Memoire Fossi_corrige

DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE
DEPARTMENT OF EARTH SCIENCES
LABORATOIRE DE GÉOSCIENCES DES FORMATIONS PROFONDES
MÉMOIRE
Présenté et soutenu en vue de l’obtention du diplôme de
Master en Sciences de la Terre
Parcours : Géosciences des Formations Profondes et Applications
Option : Pétrologie et Géologie Structurale
Par
FOSSI Donald Hermann
Mle : 08X0136
Licencié ès-Sciences
Sous la direction de
BILONG Paul
Professeur
REPUBLIQUE DU CAMEROUN
**********
UNIVERSITE DE YAOUNDE I
**********
CENTRE DE RECHERCHE ET
DE FORMATION DOCTORALE
EN SCIENCES TECHNOLOGIE
ET GÉOSCIENCES
*******
REPUBLIC OF CAMEROON
**********
UNIVERSITY OF YAOUNDE I
**********
POSTGRADUATE PROGRAMME
SCIENCES-TECHNOLOGY AND
GEOSCIENCES
*******
évolution TECTONIQUE DE LA Localité
DE DENG-DENG (est-Cameroun)
Année académique 2014-2015

ÉVOLUTION TECTONIQUE DE LA LOCALITÉ DE DENG-DENG (EST-CAMEROUN)
Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page i
DÉDICACES
 À ma mère, FOSSI TSINGANG Marie Noëlle ;
 À ma tante, FOSSI MABE Anastasie ;
 À mon frère TCHEUTHOUA FOSSI Donat Omer ;
 À mon neveu, FOSSI Jerry.

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page ii
REMERCIEMENTS
Quelle que soit l’enthousiasme et la détermination, un travail comme celui-ci n’a été
possible que grâce à la collaboration et au soutien de nombreuses personnes à qui je tiens à
marquer ma reconnaissance.
J’adresse ma profonde gratitude au Professeur Paul BILONG qui, malgré ses multiples
occupations, a guidé mes premiers pas dans la recherche en acceptant de diriger ce travail. Il a
stimulé en moi le sens de la recherche et l’ardeur au travail. Qu’il trouve ici l’expression de ma
reconnaissance.
Mes remerciements les plus distingués vont à l'endroit du Dr GANNO Sylvestre qui a fait
preuve d'une disponibilité, d'une patience, d'un soutien au cours de mon initiation à la recherche.
Sa rigueur au travail, ses conseils et critiques toujours appropriés m’ont permis d’évoluer
rapidement dans le cadre de mes travaux de recherches.
J’exprime ma très grande reconnaissance au Dr NGNOTUE Timoléon pour son aide lors
de mes campagnes de terrain et au Dr METANG Victor pour avoir guidé mes premiers pas dans
la géomatique.
Mes remerciements s’adressent aussi à l’ensemble du corps enseignant du Département
des Sciences de la Terre. Je pense au Professeur NZENTI Jean Paul, chef du Laboratoire de
Géosciences des Formations Profondes, aux Professeurs KAMGANG P., NJILAH I. K., NDAM
NGOUPAYOU J.R., NDJIGUI P.D, NKOUMBOU C., aux Drs TCHOUANKOUE J.P, NJOM
B.D., MOUAFO L., KANKEU B.
Il m'est également agréable d'exprimer ma gratitude à mes aînés de Laboratoire
notamment à MOUDIOH Cyriel et KAMGUIA WOGUIA Brice. Nos discussions scientifiques
ont contribué à éclairer plusieurs points d'ombre favorisant la compréhension de certains
phénomènes géologiques.
À mes camarades de Laboratoire de Géosciences des Formations Profondes, je pense à
DADJO DJOMO Habib, NKAMENI Didas, DJOUKOUO SOH Arlette, DJOMO Adrien, pour
tout leur soutien et encouragements multiformes, ces moments passés ensemble resteront à
jamais gravés dans ma mémoire.
Merci ne suffit pas pour témoigner ma reconnaissance envers ceux-là sans qui j’aurai
sombré dans le désarroi. Je pense particulièrement à DAPNET Marc, TANKEU Ornelle,
DTIOGO Franknath, TANGA Cedrick, TEDOM Yannick, MANI Malgoire, TIEMBOU
Maxime, LEUKOUE Linda, HAGBE Stephane et à tous ceux qui, de près ou de loin, ont

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page iii
contribué à la réalisation de ce mémoire, qu’ils trouvent ici l’expression de mes sincères
remerciements.
Je n’oublie pas tous mes cadets de laboratoire (TAKAM. G, MBITA. A) pour l’ambiance
chaleureuse et amicale.
À mes frères et sœurs : TCHEUTCHOUA FOSSI.D, FOSSI. M, FOSSI. D. C, pour leurs
encouragements et l'aide inestimable qu'ils n'ont jamais cessé de m'apporter en temps de besoin.

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page iv
TABLE DES MATIERES
DÉDICACES ................................................................................................................................... i
REMERCIEMENTS.......................................................................................................................ii
TABLE DES MATIERES ............................................................................................................. iv
LISTES DES FIGURES ...............................................................................................................vii
LISTE DES TABLEAUX.............................................................................................................. ix
LISTE DES ABRÉVIATIONS....................................................................................................... x
RÉSUMÉ ....................................................................................................................................... xi
ABSTRACT.................................................................................................................................xiii
INTRODUCTION GÉNÉRALE .................................................................................................1
CHAPITRE I : CADRE NATUREL ET GÉNÉRALITÉS....................................................... 4
I.1. CADRE GÉOGRAPHIQUE .................................................................................................... 5
I.1.1. Localisation ........................................................................................................................ 5
I.1.2. Géomorphologie................................................................................................................. 6
I.1.3. Climat ................................................................................................................................. 7
I.1.4. Végétation .......................................................................................................................... 8
I.1.5. Faune .................................................................................................................................. 8
I.1.6. Sols ..................................................................................................................................... 9
I.1.7. Géographie humaine et économique .................................................................................. 9
I.2. CADRE GÉOLOGIQUE.......................................................................................................... 9
I.3. SYNTHÈSE GÉOLOGIQUE DE L’EST CAMEROUN....................................................... 14
CHAPITRE II : MATÉRIEL ET MÉTHODES......................................................................16
II.1. TRAVAUX PRÉLIMINAIRES............................................................................................ 17
II.2. TRAVAUX DE TERRAIN................................................................................................... 17
II.3 TRAVAUX EN LABORATOIRE......................................................................................... 18

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II.3.1. Confection et étude des lames minces ............................................................................ 18
II.3.2. Traitement des images satellitaires ................................................................................. 18
CHAPITRE III : INVENTAIRE LITHOLOGIQUE ET ÉTUDE PÉTROGRAPHIQUE .21
III.1. ENSEMBLE MAGMATIQUE............................................................................................ 22
III.1.1. Granites.......................................................................................................................... 23
III.1.2. Les Orthogneiss ............................................................................................................. 27
III.1.2.1. Orthogneiss à mégacristaux de feldspath ................................................................... 29
III.2. ENSEMBLE MÉTAMORPHIQUE .................................................................................... 31
III.2.1. Gneiss à biotite et amphibole......................................................................................... 31
III.2.2. Amphibolites.................................................................................................................. 33
CHAPITRE IV : ÉTUDE STRUCTURALE............................................................................35
IV.1. ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE............................................................................ 36
IV.1.1. Analyse de la carte topographique ................................................................................ 36
IV.1.1.1. Agencement spatial des reliefs ................................................................................... 36
IV.1.2. Analyse de l’image SRTM ............................................................................................ 37
IV.2. ANALYSE STRUCTURALE.......................................................................................... 43
IV.2.1. Analyse mésoscopique de la déformation ..................................................................... 43
IV.2.1.3. Phase de déformation D3 ............................................................................................ 46
IV.2.2. Analyse microstructurale............................................................................................... 49
CHAPITRE V : INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS ET DISCUSSION
....................................................................................................................................................... 54
V.1-LITHOLOGIE ....................................................................................................................... 55
V.2-EVOLUTION STRUCTURALE........................................................................................... 55
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES .............................................................. 56

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RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES.................................................................................. 56
ANNEXES....................................................................................................................................56

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page vii
LISTES DES FIGURES
Figure 1: Carte de localisation....................................................................................................... 5
Figure 2: Bloc diagramme de la zone étudiée (réalisé à l’aide du logiciel Surfer 10; 32 bits)...... 6
Figure 3: Carte hydrographique de la zone étudiée (Cours d’eau digitalisés à partir du logiciel
arcgis 10, 32 bits)..................................................................................................................... 7
Figure 4: Diagramme ombrothermique de Bagnouls et Gaussen (1957) appliqué aux données
recueillies à la station de Bertoua. ........................................................................................... 8
Figure 5 : Carte de reconstitution des domaines panafricains NE brésilien et Ouest africain
montrant la continuité entre les chaînes de Sergipano et Nord Équatoriale (d’après Castaing
et al., 1994, modifié par Ganno et al., 2010).. ....................................................................... 10
Figure 6: Carte géologique du Cameroun (Nzenti et al., 2011) montrant la localisation de la
localité de Deng-Deng et les principaux domaines lithotectoniques 12
Figure 7: Carte d’échantillonnage du secteur exploré. ................................................................ 22
Figure 8: Aspects macroscopique et microscopique des granites à mégacristaux de feldspath de
Deng-Deng............................................................................................................................. 24
Figure 9: Aspects macroscopique et microscopique des granites à biotite de Mansa ................. 26
Figure 10 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à grain moyen de Deng-
Deng....................................................................................................................................... 28
Figure 11 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à mégacristaux de
feldspath de Deng-Deng ........................................................................................................ 30
Figure 12: Aspect macroscopique et microphotographies des gneiss à biotite de Goyoun......... 32
Figure 13: Aspect macroscopique des amphibolites de Deng-Deng. .......................................... 33
Figure 14: A- Carte des lignes de crête du secteur d’étude ; B- Carte des unités
géomorphologiques du secteur d‘étude, extraite de l‘image SRTM...................................... 37
Figure 15: Localisation (A) de l’image SRTM (B) et principales caractéristiques (C). Image
SRTM brute du secteur de Deng-Deng (D)........................................................................... 39
Figure 16: Anomalies linéaires obtenues à partir des images SRTM filtrées.............................. 40
Figure 17: Linéament obtenus en fonction de la variation de l’azimut d’illumination du soleil
des positions N315°, N45°, N135° à N225°.......................................................................... 41

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page viii
Figure 18: Carte synthétique des linéaments du secteur.............................................................. 41
Figure 19: Trajectoires de foliation et des failles obtenues après un mélange de filtre
directionnel de SOBEL horizontal et de filtre directionnel de Gradient NW dont l’ensemble
a été ensuite filtré à l’aide de l’opérateur SOBEL vertical. ................................................... 42
Figure 20: Quelques structures de la phase D1 ............................................................................ 44
Figure 21: Quelques structures de la D2. ..................................................................................... 45
Figure 22: Diagrammes stéréographiques de la S2 : (a) Stéréogramme des pôles de la foliation ;
(b) diagramme de densité de la S2.......................................................................................... 46
Figure 23: a- Plan de diaclase, b-stéréogramme des plan de diaclases dans les orthogneiss de
Deng-Deng............................................................................................................................. 47
Figure 24: Linéaments et rosace de directions des cours d’eau. A : Ordre 1 ; B : Ordre 2 ; C :
Ordre 3. .................................................................................................................................. 48
Figure 25 : Carte synthétique des linéaments des cours d’eau. ................................................... 49
Figure 26: Rosace de direction des linéaments hydrologiques.................................................... 49
Figure 27: Microstructures de déformation du secteur de Deng-Deng........................................ 52
Figure 28: Carte géologique de la localité de Deng-Deng (modifiée de Gazel et Gerad, 1951). 53

