300 000 Ariary/mois 1 mois 1 300 000Gestionnaire 5B 300 000 Ariary/mois 9 mois 1 2 700 000Comptable 5B 300 000 Ariary/mois 9 mois 1 2 700 000Sondeur 4B 250 000 Ariary/mois 9 mois 1 2 250 000Aide géologue 4B 250 000 Ariary/mois 9 mois 1 2 250 000Magasinier 4B 250 000 Ariary/mois 9 mois 1 2 250 000Mécanicien OP2B 200 000 Ariary/mois 9 mois 1 1 800 000Conducteur (trax) OP2B 200 000 Ariary/mois 9 mois 1 1 800 000Conducteur (Bull, Grader) 1 mois 2 400 000Chauffeurs OP1B 175 000 Ariary/mois 9 mois 5 7 875 000Ouvriers topographes OSC3 4 000 Ariary/jours 30 jours 3 360 000Ouvriers sondeurs OSC3 4 000 Ariary/jours 243 Jours 6 5 832 000Ouvriers mécaniciens OSC3 4 000 Ariary/jours 243 Jours 2 1 944 000Charpentier OSC3 4 000 Ariary/jours 243 Jours 1 972 000Cuisinières M1 4 000 Ariary/jours 243 Jours 2 1 944 000Gardiens M1 4 000 Ariary/jours 243 Jours 2 1 944 000Total général 34 51 721 000
(*)Les taux salariaux et les indemnités journalières des ouvriers et mensuels des agents ont été recueillis auprès du Ministère de la Fonction Publique, du Travail et des Lois Sociales
Tableau 44 : Frais du personnel
93
II.4. Récapitulation du coût de la campagne
En tenant compte de la durée d’exécution de la campagne, notre estimation porte sur le coût total résumé dans le tableau ci-dessous.
N° Désignation Mobilisation Chantier Repli Total (Ariary)1 Location engins 19 016 000 116 000 000 - 135 016 0002 Location matériels roulants 10 800 000 197 100 000 2 160 000 210 060 0003 Location appareils et équipements de forage - 53 460 000 - 53 460 0004 Location matériels tubulaires - 5 992 560 - 5 992 5605 Consommables de forage - 36 903 000 - 36 903 0006 Carburants et lubrifiants 16 052 850 109 782 450 5 009 400 114 791 8507 Petits outillages et supports logistiques - 14 316 420 - 14 316 4208 Frais du personnel - 51 721 000 - 51 721 000
Total 45 868 850 585 275 430 7169400 638 313 680
Tableau 45 : Coût total de la campagne
94
CHAPITRE V : APERCU ENVIRONNEMENTAL DU PROGAMME
De toute évidence, la campagne de prospection par forages que nous nous sommes efforcée d’étudier dans ce Mémoire n’échappe pas aux règles de dualités relatives à toutes les activités humaines qui touchent directement la nature. Elle a sûrement des côtés positifs et d’autres négatifs. Ce qu’il importe dans cette situation, c’est d’abord de mettre sur les plateaux opposés d’une balance, les deux types d’impacts, et ensuite de trouver les mesures d’atténuation appropriées pour les effets négatifs.
Pour ce faire, notre rédaction se propose :
- d’identifier les impacts positifs- d’examiner les impacts négatifs- de proposer les mesures d’atténuation pour ces derniers
Ce que nous allons traiter n’est qu’un bref aperçu de ce qui doit être révisé en vue de la réalisation de la campagne. Nous n’avons pas la prétention d’effectuer une étude complète comme il se doit, mais une approche très sommaire, pour les deux raisons suivantes:
- primo : une étude d’impacts environnementaux nécessite toujours une analyse détaillée préalable de l’état initial du milieu, chose que nous n’avons pas pu réaliser pour la simple raison qu’aucune opportunité ne nous a été offerte pour descendre sur terrain
- secondo : puisque la prospection se fera par forages, les dégâts qui seront causés seront très limités, car liés presque exclusivement à l’ouverture des voies d’accès, à l’aménagement des sites et à l’émission des bruits par l’appareil et les engins. On pense plutôt que ce sont les apports socio-économiques au bénéfice de la population locale, ainsi que l’élargissement du horizon scientifique et technique sur le gisement qui seront améliorés.
