Soutenance mémoire
Origine des eaux thermales à Madagascar
D’après leur origine, démontrée ou parfois seulement supposée, on distingue classiquement trois grandes catégories d’eaux thermales (eaux chaudes à forte minéralisation) à Madagascar : les eaux vadoses ou géothermales, les eaux juvéniles ou endogènes et les eaux fossiles ou cônnées. En outre, dans de nombreux cas, une origine mixte peut être envisagée. Mémoire de fin d‘études Ingéniorat Géologie / ESPA
Les eaux vadoses ou géothermales Ce sont des eaux météoriques qui s’infiltrent plus ou moins profondément, acquérant ainsi une température qui dépend de la profondeur atteinte. Après un trajet plus ou moins long, au cours duquel elles peuvent se minéraliser dans des proportions valables aux dépens des formations qu’elles traversent, elles reviennent plus ou moins rapidement à la surface, à une altitude évidemment plus basse que celle de la zone d’infiltration, en conservant tout ou une partie des calories absorbées. Leur température s’abaisse souvent à la fin de leur parcours souterrain, par suite d’un mélange avec des eaux froides superficielles (Rafalimanana, 1991).
Les eaux juvéniles ou endogènes Il est parfois difficile de justifier la température et la composition de certaines eaux en invoquant les processus précédents. Aussi fait-on appel à l’hypothèse de la venue au jour d’eaux juvéniles, c’est-à-dire nées par synthèse à de grandes profondeurs à l’occasion de la recristallisation des roches plutoniques ou volcaniques. La localisation de nombreuses sources thermales, très chaudes et riches en gaz (CO2 en particulier) dans les régions affectées par un volcanisme récent, de même que certains dégagements subordonnés au volcanisme, d’eau chaude plus ou moins minéralisée et de gaz divers, semblent apporter des arguments de poids à cette hypothèse (Rafalimanana, 1991).
Les eaux fossiles ou cônnées Ce sont en général des eaux marines emprisonnées dans une formation sédimentaire depuis l’époque de son dépôt. Elles sont souvent fortement minéralisées : à leur salinité originelle, qui peut augmenter par concentration au cours du temps, s’ajoutent les éléments empruntés aux roches qui les retiennent. Or, ces eaux fossiles peuvent se trouver ultérieurement entraînées par une circulation d’origine superficielle qui acquièrera, de ce fait, une minéralisation très particulière (Rafalimanana, 1991).
Emergence par plissement
Alors que les inflexions synclinales de la roche aquifères favorisent l’acquisition de la thermalité, les inflexions anticlinales peuvent ramener au jour l’eau thermale. Finalement, on voit que les actions tectoniques, soit directement (failles, plis, chevauchements), soit indirectement (fissuration, mise en place de filons,…) jouent un rôle essentiel dans l’émergence des eaux thermales. C’est pourquoi, l’étude d’une région hydrothermale doit toujours être précédée d’une étude tectonique, voire même structurale, très précise et très détaillée (Andrianaivo, 2011).
L’utilisation de la géothermie à Madagascar
La moyenne et haute température A Madagascar, l’installation ou la localisation même de la moyenne et haute température est encore sur le banc du domaine de fastidieuses études et reconnaissances. Ce qui prouve que l’espoir de trouver et de pouvoir utiliser la moyenne énergie dans le pays n’est pas encore perdu (Rafalimanana, 1991). Cette forme de géothermie est considérée comme une des plus prometteuses dans l’avenir en matière de production d’énergie rurale et d’énergie calorifique pour les industries :
Environ 10 sources thermales ont des températures en surface (tableau 2) dépassant les 65°C.
Plus de 30 sites ont des températures variant entre 50°C et 59°C.
Pour le moment, toutes ces sources chaudes sont employées dans le domaine de la basse énergie (bains chauds et cures thérapeutiques), sans utilisation industrielle.
La basse température La basse température bien que très abondante à Madagascar ne pourrait jamais jouer le même rôle que dans les pays froids de l’hémisphère Nord. En effet, Madagascar est un pays tropical ; le chauffage et les serres sont donc inutiles. Mais cela n’empêche pas à la basse température de satisfaire certains besoins habituels (Andrianaivo and Ramasiarinoro, 2010c.).
