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THESE
présentée à la
Faculté des Sciences et Techniques
de
L'UNIVERSITE NATIONALE DE COTE D'NOIRE
pour obtenir le Grade de
SON5EIl .4.FRICAIN ET
POUR L'ENSEIGNEMENT
1 C. A. M. E. S. -
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PRECAMBRIEN "D'AFRIQUE DE L'OUEst::::
HYDROSTRUCTURALE, HYDRODYNAMIQi]'Ê~:""·
HYDROCHIMIE ET ISOTOPIE DES AQUIFERE8DISCÔNfINUS
DE SILLONS ET AIRES GRANITIQUES DEîJA)":"
HAUTE ltfARAHOUÉ (CÔTE D'IVOIRE):«"
Soutenue publiquement le 13 mars 1992
devant la commission d'examen
Président:
N'DIAYE Alassane S."
Professeur à l'Université à'Ahiàjan
Rapporteurs:
SARROT R. Jean
Professeur à l'Université cie Grenoble (FRANCE)
SAVADOGO A. N.
Maitre de Conférence à lTniversité de Ouagadougou
- , .............
Examinateurs:
HUGH GW'f::.i
P'rofesseur agrégé à Université de Sherbroove (QUEBEC)
OUSMANE Bourey::.a
Maitre de Conférence, C<>rn.ïté Inter Etat de lutte contre la
sécheresse au Sahel, Ouagadougou (BURKINA FASO)
ASSAAyenou
Maitre de Conférence à n:niversité d'Abidjan
CA.i\\fIL Je.?Jl
Maitre de Conférence, Directeur de recherches minières
à la SODEMI, Abidjan
CE~TRE RE? ROGRAPH IQUE CE L"ENSEiGNEMENT SU~EWR. 857191

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Basée sur l'utilisation, d'une part, des méthodes géologiques et hydrogéologiques
classiques; et, de l'autre, de la télédétection numérique et des systèmes d'infonnation
géographique, cette étude vise à améliorer les connaissances sur les aquifères de fissures en Côte
d'Ivoire et en Mrique de l'Ouest
Du point de vue géologique et hydrogéologique, les granitoïdes migmatitiques et les
complexes volcano-sédimentaires et détritiques, couvrant le bassin de la Haute Maraboué, sont
essentiellement des aluminosilicates calcoalcalins, dont l'hétérogénéité pétrographique favorise le
développement des fractures et surfaces de discontinuités internes, berceau de l'altération. Dans les
aquifères, les valeurs de transmissivité varient de 1,83.10-8 à 4,4.10-4 m2/s et la majorité des
arrivées d'eau sont enregistrées entre 10 et 60 m. En général, la méconnaissance de la limite
inférieure des fractures ouvertes dans le socle, entraîne une disproportion imponante entre la
profondeur des forages et celle des arrivées d'eau, source des surcreusements inutiles.
L'interprètation géologique des images de Thematic Mapper de Landsat 5 et des données
géocodées du champ magnétique total, à l'intérieur d'un système d'information hydrogéologique à
référence spatiale, a permis d'établir la carte des unités géologiques et des fractures d'extension
régionale associées aux grandes directions tectoniques d'Afrique. Les techniques variées de
réhaussement d'images: rapports et combinaison de bandes (TM7-TM4rrM7+TM4 et
TM6+TM7), composantes principales, filtrage directionnel utilisant l'opérateur de Sobel et la
matrice de 7.7, ont mis en évidence, les contours des accidents majeurs, du sillon intraeratonique
de Boundiali et du granite circonscrit de Séguéla, en forme d'embryon tourné vers le :Sorel-Est
Ces techniques ont également contribué à l'évaluation des relations encre les directions
d'accidents précitées et l'emplacement de 103 forages en exploitation dans le bassin,; et, à la
détermination des profils de productivités associés aux directions de fractures: 68% des forages
sont implantés à l'intérieur d'un couloir de 200 m autour des fractures et 27% y sont creusés
directement, la distance moyenne de leur éloignement étant de 1,1 km dans toutes les directions.
Les accidents NW-SE sont les plus productifs, ils fournissent 63% des gros débits et interviennent
pour 62% des cas, dans l'implantation des forages. La "croix de survie" des forages en milieu
fissuré, est mis au point, en vue de contrôler et d'étudier les sites d.' implantation et de prédire
l'avenir des forages au plan de la productivité,de la pérennité et du tarrissement irréversible.
Enfin, les techniques isotopiques et l'équilibre du système calco-carbonique ont permis
d'étudier l'âge des eaux souterraines et les mécanismes d'alimentation des nappes. Les eaux
souterraines contenant 1 à 3,5 UT sont essentiellement anciennes: et celles avec 6,2 à 10,8 UT
correspondent à des mélanges d'eaux anciennes et de part relativement faibles d'eaux récentes. Ces
mélanges sont homogènes dans les milieu poreux; tandis qu'en mileu fissuré, ils résultent d'eaux
issues de fractures indépendantes, des altérites ou d'eaux stratifiées. Les gradients d'évolution
isotopique en altitude varient, pour 100 km, de 0,4 à 0,7 a%o18 0 et de 3_ à 5 a%o 2H..On note
une absence de droites d'évaporation et l'existence de droites- de pente
8; car, ici, le
fractionnement isotopique ne provoque qu'une simple réduction de l'excès en deutérium, à cause
des conditions bioclimatiques de la Côte d'Ivoire et de la température élevée de l'atmosphère lors
des épisodes pluvieux.Par conséquent, les recharges des aquifères sont différentes ô'un point à
l'autre.
Télédétection, système d'information géographique, Côte d'Ivoire Haute ~arahoué. p-aniroïdes .
volcanosédimentaires, aluminosilicates, fractures, altération, surcreusement inutile. Thematic
Mapper, champ magnétique total, sillon intracratonique, granite circonscrit, productivité,
implantation, croix de survie, tarrissement, gradients isotopiques, calco-carbonique.
bioclimatique, recharges, évaporation

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Au moment de soumettre ce travail à l'appréciation du jury, je tiens à exprimer ma
profonde gratitude à toutes les personnes qui, de près comme de loin, ont bien voulu
participer, matériellement et/ou moralement, à cette étude.
Monsieur le professeur A/assane Salff N'dfaye, Ministre de la Recherche
scientifique, de l'Enseignement technique et de la formation professionnelle, a toujours
accordé une attention Dienveillante à mes activités de recherche. A plusieurs reprises, il est
intervenu personnellement auprès des organismes financiers (uNESCO, CRDI, etc.) pour me
trouver les moyens de mener à bien ce travail. En 1990, il interviendra, au nom du
gouvernement ivoirien, al,lprès du gouvernement canadien, pour que ce dernier mette à ma
disposition, toutes les bandes magnétiques, relatives aux données géocodées du champ
magnétique total de la Côte D'Ivoire, de Kenting Sciences Ltd de 1974 et 1975.
J'ai bénéficié de son soutien et de ses conseils très précieux, qui ont été pour moi les
raisons d'une profonce motivation. Aujourd'hui, je me réjouis de l'honneur qu'il me fait en
acceptant de prés ider ce jury.
Monsieur le professeuur Jean Sarrot-Reynauld est le directeur de cette thèse.
Depuis 1981, il a assuré mon encadrement scientifique. IL m'apporte soutien et aides dans
toutes mes activités de recherche, avec beaucoup d'amitié et une attention particulière. Du
côté français, il â joué un rôle primordial dans la signature de la convention
interuniversitaire de Grenoble, grace à laquelle j'ai pu, en partie, mener à bien cette étude.
Son immense expérience dans ma spécialité et notamment sur les aquifères du socle
cristallin d'Afrique, a servi de guide indispensable dans l'orientation de mes activités.<Je
recherche. Ou'il trouve ici, un profond sentiment de ma reconnaissance.
Monsieur le professeur Savadogo Nfndoua Alafn, ancien recteur de l'Université
de Ouagadougou, est éussi, un guide dans le domaine de l'hydrogéologie des milieux fissurés
d'Afrique. 1/ est égaiement un ami, celui-là même, qui détient tous les petits tuyaux des
grandes relations internationales, auxquelles il m'a parfaitement initié. 1/ a, en personne,
participé à la conception de mon projet de recherche, qui a bénéficié d'un financement du
CRDI. Pour les mulUDles missions de recherche sur le terrain, auxquelles il a participé,
malgré ses hautes fonctions de recteur d'antan et ses conseils très fructueux, je voudrais le
remercier de sa dis/Jcnibilité et ce son amitié.
Monsieur le professeur Ousmane Boure fma, Directeur du Département
d'hydrogéologie au C~mité Inter-Etat de lutte contre la sècheresse au Sahel, m'a été d'un
appui certain dans m':s activités de recherche touchant les isotopes de l'environnement. Ses
critiques constructives et ses préc/eux conseils, m'ont beaucoup guidé dans j'interprétation
de mes résultats isot:oiaues.
Monsieur le professeur Hugh Gwyn est co-chercheur principal, du côté canadien,
de mon projet sur 'e bassin I/~Îsant de la Marahoué qu'il a géré, avec efficacité et
désintéressement, :;endant t,-:'I$ ans, au CARTEL. Grace à sa grande expérience en
télédétection, ils m'a permis d'acquérir un matériel de traitement d'images, simple, mais
très performant, Qui 'ait aujourc'~ui la fierté du Département des Sciences de la Terre.
Monsieur le professeur Assa Ayémou, Directeur du Département des sciences de
la terre, a été le garant du bon ceroulement de ce travail. Grace à ses encouragements, à sa

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- 2 -
grande ouverture e: Esen amitie vis-a-vis de tous les membres du département, il a su
creer et entretënlr. ::: - : !Imat de confiance, d"entraide mutuelle et de paix indispensables au
bon déroulement de ,': :.'l orogramme de recherche.
Monsieur le professeur Jean Cam fi, Directeur de recherches minières a la
SODEMI, est pour nol.S les jeunes scientifiques, un symbole de la rigueur et du travail bien
fait. Pour ses conse' :s, ses encouragements et son soutien a toutes mes activités de
recherche, qu'il trouve iCI, l'expression de ma reconnaissance.
Ou'il me soit ;;ermis de ne point omettre également les Hauts dignitaires de l'Etat
ivoirien et de l'Université d'Abidjan, qui m'ont apporté aide matérielle et morale, pendant la
préparation de cette tièse:
Mr Henri Konan Bédié, président de l'Assemblée Nationale
Mr Yed Essai Angoran, Ministre des Mines et de l'Industrie
Mr DJédJé Mady Alphonse, Ministre, Professeur agrégé
Mr Lokrou Vincent, :"1inistre, Maitre-A'5sistant a ENSA
Mr Touré Bakary T. .~ecteur de l'Université d'Abidjan
Mr. Dfàpoh Koré, Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques
Mr. Yacé Ignace, PrcÇesseur a l'Université d'Abidjan
Mr. Lorougnon Guedé, Professeur a l'Université d'Abidjan
Mme EHolié Rose, rEsoonsable des relations extérieures de l'Université
Mr. N'guessan Yao, Professeur a l'Université d'Abidjan
Mr Vé Boua Vincent, Magistrat
Mr. Kaménan Alphonse, directeur du CIRT d'Abidjan
Les autorités administratives du Centre de Recherche pour le Développement
International (CRDI): ,"1adame Desrosier et Messieurs Jim Hay; Serge Dubé; Jules
Clfche; Del/halil BenmmouffoK; m'ont fait confiance en soutenant et en proposant mon
projet de recherchE, dont les premiers résultats sont présentés dans ce mémoire, a un
financement de leur institution. Ou' ils trouvent ici, l'expression de ma profonde gratitude.
Les autorités je l'Université de Sherbrooke (Canada): Messieurs les professeurs:
Ferdinand Bonn; Jean Marie-Dubois,. Goze Bénié et Paul Gagnon; ainsi que tous
leurs collaborateurs, en particulier Sylvain Deslandes; m'ont toujours gracieusement
accueilli au cours Ge mes stages d'initiation a la télédétection numérique et au système
d'information géogra;;nique.
Les collègUES de l'Université de Grenoble: Vivier G.; Mme Kel/er F.; Garden J.;
et Lang J.c.; ont activement participé a mes activités dans les domaines de la géochimie des
roches et des microctscontinuités dans les minéraux a l'aide du microscope électronique a
balayage.
Monseur Phliope Olive, directeur de recherche a l'université Pierre et Marie
Curie, a part icipé dE ~2çon enrichissante a l'étude du système calco-carbonique atoutes mes
analyses isotopiques (tritium, oxygène-18 et deutérium), réalisées par ses soins a Thonon-
les-bains.
Mes remercfe-:ents s'adressent a tous mes amis et collègues enseignants de la FAST;
en particulier, a ,"1r. Séri Bialli V., membre du Conseil Scientifique, pour sa
disponibilité et sa ;Jé.-:lcipation à ce travail
Les collègues ·'Je l'ENSTP de Yamoussokro: Halinat M.; Morel B.; Leblond P.et
Gbalou C. ont frucr'-f·.Jsement collaboré avec moi dans les déterminations microscopiques
des roches et les étl.:fs des popuiat/ons de zircon, des argiles et de la géophysique.

