Présentation du logiciel AQUACHEM

PRÉSENTATION DU LOGICIEL AQUACHEM 

Aquachem est un logiciel développé pour la représentation graphique et numérique spécialement destinée à analyser et modéliser des données de la qualité de l’eau. Il caractérise complètement les bases de données sur les paramètres physiques et paramètres chimiques de l’eau et fournit une sélection complète d’analyses. Il fait aussi des calculs et des graphiques pour interpréter les données de qualité de l’eau.

Le logiciel Aquachem peut réaliser plusieurs travaux dont l’analyse géochimique qui nous intéresse particulièrement dans le présent mémoire. C’est un outil puissant pour l’interprétation, l’analyse et la modélisation de données géochimiques simples ou complexes. Les outils intégrés dans Aquachem offrent de nombreuses méthodes de calculs standard pour analyser, interpréter et comparer des données géochimiques acquises. En ce qui nous concerne, nous allons utiliser les diagrammes de Piper et de Schoeller pour déterminer les faciès types des différentes eaux de la région d’Andalatanosy.

Saisie des données avec Aquachem

Le menu général se compose :
-de la structure de la base de données hiérarchique : fournit des améliorations de performance plus flexible pour la personnalisation des paramètres hydrochimiques, et beaucoup plus de règles de l’intégrité des données encastrées.
-des données importées : dans la plupart des situations, les données utilisées par Aquachem doivent être importées d’un fichier fourni par un client, un laboratoire ou créé par toute autre application de logiciel. Ces données peuvent être fournies sous plusieurs formats ne coïncidant pas exactement avec la structure de la base de données utilisée par Aquachem. En outre, les noms chimiques utilisés dans le fichier source peuvent être différents du champ utilisé dans Aquachem.
-du filtrage de données : quand on travaille avec de grandes bases de données qui contiennent des centaines ou des milliers, il est nécessaire de pouvoir filtrer rapidement et facilement les enregistrements d’échantillon pour ne montrer seulement que les échantillons satisfaisant aux critères définis par l’utilisateur. Aquachem vous autorise à créer, demander et sauvegarder facilement un nombre illimité de filtres personnalisés (Ex. Na+ > 100 mg.l-1). N’importe lequel de ces filtres peut être sélectionné et appliqué à une liste d’échantillons en cliquant deux fois sur la souris.

Dans le présent mémoire, on fait la saisie des données sous Excel et on les enregistre sous forme de fichiers « .txt » (Exemple : demo.txt). Une fois cette saisie terminée, on lance le logiciel Aquachem (double clique sur : icône du logiciel ), et on ouvre un exemple de données existantes dans ce logiciel. Et après, on va dans « File / New » puis on enregistre. Si l’enregistrement est fini, on exporte les données saisies (demo.txt) vers Excel (on va dans « File / Exporte ASCII ») et puis on enregistre les données exportées de type « .txt » (Exemple : demo_1.tx). Et enfin, on importe dans« File / Importe ASCII » les données exportées. Et on ouvre le demo_1.txt

Après la saisie et l’enregistrement de toutes les données nous obtenons le tableau 3 avec les données. Pour vérifier l’exactitude de l’un des éléments du tableau 3, faisons une double clique sur l’un des lignes du tableau 3. Par exemple on fait une double clique sur MD 100 et nous avons le tableau 4 ci-dessous où l’on peut faire la vérification de saisie des données et qui comprend six éléments dont la :
• description du site (localisation, nom du site,…)
• description des paramètres physiques (T, C.E,…)
• la description des cations (Ca2+, K+ ,…)
• description des anions (F- , Cl- , …)
• description des éléments qui n’ont pas de charge (H2SiO3, …)
• description des éléments isotopes (2H, 18O,…).

Représentation des résultats d’analyse

La représentation des résultats d’analyse a été faite sous forme de diagrammes : ce sont les diagrammes de Piper et de Schoeller. Ces diagrammes sont établis par le logiciel Aquachem. La caractérisation d’une ressource en eau minérale requiert l’obtention des données hydrochimiques diverses obtenues à partir des analyses des échantillons prélevés. Elles induisent l’utilisation d’une représentation graphique. L’objectif principal d’une représentation graphique est de permettre une approche rapide des résultats analytiques en vue de caractériser facilement une eau ou de la comparer à d’autres eaux minérales ayant des compositions physico-chimiques voisines ou de proximité géographique. Il convient, toutefois, de rester critique vis à vis de l’interprétation qui en est faite, selon que l’on cherche à caractériser un faciès particulier ou à comparer différentes eaux entre elles. Nous allons établir le diagramme de Piper et le diagramme de Schoeller pour les échantillons d’eau dans les figures représentatives suivantes, c’est à dire à balance ionique inférieur ou égale à 5 % : la balance ionique désigne la précision des analyses chimiques. Ce pourcentage est calculé d’après le bilan ionique (BI) par la formule suivante

