Soutenance mémoire
Depuis des milliers d’années, l’eau douce a toujours posé du problème dans le Monde ; ce à cause de sa répartition inégale à la surface de la Terre et de son utilisation qui semble être abusive par les consommateurs, entre autres l’homme dans ses activités tant domestiques, agricoles qu’industrielles. Les activités humaines influent donc sur la quantité et la qualité des ressources en eau et de l’eau souterraine en particulier.
Dans plusieurs parties du Monde, les populations exploitent de l’eau souterraine pour s’approvisionner en eau potable. L’accès à l’eau potable est l’un des problèmes qu’affronte notre pays en ce moment. La partie Ouest de l’ile, plus précisément la région Boeny, connaît un taux d’accès à l’eau encore très faible. D’après l’INSTAT en 2005, en matière d’approvisionnement en eau, 42 % des ménages de la région utilisent encore de l’eau du puits, 14 % de l’eau de la pompe publique, 31 % des ménages surtout dans des communes rurales éloignées s’approvisionnent encore aux cours d’eau, aux canaux d’irrigation et aux lacs. L’insuffisance des infrastructures oblige la population de cette région à s’approvisionner en eau directement dans les cours d’eau existants. Dans le district de Soalala, le taux de ménages s’approvisionnant dans les cours d’eau est de 40,30 % à cause de manque d’Infrastructure. Face à ces problèmes UNICEF Madagascar, par le biais de son programme Eau & Assainissement, a mis en place des ouvrages de captage des eaux souterraines à gros débit dans la commune rurale d’Antsakomileka district Soalala , en collaboration avec la Direction Régionale de l’Eau, de l’Assainissement et de l’Hygiène (DREAH) de Boeny. Pour pouvoir capter des eaux souterraines, il a été nécessaire de réaliser des forages dans cette commune. Les données de forage nous permettront de faire une étude hydrogéologique de cette commune.
GENERALITES SUR L’HYDROGEOLOGIE
L’hydrogéologie est la science qui étudie l’eau souterraine. L’hydrogéologie s’occupe de la distribution et de la circulation de l’eau souterraine dans le sol et les roches en tenant compte de leurs interactions avec les conditions géologiques et l’eau de surface. on verra le cycle de l’eau, les eaux souterraines, les moyens de captages des eaux souterraines et les approches méthodologiques en hydrogéologiques.
Cycle de l’eau
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 et peut être étudié à différentes échelles de temps et d’espace.
L’évaporation se réalise essentiellement au-dessus des océans, sous l’influence de l’énergie solaire. Sur les continents, toutes les eaux de surface ainsi que les eaux souterraines peu profondes peuvent être reprises par évaporation. Cependant, la plus grande contribution continentale est assurée par les végétaux sous forme de transpiration. Dans l’atmosphère la vapeur d’eau est soumise aux différents vents et mouvements de transfert qui alimentent les précipitations. Sur les continents, une part des précipitations est rapidement reprise par évapotranspiration, une autre part rejoint les océans après avoir ruisselé et alimenté les rivières et les lacs. Une troisième fraction des précipitations s’infiltre. Cette eau devenue souterraine n’est pas statique et continue de faire partie du cycle de l’eau : elle forme les nappes souterraines qui s’écoulent et alimentent les sources, les cours d’eau, ou se déversent dans les mers (la seule exception étant les ressources fossiles qui ne sont plus alimentées). Les bilans hydrologiques permettent de quantifier ces différents mouvements de l’eau. Ils s’écrivent de façon simplifiée :
Écoulement (Q t) = précipitations (P) – évapotranspiration (ETR)
Eaux souterraines
Les eaux souterraines proviennent de l’infiltration des eaux de pluie dans le sol. Celles-ci s’insinuent par gravité dans les pores, les microfissures et les fissures des roches, humidifiant des couches de plus en plus profondes, jusqu’à rencontrer une couche imperméable. Là, elles s’accumulent, remplissant le moindre vide, saturant d’humidité le sous-sol, formant ainsi une réserve d’eau souterraine appelée nappe aquifère.
L’eau dans les roches
Les ensembles de roches capables de contenir et de laisser circuler de l’eau sont appelés aquifères. Un aquifère n’est pas forcément un ensemble géologique homogène, mais peut être composé de différentes roches. Un aquifère comporte une zone saturée en eau et parfois une zone non saturée. Il est limité dans l’espace par une roche imperméable à sa base (le mur ou substratum), parfois par une roche imperméable à sa surface (le toit), et par des limites latérales. La nappe d’eau souterraine est l’ensemble de l’eau contenue dans l’aquifère, alimentée généralement par les précipitations utiles (part des précipitations qui s’infiltrent et alimentent la nappe) et les infiltrations d’eau de surface comme les rivières et les lacs. Les nappes ne sont pas statiques mais en mouvement : une part de l’eau sort de l’aquifère sous forme de sources qui alimentent les eaux de surface (rivières, lacs, mers), par pompage ou par évaporation directe .
a- Caractéristiques d’une aquifère
Une aquifère doit être poreux et perméable. Nous allons voir donc des notions à propos de porosité efficace et de perméabilité.