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page ix
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Relevés climatiques moyens de Bertoua pour une période de 113 ans (1901 - 2014). 8
Tableau 2: Matrice de convolution de dimension 3 x 3 ............................................................. 20
Tableau 3: Caractéristiques pétrographiques des formations géologiques du secteur de DENG-
DENG. ................................................................................................................................... 34

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page x
LISTE DES ABRÉVIATIONS
ABRÉVIATION DES MINÉRAUX (d’après Kretz, 1983 )
Amp : Amphibole
Bt : Biotite
Chl : Chlorite
Hbl : Hornblende
Kfs : Feldspath potassique
Pl : Plagioclase
Qtz : Quartz
Spn : Sphène
AUTRES ABRÉVIATIONS
CCC : Cisaillement Central Camerounais
CPNE : Chaîne Panafricaine Nord Équatoriale
D1 : Première phase de déformation
D2 : Deuxième phase de déformation
D3 : Troisième phase de déformation
DEM: Digital Elevation Model
fig. Figure
GPS : Global positioning system
LPA : Lumière Polarisée Analysée
LPNA : Lumière Polarisée Non Analysée
SRTM : Shuttle Radar Topography Mission
Tab: Tableau
USGS/GLCF: United States Geological Survey / Global Land Cover Facility
UTM: Universal Transverse Mercator
WGS 84: World Geodesic System 84

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page xi
RÉSUMÉ
Située au Nord de Bertoua, la localité de Deng-Deng est comprise entre les parallèles 5°7'
et 5°14' de latitude Nord et les méridiens 13°22' et 13°40' de longitude Est. Cette localité
appartient à l’extension SW de la série du Lom. Les études détaillées de pétrographie, d’analyses
morphostucturale et structurale permettent de mettre en évidence ses principaux traits distinctifs
et son évolution tectonique.
Du point de vue pétrographique, le secteur d'étude est constitué de six types
pétrographiques distincts affleurant en dalles, en dômes et en blocs dont deux pour l’ensemble
métamorphique et quatre pour l’ensemble magmatique. Ce sont : les gneiss à biotite et
amphibole et les amphibolites pour l'ensemble métamorphique ; les granites à mégacristaux de
feldspath ; les granites à biotite ; les orthogneiss à mégacristaux de feldspath et les orthogneiss à
grains moyens pour l'ensemble magmatique. Les roches métamorphiques sont caractérisées par :
des assemblages de faciès amphibolite de haut degré à Qtz + Kfs + Hbl + Pl dans les gneiss à
biotite et amphibole et présente une microstructure granoblastique hétérogranulaire. Les roches
magmatiques sont quant à eux caractérisées par des associations minérales suivantes : (1) Qtz +
Kfs + Pl + Bt dans les granites à biotite, (2) Kfs + Pl + Qtz + Bt dans les granites à mégacristaux
de feldspath, (3) Kfs + Pl + Bt + Qtz dans les orthogneiss à grains moyens et orthogneiss à
mégacristaux de feldspath. Ces roches présentent des microstructures grenue porphyroïde pour
les granites et granoblastique hétérogranulaire pour les orthogneiss.
Sur le plan morphostructurale, l’hydrographie est à guidage structural. L’utilisation des
techniques de la télédétection à travers les images SRTM a permis de mettre en évidence les
réseaux de fractures d’échelle kilométrique. Ces différentes anomalies linéaires ont été ensuite
validées en carte structurale sur la base des données de terrain. L’analyse de cette carte
structurale indique une famille de failles orientée N-S.
L’analyse structurale a révélé que les roches du secteur de Deng-Deng portent
l’empreinte de trois (03) phases de déformation :
- la première phase de déformation est caractérisée par la foliation et la schistosité S1. Cette
phase s’observe uniquement dans les roches de l’ensemble métamorphique et se déroule dans les
conditions du faciès amphibolite de haut degré ;
- la seconde phase de déformation, essentiellement compressive est marquée par les
structures S-C et la schistosité S2. Le régime tectonique associé à cette phase est également le
cisaillement simple en contexte transpressif. Nous avons interprétée cette phase comme
l’événement majeur de la déformation dans la localité de Deng-Deng ;

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page xii
- la troisième phase de déformation D3 est une tectonique cassante marquée par les
fractures (diaclases et linéaments hydrographiques).
Dans l’ensemble, les marqueurs cinématiques (porphyroclastes asymétriques de feldspath
et de plagioclase, structures S-C) sont compatibles avec un mouvement dominant senestre.
L’évolution tectono-métamorphique de la localité de Deng-Deng est donc monocyclique,
monofaciale et polyphasée, compatible à l’évolution tectonique du domaine centre de la CPNE.
Mots clés : Orthogneiss ; Tectonique compressive ; Structures S-C ; Télédétection ;
Monocyclique ; Polyphasée ; Deng-Deng ; CPNE.

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page xiii
ABSTRACT
The Deng-Deng area is situated at the north of Bertoua town and corresponds to the SW
extension of the Lom series. This area lies between latitudes 5°7' and 5°14' N and longitudes
13°22' and 13°40'E of meridians east. Detailed petrographical and structural studies have
allowed to constraint the main geological features and the tectonic evolution of the Deng-Deng
area.
Petrographically, the study area is composed of six rocks types which crops as slabs, domes
and boulders. These rocks belong to two rock suites namely magmatic unit and metamorphic
unit. The magmatic suite is composed of biotite-rich granite, coarse-grained k-feldspar rich
granite, medium-grained k-feldspar rich orthogneiss and coarse-grained k-feldspar rich granite;
and the metamorphic unit is made up of amphibole and biotite-rich gneiss and amphibolite. The
metamorphic suit is characterized by amphibolite facies assemblages of Kfs+Hb+Pl+Qtz and
show granoblastic heterogranular microstructure. Magmatic rocks are characterized by the
following minerals associations: (1) Qtz + Kfs + Pl + Bt (biotite-rich granite); (2) Kfs + Pl + Qtz
+ Bt (coarse-grained k-feldspar rich granite) (3) Kfs + Pl + Bt + Qtz (orthogneiss).
The geomorphological study reveals that the hydrography is structurally controlled. The
use of remote sensing technics through the SRTM imagery has led to the determination of a
kilometric scale fracture networks. These linear anomalies were then validated as structural map
based on field data. The analysis of this structural map shows a family faults oriented N-S
Structurally, the region has been affected by three main deformation phases:
- the first tectonic stage D1 is made up of the foliation and schistosity S1. This phase is
observed only in the metamorphic unit and has occurred under amphibolite facies metamorphic
conditions;
- the second stage of deformation D2 of compressional tectonic is the major deformational
event in the Deng-Deng area. It is composed of S-C structures, S2 mylonitic foliation.
- the third phase of deformation D3 is marked by brittle tectonic fractures (joints and
lineaments).
The kinematic markers (asymmetric feldspar porphyroclast and S-C structures) are
consistent with dominant sinistral movement. The tectonic evolution of the Deng-Deng is
monocyclic and polyphase, similar to the tectonic evolution of the central domain of the CPNE.
Keywords: Deng-Deng, CPNE, Orthogneiss, S-C structure, Compressive tectonics, Remote
sensing.

Rédigé par FOSSI Donald Hermann Page 1
INTRODUCTION GÉNÉRALE

Le district aurifère de l’Est-Cameroun se situe dans la zone interne de la Chaîne
Panafricaine-Brésilienne (CPB). La situation du Cameroun au sein de CPB est très importante
parce qu’il constitue le lien entre les chaînes d’Afrique de l’Ouest ou Chaîne Transsaharienne,
d’Afrique Centrale et du NE Brésil (Kankeu et al., 2009).
Au Cameroun, divers modèles d’évolution tectonique sont proposés pour la chaîne
panafricaine d’Afrique centrale : (i) rifts continentaux associés à l’ouverture de l’océan
dahomeyen (Castaing et al., 1994), (ii) double poinçonnement (Ngako, 1999), (iii) dualité marge
active et marge passive (Penaye et al., 1993 ; Toteu et al., 2001), (iv) domaine intracratonique
(Nzenti et al., 1988), (v) tectonique transpressive (Kankeu et al., 2009 ; Ganno et al., 2010).
Cette diversité de modèles montre que l’évolution tectonique de la Chaîne reste d’actualité.
La localité de Deng-Deng, objet de la présente étude appartient au domaine centre de la
chaîne panafricaine, au Sud-ouest de la Série de Lom. Les travaux entrepris à Deng-Deng
s’inscrivent donc dans l’amélioration des connaissances géologiques sur la chaîne panafricaine
de la série de Lom. C’est ainsi qu’en dehors des travaux de Kankeu et al. (2009) à la suite de
ceux de Soba (1989), l’évolution tectonique de la région de l’Est a été très peu abordée. Dès lors,
il s’avère nécessaire d’y effectuer des études pétrographiques et structurales détaillées.
L’objectif principal de ce travail est la cartographie du secteur à travers l’approche
classique combinée au traitement de l’imagerie satellitaire.
Les objectifs spécifiques reviennent à :
- faire l’inventaire des unités lithologiques du site et procéder à leur étude
pétrographique ;
- effectuer une analyse morphostructurale pour déterminer les relations entre les
structures et la géomorphologie ;
- faire une analyse structurale des formations géologiques dudit secteur dans
l’optique de caractériser la déformation qui les a affecté.
Outre l’introduction générale, le présent travail s’articule en cinq chapitres :
- le chapitre I présente les cadres géographique et géologique du secteur ainsi que les
travaux antérieurs qui y ont été déjà réalisés ;
- le chapitre II porte sur le matériel et les méthodes utilisées tant sur le terrain qu’en
laboratoire ;
- le chapitre III traite de l’inventaire lithologique, ainsi que de l’étude pétrographique des
différentes formations géologiques rencontrées à l’affleurement ;

- le chapitre IV aborde non seulement l’organisation morpho-structurale du secteur de
Deng-Deng à travers l’analyse de l’imagerie satellitaire et de la carte topographique, mais aussi,
il présente les résultats de l’étude de la déformation du secteur exploré à travers l’analyse
structurale ;
- le chapitre V porte sur l’interprétation et la discussion des résultats.
Le mémoire s’achève par une conclusion générale avec la formulation des perspectives.

