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République de Côte d'Ivoire
Année Académique : 2012-2013
Ministère de l'Enseignement
Supérieur et de la
Recherche
Scientifique
Département de Formation et de Recherche des
Sciences de la Terre et des Ressources Minières
Institut National Polytechnique Félix Houphouët
Boigny
MEMOIRE
Pour l'obtention du Diplôme
:
D'Ingénieur des Techniques Option : Mines
et
Hydrocarbures
THEME :
Ecole de Formation Continue et de Perfectionnement des Cadres
APPLICATION DE LA
SPECTROMETRIE GAMMA DANS
LA
RECHERCHE DE GÎTE
AURIFERE, CAS DES PROSPECTS
DE NIAOGHO ET DE
SONDO
(BURKINA FASO)
Période : du 06 Mars au 06 Juin 2013
Centre des Ingénieurs et
Techniciens des Travaux
publics
Présenté par : YEO
Kounvolo,
Elève Ingénieur des Techniques option Mines
et
Géologie.
Encadreur Technique
M. Joseph SAWADOGO Ph.D. en géologie, Chef géologue
à
Volta Resources Inc.
Encadreur Pédagogique
M. COULIBALY Drissa, Enseignant-Chercheur au Département
de STeRMi
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
REMERCIEMENTS
Savoir reconnaître le bien fait et d'en tirer le maximum
de profits est une vertu naturelle qui mérite d'être
perpétuée.
Je tiens donc à remercier M. Guy Franceschi,
Vice-président à l'exploration de la compagnie minière
Volta Resources, ainsi que le « Country Manager », M. Zoungrana Goama
Raphael, qui nous ont ouvert les portes de ladite entreprise.
Mes remerciements vont également à l'endroit de
tous les chefs Géologues de Volta Resources : le doyen Joseph SAWADOGO,
Athanase NARE, KABORE Didier et Michael Baddy Wanye qui ont su placer en nous
leur confiance, et permis notre intégration au sein du groupe ; Merci
aussi à tous nos collègues et collaborateurs, mention
spéciale faite à M. Dramani Ouedraogo, géologue au sein de
l'entreprise.
Merci en particulier au Directeur de l'EFCPC et à M.
GNABOA Zéphyrin, Chef de projet CI2TP qui ont veillé à
nous assurer une formation de qualité.
A tous le corps enseignant, nous disons merci, notamment,
M.COULIBALY Drissa, géophysicien et enseignant chercheur au
département de STeRMi.
Enfin, merci à tous les camarades auditeurs de
promotion.
YEO Kounvolo-Mémoire de fin de cycle
2010-2012/EFCPC Ingénieur des Techniques Option : Mines et
Géologie
II
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
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Sondo-Burkina Faso
AVANTS-PROPOS
Dans le souci de former des Techniciens Supérieurs, des
Ingénieurs et des cadres professionnels, compétents, directement
opérationnels en entreprise, l'Institut National Polytechnique
Félix HOUPHOUET-BOIGNY (INP-HB) de Yamoussoukro a été
créé par le décret N°96-678 du 04 Septembre 1996. Il
comporte en son sein sept (7) Grandes Ecoles :
> Ecole Préparatoire (EP)
> Ecole de Formation Continue et de Perfectionnement des
Cadres (EFCPC)
> Ecole Supérieure d'Agronomie (ESA) ;
> Ecole Supérieure de Commerce et d'Administration
des Entreprises (ESCAE) ;
> Ecole Supérieure d'Industrie (ESI) ;
> Ecole Supérieure des Mines et de Géologie
(ESMG) ;
> Ecole Supérieure des Travaux Publics (ESTP).
L'INP-HB, est l'un des plus grands et prestigieux instituts de
l'Enseignements Supérieur en Afrique de l'ouest. Il a toujours eu le
souci d'offrir à ses étudiants une formation efficiente pour
répondre efficacement aux exigences et aux réalités du
marché de l'emploi.
L'EFCPC, oeuvre dans ce sens, en octroyant une formation
adéquate aux cadres ayant déjà une formation initiale et
désireux de se perfectionner dans leur domaine respective; c'est ainsi
que le Centre des Ingénieurs et des Techniciens des Travaux Publics
(CI2TP) a été créé afin de répondre au
perfectionnement dans les domaines du génie minier et civil. A la fin de
la formation, un projet de fin d'étude sur un thème de recherche
est effectué par chaque auditeur. Ce document présente à
cet effet les résultats de nos travaux.
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2010-2012/EFCPC Ingénieur des Techniques Option : Mines et
Géologie
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SOMMAIRE
REMERCIEMENTS. II
AVANT-PROPOS III
LISTE DES ABREVIATIONS VII
LISTE DES ILLUSTRATIONS VIII
LISTE DES TABLEAUX XI
LISTE DES ANNEXES XII
RESUME XIII
ABSTRACT XIV
INTRODUCTION 1
PREMIERE PARTIE: GENERALITES
CHAPITRE I: PRESENTATION DE VOLTA RESOURCES Inc. 3
I.1 Les Projets de VOLTA RESOURCES en Afrique de l'Ouest 3
I.2 Les projets de VOLTA RESOURCES au Burkina Faso 4
CHAPITRE II: PRESENTATION DU BURKINA FASO 5
II.1 Géographie Humaine et Economique 5
II.2 Physiographie 5
II.2.1 Relief 6
II.2.2 Climat 6
II.2.3 Végétation 7
II.2.4 Réseau Hydrographique 8
II.3 Géologie et Potentiel Minier 9
CHAPITRE III : PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE 12
III.1 Localisations 12
III.2 Climat et Végétation 13
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III.3 Géomorphologie et Hydrographie 13
III.4 Population et Activités Economiques 14
III.5 Géologie Régionale et Minéralisation
15
III.6 Historique des Travaux Réalisés sur la zone
d'étude 17
CHAPITRE IV : APPLICATIONS DE LA RADIOMETRIE ET DE LA
SPECTROMETRIE GAMMA
RAY 19
IV.1 Quelques Définitions 19
IV.1.1 Principe d'utilisation de la méthode
radiométrique pour la cartographie des
intrusifs magmatique 20
IV.1.2 Principe physique 20
IV.2 Domaines d'Applications et Historiques 25
DEUXIEME PARTIE: MATERIEL ET METHODE
CHAPITRE V : MOYENS HUMAINSET MATERIELS 28
V.1 Moyens humains 28
V.2 Logistique 28
CHAPITRE VI : METHODE 30
VI.1 Détermination radiométrique des
éléments eU, eTh, K_ 30
VI.1.1 Définition de la grille du levé
spectrométrique 30
VI.1.2 Appareillage utilisé pour l'acquisition des
données radiométriques 31
VI.1.2.1Acquisition des concentrations en K40, eU et eTh 33
VI.1.22 Limites 35
VI.2 Traitement des données 36
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TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET
INTERPRETATIONS
CHAPITRE VII : PRESENTATION DES RESULTATS ET INTERPRETATIONS
39
VII.1 Distribution de l'Uranium (eU) 40
VII.2 Distribution du Thorium (eTh) 41
VII.3 Distribution du Potassium (K%) 43
VII.4 Distribution du Total_ppm des trois
éléments 45
VII.5 Modélisation de la carte géologique du
prospect Niaogho-Sondo via la distribution
du Total_ppm par la méthode de Krigeage 46
VII.5.1 Carte de contour 46
VII.5.2 Krigeage 47
VII.5.3 Méthode par Classification (Clustering) 50
RECOMMENDATIONS 52
CONCLUSION 54
BIBLIOGRAPHIE 55
ANNEXES 56
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LISTE DES ABREVIETIONS
· INP-HB : Institut National Polytechnique-Houphouët
Boigny.
· IRSN : Institut de Radioprotection et de Sureté
Nucléaire - France.
· ASN : Autorité de Sureté Nucléaire -
France.
· IAEA : International Agency of Energy Atomic (Agence
Internationale de l'Energie Atomique).
· CEA : Commissariat à l'Energie Atomique.
· Insd BF : Institut National de Statistique
Démographique Burkina Faso.
· ONTB : Office National du Tourisme Burkinabè.
· Ga : milliard d'année
· Moz : Million d'once.
· RMI&I : Ressources Mesurées Indiquées
et Inférées.
· VTR : Volta Ressource.
· BUMIGEB : Bureau des Mines et Géologie du
Burkina.
· BF : Burkina Faso.
· CIV : Côte d'Ivoire.
· RC : Reverse Circulation. ou circulation reverse
· DD : Diamond Drilling ou sondage au diamant
· RAB : Rotary Air Blast ou rotation d'air
comprimé
· eU : équivalent Uranium
· eTh : équivalent Thorium
· 40K : Potassium 40
· K_ : Potassium 40
· Bq : Le Becquerel
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VII
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LISTE DES ILLUSTRATIONS
Figure 1. Principaux Gisements d'Or en Afrique
de l'Ouest et les Projets de Volta Page 3
Figure 2: Projets de Volta au Burkina Faso Page
4
Figure 3:Carte de pluviométrie annuelle
moyenne du Burkina Faso. Source : planete-
burkina.com/geographie-burkina.php
du 1er Juin 2013 Page 7
Figure 4:Carte du réseau hydrographique
du Burkina Faso. Source: .ontb.bf/burkina/geo-
climat.htm du 1er juin 2013 Page
8
Figure 5: Carte géologique
synthétique du craton Ouest Africain (Boher et Al, 1992)
Page 9
Figure 6: Carte géologique et
minière du Burkina Faso. Source: BUMIGEB Page10
Figure 7: Localisation des cibles
minérales de Kiaka Main zone Page 12
Figure 8:Savane arborée, prospect de
Niaogho Page 13
Figure 9: Culture maraichère, prospect
de Niaogho Page 14
Figure 10:Carte Géologique
régionale de Kiaka Page 16
Figure 11: Aperçu du Gisement d'Or de
Kiaka et cibles environnantes Page 16
Figure 12: Carte géologique
régionale interprété de Niaogho et Sondo Page 17
Figure 13:Illustration du principe physique du
rayonnement Gamma (Source : Le journal
CEA/Saclay 09/2001) Page 21
Figure14: Les 3 types de rayonnements ionisants
et leur interaction avec la matière (Wikipedia)
Page 23
Figure 15: Différents domaines
d'applications de la radiométrie Page 26
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IX
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Figure 16: Présentation de
l'équipe: Balima le chauffeur à gauche de l'image suivi de Mahdi
le
technicien à droite et l'ouvrier au bas de l'image
Page 29
Figure 17: Aperçu de la carte de
krigeage des résultats de la Auger et des grilles présentant
les
profils de levé radiométrique. Logiciel
MapInfo-Discover12 Page 31
Figure 18:Spectromètre gamma RS-230 Page
32
Figure 19: Levé radiométrique au
sol, colline latéritique de Niaogho Page 35
Figure 20: Levé radiométrique au
sol, végétation de Sondo Page 35
Figure 21:Block diagramme des
Spectromètres Gamma ray (IAEA, 2003) Page 37
Figure 22: Exemple de Diagramme de
méthodologie pour l'interprétation des données de
Spectrométrie Gamma Ray Page 39
Figure 23:Carte des valeurs en eU_ppm de
Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour eU proviennent des
données acquises par le système RS-230. Données
krigées à l'aide du logiciel
MapInfo-Discover12 Page 40
Figure 24:Carte des valeurs en eTh_ppm de
Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour eTh proviennent
des données acquises par le système RS-230. Données
krigées à l'aide du logiciel
MapInfo-Discover12 Page 42
Figure 25: Carte des valeurs en potassium de
Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour le potassium
proviennent des données acquises par le système RS-230.
