A PROPOS DES CAVITES DES FORMATIONS GRESEUSES KARSTIQUES DU SITE DE L’AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE KAKOBOLA ET SES ENVIRONS (Province du Kwilu/RDC)

REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO UNIVERSITE DE KINSHASA

FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DES GEOSCIENCES

A PROPOS DES CAVITES DES FORMATIONS GRESEUSES KARSTIQUES DU SITE DE
L’AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE KAKOBOLA ET SES ENVIRONS

(Province du Kwilu/RDC)

Présenté par :
KALANGA KABUYA Brich et MUSITU MULIWAVYO Jonathan
Gradué en Sciences

Mémoire de fin d’étude présenté et défendu en vue de l’obtention du titre de licencié en Sciences

Option : Génie géologique Orientation : Géotechnique et Hydrogéologie

Directeur : Prof. Dr.-Ing. Clément N’ZAU UMBA-DI-MBUDI

Année Académique : 2019-2020
i
RESUME
L’aménagement hydroélectrique de Kakobola, destiné à alimenter les populations des villes de Kikwit, Idiofa et Gungu en énergie électrique, est situé en République démocratique du Congo dans l’actuelle province de Kwilu précisément dans le village de Kakobola. Il a été constaté aux environs du site de l’aménagement des problèmes dus aux cavités souterraines au niveau des grès tendres essentiellement, aux affaissements et aux infiltrations des eaux acides à travers les réseaux de fractures constituant en effet des risques potentiels pour la stabilité du barrage. Ce travail s’est assigné comme but principal la mise en évidence des processus responsables de la genèse de ces cavités. En effet, pour ce faire, nous avons choisi la gravimétrie et la télédétection pour une caractérisation structurale de la zone sur un grand rayon. Selon la gravimétrie notre zone d’étude est constituée des matériaux rocheux de faible densité et parsemée de fractures de différentes profondeurs. La télédétection a montré que notre zone d’étude est parsemée des cavités de différentes tailles et des fractures. Les cours d’eaux suivent ces fractures. La caractérisation minéralogique des matériaux rocheux de notre zone d’étude a été effectuée grâce aux méthodes de diffraction X, de fluorescence X et de microscopie. Cette dernière, au moyen des lames minces, nous révèle la présence des arénites quartzeuses dans une matrice argileuse. La diffraction X nous montre une abondance en silice principalement du quartz et en ses phases métastables notamment la tridymite et la cristobalite dans notre zone d’étude. La diffraction X a en plus permis la détection des minéraux carbonatés. La fluorescence X a révélé la présence du nickel, du zinc et du fer dans la zone d’étude. L’infiltration des eaux dans les matériaux rocheux de faible densité et à travers les différents réseaux de fractures et des cavités entraine une instabilité de la roche et pourrait endommager l’aménagement hydroélectrique de Kakobola.

Mots clés : cavités, stabilité, fractures, minéralogique.

ABSTRACT
The Kakobola hydroelectric development, intended to supply the populations of the cities of Kikwit, Idiofa and Gungu with electrical energy, is located in the Democratic Republic of the Congo in the province of Kwilu, precisely in the Kakobola village. Problems due to underground cavities mainly in the soft sandstones, subsidence and infiltration of acid water through the fracture networks were observed around the development site, constituting potential risks for the stability of the dam. This work has set itself the main objective of highlighting the processes responsible for the genesis of these cavities. Indeed, to do this, we have chosen gravimetry and remote sensing for a structural characterization of the area over a large radius. According to the gravimetry, our study area consists of rocky materials of low density and dotted with fractures of different depths. Remote sensing has shown that our study area is dotted with cavities of different sizes and fractures. Streams follow these fractures. The mineralogical characterization of the rocky materials of our study area was carried out using X-ray diffraction, X-ray fluorescence and microscopy methods. The latter, by means of thin sections, reveals the presence of quartz arenites in a matrix that would be clayey. X-ray diffraction shows us an abundance of silica mainly quartz and its metastable phases including tridymite and cristobalite in our study area. X-ray diffraction also allowed the detection of carbonate minerals. X-ray fluorescence revealed the presence of nickel, zinc and iron in the study area. The infiltration of water into low-density rock materials and through the various networks of fractures and cavities leads to rock instability and could damage the Kakobola hydroelectric development.

Keywords: cavities, stability, fractures, mineralogical.

SOMMAIRE
RESUME …………………………………………………………………………………………………………………………………. i
ABSTRACT ……………………………………………………………………………………………………………………………….ii
SOMMAIRE ……………………………………………………………………………………………………………………………. iii
EPIGRAPHE ……………………………………………………………………………………………………………………………. iv
DEDICACE (1) ………………………………………………………………………………………………………………………….. v
REMERCIEMENTS (1) ………………………………………………………………………………………………………………. vi
DEDICACE (2) ………………………………………………………………………………………………………………………… vii
REMERCIEMENTS (2) …………………………………………………………………………………………………………….. viii
LISTE DES TABLEAUX ………………………………………………………………………………………………………………. ix
LISTE DES FIGURES ………………………………………………………………………………………………………………….. x
LISTE DES ABREVIATIONS ………………………………………………………………………………………………………. xii
INTRODUCTION GENERALE …………………………………………………………………………………………………….. 1
CHAPITRE I. GENERALITES SUR LA PROVINCE DU KWILU……………………………………………………………. 5
I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ………………………………………………………………………………………….. 5 I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE ………………………………………………………………………………………………. 7
I.3. CONCLUSION PARTIELLE……………………………………………………………………………………………….. 8
CHAPITRE II : CARACTERISATION PETROGRAPHIQUE DES ROCHES ……………………………………………… 9 II.1. DEFINITION DE LA PETROGRAPHIE ……………………………………………………………………………….. 9
II.2. PRESENTATION DES ECHANTILLONS ……………………………………………………………………………… 9
II.3. DESCRIPTION MACROSCOPIQUE ET MICROSCOPIQUE DES ECHANTILLONS DE ROCHES …… 10
II.4. CONCLUSION PARTIELLE…………………………………………………………………………………………….. 16
CHAPITRE III. ANALYSE MINERALOGIQUE ………………………………………………………………………………. 17 III.1. LA DIFFRACTION X ……………………………………………………………………………………………………. 17
III.2. FLUORESCENCE X ……………………………………………………………………………………………………… 30
III.3. COMPARAISON MINERALOGIQUE ENTRE LES GRES POLYMORPHES ET LES GRES TENDRES 38
III.4. CONCLUSION PARTIELLE …………………………………………………………………………………………… 38
CHAPITRE IV : APPORT DE LA METHODE PAR GRAVIMETRIE…………………………………………………….. 39
IV.1. DEFINITION ……………………………………………………………………………………………………………… 39
IV.2. METHODOLOGIE ET MATERIELS UTILISES …………………………………………………………………… 39
IV.3. TRAITEMENT ET ANALYSE DES DONNEES …………………………………………………………………… 41
IV.4. PRESENTATION ET INTERPRETATTION DES RESULTATS ……………………………………………….. 42
IV.5. CONCLUSION PARTIELLE …………………………………………………………………………………………… 50
CHAPITRE V : APPORT DE LA METHODE PAR TELEDETECTION ………………………………………………….. 51
V.1. DEFINITION ………………………………………………………………………………………………………………. 51 V.2. QUELQUES NOTIONS DE BASE ……………………………………………………………………………………. 51 V.4. APPROCHE ET METHODOLOGIE ………………………………………………………………………………….. 52 V.5. TRAITEMENT DES DONNEES ET PRESENTATION DES RESULTATS …………………………………… 53
V.6. CONCLUSION PARTIELLE ……………………………………………………………………………………………. 55
CHAPITRE VI : DISCUSSIONS DES RESULTATS ………………………………………………………………………….. 57
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS ………………………………………………………………….. 63
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ………………………………………………………………………………………….. 64
WEBOGRAPHIE…………………………………………………………………………………………………………………….. 66

EPIGRAPHE

« Si vous pouvez le rêver, vous pouvez le faire. »
Walt Disney

« Le seul endroit où le succès précède le travail est dans le dictionnaire. »
Vidal Sassoon

Brich KABUYA
DEDICACE (1)

A mes très chers parents KABUYA PASUANZAMBI David et KALANGA KABUYA Thérèse pour leur amour inconditionnel et leur soutien incommensurable dans les différentes étapes de ma vie.
A mon confident, mon paragénèse, mon futur époux Pascal N., le motivateur par excellence de ma vie, sans toi j’aurais peut-être eu du mal à me relever à chaque fois qu’il y avait les embuches devant moi.
A mes futurs enfants.
Aux familles BASHALA, FUTI, MAKULUKA et MALAMBA.
A mes frères et sœurs à leur titre et qualité respectifs, ainsi qu’à mes nièces et neveux.

Je dédie ce travail
Brich KABUYA
REMERCIEMENTS (1)
En dépit des multiples efforts et sacrifices tant matériels que moraux consentis durant ces cinq dernières années de ma vie, outre la pandémie de la COVID et des longues périodes de rupture des enseignements au sein de l’Université de Kinshasa (UNIKIN) dans son ensemble et en particulier dans le Département du Génie Géologique dans lequel j’ai évolué, nous voici arrivée à la fin de notre cursus académique, avec l’aboutissement d’un travail de fin du deuxième cycle en vue de l’obtention du titre de licence.
En effet, nous ne serions arrivés sans la miséricorde, la magnificence et la volonté du créateur de l’univers qui est Dieu Tout Puissant à qui nous tenons premièrement à manifester notre gratitude et notre reconnaissance.
Nous adressons des vifs et sincères remerciements à l’éminent Prof. Dr.-Ing. Clement N’ZAU UMBA-DI-MBUDI, qui en dépit de ses multiples occupations, a accepté avec abnégation de coordonner ce travail en ordonnant les idées souvent éparses afin d’aboutir à un travail scientifique contribuant de manière efficace à l’élaboration d’une base de données aux quelles feront recours les différents chercheurs ultérieurs embrassant partiellement ou totalement le même sujet d’étude.
Nos remerciements chaleureux au Doctorant Ivon NDALA TSHIWISA, pour son accompagnement tant dans la récolte des données que dans l’élaboration complète de ce travail. Outre ses encouragements et son optimisme, avec son slogan habituel « même moral toujours ». Mais également à mon co-équipier Jonathan MUSITU pour son implication et sa persévérance pour cette étude.
Ma reconnaissance et ma gratitude s’adresse également au petit frère de JESUS propre comme il aime bien le dire, le Professeur KANIKA MAYENA Thomas, qui a cru en moi dès le premier jour où je suis allée le voir dans son bureau, lui demandant de diriger mon travail de fin du cycle de graduat et depuis lors il est devenu un second père pour moi. Je vous aime énormément PAPA.
Nous tenons également à remercier, tous les Professeurs qui sont passés à tour de rôle dans nos auditoires dès la première année graduat jusqu’en deuxième licence pour nous avoir initié à la science géologique en générale et en particulier à la géotechnique en nous fournissant les connaissances nécessaires dont ils disposent issus de leurs multiples expériences dans le domaine. Nous citons à titre illustratif : les Professeurs KANDA Valantin, PUNGA Serge, ONGENDANGENDA, MPIANA Charles, CIBAMBULA Emmanuel, KISANGALA Modeste, le défunt MVUEMBA Felix, y compris le Chef du Département MAKUTU Adalbert-
Jules.
Nos remerciements cordiaux, aux Chefs des Travaux (CT) et Assistants, qui nous ont assistés dans la pratique de nos différents travaux. Nous citons à titre indicatif : le CT KISONGA Eric, CT. MAKOKA Jetou et aux Assistants ci-dessous : SEKE Max, MULOWAYI Cedrick, ALBINI, SAVOUREUX, MUKEBA Louis, TIJINIRA Ange, Joel ETSHEKODI, Shams MBUDI etc.
A tous ceux dont les noms ne figurent pas ici, qu’ils trouvent à travers ces lignes l’expression de notre gratitude.
Brich KABUYA

DEDICACE (2)

C’est avec un cœur ouvert et une immense joie, que je dédie ce travail de fin d’études :
A mon Dieu pour tout ;
A mon père Albert MBATA MULIWAVYO pour la force ;
A ma mère Charlotte KANGWESE MWAMINI pour l’amour ;
A mes frères, Berka JIMY MUSITU et Lumière MUSITU pour le courage ;
A Helena BARDJIS, Françis ONYA et Esther NDINDIR pour leurs conseils
A ma future bien-aimée ;
A mes futurs enfants ;
A mes vrais amis et connaissances.
A tous les passionnés de la science.