CHAPITRE I : CADRE NATUREL ET GÉNÉRALITÉS

I.1. CADRE GÉOGRAPHIQUE
I.1.1. Localisation
La localité de Deng-Deng est située dans la région de l’Est Cameroun, département de Lom
et Djerem, arrondissement de Belabo. Le secteur d’étude comprend la ville de Deng-Deng au
Centre, les villages Déolé au Nord, Mansa au Sud et Goyoum à l’Ouest. Sur le plan
géographique, ce secteur est compris entre les parallèles 5°7’ et 5°14’ de latitude Nord et les
méridiens 13°22’ et 13°40’ de longitude Est (fig. 1) et couvre une superficie de 490 km2
.
Figure 1: Carte de localisation. A) Localisation de la région de l’Est sur la carte
administrative du Cameroun ; B) Localisation de la ville de Deng-Deng sur la carte
administrative de la région de l’Est ; C) Carte topographique du secteur d’étude
(extraite de la carte forestière de Bertoua). Courbes de niveau générées à partir de
l’image SRTM N°f03_n005e013.
0 100Km
A
0 100Km
B
C

I.1.2. Géomorphologie
I.1.2.1. Orographie
Segalen (1967) et Kamgang Kabeyene (1998) ont présenté une esquisse
géomorphologique du Cameroun qui permet de distinguer quatre grandes unités caractéristiques
à savoir : les régions de basses altitudes, les reliefs intermédiaires, la surface d’aplanissement et
les montagnes. La localité de Deng-Deng, avec des altitudes comprises entre 610 et 800 m,
appartient au relief intermédiaire. Dans l’ensemble, le relief est perturbé par les collines et les
dépressions. Les collines sont globalement allongées NNE-SSE à NE-SE.
Les observations faites sur le terrain couplées aux analyses des cartes topographiques
(fig. 1C) et du bloc diagramme (fig. 2) permettent de distinguer trois unités géomorphologiques :
 l’unité morphologique basse (610 - 650 m) rencontrée principalement à l’Ouest ;
 l’unité morphologique intermédiaire (650 - 710 m) qui couvre le Nord-Ouest ;
 l’unité morphologique haute (710 - 800 m) qui couvre la partie Est du secteur
d’étude. Dans cette unité, les altitudes varient très peu, et les interfluves très resserrées entre
elles, ont des pentes raides.
Figure 2: Bloc diagramme de la zone étudiée (réalisé à l’aide du logiciel Surfer 10; 32 bits).

I.1.2.2. Hydrographie
Notre secteur d’étude est situé dans le bassin versant de la Sanaga. Ce bassin se
caractérise par un réseau hydrographique dense et dendritique constitué de cours d’eau orientés
majoritairement NE-SW (fig. 3). L’intensité de drainage est très élevée à cause de la grande
humidité du climat et la faible perméabilité des sols. Les cours d’eau ont un régime saisonnier
avec des lits en crue en période pluvieuse et secs pendant la saison sèche. Les principaux cours
d’eaux sont Mbolo, Dido, Akidi, Mesomo et Géndi (fig. 3).
Figure 3: Carte hydrographique de la zone étudiée (Cours d’eau digitalisés à partir du logiciel
ArcGis 10, 32 bits).
I.1.3. Climat
Le climat soudano-guinéen qui règne dans la région de l’Est appartient au domaine
qualifié de subéquatorial (Olivry, 1986 ; Suchel, 1987). Les données climatiques enregistrées par
la station météorologique de Bertoua pour une période de 113 ans (1901-2014) sont consignées
dans le tableau I ci-dessous. D’après ces données, les précipitations moyennes annuelles
s’élèvent à 1490,7 mm et la température oscille entre 23 et 25,5°C. La température moyenne
annuelle est de 24,33°C. Ces variations de température sont fortement influencées par la
présence de la forêt équatoriale. L’analyse du diagramme ombrothermique (fig. 4) montre que la
région est soumise à un régime climatique à deux saisons : 
une grande saison des pluies (avril – octobre) ;
une grande saison sèche (novembre – mars).

Tableau 1: Relevés climatiques moyens de Bertoua pour une période de 113 ans (1901 - 2014).
Source : http//www.weatherbase.com consulté le 19/09/2015 à 22h50’.
Figure 4: Diagramme ombrothermique de Bagnouls et Gaussen (1957) appliqué aux données
recueillies à la station de Bertoua.
I.1.4. Végétation
Le secteur d’étude est situé en plein cœur de la zone forestière de l’Est-Cameroun qui est
caractérisé par une forêt dense et humide. La végétation présente deux aspects :
- une forêt primaire (Criaud, 1985) à sous-bois pauvre et à accès difficile. Elle abrite une
végétation herbeuse et des arbres de tailles et formes variées de plus de 10 m de diamètre ;
- une forêt secondaire due à l’anthropisation et contenant des arbustes, des bambous de
chines (Bambusa vulgaris) et de lianes (Clematis Vitalba).
I.1.5. Faune
La faune du secteur est représentative des caractéristiques biogéographiques des zones de
forêt-savane. Les espèces fauniques rencontrées sont : porc-épic (Atherurus macrourus), singe
macaque (Macaca fascicularis), antilope (Aepyceros melampus), chimpanzé (Pan troglodyte),
Mois J F M A M J Jt A S O N D Moyenne
Précipitation (mm) 17,7 27,4 105,2 125,8 166,3 151,6 108,2 157,1 246,8 268,6 93 23 1490,7
Température (°C) 23,6 24,4 25,5 25,1 24,9 24,1 23 23,5 23,9 24,1 24,1 23,4 24,33

gorille (Bradypus variegatus), biche (Mazama sp.) et en grande majorité les rongeurs (rats,
écureuils).
I.1.6. Sols
La couverture pédologique du Sud-Cameroun est constituée de trois principaux types de
sols (Muller et Gauvaud, 1979 ; Nyeck, 1988 ; Bilong et al., 1992; Robain, 1993 ; Bitom et
Volkoff, 1995 ; Robain et al., 1995; Kamgang Kabeyene Beyala, 1998): les sols ferralitiques
rouges ou jaunes dans la partie amont des versants, les sols sableux argileux jaunâtre ou sols
hydromorphes au niveau des bas-fonds et les sols peu évolués sur les reliefs montagneux. La
localité de Deng-Deng fait partie du domaine des sols ferralitiques qui couvrent près des deux
tiers du pays au Sud du huitième parallèle.
I.1.7. Géographie humaine et économique
La population du Cameroun est repartie en plus de deux cents (200) ethnies, dont la
classification courante se fait essentiellement sur la base linguistique. A Deng-Deng, l’on
rencontre essentiellement les populations autochtones composées des Képeré (plus de 50%). Les
peuples allochtones sont représentés ici par les Bororo (40%) et les Haoussa (moins de 10%).
L’on retrouve néanmoins une autre minorité (< 20%) venue des diverses régions du Cameroun.
Les principaux secteurs d’activités dans cette région sont : l’agriculture, le petit élevage, le
commerce et l’exploitation du bois. Cette dernière étant l’activité prépondérante, est pratiquée
essentiellement par les allochtones. Les fonctions administratives sont principalement occupées
par les halogènes. La population locale pratique les cultures de rente comme le café et le cacao
qui sont la plupart du temps exportées vers le marché extérieur. L’on y pratique également des
cultures vivrières pour la consommation locale. Il s’agit du manioc, du maïs, des arachides. La
pisciculture et l’élevage du petit bétail y sont aussi pratiqués.
I.2. CADRE GÉOLOGIQUE
Le secteur de Deng-Deng appartient à la Chaîne Panafricaine d’Afrique Centrale (Penaye
et al., 2006) encore appelée Chaîne des Oubanguides (Podevin, 1983 ; Trompette, 1994) ou
Chaîne Panafricaine Nord Equatoriale (CNPE : Nzenti et al., 1988 ; Ngnotué et al., 2000). La
Chaîne Panafricaine au Cameroun appartient à la ceinture orogénique d’Afrique Centrale. C’est
une mégachaîne orientée E-W, d’une longueur supérieure à 5000 Km sur une largeur de 300
Km. Elle est limitée à l’Ouest par la Chaîne Panafricaine Trans-Saharienne et au Sud par le

craton du Congo. Elle se prolonge jusqu’au Nord-Est du Brésil (province de Borborema) où elle
forme la Chaîne Néoprotérozoïque de Sergipano, l’ensemble formant la Chaîne Panafricano-
Brésilienne (Almeida et al., 1981 ; Davison et Reginaldo, 1989 ; Castaing et al., 1994 ; Brito de
Neves et al., 2001). La situation du Cameroun au sein de la chaîne panafricaine (fig. 5) est très
importante parce qu’il constitue le lien entre la chaîne d’Afrique de l’Ouest, d’Afrique centrale et
du NE du Brésil (Kankeu, 2008 ; Kankeu et al., 2010).
Figure 5 : Carte de reconstitution des domaines panafricains NE brésilien et Ouest africain
montrant la continuité entre les chaînes de Sergipano et Nord Équatoriale (d’après
Castaing et al., 1994, modifié par Ganno et al., 2010). CA : Cisaillement de l’Adamawa ; FS :
Faille de la Sanaga ; CTB : Cisaillement de Tibati-Banyo; Pa: Cisaillement de Patos; Pe : Cisaillement de
Pernambuco; CBO : Cisaillement de Bétaré Oya.
Les principaux caractères de la CPNE au Cameroun ont été mis en évidence dans les
travaux de Nzenti et al. (1998) ; Ngnotué et al. (2000) ; Toteu et al. (2004) ; Tanko Njiosseu et
al. (2005). Au Cameroun, la Chaîne Panafricaine Nord Équatoriale comporte trois grands

domaines géodynamiques distincts (fig. 6) : (1) un domaine Nord ; (2) un domaine Centre ; (3)
un domaine Sud.
- Le domaine Nord-Cameroun, s’étend du Sud de Poli jusqu’à l’extrémité Nord du
Cameroun. Il est caractérisé par une évolution polyphasée et polycyclique (Toteu et al., 1987 ;
Ngako, 1999), marquée par trois phases de déformations étagées de D1 à D3 :
 La première phase D1, précoce et tangentielle (datée à 800-700 Ma, âge U/Pb sur
zircon, Toteu et al., 1990) est liée à des structures qui sont le plus souvent oblitérées par des
phases ultérieures D2 et D3. Le métamorphisme d’âge Néoprotérozoïque associé à cette phase D1
est marqué par des assemblages du faciès des amphibolites (650°C, 6-7 Kb, Nzenti et al., 1992)
auquel correspond les assemblages suivants : Crd + Grt + Sill + Qtz + Kfs +Pl ; Hbl +Grt +Pl
+ Qtz.
 La deuxième phase D2, est synchrone d’un magmatisme intense (Njel, 1988 ; Nzenti et
al., 1992) et d’une granitisation (granitoides calco-alcalins syntectoniques D2 datés à 580 Ma, âge
U/Pb sur zircon (Toteu et al., 1987). La phase D2 développe également des décrochements
senestres N-S ou NW-SE, associés à des chevauchements et à des antiformes et synformes en
échelon E-W à WSW-ENE. À cette phase, correspond un métamorphisme du faciès amphibolite
(700°C, 5-7 Kb) et de schiste vert (550°C, 5 Kb), avec les assemblages minéralogiques suivantes
:Qtz + Pl + Hbl + Bt + Spn + Ilm + Epi, Qtz + Pl + Bt + Spn + Ms + Grt (faciès à
amphibolite) :Qtz + Alb + Ch + Ms + Cc, Qtz + Pl + Ms + Bt + Grt + St (faciès schiste vert) .
 La phase de déformation D3 est cassante. Elle est à l’origine de nombreux
décrochements dextres E-W et des plis d’entrainements E-W et N-S. Des granitoïdes syn-D3
datés à 545 Ma (âge U/Pb sur zircon, Toteu et al., 1987) ont pu être observés.
- Le domaine Centre-Cameroun, domaine auquel appartient notre zone d’étude, correspond
à une zone géographique orientée NE-SW s’étendant du Sud de Bafia au Sud de Poli. C’est un
domaine intermédiaire, car il constitue le lien entre les parties nord et sud de la chaîne. Il est
marqué par de multiples décrochements d’importance régionale, et Il comporte de nombreux
plutons syntectoniques hyperpotassiques à affinité calco-alcaline et d’âge panafricain, dans un
encaissant fortement métamorphique formé de gneiss archéens à paléoprotérozoiques de haut degré
et d’amphibolites (Nzenti, 1998a ; Nguiessi et al., 1997; Tagne Kamga et al., 1999; Tagne Kamga,
2003; Tanko Njiosseu et al., 2005; Njanko et al., 2006; Nzenti et al., 2006; Ganwa et al., 2008 ;
Kouankap Nono et al., 2010 ; Nzina Ncharé et al., 2010 ; Chebeu et al., 2011). 04 phases de
déformation ont été mises en évidence dans ce domaine par les travaux de Ganno et al. (2010) et
Kouankap Nono (2011).