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- 3 -
Monseur Fofana Mamadou , directeur du service autonome de télédt:lect ion et
système d'information géographique aux Grands travaux, dont la disponibilité et les
services en télédétection m'ont été très utiles.
Monsieur DJouka A., directeur de l'eau de Côte d'Ivoire et ses collaborations de la
direction régionale de l'eau à Séguéla m'ont toujours accueilli avec joie dans leur service et
fourni de précieuses informations sur les points d'eau existants.
Les collègues d'Institut d'Ecologie Tropical: Azagoh M.C; Savané I.et Alloko T.,
ont souvent participé aux différentes missions de recherche.
Les amis du Laboratoire de l'Environnement de la Marine: Tfnet J.; Boni KC. et
leur équipe, ont pris en charge toutes les analyses d'eau effectuées soit au terrain dans le
bassin versant de la Marahoué ou au laboratoire. Je voudrais ici leur témoigner ma profonde
gratitude.
Monsieur N'det N'guessan du Ministère de l'Industrie s'est occupé d'une partie de
mes analyses chimiques.
.
•
Je ne saurais oublier, dans ces remerciements, tous mes collégues du Département 1
des Sciences de la Terre de l'Université Nationale de Côte d'Ivoire:
\\
Afflan K; Aka K; Aghul N.; Alric G.; Bernard D.S.; Bellion G.; DlgbeM Z. B.;
1
DJro Ch. Jourda R.J.P.; Koné M.; Le Duc L.; Sombo B.e.; Sor:o N.; Slédou T.;
Pothin KB.et Yacé P.;
i
pour leur soutien, leur participation et pour les multiples services qu'fis
m'ont rendus durant cette étude; en partlculter, Je tiens à remercier mon
collègue Jourda R.J.P., pour sa déterminante participation aux travaux de la
Télédétection au Canada
Le personnel non enseignant du Département des Sciences de la Terre: Mesdames Nado
M. et Coulfbaly et Messieurs Aka e.; Aké A. V.; Ano K; N'gonian V.; Nahounou
R.. et Dosso K; m'a beaucoup assisté au cours de ce travai 1.
Mes étudiants de maitrise des sciences et techniques et ceux du Jème cycle: Hme
Tapsoba S.A; Oga M.S.; Méless K.; Kouakou A et Trokouré A, par différents
stages, ont contribué à cette étude.
J'exprime toute ma reconnaissance aux fami Iles: Blal Bcmbadé; Bleu Albert;
Oulal Mathurin; MaM André; Gba Daouda; Doua gué Eugène; Tfémoko Gnan ;
Kessé Mathurin; Dro Maurice; Gueu Gaston; Yodé Gaston; Yodé Alphonse;
Blom ln Bamba; Vé SaM; VéM Touré; Bleu Alexis; Bleu Eugène; Dan Boniface;
Flindé Albert; Féh Kpo; Dah Jeannot; Seuh Tfa; Gba Tfémoko; Doua Gaston et
Goh Antoine, Gué Marcel; Gui Goué; Iba Dlomandé, Bouamln.... Bruno et WoM
Héla, pour leur soutien permanent, et leur amitié constante à ma personne.
Je tiens à associer à ces remerciements, tous mes parents de Kpogouin et des villages
de Gbata, Bieudouma, Déoulé, Bofesso et Goagonopleu, qui m'ont toujours soutenu et encadré
d'un immense amour filial.
Enfin, Dieu m'a accordé une grande bénédiction: celle de m'avoir permis d'épouser
une femme qui est mon Amour Moi-même. Madame Biémi née Monlé Raymonde, grace
à ton soutien sans fai Ile, à ton tempéramment très conciliant, à ta tolérance et à ton immense
amour intarissable pour notre petite famille composée déjà de six enfants: Bléml Gba
Jacques; B lém i gui Alain; Blém 1 Flfnlé Danle Ile; Biém 1 Gnlmpou Jean-Iuc;
Biémi Slagbé Glouyalf Ulda et Blémi Nyada Douho Eltane., j'ai pu traverser,
pendant cinq ans, non seulement les difficultés de tous ordres, liés à mon mandat de député à
l'Assemblée Nationale, à mes fonctions d'enseignant à l'Université et à mes intenses activité~

---

-
4
-
de recherche Que j'ai dü mener de front, mais j'ai pu surtout surmonter souvent les énormes
problèmes matériels auxquels nous avons 'été' èonfrontés, pour arriver enfin à finir ce ',.
travai ,.
Chère Epouse, trouve Ici les motifs d'une satisfaction et le témoignage de mon
attachement et de ma profonde gratitude. C'est à toi que Je dédie ce travafl.

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INTRODUCTION
Après plus de trois décennies d'efforts et des milliards de dollars dépensés pour le
développement dans le monde. les voies de la "Santé pour tous d'ici l'an 2()()()" ne
semblent pas être clairement défmies pour toutes les nations. Ici et là, les systèmes de
santé primaire souffrent continuellement de problèmes de nutrition. d'approvisionnement
en eau de boisson saine et de salubrité de l'environnement.
L'eau de boisson saine et son corollaire. une bonne hygiène. qui apparaissent
comme des conditions normales de vie dans les sociétés d'abondance. sont au contraire
une question de vie ou de mon dans les pays en voie de développement.
CRISE DE L'EAU DANS LE TIERS MONDE
Le manque et la mauvaise qualité de l'eau de consommation sont des phénomènes
graves et inquiétants. vis-à-vis de l'efficacité des actions de développement dans bon
nombre de pays sous-développés.
La situation des approvisionnements en eau des collectivités et des services
d'évacuation des excrétats n'est pas totalement brillante dans le monde. Déjà, en 1975.
dans un rapport conjoint, l'OMS et la Banque Mondiale estimaient que 1.230 millions de
\\-personnes se trouvaient encore dépoUIVUes de système adéquats d'approvisionnement en
eau potable (AEP) et que 1.350 millions ne bénéficiaient pas d'installations
d'assainissement.
En 1975. le monde en développement comptait 2.000 millions de personnes à
l'exclusion de la Chine. De cette population. 1.400 millions (70%) vivaient en milieu
rural et 600 millions dans les villes. En milieu urbain. 342 millions d'individus (57%)
étaient desservis par une adduction d'eau et 126 millions (21 %). par les pompes
publiques. Dans les campagnes. seulement 22% des populations. (308 sor 1.400
millions). bénéficiaient d'eau potable. fixant ainsi le taux de couverture des populations
du Tiers-Monde. en "AEP". à 38% au total.
En ce qui concerne l'assainissement, 25% des populations des villes vivaient dans
des habitats reliés à des réseaux d'égoûts et 50% dans des maisons à système individuel
d'évacuation des effluents. En zones rurales. 15% seulement de la population utilisaient
les latrines hygiéniques.
Le comble de cette crise de l'eau est que. sur le nombre totaldes personnes
privées d'eau dans les pays en développement, on compte environ 700 millions
d'enfants.
CONSEQUENCES DRAMATIQUES
La pénurie et la mauvaise qualité de l'eau sont les causes principales des maladies
et du taux de morbidité élevé dans le Tiers-Monde. L'OMS estime que 80 % des maladies
du globe sont liées à l'eau. Les maladies hydriques ainsi recensées sont de'quatre types :
- les maladies provenant des microbes qui pénètrent dans l'homme en même
temps que l'eau de boisson: fièvre typhoïde. gastro-entérite ou choléra etc.
- les maladies facilement transmissibles à la suite d'une pénurie chronique de l'eau
ou sa mauvaise qualité: maladies diarrhéiques. dyssenteries. goîtres etc.

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-
7 -
- les maladies provenant des parasites habitant dans l'eau et qui s'introduisent
sous la peau: schistosomiase (transmise par un mollusque aquati'lue), dr.aconculose ,:~
(transmise par le ver de Guinée), bilharziose (transmise par la bilharzie, vers trématode,
parasite dans le système veineux de l'homme), etc.
- enfin, les maladies dont les vecteurs se reproduisent dans l'eau: paludisme (dont
la recrudescence est liée à la prolifération des moustiques), onchocercose (transmise par
la similie), etc.
L'OMS évalue, dans le monde à 400 millions, le nombre des personnes souffrant
de gastro-entérite, 160 millioons du paludisme, 30 millions de la cécité des rivières et 200
millions de schistosomiase. Malheureusement, ces maladies n'épargnent pas le continent
africain, où au contraire, le nombre de cas observés est alarmant, comme le révèlent
souvent les rapports de l'OMS sur les indicateurs économiques, démographiques et
sanitaires pour la région d'Afrique.
1981-1990 : DECENNIE INTERNATIONALE DE L'EAU POTABLR ET-
.
DE L'ASSAINISSEMENT DAt'JS LE MONDE (D I E P A)
Le tableau sombre des constats qui précèdent constitue, sans nul doute, une
question urgente pour l'Organisation Mondiale de la Santé et les institutions de
l'Organisation des Nations Unies, et, notamment, de la Grande Conférence
Internationale.
Tenue à Vancouver au Canada, en 1976, la Conférence des Nations Unies sur
les établissements humains, dont l'objectif était: "de l'eau pour tous en l'an 1990", a été
l'occasion pour les peuples du Monde, de prendre conscience de la gravité des problèmes
d'approvisionnement en eau. Pour la première fois, toutes les Nations décidèrent
d'adopter des programmes assortis de normes quantitavies et qualitatives, en vue
d'assurer l'alimentation en eau des populations jusqu'à la fIn de la décennie.
En 1977, une Conférence des Nations Unies sur l'eau s'est tenue à Mar dei
Plata en Argentine. C'est cette conférence, dont la mission était de préciser l'objectif
fIxé à Vancouver, qui désigna 1a.période 1981-1990: Décennie Internationale de
l'Eau
Potable et de l'Asssainissement (DIEPA)
Inaugurée officiellement le 10 Novembre 1980 à New York par la 35è session
de l'Assemblée Générale de l'ONU, la DIEPA se fixa comme objectifs jusqu'à la fin de la
décennie, d'alimenter en eau, 90% des populations urbaines et 76% des populations
rurales du Tiers Monde; les chiffres respectifs pour l'Assainissement étant de 83% en
milieu urbains et de 64% en zones rurales. Mais, ce programme ne s'occupera que de
l'approvisionnment en eau potable (AEP) et l'Assainissement sans aborder les problèmes
de gestion de l'eau.
STRATEGIES D'ALMA-ATA POUR LA DIEPA
En 1978, la Conférence sur les soins de Santé primaire, tenue à Alma-Ata
(Kazakhstan Soviétique), proposa les moyens d'incorporer les objectifs de la DIEPA
dans la double stratégie de l'action de santé: "des services de santé mieux adaptés et une
plus grande importance accordée à la médecine préventive, dans un effort de
développement social et économique".
La Conférence d'Alma-Ata a tenu à préciser cette double stratégie de l'action
sanitaire, en plusieurs points, dont les plus importants se résument de la manière suivante
- donner un rang de priorité plus élevé, dans le programme gouvernemental, aux
activités de la DIEPA, et, notamment, au sous-secteur de l'Assainissement;

---

- 8 -
- promouvoir simultanément l'approvisionnement en eau et l'assainissement., qui
sont des notions complémentaires sur le plan sanitaire;
- accorder la priorité aux populations les plus démunies des zones tant urbaines
que rurales;
- orienter la technologie vers des solutions moins coûteuses, même si cela abaisse
le niveau du service;
- mobiliser les ressources qu'offre la collectivité, en recherchant le maximun de
participation des bénéficiaires potentiels et l'emploi de matériaux locaUX;
- améliorer la qualité du travail des gestionnaires et des responsables de
l'entretien, pour empêcher les installations de rester sous-utilisées;
-
enfin,
saisir
toutes
les
occasions
d'associer
les
programmes
d'approvisionnement en eau et l'assainissement aux programmes d'éducation pour la
santé et à d'autres actions de développement., telles les projets d'irrigation.
Ainsi, les objectifs de la DIEPA pIennent en compte tous les aspectS du
programme, y compris les difficultés à vainCIe et au rang desquelles les problèmes de
fmancements très importants qu'il faudra trouver.
La Banque Mondiale et l'OMS ont fait savoir, à la Conférence de Mar dei Plata
(1976), qu'il fallait au total 1400 rnj]]janis de dollaIs, pour mener à bien cette opération
durant la décade. Cela représente un accroissement des investissements d'une fois et
demie dans le domaine de l'AEP dans les villes; et, quatre fois dans les zones rurales. De
1970 à 1975, la moyenne des investissements pour l'eau dans le monde s'élevait à 67
dollars par personne dans les zones urbaines; et, 17 dollars en zones rurales. En ce qui
concerne l'assainissement, les chiffres étant respectivement de 34 dollars par personne
dans les villes contre 6 en milieu rural
Les financements de la DIEPA proviennent de deux sources principales (sources
extérieure et intérieure). Les financements extérieurs comprennent les apports
multilatéraux et bilatéraux et les fonds provenant de la Banque Mondiale, des banques
régionales, des institutions de l'Organisation des Pays Exportateurs de Pétrole (OPEP),
des Organisations Coopératrices non Gouvernementales. En 1988, les engagements
extérieurs, dans le financement de l'eau, ont atteint 22069 millions de dollars dont: 9 312
en Afrique; 3 560 en Amérique; 27(1..) en Asie du Sud-Est; 3 942 en Méditerranée
Œientale; et, 2 495 en Pacifique occidental----,·
Les financements intérieurs des Etats bénéficiaires représentent, au moins, le triple
de l'apport extérieur; et pourtant, ce montant ne semble pas être suffisant pour atteindre
les objectifs de la DIEPA, en 1990. En effet, en Décembre 1988, l'OMS a fait le point de
l'avancement de la DIEPA dans le monde. Les informations émanant des différents
rapports des états sont probablement caduques à l'heure actuelle (c'est-à-dire, un an
après la fin de la décennie). Mais elles ont l'avantage de donner une idée de la situation,
au cours des huit premières années de la DIEP~ en Afrique.
BILAN DE LA DIEPA EN AFRIQUE AU 31 DECEMBRE 1988
En 1988, en ce qui concerne essentiellement l'Afrique, le point sur l'état
d'avancement des activités de la DIEPA, durant les huit premières années de la décennie,
est le suivant .
• APPROVISIONNEMENT EN EAU POTABLE
Durant les huit premières années de la décade, seulement 95 millions de personnes
ont p~ être approvisionnées en eau potable. Pour le reste de la décennie, si l'on voulait
"
accroitre la couverture des populations de 46 à 64 %, il fallait encore approvisionner en
eau, plus de 103 millions d'individus pendant les deux dernières années de la décennie;
ce qui devrait entraîner la nécessité de quadrupler le nombre de programmes à réaliser.

