Caractérisation géophysique des glissements et sorties de fluides pleistocènes-actuel de la province centrale de l'éventail profond du nil

UNIVERSITE DE PERPIGNAN VIA DOMITIA
MASTER MENTION « GEOSCIENCES ET ENVIRONNEMENTS MARINS »
SPECIALITE PROFESSIONNELLE « GEOSCIENCES MARINES APPLIQUEES

Caractérisation géophysique des glissements et sorties de fluides Pleistocènes-Actuel de la province centrale de l'éventail profond du Nil

Rédigé et présenté par :

I.1. Aristarque Martin NGUENGO

I.1.1 Année universitaire 2007-2008

Sous la direction de :

I.2. Lies LONCKE, Maître de Conférence à l'Université de Perpignan Via

Domitia

Institut de Modélisation et d'Analyses des GéoEnvironnements et Santé (IMAGES)

Sommaire

Sommaire 0

Liste de figures 2

Remerciement 3

Introduction 4

Chapitre 1 : Rappels sur les relations glissements/circulations de fluides 5

I. Glissements sous-marins. Définition et classifications 5

I.1. Définition et identification 5

I.2. Le glissement sous-marin 6

II. Pockmark, volcans de boue et hydrates de gaz 6

II.1. Définition et identification des pockmarks 6

II.2. Définition et identification des volcans de boue 8

II.3. Définition et identification des hydrates de gaz ou clathrates 9

II.3.1 Les hydrates de gaz 9

III. Type d'interactions glissements/fluides 12

Chapitre 2 : Présentation régionale et données disponibles 15

I. Localisation de la zone d'étude et processus sédimentaires récents au large de l'Egypte15

II. Données analysées 16

II.1. I.1. Les campagnes océanographiques 17

II.1.1 I.1.1. Campagne Prismed II 17

II.1.2 I.1.2. Campagne Fanil. 17

II.1.3 I.1.3. Campagne Nautinil 17

II.1.4 I.1.4. Campagne Vanil 17

II.1.5 I.1.5. Campagne Mimes 18

II.1.6 I.1.6. Campagne Medeco II 18

II.2. Bathymétrie et imagerie multifaisceau 19

II.2.1 Définitions 19

II.2.2 Principe et méthodes 19

II.2.3 ILes mesures 19

II.2.3.a Mesure de bathymétrie 19

II.2.3.b Mesure de l'imagerie acoustique 20

II.3. Données 3-5 kHz 20

II.3.1 Traitements effectués dans le cadre de ce stage 20

II.3.1.a Traitement et visualisation de la bathymétrie et de l'imagerie 20

II.3.1.b Importation et traitement des données 3-5 kHz 20

Chapitre 3 : Processus sédimentaires récents : apports de l'analyse des données multifaisceau et 3-5 kHz 22