Figure 6: Carte géologique du Cameroun (Nzenti et al., 2011) montrant la localisation de la
localité de Deng-Deng et les principaux domaines lithotectoniques : (1) domaine sud ; (2)
domaine central ; (3) domaine nord ; CCC : Cisaillement Central Camerounais ; FS : Faille de la
Sanaga; FTB: Faille de Tibati-Banyo ; NT: Complexe du Ntem ; SD: Série du Dja; SN: Série du
Nyong ; FA : Faille l’Adamaoua.
La phase de déformation D1 est marquée par une schistosité S1 qui porte une linéation
minérale L1 ; des plans de cisaillement C1, des plis P1 et des structures S-C. Le métamorphisme

associé à cette phase est caractérisé par des assemblages du faciès amphibolite de faible degré à
moyen : Qtz +Kfs +Bt +Hbl + Spn, Qtz +Kfs +Bt +Pl + Spn, Qtz +Kfs +Bt + Spn + Grt + Ox.
La phase de déformation D2 présente des cisaillements C2, des plis P2, une schistosité
S2 de plan axial et une linéation L2. Le métamorphisme qui lui est associé est caractérisé par des
assemblages du faciès des amphibolites de moyen degré. La D2 est une phase de tectonique
transcurente au cours de laquelle les granitoïdes se mettent en place parallèlement aux structures
régionales.
La phase de déformation D3 est phase tectonique transcurente, marquée par des
mouvements de transpression dextre et senestre. Le métamorphisme qui lui est associé est
caractérisé par des assemblages du faciès des amphibolites de moyen degré.
La phase de déformation D4 est une phase fragile responsable de la mise en place des
veines granitiques.
Les travaux de Nzenti et al. (1998, 2007), Tanko Njiosseu et al. (2005), Ganwa et al.
(2008) montrent la présence dans le domaine centre des gneiss de haut degré d’âge
paléoproterozoique (2100 Ma) intrudés par les plutonites syntectoniques d’âge néoprotérozoïque
(550 ± 50 Ma). D’après ces auteurs, ce domaine est un ensemble continental d’âge
paléoprotérozoïque repris au panafricain.
- Le domaine Sud est limité dans sa partie australe par le craton du Congo et est
représenté par le groupe de Yaoundé. Il comprend un ensemble de séries métasédimentaires
(Ntui–Betamba, Yaoundé, Ayos–Mbalmayo–Bengbis), intrudées par des diorites et des
granodiorites (Nzenti, 1998a). Ces métasédiments ont subi un métamorphisme de haute pression
et haute température (T = 750˚C-800˚C, P = 0,9 – 1,3 GPa ; Nzenti et al., 1984, Nzenti et al.,
1988) à 620 ± 10 Ma (âge U-Pb sur zircon ; Penaye et al., 1993), à 616 Ma (âge U-Pb sur zircon
et Sm-Nd ; Toteu et al., 1994) et/ou entre 613 ± 33 Ma et 586 ± 15 Ma (âge Th-U-Pb sur
monazite ; Owona et al., 2011a). Ngnotué et al. (2012) révèlent l’existence dans la série de
Yaoundé d’un nouvel événement métamorphique d’âge Tonien à Sténien (911 Ma à 1122 Ma ;
âge U-Pb sur zircon des métapélites) interprété comme le début du métamorphisme dans la série
de Yaoundé. Les formations ont subi ici une évolution polyphasée et monocyclique (Nzenti et
al., 1998a ; Ngnotué et al., 2000) avec deux (02) phases principales de déformation dont : la
première phase D1 qui a mis en place un rubanement compositionnel et une deuxième phase D2
qui est marquée par une tectonique tangentielle avec chevauchement des formations de la chaîne
sur le craton du Congo (Nzenti et al., 1992 ; Nzenti et al., 1998 ; Ngnotué et al., 2000 ; Tadjou,
2004). Les protolithes de ces roches sont des grauwackes et des shales déposés dans un contexte

de rift intracontinental ou de marge amincie (Nzenti et al., 1988 ; Ngnotué et al., 2000). Les
travaux de Mvondo et al. (2007), Mvondo Ondoa (2009), Owona et al. (2011a, 2011b) et Metang
(2015) mettent en évidence quatre (04) phases de déformation dans ce domaine ;
 La phase de déformation D1 est caractérisée par une schistosité S1 totalement
transposée par une schistosité S2.
 Les phases de déformation D2 et D3 correspondent au charriage de la nappe de
Yaoundé sur un autochtone archéen (craton du Congo). Les éléments structuraux associés à cette
phase de déformation suggèrent que : (1) la déformation majeure est contrôlée par les
cisaillements subhorizontaux en régime non coaxial, (2) la linéation régionale correspond à la
direction de transport, (3) ces roches ont été impliquées dans une tectonique tangentielle majeure
vers l’Ouest ou vers le Sud-Ouest.
 La phase de déformation D4 correspond à des cisaillements dextre de direction
moyenne N80E, associés à des mégaplis de direction N-S à NE-SW.
Dans l’ensemble, quatre phases tectoniques sont reconnues dans la chaîne panafricaine au
Cameroun (Toteu et al., 2004) : (1) une phase D1 d’aplatissement correspondant aux nappes
tectoniques panafricaines vers l’Est; (2) une phase D2 considérée comme le résultat d’un
raccourcissement E-W, induisant un mouvement transcurrent NE-SW (les phases D1 et D2 sont
associées aux linéations d’étirement N100-140°E et sont datées entre 635-615 Ma) ; (3) une
phase D3 liée aux mouvements de cisaillement senestres N-S et NE-SW, datée entre 600-520 Ma
et (4) une phase D4 caractérisée par des cisaillements dextres N80-110°E et senestres N160-
180°E, datée à 570 Ma.
Ngako et al. (2008) ont identifié trois principaux événements tectoniques successifs
associés à l’évolution tectonique du domaine centre camerounais (collision et post-collision) : (1)
un épaississement crustal (ca. 630-620 Ma) résultant de la poussée (correspondant à la phase D1)
et du raccourcissement (D2) au cours de l’évolution tectonique panafricaine ; (2) un mouvement
de torsion latéral gauche (ca. 613-585 Ma) avec pour faille ductile majeure la faille de la Sanaga
de direction N70°E (D3) et (3) un mouvement de torsion latéral droit (ca. 585-540 Ma) marqué
par le CCC et correspondant à la phase D4.
I.3. SYNTHÈSE GÉOLOGIQUE DE L’EST CAMEROUN
La région de l’Est-Cameroun a fait l’objet de levées géologiques de reconnaissance au
1/500.000 (Gazel et Gérad, 1951 ; Gazel, 1952) et de travaux de cartographies géologiques
partiels (Vairon et al., 1986 ; Soba, 1989 ; Kankeu et al., 2009, 2010). Les travaux de Soba
(1989) dans la série du Lom ont mis en exergue trois ensemble lithologiques à savoir : 1- les

métavolcanoclastites, volcanites basiques et schistes tuffacés ; 2- les métasédiments ; 3- les
leucogranites, diorites et granites syn-D2. Ces formations ont été affectées par deux phases de
déformation dont la première est mal connue car totalement transposée par la phase D2. Cette
dernière est caractérisée par une S2 orientée NE-SW. L’étude géochronologique (U/Pb sur
zircon) montre que cette série est d’âge protérozoique supérieur et que les granites d’anatexie
sont datés à 614 et 621 Ma . Les données isotopiques Sm-Nd montrent que les schistes sont
constitués de matériaux provenant du démantèlement d’un vieux socle et volcanites mises en
place vers 700Ma (Soba, 1989).
Les travaux récents (Kankeu, et al., 2009) à la suite de ceux de Soba (1989) mettent en
évidence l’existence au Sud dans la région de Garga-Sarali et au Nord de Bétaré-Oya des terrains
granitiques et des gneiss para- et orthoderivés dont l’origine est difficilement reconnaissable et
des unités volcano-sédimentaires confinées dans la vallée du Lom. Ces roches ont été affectées
par un métamorphisme de degré faible à moyen.
Du point de vue structural, les travaux de Kankeu (2008) montrent que la région de l’Est
(secteur de Garga-Sarali et Bétaré-Oya) a été affectée par 03 phases de déformations dont la
première D1 précoce est tel que défini par Soba (1989) mal connu, car les structures associées ont
été oblitérées et transposées par la phase D2. La deuxième phase D2 crée la structure régionale
caractérisée par la S2. Cette S2 est orientée NE-SW dans la zone mylonitique et NE-SW à WNW-
SSE dans les gneiss et les migmatites avec des pendages soit vers le NW, soit vers le SE. La
phase D3 est caractérisée par des zones de déformation intense mylonitique qui déterminent des
surfaces de cisaillement.

CHAPITRE II : MATÉRIEL ET MÉTHODES

Pour atteindre les objectifs fixés dans le cadre de ce mémoire, les travaux ont été menés
aussi bien sur le terrain qu’en laboratoire. Ce chapitre présente le matériel et les différentes
techniques utilisées.
II.1. TRAVAUX PRÉLIMINAIRES
Tout travail de recherche commence par la revue de littérature en relation à la thématique
à développer. Dans le cas précis de notre mémoire, nous avons fait la synthèse des travaux sur la
chaîne panafricaine en général et sur la zone d’étude en particulier. La recherche bibliographique
s’est poursuivi par l’acquisition des cartes, plus précisément des cartes topographiques (feuille
NB33III2C), géologique et structurale et les images satellites (SRTM_f03_n005e013) du
domaine d’étude. Les données satellites acquises sont des Modèles Numériques de Terrain
(MNT) du type SRTM (Shuttle Radar Topography Mission).
II.2. TRAVAUX DE TERRAIN
Le travail de terrain a été rendu possible grâce aux outils tels : la boussole, le GPS
(Système de Positionnement Global) qui ont servi respectivement à la prise des mesures
structurales et des coordonnées géographiques sur le terrain, de l’appareil de photos numériques
pour la prise de vue, des marqueurs indélébiles pour l’étiquetage des échantillons, un carnet de
notes, un crayon pour la prise des notes et l’esquisse des structures rencontrées, une machette
pour le layonnage, une massette et un sac du géologue destinés respectivement au prélèvement
et au transport des échantillons, et enfin un équipement vestimentaire approprié.
Sur le terrain, la méthode de travail s’est basée sur les observations de l’échelle de
l’affleurement et l’échelle de l’échantillon. Il s’est agi d’apprécier la couleur de l’ensemble et la
structuration de l’affleurement. Chaque affleurement a été ensuite étudié sous les aspects
pétrographiques et structuraux :
- sur le plan pétrographique, il a été question de prélever et de décrire les échantillons
représentatifs de tous les types lithologiques que renferme chaque affleurement ;
- sur le plan structural, il a été question d’identifier, de décrire et de dessiner des objets
géologiques visibles sur les affleurements. Le relevé systématique à l’aide d’une boussole, d’un
GPS et d’un marqueur de tous les éléments structuraux rencontrés et une esquisse de ces
derniers. Les éléments structuraux ont été classés en phases de déformation sur la base de leur
chronologie relative.