Les déformations dans la partie Sud
Par hypothèse, quatre phases de déformations ont été déterminées dans la partie Sud de Madagascar (De Wit et al, 2001). D1 et D2 sont des déformations de cisaillement simple pendant lesquelles il y avait formation de chevauchements ductiles et des plis plongeants vers N45°. Il est à noter que c’est D3 qui aurait conduit à la formation des ZC de direction N-S (Collins et al, 2002). Elle serait de régime transpressif, c’est-à-dire qu’il y a en même temps une compression et un décrochement. En faite, les déformations D1 jusqu’à D3 seraient des déformations de compression au cours des évènements de collision tardive du Gondwana (Goncalves et al, 2000). Entre 605Ma et 530Ma existait un refroidissement plus lent de la croûte moyenne. Entre 530Ma et 520Ma une discordance tectonique s’est apparue. Enfin, de 520Ma à 490Ma, il y avait une extension tectonique qui marque la déformation D4 (Goncalves et al, 2000).
Hydrothérapie par douche-massage
L’hydrothérapie par douches dépend des conditions physiques, du lieu d’application et du jeu des trois facteurs, à savoir: la pression, la température et la durée. Les affections neurologiques sont l’une des meilleures indications de la cure thermale en général. Les affections métaboliques : les eaux thermales de Ranomafana qui sont riche en oligoélément jouent un rôle important dans le métabolisme cellulaire. La pénétration percutanée de ces oligo-éléments stabilisent des maladies telles que : les terrains goutteux, l’obésité, le terrain diabétique. Les affections neurologiques algiques : la lombosciatique, la névralgie cervico-brachiale sont traitées par douche-massage. L’effet antalgique de l’eau thermale de Ranomafana favorise l’atténuation de la névralgie. Les bases physiologiques de l’hydrothérapie sont les relations nerveuses et vasculaires entre les territoires cutanés, les viscères et le système nerveux central.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : GENERALITES
CHAPITRE I : APERÇU SUR LA GEOLOGIE DE MADAGASCAR ET DE LA ZONE D’ETUDE
I. 1. Aperçu sommaire sur la géologie de Madagascar
II. 2. Hypothèses de Collins & al
I. 3. Hypothèse récente (MEM/PGRM)
I.4. Le Domaine d’Antananarivo
I.5. Cadre géologique de la zone d’étude
I.5.1. Géologie générale de la partie Sud-est de Madagascar
I.5.2. Le métamorphisme régional
I.6. Conclusion partielle
CHAPITRE II: LA GEOTHERMIE
II. 1. Notions fondamentales sur la géothermie
II. 1. 1. Le gradient géothermique
II. 1. 2. L’énergie géothermique
II. 1. 3. Le flux géothermique
II. 1. 4. La géothermie
II. 2. Le système géothermique
II. 3. Les grandes formes de géothermie
II. 3. 1. La géothermie haute température
II. 3. 2. La géothermie de moyenne et basse température
II. 3. 3. La géothermie très basse température
II. 4. Le réservoir géothermique
II. 4. 1. Le réservoir d’eau chaude
II. 4. 2. Le réservoir de vapeur
II. 4. 3. Les roches chaudes sèches
II. 5. Conclusion partielle
CHAPITRE III: LA GEOTHERMIE A MADAGASCAR
III.1. Origine des eaux thermales à Madagascar
III. 1. 1. Les eaux vadoses ou géothermales
III. 1. 2. Les eaux juvéniles ou endogènes
III. 1. 3. Les eaux fossiles ou cônnées
III. 2. Caractères hydrogéologiques des sources thermales
III. 2. 1. Types de gisement
III. 2. 2. Types d’émergences
III. 2. 2. 1. Emergence par faille (faille thermale)
III. 2. 2. 2. Emergence par diaclase et boyaux
III. 2. 2. 3. Emergence par filon
III. 2. 2. 4. Emergence par contact de terrains différents
III. 2. 2. 5. Emergence par plissement
III. 2. 3. Localisation des émergences
III. 2. 4. Débit
III. 3. Caractères physicochimiques des sources thermales
III. 3. 1. Thermalité
III. 3. 2. Radioactivité
III. 3. 3. Minéralisation
III. 3. 4. Gaz
III.4.- Les zones d’intérêt géothermique à Madagascar et leurs utilisations
III. 4. 1. Les zones d’intérêt géothermique
III. 4. 2. L’utilisation de la géothermie à Madagascar
