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UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À C

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI COMME EXIGENCE PARTIELLE DE LA MAÎTRISE EN SCIENCES DE LA TERRE par Ahmed Laamrani El Idrissi RECHERCHE PAR TÉLÉDÉTECTION GÉOLOGIQUE DE SITES POTENTIELS D'HYDROCARBURES DANS L'ANTI-ATLAS MAROCAIN MARS 1999 bibliothèque Paul-Emile-Bouletj UIUQAC Mise en garde/Advice Afin de rendre accessible au plus grand nombre le résultat des travaux de recherche menés par ses étudiants gradués et dans l'esprit des règles qui régissent le dépôt et la diffusion des mémoires et thèses produits dans cette Institution, l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) est fière de rendre accessible une version complète et gratuite de cette œuvre. Motivated by a desire to make the results of its graduate students' research accessible to all, and in accordance with the rules governing the acceptation and diffusion of dissertations and theses in this Institution, the Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) is proud to make a complete version of this work available at no cost to the reader. L'auteur conserve néanmoins la propriété du droit d'auteur qui protège ce mémoire ou cette thèse. Ni le mémoire ou la thèse ni des extraits substantiels de ceux-ci ne peuvent être imprimés ou autrement reproduits sans son autorisation. The author retains ownership of the copyright of this dissertation or thesis. Neither the dissertation or thesis, nor substantial extracts from it, may be printed or otherwise reproduced without the author's permission. 11 RESUME Les bassins de Ouarzazate et de Tindouf, respectivement au nord et au sud de l'Anti- Atlas, présentent des indices d'hydrocarbures dans les formations paléozoïques. Il s'agit de réservoirs carbonates géorgiens (Cambrien inférieur) et gréseux géorgiens, acadiens (Cambrien moyen) et ordovicien. Les mêmes formations paléozoïques constituent une couverture partielle du socle dans l'Anti-Atlas et dessinent un grand pli complexe à l'ouest de Zagora et au sud de Ouarzazate. L'image Landsat-TM du 08 avril 1994 de cette région de l'Anti-Atlas central a été utilisée pour préciser et raffiner, par télédétection géologique, la carte géologique existante tant au point de vue lithologique que structural. Après une correction radiométrique pour la lumière diffuse, la division des bandes TM1, TM3, TM4, TM5 et TM7 par la bande TM2 minimise les effets topographiques sur la réflectance et permet d'obtenir une discrimination lithologique maximale; la bande TM2 était celle qui présente le moins de variation de réflectance d'une lithologie à l'autre. Une image en fausses couleurs constituée à partir des deux premières composantes principales des 5 néo-canaux obtenus et du néo-canal 3/2 a permis la distinction de 27 unités stratiformes dans la couvertures infra-cambrienne et paléozoïque. Certaines recettes de bandes, déjà utilisées sur des terrains arides à lithologies semblables, sont applicables dans la zone d'étude. Le plissement principal forme un grand pli en S à axe généralement est-ouest dans la demie nord de la région. D'autres plis secondaires transverses sont visibles dans la demie sud et des ensellements des charnières des plis principaux dessinent des dômes et des Ill bassins. Les principales failles sont identifiées par inspection de la CP1 des canaux originaux. C'est dans la partie sud de la région étudiée, montrant une stratigraphie complète, que se concentrent les diverses structures d'intérêt pétrolier identifiées, essentiellement des structures anticlinales en association avec les roches réservoirs potentielles encore coiffées de leur couverture imperméable respective de la zone d'étude IV REMERCIEMENTS Mes remerciements vont à mon directeur de recherche, monsieur Denis W. Roy pour ses précieux conseils et commentaires, ses encouragements, son soutien et sa patience qui m'ont permis d'accomplir ce travail dans les meilleures conditions. Je tiens aussi à remercier tout particulièrement le professeur Gilles-H Lemieux, directeur du laboratoire de Télédétection à l'Université du Québec à Chicoutimi et membre du comité de mémoire, pour son intérêt soutenu et ses encouragements au fil de ce travail, et pour le matériel et les connaissances nécessaires mis à notre disposition pour la réalisation de ce travail. Je tiens également à exprimer ma reconnaissance envers le professeur Real Daigneault, membre du comité de mémoire, pour son soutien, ses conseils constants, sa disponibilité et ses commentaires judicieux durant la réalisation de ce travail. Ma reconnaissance s'adresse également à monsieur Mohamed Kabaj, directeur du Centre Royal de Télédétection Spatiale du Maroc (CRTS) et à Driss El Hadani, chef de Division Gestion de Projets au CRTS, qui ont bien voulu nous fournir l'image Landsat-TM de l'Anti-Atlas ainsi que pour leur précieuse collaboration. Merci également à monsieur Al Moundir Morabet, directeur de l'exploration à l'Office National de Recherche et d'Explorations Pétrolières (ONAREP), qui a bien voulu nous aider en nous communiquant des documents parfois