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UNIVERSITE TUNIS EL MANAR

Facult des Sciences de Tunis

Dpartement de Gologie

MEMOIRE DE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUESECTION :LFST3

OPTION : GEOLOGIE DES BASSINS SEDIMENTAIRESIntitul :

Caractristiques sdimentologiques des systmes deltaques

influence de mare et de houle, exemples dans les environnements

actuels et les paloenvironnements

Elabor par :MOUAKHAR HamdiSoutenu le :Juin 2013Devant le jury compos de:

BEL HAJ ALI Nabiha PrsidentZARGOUNI Foued ExaminateurEL EUCH-EL KOUNDI Narjess Encadreur

Anne universitaire : 2012/2013


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Rsum :

Le delta est un milieu de dpt transitoire qui prend naissance lorsque le fleuve se dverse

dans la mer. Les deltas sont influencs par laction de la mare et de la houle. Gnralement,

la squence type est granocroissante et bathy-dcroissante.

Le delta de Mkong situ au Sud de Vietnam reprsente un exemple dun systme deltaque

actuel influence mixte de la mare et de la houle. Ce systme a eu une progradation instable

durant son volution.

Pour les systmes deltaques des paloenvironnements, la formation Fortuna et la formation

Saouaf reprsentent les meilleurs exemples tunisiens. Ces exemples montrent galement des

figures sdimentaires tmoins de laction mixte de la mare et de la houle dont la squence

type est granocroissante et bathy-dcroissante.

Mots cls : Delta-Mare-Houle-Granocroissante-Bathy-dcroissantesystme deltaque

actuel-Mkong- systmes deltaques des paloenvironnements-Fortuna-Saouaf.

Abstract:

The delta, a transitional deposit environment, is born when the river flows into the sea. Thedeltas are influenced by the action of tide and wave. Generally, the typical sequence is

coarsening and bathymetry-decreasing.

The Mekong Delta located in South Vietnam is an example of a current delta system with

mixed influence of tide and wave. This system has an unstable progradation during its

evolution.

For deltaic paleoenvironmental systems, the Fortuna formation and the Saouaf formation are

the best Tunisian examples. These examples also show sedimentary features witnessed themixed actions of the tide and the wave which the typical sequence is coarsening and

bathymetry-decreasing.

Keywords: Delta-Tide-Wave-Coarsening-Bathy-decreasing-current deltaic system-

Mekong- deltaic paleoenvironmental systems -Fortuna-Saouaf.


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DdicacesA tous, ceux que jai aim de tout

mon cur et aux quels je demeure fidle

jusqu lternit,

A mon cher pre Kamel qui ma

appris le sens de lexistence, du vouloir et

du bientre, celui qui a inspir

et a illumin mes rves,

A mes amis MESSAOUD Ahmed,

BRAHAM Skander, GHORBEL Zied dont la

prsence ma toujours t un grand

soutien moral et affectif et qui nont cess

de mencourager, de me motiver etsurtout demaider amliorer la qualit

du travail.


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Remerciement

Je voudrais exprimer ma profonde

reconnaissance mon encadreur, Madame El Euch-

El KoundiNarjess qui ma guid dans mes recherches,

Ses comptences scientifiques, son dvouementtotal pour la recherche, ses qualits humaines, ses

prcieux conseils ont t pour moi une source de

rconfort et dencouragement dans la ralisation de

ce travail

Quelletrouve dans ce mmoire la modeste

expression de ma reconnaissance, mon admiration et

mon ternelle gratitude,

Je tiens exprimer toute ma gratitude notre

prsident de jury Mme BEL HAJ ALI Nabiha pour

lintrt quelle a accord mon travail,

Je le remercie davoir accept de prsider le jury

de soutenance,

Jadresse mes trs sincres remerciements

lexaminateurZARGOUNI Foued. Il me fait lhonneur

davoir accept dexaminer ce travail. Sa prsence en

jury ne peut tre quenrichissante.


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Introduction :

Les deltas sont des milieux de dpt transitoire. Ils se forment lorsque le fleuve se dverse sa charge

en matriaux dans la mer, locan ou le lac. Ce dversement sera contrari par laction de la mer, par

consquent les sdiments seront disperss.En effet, les sdiments seront influencs par plusieurs actions. Les trois principaux facteurs sont

laction de la mare, laction de la houle et lapport fluviatile. Chaque action engendre des structures

sdimentaires caractristiques. Par ailleurs, le delta montre une morphologie dpendante de laction

prdominante.

Cette synthse bibliographique est restreinte aux deltas influence mixte de houle et de mare.

Le premier chapitre sera consacr une prsentation gnrale des diffrents types de deltas et aux

facteurs autocycliques qui les influencent. En suite, la squence deltaque typique sera prsente.

Le deuxime chapitre sera consacr aux systmes deltaques influence de la mare et de la houle

dans les environnements actuels. Le meilleur exemple montrant cette influence mixte est le delta de

Mkong.

Le troisime chapitre sera consacr aux systmes deltaques influence mixte de la mare et de la

houle dans les paloenvironnements. Deux exemples tunisiens seront traits ; la formation Fortuna et

la Formation Saouaf.


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Chapitre I :

Prsentation gnraledes deltas


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Chapitre I : Prsentation gnrale des deltas

A)Notion dun delta :L'embouchure d'un cours d'eau est une ouverture de la cte par laquelle il se dverse en mer

avec sa charge de matires en suspension.

Lorsque ce dversement est contrari par l'action de la mer (effets de la mare, de la houle et

des courants), les sdiments sont dplacs ou disperss.

Un estuaire sinstalle lorsque laction de la mer est nettement dominante, o on aura un

contact entre eaux douces et eaux sales.