I. IMPACTS POSITIFS
Les bénéfices que la campagne apportera consistent essentiellement en deux points :
- L’élargissement de l’horizon scientifique sur l’ensemble du gisement, grâce à l’acquisition de données géologiques et techniques en dehors de l’aire de l’actuelle Grande Mine.
- L’amélioration de la vie culturelle, sociale et économique de la population autochtone, grâce au recrutement local et au contact avec des personnes étrangères.
Nous donnons sur le tableau 46 ces apports bénéfiques.
95
DOMAINES CIBLES
TRAVAUX IMPACTS AVANTAGES
Scientifique et technique
Forage-carottageObtention de données géologiques nouvelles
- Réponses aux interrogations non éclaircies lors de l’étude de la Grande Mine
- Rehaussement du niveau de connaissances sur la géologie régionale
- Rehaussement du niveau de connaissances sur le gisement
Acquisition de données techniques
nouvelles
- Augmentation de la réserve de charbon
- Idées plus précises sur les méthodes d’exploitation
Social et économique
AnnexesRéhabilitation des
infrastructures routières
- Désenclavements des localités environnantes
- Densification du trafic routier
Afflux de personnes étrangères
Echanges culturels
Intrusion de personnes instruites
- Transfert de connaissances- Amélioration du niveau
intellectuel - Amélioration du mode de
vieRecrutement
d’ouvriers locaux- Création d’emplois- Amélioration du savoir-
faire- Amélioration du pouvoir
d’achat- Dynamisation des échanges
commerciaux
Tableau 46: Impacts positifs de la campagne de prospection
II. IMPACTS NEGATIFS
Les impacts négatifs concernent principalement la flore et la faune, étant donné que la zone d’étude est couverte d’une forêt qui, en principe, constitue une réserve d’espèces végétales précieuses et un habitat pour certaines espèces animales caractéristiques. Le sol et le milieu humain peuvent également souffrir, bien que dans une moindre mesure.Le tableau ci-dessous résume les effets néfastes
96
SOURCES DE NUISANCE MILIEUX CONCERNES IMPACTSOuverture des pistes d’accès et aménagement des sites de forage
Flore - abattage des arbres- défrichement- dépôt de poussière- transformation des
paysagesFaune - nuisance sonore
- dérangement dû au contact avec l’homme et la machine
Sol - amorce d’érosion par les pistes d’accès
- mise à nu locale du terrain par les sites
Contact avec la population locale
Humain - incompréhension des us et coutumes
- situation conflictuelle
Tableau 47: Impacts négatifs de la campagne de prospection
III. MESURES D’ATTENUATION
De l’identification précédente des impactes positifs et négatifs, il semble que la campagne est plus bénéfique que néfaste. En effet, on estime qu’elle apportera beaucoup d’avantages scientifiques, sociaux et économiques. Alors que les dégâts sur le milieu naturel peuvent être minimisés, moyennant des mesures d’atténuation appropriées. Nos recommandations sont les suivantes.
OBJETS DE L’ATTENUATION MESURES ENVISAGEESAbattage -défrichement –transformation du paysage
Limitation de la largeur des pistes et de l’entendue des sites aux strictes nécessaires (4m, respectivement 1a 50 ca)
Poussières Arrosage régulier des pistes d’accès en saison sèche (minimum 2 fois par semaine)
Risque d’érosion Erection de digues anti-érosives sur les bas-côtés des pistes et autour des sites
Mise à nu du terrain Repiquage d’essences localement adaptées à la fin du forage de chaque site
Dérangement des animaux Sensibilisation du personnelHeurts et conflits - Respect des us et coutumes
- Compréhension mutuelle
Tableau 48: Mesures d’atténuation des impacts négatifs
97
CONCLUSION
Nous nous sommes fixée dans cette partie du mémoire, d’étendre l’étude du gisement
de charbon de la Sakoa, au-delà de l’aire de l’actuelle Grande Mine. Le but est celui d’élargir
l’horizon scientifico-technique de sa connaissance.
La base de départ est constituée par les données disponibles à l’Est de la rivière Sakoa,
qui nous ont permise de faire une estimation préalable de la réserve possible de charbon.
Comme il s’agit d’une première phase de prospection, nous avons proposé un maillage moins
serré que celui des anciens forages de la Grande Mine. Les travaux ultérieurs devront les
compléter convenablement.
