Etude géophysique par méthode électrique à Maripasoula (Guyane)

Etude géophysique par méthode électrique à Maripasoula (Guyane)

novembre 1996 R 39178

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BRGM ,lm...,Y Au .E.vIcE DE


A. Besse

novembre 1996 R 39178


Mots clés : Géophysique, Méthode électrique, Implantation forage, Alimentation en eau, Maripasoula (Guyane).

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

Besse A. (1996) - Etude géophysique par méthode électrique à Maripasoula (Guyane). Rap. BRGM R 39178, 19 p., 6 fig., 3 pl.

O BRGM, 1996 : ce document ne peut être reproduit en totalit6 ou en partie sans I'autorisation expresse du BRGM.

Rapport BRGM R 39 178

Etude géophysique par méthode électrique à Maripasoula (Guyane]

Synthèse

Le BRGWGuyane a fait appel au département de Géophysique Appliquée du BRGM afin d'aider à l'implantation de forages pour l'alimentation en eau de Maripasoula.

L'objectif est de mettre en évidence, dans le socle, des failles électriquement conductrices et a priori productrices d'eau ainsi que d'évaluer le potentiel aquifere des terrains susjacents constitués de terrasses anciennes du fleuve Maroni.

Préalablement, des prélèvements radon et une étude de la photo-fiachiration ont permis de localiser des zones prioritaires.

Six sondages électriques ont été réalisés. Le socle sain se situe entre 18 et 32 m de profondeur surmonté par une tranche continue plurimétrique d'altérites très conductrices sur lesquelles les terrasses anciennes du fleuve Maroni se sont déposées ; dix profils de résistivité avec un AB de 200 m couvrent la zone.

Les anomalies conductrices, associées à des points anomaux en radon ainsi que les alluvions humides reposant sur les altérites, seront des objectifs prioritaires.

Les forages proposés sont les suivants :

Profil P4 Forage F1 13 m à l'ouest du prélèvement 193 Forage F2 18 m à l'est du prélèvement 195

Profil P9 Forage F3 17 m à l'est du prélèvement 173

Profil P3 Forage F4 au prélèvement 32

Profil Pl 3 Forage F5 à la station 700

Profil Pl 1 Forage F6 au prélèvement 121 Forage F7 au prélèvement 120

Rapport BRGM R 39 1 78

Etude géophysique par méthode électrique Maripasoula (Guyane)

Sommaire

..................................................................................................................... Introduction 7

. . 1 . Execution des travaux ............................................................................................... 9

1 . 1. Déroulement des travaux ............................................................................................ 9

........................................................................................................... 1.2. Moyens utilisés 9

.................................................................................................... 1.3. Volume des travaux 9

2 . Résultats ..................................................................................................................... 11

. . 2.1. Travaux anteneurs .................................................................................................... 11

2.2. Repérage sur le terrain .............................................................................................. 11

2.3. Zone sud : anomalies radon Al. A2 ......................................................................... 11

2.3.1. Sondages électriques ...................................................................................... 11 . . . . 2.3.2. Profils de résistivite apparente ....................................................................... 16 2.3.3. Proposition de forages .............................................................................. 16

2.4. Zone nord : anomalies radon A3; A4 ....................................................................... 17

2.4.1. Sondage électrique ......................................................................................... 17 2.4.2. Profils de résistivité apparente ....................................................................... 17 . . 2.4.3. Proposition de forages ........................................... : ........................................ 17

Conclusion ...................................................................................................................... 19


Etude géophysique par méthode électrique r ) Maripasoula (Guyane)

Liste des figures

Fig. 1 - Carte générale de la Guyane. Situation du site.

Fig. 2 - Situation des profils.

Fig. 3 - Sondages électriques SE3, SE2.

Fig. 4 - Sondages électriques SEI, SE4.

Fig. 5 - Sondages électriques SE5, SE6.

Fig. 6 - Coupe des sondages électriques.

Liste des planches

Pl. 1 - Profils de résistivité apparente : P5, P2, P10, P3, P9, P4.

Pl. 2 - Profils de résistivité apparente : Pl 1, P7, P13, Pl.

Pl. 3 - Carte de résistivité apparente : AB = 200 m, MN = 10 m.