A l'inverse, si la mer ne peut s'opposer aux dversements d'alluvions transportes par le cours

d'eau, une phase de construction deltaque commence, durant laquelle les matriaux sedposent et s'agglomrent.

Les deltas se forment lexutoire dun bassin versant fluviatile qui fournit leau, les sdiments

et les apports chimiques qui dbouchent dans la zone ctire (Figure 1). Cette dernire peut

tre une bordure de mer ou dun lac. Le pourtour du bassin versan t est gnralement dlimit

par des zones forts gradients topographiques. Elles sont caractrises par des dpts de

cnes alluviaux er rivires en tresse. Dans les parties plus distales du bassin versant, le relief

sestompe, et de larges plaines alluviales se forment, o saccumulent les sdiments fluviatiles

par aggradation verticale en priode de subsidence (Allen, 1989).

Figure 1: Morphologie d'un delta (Beauchamp, 1989)


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Lorsque le fleuve dbouche en mer, les courants fluviatiles subissent une dclration de leur

vitesse suite laugmentation brusque de la section dcoulement. Par consquent, la majeure

partie des sdiments transports par la rivire se dpose. Ainsi se forme un delta (Allen,

1989).

B)Composantes morphologiques dun delta :Au fur et mesure des apports de sdiment par le fleuve, le delta prograde en mer et

sorganise selon un schma morphologique gnrale qui regroupe : la plaine deltaque, le

front du delta et le prodelta (Figure 1).

1) La plaine deltaque : cest la partie visible du delta et qui affleure hors de leau.Cest une plaine alluviale basse qui forme le sommet de ldifice deltaque (Figure 1).

En zone climatique humide, la plaine deltaque est vtue dune vgtation dense, tandis que

dans les zones plus arides, la vgtation est plus clairseme ou absente.

Cette plaine est recoupe par un rseau de chenaux plus ou moins bifurqus qui rayonnent

partir du fleuve. Ces chenaux reprsentent les bras fluviatiles et sont appels les chenaux

distributaires. Ils transportent leau et les sdiments fluviaux vers les embouchures du delta, et

sont gnralement caractriss par des dpts sableux dont lpaisseur peut atteindre celle du

chenal, c'est--dire de 5 20 mtres environ. Ces chenaux rodent plus ou moins

profondment les dpts deltaques sous-jacents et se superposent aux sdiments plus anciens

et plus marins, dposs dans le front du delta.

Dans la plaine deltaque, des sdiments argileux se dposent, souvent riches en matire

organiques vgtale. Dans les espaces suffisamment carts des apports fluviatiles,

laccumulation de vgtation peut engendrer des dpts de charbon ou de lignite. En climat

aride, par contre, cette zone sera compose essentiellement par des argiles et des vaporites

(Allen, 1989).

2) Le front du delta: cest une plate-forme sous marine peu profonde qui borde laplaine deltaque et qui reoit une bonne partie des apports sdimentaires au dbouch des

distributaires (Figure 1). Dans les zones dembouchures, les sdiments sont

gnralement sableux et forment des barres dembouchures qui progradent par-dessusles argiles plus externes du prodelta. Les facis et la gomtrie de ces barres varient avec

le type et lintensit des mcanismes sdimentologiques prdominants (dbit fluvial,

houle et mare). Vers le large et entre les zones dembouchures, les sdiments saffinent

et les dpts sont plus silteux et argileux (Allen, 1989).

3) Le prodelta :cest la partie la plus externe et profonde du delta. Il sy dpose surtoutdes sdiments fins (silts et argiles avec caractres plus ou moins marins). Le prodelta

forme la base de ldifice deltaque et repose sur le plateau continental (Figure1).

Lorsquun delta aura prograd jusqu la bordure du plateau, le prodelta reposera sur letalus continental (Allen, 1989).


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C)Les diffrents types des deltas :La morphologie des dpts ctiers, y compris les deltas, varie en fonction de limportance

relative de trois facteurs : lintensit des apports fluviaux, la houle et la mare.

En 1975, partir de ces concepts, Galloway a propos une classification gntique de deltasbase sur 3 grandes catgories (Figure2):

1) Les deltas prdominance fluviatile ;

2) Les deltas prdominance de la mare ;

3) Les deltas prdominance de la houle.

Figure 2: Classification des deltas (Galloway, 1975)

En fait, dans la ralit, la plupart des deltas seront affects par un mlange variable de ces 3

facteurs et la morphologie et facis de dpt tmoigneront dune origine mixte.


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1) Les deltas prdominance fluviatile :Ces deltas ont t les premiers tre tudis en dtails. La morphologie de ces deltas peut tre

soit de forme lobe (la plus courante) ou allonge (la forme bird-foot des anglo-saxons).

Gnralement des deltas qui saccumulent dans les zones ctires peu profondes seront detype lob (Figure3), tandis que les deltas accumuls en eau plus profonde, par exemple en

bordure de plate forme continentale seront de type allong (Figure 4). La majorit des deltas

anciens sont plutt du type lob. (Wright, 1977)

Figure 3: Morphologie dun delta peu profond (Nicholas, 2009)

Figure 4: Morphologie dun delta profond (Nicholas, 2009)

Malgr leurs diffrences morphologiques, ces deltas exhibent les mmes caractristiques

sdimentologiques (Gould, 1970). Les chenaux distributaires forment un rseau ramifi

partir du fleuve, et sont troits et faible sinuosit. Ceux-ci contrastent avec le fleuve en

amont, qui est gnralement plus mandriforme (Figure 5).