En extrapolant les données de la Grande Mine dans la zone d’étude, nous avons pu
déterminer la profondeur des nouveaux forages et évaluer le volume de l’ensemble des
travaux à réaliser. Ainsi, la campagne de prospection compte 18 forages totalisant 5125,80 m
dont 4641,70 m de destructif et 486,10 m de carottage, à réaliser en 9 mois environ. Le coût
de réalisation s’élève à 638 313 680 Ariary.
Enfin, l’aperçu environnemental du programme a mis en évidence que les impacts
positifs sont plus importants que les impacts négatifs, que l’on peut d’ailleurs minimiser par
l’application de mesures d’atténuation appropriées.
98
CONCLUSION GENERALE
De toute évidence, Madagascar est confronté aux problèmes économiques liés à l’insuffisance ou à la mauvaise utilisation des ressources énergétiques locales, qui frappent la majorité des pays en voie de développement. D’un côté, la balance nationale de paiement reste toujours tributaire de la fluctuation des cours mondiaux du pétrole, à cause de la nécessité permanente de son importation. D’autre part, ce qui est encore plus grave, c’est que la quasi totalité des foyers font recours au bois de chauffe ou au charbon de bois pour la satisfaction de leur besoin énergétique quotidien. La conséquence est immédiate : la déforestation avance à un rythme galopant, avec tous les effets néfastes qu’elle engendre sur l’environnement.
Nonobstant tous les efforts que nous devons fournir pour la continuation et la promotion de la recherche pétrolière ou de toutes autres formes d’énergie (renouvelables par exemple), nous ne devons pas perdre de vue l’autre source d’énergie fossile qu’est le charbon de terre. Sur ce dernier plan, notre sous-sol renferme une quantité considérable dans sa partie Sud-Ouest. Certes, le charbon ne peut pas se substituer au pétrole, mais son exploitation éventuelle pourrait résoudre un certain nombre de problèmes pour le développement du pays.
C’est dans cet ordre général d’idées que s’inscrit la continuation de la prospection du gisement de charbon de la Sakoa, objet de notre étude ; en attendant la mise en application effective des projets d’exploitation et en marge de l’ouverture éventuelle vers les autres secteurs du grand bassin houillier de la région.
En effet, les études appliquées antérieures sur le secteur se sont cantonnées uniquement sur l’aire comprise entre les lignes d’affleurement et la rivière Sakoa. La réserve de 33,92 Mt de cette zone semble insuffisante si l’on envisage dans l’avenir, des projets d’exploitation d’envergure plus importante que ceux dont on a l’habitude de discuter à présent. Or toutes les données disponibles semblent montrer que la minéralisation continue vers l’Ouest, du moins concernant les couches déjà évidentiées à l’Est. S’il en est vraiment ainsi, une importante quantité supplémentaire de charbon reste encore à découvrir au-delà de la rivière Sakoa. Notre estimation préalable préconise pas moins de 34,5 Mt de réserve possible.
Pour vérifier ces hypothèses, nous avons proposé un programme de forage, qui soit la seule méthode de prospection appropriée dans notre cas, étant donné la profondeur de subsidence des couches dans cette zone. Ce que nous avons traité concerne particulièrement les directives à suivre, le volume des travaux à réaliser, les équipements à mettre en œuvre et le coût à engager.
Nous pensons que le programme envisagé permettra d’atteindre l’objectif fixé, s’il est adéquatement exécuté, du moins pour une première phase de prospection.
Enfin, nous jugeons que le présent Mémoire constitue un ensemble de documents qui pourront servir de référence à un projet d’exécution d’une telle campagne de prospection.
99
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D’ETUDE DU GISEMENT DE FER DE SOALALA PAR SONDAGE CAROTTE,
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[19]: San Antonio, Completion And Priduction Equipment, LAND AND MARINE RENTAL COMPANY Drilling, Texas-USA, 1984, 5 p.