BI = (Σ cations – Σ anions) *100 / (Σ cations + Σ anions)

où les ions sont exprimés en méq/l.
Une valeur élevée de BI indique :
– soit l’analyse est incomplète : par exemple il y a encore des composants non dosés.
– soit des erreurs de calcul ont été commises lors du dosage ou lors de la conversion (mg/l en méq/l). Ce paramètre est utilisé pour vérifier les résultats des analyses. Voici quelques descriptions des deux diagrammes que nous représentons avec le logiciel Aquachem.

Le diagramme de Piper

Le diagramme de Piper est composé de deux triangles représentant la répartition des anions et celle des cations respectivement et d’un losange représentant la répartition synthétique des ions majeurs, c’est-à-dire la projection des cations et anions donne le faciès hydrochimique des eaux. Ce diagramme permet une classification des analyses par famille géochimique et une visualisation des évolutions physico-chimiques d’une eau dans une chronique de données. Le diagramme de Piper, qui a été choisi parmi d’autres, est une représentation des concentrations en ions majeurs les plus courants, il permet une représentation des anions et des cations sur deux triangles spécifiques dont les côtés témoignent des teneurs relatives en chacun des ions majeurs par rapport au total de ces ions.

Les diagrammes sont tracés séparément de gauche à droite et nous avons :
– le premier triangle qui est réservé pour les cations : Mg 2+ , Ca2+,(Na+ + K+ ) et les anions : SO4 2-, Cl- , NO3- le coté droit du triangle contient les autres anions et le coté gauche du triangle les autres cations

La représentation graphique des résultats d’analyse d’eau minérale indique :
– pour le sommet du losange un faciès sulfaté/chloruré, calcique/magnésien
– pour la base du losange un faciès bicarbonaté, sodique
– pour la pointe droite du losange un faciès sulfaté/chloruré, sodique
– pour la pointe gauche du losange un faciès bicarbonaté, calcique/magnésien.

La position relative d’un résultat analytique sur chacun de ces deux triangles permet de préciser en premier lieu la dominance anionique et cationique. A ces deux triangles, est associé un losange sur lequel est reportée l’intersection des deux lignes issues des points identifiés sur chaque triangle. Ce point intersection représente l’analyse globale de l’échantillon, sa position relative permet de préciser le faciès de l’eau minérale concernée.

Le diagramme de Schoeller

Ce diagramme est utilisé pour la typologie des eaux et l’appréciation de leurs concentrations ioniques. Il permet une détermination de la qualité chimique d’une eau à partir des données brutes de l’analyse de laboratoire.

Le diagramme de Schoeller comprend :
– six échelles verticales : ces échelles sont disposées à égales distances et marquées respectivement par Mg 2+, Ca2+, (Na++K+ ), Cl- , SO4 2-, HCO3- .
– deux échelles verticales sur les bords du diagramme graduées en millimoles par litre. Les échelles logarithmiques principales, graduées servent à représenter les résultats de l’analyse chimique de l’eau.

Table des matières

INTRODUCTION
II.1.1. LES DONNÉES SUR L’ASPECT PHYSIQUE
II.1.2. LES DONNÉES SUR L’ASPECT CHIMIQUE
III.2.1. SAISIE DES DONNÉES AVEC AQUACHEM
III.2.2. REPRÉSENTATION DES RÉSULTATS D’ANALYSE
III.2.2.1. LE DIAGRAMME DE PIPER
III.2.2.2 LE DIAGRAMME DE SCHOELLER
III.4.1. EMPLACEMENT DES PUITS À ÉTUDIER
III.4.2 INTERPRÉTATION HYDROCHIMIQUE DES DIAGRAMMES
III.4.2 1.VILLAGE ANDALAKAOLO (MD3)
III.4.2.2 VILLAGE LAHIMANARA (MD4)
III.4.2.3 VILLAGE IFANOMBIKE (MD7)
III.4.2.4 VILLAGE MODOHOIKA HAUT (MD12)
III.4.2.5 VILLAGE MODOHOIKA BAS (MD13)
III.4.2.6 VILLAGE DASOTSY (MD21)
III.4.2.7 VILLAGE ANDALIPITO (MD100)
III.4.2.8 COMMUNE D’ANDALATANOSY
III.4.2.COMBINAISON DES INFORMATIONS HYDROCHIMIQUES ET GÉOPHYSIQUES
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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