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Figure 5: Delta prdominance fluviatile (Beauchamp, 1989)

Au dbouch des distributaires saccumulent les barres dembouchure. Ces barres sableuses

forment des dpts en ventail lembouchure et progradent sur les argiles du prodelta

(Figure 6). Ces sables de barres seront gnralement plus fins que ceux des chenaux mais

auront une extension latrale plus importante (plusieurs Km), pour une paisseur variable de

quelques mtres 10-15 mtres (Allen, 1989).

Figure 6: Rpartition des sdiments au niveau de lembouchure du fleuve et formation

du mouth bar : les plus gros sdiments forment des leves linaires subaquatiques.

En bout du chenal, les fines vont se dposer pour former une barre dembouchure

(Tye et Hickey, 2001)


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La reconnaissance de ces deltas est lie aux critres faciologiques marquant les processus

fluviatiles. En particulier, les dpts de crues (leves et ventails des crevasses) seront

caractristiques et gnralement absents dans les deltas influence tidale. Ces dpts seront

caractriss par des figures de dpt associes la dcantation rapide et nergtique : rides

chevauchantes, lamines parallles (Figure 7), figures dchappement deau (Figure 8),

couches granoclasses (Figure 9), etc.

Figure 7: Laminations planes parallles (Ferry, 2002)

Figure 8: Figure d'chappement d'eau (Ferry, 2002)


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Figure 9: Grano-classement dans les sables des chenaux fluviatiles (Ferry, 2002)

2) Les deltas prdominance de la mare :La morphologie de ces deltas est caractristique, avec des chenaux distributaires de type

estuarien : embouchures vases bordes de vasires intertidales, et chenaux mandriformes

lamont. Gnralement, les distributaires influence tidale ne sont pas bords de leves

fluviales (Figure 10).

Figure 10: Delta prdominance de la mare (Beauchamp, 1989)


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Les zones interdistributaires de la plaine deltaque sont constitues de vasires intertidales et

de marais. Dans les climats semi-arides, la plaine deltaque peut accumuler des vaporites.

Les chenaux distributaires accumulent du sable, souvent sous forme de barres de mandres.

Ces dpts seront plus tendus que ceux des deltas fluviatiles. Dans les embouchures, les

sables se dposent sous forme de nombreuses barres de mares (Figure 11). La morphologie

de ces barres refltent laction des courants de flot et jusant : tantt en forme de lobes, tantt

allonges. Elles progradent sur les argiles marines du prodelta en formant, comme leurs

analogues dans les deltas fluviatiles, des squences base graditionnelle et granocroissantes

(Allen, 1989).

Le trait marquant des facis de dpt sera li au caractre mme de la mare, qui engendre un

remaniement continu des sdiments par des courants alternatifs et cycliques. Ce remaniement

constant contraste avec la sdimentation plus catastrophique des dpts de crues fluviales, et

se manifeste par la prsence de couches rptes de cycles de mares, nombreuses lamines

argileuses dans les sables (Figures 12 et 13), et litage oblique sigmodal (Figure 14) (Visser,

1980 ; Boersma et Terwindt, 1981 ; Mutti et al., 1984) (Figure 14).

Figure 11: Illustration schmatique dun delta prdominance de mare, le Golfe

moderne de Papua (Fisher et al., 1969)


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Figure 12: Drapage d'argile tmoins de l'influence de la mare (Ferry, 2002)

Figure 13: Lenticular, wavy et flaser bedding tmoins de l'action de la mare

(Ferry, 2002)


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Figure 14: Litage sigmode (Ferry, 2002)

3) Les deltas prdominance de la houle :De nombreux deltas soumis leffet de la houle existent dans le monde. Ceux-ci peuvent tre

soit quasiment entirement domins par la houle ou effet mixte (houle-fluviatile).

Laction de la houle se fait surtout sentir sur la partie externe de la plaine deltaque et le front

de delta. Dans cette zone, la turbulence du dferlement de la houle empche le dpt de

sdiments fins et ceux-ci seront disperss vers le large. La drive littorale transportera le sable

fluviatile de part et dautre des embouchures en formant des cordons littoraux et des plages

(Figure 15). Si laction de la houle est trs forte, le delta aura un nombre limit de

distributaires puisque la drive littorale aura tendance boucher les distributaires secondaires.

La morphologie sera de type arqu, et la quasi-totalit du sable apport par le fleuve sera

reprise par la drive littorale et achemine le long de la cte ; de ce fait, les dpts de barres

dembouchures seront limits (Allen, 1989).


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Figure 15: Delta prdominance de la houle (Beauchamp, 1989)

La plaine deltaque sera presque entirement constitue de sable de plage, entaill par les

chenaux distributaires. La plupart des sdiments fins seront transports sur le plateau, et

formeront des dpts davant plage (shoreface), caractristiques des ctes prdominance de

la houle.Lorsque laction de la houle est moins forte et plus intermittente, les cordons de plage ne

seront pas souds la cte, mais formeront des cordons littoraux, avec des lagunes en arrire.

Dans ce cas, la plaine deltaque sera constitue dargiles de lagunes et marais, alternant avec

des cordons sableux (Allen, 1989).

Les deltas prdominance de la houle peuvent avoir une morphologie symtrique (Figure 16)

ou une morphologie dissymtrique (Figure 17).


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Figure 16: Morphologie symtrique dun delta prdominance de la houle

(delta de Tiber) (Bellotti et al., 1994)

Figure 17: Morphologie dissymtrique dun delta prdominance de la houle

(delta de Danube) (Gastescu, 1992)

La caractristique principale de ces deltas sera la prsence de dpts sableux de plages et

davant-plage, organiss en cordons progradants. Ces accumulations sableuses seront trs

tendues parallles la cte, contrairement aux deux autres types de deltas o les dpts

sableux seront plutt allongs perpendiculairement la cte. Par contre, les chenaux

distributaires seront moins frquents par rapport aux autres types deltaques, mais localement,

ils entailleront les squences de plage et davant-plage.