102
ANNEXES
i
Annexe 1 : Données sur les Anciens forages
Annexe 2 : (Suite)
Nom du forage Coordonnées Altitude Profondeur Couche Profondeur Epaisseur Pendage
Est Nord Toit Base Forée RéelleSA2b 229632 260064 267,01 ? 5 91,03 92,66 1,63 1,55 17,5
5 95,25 97,83 2,58 2,464 sup 132,4 135,47 3,074 inf 141 142,2 1,2 1,14
M305 229032,54 258116,45 330,14 60 5 15,6 16,1 0,5 0,47 204 sup 49,1 53,62 4,52 4,254 inf 56,8 58,26 1,46 1,37
SA1 228688 258308 297,39 ? 5 98,27 99,17 0,9 0,86 16,55 99,92 101,82 1,9 1,825 101,98 104,93 2,55 2,55
4 sup 131,6 132,63 1,03 0,984 inf 133,16 135,41 2,25 2,16
3 (4)inf 141,5 142,59 1,09M304 229146,98 258356,1 317,79 53,9 5 10,7 11,32 0,62 3,96 19
4 sup 45,98 50,17 4,19 3,96B306 229336,34 258609,99 327,31 56,5 4 sup 38 40,85 2,85 2,69 19
4 inf 48,41 48,94 0,53 0,54 inf 50,75 51,73 0,98 0,93
M103 229400,06 258886,63 321,46 72,45 5 24,7 27 2,3 2,19 185 28,5 29,93 1,43 1,36
4 sup 62,2 65,64 3,44 3,27B307 229576,34 258990,19 316,04 54,3 4 sup 23,52 26,5 2,98 2,82 19
4 inf 37,08 37,91 0,83 0,78M302 229593,49 259210,73 306,64 79,17 5 17,25 19,37 2,12 1,99 20
5 20,36 21,39 1,03 0,974 sup 55,3 58,37 3,07 2,884 inf 67,45 70 2,55 2,4
3 74,6 75,44 0,84 0,79B308 229781,17 259360,08 315,68 48,3 4 sup 29,9 32,95 3,05 2,9 18
4 inf 41,95 44,31 2,36 2,24M301 229782,07 259531,33 312,41 80,74 5 17,16 18,56 1,4 1,33 18,5
5 20,89 21,65 0,76 0,724 sup 57,11 61,3 4,19 3,974 inf 70,98 72,67 1,69 1,6
B202 227736,19 256360,05 314,05 159,5 5 124,12 126,04 1,92 1,72 265 127,1 130,3 3,2 2,874 137,3 141,63 4,33 3,894 137,3 141,63 4,33 3,893 146,53 148,09 1,56 1,413 152,94 153,69 0,75 0,67
B101 227286,98 255293,41 318,78 209,5 il n'y a pas de couche de charbonSA4 226683 254143 307,9 5 152,15 153,62 1,47 1,32 21
5 155,2 157,8 2,6 1,434 164,43 166,8 2,6 2,434 164,43 166,8 2,37 2,213 181,8 184 2,2 2,05
SA3 227881 255881 287,29 5 111,33 113,2 1,87 1,64 28,55 115,2 116,87 1,67 1,475 117,9 118,6 0,7 0,614 125,33 130,5 5,17 4,543 142,7 143,4 0,7 0,61
40
Nom du forage
Coordonnées Altitude Profondeur Couche Profondeur Epaisseur Pendage
Est Nord Toit Base Forée RéelleG204 227856,63 256074,98 340,64 75,5 5 35 37 2 1,76 28
5 42,78 43,7 0,92 0,814 47,6 52,28 4,68 4,134 54,79 57,3 2,51 2,223 59,2 60,5 1,3 1,153 66 67,2 1,2 1,06
B207 227977,28 256295,09 339,53 59,2 5 23,2 24,6 1,4 1,25 274 34,74 38,96 4,22 3,764 40,54 42,45 1,91 1,73 43,82 44,98 1,16 1,03
G206 227994,28 256444,2 331,72 75,45 5 35,16 37,08 1,92 1,75 245 39,2 39,72 0,52 0,475 40,63 41,18 0,55 0,494 52,67 54,8 2,13 1,944 56,13 57,4 1,27 1,163 60,78 61,69 0,9 0,823 67,35 67,91 0,56 0,51
B203 228165,99 256636,43 330 53,4 5 13,36 15,28 1,92 1,8 205 16,56 17,06 0,5 0,474 32,98 35,19 2,21 2,084 36,4 40,99 4,59 4,313 46,37 47,4 1,03 0,97
G202 228226,22 256799,47 335,31 68,38 5 18,95 21,04 2,09 1,96 205 22,62 23,59 1,47 1,384 45,05 47,2 2,15 2,024 49,3 53,89 4,95 4,653 57,33 59,43 1,9 1,78
G205 228427,59 257335,32 322,46 68,88 4 54,36 56,68 2,32 2,2 18,5B201 228121,28 257108,75 310,46 146,3 5 105 107,03 2,03 1,9 20,5