Données krigées à l'aide du
logiciel MapInfo-Discover12 Page 44
Figure 26:Carte des valeurs du Total en ppm de
Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour le Total en ppm
des trois éléments (eU, eTh, K) proviennent des données
acquises par le système
RS-230. Données krigées à l'aide du
logiciel MapInfo-Discover12 Page 45
Figure 27:Carte de contour du Total
ppm des trois éléments (eU, eTh, K) du levé
radiométrique
Gamma Ray de la zone Niaogho/Sondo. Logiciel Surfer9 Page 46
Figure 28: Semi-variogramme expérimental
du Total_ppm de Niaogho/Sondo Page 47
Figure 29:Ajustement du Semi variogramme
expérimentale du Total ppm via Surfer 9, Model
Mathéron (scale:15000, Length:1350, Error:0, Micro:3100,
Variance:18096) Page 47
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Figure 30: Carte de Krigeage du Total_ppm
après ajustement du semi-variogramme expérimental
de la zone Niaogho et Sondo (via Surfer 9) Page 48
Figure 31: Carte de Krigeage de la zone de
Niaogho/Sondo via MapInfo-Discover12 Page 49
Figure 32: Délimitation des
unités lithologiques ou contacts lithologiques à travers la
classification des valeurs de contour, des observations et descriptions
pétrographiques du terrain. Logiciel Surfer9
Page 50
Figure 33: Carte géologique semi
détaillée du prospect de Niaogho/Sondo présentant les
anomalies
tarières à l'échelle 1/35000. Logiciel
MapInfo-Discover12 Page 51
Figure 34: Résultats
Radiométrique et Magnétique aéroportés de la
région Nord-Ouest de Lou Lake au Canada. Le processus hydrothermal est
mis en évidence par un pic et du Potassium du MAG avec une
coïncidence du rapport eTh/K en baisse. Le pic du rapport eU/eTh,
reflète une
minéralisation Uranifère. (D'après Shives
et al., 1997) Page 52
Figure 35: Potassium versus thorium
concentrations determined by in-situ gamma ray spectrometry, from the Lou Lake
area, Northwest Territories, Canada. Increasing potassium within a lithologic
unit reflects the hydrothermal potassium enrichment (after Shives et al.,
1997)
Page 53
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XI
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau I: Répartition du Birimien en
Afrique de l'Ouest Page 11
Tableau II: Exposition humaine à la
Radioactivité selon l'OMS Page 24
Tableau III: Matériels
utilisés pour la réalisation de la campagne Page 27
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Géologie
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XII
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LISTE DES ANNEXES
Annexe 1. Esquisse de la fiche technique
utilisée sur le terrain lors des levés radiométriques
Page 55
Annexe 2.Fiche de la base de données
radiométriques Page 56
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de
Sondo-Burkina Faso
RESUME
L'équipe de la régionale de Volta Resources,
dans laquelle nous avions été affecté pour nos travaux de
recherche, a pour mission, sur la base d'anciens travaux, de compilation de
données, d'interprétation des résultats de la
géophysique aéroportée, d'identifier et de définir
des cibles potentielles pouvant aboutir à la découverte de
gisements additionnels afin d'accroître les ressources en Or du gisement
de Kiaka.
Niaogho et Sondo sont deux prospects contigus situés
au Nord du permis de Kiaka à environ18 km à vol d'oiseau de
«Kiaka main Zone». Cette zone a fait l'objet de plusieurs travaux qui
ont permis de mettre en évidence des anomalies, confirmées par la
moto tarière. L'objectif visé par nos travaux était par le
biais du Spectromètre Gamma Ray (RS-230), de produire une carte
géologique semi détaillée, à travers laquelle, l'on
pourrait cerner clairement la structure géologique, et évaluer le
potentiel aurifère de Niaogho et de Sondo afin de prévoir une
campagne de Sondage.
Les levés spectrométriques ont
été faits sur un total de 27 profils parallèle, long de
4,95 km chacun et perpendiculaires aux structures locales. Nous avons
utilisés deux logiciels différents (Surfer 9 et
MapInfo-Discover12) pour un traitement quantitatif et qualitatif des
données recueillies. A travers les variations spatiales ou contrastes
des différents éléments radioactifs naturels (eU, eTh et
K_) du substratum ainsi que les observations et descriptions
pétrographiques nous avons mis en évidence trois grands ensemble
géologique constitués d'une intrusion granitique parfois
déformée (granite et Pegmatite), de Volcano sédiments et
de Méta sédiments au contact entre l'intrusif et les Volcano
sédiments.
Cette campagne de levé radiométrique au sol a
été réalisé en 24 journées avec une
durée moyenne d'acquisition journalière de 6 heures correspondant
environ à 6,4 km de parcours soit environ 1 km2 par jour. Ces travaux se
sont déroulés pendant la période couvrant la saison
sèche (Mars-Avril-Mai), échelonnés suivant un calendrier
relatif aux périodes de repos « break ». Les résultats
ainsi obtenus sont présentés par les cartes ci-après.
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Géologie
XIII
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
ABSTRACT
The regional team of Volta Resources in which we had been
assigned to our research, mission is, to identify and define potential targets
that could lead to the discovery of additional deposits in order to increase
Kiaka Gold resources, on the basis of previous works, data compilation and the
airborne geophysics results interpretation.
Niaogho and Sondo are two adjacent prospects located in Kiaka
North license about 18 km as the crow flies from Kiaka Main zone. This area has
been subject to several studies that helped to highlight targets, confirmed by
the auger motor. The purpose of our work through the Gamma Ray Spectrometer
(RS-230) was the production of a detailed geological map, through which, we
could evaluate Niaogho and Sondo gold potential in order to plan RC drilling
campaign.
Spectrometric surveys were made on a total of 27 parallel
profiles each one with a long of 4.95 km and perpendicular to the locals'
structures. We used two differents softwares (Surfer 9 and MapInfo-Discover12)
for QAQC data processing. Spatial variations and the contrasts given by the
different natural radioactive elements (eU, eTh and K_) from bedrock, the field
observations and petrographic descriptions helped to highlight three major
geological features consisting of a granitic intrusion sometimes deformed
(granite and pegmatite), Volcano sediments and meta sediments, showing the
contact between intrusive and Volcano sediment.
This radiometric survey campaign has been carried out in 24
days with a daily average of 6 hours corresponding to 6.4 km about 1square km.
This work took place during the dry season (March-June-July), according our
roster. The results thus obtained are shown in the maps below.
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Géologie
XIV
1
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
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Sondo-Burkina Faso
INTRODUCTION
La cartographie géologique détaillée est
un atout majeur et primordial dans la découverte de gisement
aurifère, c'est un support indispensable dans tous travaux de recherche
minière et même d'exploitation minière; elle est
utilisée comme support d'orientation permettant de mieux cerner et
d'appréhender les caractéristiques physico-chimiques,
minéralogiques et mécaniques des structures encaissantes. De ce
fait, elle permettra une meilleure optimisation des travaux ultérieurs
(Tranchée, sondage, évaluation des ressources...). Cependant,
elle peut demeurer très complexe selon les moyens et la
méthodologie de mise en oeuvre.
Notre zone d'étude ayant fait l'objet de plusieurs
travaux qui ont abouti à l'identification d'occurrences minérales
aurifique, devra faire l'objet d'une étude approfondie,
détaillée et fiable sur la nature réelle des structures
encaissantes afin de planifier une campagne de sondage. L'objectif de ce stage
sera de délimiter et définir les contacts entre les intrusifs et
les unités lithologiques basiques à ultrabasiques à
travers un nouvel outil peu connu et exploité à cet effet dans
l'exploration minière.
Ce rapport présente donc, les travaux
réalisés sur les prospects de Niaogho et de Sondo du permis de
recherche Kiaka de la société VOLTA RESOURCES Inc. Nos travaux
s'inscrivent dans ce contexte de levé spectrométrique gamma des
concentrations en, Uranium (eU), en Thorium (eTh) et en Potassium (K40) du
substratum, en vue d'élaborer une carte géologique semi
détaillée à l'échelle 1/35000. D'où notre
thème de recherche : Application de la spectrométrie
gamma dans la recherche de gîte aurifère, cas des prospects de
Niaogho et de Sondo-Burkina Faso. Les travaux contenus dans ce
rapport intègrent 24 journées d'acquisition et 30 journées
d'analyse, de compilation et d'interprétation échelonnés
du 6 Mars au 6 Juin 2013. Le levé s'est déroulé sur une
maille régulière de 200mx25m couvrant une superficie d'environ 27
km2.
La première partie de notre rapport traitera des
généralités, la seconde du matériel et la
méthodologie utilisés, enfin la troisième
présentera les résultats, l'interprétation et des
recommandations.
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PREMIERE PARTIE: 6ENERALITES
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Application de la Spectrométrie Gamma dans la
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CHAPITRE I: PRESENTATION DE VOLTA RESOURCES Inc.
I.1 Les Projets de Volta Resources en Afrique de
L'Ouest
Volta Resources Inc. est une société
minière de droit canadien cotée à la bourse de Toronto.
Présente en Afrique de l'ouest depuis 2000 après une fusion entre
Birim Goldfields et Goldcrest Resources, Volta se classe aujourd'hui parmi les
premières sociétés minière avec un portefeuille
diversifié de plus de trente permis de recherche au Burkina Faso, Ghana
et au Mali avec des ressources totales en Or de plus de 8 Moz en RMI&I et
282,41 million de tonnes de Cuivre à 0,53%.
Figure 1: Principaux Gisements
d'Or en Afrique de l'Ouest et les Projets de Volta.
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I.2 Les projets de Volta Resources au Burkina Faso
Au Burkina Faso, Volta Resources détient un
portefeuille de cinq (5) vastes projets, dont le plus avancé est celui
de Kiaka Gold, avec 5,868 Moz d'Or en RMI&I (voir News releases du 10
janvier 2013 sur le site web de VTR). A ce jour, ce projet fait l'objet
d'une étude de faisabilité. Notons également le projet
Cuivre-Or de Gaoua ; C'est aussi un projet de classe mondiale, de type
porphyrique, le seul du genre en Afrique de l'ouest. (WD. Sinclair)
Figure 2:Projets de Volta au
Burkina Faso.
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CHAPITRE II : PRESENTATION DU BURKINA FASO
II.1 Géographie humaine et
économique
Le Burkina Faso, «Pays des Hommes Intègres»,
recouvre une superficie d'environ 274.000 km2, pour une population
estimée à 14.017.262 habitants selon le dernier recensement
général de 2006 avec une prévision de 15.730.977 habitants
en 2010 (Insd BF). Il partage ses frontières avec six pays: le
Mali au Nord et au Nord-Ouest, respectivement la Côte d'Ivoire, le Ghana
et le Togo au Sud, le Benin au Sud-Est, le Niger à l'Est et au
Nord-Est.
La population Burkinabè est très croyante avec
une diversité religieuse et ethnique cohabitant tous dans une certaine
harmonie et stabilité depuis des décennies. L'Islam constitue la
plus grande confession religieuse à plus de 55%, suivie par le
Christianisme à 25% et par les autres religions traditionnelles à
20%. Tout comme la Côte d'Ivoire la population Burkinabè est
constituée d'une mosaïque d'ethnie d'environ 63, reparties en des
groupes, majoritairement dominé par les Mossi (près de la
moitié de la population totale), les Peuls, les Gourounsis, les
Bôbô, les Mandés, les Lobis et les Sénoufos. Chaque
groupe ethnique est généralement attaché à une
série de cultes et de traditions; c'est pourquoi d'ailleurs le Burkina
est réputé pour certaines pratiques mystiques communément
appelée « Waque» et aussi pour la guérison de certaine
maladies mystiques.