Les figures sdimentaires tmoigneront de laction de la houle et des temptes : dpts avec

structures de type Hummocky (Figure 18), couches granoclasses, rides et stratifications de

houle (Figure 19), etc (Allen, 1989).


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D)La squence deltaque:Au fur et mesure que le delta prograde, les dpts vont se superposer verticalement en

formant une squence rgressive. Cette squence sera granocroissante avec, la base les

sdiments fins du prodelta, surmonts par les argiles sableuses et sables du front du delta.

Ceux-ci seront ensuite recouverts par les sdiments de la plaine deltaque avec les chenaux

sableux des distributaires et les argiles organiques et charbon des zones inter-chenal. Le

sommet de la squence sera souvent marqu par des dpts de charbons relativement pais et

tendus (Figures 20 et 21).

Figure 20: Squence type du delta (Ferry, 2002)

Lpaisseur dune squence deltaque, forme par la progradation dun seul delta sera

quivalente lpaisseur du delta. Or, aprs compaction, celle-ci dpasse rarement quelques

dizaines de mtres.


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Figure 21: Delta prdominance fluviatile montrant un facis fin de prodelta la base,

des sables de delta front progradant vers la gauche, et le top de la srie est occup par

des dpts charbon de plaine (Ferron sandstone- Utah). La squence est denviron

30 m dpaisseur (Catuneanu, 2003).

Mme dans les trs grands deltas, qui a prograd jusqu la bordure du plateau continental, la

squence deltaque actuel ne dpasse pas 100 mtres (Fisk et McFarlan, 1955). Cet ordre de

grandeur est important, car lon constate que lpaisseur des squences deltaques

individuelles dans les sdiments anciens varie de 10 70 mtres environ, rarement plus. Or,

les bassins deltaques peuvent atteindre plusieurs milliers de mtres dpaisseur; ceci

implique donc que ces bassins se forment par accumulation et la superposition de

nombreuses squences deltaques individuelles. Cette superposition de squences

sdimentaires cycliques est une des caractristiques stratigraphiques des bassins deltaques

(Allen, 1989).

Les principaux rservoirs hydrocarbures dans les deltas sont les dpts sableux des chenaux

distributaires et des barres dembouchures. Ces dernires sont gnralement plus argileux et

de moins bonne qualit. La nature exacte des facis et la gomtrie de ces 2 types de

rservoirs grseux varie en fonction des mcanismes sdimentologiques qui prdominaient

pendant le dpt (Allen, 1989).


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E)Conclusion :La plupart des deltas que lon observe aussi bien dans lactuel que dans les sdiments anciens,

reprsentent un mlange plus ou moins marqu par laction du fleuve, de la mare et de la

houle. En effet, il est rare quun delta de type fluviatile ou tidal ne soit pas affect localement

par laction de la houle, notamment dans les zones plus faibles apports fluviatiles.

Par ailleurs, en fonction des variations de la morphologie ctire, et des zones plus ou moins

abrites de la houle, plusieurs types de deltas peuvent coexister dans une mme zone, voire

dans un mme systme fluviatile.

Enfin, au cours du temps gologique, laction relative de ces trois paramtres peut varier dans

un bassin, et donc le type de delta voluera dans le temps.


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Chapitre II :

Exemple dunsystme deltaque

dans les

environnements

actuels


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Chapitre II : Exemple dun systme deltaque dans les

environnements actuels

A)Le delta de Mkong :1) Prsentation gnrale :

Le delta du Mkong, situ au Sud du Vietnam, est un delta typique mixte montrant laction de

la mare et lnergie des vagues. Il prsente une large plaine deltaque (Figure 22) form au

cours des derniers 6 milles ans. Cest un delta parmi les plus grands au monde. Il a pris

naissance durant lHolocne tardif.

Figure 22: Photo satellite du delta de Mkong (www.worldalldetails.com)


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Le delta du Mkong est le plus grand delta en Asie du Sud-Est (Figure 23) en termes de la

taille du bassin de drainage, la dcharge de l'eau et la dcharge des sdiments (Milliman et

Syvitski, 1992).

Pour les derniers 6 milles ans, au cours de llvation duniveau marin de lHolocne, le delta

a prograd plus que 250 km (Nguyen et al., 2000). Sa formation ne sest pas faite par une

progradation constante.

Figure 23: Localisation gographique du delta de Mkong (Unverricht et al., 2013)

La topographie dtaille de la plaine deltaque indique deux parties du delta (Nguyen et al.,

2000). La partie interne est caractrise par la prdominance de laction du fleuve, tandis que

la partie externe est caractrise par un systme bien dvelopp de cordon littoral.

Le fleuve de Mkong salimente de la montagne de la rgion du Tibet. Il descend le long de

la pninsule dIndochine et il se dverse au Sud de la mer de Chine (Figure 24).


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Figure 24: Morphologie du delta de Mkong (Nguyen et al., 2000)

L'amplitude moyenne de la mare est de 2.5 0.1 m (Gagliano et McIntire, 1968; Wolanski et

al., 1996) et lamplitude maximale est de 3-4 m (Wolanski et al, 1996;.. Nguyen et al, 2000).

Les courants littoraux Sud-Ouest dominants sont gnrs par la mousson d'hiver (Gagliano et

McIntire, 1968).

La zone ctire du delta de Mkong est influence donc par laction de la mare et desvagues (Davis et Hayes, 1984).