II.3 TRAVAUX EN LABORATOIRE
II.3.1. Confection et étude des lames minces
Le travail de laboratoire a consisté à la confection et à l’analyse des lames minces de
roches au microscope polarisant. Pour ce faire, sept (07) lames minces ont été confectionnées au
Laboratoire de Traitement des Minerais (LTM) de Nkolbisson. Ces lames ont été observées au
microscope polarisant du Laboratoire de Géosciences des Formations Profondes de l’Université
de Yaoundé I. Les observations microscopiques ont permis de déterminer les microstructures, les
compositions minéralogiques et les associations minérales. Des prises de vue au microscope y
ont également été réalisées.
II.3.2. Traitement des images satellitaires
Les méthodes utilisées dans le cadre de ce mémoire concernent la classification et le filtrage.
II.3.2.1. Classification
La classification est une opération qui consiste à disposer, suivant le logiciel GIS utilisé, une
image en classe. Une classe correspond à une différence d’altitude générée par le logiciel en
fonction des attributs. Les classes sont générées automatiquement par le logiciel mais leur
nombre est un paramètre choisi par l’utilisateur. Plusieurs classifications ainsi ont été produites
et exploitées en fonction de leur intérêt pour une portion donnée de l’image étudiée. En effet, en
fonction du nombre de classes et de la composition colorée utilisée, les résultats présentent
globalement (échelle de la scène 180-079) ou localement (zoom sur des zones particulières) des
intérêts très différents. Plusieurs images classifiées ont donc été utilisées pour améliorer
l’extraction des contours lithologiques et des discontinuités.
II.3.2.2.Filtrage
Le filtrage est une technique visant à éliminer le bruit contenu dans les données. Le bruit
étant défini comme toute donnée non utile qui masque l’information. En géologie, l’on
s’intéresse à la découverte dans l’image, des discontinuités dans les textures comme par exemple
les contours de zones relativement homogènes, ce qui peut révéler la présence de failles ou de
fractures. Deux modes de filtrage ont été utilisés. Il s’agit du filtrage spatial et du filtrage de
directionnel de sobel.

II.3.2.2.1. Filtrage spatial
Le filtrage spatial par convolution permet de modifier la valeur numérique d’un pixel
selon sa relation avec les valeurs des pixels voisins. Le niveau de gris de chaque pixel à
l’intérieur de la fenêtre mobile sur l’image est multiplié par la valeur correspondante de la
matrice de convolution. La valeur finale attribuée au pixel central représente la somme de ces
produits divisée par le nombre d’éléments de la fenêtre. L’image résultant provient de la
convolution de la fenêtre sur l’image entière (Moore, 1983). La dimension de la fenêtre, en
pixels, est directement proportionnelle à l’ordre de grandeur des changements spatiaux reliés aux
linéaments à détecter. Plusieurs autres auteurs tels que Homsby et Bruce (1985) ont retenu des
fenêtres de 5 x 5 sur les images Landsat-TM dont la résolution au sol est de 30 m pour des études
structurales à l’échelle régionale. Dans le cadre de ce mémoire, compte tenu de la superficie de
notre secteur d’étude et de l’ordre de grandeur des structures, nous retiendrons une fenêtre de 3 x
3 pour détecter les linéaments majeurs et pour générer les structures plus fines.
II.3.2.2.2. Filtrage directionnel de SOBEL
Les filtres directionnels améliorent la perception des linéaments en provoquant un effet
optique d’ombres porté sur l’image comme si elle était éclairée par une lumière rasante (Marion,
1987). De plus, ce type de filtre permet de rehausser les linéaments qui ne sont pas favorisés par
la source d’éclairement (Drury, 1986). Le rehaussement des linéaments a donc été effectué à
partir des filtres directionnels utilisant l’opérateur de SOBEL. Ce filtre de SOBEL est une variété
plus sélective de filtres directionnels où les valeurs de la matrice de convolution sont
déterminées selon la distance par rapport au pixel central. En d’autres termes, les points les plus
près du centre dans la matrice (en ligne ou en colonne) interviennent avec un poids supérieur à
ceux des extrémités dans la mesure du gradient directionnel (Deslandes, 1983). Il a été démontré
par Abdou et Partt (1979) que la réponse de l’impulsion de ce filtre était relativement
indépendante de l’orientation des linéaments. Celui-ci peut détecter aussi bien les linéaments
orientés verticalement, horizontalement et à 45° par rapport au gradient du filtre. La dimension
des filtres varie selon les besoins. Seuls les linéaments dont la dimension est supérieure à la
fenêtre de convolution sont détectés (Colwell, 1983). La matrice de convolution (tab. 2) est
calculée automatiquement par le logiciel ArcGIS à partir des caractéristiques de l’image source.

Tableau 2: Matrice de convolution de dimension 3 x 3 : (a) opérateur SOBEl, (b) opérateur
Point Spead
-1 0 1
-2 0 2
-1 0 1
-0.627 0.352 -0.627
0.352 2.352 0.352
-0.627 0.352 -0.627
L’utilisation des différentes méthodes présentées ci-dessus nous a permis d’obtenir les
résultats consignés dans les chapitre III et IV de se mémoire.
a)
b)

CHAPITRE III :
INVENTAIRE LITHOLOGIQUE ET ÉTUDE
PÉTROGRAPHIQUE

Le présent chapitre a pour but de caractériser pétrographiquement les entités géologiques
du secteur d’étude, les relations mutuelles entre les différents types lithologiques ainsi que les
microstructures et les associations minérales, tout ceci dans l’optique de produire la carte
géologique de la zone étudiée. Pour y parvenir, nous nous sommes appuyés sur les observations
de terrain et l’étude des lames minces, ce qui nous a permis de mettre en évidence deux
ensembles lithologiques : un ensemble magmatique et un ensemble métamorphique. L’ensemble
magmatique est composé de granites et d’orthogneiss, tandis que l’ensemble métamorphique est
fait de gneiss et d’amphibolites. Dans cette étude, la nomenclature utilisée pour la description
des microstrucrures est de Bard (1980). Les abréviations utilisées pour les minéraux sont celles
proposées par Kretz (1983).
III.1. ENSEMBLE MAGMATIQUE
L’ensemble magmatique est l’ensemble pétrographique le plus représenté dans le
secteur d’étude. Il affleure aussi bien à Mansa qu’à Deng-Deng et est constitué de granites et
d’orthogneiss (fig. 7).
Figure 7: Carte d’échantillonnage du secteur exploré.

III.1.1. Granites
Sur la base de la composition minéralogique et de la taille du grain, deux principaux
types de granites ont été distingués. Ce sont : les granites à mégacristaux de feldspath et les
granites à biotite.
III.1.1.1. Granites à mégacristaux de feldspath
Les granites à mégacristaux de feldspaths affleurent à Deng-Deng et à Deolé (fig. 7)
respectivement en dalles et en dômes. L’affleurement de Deolé est un vaste dôme de plus de 200
m de diamètre (fig. 8A). Cet affleurement est en cours d’exploitation pour la production de
granulats par une société chinoise (fig. 8B). À l’affleurement, le caractère distinctif de la roche
est la prédominance des grands cristaux de feldspaths, certains atteignant plus 10cm de long (fig.
8C)
Au microscope, les granites à mégacristaux de feldspath ont une microstructure grenue
porphyroïque composée de feldspath alcalin, plagioclase, quartz, biotite et minéraux opaques
(fig. 8D).
- Le feldspath potassique (40-50%) est l’orthose. Ses cristaux sont sub-automorphes et
xénomorphes et de très grande taille (un cristal à lui seul occupe tout le champ du microscope).
Les cristaux de feldspath sont fréquemment perthitiques et renferment des inclusions de biotite et
de quartz. Certains mégacristaux de feldspath présentent des granulations de quartz en bordure
tandis que d’autres sont fracturés, et ces fractures sont remplies de petits grains de quartz (fig.
8E). Les feldspaths montrent fréquemment des marques d’altération donnant un aspect trouble
aux cristaux.
- Le plagioclase (30%) est la deuxième phase minérale après le feldspath potassique. Il se
présente sous la forme de cristaux sub-automorphes en association fréquente avec le feldspath
potassique. La taille des plages est variable, mais inférieure à celle des feldspaths potassiques. Ici
les plus gros cristaux peuvent atteindre 03 mm de grand axe. Certains cristaux de plagioclase se
rencontrent en inclusion dans les feldspaths potassiques, tandis que d’autres renferment les
inclusions de minéraux opaques.
- Le quartz (20-25%) est sous forme de petits cristaux sub-automorphes rencontrés soit
dans les interstices de mégacristaux de feldspath et de plagioclase, soit sous forme de
granulations autour des mégacristaux, soit comme matériel de colmatage des fissures dans
mégacristaux de feldspath potassique. La taille des cristaux est variable, comprise entre l’infra-
millimètre et le millimètre.

A
C
B
E
0,25 mm
Kfs
Kfs
Kfs
Kfs
D 0,8 mm
Kfs
Qtz
Kfs
Bt Pl
F
0,25 mm
Pl
Qtz
Kfs
A) Affleurement en dôme des granites à mégacristaux de feldspath de Deng-Deng ; B) Front de
carrière ouverte sur l’affleurement ; C) Détail de l’échantillon de granite à mégacristaux de
feldspath. Notez l’abondance des phénocristaux de feldspath ; D) Microstructure grenue
porphyroïde et composition minéralogique des granites à mégacristaux de feldspath de Deng-
Deng ; E) Phénocristal de feldspath potassique fracturé. Notez le colmatage des fractures par les
grains de quartz ; F) Association minérale Kfs+Pl+Qtz+Bt dans les granites à mégacristaux de
feldspath de Deng-Deng.
Figure 8: Aspects macroscopique et microscopique des granites à mégacristaux de feldspath de
Deng-Deng.

- La biotite (5-10%) est le principal minéral ferromagnésien de la roche. Elle est sous
forme de lamelles sub-automorphes et xénomorphes éparses dans la roche, la taille de ces
lamelles est variable comprise entre 0,5 et 03 mm de long. La biotite est fréquemment en
inclusions dans les feldspaths potassiques (fig. 8F) et certains cristaux montrent des
transformations en minéraux opaques.
- Les minéraux opaques (<2%) sont des petits cristaux automorphes en inclusion dans
d’autres minéraux.
III.1.1.2. Granite à biotite
Les granites à biotite (Ech Maf01) affleurent en bloc d’environ 05 m de diamètre dans la
localité de Mansa (fig. 7). La roche, de couleur grise, présente une structure grenue et est
composée de quartz, de feldspath et de biotite. La biotite est en quantité notable dans la roche et
se présente sous forme de cristaux automorphes de taille moyenne 2 x 5 mm.
L’étude microscopique montre un cortège minéralogique composé de quartz, de feldspath
potassique, de plagioclase, de biotite et d’amphibole (fig. 9C). Le sphène et les oxydes opaques
forment la phase accessoire.
- Le quartz (30-40%) est sous forme de cristaux sub-automorphes et xénomorphes de
taille comprise entre 0,5 et 1 mm.
- Le feldspath potassique (30%) est l’orthose. ses cristaux sont sub-automorphes et
xénomorphes. Leur taille est comprise entre 0,5 et 3 mm.
- La biotite (15-20%) est le minéral ferromagnésien le plus représenté et est sous forme
de cristaux sub-automorphes et xénomorphes. La taille de ces cristaux de biotite varie entre 1 et
3 mm. Elle est en association fréquente avec l’amphibole et le sphène (fig. 9F).
- Le plagioclase (10-15%) est sous forme de cristaux sub-automorphes à xénomorphes
avec plusieurs habitus. Certains cristaux sont sous forme de larges plages de longueur supérieure
à 4 mm tandis que d’autres sont sous forme de petits cristaux de taille comprise entre 1 et 2 mm.
- L’amphibole est une hornblende (5-10%) verte. Elle est sous forme de phénocristaux
xénomorphes de taille atteignant parfois 2 x 2 mm. Certaines sections montrent des
déstabilisations en biotite et en opaques tandis que d’autres montrent des déstabilisations en
biotite et en opaques tandis que d’autres montrent les inclusions de sphène (fig. 9E)
- Le sphène (5%) se présente sous cristaux sublosangiques disséminés dans la roche, leur
taille est comprise entre 0,1 et 1 mm. Certains cristaux de sphène renferme des minéraux
opaques tandis que d’autres sont en inclusion dans l’amphibole (fig. 9E).