5 108,03 109,12 1,09 1,02122,3 123,5 1,2 1,12
M105 227049,12 254140,25 342,6 100,18 5 17,99 20,04 2,05 1,84 265 21,34 24,82 3,48 3,144 29,02 38,27 9,25 8,314 39,16 39,92 0,76 0,683 46,7 47,35 0,65 0,583 49,32 50,7 1,38 1,243 51,81 52,61 0,8 0,72
B112 227101,17 254313,05 334,75 62,3 5 29,58 31,33 1,75 1,57 265 33,1 34,84 1,74 1,565 35,46 37,21 1,75 1,574 38,91 47,99 9,08 8,164 48,56 49,03 0,47 0,42
M104 227136,67 254493,76 343,91 96,92 5 50,35 51,83 1,48 1,34 245 53,09 55,15 2,06 1,875 55,75 57,69 1,94 1,76
41
Annexe 3 : (Suite)
Nom du forage Coordonnées Altitude Profondeur Couche Profondeur Epaisseur Pendage
Est Nord Toit Base Forée RéelleM102 227463,81 255177,31 342,77 91 5 52,4 54,45 2,05 1,77 30,5
5 55,86 57,5 1,64 1,415 58,46 59,7 1,24 1,074 62,16 70,2 8,04 6,933 73,8 74,9 1,1 0,953 77,89 78,4 0,51 0,443 79,2 81,57 2,37 2,043 82,95 83,68 0,73 0,63
M106 227542,15 225463,9 341,22 94,32 5 50,8 52,59 1,79 1,62 255 55,87 58,36 2,49 2,264 62,1 69,19 7,09 6,423 74,69 75,87 1,18 1,073 80,86 81,96 1,1 1
B113 227632,51 255425,16 345,38 47,2 5 15,42 17,81 2,39 2,17 255 19,19 20,52 1,33 1,25 22,12 23,2 1,08 0,984 27,28 34,14 6,86 6,223 41,26 42,58 1,32 1,23 45,98 46,33 0,35 0,32
M101 227639,73 255655,34 331,37 93,03 5 48,58 51,46 2,88 2,57 275 52,33 54,68 2,35 2,095 55,53 57,18 1,65 1,474 62,62 68 5,38 4,794 70,13 72,73 2,6 2,323 73,52 74,98 1,46 1,33 78,13 78,91 0,78 0,693 80,3 81,5 1,2 1,07
B102 227003,67 254776,15 311,25 164,5 5 122,36 123,87 1,51 1,36 265 124,2 124,35 0,15 0,135 125,77 126,61 0,84 0,755 127,04 169,52 2,48 2,234 132,74 136,57 3,83 3,443 143,18 144,44 1,26 1,13
M107 227258,01 254729,53 344,14 87,5 5 38,6 40,2 1,6 1,44 25,55 41,85 45,8 3,75 3,564 48,92 57,1 8,18 7,383 68,18 68,7 0,52 0,463 71,03 72,27 1,24 1,12
B111 227373,22 254827,54 334,51 50,2 5 14,36 15,98 1,62 1,47 254 17,95 24,53 6,58 5,963 29,9 31,35 1,45 1,313 35,1 36,2 1,11 1
42
Annexe 4 : (Suite)
Annexe 5 : Conditionnement des carottes
Destination Quantité unitaire Nombre Prix unitaire (en Prix (en Ariary)
Nom du forage
Coordonnées Altitude Profondeur Couche Profondeur Epaisseur Pendage
Est Nord Toit Base Forée RéelleM301 227377,72 254971,44 341,28 91,1 5 38,2 39,93 1,73 1,55 26
5 45,6 46,66 1,06 0,954 49,27 56,88 7,61 6,844 57,55 58,65 1,1 0,993 60 60,45 0,45 0,43 62,86 63,75 0,89 0,83 62,87 63,75 0,89 0,83 66,97 68,29 1,32 1,193 66,63 67,27 0,64 0,563 72,72 74,83 2,11 1,863 79,2 79,74 0,54 0,48
B114 252591,42 226444,09 359,22 59,2 5 23,2 23,68 0,48 0,42 284 28,34 39,87 11,53 10,183 44,66 45,42 0,76 0,673 49,66 50,2 0,54 0,483 50,87 52,64 1,77 1,56
B107 226512,33 252905,97 356,33 69,1 5 30,66 31,86 1,2 1,07 275 34,82 35,88 1,06 0,945 36,52 38,82 2,3 2,054 40,58 50,82 10,24 9,123 57,88 58,5 0,62 0,553 64,13 65,57 1,44 1,28
G204 226647,32 253186,85 351,21 72,99 5 26,73 28,09 1,36 1,21 275 28,55 29 0,45 0,45 30,52 33,23 2,71 2,415 33,73 34,7 0,97 0,864 39,28 47,77 8,49 7,564 48,85 49,54 0,69 0,613 57,06 57,81 0,75 0,673 62,24 65,24 3 2,67