---

- 9 -
En milieu rural, les objectifs sont plus ambitieux et en réalité plus élevés que ce
que les gouvernements ont signalé· dans·leurs rapports au miheu: de la décennie. P.our"
atteindre un objectif de 54 % de couverture, à la fin de la décennie, il aurait fallu
approvisionner en eau potable 82 millions d'individus, dans la seule période de 1989-90;
alors qu'au cours des huit premières années, seules 40 millions de personnes ont pu être
servies, ce qui est clairement irréalisable comme objectif.
• SYSTEMES SANITAIRES
Le progrès dans les zones urbaines n'a pas été aussi important que ne l'avaient
laissé croire les premiers rapports, si l'on s'en tiend à une couvenure de 54 % restée
constante. Pour atteindre un objectif de 69 %, à la fm de la décennie, une augmentation
du pourcentage de couverture de 15 points était indispensable, ce qui nécessiterait
l'approvisionnement de 31 millions de citadins; contre seulement 26 millions pendant les
huit ans:,déjà écoulés.
Dans les zones rurales, 13 millions de personnes ont eu accès à un matériel -
sanitaire adéquat dans la période de 1981 à 1988. Pour les deux dernières années, plus de
135 millions devraient encore être servies, pour élever la couverture de 21 à 60 %.
Visiblement, cela n'étant pas possible, cet objectif irréaliste n'a pu être probablement
atteint
On constate ainsi, que l'appel de Mar deI Plata a été quelque peu salutaire pour
l'Afrique, malgré les difficultés d'exécution des programmes; une Afrique dont
l'économie est dangereusement affectée par la dégradation des milieux naturels
(sécheresse,désertification, famine etc.), conséquences impitoyables de la crise de l'eau.
Pour sa part, la Côte d'Ivoire, consciente de ce problème depuis les années 1960,
n'est pas restée les bras croisés. Bien avant la DIEPA, et, dans un effort gouvernemental
soutenu, elle s'est attaquée à ce fléau depuis 1973.
LA COTE D'IVOIRE A L'HEURE DE LA DIEPA
En 1964, selon les estimations de certains auteurs, plus de 70% des villages de la
Côte d'Ivoire souffraient de la crise de l'eau (pénurie et mauvaise qualité) source de
nombreuses endémies hydriques. Sur le territoire national, occupé essentiellement par les
terrains cristallins et cristallophyliens qui représentent 97,5 % de la superficie totale; et,
notamment dans la zone sub-sahélienne du Nord, les réserves d'eau souterraine sont
généralement faibles, à travers les aquifères isolés de socle granitique fissuré, d'arènes
sablo-argileuses et d'alluvions et de surcroj! difficiles à gérer..
Avant 1973, l'alimentation en eau, des habitants des zones sub-sahéliennes du
pays, se faisait principalement au cours de la saison des pluies (juin-novembre) à partir
des eaux de surfaces (pluies, marigots et étangs); et, pendant la saison sèche (décembre-
mai), où les eaux de surface som rares, à partir des nappes aquifères des plateaux,
collines et alluvions.
.
Les populations rurales captent les 'eaux souterraines en creusant; à la main; des
ouvrages rudimentaires appelés puisards et puits-paysans. ~alheureusement, au cours de
la saison sèche, le niveau piézométrique des nappes phréatiques diminue, provoquant le
tarissement général de ces types d'ouvrages, dont la profondeur s'arrête dans la zone de
battement du niveau piézométrique.
Par conséquent, au cours de la saison sèche, les femmes sont obligées d'aller
chercher l'eau dans les étangs et marigots, sur de longues distances. Naturellement, une
telle eau est généralement de qualité chimique et bactériologique douteuse, et, susceptible

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- 10 -
d'exposer les populations à de nomoreuses maladies hydriques (diarrhées, goître,
dysenteries, bilharziose, draconculose) très fréquentes, en Côte d'Ivoire: régions de
Danané, Biankouma, Béoumi, Bouaké, Katiola, Adzopé, Tiassalé et Divo, etc.
PROGRAMME NATIONAL DE L'HYDRAULIQUE VILLAGEOISE
EN COTE D'IVOIRE
A partir de 1973, préoccupé par d'énormes disparités entre les grandes régions du
pays, le Gouvernement Ivoirien décide de lancer un vaste Programe National de
l'Hydraulique (PNB). Cette option fondamentale, appraissait pour le peuple ivoirien,
comme une réponse au souci grandissant de .lutter contre les nombreuses maladies
transmises par l'eau qui minaient les popu1ation~.
Soutenu par la création d'un Fonds National de l'Hydraulique (FNH), au sein de
la Caisse Autonome d'Amonissement (CAA), et, d'un Service Autol1ome de
l'Hydraulique (SAH), au sein du Ministère du Plan, le Programme National de
l'Hydraulique prévoyait:
- dans le domaine de l'hydraulique urbaine, l'équipement en adduction d'eau
potable de tous les chefs-lieux de Sous-Préfecture, et, plus généralement de toutes les
agglomérations de plus de 4000 habitants;
- et, en hydraulique villageoise, l'équipement de tous les villages de moins de
4000 habitants, ~uivant les critères d'un ouvrage par village de plus de 100 personnes. et,
d'ouvrages complémentaires à chaque tranche de 600 habitants.
En 1983, la mise en place, par l'Etat, de ces structures spécialisées, a pennis de
réaliser, de façon spectaculaire, d'importants progrès, en approvisionnement en eau
potable des populations rurales et urbaines. Précisément, 270 agglomérations sont
équipées de système d'adduction d'eau potable, et, plus de 12000 ouvrages sont réalisés
dans près de 8000 villages. Ce succès remarquable porta à plus de 80% le taux de
couverture en 1985, des populations desservies, tant en milieu urbain que ruraL
De 1973 à 1984, dans le domaine de l'hydraulique urbaine, le Programme
National de l'Hydraulique (PNB) avait mobilisé 89 mi])jards de francs CFA, auxquels
s'ajoutent pour la période 1985-1988, 15 autres milliards.
Dans le domaine de l'hydraulique villageoise pour les mêmes périodes, il a fallu
investir 32 milliards (en 1973-1985), et, 8 milliards (en 1985-1988) pour la réalisation
des forages.
Ces financements considérables (144 milliards, dont 120 avaient été effectiveent
utilisés à la fin de 1984) proviennent essentiellement de le participation intérieure de nette
pays (8,9 milliards à la fin de 1984), et surtout, des aides extérieures (97,450 milliards à
la fin de 1984).
En 1988, les objectifs du PHN à l'horizon 1990, redéfinis par l'Etat concernaint :
- l'adduction d'eau de 168 chefs-lieux. de sous-préfecture et centres ruraux, de
plus de 4000 habitants, pour achever le PNB;
- le maintien du niveau de service actuel des adductions d'eau existantes, par des
programmes de renforcement des installations de production, des densifications et
d'extensions des réseaux de distribution;
- la réhabilitation d'anciens ouvrages de l'hydraulique villageoise épuisés,
défectueux ou à débit insuffisant;
- l'augmentation du nombre de points d'eau en fonction des besoins recensés, soit
au total 15 000 ouvrages prévus à l'horizon 1990, dont 1500, en 1988, seront des
renouvellements de puits, pour près de 865 millions de francs CFA, prévus au Budget
Spécial d'Investissement et d'Equipement (BSIE);

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-
11 -
- enfin, la sensibilisation. et la fonnation des villageois eux-mêmes, pour
l'entretien courant des pompes.'
.....
ANTECEDENT DE L'ETUDE
En Côte d'Ivoire, en dehors du bassin sédimentaire .côtier, les principales
ressources en eaux souterraines se situent.dans les roches fissurées du socle précambrien,
et, dans les altérites déjà exploitées par la plupart des puits villageois. Les innombrables
forages réalisés, ces dernières années, captent les eaux souterraines à des profondeurs
parfois importantes, puisque fréquemment de l'ordre de 80 à 120 mètres, aussi bien dans
les granites ou les migmatites que dans les assises volcanosédimentaires du Birrimien, au
niveau de fissures souvent ouvertes dans lesquelles les eaux peuvent être en charge.
A l'heure actuelle, il est devenu important, pour la gestion de ces eaux
souterraines, de connaître non seulement .leurs caractéristiques physicochimiques
bactériologiques; ainsi que les propriétés hydrodynamiques tks,-aquifères dans lesquels
elles séjournent; mais aussi, leur origine, et, de savoir, s'il s'agit d'eaux anciennes non
renouvellées, ne représentant que des réserves limitées, ou d'eaux récentes régulièrement
renouvellées et donc exploitables à long terme.
A partir du bilan apparemment positif qui précède, bilan très singificatif à tout
point de vue, pour la période 1973-1988, nous constatons simplement que l'eau coûte
"les yeux de la tête" en Côte d'Ivoire. Pourtant, combien d'Ivoiriens le savent? Combien
d'Ivoiriens sont-ils conscients qu'après tant de milliards investis dans l'eau, il serait
scandaleux et insupportable de parler de crise de l'eau, dans notre pays, pour les années à
venir. Probablement très peu.
Sans vouloir souhaiter un mauvais sort pour la vaillante population rurale de Côte
d'Ivoire, nous rappelons cependant, que malgré les immenses sommes investies, et, le
nombre impressionnant d'ouvrages réalisés, surtout dans le domaine de l'hydraulique
villageoise (environ 13000 au total), le problème d'alimentation en eau, même dans les
localités déjà dotées de pompes modernes, et, en particulier dans les régions
subsahéliennes, reste en-partie tristementd'actualité.
En effet, bon nombre des points d'eau réalisés ne sont plus fonctionnels
aujourd'hui à cause:
- des pannes mécaniques, si fréquentes, dont la réparation, confiée tour à tour à la
Direction de l'Eau (autrefois Direction Centrale de l'Hydraulique, DCH), à la SODECI et
enfin à la Direction de Contrôle des Grands Travaux (DCGTX), est en définitive un
véritable casse-tête chinois pour l'Etat et les paysans;
- du mauvais choix du site d'implantation des ouvrages, dont certains sont
abandonnés dans les broussailles, loin de toute agglomération, souvent dans des lieux
réservés aux cultes rituels, au profit des mares et marigots les plus proclles;
- de l'insuffisance et du tarissement fréquents des ouvrages existants, dû au
manque d'étude sérieuse de faisabilité sur les systèmes de fractures qui drainent la
presque totalité des eaux souterraines du socle cristallin;
- enfin, de la mauvaise' qualité de l'eau, non appréciée des paysans et dont aucune
analyse physico-chimique et bactériologique préalable n'est généralement faite, avant la
mise en exploitation de ces ouvrages.
''''.,.-"
Ainsi, en Côte d'Ivoire, le programme de l'Hydraulique et par ricochet celui de la
DIEPA en général, souffriraient quelque peu d'une insuffisance due à la rapidité avec
laquelle les travaux ont été exécutés, et, au manque d'étude hydrogéologique détaillée en
vue de mieux appréhender les problèmes relatifs aux conditions de foration.
Il convient de rappeler que dans ce programme, sur les 120 milliards engagés de
1973 à 1984, plus de 1,7 milliards étaient destinés aux études hydrogéologiques,

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12 -
indispensables à une meilleure connaissance des sites d'implantation des forages. Ces
études n'ont été que paniellement réalisées, si tant est qu'elles existent. En tout cas, nulle
pan, il ne nous a été possible d'obtenir de document écrit à cene fin.
Aujourd'hui encore, dans les villages déjà prospectés, et, où il n'existe aucun
renseignement, si le travail devait être repris, il le sera dans les mêmes conditions qu'en
1973, nonobstant les sommes énormes déjà engagées. En effet, à l'horizon 2000, de
nombreux forages sont encore indispensables, pour la couverture des bésoins humains en
eau, dont certains ne seront que des remplacement d'ouvrages dans les localités déjà
servies.
Toute nouvelle phase de foration, dans le futur, serait facile, rapide et moins
coûteuse, si on disposait sur chaque village déjà visité, d'un dossier d'alimentation en
eau, comportant non seulement la position exacte des forages déjà réalisés, mais et
surtout, des informations relatives à l'implantation prévisionnelle d'autres ouvrages, en
remplacements de ceux deve.nant inutilisables.
CHOIX DU SECTEUR, BUT ET PLAN D'ETUDE
Les observations de terrain, faites lors des missions de reconnaissance sur le
bassin versant de la Marahoué, dans la période 1984-1987, ont permis de constater qu'en
moyenne, sur environ 212 ouvrages réalisés depuis 1982,48 forages (22,6%) étaient
régulièrement en panne mécanique, 18 (8,4%) abandonnés pour leur eau de qualité
inhabituelle; 39 (18,39%) complètement taris; alors que 52 autres villages importants
attendaient encore, au moins 2 forages supplémentaires (soit au total 104 forages), pour
la couverture totale de leurs besoins.
Ainsi, ce sont environ 50% des ouvrages réalisés qui n'étaient pas constamment
fonctionnels, pour une raison ou une autre. Malheureusement, cette situation n'a pas
fondamentalement évolué depuis; et, les villages du bassin de la Marahoué et d'une façon
générale, ceux de la zone sub-sahélienne de la Côte d'Ivoire, ont encore des besoins
importants en eau.
•,--
C'est pour toutes ces raisons, que dans le double but de contribuer
scientifiquement :
- d'une part, à l'évolution de l'état des connaissances sur les différents points
d'eau réalisés, et, sur les caractéristiques pétrographiques et hydrauliques des milieux
aquifères;
- et de l'autre, à l'amélioration des techniques de captage en hydraulique
villageoise;
.
il a été entrepris, sur le bassin versant de la Marahoué à Séguéla, une étude utilisant à la
fois les connaissances déjà acquises sur les forages exisstants, ~ raccorder et à
homogénéiser avec les résultats nouveaux des activités de recherche sur les nappes d'eau
se devéloppant dans le socle cristallin .Les objectifs visés par cette activité de recherche
peuvent se résumer essentiellement en trois points:
- améliorer l'apport de la. télédétection à l'étude des aquifères discontinus dans le
socle;
- créer un système d'information hydrogéologique à référence spatiale (SlliRS)
pour mieux gérer les ouvrages réalisés dans le socle;
- mettre au point des méthodologies simples, efficaces et rapides d'étude
d'implantation et de gestion des forages en milieu fissuré.
Cette étude est basée sur l'utilisation des techniques de télédétection numérique et
d'un système d'infonnation à référence spatiale, dans les domaines de la géologie,
l'hydrostructurale et l'hydrodynamique. L'étude des temps de séjour des eaux dans