Le niveau marin lHolocne tait 2-4 m au-dessus du niveau actuel de la mer, puis il a

chut son niveau actuel (Nguyen et al., 2000).


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2) Etude sdimentologique du systme deltaque de Mkong :1-1) Facis du prodelta:

Ce facis est compos des argiles silteuses grises fonces passant des sables trs fins.

Ce facis caractriss par des intercalations sableuses et argileuses avec des laminationsparallles discontinues suggre une influence de la mare.

Les fragments de coquilles et nodules sont frquents. Les diatomes sont plus ou moins

abondantes (Coleman et Wright, 1975; Coleman, 1981) (Figure 25 et 26).

1-2) Facis du front de delta:Le facis boueux du prodelta est recouvert par un facis de silt sableux dont le contact est

graduel. En effet, le passage entre ces 2 facis se fait dune faon progressive.

Le facis du front de delta a une paisseur de 7 10m. Il prsente une volution verticale

compose par des silts gris verdtre, des silts sableux et des sables propres. Ce facis montre

des structures sdimentaires telles que les stratifications entre-croises, les litages lenticulaires

(lenticular bedding), les litages onduls (wavy bedding) et les laminations parallles

discontinues. Ces structures sont frquentes et suggrent un milieu de dpt sous influence de

la mare.

Ce facis peut reflter un fort hydrodynamisme caus principalement par les courants de

mare et les taux levs des dpts. On note galement la prsence des petits fragments de

coquilles et des petites paillettes de mica. (Coleman et Wright, 1975) (Figure 25 et 26).

1-3) Facis de la partie subtidale intertidale :Ce facis est de 6 8 m d'paisseur. Il se compose de silt sableux gris sombre stratifi et desables fins forms par des litages onduls (wavy bedding), des laminations parallles et des

litages lenticulaires (lenticular bedding).

Les fragments de coquilles et le paillettes de mica sont frquents. Les diatomes

planctoniques marines sont videmment moins abondantes par rapport au facis de front du

delta. Ce facis est caractris par des rares foraminifres benthiques mal conserves (Ta et

al., 2001).

Ce facis montre des structures sdimentaires ; les litages lenticulaires (lenticular bedding),

les litages onduls (wavy bedding), les flaser bedding et les stratifications entre-croises

(cross-lamination).Cependant, ce facis a t influenc, non seulement par la mare, mais aussi, en partie, par les

vagues. Ceci est mis en vidence par l'augmentation de la teneur en sable et de la prsence des

rides de courant (current ripples) et des stratifications planes parallles (Reineck et Singh,

1980; Li et al., 2000; Hori et al., 2001) (Figure 25 et 26).

1-4) Facis de la plaine deltaque subarienne :L'paisseur de ce facis est de 4 5 m. Les sdiments sont composs par des argiles silteuses

noires et des silts sableux riche en matire organique et en paillettes de mica.


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Les sables sont fins, bruns jauntres et gris, et bien classs renfermant parfois des dbris de

coquilles. Ce facis est caractris par des laminations parallles discontinues et des litages

lenticulaires (lenticular bedding).

Les diatomes d'eau douce augmentent videment tandis que les planctons marins diminuent.

Ainsi, les foraminifres sont absents. Ce facis peut correspondre un milieu de type

supratidal intertidal (Figure 25 et 26).

Figure 25: La squence typique du delta de Mkong (Ta et al., 2001)

Figure 26: Facis sdimentologiques divers positions du delta de Mkong(Unverricht et al., 2013)


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Chapitre III :

Exemples des

systmes deltaques

dans lespaloenvironnements


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Chapitre III : Exemples des systmes deltaques dans les

paloenvironnements

Dans ce chapitre, deux exemples seront traits ; la formation Fortuna et la formation Saouaf.

A)La formation Fortuna :

1) Description lithostratigraphique :La formation Fortuna a t dfinie par Burollet (1956) dans la pninsule du Cap Bon sur le

flanc oriental du Jebel Abderrahmane. Elle correspond un vaste corps, essentiellementargilo-sableux avec des intercalations de calcaire grseux et de calcaire de plateforme. Cette

formation stend de la Tunisie centrale au Cap Bon et jusquau dtroit siculo-tunisien

(Yach, 1986).

2) Etude sdimentologique du systme deltaque de la formationFortuna :

La formation Fortuna, essentiellement siliciclastique correspond la superposition de 2

systmes deltaques. Le 1ersystme deltaque, avort, est peu dvelopp (Figure 27).

Figure 27: Reconstitution en coupe schmatique du premier systme deltaque de la

formation Fortuna (Yach, 1986)


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Le 2me systme deltaque est plus dvelopp verticalement et horizontalement. Ce 2me

systme prograde vers le Nord-est (Figure 28).

Figure 28: Reconstitution en coupe schmatique du complexe deltaque de la formation

Fortuna (Yach, 1986)

Horizontalement, on constate 2 principaux secteurs :

- Un secteur amont qui montre des matriaux grossiers et troncs darbres silicifis dans

la rgion de Mrhila-El Ala

- Un secteur aval qui montre des matriaux moins grossiers dans la rgion dEl

Haouaria-dtroit Siculo Tunisien

Cette formation est caractrise par une base montrant une barre grseuse strato-

croissante et granocroissante dpaisseur pluri-mtrique dcamtrique (Figure 29).

Cest une barre discontinue qui montre des bancs lenticulaires rides de houle stratifications obliques planes parallles lgrement pentes et stratifications

sigmodes intercals dans les argiles (Yach, 1992). Il sagit donc dune barre

daccrtion latrale deltaque prdominance de la houle constituant une para-

squence progradante et matrialisant la partie suprieure dun cortge de haut niveau

marin relatif. Le sommet de ce cortge est marqu par une nette discontinuit

ravinante qui est localement conglomratique (Figure 30). Cette discontinuit vient de

tronquer les bancs grseux sous-jacents et annonant le dbut dune phase

transgressive (Yach, 1992) (Figure 31).