C'est aussi un pays enclavé dont l'économie
dépend principalement des financements étrangers et de
l'exportation du coton; d'où la nouvelle politique gouvernementale de
diversification des ressources économiques. C'est dans cette optique
d'ailleurs que le gouvernement a initié depuis 2003 une nouvelle
politique d'encouragement et d'implantation de sociétés
minières étrangères; ce qui explique un essor croissant de
ce secteur. Ainsi d'après un rapport du GFMS
(London-based-precious-metals consultancy), l'Afrique connaît la plus
forte croissance mondiale aurifère et le Burkina Faso n'est pas en reste
et risque d'occuper dans les prochaines années la troisième place
de producteur d'Or en Afrique après l'Afrique du Sud et le Ghana; place
qu'occupe actuellement le Mali. Cette nouvelle politique d'adoption d'une
législation plus favorable aux investisseurs et d'incitations fiscales a
favorisé la découverte de sept (7) grands gisements de classe
mondiale déjà en production: Essakane, Taparko, Inata, Youga,
Mana, Bissa gold et la mine de Zinc de Perkoa et aussi de plusieurs autres
gisements en gestations; notamment Kiaka, konkera, Tanlouka, Bomboré,
Banfora...Il faut noter également les efforts du gouvernement,
même s'ils
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6
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
restent encore très insuffisants, dans
l'amélioration des infrastructures (voirie, Aéroports,
Hôpital...) favorisant la croissance économique, la
sécurité et la stabilité. Ainsi, pour réellement
atteindre ces objectifs de croissance économique et de grand pays
minier, l'Etat doit surtout développer le secteur
énergétique.
II.2 Physiographie
II.2.1 Relief
Le Burkina Faso est un pays relativement plat. Cependant, le
relief est constitué de vastes plaines dont les altitudes varient entre
250m et 300m. Celles-ci sont inclinées légèrement du Nord
vers le Sud, comme l'indique le sens d'écoulement des cours d'eau. Ces
plaines sont dominées au Sud-Ouest par des plateaux gréseux
culminant à 749m au pic de Tenakourou (ONTB).
D'autres reliefs viennent rompre cette monotonie d'ensemble
dont les plus remarquables sont les falaises du Gobnagou, à la
frontière du Bénin, et celles de Banfora, à l'Ouest du
pays. Le Sud-Ouest du Burkina Faso est marqué par un vallonnement de
collines. Un plateau latéritique couvre tout le centre du pays, avec
néanmoins un relief isolé constitué par le Pic de Naouri
dans le Sud du pays.
Le Nord du Burkina Faso se caractérise par un relief
de transition entre les plateaux et les grands espaces sahariens du Mali et du
Niger, marqué par les dunes de sable (ONTB).
II.2.2 Climat
Le climat est de type tropical ; il est sahélien au
Nord et soudanien ailleurs. Il est caractérisé par deux (2)
saisons distinctes : une saison pluvieuse s'étalant sur 4 à 5
mois (de mai en octobre) et une saison sèche de 7 mois (de novembre
à avril).
La pluviométrie varie suivant les zones ; ainsi l'on
enregistre en moyenne 1 200 mm/an au Sud et 300 mm / an au Nord.
Les plus fortes températures (40°- 45°) sont
relevées entre mars et juin au Nord du pays. Cependant les
températures varient entre 10°C et 43°C ; Décembre et
Janvier sont les mois où les températures sont les plus
basses.
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La zone soudanienne occupe tout le Sud du pays avec environ
six (6) mois de pluies. Par contre, la zone soudano-sahélienne,
située au centre, occupe la moitié du pays avec 4 - 5 mois de
pluies ; tandis que la zone sahélienne, au Nord a environ 2 mois de
pluies (ONTB).
Figure 3:Carte de
pluviométrie annuelle moyenne du Burkina Faso. Source :
planete-burkina.com/geographie-burkina.php
du 1er Juin 2013
II.2.3 Végétation
L'humidité augmentant du Nord Est vers le Sud-Ouest,
la végétation passe, du Nord au Sud, de steppes épineuses
à des savanes arborées, puis à des forêts
claires.
Ainsi, au Nord du Burkina Faso, ce sont des steppes où
dominent les épineux comme le jujubier. En remontant vers le Sud, la
steppe et le sable cèdent la place à des grandes savanes et
à des forêts claires où dominent les baobabs et les
karités.
La majorité des forêts s'étendent sur la
moitié sud du pays et forment des galeries forestières le long
des cours d'eau. Tout au sud et au Sud-Ouest du pays, le climat plus humide
favorise le développement d'une savane plus dense. On trouve à
l'Est des savanes arborées, refuge du grand gibier constitué par
les grands parcs et réserves de faunes.
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Ces unités de végétation permettent la
division du pays en grandes zones agro climatiques : la zone sahélienne
au Nord, la zone soudano-sahélienne au centre et la
zone soudanienne au Sud-Ouest (ONTB).
II.2.4 Réseau hydrographique
Le Burkina Faso est parcouru par de nombreux cours d'eau,
lacs et barrages. Le plus long des fleuves est le Mouhoun (ex- Volta Noire)
à l'Ouest du Burkina Faso. Après avoir capté le Sourou
(son affluent), il rejoint le Nakambé (ex Volta Blanche) au Ghana pour y
former l'immense lac Volta. Les deux (2) anciennes Volta : la Volta Rouge
(Nazinon) et la Volta Blanche (Nakambé) traversent le centre du pays, du
Nord au Sud. Le Nakambé est alimenté par les lacs Bam, Dem et
Sian. Plus à l'Ouest, le fleuve Comoé communiquant avec le lac de
Tengrela qui pénètre en Côte d'Ivoire.
De nombreux barrages (Kompienga, Ziga, Bagré)
permettent d'alimenter les grandes agglomérations en eau courante et en
électricité (ONTB).
Figure 4: Carte du réseau
hydrographique du Burkina Faso. Source :
ontb.bf/burkina/geo-climat.htm
du 1er juin 2013
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II.3 Géologie et Potentiel minier
Tout comme la Côte d'Ivoire, le Burkina Faso est
situé sur le craton Ouest Africain qui se subdivise en deux domaines
: Le domaine archéen, le plus ancien (3.5 -2.5
Ga), et le domaine Paléoprotérosoïque (2.2-
1.7Ga)
La géologie du Burkina Faso est dominée
par la croute Paléoprotérosoïque située sur
la dorsale de Man, notamment sur l'entité orientale
appelée Baoulé Mossi, couvrant, une partie du Burkina Faso, la
Côte d'Ivoire, du Ghana, de la Guinée, du Mali, du Niger et du
Togo.
Figure 5: Carte géologique
synthétique du craton Ouest Africain
|
(Boher et Al, 1992)
|
|
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Sondo-Burkina Faso
On décrit principalement deux grands ensembles
géologiques: le socle cristallin, environ 80% du territoire dans lequel
on retrouve les ceintures de roches vertes birimiennes et les granitoïdes,
ensuite 20% de couverture sédimentaire située aux
extrémités Est (bassin de volta) et Ouest (bassin de
Taoudéni) du pays ; on la rencontre également au Nord-Ouest du
pays.
La couverture de roche verte birimienne est constituée
pour la plus part de ceinture de roche métavolcanique et
métasédimentaire aux limites desquelles l'on rencontre des grands
batholites de tonalites, Trondhjémites et Granodiorites (TTG).
Figure 6:Carte géologique
et minière du Burkina Faso. Source : BUMIGEB
Depuis donc des décennies, ces formations Birimiennes
sont devenues l'eldorado des compagnies minières à travers le
monde, car de nombreuses études scientifiques ont montrées
qu'elles ont été fortement affectées il y a environ 2
milliard d'années par l'orogenèse éburnéenne,
marquée par différents évènements tectoniques
accompagnés de processus métallogéniques à
l'origine de la plupart des gisements métalliques (Voir Tableau
I et Figure 7ci après).
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Tableau I: Répartition du
Birimien en Afrique de l'Ouest.
Répartition du Birimien en Afrique de 'Ouest
|
PAYS
|
Birimien (%)
|
Ghana
|
19
|
Mali
|
10
|
BF
|
22
|
CIV
|
35
|
Guinnée
|
11
|
Senegal
|
3
|
|
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CHAPITRE III : PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE
III.1 Localisation
Le projet Or de Kiaka est situé sur le permis de
recherche de Kiaka, couvrant une superficie de 183.8 km2 répartis dans
les provinces du Zounwéogo et du Boulgou. Il est à environ 120 km
au Sud-Est de la capitale Ouagadougou. Niaogho et Sondo sont deux (2) prospects
contigus situés, au Nord du permis de Kiaka à environ 18 km
à vol d'oiseau de la « Main zone » (gisement d'Or de plus de
5,6 Moz en catégorie mesurée, indiquée et
inférée selon les dernières estimations).
Figure 7: Localisation des
cibles minérales autour de Kiaka Main zone.
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III.2 Climat et Végétation
Toute la zone de Niaogho et de Sondo est couverte par une
savane arborée. Cette zone subit quotidiennement des dommages
causés par les Hommes; le peu d'arbuste faisant le bonheur du
bétail est utilisé comme bois de chauffe ; favorisant
considérablement l'avancée du désert.
Figure 8: Savane arborée,
prospect de Niaogho.
La faible densité de la végétation, les
variations très élevées de température (28 à
45°) et une faible précipitation indiquent clairement que notre
zone d'étude appartient à un climat de type soudanien.
III.3 Géomorphologie et hydrographie
Les prospects de Niaogho et Sondo ont un relief relativement
plat, traversés par des chaînes de collines latéritiques
suivant une direction générale Est-Ouest à Niaogho et
Nord-sud à Sondo. Ces deux prospects sont également
marqués par des massifs rocheux granitiques. Le prospect de Niaogho est
particulièrement marqué par des zones de dépression
provoquant ainsi de nombreux cours d'eau trouvant leur point de chute dans le
fleuve Nakambé situe à l'extrême Est du permis, qui offre
aux populations locales un atout naturel leur permettant d'exercer des
activités agricoles durant toute la saison sèche.
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Figure 9:Culture
maraichère, prospect de Niaogho
III.4 Population et activités
économiques
La population de la commune rurale de Niaogho et du village
Sondo est naturellement dominée par les autochtones (Bissa), de quelques
halogènes (Mossi, peuls...) et de personnes immigrées des pays
voisins attirées par les activités d'orpaillage (Maliens,
Nigériens...).
Cette population a pour principale activité le
commerce. L'orpaillage artisanal, et l'élevage sont les activités
secondaires. La population mène également des activités
'agricole dominées par la culture maraichère le long du fleuve
Nakambé. La culture du mil, du maïs de l'arachide dont les feuilles
sont régulièrement utilisées pour le bétail pendant
la période sèche fait le bonheur de la population. La pêche
est aussi pratiquée sur le fleuve Nakambé.
Notons que l'activité commerciale est beaucoup
pratiquée et dominée par la vente de matériaux de
construction (quincaillerie) du fait du flux massif des transactions d'argent
en provenance de l'étranger car dans cette localité plus de deux
familles sur trois ont un parent à l'aventure (Europe, USA,
Afrique...).
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III.5 Géologie Régionale et
Minéralisation
Le projet Or de Kiaka se trouve dans la ceinture de roches
vertes du Paléoprotérosoïque, dénommée «
Tenkodogo Belt ».La géologie est dominée par des volcano
sédiments au contact desquels l'on rencontre des granitoïdes. Ce
contexte Volcano plutonique est affecté par une faille majeure,
notamment la « faille de Markoye » de direction NNE-SSW, qui
s'étend du Nord au Sud du Burkina Faso.
Le projet Or de Kiaka se trouve donc dans ce couloir de
faille, dont la géologie est dominée par des bandes Volcano
sédimentaires, des métasédiments à faciès de
schistes verts, de métasédiments siliceux, de
conglomérats. Tout cet ensemble est marqué par des intrusions
mafique et felsique. Niaogho et Sondo sont dominés par des volcano
schiste et d'un ensemble granitique de direction Nord-Sud, parfois
recoupés par des chaines de montagne latéritique de direction
Est-Ouest.