---

- 13 -
l'aquifère, et, du mode de réalimentation des nappes a été abordée par les méthoues
hydrochimique et isotopique.
Le bassin versant de la Marahoué sert de bassin témoin à cene étude. li a été choisi
parce qu'il présente toutes les caractéristiques typiques des régions subsahéliennes, les
plus touchées par les problèmes de manque d'eau dans le pays: pluies faibles, évapo-
transpiration très élevée, débits des forages généralement négligeables, populations
humaines et de ttoupeaux importantes.
Dans ce mémoire, les principaux résultats des activités de recherche, que nous
présentons, proviennent essentiellement:
- d'une part, des travaux réalisés dans le cadre de la convention interuniversitaire
qui lie l'Université Nationale de Côte d'Ivoire à l'Université Joseph Fourier de Grenoble
(France);
- de l'autre, des activités de recherche entreprises dans le cadre du projet ivoiro-
canadien d'évaluation des ressources en eaux du bassin versant de la Haute Marahoué,
par l'Université Nationale de Côte d'IvoÏ1'tf:eriè CARTEL de l'Université de SherbrOOke
(Canada);
- enfin, des résultats des programmes propres au Département des Sciences de la
Terre de l'Université Nationale de Côte d'Ivoire.
La première partie de ce travail porte sur la géologie, les fracturations, les rôles
hydrauliques des fractures et la productivité des forages captant le socle cristallin. Elle
présente le régime des précipitations en Afrique de l'Ouest, l'importance de la position du
ELT sur la répartition spatio-temporelle des précipitations, l'historique de la sècheresse
et de la "marche actuelle du désert" et ses conséquences sur le problème d'eau~Elle est
basée sur l'utilisation de deux types de méthologie. La première, méthodologie classique,
est basée sur les observations de terrain, les analyses g~ochimiques des roches, la
typologie du zircon, la géophysique et l'interprètation des essais de pompage, en vue de
la caractérisation et de la nomenclature des roches et de la description des phénomènes de
fracturation et d'altération à l'affleurement La seconde, méthodologie plus récente, utilise
les données de la télédétection numérique et d'un système d'information géographique,
pour créer un système d'information hydrogéologique à référence spatiale (SIHRS)
adaptée au secteur d'étude, cartographier,-Jes unités géologiques et les réseaux, de..
linéaments régionaux, et, entreprendre les études sur les sites d'implantion et la gestion
des forages dans le socle.
La deuxième partie du mémoire est consacrée à l'étude des abondances ioniques,
de l'âge des eaux souterraines dans les réservoirs, et, des mécanismes d'alimentation des
nappes qui conditionent la pérennité des forages. Elle est basée sur l'évolution des
, teneurs en isot02!ques dans les eaux souterraines, des variables du système calco-
carbonique par rapport à l'équilibre dans l'eau, la notion de milieux ouvert et fenné à
l'atmosphère à partir des variations du pH en fonction des teneurs en bicarbonates, et,
l'étude de l'équilibre entre la phase aqueuse et les minéraux d'altération des roches. Ces
techniques ont permis d'obtenir des indications, à des degrés plus ou moins divers, sur le
temps de séjour et le mode de renouvellement des eaux souterraines dans l'aquifère.
Enfin, la dernière p'artie du mémoire donne les conclusions générales de cette
étude et les perspectives d'avenir de l'hydrogéologie en Côte d'Ivoire. Elle fait la
synthèse des principaux résultat'S obtenus: par les méthodes géologiques et
hydrogéologiques classiques, par la télédétection numérique et les systèmes
:.. d 'infQ.I'J~.roation géographiques, et enfin, par les techniques isotopiques et
hydrochimiques. Elle situe le niveau de la contribution de cette étude à la connaissance
des aquifères discontinus se développant dans le socle précambrien d'Afrique de l'Ouest.
Toutes les principales méthodologies que nous avons employées dans cette étude:
analyses géochimiques des roches, .calcul des pennéabilités induites par les fractures,
analyses chimiques et en composantes principales des eaux, calcul des paramètres du

---

PREM~ERE
PART~E
GEOLOGIE, FRACTURATION, ROLES
HYDRAULIQUES DES FRACTURES
ET PRODUCTI VITE DES FORAGES
CAPT ANT LE SOCLE FI SSURE
• CLIMATOLOGIE DYNAMIQUE, CADRES GEOLOGIQUE ET
HYDROGEOLOGIQUE DE L'ETUDE
•
PROPRIETES GEOLOGIQUES DES MILIEUX AQUIFERES OU
BASSIN VERVANT DE LA HAUTE MARAHOUE: APPORTS
DE LA TELEDETECTION NUMERIQUE ET D'UN SYSTEME
0'1 NFORMAT ION GEOGRAPH!QUE.
• PHENOI'1ENE DE FRACTURATION ET D'ALTERATION DES
ROCHES ET POSSIBILITES DE FORMATION DES
RESERVOIRS D'EAU DANS LE SOCLE CRISTALLIN.
• PARAI"IETRES HYDRAULIQUES, FONCTION DRAINANTE
ET CAPACITIVE DES FRACTURES ET ALTERITES,
PRODUCT 1V 1TE ET PERENN 1TE DES CAPT AGES.

---

- 16 -
CHAPITRE 1
CLIMATOLOGIE DYNAMIQUÈ, CADRES GEOLOGIQUE
ET HYDROGEOLOGIQUE DE L'ETUDE
1·1 SITUATION GEOGRAPIDQUE ET CARACfERISTIQUES
PHYsroG~mQmŒDUB~SmDELAHAmE~Oœ
1-1-1 SrruATION GEOGRAPmQUE
La Marahoué (ou Bandama Rouge) prend'sa source au Sud-Ouest de la ville de
Boundiali, à la latitude de 9OJO'N dans la plaine de Kanyéné et dans le mont Syakoro,
culminant à environ 720 m d'altitude (Figure 1). .
La pame supérieure de son cours, le bassiri de la Haute Marahoué, objet de cette
étude, s'inscrit entièrement au Sud du cadran NW de la Côte d'Ivoire, à l'intérieur d'un
rectangle de 240 km de long et 50 km de large (soit environ 12.500 km2 de swface)
dont il occupe toute la diagonale. Ce bassin est limité par les latitudes 7°40' et 9°30' N
et les longitudes 6° et 7OW. Le cours d'eau principal, la Marahoué est encadré par deux
affluents: le Béré à l'Est et le Yarani ou Banoronj à l'Ouest. il se jette dans le Bandama
blanc à l'endroit où se trouve le village de Bozi, peu après la ville de Bouaflé.
Du point de vue administratif, la région est à cheval entre les départements de
_ Boundiali (au Nord), Séguélaet--Mankono (au Sud).-Elle comprend trois sous-
préfectures du même nom que les départements précités auxquelles s'ajoutent les sous-
préfectures de Massala, Douala, Sarhala, Worotla, Kani, Dianra, Morondo et Djibrosso.
La carte du bassin regroupe trois cantons à carac~re traditionnel: Worodougou, Gbato
et Ngaradougou. n est habité par une population composée de Dioulas, Koyakas,
Sénoufos et Baoulés.
Dans la région, ces populations pratiquent habituellement deux fonnes
d'agriculture:
.
- l'une, par les autochtones (Dioulas, Koyakas et Sénoufos) est orientée
essentiellement vers les vivres de subsistance (ri~ maïs, manioc, igname et arachide)
cultivés sur de petites parcelles;
,
- et l'autre, par des allogènes Baoulé venus' du Centre, qui associent aux cultures
précédentes, celles des plantes commercialisables (bananes, café et cacao) sur des
superficies bien plus grandes que dans le premier Cas et qui se rencontrent dans la zone
Sud du secteur d'étude (zone forestière).
Depuis une dizaine d'années, dans tout le secteur Nord de la Côte d'ivoire, il a
été introduit des cultures intensives de coton contrôlées par la "Compagnie ivoirienne
pour le développement du Textile" (ClOT). Tous les villages du bassin de la Haute
Marahoué sont organisés en GVC (Groupement à Vocation Agricole), affIliés à la
ClOT, dont l'activité principale est la culture du coton sur de vastes étendues de terre
avec utilisation d'engins mécaniques, de charrues et d'engrais azotés.

---

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Bassinversant de la Haute Marahoué: Réseau hydrographique
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d'Ivoire el en Afrique de l'Ouest

---

1
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- 18 -
1
Enfin, sur le plan minier, le département de Séguéla est réputé pour ses dykes
kimberlitiques riches en diamant qui caractérisent les secteurs de Bobi et de Diarabana.
Ici, tous les villages sont ,peuplés de diamineurs clandestins ou. organisés en
coopératives villageoises qui exploitent le diamant sous la swveillance de la SODEMI.
1·1·2 CARACfERISTIQUES PHYSIOGRAPHIQUES
La superficie totale du bassin ,12.457,27 km2, est inégalement répartie entre les
tranches d'altitude 260 et 1000 m: avec 92% pour la tranche d'altitude 300-420 m; 8 et
0,3% pour les tranches supérieures et inférieures respectivement à 420 et 260 m
(Figure 2).
Les différents pourcentages de la superficie totale du bassin en fonction des
variations de pente des terrains sont les suivants:
Pente (i) = 0
31% (3826,6 km2)
0<i<5%
60% (7469,7 km2)
5<i < 10%
4% (549,8 km2)
10 < i < 15%
3% (434km2)
i> 15%
1% ( 176,8 km2)
l
'
Les plateaux étagés, à surface plane (hQrizontale ou subhorizontale), sont les
plus développés dans le bassin. Ils représentent 'plus de 90% de la superficie totale; ce
qui favorise la formation des étangs, l'infiltration des eaux et donc la recharge
éventuelle des nappes (Figure 3).

---

-
19 -
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'I)OELE [> ('_E' 't=l1' -:'t~ Hl"",
ECt-oELLE
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1: Domaine à condition permanente
de potentiel (zones facilement
inondables)
2: Domaine à condition irrégulière
de flux
3: Domaine à écoulement
superficiel dominant
"'0\\1:1:1_
Figure 2 Modèle numérique d'évaluation et zones facilement innondables du bassin
versant de la Haute ~1arahoué : Carte établie à l'intérieur d'un système·
d'infonnation hydrogéologique à référence spatiale (SIHRS)

---

- 22 -
............
~il
Figure 5.Variations de la trace du Hf au sol le long du méridien 5°W (Dubief. 1977: in
Coord M.F•• 1984)
.~-=-
_ ,.,.-
rnb
'" --===
100
J-EoT===-_
.'
200
300
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AIR AUSTRA.L
500
700
ua
ZONE
A
B
C1
C2
o
l....RGEUA
200 km
200 -
Ioookm
200
SOOkm
500 km
EPAISSEUR
d. la
0 - t500m
l000-4000m
2000m
1o40USSON
NEBUlOSITE
ci.t clair
cl~l couvfl1
TYPf
cirrus
cumulus ~t
cumulo-nimbus
alto-cumulus
stratus
d~
altexumuk:s
cumulo-nimbus
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atto-stratus
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lJIRflft diwrs
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strato-cumulus
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NUAGE
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TY~
pluie-s ~ 1 pluie-s
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lIgfWS d. grains
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FIT Fr."" inrft rropc:t
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-
crolte ~ c~ ci penlr <ks ~ 0. OHONNEUR 1914.ŒROUX 1972. BURf'EE 1972 s'inspir~ dn dClnnHs aft-ol09tqvn
Itlumlc'S par IOASEC.'fA (pe-ccW 1968-I97S)
Figure 6oCoupe schématique de la troposphère ouest-africaine en août le long du
méridien 0°