B110 226808,68 253463,13 439 57,2 5 17,6 17,75 0,15 0,13 255 18,65 20,4 1,75 1,595 20,7 20,95 0,25 0,234 25,44 33,66 8,22 7,453 42,02 42,65 0,63 0,573 47,26 49,66 2,4 2,17
B105 226841,37 253675,46 342,28 69,25 5 32,64 34,4 1,76 1,59 255 37,31 35,51 1,2 1,095 39,18 39,95 0,77 0,654 43,3 51,56 8,25 7,513 65,56 66,2 0,64 0,583 66,82 68,31 1,49 1,35
B103 226300,88 253149,89 322,92 209,3 5 156,44 159,1 2,66 2,46 27,55 161,3 163,67 2,37 2,14 168,32 177,5 9,18 8,143 188,37 191,56 3,19 2,83
B106 226153,1 252645,42 351,21 197,3 5 147,95 150,6 2,65 2,36 274 154,15 164,37 10,22 9,113 170,57 173,6 3,03 2,7
B109 252294,07 226182,48 387,99 60,1 Il n'y a pas d'intersectionB104 253588,92 226463,99 320 105 Il n'y a pas d'intersection
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Ariary)Planches 5 160 1 000 800 000 Pointe 0,1 160 2 000 32 000 Boite de peinture 0,2 160 2 000 64 000 Pinceaux 10 600 6 000 Gaine en plastique 0,03 160 5 000 24 000 total 926 000
Matériels de campement
DestinationPrix unitaire (en Ariary) Nombre Prix (en Ariary)
Matelas éponge 40 000 20 800 000 drap lit 16 000 20 320 000 Moustiquaire 9 000 20 180 000
Couteau de cuisine 1 000 45 45 000 Cocotte aluminium 40 20 000 2 40 000 Cocotte aluminium60 25 000 2 50 000 Poèle petit modèle 7 000 2 14 000 Poèle grand modèle 9 000 2 18 000 Seau plastique 1l 10 000 5 50 000 Bassine en plastique 4 000 2 8 000 Assiètes duralex creuses 1 000 5 5 000 Fourchettes 1 000 45 45 000 Cuillères 1 000 45 45 000 Couteaux de table 1 000 45 45 000 Verre 600 45 27 000 Tasse+sous tasse 1 000 45 45 000 Bols duralex 2 000 5 10 000 Cafétières 5 000 5 25 000 Séries de louche 10 000 2 20 000
Tente à 1 place* 220 000 3 660 000 Tente à 2 places* 245 000 3 735 000 Tente à 3 places* 310 000 1 310 000 Tente à 5 places* 325 000 1 325 000 Tente à 10 places* 1339100 2 2 678 200 Total 6 500 200
*Source :Madagarcar FreetimeTéléphone: 020 22 413 82
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Annexe 6Habillement et protection
Destination Prix unitaire (en Ariary)
Nombre Prix (en Ariary)
Casque de protection 41 900 16 670 400 Casque anti-bruit 31 900 16 510 400 Ceinture de sécurité 171 500 3 514 500 Paire de chaussure de sécurité 136 580 16 2 185 280 Combinaison 28 960 24 695 040 Paire de gant en cuir 24 200 13 314 600 Total 4 890 220
Source : F.BONNET& ses FilsTel : 020 22 203 26
Divers
Libellés Prix (en Ariary)Fournitures d'atelier et de maintenance 1 000 000 Fournitures électriques 180 000 Produits divers d'entretien 150 000 Produits pharmaceutiques 200 000 Petits outillages de chantiers 150 000 Frais d'acte de contentieux 200 000 Téléphone 100 000 Total 1 980 000
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Annexe 7 : Guide pour le choix des couronnes Norton Christensen
Formation Roches Couronne NC recommandée
Trépan équivalentType Fabricant
Tendres, légèrement collantes, faiblement résistantes à la compression
ArgileMarne
RC 473RC 444