III.4.2.1. La moyenne et haute température
III.4.2.2. La basse température
III.5. Conclusion partielle
PARTIE II : ETUDE DU PROSPECT GEOTHERMIQUE DE RANOMAFANA – IFANADIANA
CHAPITRE IV : CADRE GEOGRAPHIQUE, GEOMORPHOLOGIQUE ET SOCIOECONOMIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
IV. 1. Cadre géographique
IV. 1. 1. Cadre géographique de la région Vatovavy-Fitovinany
IV.1.2.- Aperçu sur le District d’Ifanadiana
IV.1.3.- Localisation de la commune rurale de Ranomafana
IV.2. Caractéristiques physiques
IV. 2. 1. La morphologie générale de la région La falaise
IV.2.2. Climat
IV.2.3. Hydrologie
IV.2.4. Pédologie
IV.2.5. Végétation
IV.2.6. Environnement
IV. 3. Cadre socio-économique
IV. 3. 1. Population et démographie
IV. 3. 1. 1. Population
IV. 3. 1. 2. Composition ethnique
IV. 3. 1. 3. Services sociaux
IV. 3. 1. 4. Mouvement migratoires
IV. 3. 2. Economie
IV. 3. 2. 1. Secteur agricole
IV. 3. 2. 2. L’élevage
IV. 3. 2. 3. Transport et commerce
IV. 3. 2. 4. Tourisme
IV.4. Conclusion partielle
CHAPITRE V : ETUDES DES LINEAMENTS STRUCTURAUX ET DU « CHANNEL SEGMENT »
V. 1.Cadre structurale de la zone
V. 1. 1. Les caractéristiques structurales dans la partie Sud de Madagascar
V. 1. 1. 1. Les déformations dans la partie Sud
V. 1. 1. 2. Les zones de cisaillement (ZC) dans la partie Sud
V. 1. 2. La tectonique de la zone
V. 1. 2. 1. Tectonique souple précambrienne
V. 1. 2. 2. Tectonique récente verticale
V. 2. Traitement d’image satellite
V.3.Analyses structurales et analyses des « channel segments »
V.3.1. Analyses des fractures
V. 3. 1. 1. Carte des trajectoires des fractures sur image SPOT en composition colorée 432=RVB
V. 3. 1. 2.Carte des trajectoires des fractures sur image SPOT en mode panchromatique
V. 3. 1. 3.Carte des trajectoires des fractures sur image SRTM
V. 3. 1. 4. Observations
V.3.2. Interprétation
V. 3. 2. 3. Levé structural
V. 3. 2. 4. Levée géologique
V. 3. 2. 5. Modèle structural
V.3.3. L’analyse du « channel segments »
V. 3. 3. 1. Observations
V. 3. 3. 3. Interprétation
V.4. Relation entre les trajectoires des fractures et des « channel segments »
V.4.1. Etude comparative des tendances directionnelles des trajectoires de fractures et du « channel segments »
V. 4. 1. 1. Comparaison visuelle
V. 4. 1. 2. Comparaison statistique
V.4.2. Commentaires et discussions
V. 4. 2. 1. Les caractéristiques des « channel segments »
V. 4. 2. 2. Les caractéristiques des fractures
V.5. Modèle synthétique du système géothermique de Ranomafana
V.6. Conclusion partielle
CHAPITRE VI : UTILISATIONS POSSIBLES DES SOURCES THERMALES DE RANOMAFANA
VI.1. Description des sources
VI.2. Résultats d’analyses physico-chimiques des sources thermales
VI.2.1.- Paramètres organoleptique et physicochimique
VI.2.2. Les résultats d’analyses physicochimiques
VI.3. Caractérisation des sources thermales
VI.3.1. Elaboration des diagrammes triangulaires
VI.3.2. Etudes comparatives des divers résultats
VI.3.2.1. Comparaison de nos résultats avec ceux des eaux thermales d’Antsirabe
VI.3.2.2. Comparaison de nos résultats avec ceux des eaux thermales de VICHY et VITTEL en France
VI.4. La géothermométrie chimique et ses résultats
VI.5. Usages possibles des sources thermales de Ranomafana
VI.5.1. Usages directs
VI.5.1.1. Usages internes (cure de boisson)
VI.5.1.2. Usages externes
VI.5.1.3. Autres usages externes
VI.5.2. Usages indirects et avantages de l’énergie géothermique
VI. 5. 2. 1. Usages indirects
VI. 5. 2. 2. Avantages de l’énergie Géothermique
VI.5.3.- Etat actuel de la station thermale de Ranomafana
VI.5.3.1. Environnement des sources thermales
VI.5.3.2. Qualité et type des eaux
VI.5.3.3. Accessoires et équipements
VI.5.3.4. Principales indications thérapeutiques et le nombre de curiste
VI.6. Conclusion partielle
CONCLUSIONS GENERALES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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