---

- 23 -
En Afrique de l'Ouest les précipitaions se fonnent essentiellement au contact de
l'hannattan et de la mousson du Sud-Ouest. et dans la masse nuageuse de la mousson
dont l'épaisseur détennine le type de précipitation (figure 6) :
..
.::,
- si la mousson atteint de 700 à 800 m. il se produit des séries de grains le long
d'une ligne Est-ouest qui engendrent les premières averses de l'année à caractère
orageux;
- si cette épaisseur atteint 2000 m. il se produit ,d'Est en Ouest, des grains
appelés tornades qui seront plus intenses que les petites averses;
- enfin, pour une' épaisseur' de .moùsson maximale, les condensations se
. produisent à l'intérieur même de la mousson et donnent lieu à des pluies plus
prolongées qui s'observent au milieu de la saison des pluies.
1-2-1 CARACTERISTIQUES DES LIGNES DE GRAINS
r
Une ligne de grains est une organisation cellulaire dans laquelle les cellules
préctpitantes les plus actives. sont disposées linéairement en avant du &ystème ~n
1
mouvement C'est une véritable entité convective réactivant et capturant des cellules
précipitantes isolées et préexistantes (Figure 7).
L'accrétion résulterait de la vitesse de propagation de la ligne, supérieure à la
1
vitesse des cellules qui la précèdent (Lemaître Y., 1981, in Courel M. F, 1984). La
vitesse de déplacement d'une ligne de grains varie de 40 à 60 km/h. Les unes prennent
naissance au-dessus de l'espace sahélien, d'autres évoluent en cyclone tropical, après
avoir traversé l'Atlantique.
Elles sont plus fréquentes pendant la saison des pluies dans les régions
sahéliennes, placées à cette période, sous l'influence des zones B et Cl de la mousson,
les manifestations de la zone C2 étant plus rares (Courel M.F., 1984). De mai à
septembre, une grande partie des pluies abondantes et intenses qu'on enregistre en
Afrique de l'Ouest, ne sont que des orages isolés de la zone B ou des orages liés aux
lignes de grains de la zone Cl, qui sont des phénomènes de convection de cumulus et
de cumulo-nimbus à grand développement vertical et généralement disjoints. Cette
-convection est précédée et Slliviede nuages moyens à supérieurs: alto-cumUllls, cirrus,
cirrocumulus . L'étirement sur plusieurs centaines de km de la bande nuageuse de
largeur variant de 50 à 150 km est en général Nord-Sud (Figure 8).
Les vents qui précèdent et accompagnent les lignes de grains sont violents,
soufflent en rafales et sont du secteur Est à Sud-Est. Leur vitesse peut atteindre et
dépasser 70 krn/h pendant 15 à 20 mm en moyenne.
Souvent, le passage d'une ligne de grains peut se resumer simplement à de
violentes rafales de vents soulevant sables et poussières. Les jignes de grains
surviennent le plus souvent en fin d'après-midi ou pendant la nuit.
Les précipitations liées au passage des lignes de grains présentent des intensités
fortes dans les premières minutes (50 à 120 mm/h) puis elles chutent progressivement
pour se stabiliser à 10 mm/h environ.
1-2-2 HISTORIQUE DE LA SECHERESSE EN AFRIQUE
Le continent africain est caractérisé par une grande variabilité de ses conditions
climatiques. A la gamme des climats tropicaux dominants, s'ajoutent les climats
désertique et méditerranéen ( Driss Mriouah. 1987). Une grande partie du continent
comprend des zones arides et semi-arides où la variation des précipitaions au cours
d'une décennie est relativement sensible.

---

- 24 -
} Part;, NO<d : Cellule. oblanQue.
Position initiale de la IiQne
Position suivante
'7'"""~-- Zone de pluies stratiformes
anciennes cellules désactivées
" " Zone de fortes précipitations
cellules très intenses
Figure 7.Organisation cellulaire d'une ligne de grains en Afrique de "Ouest (Lemaitre
y .. 1981: in Caurel M.C•• 1984)
200
ALTQ.CUMLï.f'5
500
700
_
Mov",""'"
UJ(~d4.. '
(Jo ...... d r ../')
850
.140·
EST
Figure 8. Coupe schématique du développement d'une ligne de grains (Dohneur. 1984:
in Courel M.F.• 1984)
.--

---

- 25 -
Les données géologiques et archéologiques indiquent que-. les épisodes d'années
sèches sont connus en Afrique depuis la période 1738·1756 et sans doute avant. Les
relevés pluviométriques disponibles montrent que la région du sahel et la région
soudano-sahélienne ont connu des sécheresses sévères entre 1910 et 1940. A la période
réellement déficitaire de 1944 et 1947, succède la période de 1948 à 1964, très humide
où les précipitations ont largement dépassé la moyenne des trente années précédentes.
Malheureusement, les années pluvieuses prennent fin en 1967, faisant place à
une série d'années sèches se succédant sans inteITIlption depuis 1968 à 1973. En 1972 et
1973, la séchersse s'était traduite par une diminution de 50 à 60 % des précipitations
dans la partie septentrionale du Sahel, et, de 30 à 33 %, dans les zones méridionales
humides. La période 1974-1975 correspond à une deuxième phase d'amélioration après
celle de 1948-1964. Cependant, durant les années suivantes (1982-1984), les déficits
pluviométiques, encore plus importants, marquent la deuxième phase de la sécheresse
après les pluies de 1974-1975.
r ....~-·-
..,
->"r
•
Ainsi, les différents épisodes d'années sèches les plus remarquables en Afrique'"
sont:
Afrique de l'Ouest:
1910-40; 1944; 1947; 1968-73 et 1982-84.
Afrique de l'Est:
1909-10;1918; 1921-22; 1933-34; 1938-39; 1949-50;1952;
1965; 1969; 1973-76; 1980 et 983.
Afrique du Sud:
1902-03; 1911-12; 1915-16; 1921-24; 1929-30; 1941-42;
1946-49; 1963,64; 1967-68; 1972-73; 1978-79 et 1981-83.
Côte d'Ivoire:
1940; 1946-48; 1971; 1972; 1983 et 1984.
D'une manière générale, l'analyse de ces données météorologiques pennet de
constater que les épisodes d'années sèches et d'années humides se succèdent sans qu'il
soit possible de dégager une périodicité (Driss Mriouah, 1987). Ainsi, la sécheresse en
Afrique se caractérise par l'apparition d'épisodes se..c.s de déficiences prolongées 4~s.
précipitations, dont la durée est d'un ou deux ans en général; et. par celle de longues ... _7_ ,,-
périodes de sécheresses, s'étendant sur une décennie ou même plus et pouvant être
interrompues par plusieurs épisodes humides isolés.
1·3 PARAMETRES CLIMATIQUES DU BASSIN
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, l'évolution des paramètres
climatiques au cours des 10 dernières années peut se résumer de la manière suivante: la
durée du jour est de 12 h en moyenne; le maximum d'insolation est enregistré pendant la
saison sèche et le minimum pendant la saison des pluies: les températures varient de Il à
37 oC; enfin, les tensions de vapeur sont plus faibles en saison sèche et plus fortes en
saison des pluies comme le sont les valeurs de l'humidité relative.
1·3·1 VENTS ET BRUMES SECHES
Durant la saison sèche, circulent deux types de vents sur le centre Nord-Ouest de
la Côte d'Ivoire: brume sèche ou "vents de poussières "et les alizés continentaux et
maritimes déjà signalés par certains auteurs dans le Sahel (Benrand J.1., 1974 ; Kalu
A.E., 1977; Joussaume S., 1973 ; Hansen J.E.et Al, 1980 ; Rasool l et Al, 1973; in
Courel M.F.,1984).

---

-
26 -
La brume sèche désigne la couche de poussières, plus ou moins épaisse, qui
pendant la saison sèche recouvre la majeure partie de l'Afrique de l'Ouest. C'est un
écran de poussières pouvant diminuer considérablement l'insolation et la visibilité au
sol et pouvant entraîner avec eux de nombreux cas d'allergie remarquables surtout chez
les enfants.
Ces vents recouvrent la Côte d'Ivoire dans la période allant de décembre à mars.
Mais c'est en Janvier que son intensité est la plus importante au-dessus du bassin de la
Haute Marahoué ,notamment au cours de la journée (Figure 9)
Selon Kalu A. E.(l967. in Courel M.F.1984). les vents de poussières
proviennent de trois sources principales: Bilma (Niger) - Faya Largeau (Tchad); Sahara
Central et Sahara Occidental.
2O"w
10
10
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10
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30
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Figure 9.Trajectoire des vents de poussière saharienne du dessus de l'AfIi4iïe de l'ouest
(KaIn A.E..l977; in Courel M. F., 1984)
En saison sèche, les poussières issues du Bilma-Faya Largeau et du Sahara
occidental. seraient entraînées au-dessus du continent et de l'Océan Atlantique selon des
trajectoires NE-SW. Elles sont aérotransportées par des vents du secteur NE des
niveaux 900 et 850 mb. et, des vents du secteur W. des couches moyennes; ce qui
explique leur grande dispersion spatiale (Courel M.J.• 1984). Une partie des poussières
du Sahara serait également transportée vers l'Est à 500 mb. jusqu'en Arabie; et, à 500
mb pour atteindre l'Océan indien. (Joussaume S.• 1983). Les vents de poussières
transportent en suspension des aérosols minéraux et des particules diverses.
-
Concernant les alizés continentaux et maritimes, les vitesses les plus fortes.
caractéristiques d'une violente tempête ou d'un ouragan. ont été enregistrées à la station
d'Odienné. successivement en 1974. 75 et 76 ; et correspondent à 30 mis dans la
direction E.W (soit 108 kmIh). En général. les vents les plus forts arrivent au début ou
au milieu de la saison des pluies (avril-mai ou juillet) et rarement en saison sèche.
Dans les stations d'Odienné et de Korhogo. les observations révèlent que la
majeure partie des vents efficaces CV > 5m/s) soufflent essentiellement pendant la
saison sèche Ganvier - mai). et plus particulièrement en avril et mai, c'est-à-dire à
l'approche de la saison des puies (figure 10).

---

- 27 -
13 Saison sech:
Saison des
pluies
12
..
\\1
•u
10
o
u
9
;0:
-•
8
~•>
F M A M J
J A S 0
N
...;i,a:'
Figure 10.Variations saisonnières des pourcentages de vents efficaces dans les stations
météorologiques de Korhogo et d'Odienné dans la pérode de 1981 à 1990
Les alizés sont en général des vents peu rapides et irréguliers. Cependant, Courel
M.F. (1984) signale que les vents de mousson sont, contrairement à la règle établie,
plus réguliers et de vitesse non négligeable: ils se caractérisent par un gradient Nord-
Sud de diminution de leur vitesse moyènne (Chamard Ph.C.et al, 1983; Mainguet M.et
Cossus L., 1980; in Courel, 1984). En effet, la vitesse des alizés décroit depuis le
Sahara central jusqu'au sahel (Figure Il).
Figure Il.Variations des isotaches moyennes annuelles des vents au-dessus de l'Afrique
de l'ouest (Courel M.F.. 1984)
Dans le secteur d'étude, la direction des alizés est intimement liée au cycle des
saisons. Pendant la saison sèche, les vents efficaces soufflent vers le Nord-Est, avec une
composante Nord-Sud pratiquement absente (Figure 12).
En saison humide. ils arrivent du Nord et se dirigent vers le Sud avec une
composante SW bien développée.
En Afrique de l'Ouest, les radiosondages effectués depuis environ 40 ans par les
stations de Nouadhibou. Dakar. Bamako, Ouagadougou. Niamey, N'djaména, Abidjan
et Douala, permettent de se faire une idée sur la dynamique des vents d'altitude au-
dessus de l'Afrique de l'Ouest

---

- 28 -
~«,
~'v
(Juln_ Septembre)
..0'4
Saison sèche
~.~
(Janv _Déc.)
'?~
~pJ'f '~
"l'
~
~
~
~
Intersaison I
Intersaison 11
Saison des pluies
(Mars_Mai)
(Octobre)
Figure 12.Rosaces directionnelles des vents efficaces à la station météorologique
de Komogo entre 1981 et 1990
Les flux de vitesse et directions des vents d'altitude, analysés pour la période de
73-75 au-dessus des niveaux 800; 500; 250 et 100 rob sur l'Afrique de l'ouest, se
caractérisent par les faits qui suivent (Figure 13).
~AlMlII 1Z 1'1
AOUT IZ lU
,.-.
..
,
4
Figure 13.Directions des vents d'altitude au-dessus de l'Afrique de l'Ouest entre 1973 et 1975
(d'après Courel M.F.• (984)

---

- 29 -
En janvier, du sol à 800 mb, les vents sont faibles et arrivent du secteur NE au-
dessus de la Côte d'Ivoire et du secteur NNE à la limite du Sahel, plus au Nord.
Au-dessus de 500 à 250 mb:
- à 500 mb, ils sont du NE à Abidjan, et de l'Ouest sur le sahel;
- à 250 mb, ils sont d'Ouest et de vitesse assez grande sur le sahel;
- à 100 mb, ils arrivent du SW en Côte d'Ivoire et d'Ouest au sahel.
En août:
- à 800 mb, le calme règne en général sur la Côte d'Ivoire;
- à 500 mb, les vents sont du secteur NE et de vitesse 4 mis;
-à 250 mb, ils sont du secteur NE et assez violents (l5m1s);
- et à 100 mb, ils arrivent du..s.ecteur E avec des vitesses de 5 à 8 mis
1·3·2 TEMPERATURE
En décembre et janvier, l'arrivée des vents du secteur Nord-Est adoucit le climat
général de la région, ce qui a pour conséquence, une baisse sensible du thennomètre:
11,50 C en janvier 1989 à Odienné; contre 16,7 au cours du même mois à Korhogo.
Dans ces deux stations, les valeurs maximales de température, enregistrées en mars
1990, sont respectivement de 37,5 et 37,20 C.
A l'intérieur du bassin versant de la Haute Marahoué, les mesures de
température sont assez rares ou très irrégulières, si tant est qu'elles existent. C'est
uniquement dans la station de Séguéla, qu'il a été souvent enregistré des valeurs
sporadiques de température. Celles-ci varient de 24,6 à 28,6° C et correspondent aux
dernières mésures de température depuis 1981.
1·3-3 Variations desprêcipitations
Le bassin de la Haute marahoué compte sept stations de mesures
pluviométriques qui sont installées à Séguéla, Mankono, Kani, Worofla, Kébi,
Morondo et Sarhala auxquelles s'ajoute la station de Boundiali au Nord du bassin.
Malheureusement, tOutes ces stations souffrent d'un défaut d'enregistrement et sont de
ce fait, inutilisables, à l'exception des stations de Boundiali, Mankono et Séguéla dont
les mesures sont plus régulières (Tableau 1).
A Boundiali et à Mankono, l'étude de la distribution des pluies par classe de
hauteur, pour la période 1981-1990, a revélé en ce qui concerne la station de Boundiali,
que 50 % des pluies ne dépassent pas 100 mm et 46 % sont comprises entre 100 et 500
mm. A Mankono, les pluies de hauteur 100 à 500 mm sont les plus fréqentes (51 %
contre 43 % de pluies inférieures à 100 mm). C'est la preuve que les grands orages
d'intensité particulière sont assez rares (moins de 1 % des observations) et sunout
limités à la saison des pluies.
Ainsi, les pluies isolées et exceptionnelles, d'intensité supérieure à 1000 mm,
n'ont été enregistrées que 6 fois dans les trois stations, au cours de la dernière décennie,
aux mois de juillet et août, c'est-à-dire en pleine saison ses pluies. Les plus
remarquables sont celles du 8 Mars 1982; 8 Juillet 1985 et 30 Août 1987 où il est
tombé, respectivement en une seule pluie :1284, 1289 et 1235 mm d'eau dans les
stations de Boundiali, Mankonoet Séguéla .
Le bassin versant de la Marahoué reçoit environ 1255 mm de pluies par an en
moyenne. pour une période al1llOt de 2 à 59 ans, sur les stations de Kébi, Morondo,