Ce couloir de faille est caractérisé parles
minéralisations de type aurifère, faisant l'objet de plusieurs
recherches menées par les compagnies minières et aussi par les
orpailleurs artisanaux. Kiaka est un gisement aurifère orogénique
encaissé dans les séquences méta sédimentaires dont
l'altération consiste généralement en un assemblage
séricite, carbonate, silice, parfois associé à la
pyrrhotite, pyrite et/ou du grenat. Le gisement de Kiaka fera l'objet d'une
mine à ciel ouvert de 200m de large, de 1,5 km de long et de 500m de
profondeur (Voir figures 10 et 11 ci-après). Autour de ce gisement,
plusieurs cibles ont été identifiées lors des travaux
préliminaires, notamment celles de Niaogho et Sondo qui fait
présentement l'objet de notre étude.
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Figure 10:Carte
Géologique régionale interprétée de Kiaka
Figure 11: Aperçu Gisement
d'Or de Kiaka et cibles environnantes.
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Figure 12:Cartes Géologique
régionale interprétée de Niaogho et Sondo
III.6 Historique des travaux réalisés
sur la zone d'étude
Volta Resources a acquis le permis de Kiaka en 2009
auprès de la société Randgold Resources ; bien avant cette
date, Randgold Resources a mené plusieurs travaux :
? la Géochimie sol en 2006,
? le Grab et la Litho en 2007 et des tranchées en 2008
Aux vus des résultats obtenus, elle a également
réalisé des sondages RAB, RC et DD en 2008 sur les cibles
potentiels qui ont parfois confirmé la présence de
minéralisation en Or assez significative.
Ainsi, sur la base de ses travaux, Volta Resources a
initié des travaux de vérification de ces cibles potentiels par
des campagnes de sondage à la moto tarière et de sondage
carotté (DD) ainsi que par des tests de ré-analyse sur certains
échantillons et pulps en 2010 qui ont très rapidement
confirmé les résultats obtenus par la société
Randgold Resources. Volta Resources a par la suite, effectué des
campagnes de géophysique radiométrique aéroportée
et, aéromagnétique. Tous
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ces travaux ont concouru à la découverte de
« Kiaka main et Kiaka South Zones » qui font aujourd'hui plus de 5.8
Moz en RMI&I avec encore des cibles un peu plus au Nord-Est du permis dont
ceux de Niaogho et Sondo.
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CHAPITRE IV : APPLICATIONS DE LA RADIOMETRIE ET DE
LA
SPECTROMETRIE GAMMA RAY
IV.1 Quelques Définitions
La Radioactivité : C'est un
phénomène physique naturel invisible qui consiste à la
transformation d'un atome préalablement instable vers un atome stable,
avec émission d'énergie sous forme de rayonnement ; elle a
été découverte pour la première fois à
travers les sels fluorescents d'Uranium en 1896 par le physicien
français Henri Becquerel tandis que l'élément Uranium a
été découvert bien avant par le chimiste allemand Martin
Klaproth en 1789 (IAEA, 2003).
La radioactivité fait partie de notre quotidien, elle
est présente partout ; l'atmosphère et la croute terrestre
contiennent des éléments radioactifs et cela depuis la formation
de la terre. Certains scientifiques pensent qu'à l'origine, la
matière était constituée d'éléments
radioactifs (instables) qui, suite à leur désintégration
ont abouti à des éléments stables. Parmi les 340 atomes
qui existent dans la nature, 70 ont des noyaux instables radioactifs
(radionucléides). Actuellement les principaux radionucléides
naturels sont le potassium 40 et ceux issus des trois familles radioactives de
l'uranium 238, de l'uranium 235 et du thorium 232.Ces éléments
radioactifs se retrouvent dans l'air, dans le sol, dans l'eau et dans les
organismes vivants dont l'homme (site web officiel de l'ASN, IRSN, Novembre
2012).
La Radiométrie : C'est la discipline
qui étudie et mesure l'énergie transportée dans l'ensemble
de la gamme des rayonnements (rayonnement alpha, beta, gamma,
électromagnétique...) depuis les grandes ondes radio jusqu'aux
rayons cosmiques provenant de l'espace.
La Spectrométrie est l'ensemble des
méthodes d'analyse spectrale permettant de comprendre la composition
physico-chimique de la matière. Selon donc, la source ou la nature du
rayonnement et ses différentes caractéristiques, on distinguera
toute une gamme de spectrométrie et de Spectromètre
(Spectrométrie de fluorescent X, encore appelée XRF,
Spectrométrie d'absorption atomique, Spectrométrie de masse,
Spectrométrie Gamma...).
La spectrométrie Gamma est une
technique de mesure nucléaire très utilisée pour
identifier des éléments radioactifs par la mesure de
l'énergie des rayonnements gamma émis d'une
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part et d'autre part d'en comptabiliser le nombre pendant une
certaine durée, à l'opposé de la technique utilisant un
compteur Geiger, qui lui ne détecte que la présence de
rayonnement gamma sans pouvoir fournir une information sur la nature de la
source détectée.
Le spectromètre est donc un appareil
destiné à la mesure de la répartition de rayonnement
émis en fonction de la longueur d'onde ou de la
fréquence.
IV.1.1 Principe d'utilisation de la méthode
radiométrique pour la Cartographie des intrusifs magmatique
La radioactivité du sol (ou rayonnement tellurique)
est émise par de nombreux éléments radioactifs
présents dans l'écorce terrestre ; dont les principaux sont le
potassium 40 et ceux issus des trois familles radioactives de l'uranium 238, de
l'uranium 235 et du thorium 232 (ASN, IRSN, Novembre 2012). Ces trois
éléments radioactifs (K, U, Th) sont les plus abondant dans les
intrusifs. L'abondance moyenne dans la croute terrestre est de l'ordre de 2
à 2,5% pour le K, de 2 à 3 ppm pour U et enfin de 8 à 12
ppm (IAEA, 2003). Ces éléments (U et
Th) ont l'affinité, grâce à leur
propriétés chimique, à se concentrer dans les derniers jus
des magmas lors de la cristallisation fractionnée ou des fusions
partielles des roches ; on dit qu'ils sont hygromagmatophiles ; tandis que le K
est beaucoup plus abondant dans les minéraux primaires des
granitoïdes tels que les micas et les feldspaths. Par conséquent,
on les retrouve dans des granites différenciés avec des
concentrations 5 à 20 fois plus élevées dans les massifs
granitiques que sur des terrains sédimentaires. Ainsi, leur
concentration variera selon la nature du sol et permettra à l'aide d'un
spectromètre gamma de mesurer les différentes concentrations de
ces éléments en vue d'élaborer une carte géologique
et ou de minéralisation.
IV.1.2 Principe physique
La plupart des atomes dans la nature sont stables, certains
ne le sont pas, on dit qu'ils sont instables ou radioactifs ; ils
possèdent plus ou moins de nucléons, plus ou moins
d'électrons et donc plus ou moins d'énergies. Mais la Nature veut
atteindre le grand équilibre, pour cela les atomes "instables" ont
tendance à expulser les éléments en trop :
? Soit par l'émission de deux protons et deux neutrons
par le noyau (radioactivité alpha), cas de l'Hélium.
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? Soit par la transformation d'un neutron en un proton dans
le noyau avec émission d'un électron (radioactivité
bêta) ou d'un proton en un neutron avec émission d'un positon (cas
d'une fission).
Figure 13 : Illustration du
principe physique du rayonnement Gamma (Source : Le journal CEA/Saclay
09/2001)
La radiométrie par spectrométrie gamma se fait
en mesurant la radioactivité naturelle afin de déterminer les
teneurs du sol en potassium (K), uranium (U) et thorium (Th),
éléments radioactifs naturels présents à
l'état de traces dans les formations géologiques et leurs
altérites en surface. La réponse radiométrique donne
accès à une signature géochimique simplifiée mais
souvent suffisante pour aider à caractériser les roches et
parfois pour identifier la nature du substrat géologique.
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Le rayonnement gamma, qui suit généralement une
émission alpha ou bêta, est issu du noyau de l'atome et correspond
à une désexcitation de ce dernier. En effet, après une
désintégration alpha ou bêta, le nouveau noyau n'est pas
toujours dans un état d'équilibre énergétique: il
possède encore "un trop plein d'énergie", on dit qu'il est
excité. Pour se débarrasser de cet excédent, il va
émettre un ou plusieurs rayonnements gamma d'énergie
déterminée et caractéristique du noyau et donc de l'atome
en présence. C'est en quelque sorte la signature du
radioélément (Le journal-CEA/Saclay 09/2001). De par
cette signature, caractérisée par le nombre de
désintégrations de noyaux radioactifs par seconde, qui se
produisent en son sein, on entreprend et une analyse qualitative et une analyse
quantitative des spectres qui en découlent. L'unité
d'activité est le becquerel, de symbole Bq. 1 Bq= 1
désintégration par seconde. On distingue également le Gray
(Gy), le Sievert (Sv). Mais en géologie ou physique nucléaire,
les concentrations des radioéléments dans les roches, air et eau
sont exprimées selon les unités suivantes :
? Concentrations massique de K en pourcentage (%K)
? Concentration massique de U en ppm (partie par million de
U)
? Concentration massique de Th en ppm (partie par million du
Thorium)
Les concentrations typiques de la croûte terrestre en
K, U et Th sont respectivement de 2 à 2,5% pour le potassium, de 2
à 3 ppm pour l'uranium et de 8 à 12 ppm pour le thorium. Le 40K
est l'isotope radioactif du potassium et sa proportion de 0,012% du potassium
total est constante dans la nature. Ceci permet une détermination
directe des concentrations en K connaissant l'activité du 40K. À
l'opposé, les deux isotopes de l'uranium 238U et 235U ne produisent pas
directement de rayonnements gammas ce qui nécessite une estimation de
concentration basée sur l'activité d'isotopes fils
émetteurs de rayonnement gamma (IAEA, 2003). Pour l'uranium, le
214Bi et le 214Pb sont utilisés pour estimer une concentration
équivalente en uranium (eU). Cette concentration
équivalente suppose à priori une désintégration
à l'équilibre de l'uranium. Sachant que l'uranium se
déstabilise en radionucléides secondaires comme le radon
(gazeux), cet apriori est parfois faux ce qui peut fausser les résultats
de données radiométriques. Tout comme l'uranium, les
concentrations en 232Th sont estimées indirectement en mesurant
l'activité du 208Tl qui est un émetteur de rayonnement gamma.
Toutefois, dans la nature, la chaîne de décroissance du thorium
est presque tout le temps à l'équilibre ce qui se traduit par des
valeurs de eTh plus robustes.
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Les spectromètres enregistrent le rayonnement
gamma dans un large domaine spectral compris entre 0 et 3 MeV. Le K est
normalement mesuré dans une fenêtre de 1,37 à 1,57 MeV,
l'uranium entre 1,66 et 1 ,86 MeV et le thorium entre 2,41 et
2,81 MeV (IAEA, 2003).
Radionucléides et intervalle d'acquisition du
spectre gamma utilisés pour l'estimation des concentrations en K, e
U et eTh.
Élément Radionucléide
Intervalle
K --> 40K (1,46 MeV) 1,37 à 1,57
MeV
eU --> 214Bi (1,765 MeV) 1,66 à 1,86
MeV
eTh --> 208Tl (2,614 MeV) 2,41 à 2,81
MeV
La collection de ces charges aux bornes du
détecteur génère des impulsions électriques
d'amplitude proportionnelle à l'énergie des électrons
primai res mis en mouvement ; l'ensemble de
ces informations constitue le spectre en énergie qui se
caractérise en particulier par les pics d'absorption totale
correspondant à l'absorption de toute l'énergie
incidente, par un seul effet photoélectrique ou par une
succession d'effets ; ce processus va donc aboutir à la
détermination des différents éléments
recherchés.
Quelques conversions
1% K in rock = 313 Bq/kg 40K
1 ppm U in rock = 12.35 Bq/kg 238U, or 226Ra
1 ppm Th in rock = 4.06Bq/kg 232Th
1 ppm=1g/t et 1%= 10 000 ppm
Les différents types de rayonnements
ionisants
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Figure 14: Les 3 types de rayonnements ionisants
et leur interaction avec la matière (Sources Wikipedia)
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Tableau II: Exposition humaine
à la Radioactivité selon l'OMS.