Je dédie ce travail
Jonathan MUSITU MULIWAVYO

REMERCIEMENTS (2)
Je tiens à remercier l’unique personne qui me connaît très bien plus que moi – même, mon Seigneur Jésus – Christ pour l’inspiration, le souffle de vie, la compétence et le courage de rédiger ce présent travail.
Hormis cela je tiens à exprimer toute ma profonde gratitude à toutes les personnes qui d’une certaine manière ont contribué à ce présent travail dont notamment :
Tout le corps professoral du département des Géosciences et plus particulièrement le Prof. Dr.-Ing. Clement N’ZAU UMBA-DI-MBUDI, qui malgré ses nombreuses occupations quotidiennes a accepté de diriger ce présent travail jusqu’à sa réalisation.
A Monsieur le Doctorant Ivon NDALA TSHIWISA, pour ses conseils et son dévouement tout au long de l’encadrement de ce dit travail. Mais aussi à ma co-équipière Brich KALANGA KABUYA qui en dépit des diverses difficultés rencontrées tout au long de la réalisation de ce dit travail, m’a toujours montré une bonne guise d’apport et de soutien mutuel.
Je remercie les corps professoraux et scientifiques du département de géosciences en qui ont contribué à ma formation.
Les Assistants Joël ETSHEKODI, Shams et Max SEKE qui s’étaient toujours intéressés et beaucoup contribués à la réalisation du dit travail.
Les professeurs et techniciens de laboratoire du Département de pHysique, qui ont apporté leur pierre à la réalisation de ce dit travail en dépit de leurs occupations quotidiennes. Je cite ici : le Professeur Edmond PHUKU PUATI, Jean Marie TSHITENGE, TONDOZI et Albert MBATA, le technicien VATIVATI et.
Toute la famille ONYA et MALEKANI pour leur amour et le soutien d’une part moral et d’autre part matériel.
Tous mes amis et connaissances qui m’ont montré leur preuve d’amour sincère, Helena BARDJIS, Françis ONYA, Esther NDINDIR, StépHane NGOY, Andy NGALAMULUME, Emmanuel BONDO, Chris KAGE, Jérémie KITOMBOLE, Daniel MALEKANI, Dan KANDAL, Jonathan NGWABA, Naomie ONYA, Cardoso ONAPENDE, Gabriel MUYONGELE, Boni TSHIUNZA, Daniel NZOMBA, Gabriel ONANGA, Jonathan OTSHUDI, EpHraïm NKANGA, Jeffy PASSE, Cams EKANDANI, Fils POTO, Ussein LUHANGA, Célestin MAKOLA, Tansia ANGER, Henock MULUMBA, Rolvie PASULA, BOFENDA, Trésor WETEBANTU, Don MAKUTU, KeVin NSUNGANI, Emmanuel ABEDI, Jonas LUFUTU, Esther NGURU, Hervé MUKENGESHAYI, Jonathan BOLOLUA, Béni BABANZANGA, Sarah KISIMBA, StépHane MUKEBA, Laury PAMBU, Serge MAKADI, Serge MUSILA, Gédéon MOKE, Victor LUPUNGU, Elie UTHERA, Tyna DINGANGA , LOWATILA, EMBOLIDA, Paul AOCI, Ariel KANYINDA, etc.

Jonathan MUSITU MULIWAVYO

LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Présentation des échantillons ………………………………………………………………………………….. 9
Tableau 2: Phases minérales présente dans l’échantillon KM05 …………………………………………………. 23
Tableau 3: Phases minérales présentes dans l’échantillon KM08 ……………………………………………….. 24
Tableau 4: Phases minérales présentes de l’échantillon KM12. ………………………………………………….. 26
Tableau 5: Phases minérales présentes dans l’échantillon KM70 ……………………………………………….. 27
Tableau 6: Phases minérales présentes dans l’échantillon KM246 ……………………………………………… 29
Tableau 7: Eléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM05. ……………. 34
Tableau 8: Eléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM08 …………….. 35
Tableau 9: Eléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM12 …………….. 36
Tableau 10: Éléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM246 …………. 37
Tableau 11: Éléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM70 …………… 38
Tableau 12. Surfaces et des périmètres des cavités ………………………………………………………………….. 54

LISTE DES FIGURES
Fig. 1: Carte administrative de la zone d’étude. ………………………………………………………………………….. 5
Fig. 2: Carte d’échantillonnage des roches consolidées du secteur d’étude. …………………………………. 10
Fig. 3: Vue macroscopique de l’échantillon KM246. …………………………………………………………………… 11
Fig. 4: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA. ……………………………………….. 11
Fig. 5: Vue macroscopique de l’échantillon KM12 ……………………………………………………………………… 12
Fig. 6: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA. ……………………………………….. 12
Fig. 7: Vue macroscopique de l’échantillon KM05. …………………………………………………………………….. 13
Fig. 8: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA. ……………………………………….. 13
Fig. 9: Vue macroscopique de l’échantillon KM70 ……………………………………………………………………… 14
Fig. 10: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA. ……………………………………… 14
Fig. 11: Vue macroscopique de l’échantillon KM08 ……………………………………………………………………. 15
Fig. 12: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA. ……………………………………… 15
Fig. 13: Carte géologique du secteur d’étude. …………………………………………………………………………… 16
Fig. 14: Présentation du diffractomètre XR 4.0 EXPERT UNIT. …………………………………………………….. 17
Fig. 15: Spectre du rayonnement électromagnétique solaire. …………………………………………………….. 18
Fig. 16: Loi de Bragg donnant les directions où les interférences sont constructrices. ……………………. 19
Fig. 17: Présentation de quelques matériels. ……………………………………………………………………………. 20
Fig. 18: Différentes étapes du broyage. …………………………………………………………………………………… 21
Fig. 19: Opération de l’étiquetage pour l’analyse avec la poudre des roches. ……………………………….. 21
Fig. 20: Spectres de l’échantillon KM05. …………………………………………………………………………………… 22
Fig. 21: Spectres de l’échantillon KM08. …………………………………………………………………………………… 24
Fig. 22: Spectres de l’échantillon KM12. …………………………………………………………………………………… 25
Fig. 23: Spectres de l’échantillon KM70. …………………………………………………………………………………… 27
Fig. 24: Spectres de l’échantillon KM246. …………………………………………………………………………………. 28
Fig. 25: Altération de la roche de l’ancien canal de déviation de l’eau acide de la rivière Lufuku. ……. 29
Fig. 26: Principe de la fluorescence X ………………………………………………………………………………………. 30
Fig. 27: Echantillons des roches concassées (avec B. contenant les fragments des roches de taille
retenue pour l’analyse à l’état cristal). …………………………………………………………………………………….. 31 Fig. 28: Mesures des monocristaux des roches à l’aide du pied-à-coulisse. …………………………………… 32
Fig. 29: Placement de l’échantillon dans le diffractomètre. ………………………………………………………… 32
Fig. 30: Fonctionnement du diffractomètre. …………………………………………………………………………….. 32
Fig. 31: Spectre de l’échantillon KM05. ……………………………………………………………………………………. 33
Fig. 32: Spectre de l’échantillon KM08 …………………………………………………………………………………….. 34
Fig. 33: Spectre de l’échantillon KM12 …………………………………………………………………………………….. 35
Fig. 34: Spectre de l’échantillon KM246 …………………………………………………………………………………… 36
Fig. 35: Spectre de l’échantillon KM70 …………………………………………………………………………………….. 37
Fig. 36: Carte de la distribution de l’effet des plateaux krigés. ……………………………………………………. 40
Fig. 37: Carte des anomalies à l’air libre krigée de la zone d’étude. …………………………………………….. 40
Fig. 38: Carte d’anomalies de Bouguer simples…………………………………………………………………………. 41
Fig. 39: Carte d’anomalies régionales. …………………………………………………………………………………….. 43
Fig. 40: Carte d’anomalies résiduelles. …………………………………………………………………………………….. 43
Fig. 41: Carte de fractures issue du gradient directionnel Nord-Ouest. ………………………………………… 45
Fig. 42: Carte de fractures issue du gradient directionnel Nord-Est. …………………………………………….. 45
Fig. 43: Carte de fractures issue du gradient directionnel Nord. ………………………………………………….. 46
Fig. 44: Carte de fractures issue du gradient directionnel Est. …………………………………………………….. 47
Fig. 45: Carte de densité apparente.. ………………………………………………………………………………………. 48 Fig. 46: Carte des fractures. ……………………………………………………………………………………………………. 48
Fig. 47: Carte de la profondeur des fractures. …………………………………………………………………………… 49
Fig. 48: Diagramme des profondeurs des fractures. ………………………………………………………………….. 50
Fig. 49: Interaction de l’énergie incidente et les cibles ……………………………………………………………….. 51
Fig. 50: Carte de températures au niveau du sol. ………………………………………………………………………. 53
Fig. 51: Carte des cavités probables. ……………………………………………………………………………………….. 54
Fig. 52: Carte des linéaments …………………………………………………………………………………………………. 55
Fig. 53: Modèle conceptuel de l’aménagement hydroélectrique de Kakobola. ……………………………… 60
Fig. 54: Vue macroscopique de la coupe lithostratigrapHie de la centrale hydroélectrique. ……………. 62

LISTE DES ABREVIATIONS
ABS : Anomalies de Bouguer Simples
BLST : Bande Line Surface Temperature
CM : Centiles et Médiane
HCl : Acide Chlorhydrique
HT : Haute Tension
KM : Kalanga et Musitu
LANDSAT : Land Observation Satellite’’ (observation terrestre par satellite)
LPA : Lumière Polarisée Analysée
LNPA : Lumière Polarisée Non Analysée
MNT : Modèle numérique de terrain
RX : Rayon X
SRTM : Shuttle Radar Topography Mission
UNIKIN : Université de Kinshasa
WD: Wavelength Dispersive
XRF : X – Ray Fluorescence (Fluorescence des Rayons X)
CO2 : Dioxyde carbone

INTRODUCTION GENERALE
1. Présentation et motivation
La puissance d’une nation se mesure également par sa diversité et son immensité, notamment par la puissance de ses ouvrages (les immeubles, buildings, les pyramides, etc.) du génie civil. C’est dans cette même optique que la République démocratique du Congo (RDC) s’est fixée à une certaine période comme champ de batailles, les constructions des infrastructures et superstructures sous l’ancien régime du président honoraire Joseph Kabila Kabange connu sous le nom de « cinq chantiers ».
En effet, c’est dans la même direction que s’est inscrit le projet consistant à construire les aménagements hydroélectriques dont le barrage dans différentes provinces de la république dont ceux de Kwilu par le barrage de Kakobola afin de pouvoir alimenter les populations locales respectives en énergie électrique indispensable pour les multiples fonctions (le ménage, l’industrialisation, l’apprentissage, etc.) du siècle présent.
Cependant ce travail s’inscrit parmi ceux qui contribuent à mieux comprendre le contexte géologique local autour de l’aménagement hydroélectrique de Kakobola qui est un barrage poids.
En effet, on a constaté que l’entreprise retenue pour la réalisation des travaux n’avait pas effectué certaines études liées à l’aspect géophysique du site. Elle s’est cependant appesantie sur celles en rapport avec la géologie, l’hydrographie et la topographie.
Les travaux des mémoires du département de géosciences notamment Lusilu et Mbangilwa, (2015); Kapita et Mbongo (2019); et Ndala (2017) mettent en évidence une zone instable avec une diversité des cavités souterraines au sein des grès. Un important réseau des fractures a été mis en évidence au moyen de plusieurs sondages réalisés et des tests au traceur coloré dans ladite zone (Ndala, 2017). En plus des essais géotechniques notamment l’essai à la compression simple indiquent de très faibles valeurs à la limite du permissible pour la construction d’un ouvrage d’une telle envergure (Lusilu & Mbangilwa, 2015). Ces études ont mis en doute les décisions prises pour le choix du site de ce barrage en dépit des informations des sondages disponibles, des tests antérieurement réalisés et de plusieurs problèmes rencontrés durant la construction. Les infiltrations d’eau ont été observées lors de la déviation de la rivière Lufuku de son lit naturel vers un autre lit artificiel.
Cette instabilité du barrage pourrait occasionner des frais de réhabilitation et d’entretien régulier.
Ce travail vise donc à apporter des précisions du point de vue géologique en mettant en œuvre notamment la gravimétrie, la télédétection avec un apport considérable du point de vue structurale dans la détection des cavités de la zone d’étude.