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33

Figure 29: Discontinuit N1 de l'extrme base de la srie Oligocne, Ain Fras-Nebhana

(Yach, 1994)

Figure 30: Discontinuit N4 de la srie Oligo-Miocne, Ain Fras-Nebhana (Yach, 1994)

La 2me

barre grseuse deltaque, strato-dcroissante et granodcroissante est terminepar des niveaux carbonats Echinides (Yach, 1992), ce qui indique un

approfondissement du milieu de dpt. Au-dessus, on trouve des marnes aux formes

planctoniques associes un petit niveau sablo-argileux trs riche en glauconie, ce qui

indique une surface dinondation maximale. En effet, llvation du niveau marin a

frein les apports dtritiques, ce qui prouve une rtrogradation. Pour cela, on interprte

cet ensemble comme un cortge transgressif (Yach, 1992) (Figure 31).


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34

En montant dans la srie, on note la prsence de 2 successions. La 1re succession est

forme par des argiles et marnes gris-verdtres voluant vers des argiles brunes

rousses, mme noires par endroit. Au sommet, ces argiles passent un grs fin

argileux, ferrugineux, bioturb et mamelonn. Il sagit dune para-squence

granocroissante et strato-croissante voquant ainsi une progradation c'est--dire unediminution de la tranche deau. Par ailleurs, la 2me succession montre des argiles et

marnes grises. Mais ces argiles passent progressivement un niveau de grs fin

argileux mamelonn et concrtions ferrugineuses formant ainsi une para-squence

strao-croissante et granocroissante, ce qui indique une tendance relative la

rgression. Ces 2 para-squences sont interprtes comme un cortge de haut niveau

marin (Yach, 1992) (Figure 31).

Ce cortge est surmont par un ensemble form, la base par des argiles

glauconieuses renfermant des foraminifres planctoniques, des formes dge Eocne

suprieur remanis ainsi que des foraminifres benthiques. Ces argiles glauconieuses

sont aussi surmontes par des argiles riches en formes benthiques, surtout des

foraminifres test agglutin, puis on trouve des argiles ne renfermant que des

foraminifres test agglutin et structure interne complexe caractristiques dun

milieu peu profond et froid, annonant donc un refroidissement palo-ocanique

gnral (Ben Ismal, Lattrache et Bobier, 1984). Cet ensemble se termine par un grs

carbonat fin, jaune et riche en glauconie marquant un lger approfondissement de la

tranche deau dont le sommet correspond une surface dinondation maximale

terminant le cortge transgressif (Yach, 1992) (Figure 31).

Au-dessus, on trouve plusieurs successions argilo-grseuses o les argiles sont

silteuses et ferrugineuses montrant des nodules de fer et des dbris de feuilles de

plantes, avec une base renfermant quelques foraminifres test agglutin. Au sommet

de cet ensemble, les argiles senrichissent en gypse et sulfures. Mais un seul niveau

argileux brun-rougetre montre des rares Echinides et foraminifres test finement

agglutin. Ces argiles passent vers le haut des argiles rouges. Elles renferment des

niveaux grseux ferrugineux montrant des nodules de fer. Mais ces grs deviennent

conglomratiques au sommet. Par consquent, ces observations voquent une tendancegnrale rgressive (Yach, 1992) (Figure 31).

Aprs cet pisode margino-littoral, les dpts deltaques reprennent par des argiles

vertes bruntres renfermant des dbris dEchinodermes, des Ostracodes et des

moules de Globigrines. Au-dessus, on trouve des silts argileux et des sables fins

passant progressivement une barre de grs moyen grossier mtrique

stratifications obliques planes parallles. Il sagit donc dune para-squence deltaque

strato-croissante et granocroissante indiquant une progradation. Cette para-squence

est incise et dcape latralement par des chenaux mandriformes de plaine deltaque

(Figure 6). Ces chenaux montrent un matriel azoque remplissage initialement


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grossier galets mous, puis plus fin avec des traces de racines au sommet (Yach,

1992) (Figure 31).

Au-dessus, on trouve des para-squences granodcroissantes et strato-croissantes. Ce

sont des para-squences grso-argileuses mais par endroit carbonates. Ellesrenferment des glauconies, des bioclastes et des dents de poissons. Ceci indique une

influence marine. On parle donc dun cortge transgressif (Yach, 1992) (Figure 31).

La partie suprieur de la formation Fortuna est reprsente par des dpts de chenaux

fluviatiles petits galets de quartz et bois silicifis qui reposent sur une surface

drosion dextension rgionale. Cette partie suprieure fluviatile de la formation

Fortuna sapparente avec un cortge transgressif (Haq et al., 1988) (Figure 31).


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36

Figure 31: Coupe du Ruplien l'Aquitanien (Formation Fortuna) et interprtationsquentielle (Yach et al., 1994)


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3) Rcapitulation :La formation Fortuna est essentiellement dtritique. Elle correspond la superposition de 2

systmes deltaques. Le 1er systme deltaque, avort, est peu dvelopp. Le 2me systme

deltaque est plus dvelopp verticalement et horizontalement. Ce 2

me

systme prograde versle Nord-est.

La formation Fortuna tait influence par des facteurs allocycliques importants tels que

leustatisme et la tectonique. Le contrle eustatique apparait comme le facteur prpondrant

dans lvolution de cette srie sdimentaire. La tectonique semble jouer un rle non

ngligeable dans la rpartition des facis, le contrle de la tranche deau et lespace disponible.