a-1 Porosité efficace
Elle correspond à la capacité d`eau qui peut être emmagasinée, stockée ou libérée dans un aquifère. La porosité efficace dépend des caractéristiques texturales de l’aquifère qui sont: le diamètre des grains, l’arrangement des grains et leur état de surface. Elle diminue avec le diamètre des grains et lorsque la granulométrie n’est pas homogène: en effet, les plus petits grains se logent entre les gros grains et diminuent ainsi les espaces vides. L’arrangement des grains influent également sur la proportion des espaces vides et donc sur la porosité. L’arrangement cubique offre 47,6% d’espaces vides alors que l’arrangement rhomboédrique n’en offre que 25,9%.
a-2 Perméabilité
Elle est l’une des caractéristiques essentielles d’une formation hydrogéologique. La perméabilité se mesure par la quantité d’eau passant à travers l’unité de section dans l’unité de temps sous une charge déterminée. Elle se marque, en fait par la vitesse de filtration, si la porosité de la roche est connue. La perméabilité est l’aptitude d’un réservoir à conduire l’écoulement de l’eau, dans des conditions hydrodynamiques imposées ; ce qui permet le classement en trois catégories des formations : perméables, semi perméables et imperméables.
b- Types de nappes d’eau
On peut distinguer trois types de nappes à savoir la nappe libre, la nappe captive et la nappe semi-captive.
b-1 La nappe libre
Une nappe est dite libre lorsque son niveau peut varier sans être bloqué par une couche imperméable. A la base de cette nappe, on trouve une couche imperméable. On trouve sur cette figure deux zones à savoir la zone saturée et la zone non saturée. La zone saturée est l’aquifère tandis que la zone non saturée est la roche perméable au-dessus de l’aquifère.
b-2 La nappe captive
Une nappe captive est une nappe qui est surmontée par une formation imperméable où l’eau est prisonnière entre deux couches qui est le substratum imperméable et le toit imperméable. L’eau y est généralement sous pression. Quant au niveau statique, il ne peut être mis en évidence que lors de la réalisation des forages traversant les couches imperméables , couvertures de la nappe.
b-3 Nappe semi-captive
C’est un aquifère reposant sur un substratum imperméable. Et l’aquifère est couvert par une formation semi-perméable. Cette couverture semi-perméable permet l’intercommunication avec la nappe de la couche hydrogéologique perméable susjacente. La surface piézométrique fluctue suivant la période de recharge ou de vidange par drainance descendante et ascendante.
Les grands systèmes aquifères
Aquifère de socle
Les formations géologiques de socle sont très largement représentées et exploitées de façon importante de nos jours. Ces roches plutoniques et métamorphiques sont caractérisées par leur nature compacte et leur très faible porosité et perméabilité primaire. Toutefois, à la faveur de phénomènes d’origine tectonique et de processus d’altération physicochimique, elles ont acquis une perméabilité secondaire favorisant la constitution d’aquifère.
Les réservoirs des fissures
Ils se situent juste au-dessus de la roche saine. Ils correspondent à des zones partiellement altérées qui comportent de nombreuses fissures et diaclases généralement remplies de produits d’altération. Ces réservoirs peuvent présenter des développements de plusieurs dizaines de mètres .
Les réseaux de failles ou de fractures majeures
Ils peuvent être le siège de circulation d’eau souterraine. Les différents réservoirs constituent généralement un aquifère unique dont la fonction capacitive (de stockage) est assurée par les altérites et la fonction conductrice par la zone fissurée . Le niveau statique se situe généralement dans les altérites. Cet ensemble peut à son tour être drainé par des fractures majeures à rôle essentiellement conducteur. Inversement, on peut rencontrer localement des aquifères d’altérites, des fissures ou des failles qui existent de façon isolée.
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Table des matières
Introduction
PARTIE I : GENERALITES
CHAPITRE 1: GENERALITES SUR L’HYDROGEOLOGIE
1-1 Cycle de l’eau
1-2 Eaux souterraines
1-3 Captage et exploitation des eaux souterraines
1-4 Approches méthodologiques en hydrogéologie
CHAPITRE 2: PRESENTATION DES ZONES D’ETUDES
2-1 Localisation des zones d’études
2-2 Contexte démographique
2-3 Contexte morphologique
2-4 Contexte climatique et hydrographique
2-5 Contexte géologique
2-6 Cadre hydrogéologique
2-7 Occupations du sol et caractéristiques des points d’eau existants
PARTIE II:MATERIELS ET METHODES
CHAPITRE 3: MATERIELS DE FORAGE D’EAU
3-1 Machine de forage PAT 301 T
3-2 Composante de la foreuse
3-3 Compresseur
3-4 Pompe à boue
3-5 Sonde piézométrique
3-6 Les tubages PVC
CHAPITRE 4: METHODES
4-1 Géophysique électrique
4-2 Forage d’eau
PARTIE III : RESULTATS ET INTEPRETATIONS
CHAPITRE 5: RESULTATS GEOPHYSIQUES ET INTERPRETATIONS
5-1 Site d’Ambarindranahary
5-2 Site d’Antsakoamileka
CHAPITRE 6: RESULTATS DE FORAGE D’EAU ET INTERPRETATIONS
6-1 Site d’Ambarindranahary
6-2 Site d’Antsakoamileka
Conclusion
Références bibliographiques
Références webographiques
Annexes