2. Problématique
Des travaux des recherches antérieurs ont décelé un problème des cavités souterraines observées essentiellement dans les grès tendres à différentes profondeurs, mais aussi au sein des roches observées en surface.
Ce phénomène des cavités souterraines constitue en effet un risque potentiel pour la stabilité de l’aménagement hydroélectrique et de son potentiel à fournir l’électricité aux trois villes concernées dans ledit projet. Ces cavités peuvent être à l’origine des nombreux effondrements dans la zone, comme celui observé durant les travaux de construction non loin du site d’implantation dudit barrage avec un diamètre d’au moins 20 mètres.
En plus, la présence de l’eau acide de la rivière avec un potentiel hydrogène (pH) inférieur à 4 constitue également un risque potentiel par le processus de l’altération chimique des roches. L’infiltration de ces eaux au travers ces réseaux des fractures de part et d’autre du barrage poids diminue par conséquent le débit de la rivière et donc son potentiel à faire tourner les turbines pour la production de l’énergie électrique.
3. Hypothèses
Pour une étude systématique, nous formulons les hypothèses suivantes :
 La matrice présente dans ces grès est d’origine argileuse.
 La présence dans ces grès des minéraux carbonatés appuyant en effet le phénomène karstique.
 La tectonique cassante est responsable de la fragilisation des roches gréseuses.
 Le lessivage des grès par les fluides agressifs (eaux acides de la rivière Lufuku) est responsable des dissolutions chimiques des minéraux générant ainsi des cavités souterraines.
 La suffusion (piping) est le phénomène responsable de la genèse des cavités.

4. Objectif et intérêt du sujet
Cette étude vise à mettre en évidence la cause majeure pouvant expliquer les processus générateurs des cavités observées en profondeur et celles observées localement sur les roches en surface.
En effet, une fois le processus générateur identifié, une technique de remédiation efficace minimisant ainsi les risques de genèses des cavités au sein des roches peut être mise en place.
5. Choix du Sujet
La stabilité du barrage de Kakobola a été mise en cause par des études géologiques antérieures (Kapita & Mbongo, 2019). Dans le souci de rechercher les causes de cette instabilité, nous avons pensé mener des investigations géologiques pouvant élucider le problème évoqué ci – haut.
La gravimétrie, la télédétection et bien d’autres techniques seront mises en contribution dans cette étude.
6. Matériels et méthodes
Le présent travail passe par les différentes étapes des recherches ci-dessous pour son élaboration :
A. Etape de documentation
Les anciens travaux de mémoire de fin de cycle de licence du département de génie géologique de l’Université de Kinshasa (UNIKIN), certains articles scientifiques et des rapports rédigés par l’entreprise ayant effectué les études de préfaisabilité du barrage hydroélectrique dans le village de Kakobola ont servi dans la phase préliminaire de ce travail.
L’internet nous a permis d’avoir des données gravimétriques et de télédétection de la zone d’étude.
B. Etape du terrain
La descente sur terrain nous a permis non seulement de recueillir des échantillons des roches et de sol à analyser par la suite mais aussi d’avoir des informations visuelles sur la zone d’étude.
Devant un affleurement de roche consolidée ou meuble, nous avons effectué les différentes opérations ci-dessous :
 La prise des coordonnées géographiques ;
 La prise de la photo ;
 La prise d’un échantillon représentatif de la roche ou du sol ;
 Une brève description macroscopique de l’échantillon récolté.
Pour ce faire nous nous sommes servis notamment :
 D’un marteau de géologue pour le prélèvement d’un échantillon de roche consolidée ;
 D’un Gps de type garmin pour la prise des coordonnées géographiques servant dans la localisation ;
 Des emballages pour conservation des échantillons prélevés ;
 Des carnets et marqueurs pour la prise des notes ;  D’un appareil photo numérique pour la prise des images ;  D’une boussole pour l’orientation.
C. Etape de laboratoire
Cette étape concerne les différentes analyses et différents traitements réalisés sur les données récoltées afin d’aboutir aux résultats sur lesquels se porteront les interprétations permettant ainsi d’apporter une contribution dans la zone sous étude.
1. Les analyses retenues pour notre étude sont les suivantes :
 L’analyse microscopique avec la confection des lames minces pour l’identification des minéraux constitutifs de la roche ;
 Une brève description macroscopique en se basant sur les caractéristiques physiques essentiellement telles que la couleur, la taille des grains ;
 La radio-analyse avec la fluorescence X et la diffraction X ;

Les appareils ayant servi à la réalisation de ces analyses sont :
 Un microscope électronique pour l’analyse microscopique ;
 Le diffractomètre de marque XR 4.0 EXPERT UNI pour les analyses de fluorescence et de diffraction ;
Les différents traitements de nos résultats sont effectués essentiellement au moyen d’un ordinateur portable HP avec un processeur Intel(R) Core(TM) i3-7020U CPU @ 2.30GHz 2.30 GHz :
 Le traitement des données de la gravimétrie et des images Landsat par la télédétection : une multitude des logiciels, ont été utilisés notamment : ArcGis 10.5, Géorose, PCI Géomatica 2018, Surfer 19, Oasis montaj 8.4.
 Le traitement des données issues de la diffraction et de la fluorescence X : Measure et X pert panalytical plus highscore 2008.
D. Etape de discussion
Nos différents résultats issus des différentes analyses sont non seulement discutés mais aussi confrontés aux résultats d’autres chercheurs afin de prendre position par rapport aux théories préexistantes en affirmant ou infirmant en fonction des récentes recherches effectuées ou menées en la matière.
7. Division du travail
Ce travail comprend, hormis l’introduction générale et la conclusion, six chapitres :
 Le premier chapitre dédié aux généralités sur la province du Kwilu et le secteur d’étude ;
 Le deuxième chapitre dédié à la caractérisation pétrographique des roches ;
 Le troisième chapitre aborde la caractérisation minéralogique des roches ;
 Le quatrième chapitre aborde la méthode de la gravimétrie ;  Le cinquième chapitre est dédié à la méthode de télédétection ;  Et enfin le sixième chapitre réservé aux discussions.

CHAPITRE I. GENERALITES SUR LA PROVINCE DU KWILU
Ce chapitre présente d’une manière générale et brève quelques aspects géographiques et géologiques de la province du Kwilu dans laquelle nous avions prélevé des échantillons pour notre étude.
I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE
I.1.1. Localisation
La province du Kwilu a une superficie de 78 441 Km². Elle est située entre la latitude 03°15’00’’S – 06°30’00’’S ; et la longitude de 16°30’00’’- 20°20’00’’ Est (fig. 1). La province du Kwilu occupe la partie centrale de l’ancienne province du grand Bandundu. Elle est limitée :
 au nord par la province de Mai-Ndombe ;
 au Sud par celle du Kwango ;
 à l’Ouest par celle du Kwango et de Kinshasa ;  à l’Est par la province du Kasaï.

Fig. 1: Carte administrative de la zone d’étude.
La province du Kwilu est divisée en 5 territoires à savoir :
 Bulungu ;
 Masi-Manimba ;
 Bagata ;
 Idiofa ;
 Gungu.
I.1.2. Relief
La topographie du grand Bandundu se dessine sur un schéma progressivement :
 élevé en se déplaçant vers le Sud jusqu’à la frontière angolaise à environ 1.000 m d’altitude ;
 incliné au point le plus bas vers le Nord à environ 300 m d’altitude.
La superficie de la province du Kwilu est le 1/3 de celle du grand Bandundu (Tricart & Cailleux, 1985).
Le relief caractéristique de la province de Kwilu est assimilé à des plaines entrecoupées par des vallées accidentées, de même pour la province du Kwango (Cahen & Lepersonne, 1952).
I.1.3. Climat
La province du Kwilu est située dans la zone tropicale et est caractérisée par deux saisons bien distinctes :
 la saison de pluie ;  la saison sèche.
La saison pluvieuse (saison chaude) compte 8 mois allant de septembre jusqu’au mois d’avril et est caractérisée par des fortes chutes de pluies. La saison sèche compte 4 mois et s’étend du mois de mai au mois d’août. Elle est caractérisée par :
 une période plus ou moins longue de sécheresse ;  des nuits relativement fraîches.
La température moyenne annuelle de la région varie entre 20 et 27 degrés.
I.1.4. Hydrographie
D’après le rapport du Ministère du Plan (2005), la province du Kwilu est traversée par de nombreux cours d’eaux : la rivière Kasai, la rivière Kwilu, la rivière Inzia, la rivière Kwenge, la rivière Lutshima, la rivière Lufuku, etc. Ces cours d’eaux coulent du Sud vers le Nord pour se déverser vers l’Ouest (Rodier, 1964).
I.1.5. Pédologie
La province du Kwilu est caractérisée par un sol d’areno-ferrals, (Ministère du plan, 2005). Les areno-ferrals sont des sols minéraux à profil A-C ou A-D, avec ou sans horizon A2, développé dans un matériau ferrallitique contenant moins de 20 % d’argile sur plus de 1 m de profondeur (Aubert & Duchaufour , 1956). Les sols argileux dans cette province sont de type férralitique.
I.1.6. Végétation
La province du Kwilu est couverte par une zone de savanes herbeuses très entrecoupées par des forêts galeries. Ces savanes constituent le logis de la faune de type herbivore (Compere, 1970 cités par Ndala, 2017).

I.1.7. Précipitations
Pour les totaux annuels des précipitations, Nicolaï (1963) donne les chiffres suivants :
 1582 mm à Kikwit ;
 1637 mm à Gungu ;
 1660 mm à Kisanji ;
 1682 mm à Kahemba.
Fehr (1994) donne une moyenne mensuelle de 1483 mm, avec un maximum de 1916 mm et un minimum de 1127 mm. De plus, quelques stations climatiques (Gungu, Kasanza) indiquent des précipitations moyennes supérieures à 1600 mm sur l’ensemble du plateau de Kwango.
Les précipitations décroissent quand on se dirige vers le Sud de la province ; toutefois, la pluviosité reste supérieure à 1500 mm.
I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE
La région du bassin du Congo est constituée de deux grands ensembles :
 le bourrelet annulaire ;  la couverture sédimentaire.
I.2.1. Formations de couverture
Les formations de couverture sont formées de bas vers le haut par la série du Kwango suivie du système de Kalahari.
a. La série du Kwango (290 m)
Du point de vue lithologique, la série du Kwango présente une succession de couches composées essentiellement :
 de grès ;
 d’argilites dont l’épaisseur totale atteint plus de 300 m.
Le quartz est très abondant dans la série, mais les éléments détritiques comprennent également des feldspaths kaolinisés et des minéraux détritiques. La kaolinite et les minéraux ferriques sont aussi abondants dans les argilites et dans le ciment des grès. L’âge de la série du Kwango a été attribué au Cénomanien (Crétacé) (Lepersonne, 1977).
b. Le système du Kalahari
Le système de Kalahari comprend deux séries reprises de haut en bas comme suit (De Ploey & al., 1968) :
 La série supérieure des sables ocres datant du Néogène ;
 La série inférieure des grès polymorphes attribuée au Paléogène.
a) La série des grès polymorphes (Paléogène)
Le terme des grès polymorphes a été introduit la première fois par Cornet (1894), pour désigner des meulières d’aspects variés. Il observa au Katanga in situ ces grès sur les collines de la Lofoie (plateau des Kundelungu). Ces grès se présentaient sous forme des bancs épais ou en blocs très grands (15 cm), compacts, rouges, vernissés ou d’aspects cariés.
Les grès polymorphes sont des roches dont l’extension est très vaste en Afrique. On en trouve au nord de l’Equateur dans la partie inférieure du continental terminal. En plus des argilites et des grès polymorphes, dans cette partie on a aussi (Lepersonne J., 1960):
 du sable ocre ;
 des grès ferrugineux ;
 des grès caractérisés par la présence des nombreux oxydes de fer.
Ils sont cimentés par la silice avec des lentilles calcaires ou argileuses souvent silicifiées. On n’y signale point de feldspath (Giresse, 1982)
La série des grès polymorphes comporte (Lepersonne J., 1960) :
 des sables blanc-de-neige qualifiés de très mobile au sommet ;
 des brèches à ciment de calcédoine ;
 des grès à tubulations probablement dues aux racines des plantes.
b) La série des sables ocres (Néogène) La série des sables ocres comprend en son sein :
 les sables ;
 les limons de teinte ocre, souvent blanchis en surface avec localement à la base des cuirasses limonitiques, parfois accompagnés des graviers ou carrément remplacés par des graviers.
Elle repose sur une surface d’érosion d’âge mi-tertiaire, avec une épaisseur atteignant 120 m. (De Ploey et al., 1968)
I.2.2. Les formations du soubassement
L’absence de fossiles d’importance stratigraphique dans cette partie complique l’étude de ces formations. L’ensemble étant pauvre en fossile et les quelques microfossiles n’ont pas permis de tirer des conclusions stratigraphiques. Nous avons donc des grès rouges datés du carbonifère, et les grès calcareux (Claeys, 1947 cité par Ndala, 2017).
I.3. CONCLUSION PARTIELLE
Sur le plan géographique, le Kwilu est dominé par le climat tropical. Son réseau hydrographique est très dense et varié.
Sur le plan géologique, la région du bassin du Congo est constituée de deux grands ensembles :
 le bourrelet annulaire ;  la couverture sédimentaire.
La formation de couverture est formée de bas vers le haut par la série de Kwango suivie du système de Kalahari. Le système de Kalahari est formé de :
 la série supérieure des sables ocre datant du Néogène ;
 la série inférieure des grès polymorphes attribuée au Paléogène (Zone d’étude).
Les formations du soubassement montrent l’absence de fossiles d’importance stratigraphique dans cette partie.

