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Mémoire de fin d’étude Licence Sciences et Techniques « Géologie Appliquée aux Ressources Minières » Etude de la zone altérée de la région de TENDRARA (Maroc oriental) par les méthodes de carottage sismique (Upholes) Réalisé par : Mlle. AIT TALEB JAMILA Mlle. MHAH NADA Encadré par : Mme. Assmaa EL IMRANI Mr. Mohamed JAFFAL Mme K. ELHARIRI Année universitaire 2012-2013 Soutenu le : 26 juin 2013 Jury : Mme. S. BERRADA

Mémoire de fin d’étude - Saidi Enseignant Chercheursaidi.ma/memoires/aittaleb-mhah-2013.pdf · Etude de la zone altérée de la région de Tendrara et application des corrections

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  • Mmoire de fin dtude

    Licence Sciences et Techniques

    Gologie Applique aux Ressources Minires

    Etude de la zone altre de la rgion de TENDRARA

    (Maroc oriental) par les mthodes de carottage

    sismique (Upholes)

    Ralis par :

    Mlle. AIT TALEB JAMILA

    Mlle. MHAH NADA

    Encadr par :

    Mme. Assmaa EL IMRANI

    Mr. Mohamed JAFFAL

    Mme K. ELHARIRI

    Anne universitaire 2012-2013

    Soutenu le : 26 juin 2013

    Jury :

    Mme. S. BERRADA

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 1

    Ddicaces

    Nous ddions notre travail :

    nos chers parents pour leurs sacrifices, leur grand soin et leurs

    prcieux conseils ;

    nos chers frres et surs, pour leurs soutiens et amabilits ;

    tous les membres de nos familles, pour leur encouragement ;

    tous nos amis de La FST et dailleurs ;

    nos professeurs qui ont toujours sacrifi leur temps, afin dassurer une

    formation solide ;

    tous ceux qui nous sont chers et tmoins daffection et de

    Reconnaissance.

    Au(x) lecteur(s) qui nous souhaitons trs bonne comprhension.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 2

    REMERCIEMENT

    Vu la Qualit de la Formation reue et la Richesse de la Valeur Ajoute

    tires de notre Stage.

    Nous tenons adresser nos chaleureux remerciements Madame le

    directeur gnral de LONHYM A. BENKHADRA pour nous avoir permettre

    daccomplir notre stage au sein de cet office de grande envergure.

    Nous tenons remercier Mr .DAKKI, chef de la Division gophysique

    ptrolire et Mme JEMJAMI, chef de dpartement dacquisition, traitement et

    base des donnes, pour leurs aides.

    Un grand merci Mme A .EL IMRANI, de nous avoir encadr durant

    notre stage et davoir orient notre travail de rdaction du rapport du stage, nous

    la remercions aussi pour sa disponibilit, et pour tout ce quelle a fait pour nous

    faire profiter de son exprience.

    Nous remercions vivement Mr. M. JAFFAL et Mme K. ELHARIRI, nos

    encadrants pour le soutien et laide prcieux quils nous ont apports pour la

    russite de ce projet, ainsi que lensemble du corps professoral du dpartement des

    sciences de la terre, davoir veill sur notre formation.

    Enfin que tous ceux qui nous navons pas cit et qui nous ont prodigu leur

    aide pour la russite de notre Projet Fin dEtudes nen soient pas moins

    remercis.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 3

    Sommaire

    INTRODUCTON ................................................................................................................... 6

    1re partie : Gnralits

    I. Prsentation de lONHYM ................................................................................................ 8

    I.1-Historique ................................................................................................................................8

    I.2- Les missions de lONHYM ......................................................................................................8

    I.3- Organisation ...........................................................................................................................9

    II- Gnralits sur les hydrocarbures ................................................................................. 10

    II.1- Dfinition ............................................................................................................................. 10

    II.2- Gense ................................................................................................................................. 10

    II.3- Prospection des hydrocarbures ......................................................................................... 13

    II.3.1- Les ondes sismiques .................................................................................................... 13

    II.3.2- La sismique rflexion ................................................................................................... 14

    II.3.3- Acquisition sismique .................................................................................................... 20

    II.3.4- Sources sismiques ........................................................................................................ 22

    II.3.5 Traitement ..................................................................................................................... 24

    II.4 Gisements et indices au Maroc ........................................................................................... 27

    2me partie : Les corrections statiques par la mthode du carottage sismique(UPHOLE) et

    de la petite rfraction

    I. Etude de la zone altre ................................................................................................. 29

    I.1 Tir de petite rfraction .......................................................................................................... 30

    II.2 Le carottage (Uphole Survey) .............................................................................................. 31

    3me partie : Etude de la zone altre dans la rgion de Tendrara par la mthode du

    carottage sismique (Upholes)

    I- Prsentation gnrale sur la zone dtude ..................................................................... 34

    I.1- Situation gographique ....................................................................................................... 34

    I.2- Contexte gologique ............................................................................................................ 34

    I.2.1- Stratigraphie .................................................................................................................. 35

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 4

    I.2.2- Tectonique ..................................................................................................................... 38

    I.3. Travaux antrieurs ............................................................................................................... 39

    I.3.1 - Mthode et Equipement ............................................................................................. 40

    III. Application : calculs des corrections statiques .............................................................. 41

    III.1 Interprtation des courbes des enregistrements ............................................................. 41

    III.2 Ralisation des cartes diso- paisseur et diso-vitesse.................................................... 44

    III.3 Profils de corrlations vitesse-lithologie ......................................................................... 47

    III.4 Calcul des corrections statiques......................................................................................... 50

    Conclusion ........................................................................................................................ 55

    Bibliographie ..................................................................................................................... 56

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 5

    Liste des figures

    Figure 1 : Organigramme de lONHYM ................................................................................................ 9

    Figure 2 : Processus de formation des hydrocarbures........................................................................ 10

    Figure 3 : Illustration de la migration des hydrocarbures ................................................................... 11

    Figure 4: Les diffrents piges des hydrocarbures. ............................................................................ 12

    Figure 5: Propagation donde sismique suivant la loi de Snell/Descartes. .......................................... 14

    Figure 6: Les diffrents hodochrones ................................................................................................ 18

    Figure 7: le plan miroir et CDP. .......................................................................................................... 19

    Figure 8: Couverture simple. ............................................................................................................. 19

    Figure 9: Couverture multiple. .......................................................................................................... 20

    Figure 10: Maillage en sismique 2D ................................................................................................... 21

    Figure 11: Acquisition sismique terrestre 3D. .................................................................................... 22

    Figure 12: Camion vibrateur .............................................................................................................. 23

    Figure 13: point de tir avant et aprs ldition dune trace mauvaise ................................................. 24

    Figure 14: Tir avant et aprs l'application de NMO. ........................................................................... 25

    Figure 15 :Attnuation des rflexions multiples. ............................................................................... 26

    Figure 16: Carte des permis dexploration et des autorisations de reconnaissance ............................ 27

    Figure 17: Schma montre la variation latrale de lpaisseur et la topographie de la couche

    altre ............................................................................................................................. 29

    Figure 18 : Schma montre une courbe de rflectivit dun rflecteur dform par le problme

    de statique ...................................................................................................................... 29

    Figure 19: Trajet des rayons rfracts et dromochroniques ............................................................... 30

    Figure 20: Principe de la mthode des Upholes .............................................................................. 31

    Figure 21: Dromochroniques des Upholes ......................................................................................... 32

    Figure 22: Situation gographique de la zone de Tendrara ................................................................ 34

    Figure 23: Carte gologique des hauts plateaux ................................................................................ 35

    Figure 24: Srie stratigraphique du bloc de Tendrara (POURTAL, 1989) ............................................. 37

    Figure 25: Carte de localisation des Upholes ..................................................................................... 39

    Figure 26: Lchelon de carottage avec la sondeuse mont sur camion 6x6. ...................................... 40

