Mémoire d’ingénieur géologue de conception

La Réserve Naturelle de Popenguine se trouvant de plus en plus confrontée à un problème d’eau pour l’alimentation des animaux y résidant, il a été nécessaire d’y faire quelques études de terrain afin de pouvoir apporter une réponse à ce problème. En effet, le point d’eau qui sert de source d’approvisionnement en eau à la faune connait un tarissement rapide et brutal durant les deux mois suivants la saison pluviale. Ce manque d’eau est l’une des causes de la migration ou de la disparition des espèces animalières. Ce phénomène impacte négativement sur la zone car étant une zone d’attractivité touristique.

PRESENTATION DU SECTEUR D’ETUDE 

Contexte géographique et géologique 

Contexte géographique 

La commune de Popenguine-Ndayane est localisée entre les coordonnées N14° 33’ 27’’ et W17° 06’ 50, 04’’. Elle se situe à 70 kms au sud de Dakar. Au plan administratif, elle fait partie du département de Mbour dans la région de Thiès (figure 1). Le relief est constitué de falaises littorales et de collines dont l’altitude maximale est de 83 m au Cap de Naze. Les collines sont séparées par des vallées (Faye, 2012). Sur le plan pédologique, on rencontre les sols ferrugineux tropicaux (sols dior) dans les zones déprimées, les sols argileux ou, les sols sablo-argileux et les humifères dans les bas-fonds (Madioune, 2012). Le domaine climatique est de type soudano-sahélien avec 2 saisons : une saison sèche (Novembre à Juin) et une saison de pluies de 3 à 4 mois (Juin à Octobre). Les vents dominants sont de secteur nord ; alizés continentaux chauds et secs d’une célérité voisine de 6 m/s ; ils sont morphologiquement efficaces. Les températures moyennes tournent autour de 33,5 °C. Les précipitations sont faibles dans l’ensemble et atteignent rarement 500 mm/ an en moyenne. Les données collectées au niveau de la station pluviométrique de Mbour au Sud de la zone montrent des précipitations moyennes de 400 mms/an entre 2007 et 2017.Cela explique la pauvreté couvert végétal. La végétation est plus dense dans les périmètres forestiers de Bandia et dans la Réserve Naturelle de Popenguine. Le reste du terroir est constitué d’espaces agricoles peu couverts, d’une steppe arbustive centrée au niveau des plateaux (Madioune, 2012). L’étude de la végétation du horst de Diass de 2007 montre que la végétation naturelle est constituée de savane arbustive à arborée et de steppe arborée. Au niveau de la strate arbustive, on distingue les espèces suivantes : Acacia ataxacantha, Acacia seyal, Boscia senegalensis, Combretum glutinosum. La strate arborée comprend les espèces du type de Faidherbia albidia, Adansonia digitata, Eucaluptus Enfin, au plan socio-économique, les terres de culture se situent à l’Ouest de la commune, précisément à Ndayane et dans le triangle de Diass, Kirène et Bandia. À l’agriculture s’ajoutent la pêche, l’artisanat et le commerce (Faye, 2012).

Le réseau hydrographique saisonnier est plus dense au Sud-Ouest en raison de la géomorphologie et de la configuration géologique. En effet, les cours d’eau sont en régime tropical. Ils sont caractérisés par une période de hautes eaux durant l’hivernage et quelques mois suivant la saison des pluies et une période de basses eaux durant la saison sèche. Les cours d’eau sont uniquement alimentés par les eaux de pluie. Autour de la falaise de Popenguine, les cours d’eau sont mieux rechargés car ils prennent leur source de la partie la plus haute.

Contexte géologique

Le secteur de Popenguine se trouve dans le Horst de Diass, à l’Ouest du Sénégal (figure 1.2). Le bassin sénégalo-mauritanien résulte de la séparation au Jurassique de l’Afrique et de l’Amérique du Nord et couvre une superficie de 340 000 km2 (Hébrard & Elouard, 1976). Ce bassin sédimentaire est le plus occidental et le plus vaste bassin du littoral ouest-africain. Il s’étend sur environ 1400 km du Nord du Cap Barbas en Mauritanie, au Sud de Bissau en Guinée-Bissau, à travers le Sénégal et la Gambie. Sa plus grande largeur se situe à la latitude de Dakar 560 km). Il correspond à une zone à relief peu marqué, limité par une cote généralement basse et sablonneuse sur laquelle débouchent quatre estuaires importants. Ce sont, du Nord au Sud, les estuaires du Sénégal, du Sine Saloum, de la Gambie et de la Casamance (Bellion, 1987).