CHAPITRE II : CARACTERISATION PETROGRAPHIQUE DES ROCHES
Dans ce chapitre, nous décrivons les échantillons des roches à l’échelle macroscopique et à l’échelle microscopique.
II.1. DEFINITION DE LA PETROGRAPHIE
La pétrographie est une branche de la géologie qui s’occupe de la description des roches. Pour une meilleure observation visant à mettre en évidence les minéraux constitutifs de la roche non perçus par l’œil humain, nous faisons appel à la microscopie pour identifier qualitativement les différents minéraux que renferment les roches.
L’observation microscopique exige au préalable la préparation de l’échantillon de roche en biscuit puis en lame mince avec une épaisseur requise de 4 micromètres. Analysées tout d’abord avec la lumière polarisée non analysée (LPNA) puis en lumière polarisée analysée (LPA), ces lames minces permettent une bonne observation des minéraux.
II.2. PRESENTATION DES ECHANTILLONS
Les échantillons concernés par ces deux méthodes d’observations sont repris dans le tableau 1 ci-dessous, avec leurs localités respectives.
Tableau 1: Présentation des échantillons

De plus une représentation cartographique des différentes stations d’observations des affleurements des roches consolidées essentiellement sont reprises dans la Fig. 2 ci-dessous.

Fig. 2: Carte d’échantillonnage des roches consolidées du secteur d’étude.
II.3. DESCRIPTION MACROSCOPIQUE ET MICROSCOPIQUE DES ECHANTILLONS DE ROCHES
Une observation visuelle nous a permis de décrire :
 les différentes roches rencontrées sur le site à l’échelle d’affleurement ;
 les échantillons pris de ces différentes roches.
Cette description est généralement basée sur la couleur de la roche, la taille des grains, etc. Les échantillons ont été attaqués à froid par l’acide chlorhydrique dilué à 10% pour déceler la présence des minéraux carbonatés (calcite). La non effervescence des échantillons attaqués dénote l’absence de la calcite.
 Echantillon KM246 A. Description macroscopique
L’échantillon KM246 est prélevé dans la localité de Gungu au niveau de la carrière de Bernard Félé non loin de la rivière Kintembo. Au toucher les grains se font sentir à peine car ils sont non seulement fins mais aussi fortement liés dans la matrice. La roche est (Fig. 3):
 massive ;
 de couleur brune en général ;
 partiellement tachetée en couleur blanche.

Fig. 3: Vue macroscopique de l’échantillon KM246.
B. Description microscopique
La roche présente une structure jointive mise en évidence par les grains des quartz de teinte blanche ou grise (LPA) et incolore (LPNA) liés dans une matrice argileuse de teinte blanche (kaolinite) (Fig. 4).
Ces grains craquelés sont fins, moyens et grossiers. Ils présentent des formes arrondies, subarrondies, subanguleuses et allongées. L’alignement des grains moyens et grossiers confère à la roche une linéation traduite par des variations des régimes hydrodynamiques.
La roche montre un mauvais classement des grains. D’après la classification de (Dott, 1964), il s’agit d’une arénite quartzeuse. Localement la roche montre un litage traduit par :
 des lits à grains fins ;  des lits à grains grossiers.  des lits à grains moyens.
Les lits à grains grossiers se trouvent entre les lits à grains fins et les lits à grains moyens.

Fig. 4: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA.

12
A. Description macroscopique
Cet échantillon de roche a été prélevé dans le site de Kakobola non loin de la chute de la rivière ; il est dominé par deux couleurs : le gris et le blanc. La partie blanche se rompt facilement au coup de marteau. La partie grise nécessite plusieurs coups de marteaux à cause de sa dureté. La roche est également massive (Fig. 5).

Fig. 5: Vue macroscopique de l’échantillon KM12
B. Description microscopique
Le microscope montre que la roche renferme une matrice argileuse imprégnée d’oxydes de fer de couleur sombre et englobant les grains des quartz de teinte blanche ou grise (LPA) et incolores (LPNA) (Fig. 6).
Ces grains, fins et moyens, ont des formes subarrondies, subanguleuses, anguleuses et allongées. Rarement on observe les grains grossiers isolés parmi les grains fins. Le classement de grains est mauvais. La roche présente une structure jointive ; il s’agit d’une arénite quartzeuse.

Fig. 6: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA.
05
Cet échantillon a été prélevé en amont du barrage poids de Kakobola. La roche dense et massive présente plusieurs couleurs en elle-même : le brun, la couleur rosâtre, … Ses grains sont fins avec une surface à peine granuleuse au toucher (Fig. 7).

Fig. 7: Vue macroscopique de l’échantillon KM05.
B. Description microscopique
Au microscope la roche présente une structure jointive soulignée par les grains des quartz de teinte blanche ou grise (LPA) et incolores (LPNA) (Fig. 8).
Ces grains sont légèrement craquelés, moyens et légèrement subarrondis. Le classement est bon c’est à dire les grains sont presque tous de même taille et de même forme. Il s’agit d’une arénite quartzite.

Fig. 8: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA.

70
La Fig. 9 ci-dessous présente un échantillon de roche de teinte claire essentiellement, facilement friable sans avoir besoin de donner au préalable quelques coups de marteau. On peut sentir au toucher la présence des grains fins non jointifs sans beaucoup de peine.

Fig. 9: Vue macroscopique de l’échantillon KM70
B. Description microscopique
Au microscope, la roche présente une structure jointive formée des grains de quartz de teinte blanche ou grise (LPA) et incolore (LPNA) (Fig. 10).
Ces grains sont englobés dans une matrice argileuse de couleur blanche. Ces grains faiblement craquelés sont : arrondis, subarrondis, anguleux, subanguleux et allongés. Parmi eux, on observe des grains grossiers isolés entre les grains moyens et fins. La roche renferme aussi des oxydes de fer en granules ou en imprégnation dans la matrice. Le classement est modérément mauvais.

Fig. 10: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA.
08
Cet échantillon de teinte claire en général avec localement des teintes sombres renferme des grains fins et est friable avec quelques coups de marteau. Il a été également échantillonné au niveau du village Kakobola non loin du site du barrage hydroélectrique (Fig. 11).

Fig. 11: Vue macroscopique de l’échantillon KM08
B. Description microscopique
La roche présente une structure jointive formée des grains de quartz de teinte blanche ou grise (LPA) et incolore (LPNA) englobés dans une matrice argileuse blanche (Fig. 12).
Ces grains, de forme arrondie, subarrondie, et subanguleuse à anguleuse sont légèrement craquelés. Ces grains de quartz sont moyens à grossiers. Le classement des grains est bon.

Fig. 12: Lame mince de l’échantillon avec en A au LPA et en B au LNPA.

Les données des anciens travaux de mémoires ((Kapita & Mbongo, (2019) ; (Katuku & Mboyo , 2017); (Lusilu & Mbangilwa, 2015)) et nos données nous permettent de réaliser la carte géologique de notre zone d’étude (Fig.13).

II.4. CONCLUSION PARTIELLE
Les observations microscopiques mettent en évidence la présence des grains de quartz craquelés en général dans une matrice de teinte blanchâtre.
La non effervescence des échantillons à l’acide chlorhydrique dilué à 10 % suggère une matrice de nature argileuse. Des études approfondies en la matière doivent être menées pour déterminer de manière plus précise la nature minéralogique de cette matrice.
La forme des grains de quartz est caractéristique des sédiments ayant subi un transport assez long avant de se déposer dans le bassin de sédimentation. Le nom de la roche serait une arénite quartzeuse d’après Dott, (1964).

CHAPITRE III. ANALYSE MINERALOGIQUE
La caractérisation des phases minéralogiques par la diffraction X et la détermination des éléments chimiques majeurs des matériaux rocheux par la fluorescence X permettent de mieux connaitre les matériaux rocheux et ainsi de les utiliser en fonction de leurs compétences rhéologiques respectifs dans le génie civil.
Dans le même ordre d’idées, cette caractérisation minéralogique permettra d’anticiper certaines réactions éventuelles entre l’environnement et les matériaux rocheux et prévenir certains risques potentiels pour la sécurité du barrage et des humains.
Ce chapitre nous permettra d’affirmer ou d’infirmer les hypothèses évoquées au niveau de l’introduction par la connaissance de la composition chimique et minéralogique des roches dans lesquelles se déroulent des réactions chimiques éventuelles pouvant expliquer la naissance des cavités par les processus de dissolution chimique des roches.
Ce chapitre traite de la diffraction X et de la fluorescence X, il donne aussi les résultats obtenus par ces méthodes et une conclusion partielle clôt ce chapitre.
III.1. LA DIFFRACTION X
Les spectres de diffraction X de nos échantillons ont été obtenus au moyen du diffractomètre à rayons-x de marque XR 4.0 EXPERT UNI du département de physique (Fig. 14). L’analyse des spectres de diffraction X nous permet d’identifier les minéraux constitutifs de la roche de manière très précise en plus d’en déterminer leurs pourcentages respectifs.

Fig. 14: Présentation du diffractomètre XR 4.0 EXPERT UNIT.
Cette analyse complète les observations microscopiques obtenues avec la confection des lames minces, elle pourra mettre en évidence d’autres minéraux éventuellement présents dans les roches.
III.1.1. Définition
La diffraction des rayons X est une technique d’analyse non destructive (de l’échantillon) pour la détermination qualitative et quantitative des espèces cristallines présentes dans un solide.
Les rayons X sont un rayonnement électromagnétique comme les ondes radio, la lumière visible, ou l’infra-rouge, rayons gamma dont la fourchette des longueurs d’onde caractéristique du domaine est comprise entre 0.01 à 0.00001 micromètre (Fig. 15).

Fig. 15: Spectre du rayonnement électromagnétique solaire.
III.1.2. Principe de la diffraction x
L’opération de la diffraction des rayons x consiste à appliquer un rayonnement de la longueur d’onde λ (0.01 < λ< 10nm) sur un échantillon.
Le rayonnement pénètre le cristal, il y a absorption d’une partie de l’énergie et excitation des atomes avec émissions de radiations dans toutes les directions. Les radiations émises par des plans atomiques qui sont en phases vont engendrer un faisceau cohérent qui pourra être détecté.
Cependant, pour que les radiations soient en phase, elles devront respecter la loi de Bragg (1912) ci -dessous.
En effet, en calculant les directions dans lesquelles on a le signal, on s’aperçoit que l’on obtient une loi très simple : si l’on trace des plans imaginaires parallèles passant par les atomes, et si l’on appelle d la distance entre ces plans (distance inter-réticulaire), alors les interférences sont constructives suivant la relation ci-dessous :

où :
 θ est la moitié de la déviation ;
 n un nombre entier appelé « ordre de diffraction », généralement petit (1, 2 ,3 par exemple) ;
 λ la longueur d’onde des rayons X ;
 d la distance entre deux plans réticulaires voisins.
Il ne pourra y avoir de réflexion des rayons X sur une famille de plans réticulaires donnés que si l’angle a une valeur bien particulière, calculée par la relation de Bragg Fig. 16 cidessous.

Fig. 16: Loi de Bragg donnant les directions où les interférences sont constructrices (https://images.app.goo.gl/9qVuqz2WaLxnqtdb7).
Nous utilisons la diffraction X par la méthode des poudres. Le lecteur intéressé pourra se référer à Gravereau, (2012)
III.1.3. Matériels et appareillage
Nous avons utilisé le même diffractomètre de Phywe en utilisant comme anticathode ou l’anode de Cuivre (Cu).
Les matériels utilisés sont les suivants (Fig. 17) :
 Des flacons en plastique ;
 Un bécher ;
 Des spatules ;
 Un mortier et un pilon en porcelaine ;
 Une balance ;
 L’eau distillée (H20) ;
 Un bassin (récipient) ;
 Des gants ;
 De l’acétone ;
 Une pommade vaseline ;
 Un pied gradué ;  Une paire de ciseaux ;  De la colle.

Fig. 17: Présentation de quelques matériels.
III.1.4. Mode opératoire
a. Préparation des échantillons
Après l’obtention des petits fragments des roches par plusieurs coups de marteau, nous avons ensuite procédé par les opérations suivantes afin d’obtenir une poudre fine et homogène de la roche pour cette analyse de diffraction.
1. Le broyage
Après le concassage, nous avons broyé les petits fragments des roches issus du concassage à l’aide d’un mortier et d’un pilon (Fig. 18).

