Application de techniques géophysiques intégrées pour caractériser les structures souterraines à différentes échelles pour la gestion environnementale dans la partie nord du bassin sédimentaire de la Volta, Ghana

Application of integrated geophysicaI techniques for characterizing subsurface structures at different scales for environmental management in the northern part of the Voltaian sedimentary basin, Ghana

• Auteur / Autrice : Richard Adams Mejida
• Direction : Pascal Tarits, Sandow Mark Yidana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 06/02/2024
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géo-Océan (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Yves Géraud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Tarits, Sandow Mark Yidana, Yves Géraud, Giulio Vignoli, Daniel Aslanian, Julie Albaric
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Géraud, Giulio Vignoli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Volta, Bassin des

Géophysique marine

Mots clés libres

Volta

Sédimentaire

Bassin

Structures

Magnétotellurique

Voltaian

Sedimentary

Basin

Structures

Magnetotelluric

Résumé

L’insuffisance des informations géologiques et hydrogéologiques a entravé le développement des eaux souterraines dans le bassin nord-Volta. Pour améliorer ces informations, nous évaluons le sous-sol des bassins à différentes échelles de profondeur à l'aide de méthodes géophysiques intégrées. Les données aéroportées et les cartes de résistivité dérivées de l'inversion 3D et 1D des données magnéto-telluriques ont révélé plusieurs zones de faible résistivité avec une signification hydrogéologique probable à différentes profondeurs. Les valeurs de résistivité de ces zones sont similaires à celles d'un forage de recherche de 132 l/min dans la zone. Les couches de faible résistivité sont suggérées comme un possible aquifère de saprock NE-SW et un aquifère potentiel de fracture de contact profond révélé à une profondeur d'environ 250 m. La fracture de contact profond a présenté de nouvelles informations sur les épaisseurs stratigraphiques des deux principales formations géologiques de la région. En outre, les résultats des coupes ERT sur certaines décharges, validées par des échantillons d'eau souterraine, suggèrent une possible migration du lixiviat des décharges vers la nappe phréatique peu profonde, soulignant la nécessité d'une étude des aquifères profonds dans la région. Les interprétations des cartes de résistivité ont été corroborées par la composition minéralogique des roches sous-jacentes révélée par l'analyse pétrographique et SEM-EDx.

The insufficiency of geological and hydrogeological information has impeded groundwater development in the northern Voltaian basin. To improve on this information, we assess the basins subsurface at varying depth scales using integrated geophysical methods. Airborne data and resistivity maps derived from 3D and 1D inversion of magnetotelluric data revealed several low resistivity zones with probable hydrogeological significance at different depths. These zones' resistivity values are similar to a 132 l/min research borehole in the area. The low resistivity layers are suggested as a possible NE-SW saprock aquifer and a potential deep contact fracture aquifer revealed at a depth of about 250m. The deep contact fracture has presented new insights into the stratigraphic thicknesses of the two main geological formations in the area. Also, the results of ERT sections on some dumpsites validated by groundwater samples suggest a possible migration of leachate from the dumpsites into the shallow water table emphasizing the need for deep aquifer investigation in the area. The interpretations of the resistivity maps were corroborated by the mineralogical composition of the underlying rocks revealed by both petrographic and SEM-EDx analysis.