    Figure 27: Hammer source and Soursile source ................................................................................. 41

    Figure 28: Graphe Temps-Profondeur de lUphole 3.......................................................................... 42

    Figure 29: Reprsentation 3D du toit de la couche altre ................................................................ 44

    Figure 30: A-Carte diso-paisseur, B carte diso-vitesse de la couche 1 ............................................ 45

    Figure 31: A-Carte diso-paisseur, B carte diso-vitesse de la couche 2 ............................................ 45

    Figure 32: A-Carte diso-paisseur, B carte diso-vitesse de la couche 3 ............................................ 46

    Figure 33: Profil n1 orient NE-SW .................................................................................................. 47

    Figure 34: profil 2 orient NE-SW ...................................................................................................... 48

    Figure 35: Profil 3 orient NW-SE ...................................................................................................... 49

    Figure 36: Profil 4 orient NW-SE ...................................................................................................... 49

    Figure 37 : Paramtres de calcul des corrections statiques ................................................................ 51

    Figure 38 :Section sismique avant (a) et aprs (b)corrections statiques ............................................. 54

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 6

    INTRODUCTON Les bassins marocains ont t pendant longtemps lobjet de plusieurs recherches ptrolires

    justifis par lintrt conomique que prsentent certaines formations gologiques. Or ces

    recherches nont pu aboutir que sur de modestes rserves dans le bassin dEssaouira et le bassin

    de Rharb.

    Cependant et malgr une coopration dveloppe avec les compagnies ptrolires oprant au

    Maroc, le sous-sol demeure encore sous explor notamment loffshore atlantique qui, avec ses

    350 000 km de bassins sdimentaires, constitue toujours un objet intressant et une zone vierge

    pour lexploration.

    Cette situation contraint le Maroc importer la quasi-totalit de ses besoins en hydrocarbures.

    Actuellement, vu laugmentation incessante du prix du baril de ptrole et dans la perspectives

    dassurer lapprovisionnement du pays en la matire, les services et les autorits concerns

    invitent de nombreuses socits ptrolires internationales oprer dans diffrents rgions du

    Maroc aussi bien en offshore quen onshore. Plusieurs atouts confortent ces initiatives tels que

    le potentiel en hydrocarbures des bassins sdimentaires marocains, lattractivit de la loi

    ptrolire qui offre de nombreux avantages favorables aux investisseurs ptroliers sans oublier

    les efforts continus que dploie lONHYM en matire de promotion auprs des compagnies

    ptrolires.

    Lexploration ptrolire est base sur la prospection des bassins sdimentaires et concerne plus

    prcisment les premiers kilomtres de lcorce terrestre. Elle a pour but la dcouverte

    d'accumulations d'hydrocarbures liquides, gazeux ou ventuellement solides et qui sont

    technico- conomiquement exploitables en utilisant la sismique rflexion couverture multiple

    pour dcrire et analyser les structures gologique en profondeur, afin dviter de saventurer la

    ralisation de forages mcaniques trs coteux.

    Lobjectif majeur de la sismique rflexion qui est de fournir des images correctes de la

    gomtrie des rflecteurs est contrari par le problme de statique. Celui-ci est dfini comme

    tant un retard en temps statique introduit dans les traces par des anomalies de vitesse,

    dpaisseur et de la topographie des couches superficielles. Ces dcalages temporels dforment

    la vritable gomtrie de rflecteurs profonds.

    Le travail men dans le cadre de la prsente dtude a pour objectifs :

    Une initiation aux techniques de prospection et danalyse de donnes sismiques brutes

    aboutissant une section sismique utilisable par la suite pour linterprtation.

    Etude de la zone altre de la rgion de Tendrara et application des corrections

    statiques des donnes sismiques en utilisant la mthode de carottages sismiques

    (Upholes).

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 7

    1re partie : Gnralits

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 8

    I. Prsentation de lONHYM

    I.1-Historique

    LOffice National des Hydrocarbures et des Mines (ONHYM) a t cr le 17 aot 2005, par la

    fusion du Bureau de Recherches et de Participations Minires (BRPM) et de lOffice National

    de Recherche et dExploitations Ptrolires (ONAREP).

    Depuis leur cration, en 1928 pour le BRPM et en 1981 pour lONAREP, ces deux organismes

    ont t les pionniers et les leaders au Maroc dans leurs domaines dactivit respectifs, et ont

    bnfici dune grande renomme auprs des oprateurs internationaux.

    Cest donc avec un nouvel lan, port par une stratgie ractualise dans le droit fil des

    orientations gouvernementales, que lONHYM reprend et dveloppe les acquis des

    organismes fusionns : lexpertise dans la recherche, la production et le traitement des

    substances minrales et hydrocarbures, les relations et les partenariats avec les oprateurs

    et investisseurs.

    LONHYM est administr par un conseil dadministration prsid par le premier ministre et

    un comit de direction prsid par le ministre de lnergie et des mines. Sa gestion est

    assure par un directeur gnral. Actuellement, ce poste est occup par Madame Amina

    Benkhadra.

    I.2-Les missions de lONHYM

    Les missions claires et pleinement assures par lONHYM sont :

    Conduire la recherche, lexploration et lexploitation des gisements dhydrocarbures ou

    de schistes bitumineux, ainsi que des gisements miniers et de toute substance minrale

    ( lexclusion des phosphates) ;

    Appui de toute action de nature contribuer au dveloppement de lexploration et de

    lexploitation des hydrocarbures et des substances minrales, notamment dans le cadre

    de partenariats.

    Mise la disposition de tout oprateur des bases de donnes riches, fiables et

    accessibles sur le sol et le soussol national, ainsi quune documentation sur les

    dispositifs administratif, financier et juridique.

    Ngociation avec tout partenaire potentiel, les termes contractuels conformment aux

    dispositions lgales en vigueur.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 9

    I.3- Organisation

    Pour accomplir ses missions, l'Office National des Hydrocarbures et des Mines (ONHYM) a

    adopt un mode de gouvernance lui permettant d'exceller dans l'excution de ses activits,

    au travers de directions mtiers, portes par des fonctions support. Lorganigramme suivant

    montre la hirarchie organisationnelle de loffice (Fig.1)

    Figure 1 : Organigramme de lONHYM

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 10

    II- Gnralits sur les hydrocarbures II.1- Dfinition

    Un hydrocarbure (HC) est un compos organique contenant essentiellement des atomes de

    carbone (C) et d'hydrogne (H). Ils possdent en consquence une formule brute de type

    CnHm, o n et m sont deux entiers naturels. Sous forme de carbone fossile, ils sont une

    ressource nergtique essentielle pour l'conomie depuis la rvolution industrielle, mais

    aussi source de gaz effet de serre issus de leur utilisation massive.

    Les hydrocarbures constituent des ressources non renouvelables. Quel que soit lampleur de

    ses rserves, tout gisement est vou lpuisement. Les gisements daccs relativement

    facile sont en gnral dj reconnus et/ou exploits. De ce fait, actuellement lexploration

    est contrainte orienter vers la rechercher de cibles plus difficiles et plus couteuse

    prospecter (gisements en offshore, trs profonds, de moindre qualit, etc.) qu'il s'agisse de

    charbon, de ptrole ou de gaz naturel.

    II.2- Gense

    La mise en place dun systme ptrolier est lie essentiellement la prsence de lensemble

    des conditions ncessaires laccumulation des hydrocarbures, savoir une roche mre, une

    roche rservoir, une couverture et un pige. Cela se base aussi sur le fait que ces lments

    doivent sinscrire dans un scenario dynamique, dans lequel le rle majeur est celui de la

    roche mre. Le processus de formation des hydrocarbures comporte quatre principales

    tapes qui sont schmatiquement illustres sur la figure 2 :

    Figure 2 : Processus de formation des hydrocarbures.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Compos%C3%A9_organiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Atomehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Carbonehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Hydrog%C3%A8nehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Formule_brutehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Entier_naturelhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Carbone_fossilehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ressource_%C3%A9nerg%C3%A9tiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89conomiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9volution_industriellehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_%C3%A0_effet_de_serrehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Charbonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9trolehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_naturel

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 11

    Etape daccumulation de la matire organique

    Le ptrole et le gaz naturel trouvent leur origine dans la dgradation de la matire organique

    contenue dans les organismes vivants animaux ou vgtaux (plancton, vgtaux, animaux,

    etc.) constitus essentiellement de protines, de lipides et de glucides. Laccumulation de

    cette matire organique se produit dans un environnement sdimentaire de faible nergie

    ce qui permet sa prservation.