- Les minéraux opaques (<5%) sont automorphes et sub-automorphes et sont en inclusion
dans le sphène (fig. 9D)
-
A) Affleurement en blocs de granite à biotite de Mansa ; B) Détail d’un échantillon de granite à
biotite de Mansa ; C) Microstructure grenue porphyroïde et composition minéralogique des
granites à biotite de Mansa ; D) Association minérale Bt+Spn+Amp avec inclusion de minéraux
opaques dans le sphène ; E) Phénocristal d’amphibole présentant des inclusions de sphène et
montrant la déstabilisation en biotite en bordure ; F) Déstabilisation de la biotite en sphène et en
minéraux opaques ; G) Association minéral Qtz+Kfs+Pl+Bt dans les granites à biotite de Mansa
Figure 9: Aspects macroscopique et microscopique des granites à biotite de Mansa
BA
C0,18mm
Qtz
Qtz
Qtz
Pl
Pl
Bt
Bt
BtKfs
Kfs
Kfs
Amp
D 0,25 mm
Spn
Bt
Spn
Bt
Qtz
Kfs
0,25 mm F
Spn
Amp
Bt
Kfs
0,25 mmE
Bt
Bt
Kfs
Qtz

III.1.2. Les Orthogneiss
Les orthogneiss sont des roches situées à l’interface magmatisme-métamorphisme. Ils ont
un caractère plus ou moins déformé, caractère qui est lié à l’organisation mécanique des
minéraux. Les roches orthogneisssifiées sont particulièrement représentées dans la localité de
Deng-Deng où elles affleurent en dômes. Deux types ont été distingués sur la base de la taille des
minéraux. Ce sont : les orthogneiss à grains moyens et les orthogneiss à mégacristaux de
feldspath.
III.1.2.1. Orthogneiss à grains moyens
Les orthogneiss à grains moyens (Ech Def22) affleurent en bordure du dôme de granite à
mégacristaux de feldspath de Deng-Deng (fig.7). La roche présente un aspect gris sombre et est à
grains moyens à fins. L’on n’observe une orientation préférentielle des cristaux de quartz et de
feldspath (fig. 10B).
Au microscope, les orthogneiss à grains moyens sont caractérisés par une microstructure
granoblastique hétérogranulaire composée de quartz, feldspath, biotite, plagioclase et minéraux
opaques (fig. 10C).
- Le quartz (30-35%) est sous de cristaux xénomorphes présentant deux habitus. Les petits
cristaux en grains sont automorphes et s’observent en nombre élevé autour des larges plages de
feldspath et de plagioclase dont ils forment les granulations de bordure (fig.10D). La plupart de
ces petits cristaux de quartz sont à extinction roulante. Les grands cristaux sont sous forme de
rubans de taille comprise entre 1 et 2 mm, associés aux cristaux de feldspath et de plagioclase.
- Le feldspath potassique (25-30%) est l’orthose. Ses cristaux forment de larges plages
xénomorphes. Les plus gros cristaux atteignent 4 mm et parfois dépassent 6 mm de grand axe.
Les cristaux de feldspath sont fréquemment perthitiques et renferment des inclusions de biotite et
de minéraux opaques. Certains mégacristaux de feldspath présentent des granulations de quartz
en bordure (fig. 10D) tandis que d’autres sont moulés par la biotite (fig. 10E). Dans l’ensemble,
les cristaux de feldspath sont de forme sigmoïde, ce qui traduit la déformation qui a affecté la
roche.
- La biotite (15-20%) apparaît dans la roche sous forme de lamelles sub-automorphes de
taille variable. Les petits cristaux sont de taille micrométrique (3 µm) et les gros cristaux sont
millimétriques (0,5–1 mm). La biotite est en association fréquente avec l’amphibole et certains
cristaux forment des couronnes autour des cristaux de feldspath alcalin. Des inclusions de biotite
et de minéraux opaques y sont fréquentes (fig. 10E).

A) Affleurement en dalles des orthogneiss à grains moyens de Deng-Deng ; B) Détail de
l’échantillon d’orthogneiss à grain moyen de Deng-Deng ; B) Microstructure granoblastique
hétérogranulaire et composition minéralogique des orthogneiss à grains moyens de Deng-Deng ;
C) Phénocristal de feldspath potassique sous forme sigmoïde. Notez les granulations de quartz à
la bordure du cristal. ; D) Porphyroclaste de feldspath alcalin moulés par les lamelles de biotite ;
E) Inclusion de biotite dans un phénocristal de feldspath
Figure 10 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à grain moyen de Deng-
Deng
C
Kfs
Kfs
Kfs
Qtz
Bt
Qtz
Bt 0,14 mm
0,28 mm
E
Kfs
Kfs
Bt
Bt
D
0,28 mm
Kfs
Bt
Qtz
F
0,28 mm
Kfs
Bt
A B

- Le plagioclase (5%) est sous forme de plages sub-automorphes de dimension moyenne de
2 mm de long. Il est en association fréquente avec le feldspath potassique et la biotite.
- Les minéraux opaques (< 2%) sont de petits minéraux automorphes issus de la
déstabilisation de la biotite.
III.1.2.1. Orthogneiss à mégacristaux de feldspath
Les orthogneiss à mégacristaux de feldspath (Ech Def01) affleurent en dômes dans la
localité de Deng-Deng (fig.7). La roche présente un aspect gris sombre et est à grains grossiers.
L’on observe une orientation préférentielle des cristaux de quartz et de feldspath (fig. 11A).
Au microscope, les Orthogneiss à mégacristaux de feldspath sont caractérisés par une
microstructure granoblastique hétérogranulaire composée de quartz, feldspath, biotite,
plagioclase et minéraux opaques (fig. 11B).
- Le quartz (35-40%) est sous forme de cristaux xénomorphes présentant deux formes. Il
s’agit du quartz en rubans et du quartz en grains. Les rubans sont de taille variable comprise
entre 1 et 3 mm et sont très représentés dans la roche. Les cristaux en grains fins sont infra-
millimétriques. Certains cristaux de quartz se rencontrent en inclusion dans les feldspaths tandis
que d’autres colmatent les microfractures intracristallins (fig. 11C).
- Le feldspath potassique (25-30%) est représenté par l’orthose et le microcline. Ses
cristaux sont géants sub-automorphes et xénomorphes. Les plus grandes peuvent atteindre 4 mm
de long et 2 mm de large (moyenne 0,5 x 2 mm). Certains cristaux de feldspath sont perthitiques
(fig. 11D), tandis que d’autres sont fracturés, et ces fractures sont remplies de petits grains de
quartz et de lamelles de biotite (fig. 11C).
- La biotite (15-20%) est sous forme de cristaux sub-automorphes en forme de paillettes.
Ces paillettes sont enchevêtrées et disposées préférentiellement. Leur taille moyenne est de 0,5 x
2 mm. et les plages montrent des signes de déstabilisation (fig. 11F).
- Le plagioclase (5%) est sous forme de plages de plages sub-automorphes de dimension
moyenne de 2 mm de long. Il est en association fréquente avec le feldspath potassique et la
biotite (fig. 11F) et renferme les inclusions de minéraux opaques. Les plagioclases sont
fréquement antiperthitiques (fig. 11E)
- Les minéraux opaques (< 2%) sont les petits minéraux automorphes provenant de la
déstabilisation de la biotite.

A) Détail de l’échantillon d’orthogneiss à grains moyens de Deng-Deng ; B) Microstructure
granoblastique hétérogranulaire et composition minéralogique des orthogneiss à grains moyens
de Deng-Deng ; C) Phenocristal de feldspath potassique fracturé. Notez le colmatage des
fractures par les grains de quartz et de lamelles de biotite ; D) Phénocristal de plagioclase
antiperthitique ; E) Phénocristal de feldspath perthitique ; F) Déstabilisation de la biotite en
minéraux opaques
Figure 11 : Aspects macroscopique et microscopique des orthogneiss à mégacristaux de
feldspath de Deng-Deng
B
Qtz
Bt
Bt
Kfs
0,14mm
0,28 mm
C
Kfs
Kfs
Qtz
Bt
0,28 mmD
Kfs
Pl
0,28mm
Bt
Qtz
Kfs
FE
0,28 mm
Pl
Bt
Qtz
Kfs
A

III.2. ENSEMBLE MÉTAMORPHIQUE
L’ensemble métamorphique est le moins représenté des deux ensembles lithologiques
dans le secteur d’étude. Les roches de cet ensemble sont altérées et affleurent principalement au
village Goyoum. Ces roches comprennent gneiss à biotite et amphibole et les amphibolites.
III.2.1. Gneiss à biotite et amphibole
Les gneiss à biotite (Ech Gof01) affleurent en blocs d’environ 10 m de diamètre dans la
localité de Goyoum, en bordure du fleuve Sanaga (fig. 7). L’aspect général de la roche à
l’affleurement est gris clair. Les minéraux visibles à l’œil nu sont le quartz et la biotite. La taille
du grain est fine à moyenne (fig. 12B).
Au microscope, la roche présente une microstructure granoblastique hétérogranulaire
constituée de quartz, de la biotite, des feldspaths, du plagioclase, et des minéraux opaques (fig.
12C).
- Le quartz (30%) se présente sous forme de cristaux sub-automorphes et xénomorphes
présentant deux habitus. Le premier habitus est celui du quartz en grains. Ces derniers sont de
taille infra- millimétrique et forment des granulations autour des mégacristaux de feldspaths. Le
deuxième habitus est celui du quartz en rubans qui est la forme dominante du quartz dans la
roche. Ces rubans s’associent aux cristaux de quartz en grains et aux feldspaths pour former des
niveaux clairs de la roche. La taille des rubans est variable. Les plus étirés font 0,5 x 1,5 mm
tandis que les petits rubans sont de dimension moyenne 0,1 x 1 mm (fig. 12D).
- Le feldspath potassique est l’orthose. L’orthose représente 20 à 25% des minéraux dans
la roche. Ces cristaux sont sub-automorphes sous forme de plages. Toutefois on observe
généralement des cristaux de forme sigmoïde traduisant la déformation qu’a subie la roche (fig.
12D).
- La biotite (20%) est le minéral ferromagnésien le plus abondant dans la roche. Elle est
sous forme de lamelles xénomorphes disposées en lits alternant avec les niveaux riches en
quartz. Ses dimensions sont variables allant de l’infra-millimétrique à 2 mm de grand axe.
Certains cristaux de biotite sont en inclusion dans les feldspaths, tandis que d’autres montrent
des déstabilisations en minéraux opaques (fig. 12E).
- Le plagioclase (10-15%) se présente sous forme de cristaux sub-automorphes en
association fréquente avec le feldspath potassique et le quartz. La dimension moyenne des
cristaux de plagioclase est de 0,2 x 1 mm. Les plagioclases renferment des inclusions de biotite
et de quartz et sont en association fréquentes avec le feldspath, l’amphibole et le quartz (fig.
12E).