Nature de la source
|
Exposition
humaine à la radioactivité selon
l'OMS7 : mSv par personne et par an
|
Radioactivité
naturelle
en %
|
Radioactivité
artificielle
en
%
|
Radon (gaz radioactif naturel dense souvent
présent dans les rez-de- chaussées)
|
1,3
|
42 %
|
|
Irradiation d'origine médicale
(radiographies, scanners, radiothérapies, etc.)
|
0,6
|
|
20 %
|
Éléments absorbés par alimentation
(essentiellement du potassium 40 contenu naturellement dans les
aliments)
|
0,5
|
16 %
|
|
Rayonnement cosmique
|
0,4
|
13 %
|
|
Rayonnement interne
|
0,2
|
6 %
|
|
Autres origines artificielles sauf énergie
nucléaire civile (industries minières diverses,
retombées atmosphériques des essais nucléaires militaires,
instruments de mesure, certaines méthodes de mesure industrielles
(telles le contrôle de soudures par gammagraphie), etc.)
|
0,1
|
|
3 %
|
Énergie nucléaire civile
|
0,01
|
|
0,3 %
|
Total
|
3,1
|
77 %
|
23 %
|
|
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
IV.2 Domaines d'Application et Historiques
La radiométrie est aujourd'hui une discipline
appliquée dans la médecine, l'environnement, et l'industrie,
notamment la pétrochimie, la datation des vestiges de l'histoire ou de
la préhistoire (CEA, 2002, Des radioéléments aux
applications scientifiques)
Les rayonnements Gamma sont les sources radioactives
naturelles ou artificielles les plus pénétrantes et le
spectromètre Gamma est un puissant outil de suivi et mesure desdites
radiations ; ces mesures sont pratiquées en laboratoires, dans les fonds
marins, les trous de forages, à pied, sur les véhicules de
terrain et aéroporté ; depuis donc, des décennies cette
méthode de mesure des concentrations de radioélément
connaît un large domaine d'application et des avancées notables
dans les procédures de calibration et de traitement informatique
(logiciel). Aujourd'hui, la spectrométrie Gamma ray est beaucoup
utilisée dans l'environnement, la cartographie géologique,
l'exploration minière et même dans l'agriculture (IAEA,
2003).
Pour l'exploration minière, la dispersion des
radioéléments (U, Th et K) et leur détection à
l'aide d'un spectromètre gamma permet de:
? découvrir des gisements uranifères
? faire ressortir les intrusifs; donc les contrastes
lithologiques aboutissant à une carte géologique,
? découvrir entre autres des gisements
polymétalliques tels Au-Co-Cu-Bi-W-As, des gisements de Cu-Au
porphyrique ( Shives et al, 1997).
Pour l'environnement, la cartographie de site radioactif tels
que les sites nucléaires de Tchernobyl en Ukraine, de Fukushima au Japon
et bien d'autres...
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FIGURE 15: DIFFERENTS DOMAINES
D'APPLICATION DE LA RADIOMETRIE
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DEUXIEME PARTIE : MATERIEL
ET METHODE
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CHAPITRE V : MOYENS HUMAINS ET MATERIEL
V.1 Moyens humains
Pour la réalisation de cette campagne de levé
spectrométrique gamma, nous avons formé une équipe de 4
personnes :
· un géologue pour le levé et le log
(description lithologique) des affleurements in-situ,
· un Technicien pour le positionnement des stations de
levé,
· un chauffeur pour le transport de l'équipe, du
matériel et des échantillons roches prélevés sur la
zone d'étude pour une éventuelle analyse au Labo ou pour un log
assez concerté.
· un ouvrier local comme éclaireur et aussi pour
préparer la station de levé.
V.2 Matériels
L'ensemble du matériel dont nous avions fait usage lors
de cette campagne est défini dans le tableau 2 ci-dessous.
Tableau III: Matériels
utilisés pour la réalisation de la campagne.
|
LOGISTIQUE
|
|
Materiel
|
Quantité
|
Commentaire
|
|
Véhicule 4x4
|
1
|
Toyota land cruiser (Pick-up)
|
|
GPS
|
2
|
Garmin 72
|
|
Spectromètre Gamma
|
1
|
RS-230
|
|
Marteau de Géologue
|
1
|
|
|
Boussole
|
1
|
Sunto
|
|
Daba
|
1
|
|
|
Carnet de terrain
|
2
|
|
|
Appareil photo numérique
|
1
|
Canon, 12 Mega pixel
|
|
Glassiaire
|
1
|
|
|
Machette
|
1
|
|
|
Calico
|
30
|
Echantillonnage
|
|
Sac à dos
|
2
|
|
|
Ordinateur
|
1
|
PC
|
|
Logiciels
|
3
|
RSAnalyst, Surfer 9 et MapInfo-Discover12
|
|
Imprimante
|
1
|
|
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Figure 16: Présentation de
l'équipe: Balima le chauffeur à gauche de l'image suivi de Mahdi
le technicien à droite et l'ouvrier au bas de l'image.
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CHAPITRE VI : METHODE
VI.1 Détermination radiométrique des
éléments U, Th, K
VI.1.1 Définition de la grille du levé
spectrométrique
L'objectif de cet exercice est de définir une maille
optimale, permettant un meilleur traitement qualitatif et quantitatif selon la
superficie à couvrir, en vue d'une bonne analyse et
interprétation. De cette maille, va dépendre une meilleure
perception ou non de la répartition spatiale des différentes
structures lithologiques. Nous nous sommes donc servis (le géologue) du
logiciel MapInfo-Discover12 pour effectuer ce travail, au bureau, dans un cadre
paisible.
Notons que, bien avant cette campagne, nous avons
effectués quelques levés sur différente maille ou grille
(200mx100m, 200mx50) restées inefficaces. Cependant, celle qui a retenu
notre attention et qui donne une meilleure répartition spatiale via le
logiciel MapInfo-Discover12 est de 200mx25m. De cette maille, nous avons
généré les stations de levé via le logiciel
MapInfo-Discover12 avec leurs différentes coordonnées pour ainsi
obtenir une grille de levé.
C'est une étape cruciale, car elle doit tenir compte de
plusieurs facteurs pour une meilleure fiabilité des mesures.
La grille de mesure pour cette campagne était
composée de quatre (4) rectangles contenant des profils orientés
Est-Ouest de direction Nm94°, séparés chacun de 200
mètres. Ces profils recoupent perpendiculairement les structures locales
: les deux (2) premiers rectangles couvrant tout le prospect de Niaogho et les
deux derniers couvrant celui de Sondo. (Voir Figure 17)
? Rectangle 1 avec 14 profils long de 2,950 km
? Rectangle 2 avec 13 profils également long de 2,950 km ?
Rectangle 3 avec 14 profils long de 2 km
? Rectangle 4 avec 13 profils également long de 2 km.
Une fiche technique est conçue via Excel, comportant le
nom du prospect, la maille utilisée, les coordonnées et
numéros de chaque station de levé (Voir Annexe 1).
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Figure 17: Aperçu de la
carte de krigeage des résultats de la «Auger »et des grilles
présentant les profils de levé radiométrique. Logiciel
MapInfo-Discover12.
VI.1.2 Appareillage utilisé pour l'acquisition des
données Spectrométriques
Pour l'acquisition des données Spectrométriques
lors de nos campagnes de levé, nous utilisons le spectromètre RS
230 ; c'est un appareil portatif conçu à cet effet par la
compagnie Radiation Solution Inc. Le système RS 230 est une
série parmi une gamme de système RS conçue pour les
mesures radiométriques. Cet appareil est doté :
o Un large détecteur BGO
(Bismuth-germanium-oxygène) de 6,3 cuins, aussi performant que le
détecteur Sodium-Iodure
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o Un port de connexion USB pour le transfert de
données
o Un système de connexion Bluetooth pour le transfert de
données via des périphériques (GPS...)
o Un écran d'affichage graphique et numérique LCD
de 2x2», de 128x64 pixels et de taille 28x60mm), permettant de suivre la
progression des mesures.
o Un bouton unique pour toute opération manuelle
o Un kit de batterie rechargeable (110V, 220V et 12V) avec un CD
d'installation du logiciel RSAnalyst
Figure 18: Spectromètre
gamma Ray RS-230
Le spectromètre RS 230 possède des
caractéristiques idéales pour la réalisation de
levés radiométriques au sol. Il est opérationnel dans les
conditions de température variant entre -20°C et 50°C ; il
permet avec son poids total de 2.2 kg, une acquisition dans un temps mort
relativement court, une stabilisation automatique du système avec
signalisation audio, une bonne résolution, une grande mémoire de
stockage ; il offre également, une plage de temps de mesure chaque 30
secondes (30s, 60s, 120s, 150s, 170s, 200s...), plus long est le temps de
mesure et plus grande est la précision de l'appareil. Autrement dit, le
choix d'un temps de mesure est laissé à l'appréciation de
l'operateur en fonction des milieux rencontrés. Il est adapté
pour détecter les éléments radioactifs que nous
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32
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recherchons. Il est également doté d'une grande
mémoire de stockage des données. Il enregistre de façon
automatique les mesures effectuées et les sauvegarde dans une
mémoire interne du système en attribuant une valeur
numérique (série de suite numérique n+1) pour chaque
mesure effectuée
VI.1.2.1 Acquisition des concentrations en Uranium
(eU), Thorium (eTh) et Potassium (40K)
Avant toute mesure, l'operateur (le Géologue) se charge
de paramétrer ou configurer l'appareil au mode et au temps de mesure
voulu ; ce qui sous-entend la mise sous tension de l'appareil.
Les mesures ont été prises en mode statique le
long de chaque
profils.de bout en bout. C'est un
régime qui permet de prendre des mesures sur des points fixes ou
stations selon un pas régulier de 25m suivant le long d'un profil, avec
un temps de mesure de 60 secondes pour chaque station. (temps de mesure que
nous avons choisi).
Les stations sont préalablement localisées sur
le long du profil par le Technicien à l'aide du GPS et de la boussole.
Ensuite, l'ouvrier se charge de préparer la station en la nettoyant
à la daba et à la machette si nécessaire. Il est important
de noter les dispositions pratiques que nous avons adoptées lors de
notre campagne de levés et que nous recommandons vivement:
--* S'assurer que l'appareil disposera de suffisamment
d'énergie pendant le levé;
--* L'appareil doit être directement au contact avec le
substratum;
--* La trop grande exposition au rayon du soleil, cela
pourrait endommager l'écran d'affichage à long terme;
--* Eviter de porter tous éléments susceptibles
d'influencer les mesures;
--* S'assurer que la station ainsi préparée
respecte les coordonnées planifiées sur la fiche technique;
--* S'assurer que le numéro identifiant de la mesure
prise (Spectro_ID) s'affiche sur l'écran, et ainsi prendre le soin de
faire correspondre ce numéro avec les coordonnées réelles
de la station sur la fiche technique conçue à cet effet
après chaque mesure prise;
--* S'assurer que la mesure prise est stable, éviter si
possible, toute mesure instable, à défaut, reprendre ces mesures
lorsque l'appareil est stable avant de poursuivre ;
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? Reprise des mesures des valeurs de 0 ppm en eU et en eTh.
N.B : Une fois mis sous tension,
une icône sur l'écran indique toujours l'état de
stabilité de l'appareil. Ceci demande l'attention particulière de
l'operateur. L'appareil peut être stable en début de mesure mais
peut se déstabiliser lors de la mesure dû à un
déséquilibre généralement provoque par eU.
Lors des mesures, nous effectuons parfois des
prélèvements d'échantillons de roches susceptibles de
contenir une minéralisation en Or dans des calicots. L'ouvrier se charge
de les transporter à l'aide d'un sac. Des descriptions
pétrographiques sur les affleurements observés sont
également effectuées.
Le mode de mesure et le temps de mesure des
spectromètres gamma portatifs dépendent de la
radioactivité de l'environnent, du type, de la taille et la
répartition des sources radioactives.