    Etape denfouissement

    Durant la phase denfouissement des sdiments riches en matire organique, cette dernire

    se transforme en gaz, en huile ou en ptrole. La nature du produit transform dpendra de

    la profondeur, de la dure du sjour et de la temprature laquelle la matire organique

    aura t soumise.

    Etape de migration

    Une fois forms, les hydrocarbures quittent la roche mre et migrent vers des roche plus

    forte porosit appeles roches rservoir. Cette migration commence avec le pic de

    formation dhuile et se subdivise en deux phases :

    La migration primaire qui est dfinie comme tant le passage des

    hydrocarbures de la roche la roche rservoir. Les principaux facteurs connus

    qui en sont responsables sont : la temprature, la pression, la porosit des

    formations.

    La migration secondaire qui correspond aux mouvements des hydrocarbures

    dans la roche rservoir la recherche du pige.

    Figure 3 : Illustration de la migration des hydrocarbures

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 12

    Etape de pigeage

    Un pige est un obstacle susceptible de bloquer la progression des hydrocarbures. Il est

    constitu dune couverture tanche de nature argileuse ou vaporitique. Les piges peuvent

    tre dorigine structural (plis, failles) ou stratigraphique lis essentiellement des

    phnomnes sdimentaires ou palogographiques tels les biseaux et les discordances

    (Fig4).

    Figure 4: Les diffrents piges des hydrocarbures.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 13

    II.3- Prospection des hydrocarbures

    La prospection des hydrocarbures se base principalement sur lutilisation des mthodes

    sismiques et ciblent gnralement des bassins sdimentaires. Les sections fournies par la

    sismique rflexion offre une imagerie prcise du sous-sol sur plusieurs kilomtres, ce qui

    permet danalyser les structures gologiques en profondeur et didentifier les piges

    potentiels dhydrocarbures.

    II.3.1- Les ondes sismiques

    Les ondes sismiques (ou ondes acoustiques) correspondent la propagation des

    branlements du sol et du sous-sol par des mouvements de celui-ci, partir dun point

    dmission ou source. Elles se subdivisent en deux types : les ondes de volume et les ondes

    de surface.

    Les ondes de volume se propagent lintrieur du sol. Leur vitesse dpend du matriau

    travers et augmente gnralement avec la profondeur car ces matriau deviennent de plus

    en plus dense. On distingue

    Les ondes P ou ondes primaires, appeles aussi ondes de compression. Elles se

    dplacent paralllement la direction de propagation des ondes. Ce sont les plus

    rapides et donc les premires senregistrer sur les sismogrammes.

    Les ondes S ou ondes secondaires appeles aussi ondes de cisaillement. leur

    passage, les mouvements du sol seffectuent perpendiculairement au sens de

    propagation de londe. Ces ondes ont comme proprit importante de ne pas se

    propager dans les milieux liquides.

    Les ondes de surface (ondes lentes) se propagent directement de la source aux dtecteurs

    sans trop pntrer en profondeur, elles sont moins rapides que les ondes de volume mais

    leurs amplitudes sont gnralement plus fortes. Elles constituent les bruits de surface qui

    peuvent tre gnants et venir masquer les rflexions.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 14

    II.3.2- La sismique rflexion (YILMAZ.O, Sismic data processing)

    II.3.2.1- Dfinition

    La sismique rflexion est la mthode gophysique la plus utilise en prospection ptrolire

    terre comme en mer compte tenu de son puissant pouvoir de rsolution en imagerie du

    sous-sol (20m, 10m voire quelques mtres) et son importante profondeur dinvestigation (10

    000 m 15 000m). Elle consiste provoquer en surface ou faible profondeur un

    branlement du sol gnr soit par une source mettrice, soit par la mise feu dexplosifs

    enterrs, soit par des vibrateurs poss au sol.

    Des rcepteurs disposs en surface (gophones terres ou hydrophones en mer), recueillent

    les ondes acoustiques rflchies par les diffrentes interfaces et discontinuits des terrains

    dans lesquelles les ondes se propagent. Lorsquun front dondes rencontre un obstacle une

    partie de lnergie de dpart (nergie incidente) est rflchie et une autre partie est

    rfracte ou transmise. Dautres ondes perturbatrices qualifis de bruit sismique ainsi que

    des ondes rfractes sont galement enregistr, mais sont ensuite limines par traitement

    des donns.

    II.3.2.2- Principe

    Londe sismique mise par une source gnratrice se propage dans le sous-sol selon le

    principe de loptique gomtrique (loi de DESCARTES-SNELL). Aprs rflexion sur une

    interface marque par une variation dimpdance acoustique, londe sismique est capte par

    des rcepteurs installs en surface(Fig.5).

    Figure 5: Propagation donde sismique suivant la loi de Snell/Descartes.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 15

    II.3.2.3- Notion dimpdance acoustique (Z)

    Limpdance acoustique caractrise la rsistance du milieu sa mise en mouvement lorsquil est travers par une onde acoustique. Elle est dfinie comme le produit de la masse volumique du matriau par la vitesse de dplacement local de londe dans ce mme matriau. Ce paramtre, not Z est donc dfini par la relation suivante :

    : Masse volumique du milieu exprime en kg/m3.

    V : Vitesse du milieu exprime en m/s.

    II.3.2.4- Coefficient de rflexion (CR)

    La rflexion dune onde est due au contraste dimpdance acoustique entre deux milieux

    diffrents. La rflexion est quantifie par un paramtre appel coefficient de rflexion. La

    formule gnrale de ce paramtre est donne par la relation suivante :

    CR : coefficient de rflexion.

    Z2 : impdance acoustique de la formation suprieure.

    Z1 : impdance acoustique de la formation infrieure.

    II.3.2.5- Les signaux sismiques

    Les signaux peuvent tre subdiviss en deux groupes :

    Signaux phase nulle, prsentant un caractre symtrique.

    Signaux phase quelconque tels que les signaux phase minimum, phase

    maximum et phase mixte.

    Lors des interprtations, on prfre les donnes de phase nulle pour les raisons suivantes :

    Le signal est symtrique avec un maximum dnergie concentre dans le lobe central.

    Le centre du signal concide avec le trajet vers linterface de la rflexion et facilite

    ainsi linterprtation.

    Z= V

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 16

    II.3.2.6- Les bruits

    Tout ce qui nest pas de signal est considr comme bruit. On distingue :

    Les bruits naturels et industriels existent sur les enregistrements mme en absence

    dbranlement. Les bruits naturels comme le vent et les microsismes sont dsorganiss et

    de caractre plus au moins cohrent. Par contre les bruits industriels sont plus organiss,

    telles que lagitation sismique due la circulation automobile.

    Les bruits provoqus sont engendrs par lbranlement sismique. En sismique terrestre, les

    ondes de surface sont souvent considres comme bruits provoqus. En sismique marine,

    les diffractions engendres lorsque londe incidente rencontre des asprits du fond de la

    mer. Il est considr aussi comme bruits: les ondes ariennes, les arrives rfractes et les

    ondes directes qui se propagent dans leau.

    II.3.2.7- Hodochrones

    Lhodochrone dune onde est la courbe des temps darrives (T) de londe en fonction du

    dport (X) entre le point de lmission et celui de rception (Fig. 6).

