Messinienne de la Marge Provençale
5.1 Méthodologie et base de données
5.1.1. Données de carottes
Les données d’échantillons du fond marin sont de deux types : les carottes, échantillonnées lors de la mission CASSEIS (2009) avec le carottier à roche CNEXO-VILLE (BRGM ; Fig. 5-1), et les dragages échantillonnés dans les années 1960-1970 par le laboratoire de Géologie Marine de Luminy, et décrits par Froget (1967, 1972, 1974). Les carottes ont été étudiées macroscopiquement et en lames minces au microscope optique. Tous les points de carottages et de dragages sont géoréférencés. Ils ont été ajoutés au plan de position des lignes sismiques. Ils constituent les seuls points de calibration géologique et stratigraphique, étant donné l’absence de forage offshore sur le plateau continental provençal.
Figure 5- 1 : Carottier à roche de type CNEXO-VILLE utilisé lors de la campagne CASSEIS (2009) et photos de quelques échantillons carottés sur le fond marin.
5.1.2. Données de sismique
Les données de sismique utilisées dans cette thèse ont été acquises dans le cadre du chantier Méditerranée GdR « Marges » de l’INSU au cours de quatre campagnes marines sur le R/V TETHYS II : MAST5913 (2007-2009), MARSOLIG (2008), CASSEIS (2009) et CASSEIS II (2011). Dans le cadre de ces programmes des données provenant d’anciennes campagnes de sismique académiques et industrielles ont pu être utilisées: GL80 (TOTAL), RM84 (TOTAL), MARION (IFREMER), Me-Sea (IFREMER) et Carry (EOSYS). Ces données ont par ailleurs déjà fait l’objet de travaux (Gorini, 1993, Guennoc et al., 2000, Bache, 2008, Oudet, 2008). Nous avons également eu accès à une partie des profils sismiques originaux, en format papier, de
Leenhardt (1969) et de Degiovanni (non publié). Ces données sont synthétisées dans le tableau suivant (Table 5-1).
Campagne Participants Type CASSEIS II (Université
de Provence, 2011, chef de mission : F. Fournier)
Université de Provence (F. Fournier , A. Tassy, P. Léonide, R. Toullec) et BRGM (I. Thinon et F. Paquet).
Très Haute Résolution (THR). Sparker 50J monotrace (matériel SIG). Technicien d'acquisition (BRGM)
CASSEIS (Université de Provence, 2009chef de mission : F. Fournier)
Univ. de Provence (F. Fournier, J. Borgomano, A. Tassy, A. Fournillon); BRGM (I. Thinon) ; CNRS Univ. de Bretagne Occidentale (M. Rabineau), Univ. de Montpellier (J.J. Cornée)
Haute Résolution (HR, canon mini-GI, flûte 12 traces) + THR (sparker 50J monotrace). Sismique canon multitrace mise à disposition par GEOAZUR (technicien d'acquisition: INSU Toulon et BRGM).
MAST5913 (Université de Provence, 2007-2009)
Univ. de Provence (F. Fournier, C. Guyonnet-Bennaize)
Multitraces, Haute Résolution (Mini-GI) MARSOLIG (Université de Provence, 2008, chef de mission: P. Munch remplacé par P. Guennoc)
Univ. de Provence (F. Fournier, J. Oudet ; BRGM (P. Guennoc et I. Thinon); Univ. de Montpellier (J.-J. Cornée); Univ. Paris VI (C. Gorini); GEOAZUR (F. Sage, MO. Beslier); J. Bégot (technicien sismique UBO)
THR sparker 1000J, 6 traces (matériel de UBO);
THR Sparker 50J monotrace (SIG).
CARRY (Eosys, 2006) Multitraces, THR (Sparker)
MARION (Ifremer) Multitraces, HR
Me-Sea (Ifremer, 1991) Monotrace, HR
RM (Total, 1984) Multitraces, HR GL (Total, 1980) Multitraces, HR ZONE DE PLANIER (Leenhardt, Musée océanographique de Monaco, 1966) Monotrace, THR (Sparker 3000 J) Degiovanni (Laboratoire de géologie marine de Luminy) Monotrace, THR (Sparker)
Tableau 5- 1 : Synthèse des données sismiques utilisées. Seule l’unité d’appartenance du chef de mission est mentionnée pour les campagnes Marsolig, Mast59-13 et Casseis, l’équipage scientifique à bord rassemblant plusieurs institutions.
L’interprétation des données numériques a été réalisée dans le logiciel KingdomSuite 8.3. Les données sont géoréférencées dans le système de coordonnées UTM 31N. Ce logiciel facilite le travail d’interprétation en permettant le pointage des horizons sur les profils, mais aussi les vérifications au croisement des profils. Il permet d’en extraire des cartes interpolées en temps, et de les convertir en profondeur (Fig. 5-2).
Figure 5- 2 : Capture d’écran du logiciel Kingdom Suite pour l’interprétation des données numérisées.
Ces cartes de profondeur sont ensuite exportées en nuages de points sous forme de fichier ASCII XYZ (en temps et en profondeur) dans le géomodeleur gOcad afin de construire des surfaces et de les visualiser en 3D. L’interprétation de Julien Oudet sur les profils Me-Sea (Oudet, 2008) a été intégrée au modèle gOcad pendant cette étape. Les profils au format papier ont été utilisés pour l’interprétation géologique et la cartographie, mais pas intégrés au modèle numérique.
L’interprétation sismique est fondée sur les principes suivants:
la stratigraphie sismique (Mitchum et Vail, 1977) qui définit des unités stratigraphiques composées d’une succession de strates génétiquement liées et relativement concordantes appelées séquences de dépôt. Ces séquences de dépôts sont délimitées à leur base et à leur sommet par des limites de séquences discordantes ou concordantes (Fig. 5-3).
Figure 5- 3 : Quelques relations géométriques entre les réflecteurs et les limites de séquences de dépôt (d’après
Mitchum et Vail, 1977).
les corrélations géologiques terre-mer sur la base des analogies structurales, stratigraphiques et faciologiques avec les affleurements voisins à terre et les données de carottes (Fig. 5-4).
Les campagnes sismiques ont été divisées en trois zones distinctes : zone « Ouest », zone « Centrale » et zone « Est ». La zone Ouest se situe au large de la baie de Marseille et correspond à de la sismique très haute résolution inédite (campagne MARSOLIG-2008) ainsi que de la sismique pétrolière précédemment interprétée par Oudet (2008) dans la même zone et par Lofi
(2002) et Bache (2008) sur la marge du Golfe du Lion. Les forages en mer étant situés en dehors de la zone d’étude, le calage temporel des profils de MARSOLIG est réalisé à partir des recoupements avec les profils interprétés par Oudet (2008), et des carottes du fond marin disponibles. La zone Centrale se situe au Sud des calanques, limitée à l’Est et l’Ouest par les canyons de Cassidaigne et Planier. La zone Est se situe au Sud de l’unité du Beausset, de Cassidaigne au cap Sicié. Depuis les premières données de sismique offshore de Leenhardt et al (1969), la zone Centrale n’a plus fait l’objet d’étude de subsurface. Il est important de préciser que les données de sismique présentées dans ce chapitre sont inédites (campagnes CASSEIS, CASSEIS II, MARSOLIG, MAST59-13).
Figure 5- 4 : Méthode d’interprétation des données de sismique. En l’absence de données de puits sur le plateau continental, le lien terre-mer est privilégié pour interpréter les sismo-faciès.