Autrement dit, la réponse d'un spectromètre
gamma portatif dépend de la taille, la localisation et la
géométrie de la source radioactive ; par conséquent, il
est préférable que l'appareil soit directement
déposé sur le substratum ou maintenue à une faible hauteur
de celle-ci, de façon constante. Cela minimise les effets de variation
locale du relief et la distribution des radioéléments (IAEA,
2003).
Figure 19: Levé
Spectrométrique au sol, colline latéritique de Niaogho.
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Figure 20:Levé
Spectrométrique au sol, végétation de Sondo.
Remarque : Le choix de notre grille
de mesure, du temps de mesure a été contrôlé par 2
facteurs : l'épaisseur plus ou moins de la couverture
végétale et la présence d'affleurement rocheux ou
pas.
VI.1.2.2 Limites
Lors d'un levé radiométrique terrestre,
plusieurs paramètres peuvent influencer les données
radiométriques. Compte tenu de
l'hétérogénéité du terrain sur de
très grandes distances linéaires, les données seront
sujettes à une variabilité importante ne pouvant être
totalement maîtrisée (IAEA, 2003).
Le rayonnement des différents éléments
radioactifs peut être atténué ou pas par différents
facteurs : le type de substrat, la présence d'affleurement rocheux en
bordure de route, des variations d'humidité ou de saturation en eau des
sols (Grasty, 1997), la végétation, le relief et la
présence de
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structures anthropiques (bâtiments) sont tous des
paramètres pouvant influencer l'intensité total du
rayonnement gamma enregistré par un détecteur.
La délimitation des unités lithologiques va donc
dépendre de certains de ces facteurs, dont
les plus importants sont :
--* Les contrastes de teneur des différents
radioéléments ;
--* Les affleurements ;
--* La couverture végétale ;
--* L'humidité du sol (un solo saturé en eau) ;
--* La nature et le type d'altération ;
--* La nature du sol transporté (résiduel ou
détritique).
Il est important que l'operateur ou le géologue fasse des
observations de terrain (géologie,
topographie, climat, caractéristiques de
l'environnement...) ; celles-ci pourront aider lors des
interprétations ultérieures.
VI.2 Traitement des données
Le spectromètre RS-230 est doté d'un logiciel
intégré qui permet un traitement automatique des données
brutes enregistrées lors des mesures. Les intensités des
différents éléments de ces données brutes
exprimées en coups par seconde (CPS) pendant le temps mort du
spectromètre sont de plus corrigées par soustraction du bruit de
fond instrumental. Les données ainsi corrigées sont par la suite
utilisées via le système intégré pour calculer les
concentrations équivalentes en uranium et thorium (eU et
eTh) en ppm ainsi que les concentrations en potassium (40K)
exprimées en pourcentage et stockées dans la mémoire de
l'appareil. Un traitement des données par lissage spectral (ou autres
méthodes), est appliqué aux données pour réduire le
bruit de fond statistique en provenance du spectromètre et du
détecteur (Minty, 2000). Ce type de calcul peut, dans certains cas,
diminuer le bruit de fond d'un facteur 4. Notez que le bruit statistique est la
plus grande source d'erreur associée aux levés
radiométriques. Ce dernier est influencé entre autre par la
décroissance radioactive des radionucléides qui est un processus
aléatoire et par une très faible intensité (CPS)
détectées pour les différents éléments. Ce
bruit se répercute par des erreurs importantes dans l'estimation des
concentrations (Marc Richer-LaFlèche, INRES-ETE, Août
2003).
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Figure 21:.Block diagramme des
Spectromètres Gamma ray (IAEA, 2003).
~ Transfert de données et filtrage via
Excel
Dans le cadre de notre étude, un transfert quotidien
des données stockées dans la mémoire du
spectromètre via le logiciel RSAnalyst est effectué en vu de la
préparation du fichier « collar » ; c'est un fichier Excel
dans lequel nous faisons correspondre les coordonnées planifiées
de chaque station aux valeurs des mesures y afférent (voir tableau en
annexe). Cette base de données est par la suite filtrée en
éliminant toute les valeurs instables obtenues lors du levé ainsi
que toutes les valeurs de 0 ppm en eU, eTh et en K_
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TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET
INTERPRETATIONS
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CHAPITRE VII : PRESENTATION DES RESULTATS ET
INTERPRETATIONS
Dans la pratique, il n'est pas possible de définir une
norme standard pour améliorer et/ou interpréter les
données de la spectrométrie Gamma, car la méthode
d'interprétation dépend de la qualité des données,
des contraintes liées à la zone de levé et des
différents objectifs visés par l'interprétation.
Néanmoins, l'on peut se servir d'un modèle de diagramme de
méthodologie pour la validation et l'interprétation des
données, établi par des chercheurs de l'Agence International de
l'Energie Atomique. (IAEA, 2003). Voir figure 22 ci-dessous.
Figure 22: Exemple de Diagramme de
méthodologie pour l'interprétation des données de
Spectrométrie Gamma Ray.
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VII.1 Distribution de l'Uranium (eU)
La distribution de l'uranium dans la zone de Niaogho et celle
de Sondo est hétérogène comme en témoigne la
variabilité spatiale sur la figure 22 ci-dessous. Dans l'ensemble, les
concentrations en eU dans la zone de Niaogho augmente vers l'Est suivant une
structure de direction NS ; en outre dans la zone de Sondo, les concentrations
en eU augmente tout le long du Sud et vers le Nord-Ouest suivant une structure
de direction NE-SW. Ces structures sont beaucoup plus riches en uranium, cette
abondance correlle bien avec à la présence d'intrusion granitique
que l'on a pu observer sur le terrain tout le long du parcours. Nous observons
également la présence d'anomalies tarière dans les
concentrations faibles et modérées en eU qui semble être
des zones de contact.
Ces variations reflètent bien les
caractéristiques de la roche sous-jacente comparativement aux
résultats de la radiométrie aéroportés et aux
affleurements observés sur le terrain essentiellement composés de
granitoïde, de roches volcano sédimentaires et de méta
sédiments.
Figure 23: Carte des valeurs en eU_ppm de
Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour eU proviennent des
données acquises par le système RS-230. Données
krigées à l'aide du logiciel MapInfo-Discover 12.
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40
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VII.2 Distribution du Thorium (eTh)
Contrairement à l'uranium, qui est un
élément mobilisable dans les eaux naturelles, le thorium a un
comportement relativement inerte ou immobile dans des environnements de
surface. Dans ce cas, la mesure de thorium est pertinente car elle permet de
mieux caractériser la nature des roches présentes sur la zone
Niaogho. En outre, compte tenu de sa stabilité, nous pouvons utiliser le
thorium pour normaliser les abondances d'uranium à travers le rapport
eU/eTh.
La distribution du thorium dans la zone de Niaogho et celle de
Sondo est également hétérogène comme en
témoigne la variabilité spatiale sur la carte de la figure 23
ci-après. Dans l'ensemble, la concentration eTh augmente
considérablement vers l'Est de Niaogho suivant une structure de
direction Nord-Sud ; ce qui signifie que cette structure est beaucoup plus
riche en thorium. Une seconde structure se dégage vers l'Ouest dans la
zone de Sondo parallèlement à celle observée dans la zone
de Niaogho avec des concentrations modérées. Quant à la
répartition de l'uranium, les variations de eTh doivent
refléter en partie les caractéristiques de la roche-mère.
Nous observons également la présence d'anomalies tarière
dans les concentrations faibles et modérées en eTh qui confirme
les zones de contact.
Ces variations reflètent bien les
caractéristiques de la roche sous-jacente comparativement aux
résultats de la radiométrie aéroportés et aux
affleurements observés sur le terrain essentiellement composés de
granitoïde, de roches volcano sédimentaires et de méta
sédiments.
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Thorium (eTh) en ppm
Figure 24: Carte des valeurs en eTh_ppm de
Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour eTh proviennent
des données acquises par le système RS-230. Données
krigées à l'aide du logiciel MapInfo-Discover12.
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VII.3 Distribution du Potassium (K%)
La distribution du potassium est également
hétérogène comme en témoigne la carte de la figure
24 ci-dessous. Dans l'ensemble, les concentrations de potassium (K%)augmentent
suivant une structure de direction Nord-Sud dans la zone de Sondo et une
seconde structure de direction NE-SO partant du centre vers le Nord-Est de
Niaogho. Ces zones sont beaucoup plus riches en potassium. Contrairement
à la répartition et à la concentration de l'uranium et du
thorium, les concentrations du potassium sont beaucoup plus
élevées.
Les variations spatiales observées dans les
concentrations de potassium devraient largement correspondre à celles du
substratum rocheux et surtout à l'altération
caractérisée par la présence de séricite, qui
reflète le caractère des roches sédimentaires. Cette
abondance de potassium dans la zone de Sondo ainsi que le Nord-Est de la zone
de Niaogho pourrait s'expliquer par la prédominance des feldspaths
porphyriques, dans les roches pegmatiques qui contiennent des niveaux
élevés de minéraux de la famille des feldspaths qui se
traduirait également par un niveau supérieur à la
normale.
Les variations devraient refléter principalement les
caractéristiques de la roche, composées de granitoïdes,
respectivement dans la partie Nord-Est de Niaogho et Est de Sondo, de
méta sédiments et volcano sédiments au Centre et Sud-Ouest
de Niaogho/Sondo, comparativement aux résultats de la radiométrie
aéroportés et observations faites sur le terrain.
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Potassium en (%)
Figure 25: Carte des valeurs du potassium
(40K) de Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour le
potassium proviennent des données acquises par le système RS-230.
Données krigées à l'aide du logiciel
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VII.4 Distribution du Total_ppm des trois
éléments (eU, eTh et K_)
Les abondances d'uranium et de thorium observées
à l'Ouest de la zone de Sondo et à l'Est de Niaogho suivant des
structures de direction NS (figures 23 et 24 ci-dessus) sont
très bien confirmées par la dispersion du Total en ppm des trois
éléments (eU, eTh, K_). Voir figure 26 ci-dessous. Cette
abondance du Total en ppm des trois éléments serait liée
à la prédominance des intrusifs dominés par les
granitoïdes.
La variabilité spatiale du Total_ppm de l''uranium, du
thorium et du potassium reflète particulièrement les
caractéristiques de la roche sous-jacente, comparativement aux
résultats de la radiométrie aéroporté et des
observations d'affleurements de terrain. Elle délimite clairement les
zones probables de contact entre les granitoïdes marquées par une
forte concentration des trois éléments et les Meta
Sédiment marqués par une concentration moyenne ainsi que les
Volcano sédiments par une faible concentration. Cas typique d'un
métamorphisme de contact.
Notons également la présence d'anomalie
tarière dans les zones de contact entre les granitoïdes et le Meta
sédiments.
Total_ppm des trois éléments
Figure 26: Carte des valeurs du Total en ppm
de Niaogho/Sondo. Les données radiométriques pour le Total en ppm
des trois éléments (eU, eTh, K) proviennent des données
acquises par le système RS-230. Données krigées à
l'aide du logiciel MapInfo-Discover12.
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recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
VII.5 Modélisation d'une carte géologique
du prospect Niaogho-Sondo via la
distribution du Total_ppm par la méthode de
Krigeage
Pour la modélisation, nous avons superposé les
résultats de la radiométrie aéroportée, de
l'aéromag et de la carte géologique régionale de la zone;
de toutes les distributions spatiales des 3 éléments radioactifs,
seule, la distribution du Total de l'ensemble des 3 éléments est
assez représentative. Le processus consiste dans un premier temps
à faire une carte de contour, à travers laquelle, l'on produira
une carte de krigeage, puis déduira de cette carte, une carte
géologique par classification et délimitation des unités
ou contacts lithologiques.
VII.5.1 Carte de contour (Gridding)
Figure 27:Carte de contour du
Total_ppm des trois éléments (eU, eTh, K) du levé
radiométrique Gamma Ray de la zone Niaogho/Sondo.