---

Tableau 1. Précipitations moyennes (en mm) enregistrées dans les stations météorologiques
du bassin de la Haule Marahoué (Période 1981-1990)
Local. Année
J
F
M
A
M
J
J
A
0
0
N
0
TOTAL
1981
0
34
140
79
148
186
205
257
140
74
5
0
1268
1982
0
37
167
107
110
11 4
175
266
146
52 j ·
-
0
1174
1983
0
1 9
-
87
54
167
-
163
90
69
35
3
687
-
1984
0
-
101
30
146
172
200
200
153
88
34
0
1124
-
1985
0
0
420
6
1351
ca
44
47
-
180
290
229
135
-
..
~
." 1986
0
61
63
48·,
107
72
f61
367
218
72
54
0
1223
c
:J
1987
5
0
5
1 8
134
156
168
332
188
205
5
4
1220
0
1988
0
125
267
372
218
121
34
0
1580
ID
0
106
105
232
1989
0
2
53
77
143
229
31
370
155
42
7
65
11 74
1990
5
. 0
3
61
1 1 0
11 4
365
'253
83
65
49
-
1108
1981
-
-
52
178
-
83
54
249
78
0
0
694
-
j
1
1982
0
1 01
79
132
103
197
103
154
58
93
28
14
1062
W
o
1983
0
58
0
1 1 2
91,
48
30
83
142
1 4·
24
27
629
1
1984
8
23
185
78
107
105
170
147
127
179
22
0
11 51
0
1985
1 1
8
75
193
89
123
11 7
278
183
74
26
200
1377
c0
1986
0
25
42
152
134
78
204
127
164
50
3
0
977
.:.:.
1
c
1987
27
66
27
95
99,
205
101
313
175
100
9
23
1240
ca
'
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1988
0
25
57
78
91
79
208
310
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0
60
1162
1989
0
1 1
1 1
100
76
169
163
345
202
93
0
32
1202
1990
90
1 5
48
65
167
116
46
169
100
129
1 7
-
817
ca
1987
44
66
27
95
127
101
73
381
190
100
7
23
1234
'CD
1988
0
0
60
104
138
122
151
322
243
71
0
38
1249
:J
Cl
1989
0
41
155
165
86
123
195
137
262
169
1
53
1387
'CD
en
1990
0
46
80
181
126
186..
125
69
243
143
186
-
1385
C\\I
Kébi
0
0
52
37
104
215
305
315
144
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0
1253
co
(j)
Morondc
0
1 2
83
30
164
-
-
-
1 61
64
1 3
0
527
-r-
1
Kani
300
51
59
112
52
11 8
348
220
185
97
15
3
1260
(j)
,......
Worofla
29
55
57
237
100
166
244
267
164
50
25
-
1394
(j)
Sarhala
-
55
138
305
148
157
70
30
903
-
-
-
-
-r-

---

- 31 -
Séguéla, Mankono, Worofla et sarhala. Toutefois, la présence
de microclimats
sectoriels serait la cause de la mauvaise répartition spatiale et temporelle des pluies
observée sur le bassin.
La distribution spatio-temporelle des pluies met en évidence deux grandes
saisons (une saison sèche: novembre-février; et une saison humide: mai-septembre)
séparées par deux périodes d'intersaison aux mois de juin et octobre (Figure 14)
A Mankono, au Sud, les différentes saisons s'individualisent assez bien; mais,
les intersaisons très développées provoquent des perturbations de la saison humide
dont les pluies très, abondantes sont souvent limitées à trois mois (juillet- août -
septembre). En 1983, 85 et 88, la saison sèche s'est prolongée jusqu'aux mois de mai et
juin où on enregistre que de 2 à 3 jours seulement.de pluies dans le mois. De même, les
années 1986; 87 et 90, sont marquées par des épisodes de pluies intenses limités aux
mois d'avril et mai.
. }-
D'une façon générale, même les saisons sèches les plus prononcées participent
également à l'accroissement de la pluviométrie annuelle. Par conséquent, il n'y a jamais
de saison sèche, sans pluies. Cependant, les pluies de saison sèche, c'est-à-dire celles
tombées au cours des mois de novembre - décembre - janvier - février, sont
habituellement de faible intensité (Tableau 2).
Entre 1981 et 1990, il a été enregistré, à la station de Boundiali: 34 jours de
pluies en saison sèche; contre 44 à la station de Mankono. On notera que les années à
grand déficit pluviométrique sont celles qui présentent un pourcentage élevé de'pluies
en saison sèche. Par exemple, à la station de Mankono, l'insuffisance des pluies en
1982; 1983; 1988 et 1990 s'était traduit par des pourcentages élevés de 41; 66; 22 et 17.
des précipitations en saison sèche.
1·3-4 BILAN HYDROLOGIQUE
A) GENERALITES
Après l'exposé des paramètres climatiques, nous aborderons ici, l'étude du bilan
de l'eau dans le bassin, à partir de la méthode de détermination de l' évapotranspiration
(potentielle et réelle) de Thornthwaite C.W.(1954).
L'évapotranspiration potentielle (ETP) désigne la quantité maximale
d'évaporation vers laquelle tend le sol et le couvert végétal, lorsque le sol est
abondamment pourvu en eau et que les plantes peuvent puiser, par leurs racines, l'eau
nécessaire à la demande de l'environnement aérien (Mégnin C, 1979).
La fonnule del'ETP de Thornthwaite C.W. fut établie à partir d'un ajustement
statistique des mesures expérimen~ales de l'ETP sur cases lysimétriques aux données
climatologiques. Selon cet auteur:
ETP (mm/jour)
=
16 ( lOt II )a F(Â.)
avec:
t = température moyenne de la période considérée;
a = fonction complexee de l'indice thermique 1
(a =6,75 10-7 13 - 7,7 10-5 12 + 1,79 10-2 1 + 0,49);
1 = indice thermique annuel ( somme des douze indices thermiques mensuels, calculés
par la fonnule: i = (tl 5 )1.514);
F(Â.) = tenne correctif fonction de la latitude du lieu considéré et donné par les tables
- .---.....__ 0-'_.
_
.""-..--- ~--- ~-.

---

- 32 -
-EE-CIl
CI
200
:::J
Q.
100
o
Mols
J
A S O N D J
F M A M J
Figure 14.Hislogramme des précipiLalions moyennes lombécsdans le bassin de la
Haule Marahoué dans la péroiode 1987-1990
Tableau 2.Précipitations menseulles cumulées (en mm) enregistrées en pleine saison sèche
dans le bassin de la Haudte Marahoué (Période 1981-1990)
J
F
N
0
PSmoyer Pmoyen %PS/P
1981
0
343
54
0
99
1268
8
1982
0
37
-
0
1 2
1174
1
1883
0
187
347
32
142
687
2,1
-
-
1984
0
-
337
0
112
1124
1 0
Cl]
.-
1985
0
0
56
.
1 9
1351
1 ,4
'0
c:
1986
0
607
539
0 -
- 287
1223
23,5
::s
1987
48
0
53
42
38
1220
3 11
0
CD
1988
0
0
339
0
85
1580
5,4
1989
0
1 6
65
647
20
1174
2
1990
49
0
486
.
178
1108
1 6
1981
-
.
0
0
0
694
.
1982
0
1013
284
1 41
360
1062
34
1983
0
582
268
523
342
629
54
0
1984
75
230
221
0
132
1151
11 5
c:
0
1985
114
79
263
199
164
1377
1 2
.:t:
1986
0
247
27
0
69
977
7
c:
Cl]
1987
270
657
85
225
309
1240
25
:E
1988
0
249
0
596
211
1162
18.2
1989
0
1 1 1
0
321
108
1202
9.6
1990
90
152
165
-
136
817
1 7
Cl]
1987
-
-
72
-
72
1254
-
'<1>
::s
1988
0
0
0
377
94
1249
7,5
en
~
1989
-
405
-
-
405
1387
-
Cf)
1990
0
458
1858
-
635
1385
46

---

-
33 -
Cene expression ne fait interveluf que la température avec. un terme .~·~rrectif de
la latitude correspondant, en fait, à une durée moyenne l'insolation. Le calcul assez
complexce , est grandement facilité par l'emploi des tables publiées par Brochet P. et
Gerbier N. en 1968 ( in Mégnin C. , 1979) et donnant:
- la valeur de (i ) en fonction de t;
- la valeur de 16 ( lOt /1 )a en fonction de 1 et t;
- la valeur de l'ETP cherchée en fonction du résultat précédent et du terme
correctif F(Â.).
L'évapotranspiration réelle (ETR), valeur effective de l'évaporation dans les
conditions d'humidité du sol imposées par la région, est déterminée à partir d'une
certaine valeur de la réserve utilisable (RU) du sol qui désigne la quantité d'eau
pouvant être mobilisée par l'évapotranspiration. La RU possède deux limites en réalité:
- une limite supérieure, correspondant à la quantité maximale d'eau que le sol
peut retenir par capillarité (capacité-au champ);
. '
- une limite inférieure,. en dessous de laquelle la sécheresse est telle que les
forces de succion des racines sont insuffisantes pour extraire de l'eau restant dans le sol
(point de flétrissement de la végétation).
Dans le calcul de l'ETR, la notion de "rendement transpiratoire" des végétaux
qui diminue lorsque la plante commence à souffrir de la sécheresse ( régulation
stomatique), conduisit les agronomes à définir le terme de "réserve facilement
utilisable (RFU) par les plantes, correspondant sensi61ëment à la moitié de RU. La
valeur de RFU varient en fonction du type de sol.
B) CALCUL DU BILAN HYDROLOGIQUE DU BASSIN
VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE
Dans le cas du bassin versant de la Haute marhoué, les mesures de la tcneur cn
eau du sol font défaut dans cette étude. Cependant, compte tenu de la nature
généralement sabla-argileuse des altérites du bassin, nous avons estimé à 100 mm , la
valeur de la RFU du sol pour la détermination de l'ETR, le mois dé septembre-(fin de
la saison des pluies) étant pris comme le point de départ des calculs. A la station de
Séguéla, les valeurs des différents paramètres du bilan de l'eau, calculées pour une
période allant de 1987 à 1990, sont portées dans le tableau 3.
D'une manière générale, l'évapotranspiration potentielle (1545 mm) est bien
supérieure aux précipitations de la région (1324 mm). Par conséquent, les plantes ne
disposant pas de quantités d'eau nécessaires à leur croissance complète se contentent
d'une évapotranspiration réelle de 1172 mm, imposée par les conditions naturelles
d'humidité du sol.
En considérant mois par mois, l'effet de la recharge par la pluie (P) et de la
décharge par l'évapotran.spiration (ETP), on distingue quatre principaux cas
correspondant aux différentes saisons de la région (Figure 15):
- P »
ETP: caractérise surtout les mois de juillet, août et septembre, c'est la
grande saison de pluies qui débute au mois de juin. En saison humide, les précipitations
sont nettement supérieures à l'évapotranspiration: 136; 227 et 235 mm respectivement
en juillet, août et septembre; contre 113; 114 et 122 mm pour l'ETP. Dans ces
conditions, l'évapotranspiration se réalise sans difficulté (ETR = ETP) et la RFU, sous-
saturée en juillet (23 mm seulement), va atteindre la saturation aux mois d'août et
septembre (RFU= 100 mm ). Durant ces deux mois, la RFU étant saturée, la pluie
efficace P-ETR (226 mm), qui correspond à l'excès d'alimentation en août et septembre,
va s'écouler soit vers les cours d'eau de surface, soit en profondeur en direction des

---

-
34 -
Tableau 3 Bilan de l'eau à la station de Séguéla. établi par la méthode de Thorthwaite C.W
.(Période 1981-1990)
J
J
M
A
M
J
J
A
S
0
N
0
OTAl
Indice
thermique
12,4 12,4 13,9
14
12,8 12,1 11 ,2 11,2 11 ,8
12
12,4 12,2 149
mensuel
TOC
26,3 27,8 28,4 28,6
26
24,6 24,6 24,6 25,5 25,8 26,3 26,1
ETP n.c
mensuelle
129
146
152
152
138
125
108
107
120
123
111
109
-
Facteur
Correctif
0,99 0,89 1,02 1,05 1,04 1,06 1,04 1,06 1,01 1,03 0,99 1,01
70 N'
ETP(mm)
Mensuelle
127
132
156
162
144
130
113
114
122
126
109
110 1545
Corriaée
Pluie
1 1
38
81
136
119
133
136
227
235
121
49
38
1324
(mm)
BR
(mm)
1 1
38
81
136
119
130
113
114
12·2
126
109
73
1172
..
..
Variation
réserves du
0
0
0
0
0
3
23
100
100
95
35
0
-
sol
(Rn
Réserves
utiles pour
0
0
0
0
0
0
0
36
113
0
0
0
-
les plantes
(8)
P-ETR
(excédent)
0
0
0
0
0
0
23
113
113
- i
-60
- 35
152
du bilan
ETP - ETR
Déficit du
116 93,5
75
26
25
0
0
0
0
0
0
37
373
bilan
..
- 1 1 6 -94
-75
- 2 6
-25
3
23
113
113
- 5
-60
-70
-
P-ETP
âRFU
(Ri-RFU)
-100 -100 -100 -100 -100 - 9 7
77
0
0
- 5
-65 -100
-

