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L’évaporation
Le diagramme de la normale trentenaire présente un maximum moyen évaporé qui se situe au mois de mars, (3l8.8mm) ; le minimum se place au mois de septembre (66.6 mm), un mois après le maximum pluviométrique.
Cependant, il faut noter que l’évaporation n’est pas moins intense en janvier et février qui correspond au minimum thermique principal correspondant qui est de 24.9°C, simplement parce qu’en août et septembre au maximum de l’humidité relative et de la tension de vapeur qui sont l’inverse de l’évaporation. L’évaporation moyenne annuelle est de 19l.3mm (Thiam M.D 1986).
L’Evapotranspiration
Les valeurs obtenues sont différentes d’une méthode à l’autre. La formule de Turc et Coutagne donne des valeurs d’ETR (évapotranspiration réelle) qui varient entre 500 et 600 mm/an. Celles de Thornwhaite s’approchent de 1350 mm/an pour l’ETP (évapotranspiration potentiel). Les tannes sont certes connues pour leur aspect dénudé donc exposés à l’évaporation. Cependant la présence d’herbacés et de la végétation d’évapotranspiration bordière peut commander des phénomènes si minimes soient elles avec la proximité des aquifères de la surface du sol..
Les températures
Les données utilisées, aussi bien saisonnières que la normale montre des courbes à deux maxima (voir figure 3). Pour la station de Kaolack, le maximum principal se situe au mois de mai (30.2°C) ; et le minimum principal en janvier (24.9°C). Le maximum secondaire au mois d’octobre (28°,9C) ; et le minimum secondaire au mois d’aout (27°C). Nous notons ainsi que les minima thermiques sont très élevés. La moyenne annuelle est de 28°C. Le régime thermique est nettement tropical avec une amplitude annuelle assez faible (5.3°C) ; cependant, l’écart diurne est élevé (15.1°). Ces valeurs sont assez indicatrices des processus évaporatoires tout le long de l’année, qui, par ailleurs, sont aussi dépendants de l’importance du déficit de saturation de l’air, de l’insolation que du vent, (Leroux, 1980).
TYPES DE SOL ET OCCUPATION DU SOL
Occupation du sol
D’après les travaux de Dieng (2017), le traitement d’images optiques a permis d’établir l’état de d’occupation du sol et du couvert végétal dans la zone. La classification montre que dans la zone d’étude, l’occupation du sol est essentiellement dominée par les zones de cultures pluviales (52 %). La végétation naturelle (40 %) est essentiellement constituée de savanes arbustives à arborées, de parcs arborés, de savanes arbustives et de steppes arbustives à arborées qui caractérisent les forêts classées de la zone (figures 4 et 5). Cependant, cette végétation naturelle tend à disparaitre en faveur des cultures pluviales (Dieng et al., 2014). Le reste de la zone est occupé par des habitations très dispersées (3.5 %), constituées en majorité de villages, de tannes (2 %), de plan d’eau (1.5 %) et de quelques étendus de mangrove au Nord – Ouest estimées à 1 % (figure 4 et 5).
Géologie et stratigraphie de la zone d’étude
La stratigraphie
Les formations rencontrées par les sondages pétroliers et d’exploitation d’eau réalisés dans la zone d’étude montrent que la géologie comporte du bas vers le haut : les formations du Maastrichtien, du Paléocène, de l’Éocène et enfin celles de l’Oligocène et du Mio-Pliocène connues sous le nom de CT et recouvertes par les sables dunaires du Quaternaire.
Les formations géologiques qui font l’objet de notre étude sont celles du CT faites de grès, de sable, sable argileux, d’argile et de silt. Le Continental Terminal est représenté dans le Saloum par des terrains allant de l’Oligo-Miocène au Pliocène. Il est généralement discordant sur les formations les plus anciennes et est souvent recouvert par le Quaternaire..
Les eaux souterraines contenues dans les formations superficielles des sables du quaternaires et du CT ont fait l’objet de notre travail. Par conséquent ce paragraphe sera réservé à la description de la lithologie des horizons superficiels et de leur substratum d’âge Éocène, tout en mettant l’accent sur les formations superficielles du CT et du Quaternaire, qui constituent l’aquifère principal faisant l’objet du présent travail. Sur la base des logs de forages d’eau et pétroliers, des coupes et cartes géologiques existantes, 10 coupes géologiques ont été réalisées dans la zone étudiée suivant des transects Ouest-Est (A à D), Nord-Ouest – Sud-Est (I à IV) et Nord-Sud (1 à 4)(figure 8) et en Annexe1 (figure 20 ; 21 ;22 ;23 ; 25).