Fig. 18: Différentes étapes du broyage.
2. L’étiquetage
Cette opération consiste à placer les échantillons des roches en poudre dans des emballages en plastique (des flacons) et y adjoindre une étiquette correspondant au numéro de la roche (Fig. 19).

Fig. 19: Opération de l’étiquetage pour l’analyse avec la poudre des roches.
III.1.5. Présentation des résultats
Nous avons fait varier 2 de 10° à 45°.
Hormis le logiciel Measure de PHywe, nous avons utilisé le logiciel « Panalytical Xpert Highscore plus » pour l’interprétation des résultats obtenus sous forme des spectres. Ce dernier logiciel comporte une base de données de « International Center of Diffraction Data » (ICDD) précisément dans sa base de données de PDF-2 qui traite uniquement les minéraux inorganiques.
Ce logiciel de traitement nous permet en effet de faire une étude qualitative et semiquantitative des minéraux dont les résultats sont repris sous forme des tableaux.
Nous présentons ci – dessous les spectres caractéristiques des échantillons KM05 (Fig. 20), KM08 (Fig. 21), KM12 (Fig. 22), KM70 (Fig. 23) et KM246 (Fig. 24) respectivement. Les tableaux (tableaux 2 à 6) ci – dessous reprennent respectivement les résultats des échantillons précités par le logiciel Panalytical X pert Highscore Plus.
KM05

Fig. 20: Spectres de l’échantillon KM05.
A : Spectre issu du logiciel Measure de PHYWE ; B : issu Panalytical Xpert Highscore.

Tableau 2: Phases minérales présente dans l’échantillon KM05

Ce tableau met à nu la composition de la roche, en montrant une abondance en quartz de 55 % suivi d’hydroxyde d’aluminium (25%) qui forment à eux seuls 80% de la composition de la roche.
La dolomite (5%) et la cristobalite (2%) sont en traces, mais elles peuvent générer des réactions et contribuer à la fragilisation de la roche. La première est facilement soluble dans l’eau chargée et la seconde est un minéral métastable. Elles peuvent être responsables de certains dégâts et en parti responsables de la naissance des cavités au sein des roches.
KM08

Fig. 21: Spectres de l’échantillon KM08.
A : Spectre issu du logiciel Measure de PHYWE ; B : issu Panalytical Xpert Highscore.

Tableau 3: Phases minérales présentes dans l’échantillon KM08

Cet échantillon de roche est composé :
 des silicates d’hydroxydes d’aluminium avec une proportion pondérale de 60% ;
 de la tridymite à 28% ;
 de la cristobalite avec 13%.

Fig. 22: Spectres de l’échantillon KM12.
A : Spectre issu du logiciel Measure de PHYWE ; B : issu Panalytical Xpert Highscore.

Tableau 4: Phases minérales présentes de l’échantillon KM12.

Cet échantillon de roche est composé :
 de silicates doubles de calcium et d’aluminium à 65 % ;
 des carbonates hydratés d’hydroxyde de fer et d’aluminium à 24 % ;  du quartz à 11 %.
Les phases silicatées représentent dans l’ensemble 76% contre les phases carbonatées.
KM70

Fig. 23: Spectres de l’échantillon KM70.
A : Spectre issu du logiciel Measure de PHYWE ; B : issu Panalytical Xpert Highscore.

Tableau 5: Phases minérales présentes dans l’échantillon KM70

Cet échantillon accuse une abondance en :
 quartz de 61% ;  tridymite de 23 %.
Il met en évidence également la présence des phases minérales riches en quelques métaux tels que le Zinc, le manganèse et le Nickel.

Fig. 24: Spectres de l’échantillon KM246.
A : Spectre issu du logiciel Measure de PHYWE ; B : issu Panalytical Xpert Highscore.
Tableau 6: Phases minérales présentes dans l’échantillon KM246

Cet échantillon de roche est riche en :
 quartz à 44 % ;  pentlandite à 35% ;  magnétite à 21%.
III.1.6. Interprétations des résultats
Les roches de notre zone d’étude sont riches en quartz.
On note aussi la présence des quelques minéraux carbonatés en proportion réduite tel que la dolomite et aussi du minéral argileux (kaolinite).
Ceci constitue une base de données riches en informations pouvant faciliter la prise de position face aux différentes hypothèses précédemment citées dans ce travail.
En effet, la présence des phases carbonatées peut expliquer la genèse des cavités observées à différentes profondeurs sous l’action des eaux chargées (eau acide) de la rivière Lufuku par les processus de dissolution chimique des minéraux (Fig. 25).

Fig. 25: Altération de la roche de l’ancien canal de déviation de l’eau acide de la rivière Lufuku.
Une fois la matrice argileuse détruite, nous pouvons clairement voir sur cette image les grains des sables isolés résultant de cette altération suite à une attaque purement chimique de l’eau de la rivière Lufuku (pH ≤ 4).
III.2. FLUORESCENCE X
III.2.1. Définition
La fluorescence est la propriété qu’ont certains atomes et molécules qui leur permet d’absorber un rayonnement à une longueur d’onde particulière, il s’en suit leur excitation automatique et d’une brève émission de ce même rayonnement à une longueur d’onde plus longue.
La fluorescence X fait partie de la spectrométrie qui est l’étude d’un spectre ou d’un rayonnement. Les différentes techniques d’analyse par fluorescence X sont fondées sur l’émission spontanée des rayons X au cours des interactions entre particules et atomes cibles. Elles se servent des différents phénomènes physiques comme l’effet photoélectrique et la diffraction des rayons X ( (Bernache, 1993) & (Rahmani, 2002)).
Les éléments de Na à U sont systématiquement déterminés par la spectrométrie de fluorescence X à dispersion d’énergie (Sharma, 2011).
Elle permet la détermination non seulement sur le plan qualitatif mais aussi quantitatif des éléments majeurs et traces dans une infinité de types d’échantillons.
III.2.2. Principes
Le rayonnement de fluorescence X est un rayonnement X produit par photo-ionisation (Jundt & Guillaume, 1998). L’électron d’une couche profonde d’un atome est éjecté lorsque l’atome absorbe un photon X, il y a ensuite émission d’un rayonnement X caractéristique à la suite du réarrangement du cortège électronique de l’atome. L’énergie du photon X émis est égale à la différence des énergies de liaison des électrons de l’atome impliqués dans ce réarrangement (Fig. 26.).
En terme plus simples, les échantillons subissent une excitation avec un rayonnement X, et nous procédons à l’analyse du rayonnement propre de l’échantillon réémis lors de la reprise de son équilibre, d’après Wetshondo, (2012).

Fig. 26: Principe de la fluorescence X (Corre, 1979)
III.2.3. Matériels
Pour bien mener cette analyse, nous nous sommes servis d’un marteau, d’un marqueur, des gans, d’un pied-à-coulisse, d’emballages (Markets) pour emballer les gros échantillons et d’un appareil photo.
Remarque : Les échantillons retenus pour cette analyse sont les mêmes que ceux analysés avec la microscopie (cfr tableau N°1).
III.2.4. Mode opératoire
Pour cette analyse nous nous sommes essentiellement servis de petits fragments des roches, dont les différentes étapes de la préparation sont reprises dans les lignes qui suivent.
1. La préparation des échantillons
Cette étape consiste à réaliser les opérations telles que le concassage des roches, afin d’avoir des fragments des roches de tailles requises pour l’analyse. Mais aussi procéder par le mesurage de leur diamètre à l’aide d’un pied à coulisse. Nous avons en effet opté pour l’analyse avec le monocristal qu’avec la poudre.
1.1. Le concassage
Cette opération consiste à réduire la taille des différents échantillons des roches afin d’obtenir les dimensions requises qui devront servir dans cette analyse, elle a été réalisée essentiellement à l’aide d’un marteau (Fig. 27).

Fig. 27: Echantillons des roches concassées (avec B. contenant les fragments des roches de taille retenue pour l’analyse à l’état cristal).
1.2. Le mesurage
Il est question de mesurer la taille (en centimètre) des échantillons des roches issus du concassage, c’est-à-dire des petits fragments des roches à l’aide essentiellement d’un piedà-coulisse (Fig. 28).

Fig. 28: Mesures des monocristaux des roches à l’aide du pied-à-coulisse.
2. Procédés de l’analyse
Elle passe par les différentes étapes que voici :
1. Placer tout d’abord l’échantillon de roche mesurée à l’aide du pied à coulisse dans le porte échantillon de l’appareil puis refermer (Fig. 29) ;

Fig. 29: Placement de l’échantillon dans le diffractomètre.
2. Lancer l’analyse puis la programmer pour une heure (3600 secondes) ; nous pouvons en effet observer des variations sur l’écran de l’ordinateur tout au long de l’analyse (Fig. 30) ;

Fig. 30: Fonctionnement du diffractomètre.
3. L’énergie (35 KeV) envoyée déstabilise la roche en l’excitant suite l’absorption de ces rayonnements X à une certaine longueur d’onde par les atomes ou molécules (fluorophores : molécules ayant la propriété de se laisser traverser par la lumière) de la matière.
4. Le spectre qui en découle comprend en abscisse l’énergie en KeV (35keV) et en ordonné les impulsions. Il passe ensuite par un certain nombre des filtrages tel que le lissage, à l’aide du logiciel Measure, etc.
5. Le spectre caractéristique de l’échantillon reprend les différents pics avec leurs hauteurs respectives.
La détection des métaux caractéristiques se fait par comparaison avec une base des données reprenant les informations relatives à chaque pic ( et ) en fonction de leurs hauteurs à l’aide du logiciel utilisé afin d’identifier correctement les métaux correspondants.
III.2.5. Résultats et interprétations
Les résultats issus de la fluorescence nous permettent de caractériser chimiquement les échantillons sous étude.
KM05
Ci – dessous dans la Fig. 31, nous présentons le spectre caractéristique de l’échantillon KM05.

Fig. 31: Spectre de l’échantillon KM05.
Après la recherche dans la base de données du logiciel Measure de Phywe nous présentons dans le tableau 7 ci-dessous les éléments chimiques correspondant aux différents pics représentés dans le spectre ci-haut.

7: Eléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM05.

Remarque : Ce tableau est élaboré à l’aide du tableau de Mendeliev (tableau périodique) en se servant des valeurs maximales à travers leurs raies c’est-à-dire la raie et celle de pour chaque pic du spectre.
Cet échantillon des roches met en évidence un certain nombre des métaux avec un enrichissement en zinc, en fer et nickel.
KM08
Ci – dessous dans la Fig. 32, le spectre caractéristique de l’échantillon KM08.

Fig. 32: Spectre de l’échantillon KM08
La recherche dans la base de données du logiciel Measure de Phywe nous permet d’élaborer le tableau 8 ci-dessous reprenant les éléments chimiques identifiés.
8: Eléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM08

La chimie de cet échantillon de roche est donnée dans le tableau ci-haut, le nickel et le zinc y sont également comme dans l’échantillon précédent.
KM12
Ci – dessous dans la Fig. 33, nous présentons le spectre caractéristique de cet échantillon.

Fig. 33: Spectre de l’échantillon KM12
Après la recherche dans la base de données du logiciel Measure de Phywe, nous présentons ci-dessous un tableau avec les éléments chimiques correspondant à nos pics.

9: Eléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM12

Le zinc et le nickel sont également présents en proportion considérable compte tenu de la hauteur des pics dans le spectre de l’échantillon.
KM246
Ci – dessous dans la Fig. 34, nous présentons le spectre caractéristique de l’échantillon KM246.