A-Affleurement en dalle de gneiss à biotite de Goyoun ; B- Détail d’un échantillon de gneiss à
biotite ; C- Microstructure granoblastique hétérogranulaire et composition minéralogique ; D-
Cristaux de feldspath potassique de forme sigmoïde. Notez les granulations de quartz en
bordure ; E- déstabilisation de l’amphibole en biotite ; F- Association minérale
Pl+Kfs+Amp+Qtz
Figure 12: Aspect macroscopique et microphotographies des gneiss à biotite de Goyoun
A B
0,12 mmC
Bt
Bt
Bt
Bt
Kfs
Pl
Pl
Kfs
Qtz
Qtz
0,48 mmD
Kfs
Bt
Qtz
Bt
F 0,24 mm
Qtz
Pl
Kfs
Amp
0,24 mmE
Hbl
Bt
Qtz
Hbl

- L’amphibole (5-10%) est la hornblende verte. Elle est sous forme de cristaux
xénomorphes et s’associent à la biotite dans les niveaux ferromagnésiens. Les cristaux
d’amphibole sont de dimensions moyennes de 0,2 x 0,5 mm. Certains cristaux montrent une
déstabilisation poussée en biotite (fig. 12E).
- Les minéraux opaques (<2%) sont des cristaux xénomorphes provenant de la
déstabilisation des biotites.
III.2.2. Amphibolites
Les amphibolites affleurent sous forme de poches lenticulaires enclaves dans les granites
et les orthogneiss de Deng-Deng. Le plus grand axe de ces amphibolites varie de 10 cm à 1 m
tandis que le petit axe varie de 5 cm à 50 cm. Leur mode d’affleurement n’a pas favorisé
l’échantillonnage.
.
Figure 13: Aspect macroscopique des amphibolites de Deng-Deng.

L'étude pétrographique nous a permis d’inventorier les différentes entités lithologiques
dont les caractéristiques sont résumées dans le tableau synoptique ci-dessous :
Tableau III : Caractéristiques pétrographiques des formations géologiques du secteur de Deng-
Deng.
Types
pétrographiques
Modes
d’affleurement
Microstructures Associations
minérales
Faciès
Ensemble magmatique
Granite à biotite Dômes Grenue
porphyroïde
Qtz +Kfs +Pl + Bt
-
Granite à méga-
cristaux de
feldspath
Dalles et Dômes Grenue
porphyroïde
Kfs + Pl + Qtz + Bt
-
Orthogneiss à
grains moyens
Dômes Granoblastique
hétérogranulaire Kfs + Pl + Bt + Qtz
-
Orthogneiss à
mégacristaux de
feldspath
Dalles Granoblastique
hétérogranulaire
Kfs + Pl + Bt + Qtz
-
Ensemble métamorphique
Gneiss à biotite et à
amphibole
Dalles Granoblastique
hétérogranulaire
Qtz + Kfs + Hbl+Pl Amphibolite
de haut degré
L’étude pétrographique de la localité de Deng-Deng nous a permis de distinguer six
principaux types lithologiques appartenant aux ensembles métamorphique et magmatique. Il
s'agit des gneiss à biotite et à amphibole et des amphibolites (ensemble métamorphique) et des
granites à biotite, des granites à mégacristaux de feldspath, des orthogneiss à mégacristaux de
feldspath et des orthogneiss à grains moyens (ensemble magmatique). Les roches gneiss à biotite
et à amphibole présentent une microstructure granoblastique hétérogranulaire. Les granites à
biotite et les granites à mégacristaux de feldspath présentent des microstructures grenues
porphyroïdes et les orthogneiss à mégacristaux de feldspath et les orthogneiss à grains moyens
présentent des microstructures grenues.

CHAPITRE IV : ÉTUDE STRUCTURALE

Le présent chapitre se propose de faire une étude de la déformation qui affecte le secteur
de Deng-Deng. Cette étude qui comprend d’une part une analyse morphostructurale et d’autre
part une analyse structurale qui permettra, à terme de définir et de caractériser les différents
épisodes de déformation ayant affecté les formations géologiques du secteur exploré.
IV.1. ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE
L’approche morphostructurale est abordée à travers le volet orographique (relief) et
l’analyse linéamentaire.
IV.1.1. Analyse de la carte topographique
IV.1.1.1. Agencement spatial des reliefs
 Orographie
La carte des unités géomorphologiques (fig. 14b) couplée à la carte orographique (fig. 3)
met en évidence la prédominance de reliefs élevés sur la partie nord et sur la bordure est, et des
dépressions sur la partie de sud-ouest. Ces dépressions sont soulignées par les cours d’eau
Mbolo, Dido, Akidi de direction moyenne NNE-SSW, et Gèndi de direction moyenne NNW-SSE
et de la Sanaga. En effet, les courbes de niveau d’altitude supérieur 720 m sont réparties de
manière spatiale au Nord et à l’extrémité Est du secteur d’étude. Par contre, les courbes de
niveau d’altitude inférieur à 720 m se retrouvent concentrées à l’Ouest et au SW du secteur
d’étude et s’ordonnent quelque fois de manière linéaire suivant la direction NNE-SSW. La
succession de reliefs ainsi que l’alternance des formes dans le paysage permettent de tracer des
lignes de crêtes (fig. 14a) dont les directions préferentielles dans l’ordre d’importance sont NE-
SW, NW-SE, et la mise en évidence de trois unités morphologiques recouvrant l’ensemble du
secteur d’étude.
 Modelé des reliefs
Le modelé en plan de la carte orographique de la figure 1C fait état de ce que le type de
relief existant dans le secteur d‘étude est la colline. Deux variétés de colline se distinguent à
savoir les collines subcirculaires (en demi-orange) et les collines allongées. Les collines
allongées sont les plus représentées dans le secteur d’étude et sont inégalement réparties de part
et d’autre des cours d’eaux Dido, Mbolo, Akidi, Mesomo et Gèndi). Les collines subcircurlaires
quant à elles sont uniquement rencontrées du côté de la rive droite de la Sanaga.

Figure 14: A- Carte des lignes de crête du secteur d’étude ; B- Carte des unités
géomorphologiques du secteur d‘étude, extraite de l‘image SRTM.
IV.1.2. Analyse de l’image SRTM
Le secteur de Deng-Deng est caractérisé par une végétation forestière et une rareté des
affleurements. L’accès difficile dans ce milieu forestier et la rareté des affleurements constituent
un problème majeur pour une meilleure cartographie du socle. Pour pallier à ces difficultés, une
A
B

approche combinant les données Google Earth (SRTM : Shuttle Radar Topography Mission) et
celles de terrain a été appliquée pour la cartographie du secteur de Deng-Deng et ses environs.
Le traitement des images a été fait à l’aide du logiciel SIG (Système d’Information
Géographique) ArcGis10 et complété par des logiciels de dessin tels qu’Adobe Illustrator.
L’objectif de ce paragraphe est d’utiliser cette approche combinant la télédétection et les levés de
terrain pour établir une carte lithostructurale précise favorisant ainsi une meilleure
compréhension de l’évolution tectonique de la chaîne panafricaine dans la série du Lom.
IV.1.2.1. Localisation et choix de la feuille d’image SRTM
L’image SRTM (Fig. 15B) a été importée dans le logiciel ArcGIS 10 où nous avons
délimité notre zone d’étude (Fig. 15D). Le choix de cette zone est de mieux apprécier et de faire
des comparaisons entre les différentes structures générées par traitement d’images et ceux
observées sur le terrain.
IV.1.2.2. Images filtrées
La figure 16 montre les anomalies linéaires générées à partir du filtrage utilisant deux
opérateurs : Sobel Horizontal et Point Spread. Cette image a été obtenue avec un azimut N300°et
une altitude de 85, un écart-type (StdDev = 1), un effet de la hauteur de nuance (Z = 25), une
application de l’étirement des contrastes (AGS = 0,7) et une inversion symétrique des anomalies
linéaires.
Une analyse de cette image filtrée (Fig. 16) nous montre cinq failles kilométriques
orientées à NE-SW.

A
Figure 15: Localisation (A) de l’image SRTM (B) et principales caractéristiques (C). Image
SRTM brute du secteur de Deng-Deng (D).
D
SRTM, WRS2 Tiles
WRS-2, Path 185, Row 057, 2000
USGS/GLCF
3 arcsec, Filled Finished-B
Cameroon
Online: 180-079
Compressed Size: 1, 5 MB; Actual Size: 3 MB
WGS_84_UTM_zone_33N
Projection : Transverse_Mercator
false_easting: 500000,000000
false_northing: 0,000000
central_meridian: 9,000000
scale_factor: 1,000000
latitude_of_origin: 0,000000
Linear unit: Meter
GCS_WGS_1984
Datum : D_WGS_1984 C
B

Figure 16: Anomalies linéaires obtenues à partir des images SRTM filtrées.
IV.1.2.3. Cartographie du secteur
Le travail de cartographie est une suite d’opérations logiques effectuées de proche en proche
sur le terrain comme à l’ordinateur avec des logiciels de dessin tels qu’Adobe Illustrator et
ArcGis 10. Après la délimitation du secteur d’étude sur l’image SRTM brute, ce dernier est
importé à ArcGis 10 (Fig. 15), nous avons grâce à deux méthodes de traitement, généré
respectivement les linéaments visibles en surface et les linéaments pénétratifs.
 Linéaments visibles en surface
Dans un premier temps, l’image brute du secteur d’étude a été reéchantillonnée par la
méthode de convolution cubique. Ensuite, nous avons fait une inversion symétrique du relief
dans le but de visualiser les anomalies linéaires visibles en surface qui peuvent ne pas être
pénétratives. Les images ainsi traitées ont été vectorisées à l’aide du logiciel Adobe Illustrator.
Une variation de l’azimut d’illumination du soleil des positions N315°, N45°, N135° à N225°
(Figs.17a à 17d, respectivement) permet de générer avec précision les linéaments du secteur
d’étude. La superposition des linéaments issus des différentes positions d’illumination du soleil
nous a permis de réaliser la carte synthétique des linéaments du secteur de Deng-Deng.
Sanaga

Figure 17: Linéament obtenus en fonction de la variation de l’azimut d’illumination du soleil
des positions N315°, N45°, N135° à N225° (a, b, c, d, respectivement).
Figure 18: Carte synthétique des linéaments du secteur.
a
d
c
b

 Anomalies linéaires pénétratives
Dans l’optique de rehausser toutes les anomalies linéaires (foliation, cisaillement ductile et
faille), nous avons utilisé des filtres directionnels de SOBEL et de Gradient NW. L’utilisation de
l'opérateur « Sobel vertical », a permis d’obtenir une multitude d’anomalies linéaires continues.
Le désavantage de ce mode de filtrage est qu’il ne permet pas de différencier les catégories
d’éléments structuraux. Pour pallier à cette situation, nous avons fait un mélange du filtre
directionnel de « Sobel horizontal » et du filtre directionnel de « Gradient NW » où l’ensemble,
préalablement soumis à une combinaison en mode RGB (Red Green Blue), a été ensuite filtré à
l’aide de l’opérateur « Sobel vertical ». Les trajectoires de la foliation deviennent alors
discontinues et les failles (linéaments pénétratifs) deviennent nettement visibles et décelables
grâce aux traits rectilignes qui décalent la foliation (Fig. 19).
Figure 19: Trajectoires de foliation et des failles obtenues après un mélange de filtre
directionnel de SOBEL horizontal et de filtre directionnel de Gradient NW dont
l’ensemble a été ensuite filtré à l’aide de l’opérateur SOBEL vertical.