Logiciel Surfer9
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46
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recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
Figure 28 : Semi-variogramme
expérimental du Total_ppm de Niaogho/Sondo
VII.5.2 Krigeage
Figure 29:Ajustement du Semi
variogramme expérimentale du Total_ppm via Surfer 9, Model
Mathéron (scale:15000, Length:1350, Error:0, Micro:3100,
Variance:18096)
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de
Sondo-Burkina Faso
Figure 30: Carte de Krigeage du
Total_ppm après ajustement du semi-variogramme expérimental de la
zone Niaogho et Sondo (via Surfer 9).
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de
Sondo-Burkina Faso
Figure 31 : Carte de Krigeage de
la zone de Niaogho/Sondo via MapInfo-Discover12.
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49
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recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
VII.5.3 Méthode par classification (Clustering)
La méthode de classification que nous avons
utilisé est basée sur des classes définies à partir
des mesures radiométriques directes effectuées sur des
affleurements clairement décris (pegmatites, granite, Méta
sédiments, roches volcano sédiments.), et des observations au
sol. Après avoir ploté les différentes lithologies sur la
carte de maillage, nous attribuons les valeurs de contour de la grille à
ces unités lithologiques qui nous donnent les classes ainsi
définies avec des valeurs de semi-variogramme (figure ci-dessous). Les
valeurs comprises entre [500-1100] sont définies comme des
granitoïdes (Granite et Pegmatite), celles comprises entre
[350-500[définies comme Méta Sédiments (Quartz Micas
Schiste, Quartz Biotite Rock...) et enfin celles comprises entre [150-350[
comme Volcano sédiments ( tufs, amphibolites, Méta Basalte...)
Figure 32:Délimitation
des unités lithologiques ou contacts lithologiques à travers la
classification des valeurs de contour, des observations et descriptions
pétrographiques du terrain. Logiciel Surfer9.
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50
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recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
Figure 33: Carte géologique
semi détaillée du prospect de Niaogho/Sondo présentant les
anomalies tarières à l'échelle 1/35000. Logiciel
MapInfo-Discover12.
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recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
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Sondo-Burkina Faso
RECOMMENDATION
L'objectif premier de cette campagne de levé
radiométrique gamma au spectromètre, était une aide pour
la cartographie géologique détaillée sur la base des
contrastes des différents éléments radioactifs,
définissant les assemblages lithologiques et sur la base des
observations faites sur le terrain ; comparativement à la carte
radiométrique aéroportée et la carte interprétative
de la géologie régionale. Cependant, nous pouvons aussi, à
travers cette méthode, définir des cibles potentielles
directement liées à la minéralisation.
La plupart des études récentes ont montré
l'effet des processus hydrothermaux, des altérations et de
l'érosion sur la répartition des radioéléments
(Dickson et Scott, 1997 ont produit un rapport sur ces
phénomènes). Ces processus ne sont pas seulement indiqués
pour la détection directe de l'Uranium et du Thorium lors des
levés radiométriques gamma ray ou pour une simple cartographie
géologique, mais aussi, pour détecter un certain nombre de
gisements métalliques comme les minéralisations aurifère,
les minéralisations en Cu-Au, polymétalliques et autres. Une
compréhension approfondie des effets de la silicification, de
l'altération feldspathique, du profil d'altération et de la
variation locale des lithologies est nécessaire pour évaluer le
potentiel de minéralisation associé aux anomalies des
radioéléments. Par ailleurs, la combinaison de la méthode
magnétique et radiométrique peut délimitée un
système hydrothermal important qui se caractérise par un
enrichissement de potassium et une forte concentration magnétique dans
un contexte volcano-plutonique (Shives et al., 1997). La figure ci-dessous
montre que la cartographie du système d'altération mène
directement aux gisements polymétalliques.
Figure 34:Résultats
Radiométrique et Magnétique aéroportés de la
région Nord Ouest de Lou Lake au Canada. Le processus hydrothermal est
mis en évidence par un pic du Potassium et du MAG avec une
coïncidence du rapport eTh/K en baisse. Le pic du rapport eU/eTh,
reflète une minéralisation Uranifère. (D'après
Shives et al., 1997).
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Figure 35: Potassium versus
thorium concentrations determined by in-situ gamma ray spectrometry, from the
Lou Lake area, Northwest Territories, Canada. Increasing potassium within a
lithologic unit reflects the hydrothermal potassium enrichment (after Shives et
al., 1997).
Comparativement à la fameuse ceinture verte au Ghana
«Ashanti Belt», la plus grande zone productrice de l'or en Afrique de
l'Ouest, où une vaste campagne de levé magnétique et
radiométrique a été menée, la minéralisation
est encaissée dans deux contextes: les Méta volcaniques Birimien
et les conglomérats Tarkwaien. Une étude plus récente
réalisée par Lo et Pitcher (1996) montre que les gisements du
Birimien sont associés à une altération séricitique
qui se manifeste par un enrichissement du potassium.
Par conséquent, l'application de cette méthode
sur les prospects de Niaogho et de Sondo, pourrait aboutir à la
définition de cibles directement liées à la
minéralisation recherchée ou même confirmer l'anomalie
tarière ainsi définie sur les cartes
précédentes.
Toutefois, il serait judicieux, de réaliser quelques
sondages carottés sur des sections en vue de recouper la
minéralisation et atteindre le contact entre l'intrusif et les
Méta sédiments; ainsi, l'on pourra élaborer des lames
minces sur les zones d'intérêts.
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CONCLUSION
La spectrométrie Gamma au sol sur les prospects de
Niaogho et de Sondo effectuée lors ce stage, a été d'un
grand apport. Elle nous a permis de:
? mieux cerner les contacts entre les différentes
unités lithologiques
? définir grâce à des observations et
descriptions pétrographique trois grands ensemble géologiques ou
unités lithologiques, comparativement aux résultats de la
radiométrie aéroportée et de la cartographie
régionale.
On distingue ainsi, une intrusion granitique
caractérisée par de fortes concentrations en
éléments radioactifs naturels (eU eTh et K),constituée
essentiellement de Pegmatite et de Granite parfois déformés au
contact de laquelle se trouvent les Méta sédiments (Grès)
caractérisés par des concentrations moyennes, constitués
de Quartz Mica Schiste, de Quartz Biotite Rock, et enfin de Volcano
sédiments caractérisés par de faible concentration,
constitués de Méta Basalte, de Tufs, d'Amphibolo-schiste...
L'application de cette technique a permis de comprendre que la
minéralisation aurifère de Niaogho/Sondo se trouverait au contact
entre l'intrusion granitique et les Volcano Sédiments, notamment, dans
les Méta Sédiments, parfois même dans les Volcano
Sédiments au vu des résultats de la Moto tarière.
Il est donc possible de conclure que le processus de
minéralisation des prospects de Niaogho et Sondo serait
contrôlé par un métamorphisme de contact affecté par
un cisaillement au vu des déformations subies par l'ensemble de ces
formations.
Au terme de ce stage, l'on retient que l'approche ici
utilisée est la spectrométrie Gamma Ray au sol, lorsqu'elle est
bien menée, a un double avantage en exploration minière, celui
d'élaborer une carte géologique détaillée et celui
de définir en contexte volcano plutonique des cibles potentielles qui
pourraient directement mener à la découverte de
minéralisation aurifère, polymétallique et bien
d'autre.
.
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BIBLIOGRAPHIE
B
Benoît PIRARD. 2006. Etude et
validation d'un Spectromètre Gamma pour la mesure de la composition
chimique des Surfaces Planétaires, Université Toulouse III-Paul
Sabatier, 203 Pages.
Boher et Al, 1992. Carte Géologique du
craton Ouest Africain.
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IAEA,2003. GUIDELINES FOR RADIOELEMENT MAPPING
USING GAMMA RAY SPECTROMETRY DATA, International Atomic Energy Agency, IAEA,
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2010.Levé Radiométrique Gamma de la partie Est de la
propriété Témiscouata, Rap. 50 Pages.
Michael Baker, 2009. Carte Géologique
Régionale du permis de Kiaka, Volta Resources.
N
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Propriétés Magnétiques et Caractères structuraux
des Granites du Burkina Faso Oriental, Rap. Mémoire 175 Pages.
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ANNEXES
Annexe 1.Esquisse de la fiche
technique utilisée sur le terrain lors des levés
radiométriques
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ANNEXEII. Fiche de la base de données
radiométrique
|
Project
|
Station _Num
|
Spectro _ID
|
Date
|
Replicate
|
Section
Line
|
East
|
North
|
Local _X
|
Local _Y
|
Stabilized
|
Total[ ppm]
|
Total[c
pm]
|
K[%
]
|
K[cp
m]
|
U[ppm]
|
U[cp
m]
|
Th[ppm
]
|
Th[cpm]
|
Dose
|
Geologist/
Technician
|
Comments
|
|
Niaogho
|
81
|
3967
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740000
|
1307000
|
|
|
1
|
317.3
|
1225
|
0.6
|
156.3
|
1.1
|
30.4
|
5.1
|
44.9
|
28.2
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
82
|
3968
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740025
|
1307000
|
|
|
1
|
296.8
|
1145.7
|
0.6
|
145.7
|
1
|
25.6
|
3.7
|
32.7
|
23.6
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
83
|
3969
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740050
|
1307000
|
|
|
0
|
272.7
|
1052.7
|
0.6
|
142.1
|
1
|
24.9
|
3.2
|
28.5
|
22.3
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
84
|
3970
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740075
|
1307000
|
|
|
1
|
334.7
|
1292.3
|
0.8
|
181.2
|
1.3
|
31.8
|
4
|
34.8
|
28.1
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
85
|
3971
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740100
|
1307000
|
|
|
1
|
353.3
|
1364.1
|
0.8
|
178.5
|
0.9
|
26.3
|
4.9
|
42.5
|
28.1
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
86
|
3972
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740125
|
1307000
|
|
|
1
|
353.3
|
1364.1
|
0.7
|
174.3
|
1.6
|
35.3
|
3.5
|
31.3
|
27.8
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
87
|
3973
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740150
|
1307000
|
|
|
1
|
348.3
|
1344.6
|
0.6
|
143.6
|
1.3
|
32.5
|
4.1
|
36.2
|
26
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
88
|
3974
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740175
|
1307000
|
|
|
1
|
357
|
1378
|
0.6
|
151.3
|
1
|
28.4
|
4.7
|
41.1
|
26.5
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
89
|
3975
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740200
|
1307000
|
|
|
1
|
359.7
|
1388.5
|
0.4
|
116.5
|
1.5
|
37.4
|
5.1
|
44.6
|
27.1
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
90
|
3976
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740225
|
1307000
|
|
|
1
|
334
|
1289.5
|
0.6
|
139.4
|
1.4
|
33.2
|
4
|
35.5
|
25.7
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
91
|
3977
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740250
|
1307000
|
|
|
1
|
353.3
|
1364
|
0.6
|
147.8
|
1.1
|
31.1
|
5.4
|
47.3
|
28.3
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
