Étude hydrogéologique d’une commune rurale

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MÉTHODES ET MATÉRIELS HYDROGÉOLOGIQUES

La terre fonctionne comme une gigantesque machine à distiller où l’eau s’évapore continuellement puis se condense et retombe sur la surface du globe. Ce processus dynamique est appelé le cycle de l’eau.
Les ressources en eau destinées à la consommation humaine sont représentées par les eaux de pluie, les eaux de surface et les eaux souterraines. L’étude hydrogéologique se porte sur la science de ces eaux souterraines.

ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE

La géomorphologie est la science qui étudie le relief. Elle se fait par l’analyse de documents cartographiques. Cette méthode permet soit de déterminer les différents alignements appellés linéaments qui, par la suite, peuvent être assimilés à des fracturations du sous-sol après vérification et descente sur le terrain, soit de fournir un aperçu sur la lithologie de la zone d’intervention par l’étude morphostructurale. Pour cela l’image satellitale google earth de la zone d’intervention est utilisée. Elle est présentée dans la figure 7 suivante.
Les traitements d’images sont de plus en plus fréquents en raison de l’avancée des disciplines de la télédétection pour interpréter les images, mais la photo-interprétation qui a vu le jour avant cette technologie présente toujours un atout majeur dans sa précision en temps réel.
La technique de photo-interprétation permet d’enregistrer les entités anthropiques et naturelles en constante évolution qui se trouve à la surface de la Terre. La photo-interprétation est la photographie prise dans les airs, normalement, suivant la verticale à bord d’aéronef par exemple. Chaque photo diffère par plusieurs concepts de base comme :
– la pellicule : la plupart sont captés par des pellicules noir et blanc, mais il existe des pellicules couleur, infrarouges et infrarouge couleur.
– la distance focale : distance qui sépare le milieu de la lentille de l’appareil et le plan focal de la pellicule.
– l’échelle : c’est le rapport entre deux points sur une photo et la distance réelle.

CARACTÉRISTIQUES DES POINTS D’EAU EXISTANTS

Plusieurs matériels peuvent être utilisés afin de caractériser les ressources existantes dans une zone d’intervention. Durant la campagne de prospection hydrogéologique sur terrain, deux appareils de mesures ont été utilisées dont :
– un piézomètre de marque AQUALYSE pour les mesures des niveaux statiques et des profondeurs des points d’eaux existants.
– un conductimètre multi-paramètre de marque HANNA pour mesurer les paramètres physiques comme la température, la conductivité et la minéralisation des eaux dans les différentes ressources inventoriées.

TRAITEMENT DE DONNÉES

Le programme RES2DINV, développé par H. Loke en 1996, est utilisé pour inverser automatiquement les données expérimentales en modèle 2D : pseudo section. Le logiciel d’inversion permet de retrouver les vraies valeurs de la résistivité à partir des valeurs apparentes du terrain. Il reconstitue, par méthode itérative, tous les différents terrains en résistivités et épaisseurs vraies donnant naissance aux résistivités apparentes.
Les valeurs obtenues sur terrain sont les résistivités apparentes. La méthode d’inversion utilisée par le programme est basée sur la méthode des moindres carrés, utilisant la méthode des différences finies pour le calcul de la résistivité vraies de chaque bloc. Elle utilise la méthode de lissage par contrainte pour déterminer le modèle approximatif. En tenant compte des points expérimentaux, ce programme subdivise le modèle géoélectrique en des blocs rectangulaires. En effet, la mesure représente une valeur qui intègre les résistivités d’un certain volume du sous- sol. A partir de ces valeurs, les épaisseurs et les résistivités vraies des différentes structures sont cherchées. L’utilisation de ce programme va alors donner un modèle géologique correspondant aux données de terrain. La figure 13 qui suit présente les blocs et les points de mesure.

ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE

Après l’analyse de cette photo satellite et la vérification sur terrain, six types de forme sont constatés:
– relief résiduel.
– plateau.
– interfluve.
– terrasse.
– bas fond de transit.
– bas fond plat alluvial.
Le relief résiduel est l’affleurement rocheux qui se trouve le plus en amont. Le plateau et le relief résiduel jouent un rôle de ligne de partage de l’eau, ils se trouvent dans les zones de crête et entre deux interfluves.
L’interfluve est le versant où il y a une faible infiltration dans la nappe d’eau. Le relief résiduel, le plateau et la terrasse sont les zones préférentielles de l’infiltration de nappe d’eau. La figure 15 qui suit montre ces formes.

CARACTÉRISTIQUES DES POINTS D’EAU EXISTANTS

La population exploite l’eau souterraine par des puits simples. Il n’y a pas de forage dans la zone. Deux sources ont été observées dans les deux sous BV. La figure 15 suivante présente la distribution spatiale des points d’eaux existants dans la zone d’intervention.
30 points d’eaux ont été inventoriés. Les détails sur les caractéristiques de ces points sont dans l’annexe n°2. D’après les enquêtes menées auprès des villageois, les puits sont, en général, pérennes pendant toute l’année. Durant la période d’étiage, le mois de septembre et le mois d`octobre, il faut juste attendre quelques minutes pour avoir plus d’eau dans les puits.

CARACTÉRISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU DE LA ZONE

Les mesures et observations des paramètres physico-chimiques de l’eau ont été réalisées in situ. Cette approche permet de connaître ces paramètres de l’eau dans sa condition naturelle. Ces paramètres physico-chimiques sont la couleur, l’odeur, la saveur, la température, la conductivité électrique, la minéralisation et le pH.

Couleur

L’eau de la zone est limpide. Elle est incolore. La couleur des eaux est souvent due soit à la présence de matières organiques en solution colloïdale ou en suspension soit à la présence de matières colorantes ou pigments. Ce qui signifie que cette eau ne comporte ni de matière organique en solution colloïdale ou en suspension ni de matières colorantes ou pigments.

Odeur

L’odeur provient généralement de la présence d’essence introduite dans l’eau par les êtres vivants ou encore par des éléments chimiques. Ici, l’eau ne présente pas d’odeur. Elle est inodore.

Saveur

La saveur de l’eau est due à la présence de matières dissoutes ou en suspensions dans l’eau. Les eaux à forte teneur en sel de calcium (Ca) et de magnésium (Mg) sont dures. Dans le cas contraire, l’eau est douce, ce qui est le cas ici.

Température

La température de l`air varie entre 22°C et 26°C. La température de l`eau mesurée dans les points d`eau inventoriés varie entre 21°C et 24,1°C. La température moyenne de l’eau est de 22,30°C avec une valeur minimale de 21°C. Les détails sur la température de l’eau sont dans l’annexe n°3. L`eau superficielle se met en équilibre thermique avec la couche superficielle influencée par la température extérieure. L`eau des puits semble être protégée de ce phénomène. Elle est moins sensible à la variation de la température.

Conductivité électrique et minéralisation

La conductivité est la capacité de l’eau à transporter du courant électrique. Elle est exprimée en μs/cm. La valeur de la conductivité dépend de la minéralisation de l’eau. La minéralisation est exprimée en ppm/l.
La valeur la plus élevée observée est 1125 μs/cm et correspond à la valeur la plus élevée de minéralisation aussi. Le point d’eau qui y correspond se localise dans le bas fond, près du canal de drainage de la zone d’étude. La valeur de minéralisation la plus faible est 5 ppm/l correspondant à la conductivité électrique la plus basse 17 μs/cm. Le point présentant ces valeurs se trouve sur la terrasse. La figure 16 qui suit montre la variation de la conductivité dans la zone.

APPORT DE LA PROSPECTION GÉOPHYSIQUE

La coupe géoélectrique représente à la fois les pseudos sections de la résistivité et des chargeabilités obtenues après le traitement avec le logiciel RES2DINV. Pour l’interprétation des coupes géoélectriques, les différentes formations sont déterminnées à partir des différentes valeurs de résistivité et de chargeabilité. Il y a les formations à forte, moyenne et faible résistivité. Il y a aussi les formations poreuse, moyennement poreuse et peu poreuse. Quand la chargeabilité est inférieure à 10mV/V alors la formation est poreuse.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I. GENERALITES SUR LA ZONE D’ETUDE
I.1. CONTEXTE ADMINISTRATIF ET GEOGRAPHIQUE
I.2. CONTEXTE CLIMATIQUE
I.2.1. PRECIPITATION
I.2.2. TEMPERATURE
I.2.3. ETP
I.3. CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE
I.3.1. HYDROGRAPHIE
I.3.2. BASSIN VERSANT
I.3.3. HYDROGEOLOGIE
I.4. CONTEXTE GEOLOGIQUE
CHAPITRE II. METHODES ET MATERIELS UTILISES
II.1. METHODES ET MATERIELS HYDROGEOLOGIQUES
II.1.1. ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE
II.1.2. BILAN HYDRIQUE
II.1.3. CARACTERISTIQUES DES POINTS D’EAU EXISTANTS
II.2. METHODES ET MATERIELS GEOPHYSIQUES
II.2.1. CHOIX DES METHODE ET TECHNIQUE
II.2.2. PRINCIPE
II.2.3. ACQUISITIONS DES DONNEES
II. 3. MATERIELS UTILISES
II.4. TRAITEMENT DE DONNEES
CHAPITRE III. RESULTATS ET INTERPRETATION
III.1. ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DE LA COMMUNE RURALE AKADIMANGA
III.1.1. ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE
III.1.2. BILAN HYDRIQUE
III.1.3. CARACTERISTIQUES DES POINTS D’EAU EXISTANTS
III.1.4. CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU DE LA ZONE
III.1.5. NIVEAU PIEZOMETRIQUE
III.1.6. DELIMITATION DES ENTITES HYDROGEOLOGIQUES
III.2. APPORT DE LA PROSPECTION GEOPHYSIQUE
III.2.1. LOCALISATION DES PANNEAUX
III.2.2. PROFIL GEOELECTRIQUE N°1
III.2.3. PROFIL GEOELECTRIQUE N°2
III.2.4. PROFIL GEOELECTRIQUE N°3
III.2.5. PROFIL GEOELECTRIQUE N°4
III.2.6. PROFIL GEOELECTRIQUE N°5
III.2.7. PROFIL GEOELECTRIQUE N°6
III.3. SYNTHESE
CONCLUSION
ANNEXES
ANNEXES N°1 DONNEES METEOROLOGIQUES DE LA STATION IVATO 2008 – 2012
ANNEXE N°2 CARACTERISTIQUES DES POINTS D’EAU INVENTORIES
ANNEXE N°3 BILAN HYDRIQUE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUE

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