L’Éocène
Dans le bassin sénégalo-mauritanien, l’Éocène est divisé en Éocène inférieur (Yprésien), moyen (Lutétien et Bartonien) et supérieur (Priabonien). Cependant, dans le delta du Saloum, seul l’Éocène inférieur et moyen sont connus avec des dépôts caractérisés par une lithologie hétérogène qui reflète le passage des termes marneux et marno-calcaires à des termes calcaires, calcaro-marneux et calcaro-gréseux (Ly et Anglada, 1991 ; Sarr, 1995).
L’Yprésien est constitué par une alternance de marnes et des calcaires marneux à silex reposant sur le Paléocène et surmontés de calcaires marneux coquilliers. La composition minéralogique de ces formations de l’Éocène inférieur est identique à celle des formations sous-jacentes avec, cependant, une prédominance d’attapulgite qui est parfois relayée par la sépiolite ou la kaolinite (Lappartient, 1985).
Le Lutétien correspond à des argiles et des marnes comportant des intercalations de calcaires argileux à silex et le Bartonien est représenté par des calcaires blancs à nummulites silicifiés et phosphatés.
La partie supérieure de l’Éocène moyen qui correspond au substratum de l’aquifère du CT est la plupart du temps constituée d’argiles compactes, de marno-calcaires ou de calcaires compacts (Diluca, 1976). Ces dépôts ont été intensément érodés lors d’une phase de régression marine à l’Éocène supérieur. Cette érosion a entraîné la mise en place de dépressions plus ou moins profondes à la base du Continental Terminal
La Formation du Saloum (ex Continental Terminal)
Les tentatives de corrélations stratigraphiques effectuées dans le cadre du travail à partir de logs de forages recoupant la Formation du Saloum dans la zone d’étude ont permis d’identifier les séquences des différents horizons, leur nature, leur extension verticale et latérale. L’épaisseur de la Formation du Saloum est très variable (Annexe, figures 20 à 30) ; l’épaississement du Nord vers le Sud est dû à la présence d’anciennes vallées incisées dans le substratum marno-calcaire de l’Éocène.
La lithologie est très hétérogène ; les formations sont constituées de sédiments détritiques allant des argiles aux graviers ; ce qui est habituel dans les formations d’épandage continental (sédiments continentaux redistribués par une sédimentation marine).
Ces formations présentent les marques d’une intense altération ferralitique dont l’expression la plus nette est la présence, en plus des concrétions et des cuirasses ferrugineuses, de la formation de kaolinite (Conrad et Lappartient, 1987). La cuirasse latéritique est souvent discontinue et affleure par endroits à l’Est mais à l’Ouest elle est recouverte par les formations sableuses du Quaternaire. Elle constitue la limite entre la Formation du Saloum et le Quaternaire généralement constitué d’argiles sableuses (Tessier et al.,1975). Les variations latérale et verticale de faciès sont fréquentes. Nous notons ainsi le passage des formations gréseuses plus ou moins argileux à des niveaux latéritiques plus perméables (Noël, 1975).
Au niveau de certaines zones notamment à l’Ouest et au Sud-Ouest, des argiles compactes surmontent parfois le substratum. Ces argiles sont probablement d’âge Miocène du fait qu’elles sont discordantes sur les calcaires à nummulites près de Sokone à l’Ouest de la zone (Diluca, 1976).
Les logs de forages montrent une alternance irrégulière et discontinue de différents types de sédiments détritiques allant du sable grossier au sable fin, sable argileux et argile sableuse entrecoupés par des niveaux discontinus d’argiles (Annexe, figure 23 à 33) ; un ensemble de grès argileux, d’argiles et de sables ferrugineuses (sables argileux latéritiques), le tout surmonté par endroits par un horizon cuirassé très induré et un horizon ferrugineux gravillonnaire induré (latérites ou sables latéritiques). Au sommet de la série, nous trouvons de façon presque constante des sables beiges peu argileux du Quaternaire.
Considérée dans le détail avec les logs de forage, la succession verticale ne semble pas à priori, refléter un ordre bien établi. Toutefois, les sables fins et sables argileux et/ou argiles sableuses constituent les formations dominantes dans ce niveau. Par conséquent, dans le cadre de ces travaux, la Formation du Saloum et le Quaternaire ont été regroupées en une seule couche sablo – argileuse et latéritique renfermant la nappe de la Formation du Saloum.
Le Quaternaire
Il constitue la majeure partie des affleurements du bassin sénégalo-mauritanien et comprend des formations marines, continentales et volcaniques. Dans le Saloum, le Quaternaire est inclus dans le complexe terminal du Mio-Plio-Quaternaire ; il est sablo-argileux et comprend :
– le Quaternaire marin qui correspond au Nouakchottien dont les accumulations de coquillages (Anadara senilis principalement) couvrent de vastes superficies. Il s’agit de dépôts de plages épais (1 à 2 m) indiquant la position du rivage à la côte + 3 m, il y a environ 5500 ans (Bellion, 1987) ;
– le Quaternaire continental dont les formations très variées peuvent être divisées en trois groupes en fonction de leur mode de genèse : les glacis, les cuirasses, et les terrasses alluviales (Michel, 1973).