    Hodochrone de larrive directe : cest la courbe de propagation correspondant larrive

    de londe directe. Il est donn par la formule suivante :

    Hodochrone de larrive rflchie (ou indicatrice): cest la courbe de propagation

    correspondant larrive de londe rflchie sur linterface milieu1-milieu2. Cest une courbe

    de type hyperbolique dont la fonction est :

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 17

    Hodochrone de larrive rfracte (ou dromochronique) : cest la courbe de propagation

    correspondant larrive de londe rfracte sur linterface milieu1-milieu2. Elle est

    reprsente par une droite de pente 1/V2:

    T : Temps de parcours.

    V1 : Vitesse du milieu 1.

    X: Distance metteur-rcepteur.

    V2:Vitesse du milieu 2.

    p: Profondeur de linterface.

    ic: Angle critique.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 18

    Figure 6: Les diffrents hodochrones

    II-3-2.8. Notion de CDP et de couverture

    Le point miroir ou CDP (Common Depth Point), est le point de linterface considre, sur

    laquelle se rflchit londe incidente. Lensemble des points miroirs constitue le plan miroir

    (Fig.7).

    La couverture est le nombre de fois dont le point miroir rflchit une onde incidente

    (couverture simple et multiple).

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 19

    Figure 7: le plan miroir et CDP.

    Couverture simple: son principe consiste dplacer l'ensemble du dispositif de telle

    manire ce que les points d'impact sur le miroir soient rgulirement rpartis sur tout le

    profil. Cette couverture est le principe dacquisition utilis autrefois (Fig.8).

    Figure 8: Couverture simple.

    La couverture multiple : elle est la plus utilise actuellement raison de son amlioration du

    rapport signal /bruit, elle apporte une attnuation des rflexions multiples, son principe est

    lobservation dun mme point miroir CDP (Common depth point) par des trajets diffrents,

    en dplaant la source non pas dun demi dispositif, mais dune distance plus faible (Fig.9).

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 20

    Figure 9: Couverture multiple.

    L'ordre de couverture en 2D est donn par la formule suivante:

    Avec :

    C : Ordre de Couverture. R : Distance entre Rcepteurs.

    N : Nombre de Canaux(ou traces).

    S : Distance entre Sources.

    II.3.3- Acquisition sismique

    En sismique rflexion, un dispositif dacquisition est constitu par des groupements de

    capteurs rgulirement espacs et dun plan de tir. Lacquisition sismique dbute par

    ltablissement dun maillage dont la gomtrie dpend de lobjectif de la prospection. Cela

    ncessite gnralement la mise en uvre dquipements lourds composs entre autres de

    sources sismiques, de rcepteurs, de laboratoires denregistrements et de traitement

    sismique.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 21

    II.3.3.1- Acquisition 2D

    Le dispositif denregistrement et le dispositif dmission sont placs le long dune mme

    ligne de mesure, gnralement rectiligne (Fig.10). En dplaant lensemble metteur et

    rcepteur de nombreuses fois, on parvient construire une image du sous-sol en deux

    dimensions. Lorsque lacquisition concerne une tude de reconnaissance caractre

    rgional, on adopte un maillage large. Par contre lorsquil sagit dune tude plus localise et

    plus dtaille les profils sont disposs de faon plus serre.

    Figure 10: Maillage en sismique 2D

    II.3.3.2-Acquisition 3D

    Un maillage 2D ne donne dinformation qu la verticale des lignes de lev sismique, la zone

    de sparation entre les lignes nest pas image. Les rsultats obtenus sont pour des

    structures du sous-sol en deux dimensions : monoclinaux, anticlinaux ou synclinaux axes

    allongs, failles et flexures admettant un plan de symtrie. Pour caractriser des structures

    plus complexes sans plan de symtrie, il faudrait raliser des levs de sismique rflexion en

    trois dimensions (Fig. 11).

    La technique 3D permet dobtenir non plus une coupe la verticale dun profil, mais un cube

    la verticale dun dispositif tal sur une surface. Cette technique plus onreuse permet

    dobtenir une image continue du sous-sol dans toutes les directions. Gnralement une

    tude 3D fait suite une tude 2D et sen inspire fortement pour le choix des paramtres

    dacquisition. Sur une tude 3D, les lignes mettrices et rceptrices sont parallles est

    rgulirement espaces avec une disposition en grille. Les lignes sources et rceptrices sont

    gnralement perpendiculaires, mais on peut adopter nimporte quelle orientation.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 22

    Figure 11: Acquisition sismique terrestre 3D.

    II.3.4- Sources sismiques

    Afin dobtenir lnergie ncessaire pour produire un branlement on fait appel des sources

    sismiques explosives ou non explosives.

    II.3.4.1- Sources sismiques en onshore

    Sources explosives (dynamite)

    Aprs dclenchement du dtonateur, les constituants de lexplosif se dcomposent en

    produisant un gros volume de gaz qui donne naissance une onde de compression qui se

    propage dans toutes les directions de lespace. La prparation et le dclenchement de ce

    type de source se fait selon les tapes suivantes :

    Prparation des accs.

    Forage des trous (et tubage si le sol menace de refermer le trou).

    Chargement : mise en place des explosifs et des dtonateurs.

    Remplissage des trous (bourrage).

    Tir : dclenchement des explosifs.

    Sources non explosives

    Le dsir de se passer parfois de lutilisation des explosifs compte tenu du temps, du cot et

    des contraintes lis son utilisation, des sources alternatives ont t conues. Parmi celles-ci

    la plus utilise aujourdhui est le camion vibrateur. Mme si lnergie sismique produite est

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 23

    faible en comparaison avec celle de lexplosif, les vibrateurs sont largement utiliss dans les

    endroits accessibles par vhicules et partout ou les explosifs peuvent produire des dgts

    importants. Leur utilisation est aussi rpandue grce aux mthodes daddition.

    En pratique, la source sismique proprement dite est constitue par une masse denviron 4

    tonnes et une plaque denviron 2 tonnes qui vibre au-dessus du sol (Fig. 12). Lensemble du

    vhicule porteur appuie sur la plaque et la maintient en contact permanant avec le sol.

    Lnergie est fournie par une pompe hydraulique, puis transmise la masse vibrante par

    lintermdiaire dune vanne. En vibrosismique on utilise gnralement plusieurs vibrateurs

    simultans.

    Figure 12: Camion vibrateur

    II.3.4.2- Sources sismiques en offshore

    Sources gazeuses

    La sismique marine (offshore) se caractrise conomiquement par des investissements

    levs, mais galement par une importante productivit (jusqu 80 tirs par jours).

    Lacquisition se fait par le bais de tirs en bout raliss partir de bateaux sources dont le

    positionnement se fait en temps rel par GPS. La source la plus utilis en offshore est le

    canon air (ou Airgum). De nos jours, on fait appel ce type de source dans 90% des

    missions dans les zones recouvertes deau (lac, mer en eau peu profond, deltas). Le canon

    air propulse, au fond de leau, de lair trs haute pression pouvant atteindre 70 Mpa,

    mais des valeurs de 14 Mpa sont trs courantes. Cela cre une onde de compression qui se

    propage dans leau puis les roches sous-jacentes.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 24

    II.3.5 Traitement (MARI J.L., GLANGEAUD F. et COPPENS F. (2004)) et (FLECHE JC. (1992))

    Le traitement des ondes sismiques enregistres est extrmement complexe et ncessite des

    capacits de calcul trs importantes. Seuls les progrs de linformatique autorisent ce type

    dopration. Le rsultat du traitement informatique donne une imagerie du sous-sol en deux

    ou trois dimensions. Parmi les logiciels commerciaux qui permettent deffectuer ces calculs,

    lONHYM dispose du programme FOCUS. Les principales tapes dune squence typique de

    traitement sismique sont les suivantes :

    Phase 1 : Edition et prtraitement But :

    lextraction des ondes rflchies partir des tirs lmentaires. Filtrages de toutes les ondes parasites bruites.