92
|
3978
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740275
|
1307000
|
|
|
0
|
343.8
|
1327.1
|
0.6
|
148.5
|
1.5
|
37.4
|
5.1
|
45.3
|
29.5
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
93
|
3979
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740300
|
1307000
|
|
|
1
|
343.4
|
1325.7
|
0.4
|
116.5
|
1.6
|
38.1
|
4.8
|
42.5
|
26.9
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
94
|
3980
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740325
|
1307000
|
|
|
1
|
326.8
|
1261.5
|
0.5
|
132.5
|
1
|
27
|
4.4
|
38.3
|
24.2
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
95
|
3981
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740350
|
1307000
|
|
|
1
|
315.2
|
1216.8
|
0.5
|
121.3
|
0.8
|
24.9
|
4.7
|
41.1
|
23.5
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
96
|
3982
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740375
|
1307000
|
|
|
1
|
287.4
|
1109.6
|
0.4
|
99
|
1
|
29.7
|
5.1
|
44.5
|
23.9
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
97
|
3983
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740400
|
1307000
|
|
|
1
|
292.6
|
1129.4
|
0.6
|
141.5
|
0.9
|
24.2
|
4
|
34.8
|
23.4
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
98
|
3984
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740425
|
1307000
|
|
|
1
|
265.6
|
1025.4
|
0.5
|
123.3
|
1.4
|
31.8
|
3.3
|
29.2
|
22.9
|
KY/BM
|
|
|
Niaogho
|
99
|
3985
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740450
|
1307000
|
|
|
0
|
299.7
|
1156.8
|
0.3
|
78.8
|
0.9
|
23.5
|
3.2
|
28.5
|
17.5
|
KY/BM
|
|
|
Niaogo
|
100
|
3986
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740475
|
1307000
|
|
|
1
|
254.4
|
982.1
|
0.4
|
109.4
|
0.8
|
22.8
|
3.6
|
31.3
|
20.1
|
|
|
|
Niaogo
|
101
|
3987
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740500
|
1307000
|
|
|
1
|
255.2
|
985
|
0.4
|
101.7
|
1.3
|
31.1
|
3.5
|
31.3
|
21.7
|
|
|
|
Niaogo
|
102
|
3988
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740525
|
1307000
|
|
|
1
|
208.4
|
804.4
|
0.3
|
84.3
|
0.6
|
17.2
|
3.2
|
27.8
|
16.2
|
|
|
|
Niaogo
|
103
|
3989
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740550
|
1307000
|
|
|
1
|
263.6
|
1017.8
|
0.5
|
108
|
0.7
|
18.6
|
3
|
26.4
|
17.9
|
|
|
|
Niaogo
|
104
|
3990
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740575
|
1307000
|
|
|
1
|
286.6
|
1106.6
|
0.4
|
94.1
|
0.8
|
23.5
|
4
|
34.8
|
19.9
|
|
|
|
Niaogo
|
105
|
3991
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740600
|
1307000
|
|
|
1
|
261.7
|
1010.3
|
0.4
|
96.9
|
1
|
24.9
|
3.2
|
28.5
|
19.2
|
|
|
|
Niaogo
|
106
|
3992
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740625
|
1307000
|
|
|
1
|
282.6
|
1091.2
|
0.4
|
100.4
|
0.6
|
20.7
|
4.5
|
39
|
20.5
|
|
|
|
Niaogo
|
107
|
3993
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740650
|
1307000
|
|
|
1
|
269.3
|
1039.7
|
0.3
|
87.2
|
0.9
|
24.2
|
4
|
34.8
|
19.6
|
|
|
|
Niaogo
|
108
|
3994
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740675
|
1307000
|
|
|
1
|
303.6
|
1172.2
|
0.4
|
107.4
|
1
|
29.1
|
4.7
|
41.1
|
23.6
|
|
|
|
Niaogo
|
109
|
3995
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740700
|
1307000
|
|
|
1
|
298.4
|
1152.1
|
0.4
|
106.7
|
1.3
|
29.8
|
3.3
|
29.2
|
21.2
|
|
|
|
Niaogo
|
110
|
3996
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740725
|
1307000
|
|
|
1
|
315.4
|
1217.6
|
0.4
|
108.1
|
1.4
|
36
|
4.9
|
43.2
|
25.9
|
|
|
|
Niaogo
|
111
|
3997
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740750
|
1307000
|
|
|
1
|
239.4
|
924.4
|
0.4
|
108.7
|
1.1
|
26.2
|
3.3
|
29.2
|
20.5
|
|
|
|
Niaogo
|
112
|
3998
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740775
|
1307000
|
|
|
1
|
373.9
|
1443.5
|
0.6
|
157.6
|
1.4
|
33.9
|
4.3
|
37.6
|
27.6
|
|
|
|
Niaogo
|
113
|
3999
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740800
|
1307000
|
|
|
1
|
328.8
|
1269.2
|
0.3
|
106.7
|
2
|
44.4
|
4.4
|
39
|
27.1
|
|
|
|
Niaogo
|
114
|
4000
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740825
|
1307000
|
|
|
1
|
321.7
|
1242
|
0.4
|
120.6
|
1.6
|
38.1
|
4.3
|
38.3
|
26.3
|
|
|
|
Niaogo
|
115
|
4001
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740850
|
1307000
|
|
|
1
|
296.6
|
1144.9
|
0.5
|
117.1
|
1.1
|
24.9
|
2.9
|
25.7
|
20
|
|
|
YEO Kounvolo-Mémoire de fin de cycle
2010-2012/EFCPC Ingénieur des Techniques Option : Mines et
Géologie
57
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et de
Sondo-Burkina Faso
|
Niaogo
|
116
|
4002
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740875
|
1307000
|
|
|
1
|
326.6
|
1260.8
|
0.5
|
126.9
|
1.3
|
31.8
|
4
|
35.5
|
24.5
|
|
|
|
Niaogo
|
117
|
4003
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740900
|
1307000
|
|
|
1
|
264.2
|
1020.1
|
0.5
|
113.6
|
1.1
|
27.7
|
3.9
|
34.1
|
22.2
|
|
|
|
Niaogo
|
118
|
4004
|
26-03-13
|
|
1307000
|
740925
|
1307000
|
|
|
1
|
281.2
|
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0.5
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|
0.7
|
20
|
3.3
|
29.2
|
19.5
|
|
|
|
Niaogo
|
119
|
4005
|
26-03-13
|
|
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|
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|
1307000
|
|
|
1
|
274
|
1057.6
|
0.4
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107.3
|
1.4
|
31.8
|
3.2
|
28.5
|
21.7
|
|
|
|
Niaogo
|
120
|
4006
|
26-03-13
|
|
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|
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|
1307000
|
|
|
1
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|
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|
0.4
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112.2
|
1.8
|
38.1
|
2.9
|
26.4
|
23.2
|
|
|
|
Niaogo
|
121
|
4007
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741000
|
1307000
|
|
|
1
|
281.8
|
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|
0.5
|
133.1
|
1.3
|
29.7
|
3.2
|
28.5
|
22.9
|
|
|
|
Niaogo
|
122
|
4008
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741025
|
1307000
|
|
|
1
|
337.4
|
1302.7
|
0.8
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183.3
|
1.4
|
33.2
|
4
|
35.5
|
28.8
|
|
|
|
Niaogo
|
123
|
4009
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741050
|
1307000
|
|
|
1
|
308.7
|
1191.8
|
0.6
|
150.6
|
0.8
|
24.2
|
4.2
|
36.9
|
24.5
|
|
|
|
Niaogo
|
124
|
4010
|
26-03-13
|
|
1307000
|
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|
1307000
|
|
|
1
|
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|
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|
0.5
|
120.6
|
1.2
|
30.4
|
4.1
|
36.2
|
23.9
|
|
|
|
Niaogo
|
125
|
4011
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741100
|
1307000
|
|
|
1
|
334.4
|
1290.9
|
0.6
|
148.5
|
1.9
|
42.3
|
4.2
|
37.6
|
29.1
|
|
|
|
Niaogo
|
126
|
4012
|
26-03-13
|
|
1307000
|
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|
1307000
|
|
|
1
|
354.4
|
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|
0.8
|
171.5
|
0.9
|
24.2
|
3.7
|
32
|
24.9
|
|
|
|
Niaogo
|
127
|
4013
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741150
|
1307000
|
|
|
1
|
312.6
|
1207
|
0.7
|
159.6
|
0.8
|
24.2
|
4.6
|
39.7
|
25.7
|
|
|
|
Niaogo
|
128
|
4014
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741175
|
1307000
|
|
|
1
|
308.3
|
1190.4
|
0.6
|
146.4
|
1.3
|
29.1
|
2.8
|
25
|
22.9
|
|
|
|
Niaogo
|
129
|
4015
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741200
|
1307000
|
|
|
1
|
329.5
|
1272.1
|
0.5
|
125.2
|
1.1
|
30.5
|
4.6
|
40.4
|
25.1
|
|
|
|
Niaogo
|
130
|
4016
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741225
|
1307000
|
|
|
1
|
322.5
|
1244.9
|
0.6
|
138.7
|
1
|
24.2
|
3.4
|
29.9
|
22.2
|
|
|
|
Niaogo
|
131
|
4017
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741250
|
1307000
|
|
|
1
|
435.1
|
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|
1.4
|
297.6
|
1
|
22.1
|
2.9
|
24.7
|
31.6
|
|
|
|
Niaogo
|
132
|
4018
|
26-03-13
|
|
1307000
|
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|
1307000
|
|
|
1
|
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|
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|
0.7
|
171.1
|
1.4
|
32.5
|
3.8
|
33.1
|
27.2
|
|
|
|
Niaogo
|
133
|
4019
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741300
|
1307000
|
|
|
1
|
279.6
|
1079.5
|
0.6
|
140.8
|
1.2
|
29.4
|
3.6
|
32
|
24.1
|
|
|
|
Niaogo
|
134
|
4020
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741325
|
1307000
|
|
|
1
|
300
|
1158.1
|
0.6
|
148.1
|
1
|
27.3
|
4.4
|
38.3
|
25.4
|
|
|
|
Niaogo
|
135
|
4021
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741350
|
1307000
|
|
|
1
|
468.7
|
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|
0.7
|
181.6
|
2
|
52.4
|
7.3
|
64.4
|
39.7
|
|
|
|
Niaogo
|
136
|
4022
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741375
|
1307000
|
|
|
1
|
556.4
|
2148
|
0.7
|
188.9
|
2.6
|
61.8
|
7
|
62.3
|
42.2
|
|
|
|
Niaogo
|
137
|
4023
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741400
|
1307000
|
|
|
1
|
561.3
|
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|
0.5
|
167
|
2.9
|
72.3
|
9.2
|
81.1
|
47.3
|
|
|
|
Niaogo
|
138
|
4024
|
26-03-13
|
|
1307000
|
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|
1307000
|
|
|
1
|
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|
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|
0.8
|
213
|
2.8
|
60.8
|
5.2
|
46.7
|
40.3
|
|
|
|
Niaogo
|
139
|
4025
|
26-03-13
|
|
1307000
|
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|
1307000
|
|
|
1
|
573.7
|
2214.7
|
0.7
|
200.4
|
2.4
|
59.7
|
7.8
|
68.6
|
43.8
|
|
|
|
Niaogo
|
140
|
4026
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741475
|
1307000
|
|
|
1
|
466.8
|
1802
|
0.7
|
177.4
|
1.5
|
41.9
|
6.6
|
58.1
|
35.4
|
|
|
|
Niaogo
|
141
|
4027
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741500
|
1307000
|
|
|
1
|
457
|
1764.3
|
0.8
|
200.4
|
1.9
|
52.4
|
8
|
70.7
|
42.4
|
|
|
|
Niaogo
|
142
|
4028
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741525
|
1307000
|
|
|
1
|
483.5
|
1866.7
|
0.7
|
174.3
|
1.1
|
38.8
|
8.5
|
73.8
|
37.7
|
|
|
|
Niaogo
|
143
|
4029
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741550
|
1307000
|
|
|
1
|
480.8
|
1856.3
|
0.7
|
190
|
1.7
|
46.1
|
7.5
|
65.5
|
38.9
|
|
|
|
Niaogo
|
144
|
4030
|
26-03-13
|
|
1307000
|
741575
|
1307000
|
|
|
1
|
599.5
|
2314.5
|
0.9
|
213
|
1.8
|
48.2
|
7.7
|
67.6
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41.5
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Niaogo
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145
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4031
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26-03-13
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1307000
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741600
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1307000
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1
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624.6
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2411.2
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0.9
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230.8
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2.1
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57.6
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9
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79.1
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47.6
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YEO Kounvolo-Mémoire de fin de cycle
2010-2012/EFCPC Ingénieur des Techniques Option : Mines et
Géologie
58
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