Les directions de courants indiquent des apports de lOuest Sud-ouest vers le Nord-est

(Figure 32), o la mise en place de ce complexe deltaque est contrle par des accidents

cassants distensifs.

Figure 32: Carte palogographique de l'Oligocne-Aquitanien (Jeddi, 1998)


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B) La formation Saouaf :

1) Description lithostratigraphique :La formation Saouaf est dfinie par Biely et al. (1972), au Synclinal de Saouaf dans la rgion

d'Enfidha en Tunisie nord-orientale. La formation Saouaf appartient la partie suprieure du

groupe Oum Douil (Burollet, 1956).

Succdant aux grs de la formation Beglia, cette srie se prsente comme un ensemble

dalternances de niveaux argileux dpaisseur trs importante et de barres grseuses. Ces

alternances peuvent montrer des intercalations des niveaux lamellibranches (Ostreas), ainsi

que des niveaux lignites principalement retrouvs dans sa partie mdiane (Figure 33). Cette

srie est dge serravallien terminal-tortonien infrieur (Hooyberghs, 1977 ; Bensalem, 1992

et 1997)

Figure 33: subdivision lithostratigraphique de la formation Saouaf

(El Euch-El Koundi, 2007)


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Cette srie a t tudie par plusieurs sdimentologues.

2) Etude sdimentologique du systme deltaque de la formation Saouaf:2-1) Bensalem et al(1992) :

a) Organisation verticale des dpts :Les affleurements de la formation Saouaf, dpaisseur approximative de 700 m, montrent des

facis prpondrance d'argiles et de grs. Les argiles forment gnralement des combes et

les grs correspondent des barres qui dessinent des crtes saillantes dans le paysage. La

succession des crtes et des combes correspond gnralement la succession des squences

de facis.

Cette srie sdimentaire peut tre dcompose en quatre ensembles prsentant de la base vers

le sommet les caractristiques suivantes (Figure 34):

Le 1er ensemble :

Cet ensemble qui dbute par des argiles silteuses trs bioturbes, avec parfois des terriers en

U vers le sommet. Par la suite on trouve des barres grseuses stratifications obliques,

Wavy bedding , Flaser bedding et des laminations horizontales qui passent vers le haut

une suite de squences progradantes, strato- et granocroissantes dont les bases montrent des

argiles de prodelta. Mais, les sommets sont marqus par des barres d'accrtion-latrale de

front de delta, d'aspect souvent lenticulaire.

Les niveaux argileux et argilo-silteux, dont certains sont compltement azoques, ne

prsentent aucune microfaune significative sur le plan stratigraphique. Mais la prsence par

endroit de coquilles de Lamellibranches et de Gastropodes, de quelques tests d'Ostracodes, de

foraminifres benthiques et de rares foraminifres planctoniques confre ces niveaux un

caractre infratidal.

Un niveau gypseux de 40 cm d'paisseur, caractristique d'un milieu lagunaire ferme, termine

cet ensemble et souligne le caractre rgressif de ces dpts (Bensalem et al., 1992)

(Figure 34).

Le 2me ensemble :

Ce deuxime ensemble est galement form par la succession de plusieurs squences

progradantes et grandes stratifications obliques qui caractrisent une plage de faible

inclinaison. L'apparition de palosols traces de racines au sommet de certaines squences,

montre le caractre rgressif et progradant de ces dpts.

Les niveaux argileux, sont presque exclusivement azoques.

Dans sa partie sommitale, cet ensemble se diffrencie par une nette individualisation de

squences strato- et granodcroissantes matriel grossier. Le caractre ravinant de la base de

certain niveaux est soulign par le remplissage des creux des chenaux par un matriel grossier


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form essentiellement par des dbris d'huitres roules. Il s'agit de dpts de plaine deltaque

aval, progradant sur les barres de front de delta de l'ensemble prcdent (Bensalem et al.,

1992) (Figure 34).

Le 3

me

ensemble :

Dans cet ensemble, le caractre progradant des squences devient plus vident. En effet, au

dessus des argiles microfaune essentiellement benthique caractristique d'un prodelta ouvert

aux influences marines, la plupart des barres d'accrtion se terminent par des niveaux

racines qui sont parfois associes des palosols successifs.

Les rides symtriques de houle qui sont abondantes, les figures d'chappement d'eau qui sont

trs spectaculaires surtout dans les barres stratifications obliques de faible inclinaison,

voquent les caractristiques des barres de front de delta.

Au dessus de cette succession rptitive de squences d'avant delta, apparaissent des

squences ravinantes et base grossire forme par des drages de quartz et des fragments de

bois ferrugineuses. Ces squences strato- et granodcroissantes qui montrent par endroit et

vers leur sommet, des niveaux lenticulaires huitres correspondant des dpts de vasires

supratidales, caractrisent une plaine deltaque aval.

Vers le sommet de cet ensemble, les squences deviennent de plus en plus ravinantes leurs

bases et le matriel devient plus grossier avec des drages de quartz, des fragments de bois

ferrugineux et de gros galets bien rouls.

Ces squences strato- et granodecroissantes caractrisent probablement des dpts de plaine

deltaque fluviatile (Bensalem et al., 1992) (Figure 34).

Le 4me ensemble :

La partie expose de cet ensemble est forme essentiellement par des barres sableuses de front

de delta qui avancent sur des assises argileuses de prodelta. L'enrichissement des squences

en dpts sableux de plus en plus grossiers, traduit une nette progradation progressive de cette

srie.