Fig. 1 - Carte générale de la Guyane. Situation du site.

6 Rapport BRGM R 39 178


Introduction

Le département de Géophysique Appliquée du BRGM a réalisé, pour le compte du BRGM/Guyane, une reconnaissance par méthode de résistivité dans le village de Maripasoula en bordure du fleuve Maroni (fig. 1) dans le but d'implanter des forages d'eau potable productifs en toute saison.

Ce site est constitué de terrasses alluviales anciennes, graveleuses, reposant sur un socle constitué de roches volcano-sédimentaires, dont on ne connaît ni la profondeur ni l'état d'altération.

L'étude de ce site a été abordée de la façon suivante. Tout d'abord, une série de sondages électriques permettent d'évaluer l'épaisseur et la qualité des alluvions ainsi que la profondeur et la qualité du socle. Ensuite, la méthode du traîné de résistivité, avec un dispositif préalablement diensionné grâce aux sondages électriques, permet de mettre en évidence des anomalies conductrices dans le socle, pouvant correspondre à des fractures susceptibles d'être productrices.



1. Exécution des travaux

1 .l. DEROULEMENT DES TRAVAUX

L'intervention géophysique s'est déroulée du 30 septembre au 13 octobre 1996, voyage métropole-Cayenne-Manpasoula et retour compris.

1.2. MOYENS UTILISES

Les équipements utilisés sont les suivants :

- un résistivimètre SYSCAL R2 appartenant au BRGMIGuyane et le matériel annexe ;

- un résistivimètre SYSCAL R2E ;

- un ordinateur TOSHIBA T 3 1005X et une imprimante HP Thinkjet ;

- un logiciel d'interprétation de sondages électriques GRIVEL.

1.3. VOLUME DES TRAVAUX

Ont été réalisés :

- 6 sondages électriques en AB12 80 à 150 m ;

- 10 profils de résistivité en AB12 = 100 m (pas de mesure 10 m). Ces profils sont numérotés de Pl à P13. Les profils P6, P8, P l2 n'existent pas.

Sondages électriques 6 Nombre de mesures 164 Profils de résistivité 10 Nombre de mesures 372



404000 MARIPASOULA SITUATION DES PROFILS

r' 6 123

403800 P l 1

rnetres

98 - Prélèvement radon -) A3 - Anomalie émanornétrique

Fig. 2 - Situation des projïls.

1 O Rapport BRGM R 39 178


2. Résultats

2.1. TRAVAUX ANTERIEURS

Au cous d'une première phase, des prélèvements radon ont été effectués. Une carte avec les anomalies était disponible. La zone d'étude peut se diviser en deux parties (fig. 2) :

- une zone sud avec les anomalies émanométriques Al et A2 ;

- une zone nord avec les anomalies émanométriques A3 et A4.

En complément, une étude récente de la photo-fracturation a mis en évidence des directions orientées N16Oo, N170°, N140° et N40°.

2.2. REPERAGE SUR LE TERRAIN

Les sondages électriques ont été placés sur l'emplacement de prélèvements radon repérés sur le terrain par des rubans numérotés.

Le positionnement et l'orientation des profils dans la zone sud sont basés sur le profil P2 calé sur le prélèvement 48 et passant sur les prélèvements 74 et 13 ainsi que sur le profil Pl passant sur le 48 et à 10 m à l'ouest du prélèvement 3 1.

Sur la zone nord, les profils P7 et Pl3 suivent des chemins bien repérés sur la carte. Le profil Pl 1 débute au prélèvement 123 et passe par les prélèvements 122, 121, 120 et 128. Leur orientation est N1OOO.

Le profil Pl3 débute au carrefour du château d'eau et passe sur le prélèvement 98.

2.3. ZONE SUD : ANOMALIES RADON A l , A2

2.3.1. Sondages électriques (fig. 3, 4 e t 5)

Cinq sondages électriques testent cette zone. Les résultats sont reportés sur une coupe SSE-NNW (fig. 6) où il est tenu compte de l'altimétrie.