IV.2. ANALYSE STRUCTURALE
L’étude de la déformation abordée dans ce paragraphe analyse et décrit les différents
éléments structuraux qui ont affecté les ensembles lithologiques de notre secteur d’étude. Les
observations de terrain et l’étude pétrographique nous ont permis de mettre en évidence, à
différentes échelles, plusieurs éléments structuraux, chacun ayant ses caractéristiques propres.
L’analyse géométrique, cinématique et chronologique détaillée de ces structures permet de les
regrouper en trois principales phases de déformation, dont les deux premiers sont ductiles et
associées à des recristallisations métamorphiques et la dernière fragile.
Les éléments structuraux recensés dans la localité de Deng-Deng sont des structures
planaires (foliation, schistosité, plan de cisaillement) et des structures ubiquistes (diaclases).
Nous nous proposons d’étudier cette déformation polyphasée à l’échelle mésoscopique et
microscopique. Cette étude va donc contribuer à une meilleure connaissance de la configuration
structurale du secteur de Deng-Deng afin de l’intégrer dans l’évolution tectonique de la CNPE.
Les projections stéréographiques illustrées dans cette section sont construites dans
l’hémisphère inferieur du canevas de Schmidt.
IV.2.1. Analyse mésoscopique de la déformation
IV.2.1.1. Phase de déformation D1
La phase de déformation D1 affecte uniquement les roches de l’ensemble métamorphique.
C’est une phase relictuelle car ses structures sont fortement transposées par les phases de
déformations plus intenses D2 et D3. Les éléments structuraux associés à la phase D1 sont
néanmoins reconnaissables dans les gneiss et certains amphibolites et marqués essentiellement
par des structures planaires. Il s’agit de la foliation S1.
Dans les gneiss à biotite et amphibole, la foliation S1 est définie d’une part par une
alternance de minces bandes claires riches en rubans de quartz et en amandes asymétriques de
feldspath et de bandes sombres riches en paillettes de biotite et en lamelles d’amphiboles
(foliation de type « litage compositionnel » (Bard, 1980)), et d’autre part, par l’orientation
préférentielle des rubans de quartz, des sigmoïdes de feldspath et des paillettes de biotite,
soulignant ainsi la schistosité S1. Nous constatons dès lors que la schistosité S1 pourrait
correspondre à une schistosité de flux produite par cristallisation et recristallisation
métamorphique le long du plan d’aplatissement ; ce qui aboutit à une différenciation
minéralogique sous forme de lits. Cette schistosité est parallèle à la foliation S1 et s’observe dans
presque toutes les roches métamorphiques de la région d’étude. Toutefois, elle est beaucoup plus
marquée dans les gneiss où elle se traduit par l’orientation préférentielle des cristaux de quartz

étirés et des sigmoïdes de feldspath dans les lits quartzo-feldspathiques et par les paillettes de
biotite et dans les lits ferromagnésiens.
Dans les amphibolites, la foliation S1 est soulignée par une alternance compositionnelle
caractérisée par un rubanement de lits clairs et des lits sombres composés de minéraux
ferromagnésiens (biotite et amphibole).
La schistosité associée est soulignée par une orientation préférentielle des cristaux
d’amphibole et de biotite (fig. 20).
Figure 20: Foliation S1 dans les amphibolites de Deng-Deng.
IV.2.1.2. Deuxième phase de déformation D2
La phase de déformation D2 est la phase tectonique majeure du secteur d’étude. Elle
affecte aussi bien les roches de l’ensemble magmatique que celles de l’ensemble
métamorphique. La phase D2 comporte des structures planaires (schistosité S2 mylonitique (Sm),
structures S-C) (fig. 21).
IV.2.1.2.1. Structures S-C
Le terme « S-C mylonite » a été proposé pour la première fois par Berthé et al. (1979)
pour décrire les mylonites ayant des plans de schistosité (S) associés aux plans de cisaillement
(C) dans les orthogneiss du cisaillement sud armoricain. Les structures S-C sont observées dans
les orthogneiss à mégacristaux de feldspaths de la localité de Deng-Deng. Elles sont
caractérisées par des plans (S) parallèles à la Sm et formant avec les plans de cisaillement (C) un
angle inférieur à 40° (fig. 21B).
 Les plans (S) de schistosité sont marqués par l’orientation des amandes et sigmoïdes
asymétriques de feldspaths, des poissons d'amphibole et des agrégats étirés de quartz.
S1
Orthogneiss
Amphibolite

L'asymétrie des sigmoïdes de mégacristaux de feldspaths disposés obliquement par rapport au
plan (C) permet d’apprécier le sens sénestre du mouvement cisaillant (fig. 21B).
 Les plans (C) de cisaillement sont marqués par la disposition à l’oblique sur les plans de
schistosité des paillettes de biotite, des lamelles d'amphibole et des cristaux de quartz. Ces plans
(C) forment deux familles sécantes : les plans C' et les plans C proprement dits ; les plans C ont
une direction moyenne de N45°E, et les plans C’ une direction moyenne de N130°E.
D’autres éléments de la déformation sont marqués par les structures en coronitique (fig.
21E)
Figure 21: Quelques structures de la D2.
A
E
D
Sm
C
S
C
B
A et B : Structure S-C ;
C- Schistosité S2 mylonitique ;
D- Sigmoïde de feldspath à cinématique
senestre ;
E-Structure coronitique d’un feldspath
potassique.

IV.2.1.2.2. Schistosité S2
Dans l’ensemble magmatique, la schistosité S2 s’observe dans les orthogneiss et est
soulignée par la disposition planaire et/ou par l’orientation préférentielle des sigmoïdes de
feldspaths alcalins et des rubans de quartz (Fig.21C). La forme, sigmoïde dans l’ensemble, des
minéraux qui soulignent la schistosité S2 dans les orthogneiss indique que cette dernière est une
schistosité mylonitique Sm (fig.21D). Quelques mesures ont été prises sur l’affleurement de
Deng-Deng. La projection stéréographique de ces dernières (Fig. 22) montre une concentration
des pôles des surfaces S2 dans le quart SE du stéréogramme, la direction dominante de ces plans
étant N72E48NW.
Figure 22: Diagrammes stéréographiques de la S2 : (a) Stéréogramme des pôles de la foliation ;
(b) diagramme de densité de la S2.
IV.2.1.3. Phase de déformation D3
La phase de déformation D3 est essentiellement cassante. Elle comporte les diaclases et
les linéaments hydrologiques.
IV.2.1.3.1. Diaclases
Les diaclases sont des joints secs n’impliquant pas de déplacement. A Deng-Deng, les
diaclases s’observent aussi bien dans les roches magmatiques et métamorphiques. Ils traduisent
soit un retrait thermique (roche magmatique), soit d’un anet ou d’un relâchement des efforts
tectoniques (cas des roches métamorphiques) (fig. 23a). Quelques plans de diaclases ont été
mesurés sur le terrain et l’analyse statistique directionnelle de tous ces linéaments nous a permis
de construire une rosace de direction (fig. 23b).
NN

Figure 23: a- Plan de diaclase, b-stéréogramme des plan de diaclases dans les orthogneiss de
Deng-Deng.
IV.2.1.3.2. Les linéaments hydrologiques
Le traitement du réseau hydrographique de notre secteur d’étude a été fait grâce au
logiciel « Global Mapper », ce qui nous a permis de ressortir les différentes familles de
linéaments hydrographiques selon le principe que les portions rectilignes des cours d’eau
correspondent à d’anciennes lignes de fractures. L’analyse statistique directionnelle des
linéaments obtenus à l’aide du logiciel Géoplot1_2 nous a permis de construire la rosace de
direction des linéaments pour chaque ordre des cours d’eau du secteur d’étude (fig. 24).
 Pour les linéaments des cours d’eau d’ordre 1, trois (03) principales familles de directions
ont été distinguées : N30°-40°E ; N140°-150°E ; N160°-180°E (Fig. 24A).
 Pour les linéaments des cours d’eau d’ordre 2, une (01) direction majeure a été distinguée
: N45°-60°E (Fig. 24B).
 La rosace de direction des linéaments des cours d’eau d’ordre 3 présente une (01)
principale famille de direction : N60°-80°E (Fig. 24C).
Diaclase
a b

Figure 24: Linéaments et rosace de directions des cours d’eau. A : Ordre 1 ; B : Ordre 2 ; C :
Ordre 3.
La figure 25 est la carte synthétique de tous les linéaments du secteur d’étude. L’analyse
statistique directionnelle de tous ces linéaments nous a permis de construire une rosace de
direction (Fig. 26) dont les directions majeure, intermédiaire et mineure sont respectivement
N150-170°E; N60-80°E et N45-60°E.
N
N60-80°E
C
N
N160-180°E
N140-
150°E
N30-40°E
A
N
N45-60°E
B

Figure 25 : Carte synthétique des linéaments des cours d’eau.
Figure 26: Rosace de direction des linéaments hydrologiques.
IV.2.2. Analyse microstructurale
Cette étude a pour but de mettre en évidence les marqueurs de la déformation à l’échelle
microscopique et leur apport dans la reconstitution du contexte de mise en place des roches.
L’analyse porte sur le comportement des minéraux au cours de la cristallisation du magma. Cela
N
N150-170°E
N60-80°E
N45-60°E

permettra de distinguer les différents stades d’évolution subie par le magma depuis l’état
magmatique jusqu’à l’état solide en passant par l’état transitoire dit submagmatique.
D’après Tommasi et al. (1994) une déformation à l’état magmatique est celle que subit
un bain silicaté contenant des cristaux et où la quantité du liquide est suffisamment grande pour
minimiser l’interaction entre les grains et empêcher la formation des charpentes solides, ceci se
traduisant par des fluidalités. Une déformation à l’état submagmatique permet une interaction
entre les grains en présence d’une quantité de liquide, suffisante pour éviter la formation des
charpentes solides continues. À l’état submagmatique, le magma n’est pas encore entièrement
cristallisé. Ce stade marque une transition entre l’état magmatique et l’état solide (Van der
Molen et Paterson, 1979). Une déformation à l’état solide est celle qui affecte la roche
entièrement cristallisée et qui par son comportement rhéologique peut subir une mylonitisation.
Dans le secteur de Deng-Deng, seules les déformations à l’état submagmatique et à l’état
solide ont été observées.
IV.2.2.1. Microstructures de déformation à l’état submagmatique
Les marqueurs de déformation à l’état submagmatique dans les roches de la localité de
Deng-Deng sont marqués par des cristaux précoces de feldspath, biotite et plagioclase qui
enregistrent des déformations ductiles et fragiles. Ces marqueurs sont :
- des sigmoïdes à asymétrie dextre des cristaux de feldspath potassique (fig. 27B) dans les
orthogneiss ;
- les agrégats polycristallins composés essentiellement du quartz et du feldspath alcalin ;
- les cristaux de feldspaths et de plagioclase affectés par la fracturation et présentant des
microfractures transversales (fig. 27C). Ces microfractures, qui sont remplies par des
microcristaux (granulation) de quartz, indiquent probablement que les contraintes n’ont pas été
annulées avant la cristallisation totale de la roche, ce qui peut, d’après Berthé et al. (1979),
provoquer la déformation et la transformation du granite solidifié en orthogneiss.
IV.2.2.2. Déformation à l’état solide
Les microstructures de la déformation à l’état solide de haute température (Tommasi et
al., 1994) sont marquées par des rubans de quartz polycristallins (fig. 27A) montrant une
structure en mosaïque caractérisée par une forte interpénétration des grains, due à la migration de
leurs bordures affectant les bordures des feldspaths potassiques et disposées parallèlement à la
schistosité.

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