Fig. 34: Spectre de l’échantillon KM246

La recherche dans la base de données du logiciel Measure de Phywe nous a fourni les résultats repris dans le tableau 10 ci-dessous.
Tableau 10: Éléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM246

Les métaux caractéristiques de cet échantillon sont répertoriés dans ce tableau, avec une abondance en zinc, manganèse et nickel.
KM70
Le spectre caractéristique de cet échantillon de roche correspond à la Fig. 35 suivante :

Fig. 35: Spectre de l’échantillon KM70
La recherche dans la base de données du logiciel Measure de Phywe nous a fourni les résultats repris dans le tableau 12 ci-dessous.
Tableau 11: Éléments chimiques en fonction des différents niveaux d’énergie pour KM70

Cet échantillon de roche est caractérisé par une diversité des métaux, sans compter le zinc et le nickel qui sont quasiment présents dans toutes les roches et avec des grandes hauteurs dans les spectres.
III.3. COMPARAISON MINERALOGIQUE ENTRE LES GRES POLYMORPHES ET LES GRES TENDRES
Les échantillons KM08, KM70 et KM12 représentent les grès tendres et les échantillons KM05 et KM246 les grès polymorphes.
Les résultats issus de la fluorescence X montrent pour les échantillons des grès tendres une abondance en :
 manganèse (Mn) ;  nickel (Ni) ;  zinc (Zn).
Dans les grès polymorphes par contre, le manganèse a été substitué par le fer comme métal principal, le Ni et le Zn y sont également.
Du point de vue phases minérales, nous avons une abondance en quartz dans les deux types des roches, avec en particulier une abondance des minéraux riches en Zinc dans les grès tendres. Les grès polymorphes comportent des phases minérales riches en Fe et Ni, en plus de celles qui sont carbonatées telle que la dolomite.
III.4. CONCLUSION PARTIELLE
En effet, l’observation microscopique au moyen des lames minces a mise en évidence la présence des arénites quartzeuses dans une matrice de teinte blanchâtre.
La diffraction X met en évidence les minéraux siliceux avec une abondance en quartz, les minéraux carbonatés et ferrifères sont également présents.
La fluorescence X indique une abondance en Zinc et en Nickel d’une manière générale, avec en particulier une abondance :
 du fer dans les grès polymorphes ;  du manganèse dans les grès tendres.
CHAPITRE IV : APPORT DE LA METHODE PAR GRAVIMETRIE
Ce chapitre a deux objectifs :
 l’étude de la structure géologique de la zone d’étude ;
 l’étude de la variation de la densité des formations rocheuses présentes dans la zone sous étude.
Nous présentons dans ce chapitre :
 les notions de base relatives à la gravimétrie ;
 les différents traitements,
 les résultats correspondants présentés essentiellement sous forme cartographique ;  une conclusion partielle.
IV.1. DEFINITION
La gravimétrie est une méthode géophysique qui consiste à la mesure du champ de gravité. Elle permet de détecter les variations de densité selon la composition des terrains à partir de la mesure du champ de gravité g comparée à une valeur de référence ց0. ց0 est la valeur de g mesurée sur le géoïde (Dubois & al., 2011).
Le champ de gravité est la résultante de la force d’attraction universelle et de la force centrifuge due à la rotation de la Terre (maximale à l’équateur et nulle aux pôles). La gravité se mesure en milligal (mGal), 1 mGal étant égal à 10-5 m.s-2 (Bonvalot, 2010).
Le géoïde est défini par la surface équipotentielle correspondant à la surface des océans au repos.
Une étude structurale basée sur l’interprétation des cartes d’anomalies gravimétriques du site hydroélectrique et ses environs s’avère nécessaire pour améliorer les connaissances à l’échelle de son étendue.
IV.1.2. Différentes corrections gravimétriques
La Terre n’étant pas totalement sphérique (aplatie aux deux pôles), elle est approximée par un ellipsoïde de révolution, appelée aussi géoïde. Ce géoïde servira de niveau référence pour les corrections des données gravimétriques.
Les données gravimétriques sont l’objet de plusieurs corrections (Bonvalot, 2010). Néanmoins nos données téléchargées ont subi une correction topographique (Chouteau, 2002) et les effets de plateau (Dubois & al., 2011).
IV.2. METHODOLOGIE ET MATERIELS UTILISES
Les données gravimétriques relatives à notre zone d’étude proviennent de la base des données du Bureau International de Gravimétrie et Géodésie (https://bgi.obs-mip.fr). La base des données est établie à partir de 4966 stations. Les données utilisées dans notre travail ont été téléchargées au mois d’Août 2021. Ces données, de résolution de 150 m, sont :
 des anomalies gravimétriques à l’air libre ;  corrigées afin d’avoir des anomalies de Bouguer.
Nous appliquons des filtres aux anomalies Bouguer pour tirer des informations recherchées par cette étude.
IV.2.1. Les données satellitaires
Les données concernées par cette étude sont :
 de type SRTM pour la topographie (Fig. 36) ;
 des données des anomalies à l’air libre de type texte (Fig. 37).

Fig. 36: Carte de la distribution de l’effet des plateaux krigés.

Fig. 37: Carte des anomalies à l’air libre krigée de la zone d’étude.
Les cartes des anomalies à l’air libre et celle des effets de plateaux obtenues ci-dessus nous permettent par leur différence d’obtenir la carte des anomalies de Bouguer simples ( )
(Fig. 38) par la relation :
= ց − ց + 0.3086 ℎ – 0.0419
avec :
 ց − ց + 0.3086 ℎ: le membre correspondant aux anomalies à l’air libre, ℎ sa hauteur et la valeur de g mesurée ;

Fig. 38: Carte d’anomalies de Bouguer simples.
Sur la carte ci-dessus, nous observons les faits suivants :
 en fonction de l’intensité de l’anomalie nous avons des faibles valeurs d’anomalies de l’ordre de -120 mGal à -100 mGal (en couleur bleu ciel) dans toute la partie NW mais également du côté SSE de la carte ;
 la partie centrale, le côté NE et le SW de la carte sont dominées par des valeurs élevées d’anomalies de Bouguer allant de -95 mGal à – 50 mGal dominées par une coloration jaune à rouge.
IV.3. TRAITEMENT ET ANALYSE DES DONNEES
Le traitement des données est effectué afin de représenter les données sous forme des cartes, et histogramme à l’aide d’un ordinateur équipé des logiciels appropriés pour cette tâche. Des logiciels appropriés ont permis la réalisation des différentes cartes :
 de gradients directionnels grâce au logiciel ArcGIS 10.5 ;
 de densité apparente, de dérivée directionnelle et de fractures grâce au logiciel Oasis Montaj 8.4. ;
 d’anomalies régionales et résiduelles grâce au filtrage opéré par le logiciel Surfer 19 ;
L’histogramme des fréquences de profondeur des fractures est réalisé en utilisant le logiciel Grapher 15.
Le filtre de gradient directionnel
Réalisé dans plusieurs directions notamment Nord-ouest, Nord-Est, Nord et Est, le filtrage de gradient directionnel permet de mettre en évidence les fractures ou les différents contacts lithologiques probables à travers le gradient maximum. Ces contacts (sous formes des linéaments) entre les roches de densités différentes peuvent en gravimétrie exprimer soit :
 une fracture ;
 un changement brusque de lithofaciès, surtout si les couches se terminent en biseaux.
On parle en effet des linéaments gravimétriques.
Le filtre passe-haut et le filtre passe-bas
Le filtre passe-haut donne des informations géologiques d’origine superficielle (≤ 500 m). Le filtre passe- bas révèle des informations qui se rapportent au substratum (≥ 500 m).
Les structures géologiques d’origine profonde en provenance du substratum magmatique ou métamorphique et donc régionale caractérisées par des basses fréquences. Celles d’origine superficielle par des hautes fréquences correspondant à la couverture sédimentaire dites anomalies résiduelles peuvent donc être étudiées sur base des fréquences reprises sur la carte d’ .
Le filtre de densité apparente
Il permet d’identifier la répartition des roches en fonction de leur densité à travers la carte qui en découle et nous donne un aperçu sur la densité des matériaux rocheux présents dans notre zone d’étude.
Le filtre de dérivée directionnelle (en anglais « Tilt Derivative »)
Ce filtre combine à la fois la dérivée horizontale et la dérivée verticale des anomalies de Bouguer. Il joue en effet le même rôle que le filtre de gradient directionnel.
Le filtre de déconvolution d’EULER
Ce filtre permet d’identifier les sources des anomalies gravimétriques et met en évidence les informations des structures géologiques telles que les dykes, les silts, failles, les contacts lithologiques, les anticlinaux, synclinaux, les structures en dômes, etc.
IV.4. PRESENTATION ET INTERPRETATTION DES RESULTATS
IV.4.1. Résultats par le filtre passe bas et le filtre passe haut
Les résultats donnés par le filtre passe-bas et passe-haut appliqués aux anomalies de Bouguer simples sont respectivement représentés sur les fig. 39 et 40.

Fig. 39: Carte d’anomalies régionales.

Fig. 40: Carte d’anomalies résiduelles.
Nous avons utilisé les méthodes de séparation régionale-résiduelle à l’aide des filtres passe bas et passe haut, pour mieux observer les anomalies d’origine profonde (anomalies régionales) de celles qui sont superficielles dites anomalies résiduelles.
Grace à ce filtrage nous remarquons que la couverture superficielle étouffe ou cache la vraie réalité du terrain. En effet, contrairement à ce qui a été observé avec la carte d’ , la carte d’anomalies régionales montre clairement qu’en plus des parties NW et SSE où les faibles anomalies sont très importantes, il y a également toute la partie centrale avec des anomalies allant de -104 mGal à 90 mGal. Nous pouvons en effet suggérer la présence des fossés au niveau du socle rempli des formations rocheuses de faible densité. Seules la partie SW et l’extrémité de la partie NE présentent des valeurs élevées d’anomalies (zones favorables).
En examinant attentivement la carte d’anomalies résiduelles, on peut clairement constater que les faibles anomalies observées sur la carte d’ découlent de celle-ci. Cela sousentend que les anomalies observées à la surface ne font qu’épouser la réalité leur imposée par les structures géologiques (anomalies) d’origine profondes en grande partie.
Les deux cartes se ressemblent surtout du point de vue de la répartition de l’intensité des anomalies. Cependant, sur la carte d’anomalies régionales il y a un lissage du relief prouvant que les aspérités observées sur la carte d’ sont essentiellement liées aux formations rocheuses superficielles.
La carte d’anomalies résiduelles ressemble quasi-totalement avec celle de l’ du point de vue des aspérités liées au relief. On comprend que ceci serait l’œuvre des structures géologiques d’origine superficielle qui tentent de remplir le fossé et d’effacer la vraie réalité du terrain.
Cependant la répartition des faibles valeurs sur la carte d’anomalies résiduelles épouse celle de la carte des anomalies régionales. Il peut s’agir des matériaux de faibles densités remplissant le fossé déjà présent ; ceux par contre qui remplissent la partie centrale de la carte sont plus denses.
Les faibles anomalies causées par les structures superficielles se concentrent dans la partie NW et le la partie SSE allant de -120 mGal à -100 mGal.
IV.4.2. Résultats par le filtrage directionnel
Les filtres directionnels appliqués suivant les orientations Nord-ouest (Fig. 41), Nord-Est (Fig. 42), Nord (Fig. 43) et Est (Fig. 44) donnent les résultats ci-après :

Fig. 41: Carte de fractures issue du gradient directionnel Nord-Ouest.
A : Carte de fractures en 2D ; B : Carte de fractures en 3D ; C : Directions préférentielles des fractures (flèche rouge) et D : Direction préférentielle des fractures (flèche noire).
Sur la figure ci-dessous, on peut apercevoir que les fractures :
 ont une orientation préférentielle de NE-SW comme le montre clairement la rose de vent ;
 sont perpendiculaires à la direction du filtrage mis en œuvre.

Fig. 42: Carte de fractures issue du gradient directionnel Nord-Est.
A : Carte de fractures en 2D ; B : Carte de fractures en 3D ; C : Directions préférentielles des fractures (flèche rouge) et D : Direction préférentielle des fractures (flèche noire).

Fig. 43: Carte de fractures issue du gradient directionnel Nord.
A : Carte de fractures en 2D ; B : Carte de fractures en 3D ; C : Directions préférentielles des fractures (flèche rouge) et D : Direction préférentielle des fractures (flèche noire).
Les fractures et les contacts lithologiques sont en effet quasi perpendiculaires à la direction du filtre appliqué.

Fig. 44: Carte de fractures issue du gradient directionnel Est.
A : Carte de fractures en 2D ; B : Carte de fractures en 3D ; C : Directions préférentielles des fractures (flèche rouge) et D : Direction préférentielle des fractures (flèche noire).
Les fractures ou les contacts lithologiques ont une direction préférentielle Nord-Sud. Les fractures et les contacts lithologiques probables sont donc perpendiculaires à la direction du filtrage appliqué comme l’atteste la fig. 44.
IV.4.3. Résultats par le filtre de la densité apparente
La carte de densité apparente obtenue à partir du filtre de la densité apparente est présentée sur la fig. 45.

Fig. 45: Carte de densité apparente. Le figuré triangulaire en blanc sur la carte correspond au site du barrage hydroélectrique de Kakobola.
En examinant la carte de densité apparente de notre zone, on observe sur une profondeur moyenne de 50 mètres une diversité des matériaux de nature différente. Les matériaux avec une très faible densité en bleu foncé et clair occupent quasiment toute la partie NW de la carte ainsi que la partie SE conformément à ce qui a été remarqué avez les cartes d’anomalies de Bouguer. Une observation minutieuse de la carte révèle un brassage des roches.
Le barrage de Kakobola n’est donc pas totalement hors du danger compte tenu de la densité moyenne des matériaux rocheux qui s’y trouvent.
V.4.4. Résultats par le filtre de dérivée directionnelle
Le filtre de dérivée directionnelle appliqué aux anomalies de Bouguer met en évidence des réseaux des fractures matérialisées par des lignes de couleurs rouges sur la fig. 46.