    Rsultats : compensation des pertes damplitudes lies la propagation. Harmonisation des enregistrements (mission et rception). Amlioration de la rsolution. Sparation /extraction des ondes rflchies.

    Figure 13: Point de tir avant et aprs ldition dune mauvaise trace

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 25

    Phase 2 : Corrections statiques et dynamiques (NMO) Corrections statiques :

    Elles permettent de corriger les effets de la topographie et des couches superficielles du

    sous-sol, souvent trs htrognes et appeles zone altre. Ces corrections sappliquent

    donc essentiellement au cas de la sismique terrestre. Dans le cadre de la prsente tude, on

    sintresse essentiellement ce type de traitement.

    Correction dynamique NMO (Normal Move Out) :

    Dans une collection point milieu, les indicatrices montrent la dpendance des temps

    darrive des rflexions en fonction du dport(Offset). Pour liminer cet effet de dport, on

    applique des corrections dynamiques appeles aussi corrections NMO (Normal Move Out),

    celles-ci corrigent le temps de trajet pour le ramener en temps du rayon normal(Fig.14).

    Figure 14: Tir avant et aprs l'application de NMO.

    Rsultats : On ramne toutes les donnes au DP Datum Plane ; On dtermine le champ de vitesse.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 26

    Phase3 : Sommation en couverture multiple (Stack) : Elle consiste additionner mathmatiquement pour chaque temps, les traces dune mme

    collection point milieu aprs correction dynamique et mute. La sommation permet

    damliorer le rapport signal/bruit et dattnuer les multiples (Fig.15).

    Le rsultat est lobtention dune section sismique dite stack brute .

    Figure 15 : Attnuation des rflexions multiples.

    Phase 4 : Traitement aprs sommation (post stack) : But :

    Amlioration du rapport signal/bruit ; Amlioration de la cohrence et de la qualit des donnes ; Optimisation du traitement en vue de linterprtation.

    Rsultats :

    Obtention dune section sismique dite stack final prte pour linterprtation.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 27

    II.4 Gisements et indices au Maroc (Rapport dactivit de lONHYM 2010)

    Le Maroc a dlivr plusieurs permis de recherches et des autorisations de

    reconnaissance au profit des socits nationales et internationales selon le rglement

    minier marocain, avec la mise sous ngociation des autres permis. Comme on peut le

    constater sur la figure 16, les zones dintrts pour lexploration ptrolire, concernes

    par les permis de reconnaissance, couvrent pratiquement tout le territoire national.

    Figure 16: Carte des permis dexploration et des autorisations de reconnaissance

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 28

    2me partie : Les corrections statiques par les

    mthodes du carottage sismique (UPHOLE) et

    de la petite rfraction

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 29

    I. Etude de la zone altre

    On appelle zone altre ou WZ (Weathered zone) la couche superficielle qui est sujette de

    multiples actions climatiques (rosion olienne, rosion due la circulation des eaux). La

    vitesse et lpaisseur de cette couche varient normment le long dun profil sismique (Fig.

    17).

    Figure 17: Schma montrant la variation latrale de lpaisseur et la topographie de la

    couche altre

    Les corrections statiques des donnes sismiques de leffet de la topographie et de la zone

    altre, constituent une tape primordiale dans la squence de traitement des donnes

    sismiques avant sommation (stack). En effet, laltration des couches superficielles conduit

    laugmentation de la porosit, ce qui engendre une diminution des vitesses de propagation

    des ondes et par consquent un retard dans le temps de parcours des arrives rflchies.

    Figure 18 : Schma montrant une courbe de rflectivit dun rflecteur dform par le problme de statique

    Les caractristiques de la WZ ncessaires connatre sont : sa vitesse et son paisseur. Les

    deux mthodes les plus utilises pour obtenir les informations ncessaires aux calculs de

    corrections statiques sont : les mthodes des Upholes et la petite rfraction.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 30

    I.1 Tir de petite rfraction

    Il sagit essentiellement de ltude de la propagation des rayons rfracts dans les premires

    couches du terrain. Le rfracteur recherch est en fait le toit du terrain consolid sous la WZ.

    Cette mthode ncessite une acquisition spcifique o les dispositifs employs stalent sur

    une centaine de mtres, avec des tirs directs et des tirs inverses effectus avec de petites

    charges dexplosifs.

    Le principe de la mthode consiste enregistrer le temps de parcours depuis une source

    jusqu un dtecteur dont le dport est bien dfini. Les temps sont dtermins sur les

    enregistrements et reports en fonction de la distance source-dtecteurs (offset) sous forme

    dune dromochronique (Fig.19).

    Figure 19: Trajet des rayons rfracts et dromochroniques

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 31

    Pour les courtes distances, les premires arrives sont constitues des arrives directes qui

    sont des ondes se propageant directement de la source au gophone, puis, partir d'une

    distance appele distance critique, des arrives rfractes sur la base de la zone altre qui

    sont dtectes par les gophones.

    II.2 Le carottage sismique (Uphole Survey)

    Le carottage sismique a pour but denregistrer des temps de parcours de londe sismique le

    long dun trou for de faon dpasser la base de la WZ avec un dispositif quasi vertical afin

    de calculer des vitesses et les paisseurs des diffrentes tranches de la WZ. Cette mthode

    ncessite une WZ pas trop paisse (ou des forages profonds) et elles impliquent de forer un

    nombre important de trous (Upholes) pour une tude prcise de la WZ(Fig.20).

    Figure 20: Principe de la mthode de carottage sismique (Uphole)

    Mise en uvre :

    Un carottage sismique peut tre mis en uvre de deux faons :

    Des charges explosives espaces gnralement de 5 mtre sont places dans le trou

    et sont explors sparment en commenant par le fond du trou.

    Un gophone dplac le long du forage enregistre le signal mis par une source

    dnergie dclenche en surface.

    Actuellement cest la deuxime mthode qui est utilise.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 32

    Pour chaque tir on enregistre les temps des premires arrives quon reporte sur un graphe

    et on trace les droites passant au mieux par les points reports (la premire droite passe par

    lorigine) (Fig .21).

    Figure 21: Schma de la dromochronique dun Uphole

    La pente de la premire droite donne la vitesse de la couche altre (WZ) V0

    La pente de la deuxime droite donne la vitesse du milieu sous-jacent V1

    Le point de brisure des deux droites donne lpaisseur de la WZ.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 33

    3me partie : Etude de la zone altre dans la

    rgion de Tendrara par la mthode du

    carottage sismique (Upholes)

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 34

    I- Prsentation gnrale sur la zone dtude

    I.1- Situation gographique

    La rgion de Tendrara se situe dans le Maroc oriental au Sud de la ville dOujda. Elle fait

    partie de la zone des hauts plateaux qui couvre une superficie de 40 000 Km. Cette zone est

    borde au Nord par les affleurements palozoques de Debdou, Mekkam et Jerada, lOuest

    par lalignement de Mechkakour, au Sud par le Haut Atlas et lEst par le territoire Algrien

    (Fig. 22).

    Figure 22: Situation gographique de la zone de Tendrara

    I.2- Contexte gologique

    La rgion de Tendrara fait partie du domaine structural Mestien, caractris par un socle

    palozoque dform par lorogense hercynienne surmont par une couverture mso-

    cnozoque, reste quasi horizontale. Cette couverture est constitue de marnes et calcaires

    du Crtac suprieur reposant en discordance angulaire sur le socle hercynien form de

    micaschistes grenats et amphibolites (Fig.23).