CONTEXTE HTDROGEOLOGIQUE
Cadre hydrogéologique à l’échelle du bassin sénégalo-mauritanien sénégalais
La première carte hydrogéologique schématique du Sénégal a été établie par Travi en 1988 (figure 9). Les différentes unités hydrogéologiques identifiées sont :
– les aquifères de fissures et d’altération des formations cristallines précambriennes du Sénégal oriental qui limite à l’Est le bassin sédimentaire ;
– et les aquifères du bassin sédimentaire regroupés en trois ensembles (inférieur, moyen et supérieur) qui correspondent aux principales formations géologiques.
L’ensemble inférieur (profond), avec une épaisseur moyenne de 250 m, s’étend sur l’ensemble du bassin sédimentaire. Il regroupe les formations aquifères du Sénonien inférieur, du Campanien et du Maastrichtien. Cet ensemble se prolonge vers le Nord en Mauritanie et vers le Sud où nous le rencontrons jusqu’en Guinée Bissau.
L’ensemble intermédiaire est hétérogène constitué par les aquifères de l’Eocène inférieur et moyen et du Paléocène dont les formations marno-calcaire et calcaires karstifiés occupent les parties Nord et Nord-Ouest du pays et présentent des épaisseurs qui varient de 5 à 120 m.
L’ensemble supérieur constitué de l’Oligo – Miocène ou de la Formation du Saloum (formations argilo-sableuses et sablo-argileux) retrouvés respectivement au Sud, et à l’Est au Centre et au Nord – Est du Sénégal avec des épaisseurs comprises entre 10 et 150 m. La nappe des sables quaternaires (formations alluviales de la vallée du fleuve Sénégal et les sables littoraux entre Dakar et Saint-Louis) dont les épaisseurs sont très variables (entre quelques mètres et quelques dizaines de mètres) complète cet ensemble.
Cadre hydrogéologique du bassin du Saloum
Sur la base des logs de forage et des travaux de Noel (1975), Diluca (1976), Dieng (1987), et du rapport COWI/Polyconsult (2000), le système hydrogéologique du bassin du Saloum est constitué de plusieurs aquifères dont les plus importants (et qui sont exploités) sont ces deux grands aquifères sableux correspondant au Maastrichtien (en profondeur) et au CT (superficiel). Ce dernier constitue l’objet principal de notre étude. Ces deux aquifères sont séparés par les formations, essentiellement peu perméables du Paléocène et de l’Éocène qui contiennent cependant des aquifères calcaires moins importants dont l’extension reste inconnue.
Aquifère du Maastrichtien
Cet aquifère est constitué de sables avec de rares intercalations d’argiles. Il renferme la nappe la plus importante du Sénégal. L’épaisseur de ces niveaux aquifères est en moyenne de 200 à 250 m et la productivité de la nappe est assez bonne. Les forages, bien que captant souvent les niveaux supérieurs du réservoir, donnent facilement des débits de 150 à 250 m3/h à l’Ouest de la zone d’étude, le toit de ce système est rencontré à – 467 et – 390 m respectivement aux forages pétroliers de Néma Nding et de Toubacouta. Selon Dieng (1987) les paramètres hydrodynamiques, obtenus à partir d’essai de pompage sur les forages, donnent des valeurs de conductivités hydrauliques comprises entre 1.7 10-5 et 3.5 10-4 m s-1. Les valeurs de transmissivité oscillent entre 8.5 10-5 et l.8 10-1 m2s-l avec une moyenne de 1.82 10-2 m2s-l.
Aquifère intermédiaire du Paléocène
Dans le bassin sédimentaire du Sénégal, cet aquifère est essentiellement constitué par les assises carbonatées (marnes, marno-calcaires et calcaires) du Paléogène (Éocène et Paléocène). Les niveaux productifs de ce système sont restreints au niveau des zones karstiques à l’Ouest du pays. Au Saloum, cet aquifère a été rencontré dans les forages à Ndoffane, Mbirkilane et Foundiougne (Noel, 1975) ; cependant, aucune étude n’a été réalisée dans la zone et son extension reste imprécise et ses qualités hydrodynamiques inconnues.
Aquifère de la Formation du Saloum
La Formation du Saloum est représentée dans le Saloum par des terrains allant de l’Oligo-Miocène au Pliocène. Elle est généralement discordante sur les formations les plus anciennes et est souvent recouvert par le Quaternaire.