La stratigraphie du bassin est essentiellement basée sur les données de sondages de recherche d’eau et surtout d’hydrocarbures. La majorité des affleurements correspondent en effet à des recouvrements récents postérieurs au Paléogène, fréquemment altérés et sableux. La série sédimentaire post-paléozoïque reconstituée à partir de forages est connue sans interruption du Trias-Lias au Quaternaire (Roger et al., 2009 ; Bellion, 1987). Les faciès varient d’Est en Ouest : grossiers à la bordure du bassin, à l’Est, où les influences littorales et les apports détritiques dominent, ils deviennent de plus en plus fins vers l’Ouest. La structure d’ensemble du bassin correspond à celle d’un bassin de marge passive avec :
– un remplissage sédimentaire s’épaississant en direction du domaine océanique et formé de prismes élémentaires progradants superposés
– un plongement général des couches très faibles ainsi qu’un enfoncement graduel plus ou moins progressif du substratum dans la même direction
– une transgressivité des dépôts vers l’Ouest et vers l’Est au fur et à mesure de l’expansion océanique et de la subsidence du bassin.

Les derniers dépôts transgressifs sont ceux de l’Eocène inférieur (Bellion, 1987). En effet, au Sénégal occidental, la série mésozoïque affleurante se limite aux termes stratigraphiques les plus supérieurs, n’interceptant le Campanien que très marginalement le Maastrichtien est mieux exposé dans le Horst de Diass et recouvert d’une cuirasse ferrugineuse (Lappartient et Monteillet, 1980 ; Monteillet et Lappartient, 1981 ; Roman et Sornay, 1983 ; Michaud, 1984 ; Khatib et al…,1990 ; Sow, 1992 ; Sarr, 1995). Le socle anté-mésozoïque plonge d’abord doucement vers l’Ouest, s’effondre à la faveur de failles N-S entre les méridiens 15°30W et 16°30W. Il se situerait vers 5000 m de profondeur à la verticale de Nouakchott, 10000 m ou plus à celle de Dakar et à plus de 12000 m sous le plateau continental casamançais (Bellion, 1987). Les séries cénozoïques sont plus largement représentées à l’affleurement, exposées dans les falaises côtières de la tête de la presqu’île du Cap Vert (Dakar) et aussi dans la cuesta de Thiès et la falaise de Ngasobil. Cette structure d’ensemble relativement simple est compliquée par des diapirs salifères qui percent la couverture sédimentaire du plateau continental guinéo-casamançais au sud et celle du talus continental mauritanien au Nord. Plusieurs horsts et grabens délimitent des failles subméridiennes au voisinage du front du plateau (Bellion, 1987).

La synthèse géologique du Horst de Diass et de ses bordures a été réalisée par la compilation d’un grand nombre de données : logs de forages hydrauliques et pétroliers, coupes géologiques (Martin, 1970 ; Fall, 1981 ; Faye, 1983 ; Bellion, 1987; Bellion et Guiraud ; 1984).

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : PRESENTATION DU SECTEUR D’ETUDE
CHAPITRE 1 : CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE
1.1 CONTEXTE GEOGRAPHIQUE
1.2 CONTEXTE GEOLOGIQUE
1.2.1 Stratigraphie
1.2.1.1 Le Campanien
1.2.1.2 Le Maastrichtien
1.2.1.3 Le Paléocène
1.2.1.4 L’Eocène inférieur et moyen
1.2.1.5 Le Mio-Pliocène
1.2.1.6 Le Quaternaire
1.2.2 Cadre tectonique
CHAPITRE 2 : CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE
2.1 LA NAPPE DU MAASTRICHTIEN
2.2 LA NAPPE DU PALEOCENE
2.3 LA NAPPE DU QUATERNAIRE
DEUXIEME PARTIE : ETUDES GEOLOGIQUE, GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SECTEUR D’ETUDE
CHAPITRE 3 : CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE
3.1 MATERIEL ET METHODES
3.1.1 Matériel
3.1.2 Méthodes
3.2 RESULTATS
3.3 ANALYSE ET INTERPRETATION DES RESULTATS
CHAPITRE 4 : PROSPECTION GEOPHYSIQUE
4.1 MATERIEL ET METHODE
4.1.1 Matériel
4.1.2 Principe de la tomographie électrique
2.1.3 Les limites de la méthode
4.2 ANALYSE ET INTERPRETATION DES RESULTATS
CHAPITRE 5 : CARACTERISATION GEOTECHNIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
5.1 TENEUR EN EAU (NF P 94-050)
5.2 ESSAI GRANULOMETRIQUE (NF P 94-056)
5.3 ESSAI SEDIMENTOMETRIQUE (NF P 94-057) (ASTM 152-H)
5.4 POIDS VOLUMIQUE APPARENT
5.5 LE POIDS VOLUMIQUE SPECIFIQUE (ΡS) (NF P94-054)
5.6 LES LIMITES D’ATTERBERG (NF P 94-051)
3.7 LA PERMEABILITE DU SOL
CHAPITRE 6 : PROPOSITION D’UN MODELE D’AMENAGEMENT
6.1 DEFINITION ET COMPOSANTES D’UNE DIGUE
6.2 ETAT DE L’OUVRAGE
6.3 CONCEPTION DES PRINCIPAUX ELEMENTS D’UNE DIGUE
6.3.1 Paramètres de calcul
4.3.2 Caractéristiques géotechnique du matériau de remblai
4.3.3 Présentation du logiciel et du Modèle
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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