    TENDRARA

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 35

    Figure 23: Carte gologique des hauts plateaux

    I.2.1- Stratigraphie

    La rgion de Tendrara est recouverte dans sa totalit de formations gologiques rcentes, la

    srie stratigraphique nest connu que par les rsultats des diffrents forages et, localement,

    au voisinage de dmes ou plissements rcents. A lextrieur de la zone, au Nord et lOuest,

    on retrouve une srie de boutonnires palozoques (Tazekka, Mekam, bassin de Jerada) o

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 36

    les formations plus anciennes affleurent. La srie stratigraphique de cette zone (Fig.24) est

    forme de bas en haut par les entits suivantes :

    Le Palozoque

    Le Dvonien est constitu par des schistes de types flyschs connus dans le massif de Debdou

    Mekam (Hollard, 1967). Il est surmont du Carbonifre qui comprend un complexe volcano-

    dtritique compos de dacites, rhyolites et andsites sous forme de brches et coules avec

    de rares intercalations de niveaux grso-argileux suggrant une mise en place en milieu

    aquatique (Izart, 1990). Les sries sdimentaires sus-jacentes (Visen suprieur et

    Namurien) dbutent par les formations calcaires (Jerada) et passent une importante srie

    de marnes avec intercalations de rares niveaux dtritiques.

    Le Msozoque

    Le Trias est form de quatre principales squences qui sont de bas en haut :

    Squence I : Constitue dune formation de base grso-conglomratique ciment argileux

    surmonte par une srie argilo-silteuse. Cette squence montre des dpts qui caractrisent

    un milieu continental (Vakartchouk 1981) de type alluvionnaire ou lacustre.

    Squence II : Caractrise par des sries argileuses et salifres avec intercalations de gypses

    et danhydrites au sommet. Elle correspond une srie transgressive de types lagunaire

    dtritiques rares et dpaisseur constante au centre de la zone 200m.

    Lpaisseur de ces deux squences (I et II) est de lordre de 300 400 m.

    Squence III : Se compose dun niveau de basalte visible sur tous les forages des hauts

    plateaux, il possde une paisseur constante de 150 200 m.

    Squence VI : Comprenant une importante srie salifre jusqu 1100m avec quelques rares

    intercalations des bancs argileux.

    En ce qui concerne le jurassique, sa srie sdimentaire observe Tendrara (Lias-Bajocien)

    montre une succession de dpts marins caractriss par les facis suivants :

    - Un facis nritique picontinental avec quelques pisodes subcontinentaux dge toarcien.

    - Un facis de type gosynclinal avec de grandes paisseurs de calcaire marneux et dargiles.

    La transition entre ces deux facis peut se faire de faon trs nette comme au niveau de

    Mechkakour. Depuis le Bathonien infrieur sinstaure un rgime picontinental avec une

    sdimentation de type littoralle ou trs nritique correspondant la formation marno-

    calcaire de Tendrara.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 37

    Les sries jurassiques sont constitues principalement de calcaires et dolomies passant

    parfois des argiles ou des anhydrites (Lias) et localement des formations rcifales

    (Dogger).

    Le Crtac se compose de sries continentales (sables, argiles) et de calcaires avec des zones

    dtritiques locales (grs de Tigri). Plusieurs formations caractrisant le Crtac sont

    signales dans la rgion de Tendrara.

    - La dalle cnomano-turonniene qui correspond des calcaires blancs couronnant les

    falaises de marnes gypses de Cnomanien (Choubert)

    - Les conglomrats et grs du Snonien qui est une srie grseuse continentale reposant sur

    la dalle prcite constitue de marnes rouges sableuses avec des passes de grs en petits

    bancs.

    Le Tertiaire et le Quaternaire

    Les res tertiaires et quaternaires sont essentiellement marques par la formation de

    calcaires silex de Jbel Tendrara dge oligocne avec des grs et calcaires blancs gros lits

    de Silex.

    Figure 24: Srie stratigraphique du bloc de Tendrara (POURTAL, 1989)

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 38

    I.2.2- Tectonique

    Lallure anticlinale de massif de Tendrara apparait clairement souligne par laffleurement

    Crtac qui lentoure compltement. La vote de ce dme est trs abaisse et affect par

    des faibles ondulations qui dterminent une succession danticlinaux et de synclinaux

    allongs (SW-NE). La rgion de Tendrara, tout comme ses alentours a subi trois principaux

    pisodes orogniques :

    Episode I : Compression hercynienne

    Cet pisode dbute par une premire phase dite bretonne affectant les terrains antvisens

    suivie dune phase majeure postwetphalienne induisant de vastes plis kilomtriques dans les

    sries carbonifres dorientation WSW/ENE. Cette orognse est essentiellement

    caractrise par des chevauchements et des intrusions magmatiques.

    Episode II : Extension triasique

    La base du Trias est souligne par une discordance qui tmoigne dune importante rosion

    ayant pu actualiser la srie volcano-sdimentaire. Cet pisode se manifeste par :

    Le rajustement en bloc de quelques palo-reliefs.

    La pnplanation effective du Trias moyen.

    La dominance dune tectonique en distension au Trias suprieur et Jurassique.

    Episode III : Compression alpine

    Cette phase a provoqu la surrection des Atlas, surtout dans la partie mridionale de la

    rgion. Les plissements dge post-hercynien sont orients peu prs de lEst lOuest, alors

    que les plissements hercyniens sont orients NE-SW ou ENE-WSW. La superposition des plis

    rcents aux plis anciens devenus rigides oblige les plus rcents surmonter le matriel fig.

    Il en rsulte ainsi un relvement des plis post-hercyniens aux endroits o ils croisent les

    zones hautes des plis hercyniens.

    Les hauts plateaux se comportent comme un mle rigide qui nest affect de mouvements

    de compression que sur ses limites externes, en particuliers au Sud-Ouest o lon observe de

    vastes plissements sans doute en liaison avec des zones de dcrochement.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 39

    I.3. Travaux antrieurs (Final report MPE TENDRARA -3D CCG CREW, Junuary 2004)

    Le secteur de Tendrara a fait lobjet dune campagne de prospection sismique 3D, mise en

    uvre en 2004, par la compagnie gnrale de la gophysique (CGG). Au cours de cette

    campagne, 36 carottages sismiques ont t raliss. On propose dans le cadre de cette

    tude danalyser les enregistrements relatifs ces upholes afin den dduire les corrections

    statiques appliquer aux donnes sismiques (Fig.25).

    Figure 25: Carte de localisation des Upholes raliss dans le secteur de Tendrara

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 40

    I.3.1 - Mthode et Equipement

    Les forages destins la mise en uvre des upholes ont t raliss par une sondeuse

    TD500 monte sur un camion 6X6 (Fig. 26). Les upholes ont un diamtre qui varie de 150

    165 mm et une profondeur moyenne est de 50m.

    Figure 26: Sondeuse TD500 utilise pour la ralisation des forages des upholes.

    La source utilise dpend du signal et du type des roches du sous-sol (Fig. 27) :

    Dans le cas dun bon signal, on utilise un marteau tout en frappant au-dessus dune

    plaque pose un mtre de la tte de forage. Celle-ci possde une large base afin

    dassurer le meilleur couplage avec le sol

    Dans le cas dun signal insuffisant, la source utilise est une sourcile.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 41

    Figure 27: Hammer source and Sourcile source

    Lenregistrement des donnes se fait par lintermdiaire dun minilabo, la Gode.

    Lintervalle denregistrement est de 5 mtres pour la partie profonde, 2.5 mtres pour la

    partie centrale et 1.25 mtres pour les premier 10 mtres. Par ailleurs, la lithologie est

    prleve pour chaque carottage, afin daider linterprtation.