---

- 35 -
CD P»ETP
o P> ETP
~11
1
P
P
1
1
tETR=ETP
IETR=ETP
1
1Ecoulement de surface
1
Sol---'t~~~~~~~;!:":;:"":':"
"" '"
,
""""""""""
R!COnatltutlon des)
~~~~~~~~~~"
""'~"~"'~~~,~~~
( f'eserves et humec
tion du 10/.
-
~~~'~~"~t~~~'~
, ~~~,
~'"
, ","~
,,'"
" ~
"'" ,
""',"""""""
""""""""""
""""""""""
""""""""""
Ecoulement
souterrain
P <ETP
P «
ETP
.0
1
•1
1
1
1
1
1
P
1ETR=ETP
IETR~P ( «
1
t i ·P+IIRFU
1
1
1
Sol
1
1
,
Sol
1
1
1
li
.""':""T""~~~~~~ 1
1
f """""""""" 1
"""""""""" ,
1 (EPUil~ment toto/)
""""""""""
1
des reserV81 du
""""""""""
~~~~~~~~~~~~~~
1
801. décembre a
1
1
mal
1
1
RFU = Omm
1
~~~'k:Rtfu..~(q~,~
~~Q,.~~~, ,
n~v.à~à""""
,
,~,~~~~~"""
,
L_.
-.J
Figure 15. Schémas des différents cas de calcul du bilan de l'eau dans le bassin de la
Haute Marahoué, selon la mélhode de Thornlhwaite C.W.( l'écoulemenl ne se fail que
lorsque la pluviomélrie esl supérieure à l'évapotranspiration potentielle ct qu'à la
même époque la réserve en eau facilement utilisable est saturée)

---

- 36 -
nappes. Au contraire, en juin et juillet, la RFU étant sous-saturée. les excès
d'alimentation deJ et 23 DUn d'eau que l'on observe ne seIVent qu'à l'humection du sol.
- P < ETP: au mois d'octobre (transition entre saion humide et saison sèche), la
pluie (121 mm) est très peu inférieure à l'ETP (126 mm).L'évapotranspiration se fait
non seulement sur la totalité de la pluie, mais encore sur les réseIVes du sol. ETR =
E~=P+A~:
'
• 126 DUn = 121 + 5 DUn au mois d'octobre;
• 109 DUn = 49 + 65 DUn au mois de novembre.
Dans ce cas, la RFU va subir une diminution tellement rapide, qu'elle s'annulera
dès le mois de décembre (RFU =0 DUn). Ainsi. la RRJ n'existe, dans le sol, que dans la
période allant de juin à novembre, période pendant laquelle le bilan de l'eau reste
équilibré (ETR - E~ = 0 ), mais elle n'atteind la saturation qu'en août et septembre.
• P « ETP: c'est la grande saison sèche qui correspond aux mois de novembre,
décembre, janvier, février, mars.. am et mai. Partoul. la plui~ étant u:è.s inférieure à
l'évapotranspiration (49; 38; 11'; 38; 81; 136 et 119 ~ contre 109;110: 127; 132;
156; 162 et 144 DUn pour l'ETP), les réserves facilement utilisables du sol seront en
totalité sollicitées par les plantes sans que leur bésoin réel soit couvert, eu égard à la
demande de l'environnement ~rien. En saison sèche, les bésoins en eau d'irrigation, qui
s'élèvent à 373 DUn par an dans ce bassin, sont respectivement répartis de la manière
suivante: 37; 116; 93,5; 75; 26 et 25 DUn entre les mois de décembre, janvier, février,
mars, avril et ~ La RFU étant épuisée depuis décembre, l'évapotranspiration ne peut
se réaliser uni~uement que sur la pluie. A chaque pluie. ETR = P et le déficit du bilan
(ETP-ETR ou ETR-P) va persister de décembre à mai.
• P> ETP: au mois de j~ (transition entre saison sèche et saison humide ). la
pluie (133 mm) est très peu supérieure l'ETP (130 mm). L'évapotranspiration
commence à se réaliser normalement: ETR =ETP et il reste encore une certaine
quantité d'eau disponible P-ETR (3 mm) qui servira à humecter le sol: c'est la pluie
efficace dont le volume sera plus important au mois suivant (23 mm en juillet) pour
achever l'humection complète du sol. Par conséquent. dans cette région. le volume total
d'eau d'humection du sol est de 26 mm.
Ainsi, dans le bassin versant de la Haute Marahoué, les valeurs des différents
paramètres du bilan de l'eau sont les suivantes:
précipitation:
1324 mm
ETP
1545 mm
ETR
1172 mm
excédent
152 mm
déficit
373 mm
Comme on le constate, l'écoulement superficiel et l'infùtracion (E+I) ne
représentent que 152 mm à la station de SéguéIa. pour la période allant de 1987 à
1990. A l'exutoire du bassin, les valeurs du débit d'eau écoulée, mesurées entre 1987
et 1990, sont respectivement de: 36.3; 61,5; 56,98 et 12,98 m3/s pour les quatre ans;
soit au total 41,94 m3/s.en moyènne. Cette valeur de débit, ramenée à la superficie
totale du bassin (12500 km2 environ), permet de déterminer la lame d'eau écoulée à
l'exutoire du bassin, durant la période de calcul du bilan. En effet, pour 41,94 m3/s.de
débit écoulé, cette valeur est de 106 mm en moyenne pour la période considérée. Par
conséquent, l'nfiltration, à elle seule, ne représente que 46 mm d'eau dans cette
région où les terrains sont généralement de pente topographique
horizontale à
subhorlzontale (dans 90% des cas); ce qui représeme environ 575000.000 m3 d'eau
disponibles pour l'infùtration annuelle.

---

-
37 -
Du point de vue climatique, les valeurs des indices d'aridité de Martonè~varient
de 1,4 à 66 à la station de Séguéla, au cours de la période correspondant à celle du
calcul du bilan hydrologique, Cela montre clairement que, dans cette région, la saison
sèche est assez rude et que les mois de novembre, décembre, janvier et février, qui
correspondent à la grande saison sèche, sont hyperarides. Au contraire, l'influence de la
sécheresse diminue d'abord aux mois de mars, avril et mai avant de disparaître
momentannément au cours de la saison hunùde (Figure 16.
10
20
_~~---=3'T-0_--,
3001
1
! -
300
250
2~0~
•
200
F
Moi. Iroid.
150
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., humides
10'0
100
50
~O
A
Mail orld ..
10
20
T.",pé,olu,e (0 C )
Figure 16. Climatogramme du bassin versant de la Haute Marahoué
En conclusion; le bassin versant de la Haute Maraho~eompo~e deux grandes-
saisons; une saison de pluie (juin- septembre) et une saison sèche (décembre - mai).
Entre les deux, s'observent deux périodes de transition ou d'intersaison dont la première
(celle de juin) est annonciatrice des grandes pluies; et l'autre (celle d'octobre) marque le
début de la grande sécheresse.
En saison de pluie, l'ETP se réalise normalement et la RFU est saturée aux mois
d'août et septembre. Durant ces deux mois, l'excédent du bilan, qui est de 226 mm, va
s'écouler soit vers les cours d'eau de swface; soit vers les nappes profondes.
En saison sèche, les pluies et la RFU sont conjointement sollicitées dans
l'évapotranspiration, sans que les bésoins des plantes soient satisfaites en totalité. Dans
ce cas, le déficit du bilan de l'eau qui est de 373 mm correspond à la lame d'eau
d'irrigation annuelle, nécessaire à,la croissance des végétaux dans la région.
1.4 CONTEXTE GEOLOGIQUE
1-4.1 APERÇU GEOLOGIQUE DE L'AFRIQUE
Les grands traits de la géologie de l'Afrique ont été ébauchés par de nombreux
spécialistes: Ducellier 1.(1963), Trompette R. (1963-73), Kénédy W.Q.(1964), Rocci G.
(1964-65), Tempier P.(1969), Tagini B. (1971), Casanova R. (1973), Hottin G. et al
(1975), Gamsonré E.P.(1975), Yacé I. (1976), Bessoles
B. et al (1980), Deynollx
M.(1980), Camil, 1. (1984) et Pothin,.K.B.B.(l988) dont les travaux ont permis de mieux

---

- 38 -
connaître l'esquisse géologique de l'Afrique. caractérisée par trois cratons: cratons ouest-
africain, du Congo ct du Kalahari, l'idée d'un quatrième craton nilotique étant depuis
abandonnée par ses propres auteurs (figure 17).
r - ï Ré;ione Cll'hct'" par I·~I.
L-..J ,.lCIfrtccIIne ou par ... orooenee
plue r6eentl.
t:.·.·.·.J ft.... offMtéH par l'orooénIe
•••••
lClIMWl_
1:-:.:.:.:-:) .~ CIffec_ par l'CN'OQénI.
l,
:...•..•..._
eourn_
.. '
_
Noroua . . . . . cf. . . SOOO N.A
1
rJ..
_.~_
i
c_ 0
e.- _ ..
1
1
! <!) CraIoCI du conta
o Craton du lCGlahori
Figure 17. Principaux cratoos du cootin~tafricain (Rocci G.,1964-65)
i
Ceux-ci sont nés de véritables mégacycles orogéniques anciens (Archéen et
Protérozoïque inférieur) précédant ceux ayant donné naissance aux chaînes kibarienne et
panafricaine. Depuis 1200 millions d'années, ces cratons sont à l'abri de tout évènement
tectonique compressif majeur; séparés par des zones mobiles pa,nafricai.nes (Mauritanides,
Rokelides, Dahoméides et Pharusides) et rarement par des orogénèses plus récentes
(figure 18).
Le craton ouest-africain, avec ses couvenures anciennes et récentes, comprend
quatre grandes unités structurales:
- le socle ancien granitique et métamorphique;
-les chaines plissées panafricaines (600 MA) et calédono-hercyliennes;
- les bassins sédimentaires d'âge paléozoique, englobant souvent à la base le
Précambrien supérieur;
- et les bassins récents qui regroupent les terrains mésozoiques à actuel.
TI est limité au Nord par l'Anti-Atlas; à l'Est par la zone mobile d'Afrique Centrale
et à l'Ouest par la zone mobile de l'Afrique de l'Ouest (Mauritanides). Le Craton Ouest-
africain affleure dans trois secteurs d'inégale extension: au Nord (Dorsale Réguibat); au
Sud (Dorsale de Man) et entre ces deux positions extrêmes, dans les fenêtres de Kayes et
de Kéniéba au Mali.
-
Du point de vue orogénique, trois grands cycles ont été identifiés sur le craton de
l'Afrique de l'ouest:
- le mégacycle léonien (3500-2900 MA) qui affecte le Précambrien D2
(Catarchéen);
- le mégacycle libérien (entre 2900-2500 MA) qui affecte les formations du
Précambrien Dl (Archéen);
- et le mégacycle éburnéen (2500-1500 MA) qui affecte les terrains birrimiens
(Précambrien C ou Protérozoïque inférieur).
Les formations érupùves et métamorphiques de l'Archéen et du Protérozoique
moyen, sont recouvenes en partie par les sédiments d'âge Protérozoique supérieur à
Quaternaire qui occupent les bassins de Tmdouf,Taoudeni et de la Volta.

