Prospection des eaux souterraines par des methodes electriques et electromagnetiques

L’assurance d’une gestion durable des ressources en eau devra imposer une connaissance approfondie de ces ressources tant au niveau quantitatif que qualitatif. Or actuellement, cette connaissance n’est que partielle à Madagascar, d’où la mauvaise gestion dans son utilisation prédomine et cause le facteur de la dégradation. La raréfaction de l’eau n’en demeure pas moins le souci majeur dans la mesure où elle constitue un des facteurs bloquant du développement .

CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE

Cadre géographique

La commune rurale de Soamanonga est limitée à l’Est par la commune rurale de Soaserana, au Nord par la commune rurale de Marosavoa, à l’Ouest par la commune rurale de Sakamasay. Tandis que la Commune rurale de Sakamasay est limitée, à l’Est par les communes rurales de Soamanonga, au Nord par la commune rurale d’Ankazombalala, à l’Ouest par la commune rurale de Masiaboay. Les deux communes sont situées à la limite Sud du district de Betioky-Sud et elles sont limitées au Sud par les communes rurales de BeroySud. Elles abritent environ 4690 habitants réparties dans les 14 hameaux. Leur superficie est de 405 km2 . Les communes sont formées de 14 Hameaux dont huit Hameaux sont été étudiés, à savoir les hameaux Beomby, Betsirevo-Haut et Vatofotsy Marofotsy, Ambatofotsy, Ampisopiso, Beanike, Beora-Tanambao, Sakamasay-Ambany .

Température

Dans le domaine d’hydrogéologie et d’hydrochimie, l’étude de la température et de l’évapotranspiration permettent d’évaluer les pertes d’eau et l’intensité du phénomène de concentration des éléments chimiques présents dans l’eau, origine possible de la salinité élevée rencontrée parfois dans les ressources en eau de surface et souterraines [7]. La température moyenne à Betioky est de 24°C et l’évapotranspiration potentielle (ETP) de 1030,6 mm/an et l’évapotranspiration réelle (ETR) de 665,5 mm/an .

Contexte hydrographique

Les principaux fleuves et rivières à proximité de notre zone d’étude sont :
– le Sakamena :
C’est un affluent de l’Onilahy. Il reçoit des affluents venant de la Sakoa à l’Est comme la Rianambo, le Sakamasay, l’Imangotsy, l’Amorondava. Il prend sa source, au Sud-Ouest, dans la région de faible pluviométrie (500 mm/an). Il a ainsi d’une part, un régime avec peu de véritable écoulement, rencontré seulement après les pluies, le lit restant pratiquement asséché pendant la majeure partie de l’année. La direction principale d’écoulement est Sud-Ouest Nord-Ouest.
– le Menarandra :
Ses principaux affluents sont Marohataka, Iamaky, Andranofotsy et Alomaka. Il comprend sa source au Sud-Est de la ville de Betioky et rejoint l’Onilahy au Nord Ouest de Betioky au niveau du village du Bekotika. C’est un petit ruisseau et un petit écoulement temporaire après une grosse pluie. La direction principale d’écoulement est Sud-Est – NordOuest.
– L’Onilahy :
Il forme la limite Nord de la zone étudiée. Il doit sûrement influencer, en tant que drain principal, tous les écoulements de surface et souterrains. La direction principale d’écoulement est Est-Ouest.

Contexte géologique

La géologie est la base fondamentale de toute étude hydrogéologique. L’identification préliminaire de la nature lithologique, de la structure et géométrie des systèmes aquifères a été basée sur des photo-interprétations, des traitements d’images satellitaires et des observations de terrain.

Géologie du Sud de Madagascar

Madagascar est géologiquement constitué de deux entités: le socle cristallin précambrien poly-structuré et uniquement formé de roches cristallines métamorphiques et magmatiques sur lequel repose en discordance la couverture sédimentaire phanérozoïque. Le socle cristallin affleure sur les deux tiers orientaux de l’ile. La zone qui intéresse ce rapport est sur le socle cristallin et dans sa partie Sud. Aussi, un survol rapide de la géologie cristalline sera fait avant de présenter le contexte géologique du Sud malgache.

Le Sud de Madagascar est formé d’une part, par les blocs de Taolagnaro Ampanihy et de Vohibory situés au Sud de la structure de Ranotsara et d’autre part, par un bloc d’Ikalamavony – Amborompotsy situé au Nord de la structure de Ranotsara.

❖ les blocs de Taolagnaro-Ampanihy et de Vohibory: Ce bloc correspond au système Androyen de la classification de Besairie., 1954 avec le groupe de base du système du graphite (groupe d’Ampanihy). Il est essentiellement formé de leuco gneiss à platten quartz (leptynites) essentiellement para dérivé du Protérozoïque Inferieur. Une intense migmatisation avec des foyers locaux plus ou moins importants de granitisation a affecté la partie Sud de Madagascar au 750 Ma. A cet évènement est attribuée la formation des chaines Anosyennes de nature migmatique avec plusieurs individualisations de granite et de Charnocite. Un gradient de pression a été établi d’Est (12kbars) en Ouest (4kbars). Les assemblages minéraux sont anhydres dans la partie Est (les minéraux qui les composent sont cordiérites, orthopyroxènes, corindon et plagioclase basique) et évolue vers la stabilité de l’amphibole vers l’Ouest. A cet évènement sont rapportés les anorthosites en intrusion annulaires. Un second évènement de granitisation au 550 Ma a été à l’origine de la genèse d’un sakrn à uranothorianthe dans la région de Tranomaro.