I. Morphostructure de la province centrale de l'éventail profond du Nil 22

I.1. Analyse morphostructurale 22

I.1.1 Le haut de pente (500 à 1700 m) 22

I.1.2 La mi-pente (1700 à 2300 m) 23

I.1.3 La base de pente (2300 à 2900 m) 23

I.2. Cartographie des écho-faciès 3-5 kHz 24

I.2.1 Identification et classification des écho-faciès 3-5 kHz 24

I.2.2 Répartition des écho-faciès 26

I.2.2.a Les différents écho-faciès identifiés 26

Haut de pente 28

La mi-pente 28

La base de pente 28

Résumé 32

I.3. Eléments de chronologie relative 32

I.4. Calibration sédimentaire avec les données in situ 32

I.4.1 Les carottes 32

I.4.1.a Origine des carottes 32

I.4.1.b Résultats des analyses 33

Description de la carotte du haut de pente 33

Description de carottes à mi-pente 33

Description de la carotte de la base de pente 34

I.4.1.c Calibration écho-faciès/carotte et processus de dépôts 35

I.5. Les plongées ROY et Nautiles 36

I.5.1 Les plongées ROY 36

I.5.1.a Les plongées ROY 36

I.5.1.b Les plongées Nautiles 37

Chapitre 4 : Synthèse et discussion 41

I. Evolution Amont-Aval des structures et chronologie des évènements 41

II. Facteurs de contrôle des glissements. 43

III. Perspectives 43

References bibliographiques 44

Liste de figures

Figure 1: Un glissement de terrain (La Conchita, Californie) 5

Figure 2: Schéma montrant les différentes parties d'un 5

Figure 3 : La naissance d'une turbidite 6

Figure 4: Des Pockmarks de la marge continentale en Afrique de l'ouest (Gabon) 7

Figure 5: Modèle de formation des pockmarks 8

Figure 6 : Des volcans de boue 8

Figure 7 : Echantillons des hydrates de gaz 9

Figure 8: Localisation des gisements d'hydrates de gaz dans le monde 10

Figure 9: Domaine de stabilité des hydrates de gaz (le méthane) 10

Figure 10 : Diagramme de phase des HG (Hyndman and Davis, 1992) 11

Figure 11: Identification d'un BSR sur un profil sismique 12

Figure 12: Localisation du glissement de Storegga (a) et le profil sismique 2D (b) 13

Figure 13: Un profil sismique montrant les chéminées de gaz (zones verticales) au niveau du haut de la pente du

plateau de Vøring. (Bouriak et al., 2000) 14

Figure 14: Situation géodynamique de la méditerranée orientale. La zone d'études est 15

Figure 15: Le plan de position des campagnes océanographiques menées sur l'éventail profond du Nil (domaine

central) et dont les données géophysiques ont été analysées dans le cadre de ce mémoire 18

Figure 16: Schéma de la technique des faisceaux croisés 19

Figure 17: Schéma synthétique avec différentes étapes de la chaîne 21

Figure 18: Carte morphostructurale superposée sur la carte de 22

Figure 19: Zoom du haut de pente 23

Figure 20: Zoom sur quelques parties de la mi-pente et de la base de pente 24

Figure 21: Tableau mettant en relation les écho-faciès, les types sédimentaires 26

Figure 22: Carte des écho-faciès de la province centrale du Nil 27

Figure 23: Des profils de haut de pente montrant les relations 29

Figure 24: Profil de la mi-pente montrant les relations 30

Figure 25: Profils montrant le contact entre les zones instables et 31

Figure 26: Log de la carotte 84MD654 et le zoom de la section 4 (E. Ducassou, 2006) 33

Figure 27 : Comparaison des logs des carottes de la mi-pente (Ducassou, 2006) 34

Figure 28: Log de la carotte MD042729 (Est de la province occidentale) 35

Figure 29: Carte de la navigation du ROV au niveau de la province centrale 36

Figure 30: Des photographies de la plongée ROV 37

Figure 31: Photographie des structures d'échappement des fluides dans le fond marins fond réalisées avec le submersible Nautile (Bayon et al., 2006) 38
Figure 32: Cartes bathymétriques des deux sites explorés dans la province centrale du Nil et le tracé de la

position du Nautile et le profil 3-5 kHz NL2-6 A. 38
Figure 33: Carte de réflectivité de la zone explorée lors des plongées NL6 et NL14 obtenue avec le sondeur multifaisceaux EM300 et les profils bathymétriques, la carte des ècho-faciès et les graphes montrant les

quantités du méthane et la présence de la croûte carbonatée 39

Figure 34: Evolution Amont-aval des structures observées de la province centrale 42

Remerciement

Voilà enfin arrive la fin de cette période de stage. C'est grâce à Lies Loncke que cette période est rentrée dans l'histoire de mon existence. Sans elle je ne saurai pas ce que c'est qu'un pockmark, ni un volcan de boue. Deux mots qui n'ont jamais sorti de ma bouche avant le début de ce stage. Je voudrai par là, lui témoigner ma gratitude, surtout pour un suivi caractérisé par une exigence professionnelle hautement qualifiée qui m'a beaucoup aidé à mieux connaître la province centrale du delta du Nil et aussi pour la réalisation de ce document. Je tiens aussi à remercier toute l'équipe du laboratoire IMAGES pour leur disponibilité, l'ambiance entre midi et deux était bonne mais je suis souvent absent. Je ne terminerai pas ce paragraphe sans remercier ma très chère Néomie Réale qui a pu supporter cette absence. Noémie, sans toi je ne pourrais pas y arriver, tu ne m'as pas lâché une seconde.