Evaluation des modèles géopotentiels globaux sur l’étendue du Golfe de Guinée, caractérisation des structures superficielles et profondes à partir des ondulations géoidales d’un modèle de haute résolution

Abstract

Les modèles géopotentiels globaux (GGMs) donnent une image du champ de pesanteur terrestre avec des résolutions et précisions différentes. Dans la première partie de cette thèse, l'objectif principal est d'évaluer quelques GGMs récents dans la région du golfe de Guinée à l'aide de données gravimétriques marines. Les comparaisons entre ces GGMs et les données gravimétriques marines préalablement filtrées ont été effectuées avant et après la méthode de renforcement spectral (SEM). Avant et après application de la SEM, le modèle EGM2008 présente les meilleurs résultats statistiques par rapport aux anomalies gravimétriques marines (les valeurs RMS et SD évoluent respectivement de 3,87 mGal à 3,55 mGal et de 3,57 mGal à 3,32 mGal). Aux courtes longueurs d’onde du champ de pesanteur terrestre, presque tous les modèles affichent les mêmes performances. Cependant, le modèle DIR_R5 est le meilleur parmi les GGMs purement satellitaires évalués dans cette étude. Sa comparaison avec les anomalies gravimétriques marines donne un RMS de 5,5 mGal après application du SEM. Dans la deuxième partie de cette thèse, les structures géologiques majeures de la zone d’étude sont caractérisées à partir des ondulations du géoïde issu d’un modèle géopotentiel de haute résolution : EGM2008. La séparation spectrale a été appliquée aux ondulations du géöide pour ressortir les ondulations des géoïdes résiduel et intercouche. A partir des travaux géophysiques et géologiques antérieurs, la caractérisation des structures géologiques majeures a été effectuée. Le long du domaine Ghana-Togo-Benin, la présence de corps mafiques très denses dans la croûte continentale est mise en relief. Ces corps mafiques iraient jusqu’à une profondeur supérieure à 20 km. Les fractures Chain et Romanche le long de la croûte océanique sont mises en évidence. La profondeur de ces fractures irait à plus de 20 km. Par ailleurs, l’interprétation des résultats obtenus montre que les formations superficielles le long de la Ligne Volcanique du Cameroun (LVC) et les monts sous-marins au sud de la zone d’étude auraient la même source. La LVC aurait pour source un panache mantellique provenant du manteau inférieur. Par ailleurs, les structures profondes et très denses localisées au large de la côte du Nigéria n’auraient pas de lien direct avec les formations de la LVC. Les résultats obtenus confirment l’hypothèse de la présence d’une cellule de convection mantellique entre 100 km et 300 km de profondeur. Cette cellule de convection pourrait être liée à l’activation du panache mantellique à l’approche de la lithosphère et au renforcement des forces asthénosphériques sous-jascentes.