    III. Application : calculs des corrections statiques

    III.1 Interprtation des courbes Temps-Profondeur des upholes

    Les mesures sismiques, obtenues pour les 36 Upholes ralises Tendrara, sont reportes

    sur un graphe Temps-Profondeur T=f(P) fin de dterminer les paisseurs et les vitesses des

    diffrentes couches (Fig.28). Les rsultats de linterprtation de ces graphiques pour les 36

    upholes tudis sont prsents dans le tableau 1 ci-dessous.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 42

    Figure 28: Graphe Temps-Profondeur de lUphole 4

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 43

    couche 1 couche 2 couche 3

    Uphole h1 V1 h2 V2 h3 V3

    Uph 1 5.9 556.6 15.6 1190.84 30.1 3420.45

    Uph 2 4.7 723.08 18.9 1400 48 1289

    Uph 3 2.5 532.61 16.6 1504.55 32.5 3669.05

    Uph 4 19 984.46 23.9 1493.75 28.7 4220.59

    Uph 5 11 1195.65 21.5 2067.31 39.3 4051.55

    Uph 6 3 441.18 32 1975.31 36.9 2635.71

    Uph 7 6.7 1288.46 9.2 3285.71 34.8 5194.03

    Uph 8 7 500 7.4 804.35 37 6065.57

    Uph 9 10 769.23 18.7 1280 22.1 3946.43

    Uph 10 11.3 1313.95 59.1 4345.59

    Uph 11 3.7 822.22 17.2 2123.46 29.9 3646.34

    Uph 12 6.5 619.05 45 3813.56

    Uph 13 4.3 1023.81 12.3 2617.02 56.4 4372.09

    Uph 14 2.7 519.23 17.8 2282.05 31.4 4077.92

    Uph 15 3.6 857.14 13.1 1452.22 24.6 2960

    Uph 16 6.3 1032.79 45.5 3527.13

    Uph 17 3.9 534.25 17.4 2383.56 29.7 3061.86

    Uph 18 4.1 1051.28 12 1967.21 35.3 3460.78

    Uph 19 2.7 689.12 16 2727.89 33.3 3845.27

    Uph 20 4.8 960 41.3 3014.6 25.3 4216.67

    Uph 21 3.4 492.75 15.2 2375 32.7 3802.33

    Uph 22 3.5 795.45 13.8 2146.19 33.8 3098.08

    Uph 23 10.8 850.39 18.3 1591.3 46.4 4142.86

    Uph 24 1.9 516.67 8.8 1061.45 41.1 3456.3

    Uph 25 7.3 1780.49 64 2700.42

    Uph 26 22.5 1190.48 18.7 5500 32.4 2551.18

    Uph 27 16.5 1231.34 54.7 2367.97

    Uph 28 4.7 675.71 10.1 2650 36.2 3261.26

    Uph 29 10.2 1186.05 36.5 1921.05 24.6 2963.86

    Uph 30 6.1 835.62 16.1 1850.57 29.5 3288.89

    Uph 31 28.6 1032.49 53.5 1771.52

    Uph 32 13.7 901.32 18.6 1617.39 39.2 2292.4

    Uph 34 10.2 1186.05 20.9 1741.67 40.9 3029.63

    Uph 35 10.6 972.48 60.8 4571.43

    Uph 38 33.1 2546.15 39.6 3413.79

    Uph 42 6.6 709.68 9.8 1921.57 55.1 3880.28

    Tableau 1 : Rsultats de linterprtation des donnes des Upholes raliss Tendrara

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 44

    Les rsultats de ces Upholes montrent quon est en prsence de trois couches :

    Une premire couche dpaisseur h1 allant de 2 33m et dune vitesse V1 qui varie

    de 441 2546 m/s.

    Une deuxime couche dune paisseur moyenne h2 de lordre de 26 m avec une

    vitesse entre 804 et 5500 m/s.

    Une troisime couche plus compacte de vitesse suprieure 1289 m/s.

    III.2 Ralisation des cartes diso- paisseur et diso-vitesse

    Afin dillustrer les variations dans lespace des paramtres de la couche altre, des cartes

    diso-vitesse et diso-paisseur ont t tablies pour chacune des trois couches mises en

    vidence dans cette tude ainsi que la carte des lvations topographiques.

    A- Carte topographique:

    Figure 29: Reprsentation 3D du toit de la couche altre

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 45

    Lexamen de la carte topographique montre que la zone dtude est caractrise par une

    variation relativement importante du relief. Les altitudes augmentent progressivement du

    Sud vers le nord avec des valeurs allant de 1297 m 1527 m (Fig.29).

    B- Cartes iso-paisseur et iso-vitesse : Couche1 :

    Figure 30: Cartes diso-paisseur (A) et diso-vitesse (B) de la couche 1

    Couche2 :

    Figure 31: Cartes diso-paisseur (A) et diso-vitesse (B) de la couche 2

    B

    B A

    A

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 46

    Couche 3 :

    Figure 32: Cartes diso-paisseur (A) et diso-vitesse (B) de la couche 3

    Interprtation des cartes diso-paisseur

    En comparant les cartes diso-paisseur des trois couches ci-dessus, on constate que :

    La couche 1 se caractrise par des paisseurs plus ou moins faibles (2 9 mtres)

    lexception de la partie NW (Fig.30-A-).

    Dans La couche 2, les paisseurs augmentent gnralement dans la partie Nord du

    secteur (Fig.31-A-).

    La couche 3 est marque par des paisseurs plus importantes par rapport aux

    couches sus-jacentes. Cependant, dans la partie centrale, on note labsence de la

    couche 3, ce qui peut tre expliqu par le fait que la couche consolide (substratum)

    apparait des profondeurs infrieures 72 mtres de la surface du sol (Fig.32-A-).

    Interprtation des cartes diso-vitesse

    En faisant une comparaison entre les trois cartes diso-vitesse, on remarque que la vitesse

    saccentue depuis la couche 1(dominance de la couleur bleu) (Fig.30-B-) jusqu la couche 3

    (dominance de la couleur rouge) (Fig.32-B-). o la profondeur augmente et laltration

    devient de moins en moins faible.

    A B

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 47

    III.3 Profils de corrlations vitesse-lithologie

    La ralisation des logs stratigraphiques ainsi que la courbe de variation des diffrentes

    vitesses et leurs corrlations est faite par un logiciel dinterprtation sismique appel

    Ptrel . Par consquent, on a pu raliser plusieurs profils suivant deux directions

    gnrales NW-SE et NE-SW.

    Figure 33: Profil n1 orient NE-SW

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 48

    Figure 34: Profil 2 orient NE-SW

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 49

    Figure 35: Profil 3 orient NW-SE

    Figure 36: Profil 4 orient NW-SE

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 50

    Interprtation des profils raliss

    Les facis observs au niveau des trois couches sont gnralement des carbonates, des grs,

    des marnes et des argiles sableuses.

    Les logs des forages des diffrentes upholes permettent de corrler les variations des

    vitesses au sein de la zone altre avec les formations gologiques de sub-surface

    recoupes par les forages. Cette corrlation montre que :

    Le profil n1 est caractris par la variation des paisseurs dans les trois couches,

    ainsi que labsence de la couche 1 au niveau de lUphole 10 et la couche 2 au niveau

    de lUphole 8 (Fig.33).

    Le profil n2 se caractrise par labsence de la couche 2 au niveau des deux Upholes

    16 et 12 et par une paisseur constante au niveau des autres couches ainsi quune

    vitesse croissante avec la profondeur(Fig.34).

    Au niveau du profil n3, les couches sont de diffrentes paisseurs o les vitesses

    saccentuent (Fig.35).

    Dans le profil n4, lpaisseur de la couche 1 reste constante avec une vitesse entre

    500m/s 1000m/s. Alors que la couche 2 devient plus paisse en allant du NW au SE,

    avec une vitesse 1500m/s 2000m/s, finalement la couche 3 est caractrise par une

    grande vitesse denviron 4000m/s (Fig.36).

    Ces observations permettent dexpliquer les variations de la vitesse sismique en particulier

    au niveau de troisime couche o les fortes valeurs de vitesse se superposent aux calcaires

    marneux plus compactes et o les plus faibles valeurs concident avec les marnes et les

    argiles.

    III.4 Calcul des corrections statiques

    Le calcul des corrections statiques consiste dterminer le temps double de parcours dune

    onde sismique dun plan de rfrence (Datum Plane) la base de la zone altre. En effet, il

    faut ramener les points de tir et les traces un niveau de rfrence du Datum Plane en

    corrigeant laltitude et les htrognits de la weathred zone (Fig. 37).