Paramètres hydrodynamiques
Les données existantes sur les ouvrages et les rapports de forages ont pour source la base de données de la DGPRE et analysées pour évaluer les caractéristiques hydrodynamiques qui sont les valeurs de conductivité hydraulique, transmissivité et coefficients d’emmagasinement (S) obtenus par interprétation des essais de pompage de courte et/ou de longue durée, par la méthode semi-logarithmique de Jacob (Cooper et Jacob 1946) et/ou de Theis (Theis, 1935).
Les valeurs de conductivités (figure 33) et de transmissivité sont très peu variables Elles sont respectivement comprises entre 0.1 et 3.2 10-4 m/s et 0.7 et 7.10-2 m2/s. Les valeurs de conductivité hydraulique les plus faibles sont retrouvées au Nord et Nord-Ouest de la zone et les plus élevées au Sud et au centre du système. Cette variabilité spatiale des valeurs de conductivité hydraulique est due à l’hétérogénéité des facies et surtout aux variations latérales et verticales de facies qui caractérise le système aquifère. En effet, la partie Sud et centrale du système est caractérisée par un facies sableux (sables moyens à grossiers, grés), tandis que dans les zones Nord à Nord-Ouest et sud les sables fins à argileux et limons dominent.
Les valeurs coefficients d’emmagasinement (S) obtenues à partir des pompages d’essai (Diluca, 1976) sont peu nombreuses et varient entre 0.8 et 21 10-2.
Modèle numérique de terrain
Un model numérique de terrain a pu être établis grâce aux données récoltées sur le terrain. L’examen de la figure montre une organisation assez simple du relief dans le bassin versant de Boly Sérère avec une zone haute dans la partie Nord-Ouest et une partie basse au Sud-Est du bassin. Sur le plan morphologique, trois éléments d’une structure tabulaire se distinguent : il s’agit d’un plateau, d’un talus et d’une dépression. Par ailleurs, vue la disposition du relief, la région Nord-Ouest du bassin est potentiellement une zone de naissance des écoulements de surface. En revanche, la région Nord-Est et Sud-Sud sont plutôt des zones d’accumulation des eaux de surface. En effet sur ces deux zones correspondent aux deux bras de mer du Sine-Saloum. Lorsque ces eaux débordent à la suite d’une crue, s’évaporent, le sel s’accumule à la surface du sol. Ce qui facilite une avancé de la salinisation sur les terres et naissances de nouvelles tannes nues.
Carte topographique et caractéristiques physiographiques du bassin
La topographie de la zone est relativement plane. Mais au niveau du site il y a une variation d’altitude d’amont en aval. Les altitudes sont comprises entre 5 et 7 m au niveau du bas-fond rizicoles. L’altitude la plus basse est 0 m correspondant au niveau de la mer. Cette topographie est illustrée par les cartes topographiques en 2 D de la figure 20 ci-dessous.
Les altitudes sont généralement basses. Ce qui explique une inondation des terres de la vallée à la suite d’une marée haute. La salinité des eaux du fleuve Saloum, particulièrement élevée et supérieure à celle de l’eau de mer (N.M. Dieng, 2018) contribue à l’avancer de la langue saline.
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Table des matières
INTRODUCTION
1 : PRESENTATION DU SITE
CONTEXT GEOGRAPHIQUE ET CLIMATIQUE
1.1.1 Situation géographique
1.1.2 Contexte climatique
1. 2 TYPES DE SOL ET OCCUPATION DU SOL
1.2.1 Occupation du sol
1.2.2 Types de sols
1.3 CADRE GEOLOGIQUE
1.3.1 Cadre structural
1.3.2 La stratigraphie
1.4 CONTEXTE HTDROGEOLOGIQUE
1.4. Cadre hydrogéologique à l’échelle du bassin sénégalo-mauritanien sénégalais
1.4.2. Cadre hydrogéologique du bassin du Saloum
2 : METHODOLOGIE D’ETUDE
2.2 MATERIELS DE L’ETUDE
2. 2 METHODOLOGIE
2.2.1 Caractérisation physique du bassin versant de Boly Sérère
2.2.2. Hydrologie du bassin versant
• Méthode ORSTOM (Rodier et Auvray, 1965)
RESULTATS ET DISCUSSION
3.1. TOPOGRAPHIE DU BASSIN DE BOLY SERERE
3.1.1 Délimitation du bassin versant
3.1.2 le sens de l’écoulement
3.1.3 Modèle numérique de terrain
3.1.4 Carte topographique et caractéristiques physiographiques du bassin
3.2 DEBIT DECENNAL
3.2.140 Méthode Rodier et Auvray
3.2.2 Méthode de Rodier modifiée
3. 3 PIEZOMETRIE DE LA NAPPE
CONCLUSION ET RECOMMENDATIONS
BIBLIOGRAPHIE
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