Une zone couverte sur plusieurs centaines de mtres par un platier de quaternaire olien,

empche de suivre l'volution verticale de la partie suprieure de cet ensemble.

La rapparition des affleurements sous le petit Chteaux de "Port Prince", a permis

d'individualiser des barres sableuses figures de slumps qui sont associes gnralement vers

leur sommet des bioturbations spirales (Bensalem et al., 1992) (Figure 34).


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Figure 34: Coupe lithologique et sdimentologique de la formation Saouaf de la cote

nord du Cop Bon (Bensalem et al., 1992).


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b) Squences typiques dun systme deltaque de la formation Saouaf:

Squence A :Cette squence dbute par des argiles et se termine par des bancs de grs lenticulaires et

discontinues, avec souvent des rides de houles au sommet. Elle correspond une squence

d'avant delta dont l'volution verticale strato- et granocroissante est caractristique d'une barre

d'accrtion latrale (front de delta) progradant sur des argiles (prodelta) (Bensalem et al.,

1992) (Figure 35).

Squence B :

Cette squence se caractrise par une progradation de lits sableux sur des argiles vertes

coquilles de Mollusques. Vers le sommet, s'individualisent des palosols avorts traces de

racines (Bensalem et al., 1992) (Figure 35).

Squence C :

Cest superposition de deux squences de plaine deltaque avec un matriel grossier la base

form par des drages de quartz, des morceaux de bois ferrugineux et des dbris d'huitres

transports. Des slumps, des stratifications obliques, des bioturbations et des palosols

apparaissent dans les niveaux grseux de la squence suprieure. Le ravinement de ces

squences va de paire avec la disparition de certains niveaux comme celui de l'argile sparant

les deux squences de facis (Bensalem et al., 1992) (Figure 35).


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Figure 35: Squences typiques dun systme deltaque de la formation Saouaf

(Bensalem et al., 1992)

c) Structures sdimentaires associes :Les structures sdimentaires rencontres sont trs nombreuses et varies. On peut citer les

rides de houles, les figures de charge ou load cast , les pistes de fuite d'animaux

tmoignant l'arrive brutale des sdiments des corps sableux, les figures d'chappement d'eau

de diffrentes tailles, les groove cast , les prod-cast , les slumps de grandes tailles

voquant une lgre pente et une certaine instabilit du plancher sdimentaire lors du dpt

(Bensalem et al., 1992).

2-2) El Euch-El Koundi (2007) :Deux para-squences seront prsentes :

La 1re para-squence :

Les argiles transgressives ont une paisseur de 60 m. Elles sont suivies par le demi-cycle

rgressif (Figure 36). Il est reprsent par 6m de grs fins. Ces grs prsentent la base des

tempstites lits alternant avec des grs bioturbs (Figure 37) correspondant un facis

davant plage. Le sommet de cette para-squence est reprsent par un facis de plage

intensment bioturb (Figure 38).


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Figure 36: Demi cycle rgressif de la para-squence (El Euch-El Koundi, 2007)

Figure 37: Dtail de lalternance des tempstites lits et des niveaux bioturbs

(El Euch-El koundi, 2007)


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Figure 38: Bioturbation verticale (ElEuch-El Koundi, 2007)

La 2me para-squence :

Elle dbute par 15m dargiles marines doffshore. Le demi-cycle rgressif prsente une

alternance de couches de temptes, de grs bioturbes, de grs rides de vagues et dargiles.

Ce facis du shoreface puis davant plage est suivi par une barre de grs (5 m) laminations

planaires et stratifications entrecroises faiblement inclines correspondant un facis de

plage.

Dans cette para-squence, le facis de plage est suivi par des argiles (gris fonc noir)

lignites (20m) dposes dans une plaine ctire ou deltaque marcageuse. Dans ces argiles

sintercalent des niveaux de grs fins centimtriques correspondant un lobe de dbordement

fluviatile (Figure 39). On constate en effet latralement la prsence de chenaux remplissage

grseux mgarides (3 4 mtres dpaisseur) et dune centaine de mtres de large

reprsentant les distributaires fluviatiles responsables de la prsence de ces facis de

dbordement.


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Figure 39: Argiles lignites correspondant un facis de plaine ctire marcageuse ou

deltaque prsentant des intercalations grseuses (El Euch-El Koundi, 2007)


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La formation Saouaf peut tre traite comme un systme deltaque ou un systme ctier.

Les squences typiques du systme deltaque (Figure 40) montre des structures sdimentaires

tmoins dune action mixte de la mare et la houle.

Figure 40: Squence typique du systme deltaque de la formation Saouaf ( El Euch et

al, 2007)


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Conclusion gnrale :

Lanalyse des diffrents systmes deltaques, et principalement celles influence mixte de

houle et de mare montre limportance des diffrents facteurs autocycliques (courants,

vagues, mares) et allocycliques (eustatisme, tectonique) dans le faonnement de lamorphologie des deltas et de la rpartition des facis.

En effet, la taille des grains varie dans lespace, des sables grossiers jusquaux fines boues, en

allant du continent vers le prodelta. En plus, une grande varit de structures sdimentaire

peuvent tre enregistres, en fonction de la taille des grains et de lintensit du courant.

Lvolution de ces systmes progradants au cours du temps va donner naissance des

successions de squences grano-stratocroissantes. Elles dbutent par les boues et les argiles du

prodelta, suivies par les barres sableuses des chenaux distributaires, puis les boues et les

charbons de marais et des leves interdistributaires.

Les deltas peuvent constituer des excellents rservoirs pour laccumulation des

hydrocarbures. Les grs prsentent une porosit moyenne entre 30% et 35% avec une

permabilit encadre entre 0.1 et 100 milli Darcy.


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