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 51

    Figure 37 : Paramtres de calcul des corrections statiques

    Les paramtres de calcul employs en correction statiques sont :

    L'altitude du plan de rfrence Ed = +400 mtres,

    Vitesse de correction (ou de comblement): Vc=2500 m /s, elle est issue des

    reconnaissances prliminaire,

    Vitesse dans la WZ.

    La formule de correction statique est:

    Avec: Vi et hi sont respectivement la vitesse et l'paisseur de couche i dduits de la dromochronique; Es : Altitude du sismographe obtenue par les leves topographiques.

    Dans notre cas la correction de l'altitude des gophones est la mme que celle des point

    vibrs (Cs=CR) puisque linter-tir est gale linter-trace.

    Remarque:

    Les valeurs de la correction statique peuvent tre positives ou ngative selon le

    positionnement des traces par rapport au plan de rfrence DP.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 52

    La convention de la Socit of Exploration Geophysicists est :

    Si la correction statique est ngative, on la soustrait de la trace, ce qui le raccourcit

    (ou la fait monter),

    Si la correction statique est positive, elle doit tre ajoute la trace ce qui l'allonge

    (ou la fait descendre).

    La CGG a adopt une convention de signe inverse: une correction statique ngative

    augmente le temps, une correction positive diminue le temps.

    Le calcul de la correction statique en appliquant le modle ci-dessus a permis dobtenir les

    rsultats suivants. Le modle de correction statique adopt est celui de la CGG.

    Le tableau ci-dessous rcapitule les rsultats de calcul des corrections statiques obtenues

    pour les 36 Upholes raliss.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 53

    DP 1200 m

    Vc 2500 m/s

    Couche 1 Couche 2 Couche 3

    Uphole h1 (m) V1 (m/s) h2(m) V2 (m/s) h3 (m) V3 (m/s) Z(m) h (m) Cs (ms)

    Uph 1 5,9 556,6 15,6 1190,84 30,1 3420,45 1360 51,6 75,86

    Uph 2 4,7 723,08 18,9 1400 48 1289 1360,6 71,6 92,84

    Uph 3 2,5 532,61 16,6 1504,55 32,5 3669,05 1358,43 51,6 67,32

    Uph 4 19 984,46 23,9 1493,75 28,7 4220,59 1355,6 71,6 75,70

    Uph 5 11 1195,65 21,5 2067,31 39,3 4051,55 1314,79 71,8 46,50

    Uph 6 3 441,18 32 1975,31 36,9 2635,71 1363,8 71,9 73,76

    Uph 7 6,7 1288,46 9,2 3285,71 34,8 5194,03 1300,42 50,7 34,59

    Uph 8 7 500 7,4 804,35 37 6065,57 1408 51,4 91,94

    Uph 9 10 769,23 18,7 1280 22,1 3946,43 1441,2 50,8 109,37

    Uph 10 11,3 1313,95 59,1 4345,59 0 0 1419,8 70,4 81,96

    Uph 11 3,7 822,22 17,2 2123,46 29,9 3646,34 1369,4 50,8 68,24

    Uph 12 6,5 619,05 45 3813,56 0 0 1355,71 51,5 63,98

    Uph 13 4,3 1023,81 12,3 2617,02 56,4 4372,09 1465,1 73 98,64

    Uph 14 2,7 519,23 17,8 2282,05 31,4 4077,92 1466,2 51,9 106,42

    Uph 15 3,6 857,14 13,1 1452,22 24,6 2960 1424,9 41,3 94,97

    Uph 16 6,3 1032,79 45,5 3527,13 0 0 1359,43 51,8 62,05

    Uph 17 3,9 534,25 17,4 2383,56 29,7 3061,86 1496,8 51 122,62

    Uph 18 4,1 1051,28 12 1967,21 35,3 3460,78 1470,5 51,4 107,84

    Uph 19 2,7 689,12 16 2727,89 33,3 3845,27 1458,5 52 101,04

    Uph 20 4,8 960 41,3 3014,6 25,3 4216,67 1527,9 71,4 127,30

    Uph 21 3,4 492,75 15,2 2375 32,7 3802,33 1495,6 51,3 119,62

    Uph 22 3,5 795,45 13,8 2146,19 33,8 3098,08 1493,5 51,1 118,70

    Uph 23 10,8 850,39 18,3 1591,3 46,4 4142,86 1448,6 75,5 104,64

    Uph 24 1,9 516,67 8,8 1061,45 41,1 3456,3 1402,3 51,8 84,06

    Uph 25 7,3 1780,49 64 2700,42 0 0 1344,73 71,3 57,17

    Uph 26 22,5 1190,48 18,7 5500 32,4 2551,18 1355,4 73,6 67,72

    Uph 27 16,5 1231,34 54,7 2367,97 0 0 1354,3 71,2 69,74

    Uph 28 4,7 675,71 10,1 2650 36,2 3261,26 1345,62 51 59,71

    Uph 29 10,2 1186,05 36,5 1921,05 24,6 2963,86 1378,5 71,3 78,78

    Uph 30 6,1 835,62 16,1 1850,57 29,5 3288,89 1411,8 51,7 89,01

    Uph 31 28,6 1032,49 53,5 1771,52 0 0 1320,24 82,1 73,16

    Uph 32 13,7 901,32 18,6 1617,39 39,2 2292,4 1306,04 71,5 57,62

    Uph 34 10,2 1186,05 20,9 1741,67 40,9 3029,63 1302,88 72 46,45

    Uph 35 10,6 972,48 60,8 4571,43 0 0 1294,51 71,4 33,44

    Uph 38 33,1 2546,15 39,6 3413,79 0 0 1390,2 72,7 71,60

    Uph 42 6,6 709,68 9,8 1921,57 55,1 3880,28 1518,53 71,5 127,41

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 54

    Le rsultat des corrections statiques obtenues par la mthode des Upholes a relev des valeurs

    importantes (Cs allant de 33,44 ms 127,41ms). Ces valeurs sont introduites au niveau du

    logiciel de traitement sismique qui applique ces corrections statiques aux points de tir et aux

    rcepteurs. Leffet de cette correction est illustr sur les figures 21 et 22 qui prsentent

    respectivement une mme section sismique avant et aprs correction statique(Fig.38). On peut

    remarquer lamlioration de la continuit latrale des rflecteurs sur la section corrige. Do

    limportance dune bonne caractrisation de la WZ pour toute campagne de sismique

    rflexion.

    Figure 38 : Section sismique avant (a) et aprs (b) corrections statiques

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 55

    Conclusion

    La sismique est un outil dinvestigation du sous-sol extrmement puissant : la profondeur de

    pntration de la sismique rflexion peut atteindre une dizaine de kilomtres avec un

    pouvoir de rsolution trs important. Par contre, son cot est relativement lev par rapport

    celui des autres mthodes.

    Une compagne sismique, comprend gnralement deux tapes : lacquisition des donnes,

    le traitement de linformation pour faciliter linterprtation.

    La squence de traitement inclut plusieurs tapes dont la correction statique qui vise

    liminer leffet des diffrences dlvation des points sources et rcepteurs ainsi que celui

    des variations latrales de vitesse et dpaisseur de la zone altre qui a d'normes impacts

    sur le temps et l'nergie de propagation des ondes sismique dans le sous-sol.

    Les corrections statiques sappliquent essentiellement au cas de la sismique terrestre, o

    elles permettent de corriger les effets de la topographie et des couches superficielles du

    sous- sol, souvent trs htrognes qui constituent la zone altre.

    Ltude de la zone altre de la zone de Tendrara par lemploi des donnes Upholes a rvl

    la prsence dune couche superficielle dpaisseur variable dpassant localement les 60

    mtres.

  • Projet Fin dEtude 2013 Page 56

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