Sur les sondages électriques 3, 2, 1 et 4, les deux premiers terrains de surface dont l'épaisseur varie de 3 à 6 m présentent de fortes résistivités (1500 à 7000 Qm). On peut assimiler ces deux terrains à des alluvions sèches. Le sondage électrique 5 se distingue par un terrain de surface de résistivité moindre (850 Qm) et de plus grande épaisseur (8,5 m). En dessous, les alluvions humides sont caractérisées par des résistivités moyennes (210 à 500 Qm) avec des épaisseurs variant de 6 à 18 m. Plus bas, un niveau très conducteur (10 à 20 a m ) et continu, d'épaisseur plurimétrique, constitue la frange supérieure altérée du socle. Le toit de ce niveau s'approfondit en direction du fleuve. Le socle sain résistant (1400 à 3400 Qm) se situe entre 18 et 32 m de profondeur. L'intérêt premier de cette coupe est la mise en évidence d'un niveau d'altérites très conductrices et donc peu perméables pouvant constituer un écran à l'infiltration des eaux pluviales dans le socle et retenir ainsi l'eau dans les alluvions situées au-dessus.

Rapport 8RGM R 39 178

Etude géophysique par méthode électrique à Maripasoula lGuyane)

NARIPASOULA R e s i s t i v i t e (ohm..) Profondeur (m l O 0

0.000 1700.000

2.......------..-.---- 1 .100~ ~ ~

2500.000 3-.--.....-.-----....- 1.700

1700.000 4........-----.-..-.-- 6.500

350.000 5..-..----.....-----.. 21 .O00

19.000 6-..----.......------- 32.116

3200.000

* BRGHIGPH GRIUEL *

MRRIPASOULA

R e s i s t i v i t e 1ohn.n) Profondeur i n 1

+ BR6n16PH t GRIVEL Schlunberger

Fig. 3 -Sondages électriques SE3, SE2.


Etude géophysique par méthode électrique B Maripasoula (Guyane) MRRIPASOULR

Resistivite i o h n . n l Profondeur i n 1

BRGM1WH GRIVEL Ç c h l u m b e r g e r

R e s i s t i v i t e i o h n . n l Profondeur i n 1 O 0

0.000 1500.000

Z--------------------. 1.000

3000.000 x-.--------------....- 2.300

340.000

f BRGMlGPH . GRIUEL Schlunberger

Fig. 4 -Sondages électriques SEI, SE4.



~.~ ~

R e s i s t i v i t e (ohn.n) P r o f o n d e u r ( n i 00

I--.--.-__________.___ 0.000

850.000 2-..-------------.---- 8.500

18.000 3----.--.--.---------- 25.000

1400.000

r BRGMIGPH + GRIUEL Schluaberger

. .

R e s i s t i v i t e Iohn.mi P r o f o n d e u r (n)

nE!,z

BRGMlGPH . GRIUEL Schlunberger

Fig. 5 -Sondages électriques SES, SE6.


- - h

5 SSE P NNW.

N f O -J' m CO V> - Maroni à 250 m v N $ b

m 5 115 - m P SE5 (114 m )

O> .- A L L U V I A L E S

. . S O C L E S A I N

70 ' Echelle horizontale 115000

Echelle verticale 11500

Fig. 6 - Coupe des sondages électriques.

Etude géophysique par méthode électrique à Maripasoula (Guyane1

De plus, sur cette coupe a été tracé le niveau moyen du fleuve. Les sondages électriques 3 et 2 les plus proches de celui-ci montrent que le terrain au-dessus des altérites, s'il est alimenté en eau par le fleuve, peut présenter une tranche d'eau de 10 m d'épaisseur et constituer ainsi un premier objectif.

2.3.2. Profils de résistivité apparente

Une ligne d'envoi de courant de 200 m a été adoptée afin d'étudier le socle sain.

Les résultats sont présentés sous forme de profils (pl. 1 et 2) et sous forme d'une carte en courbes d'isorésistivité (pl. 3). Le tracé des courbes s'articule autour d'un axe résistant RI bien visible sur les profils P4, P9 et P3 encadré par deux axes très conducteurs (Cl, C2).

Les directions mises en évidence sont des directions subméridiennes liées dans ce secteur à la schistosité.

