École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : PET · S2 · UE3 — Géologie et sédimentologie

  • Géologie structurale

    La géologie structurale étudie la géométrie des corps rocheux déformés (plis, failles, fractures) et les mécanismes qui les ont produits. Pour le pétrolier, elle est indispensable : la plupart des gisements sont piégés par des structures (anticlinaux, blocs basculés limités par des failles), la fracturation contrôle la productivité de nombreux réservoirs, et l’état de contraintes en profondeur conditionne la stabilité des puits et la fracturation hydraulique. Le bassin de Termit, où se trouvent les champs d’Agadem, est un rift dont les pièges sont majoritairement liés à des failles normales ; il sert de fil conducteur au cours. Le cours traite des contraintes et des déformations, du comportement mécanique des roches et des fractures, des failles, des plis et des grandes structures tectoniques, et enfin des méthodes de description géométrique (orientation, cartes, coupes, stéréogrammes).

    Objectifs d’apprentissage

    • Définir contrainte, contrainte effective et déformation ; calculer la contrainte verticale et utiliser le cercle de Mohr.
    • Expliquer le comportement élastique, fragile et ductile des roches et appliquer le critère de Mohr-Coulomb.
    • Décrire et classer failles, plis et fractures, et relier les régimes de contraintes (Anderson) aux structures observées.
    • Mesurer et exprimer l’orientation d’un plan et d’une ligne ; calculer pendage apparent, épaisseur vraie, rejet de faille.
    • Lire une carte géologique ou une carte isobathe et construire une coupe ; reconnaître les pièges structuraux.

    Prérequis

    Géologie générale (roches, tectonique des plaques, temps géologiques), trigonométrie de base (sinus, cosinus, tangente).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Contraintes et déformations
    2. Leçon 2 — Comportement mécanique des roches et fractures
    3. Leçon 3 — Failles, plis et structures tectoniques
    4. Leçon 4 — Géométrie des structures géologiques : mesures, cartes et coupes

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP (boussole, cartes, stéréogrammes), 30 h de travail personnel ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP, quiz, devoir) pour 40 % et examen terminal écrit (exercices de calcul, construction de coupe, questions de cours) pour 60 %.

    Bibliographie

    • Davis G. H., Reynolds S. J., Kluth C. F., Structural Geology of Rocks and Regions, Wiley.
    • Fossen H., Structural Geology, Cambridge University Press.
    • Mercier J., Vergely P., Tectonique, Dunod.
    • Ragan D. M., Structural Geology: An Introduction to Geometrical Techniques, Cambridge University Press.
    • Zoback M. D., Reservoir Geomechanics, Cambridge University Press.

  • Roches sédimentaires et bassins sédimentaires

    Plus de 70 % des surfaces continentales sont couvertes de roches sédimentaires, et la quasi-totalité du pétrole et du gaz est générée, stockée et piégée dans des séries sédimentaires. Comprendre comment se forment ces roches, comment elles s’organisent dans un bassin et comment on les corrèle d’un puits à l’autre est donc le cœur du métier de l’exploration. Ce cours de semestre 2 s’appuie sur des exemples nigériens : le bassin du rift de Termit, où se trouvent les champs du permis d’Agadem, les grès et argiles du bassin des Iullemmeden, les dunes et regs du Ténéré. Il traite des processus de sédimentation et de la diagenèse, de la classification des roches sédimentaires, des environnements et des bassins sédimentaires, et de la corrélation stratigraphique.

    Objectifs d’apprentissage

    • Décrire les étapes du cycle sédimentaire (altération, transport, dépôt) et quantifier le transport des grains (loi de Stokes, diagramme de Hjulström).
    • Classer une roche sédimentaire détritique, carbonatée, évaporitique ou organique, et décrire ses constituants.
    • Expliquer les processus diagénétiques (compaction, cimentation, dissolution) et leur effet sur la porosité des réservoirs.
    • Reconnaître les principaux environnements sédimentaires et les types de bassins, en particulier les bassins de rift comme Termit.
    • Réaliser une corrélation stratigraphique entre puits à partir de descriptions lithologiques et de diagraphies.

    Prérequis

    Géologie générale (minéraux, cycle des roches, temps géologiques, tectonique des plaques).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Processus de sédimentation : altération, transport et dépôt
    2. Leçon 2 — Classification des roches sédimentaires et diagenèse
    3. Leçon 3 — Environnements sédimentaires et bassins sédimentaires
    4. Leçon 4 — Corrélation stratigraphique

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP (granulométrie, reconnaissance d’échantillons, corrélation de diagraphies), 30 h de travail personnel ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP, quiz, devoir) pour 40 % et examen terminal écrit (questions de cours, exercices et exploitation de documents) pour 60 %.

    Bibliographie

    • Reading H. G. (dir.), Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy, Blackwell.
    • Nichols G., Sedimentology and Stratigraphy, Wiley-Blackwell.
    • Tucker M. E., Sedimentary Petrology, Blackwell.
    • Cojan I., Renard M., Sédimentologie, Dunod.
    • Selley R. C., Sonnenberg S. A., Elements of Petroleum Geology, Academic Press.