difficiles à trouver et merci aussi au personnel de l'ONAREP. J'aimerais remercier également monsieur Benoit Rivard, professeur au département des sciences de la Terre et de l'atmosphère à l'Université d'Alberta, de bien avoir lu et examiné ce mémoire. Tes commentaires et suggestions sont grandement appréciés. Merci au bureau du registraire et à la fondation de l'Université du Québec à Chicoutimi (FUQAC) pour m'avoir accordé des bourses durant mes études de maîtrise et aux frères Daniel et Raymond Bégin du laboratoire de Télédétection de l'Université du Québec à Chicoutimi pour leurs conseils et aides. Merci également aux géologues marocains que nous avons consultés durant ce travail et à tous ceux qui ont participé de près ou de loin à la réalisation de ce travail. En terminant je tiens à exprimer ma profonde gratitude à ma conjointe, Line Blackburn, pour ses encouragements constants et sa patience, à mes parents pour leur affection et leur soutien moral et financier, à mes frères et mes sœurs pour avoir cru en moi et à mes amis. Je dédie ce travail à la mémoire de la femme qui m'a donné la vie, qui m'a aimé et qui m'a tant appris. Son amour qu'elle m'a donné et son souvenir resteront toujours présents en mou Je dédie ce travail à la mémoire de ma mère qui nous a quittés le 2 janvier 1998. VI Table des matières Résumé ii Remerciements iv Table des matières vi Liste des figures ix Liste des tableaux xiv CHAPITRE ^INTRODUCTION 1 1.1-PROBLÉMATIQUE 1 1.1.1-Problématique générale 1 1.1.2-Problématique spécifique 10 1.2-OBJECTIFS 14 1.3- PRÉSENTATION DE L'ORGANISATION DU MÉMOIRE 14 CHAPITRE 2: CADRE GÉOLOGIQUE GÉNÉRAL 17 2.1- PRÉSENTATION GÉOGRAPHIQUE DE LA ZONE D'ÉTUDE 17 2.2-GÉOLOGIE RÉGIONALE 17 2.3-LASÉRIEINFRA-CAMBRIENNEETPALÉOZÏQUE 23 2.3.1- La série infra-cambrienne 23 2.3.2-La série paléozoïque 24 CHAPITRE 3: TRAITEMENTS DE L'IMAGE 33 3.1-PRÉ-TRAITEMENT ET CORRECTIONS DE L'IMAGE 34 3.1.1- Correction radiométrique 34 3.1.2- Correction de l'ombre diffuse 37 3.2- DISTINCTION ET IDENTIFICATION DES LITHOLOGIES 44 3.2.1- Analyse géomorphologique et spectrale 44 A-Caractéristiques morphologique 46 Vil B-Caractéristiques spectrales des roches 46 3.2.2-Analyse en composantes principales 47 3.2.3-Choix des couleurs d'affichage 51 3.3-AUTRES MÉTHODES DE TRAITEMENT EXISTANT 58 3.4-REHAUSSEMENT DES LINÉAMENTS 60 CHAPITRE 4: ANALYSE ET INTERPRETATION DE L'IMAGE 63 4.1- DISCRIMINATION ET IDENTIFICATION DES DIFFÉRENTES UNITÉS 64 4.1.1- Discrimination et identification des unités infra-cambriennes 66 4.1.2- Discrimination et identification des unités du Cambrien inférieur 88 4.1.3- Discrimination et identification des unités du Cambrien moyen 97 4.1.4- Discrimination et identification des unités de l'Ordovicien 112 4.1.5- Discrimination et identification des unités du Silurien 127 4.1.6- Discrimination et identification des unités du Dévonien inférieur 132 4.1.7- Discrimination et identification des unités du Dévonien moyen-supérieur 136 4.2- LA CARTE LITHOSTRATIGRAPHIQUE 139 4.2.1- Carte lithostratigraphique à partir de l'interprétation de l'image 139 4.2.2- Signatures spectrales analogues 146 CHAPITRE 5: STRUCTURES ET SITES FAVORABLES AUX HYDROCARBURES. 150 5.1- LES STRUCTURES PLISSÉES 151 5.2- LES LINÉAMENTS ET FAILLES 156 5.2.1- Extraction des linéaments sur l'image de la zone d'étude 156 5.3-LES SITES FAVORABLES AUX HYDROCARBURES 162 CHAPITRE 6: DISCUSSION 170 6.1-CHOIX DE LA MÉTHODE 171 6.2- UTILITÉ DE L'ANALYSE GÉOMORPHOLOGIQUE 172 6.3-L'INFORMATION GÉOLOGIQUE 174 6.3.1-Informations lithologiques 174 Vlll 6.3.2- Processus de dolomitisation 175 6.3.3- L'apport de la télédétection pour les hydrocarbures 176 CHAPITRE 7: CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS 178 7.1-CONCLUSIONS 178 7.2-RECOMMANDATIONS 181 RÉFÉRENCES 183 IX Liste des figures Figure 1: Les principales provinces pétrolières du Maroc 4 Figure 2: Les réservoirs possibles dans le paléozoïque inférieur de l'Anti-Atlas 6 Figure 3: Schémas théoriques illustrant les différents pièges possibles dans l'Anti-Atlas 7 Figure 4: L'image Landsat-TM de la zone d'étude (Bande 5) 12 Figure 5: Localisation de la zone d'étude et de sites de vérité-terrain 18 Figure 6: Répartition des terrains précambriens, infra-cambriens et paléozoïques au centre de l'Anti-Atlas 21 Figure 7: Carte géologique existante de l'Anti-Atlas tirée de Saadi et al. (1985) 22 Figure 8: Coupes schématiques des faciès volcaniques et sédimentaires cambriens à travers l'Anti-Atlas 27 Figure 9: Évolution verticale et horizontale du cycle cambrien de Saghro à Ifhi 27 Figure 10: Coupe schématique des terrains précambriens, infra-cambriens et cambriens au niveau du volcan du Jbel Boho (modifiée d'après Ducrot et Lancelot 1977). ...28 Figure 11: Accentuation des zones d'ombre qui apparaissent en noir dans la bande 5 35 Figure 12: Localisation des points de mesure sur l'image Landsat-TM de la zone d'étude (bande 5) 40 Figure 13: Distribution de la variation des valeurs spectrales de toutes les unités 43 Figure 14: Première composante principale (CP1) d'une portion de l'image originale 49 X Figure 15: Les uploads/Geographie/ teledection-petrolier.pdf