On peut interpréter l'axe résistant comme un niveau de rhyolite intercalé dans des schistes plus conducteurs. Le contact pourrait être le lieu de circulations d'eau importantes avec altération des épontes, ce qui pourrait expliquer la présence des axes conducteurs de part et d'autre du résistant. On peut aussi envisager le cas où ces axes conducteurs seraient liés à une surépaisseur des altérites. Entre les profils P3 et P10, l'interruption des axes ou leur changement de direction semble mettre en évidence un accident transverse.

Il est difficile de faire des corrélations entre le profil P7 trop éloigné vers le nord et décalé vers l'est par rapport au profil P5 le plus proche. Trois anomalies conductrices sont à noter aux stations 50, 160 et 210-220. Le profil Pl, sécant par rapport aux autres profils, ne met pas en évidence de grandes variations de résistivité. Une anomalie conductrice à la station 360 (axe C4) se retrouve sur les profils Pl0 et P3.

2.3.3. Proposition de forages

Sur la zone sud, les forages suivants sont proposés :

- F1 sur le P4 à la station 80 (13 m à l'ouest du prélèvement 193 anomal et à proximité du sondage électrique 3) ;

- F2 sur le profil P4 à la station 160 (1 8 m à l'est du prélèvement 195).

Ces deux forages testent à la fois les axes conducteurs Cl et C2 ainsi que les alluvions humides reposant sur les altérites et qui peuvent être alimentées par le fleuve ;


Etude géophysique par méthode électrique ;i Maripasoula (Guyane)

- F3 sur le profil P9 à la station 60 (17 m à l'est du prélèvement 173 anomal). Ce forage teste l'axe conducteur C3 ;

- F4 sur le profil P3 à la station O (prélèvement anomal 32). Ce forage teste un axe conducteur et anomal en radon.

2.4. ZONE NORD : ANOMALIE RADON A3 ET A4

2.4.1. Sondage électrique

Le sondage électrique SE6 (fig. 5) est placé à 14 m au nord du prélèvement 98. Les alténtes sont visibles en surface. Moyennement résistantes sur les 60 premiers centimètres, elles deviennent très conductrices jusqu'à 21 m de profondeur. En dessous, le socle sain présente une résistivité de 2800 a m .

2.4.2. Profils de résistivité apparente

Cette zone est testée par deux profils trop éloignés pour tenter de faire des corrélations entre eux.

Profil P13. Ce profil emprunte une piste et passe sur le prélèvement 98 anomal en radon. De direction ouest-est du carrefour du château d'eau au prélèvement 98, il s'infléchit ensuite progressivement vers le nord.

Le prélèvement 98 se situe sur une zone de gradient. Une anomalie résistante bien marquée apparaît à l'extrémité nord du profil (station 650). Elle correspond à un filon de quartz visible à l'affleurement. Ce profil se termine sur une zone conductrice et une anomalie radon (station 700).

Profil P11. Ce profil débute au prélèvement 123 et passe par les prélèvements 122, 121, 120 et 128. Les prélèvements anomaux 121 et 120 se situent sur des anomalies conductrices bien marquées.

2.4.3. Proposition de forages

Forage F5 sur le profil Pl3 à la station 700 Forage F6 sur le profil P l 1 à la station 140 (prélèvement 121) Forage F7 sur le profil Pl 1 à la station 200 (prélèvement 120).



Conclusion

Faisant suite à une campagne de prélèvements radon et à une analyse de la photo- fiacturation, l'intervention géophysique à Maripasoula a permis de préciser les zones à potentiel aquifere prometteur.

La première phase a consisté à évaluer par sondage électrique la profondeur et la résistivité des terrains jusqu'au socle sain. Ensuite, des traînés de résistivité de dimension adaptée pour étudier le socle sain ont permis de mettre en évidence des anomalies conductrices interprétées comme des failles susceptibles d'être productrices d'eau.

Les forages proposés ont pour but de tester :

- les alluvions humides reposant sur les altérites ;

- les anomalies conductrices associées à des prélèvements radon anomaux.