S 35J 11Y 22
SmithHughesReed
Tendre, faiblement résistante à la compression mais de forabilité moyenne
MarneSel
AnhydriteSchiste
RC 476C 18
OSC1GFP 51
SmithReed
Tendre à semi-dures, alternantes avec des couches dures
GrèsSchisteCraie
RC 476C 18C 201
J 33FP 53S 88 F
HughesReedSmith
Dures, résistantes à la compression mais non -abrasives
SchistesCalcairesCharbon
C201SC 226
J 44FP 62CJ 3
HughesReedSmith
Dures et denses, très résistantes à la compression mais non abrasives
CalcaireDolomite
C23SC 226
J 55FP 63
M 89 F
HughesReedSmith
Extrêmement dures et abrasives
Quartzites et roches éruptives
SC 249 J 99 Hughes
La couronne Norton Christensen C 201 que nous avons choisie a les caractéristiques ci-après :- Roche de destination : semi- dures- Corps et matrice : résistant à l’abrasion- Dents de coupe et calibrage : diamant naturel serties
Source : NORTON CHRISTENSEN COMPOSITE CATALOGHouston Texas-USA 1985
Couronne Norton Christensen C 201
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Annexe 8: Guide pour le choix des tricônes
Classes de forabilité Types de roches Outils tricônesDents de carbure Dents d’acier
Tendre
ArgileArgile rouge
SelsSables
Calcaire tendre
J 11J 22J 33
J 1J 2J 3
Moyenne
CalcaireGrès
DolomiteSchistes
J 44J 55
J 4J 5
Dure
Calcaire compactSchistes grèseuxRoches éruptives
J 77J 88J 99
J 7J 8J 9
Le tricône Hughes J 44 que nous avons choisi possède les caractéristiques ci- dessous:
- Roches de destination : semi-dures- Articulation des cônes spécialement renforcée- Dents de carbure de tungstène serties
Source : HUGHES TOOL DIVISION OILFIELD CATALOGHouston texas-USA 1987
Tricône Hughes J44
47
Nom et prénoms de l’auteur : RAJAONARISOA Vony Harimalala
Titre : ETUDE D’IMPLANTATION ET D’ ETABLISSEMENT D’UN PROGRAMME DE
FORAGE POUR LA PROSPECTION DU GISEMENT DE CHARBON DE LA SAKOA
RESUME
Ce Mémoire s’est proposé d’étendre l’étude du gisement de charbon de la Sakoa sur la
partie située au-delà de la rivière Sakoa que nous avons baptisée « Extension Ouest ».
La méthode de prospection recommandée est le forage.
L’évaluation préliminaire de la réserve de la zone a donné 34,5 Mt de charbon.
En nous basant sur les résultats des anciens forages de la Grande Mine et les différentes
cartes de la zone d’étude, nous avons pu établir un programme, ainsi que de faire l’évaluation du
coût afférent.
L’étude a proposé l’implantation de 18 points de forages totalisant 5125.8 m, sur cette zone
et dont le coût de réalisation s’élève à 638 313 680 Ariary
Nous jugeons que le présent ouvrage pourra servir de document de base pour la
préparation d’une éventuelle campagne de réalisation du programme.
Mots clés : Gisement, charbon, Extension Ouest, prospection, forage, carottage
Nombre de pages : 102
Nombre de tableaux : 48
Nombre de figures : 26
Adresse de l’auteur : Lot IPN 76 Ambanilalana Itaosy
Antananarivo 102
Nom du rapporteur : RAFARALAHY
Adresse du rapporteur : Lot IPK 2E Ambanilalana Itaosy
Antananarivo 102
48