Fig. 46: Carte des fractures.
La direction préférentielle de ce réseau des fractures est du Nord vers le sud.
Le réseau des fractures latérale et verticale ou contacts lithologiques se trouve à une profondeur comprise entre 0 m et 300 m.
Le barrage de Kakobola matérialisé par le figuré triangulaire en blanc en plein Nord de la carte a donc été construit le long d’une fracture.
V.4.5. Résultats par le filtre de la déconvolution d’Euler
La carte de profondeur des fractures révélée par le filtre de la déconvolution d’Euler est représentée sur la fig. 47.

Fig. 47: Carte de la profondeur des fractures.
En observant minutieusement la carte, nous remarquons que la carte est dominée par les fractures dont la profondeur varie de 250 m à 750 m et de 750 à 1500 m d’une manière générale. Celles ayant une profondeur en dehors de ces fourchettes ne sont que très peu représentées dont les plus profondes vont au-delà de 3000 m.
Pour plus de précision nous avons élaboré un diagramme reprenant en ordonnée la fréquence de chacune des classes des profondeurs rencontrées dans la région (Fig. 48).

Fig. 48: Diagramme des profondeurs des fractures.
Cette figure comporte en ordonnée les fréquences et en abscisse les profondeurs correspondantes. La classe des profondeurs de 500 m à 1000 m est la plus représentée dans cette région.
IV.5. CONCLUSION PARTIELLE
La gravimétrie nous a permis d’avoir des informations relatives à l’étude structurale de notre secteur d’étude et des informations en rapport avec la profondeur de différents réseaux des fractures. De plus la gravimétrie a mis en évidence la répartition des matériaux rocheux en termes de leur densité sur l’ensemble du site.
Le barrage de Kakobola repose sur une fracture qui se situerait à une profondeur comprise entre 250 m et 1500 m. Les fractures présentent différentes orientations dont le NE-SW préférentiellement, NW-SE et NNE-SSW. Le barrage de Kakobola reposerait sur des matériaux rocheux de densité comprise entre 2.35 et 2.44. Les zones de très faibles anomalies indiqueraient la présence de plusieurs fossés.

CHAPITRE V : APPORT DE LA METHODE PAR TELEDETECTION
Ce chapitre vise par la méthode de télédétection l’identification des cavités probables dans notre secteur d’étude afin d’évaluer l’ampleur du phénomène de dissolution ainsi qu’un apport du point de vue structural, outre les connaissances générales régissant la méthode d’étude appliquée.
V.1. DEFINITION
D’après Fontanel & Guy, (2010), la télédétection est un ensemble des techniques mises en œuvre à partir d’avions, de ballons, de satellites, de navettes spatiales, de stations orbitales, et ayant pour but d’étudier soit la surface de la Terre (ou d’autres planètes), soit l’atmosphère, en se basant sur les propriétés des ondes électromagnétiques émises, réfléchies ou diffractées par les différents corps observés.
V.2. QUELQUES NOTIONS DE BASE
Nous allons ici définir quelques concepts de base qui régissent la méthode de télédétection. Il s’agit entre autres du spectre électromagnétique, la réflectance, signature spectrale, interaction onde- matière, etc.
La télédétection implique donc une interaction entre l’énergie incidente et les cibles. Le processus de la télédétection au moyen de systèmes imageurs comporte les sept étapes ciaprès (Fig. 49).

Fig. 49: Interaction de l’énergie incidente et les cibles (Centre canadien de télédétection ,
2010)
a) Source d’énergie ou d’illumination (A)- À l’origine de tout processus de télédétection se trouve nécessairement une source d’énergie pour illuminer la cible.
b) Rayonnement et atmosphère (B) : Durant son parcours entre la source d’énergie et la cible, le rayonnement interagit avec l’atmosphère. Une seconde interaction se produit lors du trajet entre la cible et le capteur.
c) Interaction avec la cible (C) : Une fois parvenue à la cible, l’énergie interagit avec la surface de celle-ci. La nature de cette interaction dépend des caractéristiques du rayonnement et des propriétés de la surface.
d) Enregistrement de l’énergie par le capteur (D) : Une fois l’énergie diffusée ou émise par la cible, elle doit être captée à distance (par un capteur qui n’est pas en contact avec la cible) pour être enfin enregistrée.
e) Transmission, réception et traitement (E) : L’énergie enregistrée par le capteur est transmise, souvent par des moyens électroniques, à une station de réception où l’information est transformée en images (numériques ou photographiques).
f) Interprétation et analyse (F) : Une interprétation visuelle et/ou numérique de l’image traitée est ensuite nécessaire pour extraire l’information que l’on désire obtenir sur la cible.
g) Application (G) : La dernière étape du processus consiste à utiliser l’information extraite de l’image pour mieux comprendre la cible, pour nous en faire découvrir de nouveaux aspects ou pour aider à résoudre un problème particulier. Domaines d’applications (Centre canadien de télédétection , 2010).
V.3. AFFAISSEMENTS
Il ne peut y avoir affaissements que si et seulement si en profondeur il y a de l’espace non occupé par les matériaux rocheux mais plutôt par l’air. L’air étant en moins dense que la roche aura tendance s’effrayer un chemin vers la surface. C’est ce qui justifie d’ailleurs l’absence de l’air au fur et à mesure que la profondeur devient importante. La nature a cependant horreur du vide. Elle aura en effet tendance par gravité à affaisser les matériaux se trouvant au-dessus afin de colmater ce vide à une profondeur donnée.
V.4. APPROCHE ET METHODOLOGIE
Nous avons téléchargé les images satellitaires gratuites, dont les images Landsat pour l’élaboration de la carte d’affaissements avec Landsat 8 avec une résolution de 30 mètres de côté où nous avons tout simplement clipper notre zone d’étude en plus des images SRTM (Shuttle Radar Topography Mission).
La zone d’étude étant dépourvue de la couverture nuageuse, les corrections liées à l’atmosphère ainsi que la correction radiométrique ne s’avèrent plus nécessaires car ayant des bonnes valeurs radiométriques qui caractérise correctement la zone d’étude. La correction géométrique quant à elle a été faite automatique par la NASA lors de l’acquisition des données par le satellite en date du 29 mai 2021, de ce fait nous avons des données déjà corrigées une fois le téléchargement qui a eu le 18 octobre 2021.
Le SRTM fait référence à des fichiers matriciels et vectoriels topographiques fournis par deux agences américaines : la NASA et la NGA (ex-NIMA) représentant le modèle numérique de terrain.
Un modèle numérique de terrain (MNT) en effet est une représentation de la topographie (altimétrie et/ou bathymétrie) d’une zone terrestre (ou d’une planète tellurique) sous une forme adaptée à son utilisation par un calculateur numérique (ordinateur).
V.5. TRAITEMENT DES DONNEES ET PRESENTATION DES RESULTATS
En géologie, la meilleure des représentations des résultats consiste en l’élaboration des cartes. Pour se faire, nous avons fait appel à un certain nombre des logiciels afin d’atteindre cette finalité.
 Carte des températures au sol
Le logiciel Envi comprend en un seul package des outils particulièrement avancés, mais néanmoins interactifs et faciles d’utilisation : analyse spectrale, correction géométrique, analyse topographique, analyse radar, fonctionnalités SIG raster et vecteur, support d’une large gamme de formats images, et encore bien d’autre possibilités.
Il nous a permis d’élaborer la carte des températures au sol (Fig. 50) en degré Celsius (BLST : bande line surface température).

Fig. 50: Carte de températures au niveau du sol.
Cette carte met en évidence la température au niveau du sol de notre zone d’étude. La couleur rouge indique une forte température. Les différentes gammes de température de notre zone d’étude sont indiquées par différentes couleurs.
Les parties centrale et le sud-ouest de la région semblent être dominées par des fortes températures. Les très faibles températures seraient localisées dans les tracés des cours d’eaux.

Suivant la décroissance de la température, les matériaux de la zone d’étude se succèderaient de la manière suivante :
 grès polymorphe ;
 grès tendre ;
 sables ;
 cavités et cours d’eau.
Carte des affaissements (des cavités)
Le logiciel ArcGIS a servi à l’élaboration de la carte des affaissements à partir de l’image SRTM. Les cavités sont mises en évidence par la superposition de la carte de températures et de la carte d’affaissements (Fig. 51). Les affaissements répertoriés pour ce cas de figure ont une valeur moyenne de 40 mètres de diamètre.

Fig. 51: Carte des cavités probables.
Les périmètres et surfaces des cavités calculés sont repris dans le tableau 12.
Tableau 12. Surfaces et des périmètres des cavités

Ce tableau ne reprend que ces résultats pour quinze cavités probables sur 114 cavités répertoriées.
De manière générale, ces cavités probables ont des surfaces non négligeables et très variables. En plus ces cavités accusent un alignement préférentiel le long des cours d’eau (rivière Lufuku à gauche et celle de Kwilu à droite).
Carte des linéaments
Les linéaments ont été extraits grâce au logiciel PCI Geomatica en utilisant l’image SRTM
(Fig. 52).

Fig. 52: Carte des linéaments
Les linéaments sont indiqués par les lignes rouges.
La carte des linéaments ci-haut nous permet d’apprécier le degré de fracturation dans la zone d’étude et d’en évaluer la direction préférentielle. Ces linéaments sont d’origine naturelle (géologique) et non anthropique. Ces linéaments ont une direction préférentielle NEN – SWS, suivie secondairement de la direction NWN – SES.
V.6. CONCLUSION PARTIELLE
Par le truchement de la carte des températures de la zone d’étude, la télédétection classe les différents matériaux rocheux de notre zone d’étude en :
 grès polymorphe ;
 grès tendre ;
 sable ;
 cavités et cours d’eau.
De plus les linéaments sont orientés préférentiellement suivant les cours d’eaux.
La région du barrage de Kakobola est donc parsemée des cavités de différentes superficies alignées préférentiellement comme la répartition des roches de faibles densités le long des cours d’eau.