BRGM Département de Géophysique Appliquée

BP 6009 - 45060 ORLEANS CEDEX 2 - France - Tel. : (33) 02 38 64 34.34

1

AB = 2013 m M N = 1 0 m l

@ 68 PrélèveIrnent anomal en radon

F3 Forage iproposé

SEI Sondage électrique 1

R4 Axe résistant

C l Axe conducteur

7 -- 8 I l l l l l l l l l l l i l l l l ~ l

O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 lû0 le0 200 DISTANCES EN METRES

O 10 20 30 40 50 iX) 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 160 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 360 400 OISTANCES EN METRES

T; -- - - ---- - , . -- DZ -- -- - -- -- - 1

-- -- EST / \

; / PROFIL Pl0 Y 1 1 1 l Iii 1 1 1 1 l 7 - - 1 1 i l ri 1 1 i i i i r 6 ~ i i V

-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 O 10 20 30 40 50 80 70 60 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 le0 200 210220 230240250 260 270280290 30!: 310320 330340350360 370 380390 DISTANCES EN METRES

7- IC.

'1000 - - -- U) s i - !&! -- li)

O m

OUEST I m a

m--

- 2 m - ~ ~ - 1 ~ - ~ 7 o - i 8 ~ 1 - 1 ~ - r ~ - i ~ - 1 2 0 - i i o - i o o -90 -ao -70 ao -a -40 -30 -20 -10 o i o 20 30 40 so so 70 80 90 $00 i r o $20 $30 lm isa 180 r i o $80 700 200 270 220 230 DISTANCES EN METRES

Profils de résistivitd apparente.

Etude géophysique par méthode hlectrique à hgaripasoula (Guyane)

Novembre 1996 - IR 39178 -- - - - - - Blanche 1 P

- - -

BRGM I<MMlln"UMC<IIYI*-

I BRGM - 3, avenue Claude Guillemin - BP 6009 - 45060 OrI4ans - France I

1 oog i3 7 8 6

---

PROFIL P@

O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 DISTANCES EN METRES

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B 7 6 5

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O 1C 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 180170 DISTANCES EN METRES

t U 4

.- + SUD SUD OUEST 5 '

NO* NORD EST

1 PROFIL P7 \t(

4

l l l l l l l l l l t l

O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 $20 130 140 150 1160 170 1ôO 190200 210220230240 250260 270280290 DISTANCES EN METRES

* PrnFlL Pl1 I I I I I l I l I l I l l l l l l l l l ! l n

Profils de résistivité apparente. PII, P7, P13, Pl .

O $0 20 30 40 50 60 70 60 90 100 110 120 130 140 150 160 170 160 150 200 210 220 230 240 DISTANCES EN METRES

Novembre 1996 - R 39178 Planche 2

BRGM - 3, avenue Claude GuifIemin - BP 6009 - 45060 Or14ans - France

Etude géophysique par méthode électrique a Manpasoula (Guyane)

O 10 20 30 40 50 60 70 60 90 1W 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 2160 270 260 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 ôOD 61Q 620 830 640 650 660 070 680 690 700 710 720 730 740 DISTANCES EN METRES

CL W - - L ut Lut rn :s? 6

a L I tt NORD NORD EST

U) f .- -EFE-,? a- A

520 510 500 490 4ôO 470 460 45û 440 430 420 410 400 390 380 370 36û 35û 340 330 320 310 300 :290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 16D 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ?O O DISTAMCES EN METRES

Af3=200m M N = I O m

98 Pr6lèvement anomal en radon

Anomalie radon

F5 Forage proposé

SE6 Sondage électtique 6

C4 Axe conducteur I

MARlPASOUtA CARTE DE RESISTNITE APPARENTE

AB3200m MN=lOm valeurs exprim6es en ohms metres

Carte de résistivité apparente A B = 2 0 0 m , M N = l O m


Novembre 19% - R 39178 d - h - Planche 3

< - I BRGM " - . Y I I I

BRGM - 3, avenue Claude GuiHemm - BP 6009 - 45060 M a n s - France l

I 32 Prélèvement fortement anomal en radon

O 74 Prélèvement moyennement anomal en radon

1 C l Axe conducteur

I R I Axe résistant

14~1 Forage propos6

1 SE1 Sondage 6ledrique 1

1 O I 00 200 metres l

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