❖ le bloc d’Ikalamavony-Amborompotsy : Le bloc d’Ikalamavony-Amborompotsy a été antérieurement dénommé groupe d’Ikalamavony-Amborompotsy et compris comme étant l’équivalent de la nappe d’Itremo alors dénommée la série Schisto-quartzo- dolomitique et comprise comme étant constitué de formations de plateforme continentale stable. C’est un ensemble gneissique largement migmatisé et localement granitisé avec d’importants champs pegmatiques associées essentiellement minéralisés en pierres fines et métaux rares .

Description géologique des deux secteurs étudiés

Le premier secteur étudié est celle de Soamanonga. Notre étude se limite sur les trois hameaux dont Betsirevo-Haut, Marofotsy-Vohipotsy et Beomby. La plus grande partie de cette circonscription se trouve sur le socle cristallin constitué essentiellement par des roches cristallophylliennes, des métavolcaniques et des roches granitisés par les métamorphismes.

Le quartz s’éboule progressivement sur les zones du socle. Certains montrent des alignements et témoignent l’existence d’un filon pegmatitique qui semble recouper les formations métamorphiques. Des formations sédimentaires affleurent aux environs des Hameaux Beomby et AmbatofotsyMarofotsy. Ce sont des formations de base du groupe de Sakoa qui se repose en discordance sur le socle. Dans le Hameau de Beomby on a découvert les affleurements de grès et la série houillère. Ce sont de grès blanchâtres, avec une forte ressemblance au calcaire.

Le deuxième secteur étudié est celle de Sakamasay. Notre étude se limite aux cinq hameaux dont SakamasayAmbany, Ampisopiso Centre, Beanike, Beora-Tanambao et AmbatofotsyMahasoa. Cette commune a été localisée aux zones du socle sédimentaire.

Certaines dépressions du socle ont été remplies par des dépôts sédimentaires. La formation de base c’est-à-dire gneiss psammitique a été toujours dominante en alternance avec les métavolcaniques comme les metabasaltes métatéphrites. Des granites circonscrits affleurent aux environs d’AmbatofotsyMahasoa et à l’Ouest d’Ampisopiso. La particularité de ce secteur est l’apparition du cipolin qui constitue un banc régulier. Le plus spectaculaire se trouve aux environs de BeoraTanambao.

Table des matières

INTRODUCTION
I.1. Cadre géographique
I.2.1. Pluviométrie
I.2.2.Température
I.3.Contexte hydrographique
I.4.Contexte géologique
I.4.1.Géologie du Sud de Madagascar
I.4.2.Description géologique des deux secteurs étudiés
I.5.Contexte Hydrogéologique
I.5.1.Nappes de fracture
I.5.2.Nappes d’altérations
I.5.3.Nappes d’alluvions
II.1.Notion d’hydrogéologie
II.1.1.Définition
II.1.2.Formation hydrogéologique
II.1.2.1.Formation perméables
II.1.2.2.Formation imperméables
II.1.2.3.Formation semi-perméables
II.1.3.Types hydrodynamiques d’un aquifère
II.1.3.1.Nappe rencontrée dans la formation cristalline et sédimentaire
II.1.3.1.1. En formation cristalline
II.1.3.1.1.1.Nappe libre
II.1.3.1.1.2 Nappe de fracture
II.1.3.1.2.En formation sédimentaire
II.1.3.1.2.1.Nappe captive
II.1.3.1.2.2.Nappe semi-captive
II.2.Analyse morpho-structural
II.2.1. Généralités sur l’utilisation de la télédétection en hydrogéologie
II.2.2. Données disponibles et outils d’interprétation
II.2.3. Les images SRTM en hydrogéologie
II.3. Prospection géophysique appliquée à l’hydrogéologie
II.3.1.Choix des méthodes
II.3.2.La méthode électrique
II.3.2.1.Principe général
II.3.2.2. Dispositifs de mesure
II.3.2.3.Techniques de sondage électriques et trainés électriques
II.3.2.3.1. Principes
II.3.2.4. Technique de panneau électrique
II.3.2.4.1. Principe
II.3.2.4.2. Acquisition de données en panneau électrique
II.3.2.4.3. Dispositif de mesure et mise en œuvre
II.3.2.4.4 Traitement des données
II.3.3.La méthode électromagnétique
II.3.3.1. Principe général
II.3.3.2.Les dispositifs Emetteur-Récepteur
II.3.3.3.Principe de mesure en TDEM
II.3.3.4.Materiels utilisés
III.1.Résultats d’analyse morpho structural
III.1.1.Image SRTM
III.1.2.Extraction des linéaments par analyse visuelle
III.1.3.Correlation des linéaments-géologiques
III.2. Résultats de prospection géophysique
III.2.1.Acquisitions des donnés
III.2.2.Interprétations des résultats
III.2.2.1.Commune rurale de Soamanonga
III.2.2.1.1.Hameau Betsirevo-Haut
III.2.2.1.2.Hameau Vohipotsy-Marofotsy
III.2.2.1.3.Hameau Beomby
III.2.2.2.Commune rurale de Sakamasay
III.2.2.2.1.Hameau Sakamasay-Ambany
III.2.2.2.2.Hameau Ampisopiso
III.2.2.2.3.Hameau Beanike
III.2.2.2.4.Hameau Beora Tanambao
Résultat de prospection géophysique au Point P12
III.2.2.2.5.Hameau Ambatofotsy-Mahasoa
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES

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