CHAPITRE VI : DISCUSSIONS DES RESULTATS
La matrice de différents échantillons des grès analysés par la microscopie serait argileuse.
Pour la plupart des échantillons analysés à l’échelle microscopique, les minéraux des quartz sont craquelés, et la roche est ainsi fragilisée.
Les minéraux moins durs tels que les feldspaths, la calcite n’ont pas été observés. En effet ces minéraux ne résisteraient pas à l’altération durant un long transport. La matrice ne serait pas calcareuse vu la forme des grains de la majorité des échantillons analysés. Seul le minéral résistant, le quartz, est présent dans les lames minces analysées. Le quartz a été aussi observé sur le même site par Kapita B. & Mbongo D., (2019).
La diffraction X montre également une abondance en silice où le quartz est prépondérant. Les phases métastables de la silice, notamment la tridymite et la cristobalite, et les phases minérales carbonatées ont été observées.
La fluorescence X révèle la présence des métaux les plus abondants dans notre zone d’étude. Il s’agit du zinc, du nickel et du fer.
Les eaux de la rivière Lufuku sur laquelle est érigé le barrage hydroélectrique de Kakobola sont riches en nickel et en fer (Katuku G. & Mboyo M. (2017)). Ceci est en accord avec nos résultats sur la fluorescence X.
La gravimétrie nous révèle un réseau des fractures situées à différentes profondeurs de notre zone d’étude. Les fractures présentent différentes orientations dont la direction préférentielle est le NE-SW. De plus, en termes de leurs densités, les matériaux rocheux sont inégalement répartis sur le site d’étude. La densité des matériaux rocheux sur lesquels repose le barrage de Kakobola est comprise entre 2,35 et 2,44. Cette densité est inférieure à la densité moyenne de la terre. Les zones de très faibles anomalies indiqueraient la présence de plusieurs fossés.
A notre connaissance des études gravimétriques sur notre site d’étude n’existent pas.
L’étude par télédétection répartit les matériaux rocheux de notre zone d’étude en grès polymorphe, en grès tendre, sable et cavités remplies d’air ou d’eau. De plus les linéaments sont mis en évidence dans notre zone d’étude par la télédétection et sont orientés préférentiellement suivant les cours d’eaux. Des cavités des différentes superficies sont éparpillées sur la zone d’étude. Elles s’alignent préférentiellement le long des cours d’eaux au même titre que la répartition des roches de faibles densités.
La répartition des cavités sur notre site d’étude ne saurait pas être comparée à une répartition sur un autre site pour plusieurs raisons (dimensions du site, méthodes d’approche, etc.).
Par leurs dimensions et leur nombre, les cavités et gouffres influencent la géomorphologie de cette région qui s’apparente à un paysage karstique mais dans des grès ou des quartzites.
Les cavités et les gouffres de diverses dimensions ont été découverts en Amérique du Sud et même sur le continent africain (Truluck, 1992).
Les cavités mises en évidence par notre étude se situent dans des roches non carbonatées. Des cavités similaires sont signalées dans les grès carbonatés du Luxembourg ( (Botzem, 1987); (Knust & Weber, 1987)).
La genèse de différentes cavités et d’autres formes répertoriées dans les grès et les quartzites, se trouverait dans des phénomènes d’altération chimique ( (Willems & al., 1993); (Sponholz , 1994)) parmi lesquels des altérations hydrothermales ( (Urbani , 1981); (Galan & Lagarde , 1988)), la dissolution de la silice en grains ou sous forme de ciment (Galan & Lagarde , 1988) et des processus d’hydrolyse alcaline (Marker, 1976) sont avancés.
Selon certains chercheurs l’apparition des cavités dans les grès est due aux joints de stratification, fractures, failles et diaclases, joints de décompression ( (Chabert & Bigot, 1993); (Inglese & Tognini, 1993); (Willems & Vicat, 1993)).
La présence d’une couche plus résistante (de quartzite par exemple) ( (Vitek, 1987) ; (Bigot, 1990)) ou plus imperméable (schiste) ( (Callot , 1981); (Craft, 1987)) peut provoquer une érosion différentielle qui serait à l’origine des formes souterraines (cavités, grottes, conduits, …). Tel est le cas de notre zone d’étude dans laquelle nous avons une couche des grès polymorphes résistante nécessitant énormément d’énergie pour être brisés à cause de leur silicification (Keenen , 1983) contrairement aux grès tendres.
L’érosion par des cours d’eau souterrains ou des eaux de surface (Galan & Lagarde , 1988), la solifluxion (Galan & Lagarde, 1988), la déflation ou éolisation (Vitek, 1987), l’exfoliation (Galan & Lagarde, 1988), la suffosion (piping) (Willems & al., 1996), la désagrégation granulaire (Joyce, 1974), … peuvent aussi être des processus à l’origine des formes souterraines.
L’apparition des karsts dans les grès et les quartzites (Ford & Williams, 1989) serait favorisée par :
 une grande pureté minérale pour que les phénomènes karstiques ne soient pas bloqués par des résidus insolubles tels que des aluminosilicates ;
 une stratification épaisse, massive mais avec une fracturation bien marquée et largement espacée.
Les facteurs et processus favorisant la genèse de karsts quartzeuses ou karsts gréseux sont similaires ((Gori & al., 1993)).
Des altérations hydrothermales et météoriques (pluies, humidité…) pourraient être à la base de certaines formes karstiques ( (Martini, 1987); (Galan & Lagarde , 1988)). Les études menées sur la nature des eaux de surface et de percolation ont montré l’influence du caractère acide des eaux sur les karstifications ((Zawidzki & al., 1976) ; (Gori & al., 1993)).
Les fortes variations de température sont également mentionnées comme facteur de formation de ces gouffres, grottes et autres formes géantes trouvées en Amérique du Sud (Gori & al., 1993).
Nous adoptons l’appellation de « karst » selon Botzem (1987) et Knust & Weber (1987). Le karst caractérise les phénomènes de naissance des cavités et des morphologies propres aux roches carbonatées ou non carbonatées (ou ayant un ciment carbonaté en trace) tels que les grès, les quartzites et même les conglomérats.

Pour expliquer la genèse des cavités souterraines dans lesquelles coulent des rivières souterraines et celles observées en surface, nous proposons le schéma suivant pour le modèle conceptuel de notre zone d’étude (Fig. 53) :

60

Fig. 53: Modèle conceptuel de l’aménagement hydroélectrique de Kakobola (Ndala, 2022).

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 Les fractures observées en amont et en aval du barrage de Kakobola, la présence de la chute de la rivière Lufuku à l’endroit d’érection du barrage ainsi que d’autres chutes observées dans la région et les résultats issus de la gravimétrie et de la télédétection mettent en évidence une activité tectonique cassante non négligeable dans la région.

 Le terrain étant gréseux, avec en effet une double porosité, l’eau de la rivière Lufuku se fraye un chemin au travers de ces fractures. La porosité étant grande, l’infiltration l’est aussi. Il en découle d’une part la naissance des rivières souterraines (Mboyo & Katuku (2017)) et d’autre part l’assèchement de la rivière par infiltration au fil du temps.

 L’eau de la rivière Lufuku ayant un pH inférieur à 5 en moyenne (Katuku & Mboyo, (2017)) a un caractère acide. En effet lors de son écoulement à travers les fissures et les grains des roches, l’eau occasionne le phénomène de dissolution chimique des minéraux constitutifs de la roche. Les minéraux se dissolvent dans l’eau en fonction de leur solubilité. Le degré de dissolution des minéraux des roches est fonction de la durée de contact eau-roche et de la composition chimique de chacune de roches. C’est ce qui pourrait expliquer le fait que les grès polymorphes soient moins touchés par la naissance des cavités en leur sein car ils sont observés en surface au-dessus des grès tendres. L’infiltration des eaux à travers les fractures sera beaucoup plus rapide sans provoquer un grand endommagement des grès polymorphes. Ceci est en accord avec l’altération hydrothermale dû au caractère acide des eaux ((Zawidzki & al., 1976) ; (Urbani, 1978 ); (Martini, 1987 ); (Galan & Lagarde, 1988) ; (Gori & al., 1993)).
Par contre, favorisés par la porosité des fractures et la porosité intergranulaire, les grès tendres se trouvent imprégnés dans une eau acide. L’infiltration intergranulaire des eaux acides prend énormément du temps et de ce fait, l’eau acide endommage fortement la roche, générant ainsi des cavités souterraines.
 De plus les travaux antérieurs de recherche (Ndala I., 2017) effectués sur le site du barrage de Kakobola ont mis en évidence à travers les sondages la formation des roches meubles (sables) dans les grès tendres au fur et à mesure que la profondeur d’investigation augmente (Fig. 54).

Fig. 54: Vue macroscopique de la coupe lithostratigrapHie de la centrale hydroélectrique (Ndala, 2017).
La naissance de ce sable pourrait s’expliquer par le processus de suffusion (Willems § al., 1996). Le processus de suffusion peut également se dérouler dans les roches très friables telles que les grès tendres suite à l’écoulement des eaux souterraines, qui au cours de leur écoulement arrachent d’abord les grains très fins. On parle de pHénomène « Piping ». Plus tard, suite à la raréfaction des particules fines le processus peut faire apparaitre les conditions de la suffusion. Comme une forme d’érosion interne caractérisée par l’arrachement, le transport et le dépôt, sous l’effet d’un écoulement, des grains fins du squelette solide du sol concerné (Bonelli & al., 2012), la suffusion peut engendrer des cavités et des gouffres béants. Les cavités ont été observées sur notre zone d’étude grâce à la télédétection.
Notre zone d’étude est donc une zone assez complexe qui est le siège d’une diversité des processus responsables de la genèse des cavités tant superficielles que souterraines observées dans la zone qui aboutissent à des formes similaires aux terrains karstiques.

CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
A l’issu de ce travail nous pouvons retenir ce qui suit :
 La région de Kakobola et de ses environs est un terrain gréseux riche en quartz mais les polymorphes de la silice tels que la tridymite et la cristobalite, et les minéraux argileux et carbonatés tels que la dolomite et sjoegrenite ne sont pas présents surtout le site. Les roches gréseuses sont aussi riches en fer, nickel et zinc.
 La zone est parsemée de cavités et de fractures fragilisant ainsi le secteur. Les cours d’eaux longent ces fractures. La zone d’étude serait constituée de matériaux rocheux de faible densité dans lequel l’eau s’infiltrerait facilement, fragilisant ainsi le site sur lequel est érigé le barrage de Kakobola.
Pour permettre le bon fonctionnement de cet aménagement hydroélectrique de Kakobola dans les conditions susmentionnées ; nous recommandons :
1) Une surveillance méticuleuse réalisée par un équipement d’auscultation de pointe par des ingénieurs bien formés au contrôle de la stabilité des aménagements hydroélectriques sur terrains karstiques ;
2) L’injection des laits de ciment pour un colmatage et recouvrement imperméables des zones sensibles à l’eau.
3) Un déversement gravitaire depuis la surface.
4) De veiller au respect des différentes étapes de réalisation d’un projet de construction, partant du stade de l’identification en passant par la conception et la réalisation jusqu’à la mise en exploitation de l’ouvrage.
5) De bien veiller aux respects des normes qui régissent l’érection des barrages d’une manière générale mais en particulier celles se rapportant à un barrage poids pour ce cas de figure en tenant compte de la géologie locale.
6) Au gouvernement congolais de veiller au contrôle et à la vérification du déroulement des travaux au travers de ses entités qualifiées en la matière, par une contreexpertise.

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TABLE DES MATIERES
RESUME i
ABSTRACT ii
SOMMAIRE iii
EPIGRAPHE iv
DEDICACE (1) v
REMERCIEMENTS (1) vi
DEDICACE (2) vii
REMERCIEMENTS (2) viii
LISTE DES TABLEAUX ix
LISTE DES FIGURES x
LISTE DES ABREVIATIONS xii
INTRODUCTION GENERALE 1
1. Présentation et motivation 1
2. Hypothèses 2
3. Problématique 2
4. Objectif et intérêt du sujet 2
5. Choix du Sujet 2
6. Matériels et méthodes 3
CHAPITRE I. GENERALITES SUR LA PROVINCE DU KWILU 5
I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE 5
I.1.1. Localisation 5
I.1.2. Relief 6
I.1.3. Climat 6
I.1.4. Hydrographie 6
I.1.5. Pédologie 6
I.1.6. Végétation 6
I.1.7. Précipitations 7
I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE 7
I.2.1. Formations de couverture 7
I.2.2. Les formations du soubassement 8
I.3. CONCLUSION PARTIELLE 8
CHAPITRE II : CARACTERISATION PETROGRAPHIQUE DES ROCHES 9
II.1. DEFINITION DE LA PETROGRAPHIE 9
II.2. PRESENTATION DES ECHANTILLONS 9
II.3. DESCRIPTION MACROSCOPIQUE ET MICROSCOPIQUE DES ECHANTILLONS DE ROCHES 10
II.4. CONCLUSION PARTIELLE 16
CHAPITRE III. ANALYSE MINERALOGIQUE 17
III.1. LA DIFFRACTION X 17
III.1.1. Définition 17
III.1.2. Principe de la diffraction x 18
III.1.3. Matériels et appareillage 19
III.1.4. Mode opératoire 20
III.1.5. Présentation des résultats 21
III.1.6. Interprétations des résultats 29
III.2. FLUORESCENCE X 30
III.2.1. Définition 30
III.2.2. Principes 30
III.2.3. Matériels 31
III.2.4. Mode opératoire 31
III.2.5. Résultats et interprétations 33
III.3. COMPARAISON MINERALOGIQUE ENTRE LES GRES POLYMORPHES ET LES GRES TENDRES 38
III.4. CONCLUSION PARTIELLE 38
CHAPITRE IV : APPORT DE LA METHODE PAR GRAVIMETRIE 39
IV.1. DEFINITION 39
IV.1.2. Différentes corrections gravimétriques 39
IV.2. METHODOLOGIE ET MATERIELS UTILISES 39
IV.2.1. Les données satellitaires 40
IV.3. TRAITEMENT ET ANALYSE DES DONNEES 41
IV.4. PRESENTATION ET INTERPRETATTION DES RESULTATS 42
IV.4.1. Résultats par le filtre passe bas et le filtre passe haut 42
IV.4.2. Résultats par le filtrage directionnel 44
IV.4.3. Résultats par le filtre de la densité apparente 47
IV.4.4. Résultats par le filtre de dérivée directionnelle 48
IV.4.5. Résultats par le filtre de la déconvolution d’Euler 49
V.5. CONCLUSION PARTIELLE 50
CHAPITRE V : APPORT DE LA METHODE PAR TELEDETECTION 51
V.1. DEFINITION 51
V.2. QUELQUES NOTIONS DE BASE 51
V.4. APPROCHE ET METHODOLOGIE 52
V.5. TRAITEMENT DES DONNEES ET PRESENTATION DES RESULTATS 53
V.6. CONCLUSION PARTIELLE 55
CHAPITRE VI : DISCUSSIONS DES RESULTATS 57
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS 63
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 64
WEBOGRAPHIE 66