---

1
- 39 -
1
1
G
Couverture quaternaire et mésoeoïque
CJ
Chaine plissée pan-africaine
Q:3
Couverture du Précambrien supérieur
~
Socle precambrien
et du Paléozoïque
Dépôts glaciaires de l'Ordovicien
Chaine plissée calédono-hercynienne
" .
C::;
Supérieur
Figure 18.Carte géologique schématique du cralon ouest-africain (Denoux M., 1981)
-""7';_.;::-'
,
•
.----A.
:..,
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•
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H
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Il ............,.,'..
• a....•••
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,....•.•,.-..
...."
(
I ••c
,
'"""1:"",,,,,
CC'Ul( Cf ""N
80.-_ lI....., ......
o 0.__ .--..~,~_.
Figure 19.Esquise géologique de la dorsale de Man (Besson B., 1971)

---

- 40 -
1-4-2 APERÇU GEOLOGIQUE IVOIRIEN
Les fonnations cristallines appartenant à la dorsale de Man constituent. du point de
vue géologique, l'es~ntiel du paysage de la Côte d'Ivoire (97% de la superficie du
territoire national). Elles sont limitées par le bassin de Taoudeni au Nord (Mali, Burkina
Faso), l'Atlantique au Sud, les Rokelides à l'Ouest (Guinée, Sierra-Léone) et les
Dahoméides à l'Est (Ghana, Togo, Bénin).
Trois grandes orogenèses ( léoniennes, libérienne et éburnéenne) ont contribué à
la mise en place de deux domaines géologiques précambriens, séparés par l'accident de
Sassandra, auxquels font suite dans le sud du pays, le bassin sédimentaire côtier (figure
19).
A) DOMAINE GUlNEE.LffiERIA-COTE D'IVOIRE
C'est le domaine libérien de l'Ouest qui date de l'Archéen (2900-2500 MA),à
nombreuses reliques de formations léoniennes et qui ne comporte que d'insignifiantes
traces de l'orogenèse éburnéenne.
Les roches cristallines de base: charnockites, granuli~ gneiss et migmatites sont
surmontées par des métasédiments catazonaux: itabirites et amphibolo-pyroxénites dont
l'âge de rajeunissement (dans le cas des terrains les plus affectés par l'o~ogenèse
éburnéenne) a pu être déterminé par radiochronologie de cenains minéraux tels que la
biotite
Le domaine libérien de la région de Man, est caractérisé par les reliefs les plus
accidentés de la Côte d'Ivoire. TI se limite à l'Est par la faille de Sassandra. Les terrains les
plus anciens y sont des gneiss rubannés (3300 MA) injectés par des venues basiques puis
par des granulites roses (2900 MA) (Verbis, 1982; in Camil J., 1984 ). Les charnokites
orientés, ainsi que les anorthosites et les norites seraient mis en place vers 2800 MA.
B' DOMAINE COTKD'IVOIRE-BURKINA-GHANA
il représente le domaine éburnéen de l'Est qui se caractérise par un mélange de
roches libériennes reprises par l'orogenèse éburnéenne et de roches birrimiennes (2000-
1800 MA). TI constitue la majeure partie du socle du pays et le métamorphisme y est
moins intense: mésozonal à épizonal. On y dintingue (figure 20):
- les dépôts volcaniques, volcano-sédimentaires et sédiments détritiques
fonnant parfois le faciès "flysch" déposé
dans des sillons intracratoniques à
métamorphisme épizonal et plus rarement mésozonal;
- les conglomérats et roches associées rapportés aux molasses tarkwaiennes
surmontant par endroits les dépôts birrimiens;
-les massifs granitiques: caractérisant le domaine éburnéen constitué de plusieurs
générations d'intrusions granitiques.
C) Bassin sédimentaire côtier
Il est d'âge Crétacé-Quaternaire; et d'histoire assez simple. Du crétacé au
Quaternaire, trois épisodes de transgression sont connus:
- Albo-Aptien (Crétacé inférieur)
- Maestrichtien - Eocène inférieur
- Miocène inférieur

---

- 41 -
Du point de vue lithologique, les formations subissent latéralement et
venicalement d'importantes variations de faciès. On appelle Continental Terminal en
Afrique, les formations d'âge Mio- Pliocène provenant avec le Quaternaire, du dernier
épisode de la sédimentation des bassins de l'Afrique Occidentale. Il se caractérise par une
stratification lenticulaire, des sables grossiers, des argiles bariolées, des grès ferrugineux
et des minerais de fer.
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Figure 20.Esquise géologique de Côte d'Ivoire d'après la carte géologique à 111.000.000
Au cours de ces épisodes, les sédiments marins sont des argiles, marnes, grès,
sables et calcaires coquilliers, lumachelliques ou zoogènes. Ces formations renferment des
foraminifères, ammonites et nautiles caractéristiques. Entre ces périodes de sédimentation
marine, s'intercalent des phases continentales liées au recuL de lamer. Pendant la
régression marine, l'émersion et l'exposicion des reliefs favorisent une intense érosion, des

---

- 42 -
transports et l'accumulation des dépôts continentaux. Au ssi, ces périodes ..e caractérisent-
elles par des lacunes:
- lacune Fini Précambrien - Crétacé
- lacune de l'Oligocène.
En effet. les sédiments du Précambrien terminal et du début du Secondaire sont
absents sur tout le bassin ivoirien. Le Crétacé repose en discordance majeure sur le socle
granitique ou métamorphique, et le Miocène mariil sur la paléosurface d'érosion de
l'Eocène.
1-5 APERÇU HYDROGEOLOGIQUE
En Côte d'Ivoire, les réservoirs d'eaux souterraines se rencontrent respectivement
dans les fonnations suivantes: bassin sédimentaire côtier, horizons d'altérites, séries
volcano-sédimentaires et granito-migmatites.
1-5-1 RESERVOIRS DU BASSIN SEDIMENTA1RECOTIER
Dans le bassin sédimentaire côtier, les niveaux aquifères se développent
dans les dépôts du :
- Quaternaire (nappes de l'Oogolien et du Nouakchottien): K=10-3 à 4.10-5 mis et
Q = 2 à 22 m3/h);
- Continental tenninal (nappes des sables grossiers fluviatiles à passées d'argiles
versicolores et sables argileux): K = 10-3 à 10-6 mis; Q = 7,2 à 338 m3/h; T = 0,14 à 20
m2/S; S = 0,05 à 0,2 et pH non corrigé = 4,3 à 4,5);
- et Crétacé supérieur ( nappes des bancs de calcaires peu fissurés grèseux à gros
grains de quartz roulés, sunnontant des niveaux coquillers).
1-5-2 RESERVOIRS D'ALTERITES
fis sont les mieux connus en afrique de l'Ouest. tant des milieux paysans que des
sociétés de forages. En effet. pendant longtemps, ils ont été considérés coIJ.ll1le étant les
seuls à pouvoir contenir des ressources en eau exploitables sur le socle cristallin et
cristallophyllien.
Sur les granitoides, ce réservoir est composé, de haut en bas, de cuirasse
latéritique, sables argileux et arènes grenues dont l'épaisseur peut atteindre 50 m en Côte
d'Ivoire; et de 10 à 20 m en Afrique de l'Ouest. Les arènes grenues constitueAlt les
niveaux les plus productifs et donc les plus recherchés. Les réservoirs d'altérites des séries
volcano-sédimentaires sont en général les plus épais: 15 à 40 m en moyenne, et 100 m en
Côte d'Ivoire (Boucle de cacao).
Cependant, l'exploitation des réservoirss d'altérites est en nette regression, du fait
des profondeurs souvent assez grandes des niveaux d'eau (20-25 m), de l'épaisseur
fréquemment faible des altérites saturées (5 m), et surtout des profondeurs des puits-
modernes qui ne dépassent pas 35 m.
1-5-3 RESERVOIRS DES SERIES VOLCANO-SEDIMENTAIRES
Les séries volcano-sédimentaires sont des complexes schisto-gréseux trés
hétérogènes à nombreux plis isoclinaux, dont les flancs sont généralement redressés
(CEFIGRE,1983). Ces roches se caractérisent par d'importantes schistosités pouvant
augmenter la porosité des réservoirs. Elles peuvent également acquérir des potentialités
en eau énonnes, quand elles sont affectées par des phénomènes de fracturation. Leur

---

-
43 -
pennéabilité est généralement faible et donc les reSSOl&,,;es qu'elles renferment sont
limitées. Cependant. dans les cas où la roche présente une intercalation détritique ou
volcano-détritique jouant le rôle de drain, les ~éservoirs pe,uvent acquérir ~ne importante
fonction capacitive en profondeur.
.
1-5-4 RESERVOIRS DES GRANITO-MIGMATITES
Ce sont des aquifères de fissures dont la présence se déduit du nombre
impressionnant des arrivées d'eau dans les forages profonds réalisés directement dans le
socle. En effet, à des profondeurs parfois assez élevées sous les horizons altéritiques ( 120
m au Mali; 124 m en Côte d'Ivoire; 400 m dans les mines de Tarkwa au Ghana), ont été
enregistrées de nombreuses venues d'eau qui témoignent de la richesse en eau des
fonnations cristallines, non nécessairement altérées. L'eau circule dans les roches
cristallines à travers les réseaux de fractures à fonction drainante, généralement bien
alimentés et capables de fournir des débits assez importants quand ils sont bien captés par
les forages. A l'heure actuelle, les forages captant les fractures sont les plus sûrs et les
~ .'
moins influençables par les fluctuations saisonniéres; con~n;ùrement aux puit~ réalisés
dans les altérites et qui sont placés sous l'influence directe du rythme des saisons.
CONCLUSIONS PREMIERES
En Afrique de l'Ouest, les précipitations sont engendrées au contact entre
l'harmattan et la mousson du Sud-Ouest (Front Inter-tropical) et par les "lignes de
grains" au nombre de 15 à 25 par mois en saison humide au sahel. Ces pluies sont
inégalement réparties dans l'espace et dans le temps, ce qui favorise l'apparition
fréquente d'épisodes d'années sèches.
Par conséquent, la gestion des eaux souterraines en Afrique de l'Ouest et en
particulier en Côte d'Ivoire, nécessite une meilleure connaîssance non seulement des
caractéristiques physicochimiques et bactériologiques de ces eaux; ainsi que les
propriétés hydrodynamiques des aquifères qui les contiennent; mais aussi, leur origine,
et, de savoir s'il s'agit d'eaux al1ciennes non renouvellées, ne représentant que des
réserves limitées, ou d'eaux récentes régulièrement renouvellées et donc exploitables à
.. ,
long tenne.
Le bassin versant de la Marahoué est caractérisé par une distribution spatio-
temporelle des pluies qui met en évidence deux grandes saisons (sèche: novembre-
février et humide: mai-septembre) séparées par deux périodes de transition Guin et
octobre). Cependant, les saisons sèches les plus arides participent à la pluviométrie
annuelle.
Les valeurs des différents paramètres du bilan de l'eau, pour la station de
Séguéla, sont:
précipitation :
1324 mm
ETP
1545 mm
ETR
1172 mm
excédent
152 mm
déficit
373 mm
D'une manière générale, la nette supériorité de l'évapotranspiration potentielle
(1545 mm) par rapport aux précipitations de la région (1324 mm) montre que les
plantes ne disposant pas de quantités d'eau suffisantes pour leur croissance, se
contentent d'une évapotranspiration réelle de 1172 mm, imposée par les conditions
naturelles d'humidité du sol.

---

- 4 4 -
En saison de pluie, l'ETF' se réalise nonnalement et la RFU est saturée aux mois
d'août et septembre. Durant ces deux mois, l'excédent du bilan qui est de 226 mm va
s'écouler soit vers les cours d'eau de sU1face;50it vers les nappes profondes.
En saison sèche, les pluies et la RFU sont conjointement sollicitées dans
l'évapotranspiration, sans que les bésoins des plantes soient satisfaites en totalité. Dans
ce cas, le déficit du bilan de l'eau qui est de 373 mm correspond à la lame d'eau
d'irrigation annuelle, nécessaire à la croissance des végétaux dans la région.
L'écoulement superficiel et l'infIltration (E+I) ne représentent que 152 mm
pour la période 1987 à 1990. A l'exutoire du bassin, la valeur de la lame d'eau
écoulée, étant de 106 mm en moyenne, l'nfiltration ne représente que 46 mm dans
cette région où les terrains sont à pente topographique horizontale à subhorizontale;
ce qui représente environ 575 000 000 m3 d'eau disponibles pour l'alimentation des
nappes.
Bien que ce volume d'eau soit relativementénonne, l'importance des ressources
en eaux souterrianes du bassin estét;rQitement liée à la nature pétrographique des roches
encaissantes, à l'intensité de l'activité tectonique affectant le socle ·et à la· facilité avec
laquelle les roches s'altèrent en donnant des aquifères.

---

CHAPITRE 2
PROPRIETES GEOLOGIQUES DES MILIEUX AQUIFERES DU
BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE: APPORTS DE
LA TELEDETECTION NUMERIQUE ET D'UN SYSTEME
D'INFORMATION GEOGRAPHIQUE
Le contexte géologique des captages d'eau, joue un rôle non négligeable en
hydrogéologie, en ce sens qu'il conditionne à la fois la qualité de l'eau et la durée de vie des
ouvrages mis en exploitation en milieu rural.
Au début de ce travail, le manque de travaux géologiques fiables et même de cartes
géologiques- à une échelle convenable sur le sec~...d./étude, mises à part_~lles de Bagarre
E. et al.à 1/1000 000 (1965); Tagini B.à 1/1 000 000 et à 1/2000 000 (1971-72); et DGPM à-
1/500 000 (1943), a constitué un handicap sérieux.
Pour palier cette insuffisance d'informations géologiques détaillées, dans ce secteur
qui compte plus de 500 forages, nous avons été amenés à entreprendre, durant la période
1984 et 1990, des études pétrographiques, géochimiques et minéralogiques des roches du
bassin en vue de mener à bien et de mieux orienter nos activités de recherche.
Plus de 180 affleurements de roches ont été visités et décrits dont 82 ont fait l'objet
d'études détaillées des phénomènes de fracturation et d'altération. Quelques 70 échantillons
ont été broyés pour être utilisés dans les analyses géochimiques et dans l'étude des minéraux
lourds. Environ 95 lames minces ont été confectionnées et soumises à des reconnaissances
microscopiques. L'étude de la typologie des populations de zircons a été faite ainsi que la
détermination des fonnes et discontinuités des minéraux constitutifs des roches à l'aide du
microscope électronique à balayage.
2.1 ESQUISSE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DE LA HAUTE
MARAHOUE, ETABLIE A PARTIR DU TRAITEMENT NUMRIQUE
D'IMAGES LANDSAT TM ET DES DONNEES GEOCODEES DU CHAMP
MAGNETIQUE TOTAL
Trois scènes Landsat Thematic Mapper se recoupent sur le bassin à l'étude: les
quadrants 2 et 4 de la scène 198-54, le quadrant 1 de la scène 197-55 et le quadrant 3 de la
scène 197-54. Ces images ont été acquises en l'absence de nuages, au coeur de la saison
sèche, en janvier 1986. Pour l'étude des unités géologiques et de la tectonique cassante,
nous avons retenu les bandes 3 (rouge), 4 (proche infrarouge), 5 (infrarouge moyen), 6
(infrarouge thennique) et 7 (infrarouge lointain).
A cette base de données, s'ajoutent les images du champ magnétique total résultant
d'une mission aéroportée effectuée· au cours des années 1974 et 1975 par la société Kenting
Earth Sciences Ltd. Ces données, interpolées et géocodées, ont été acquises auprès de la
Commission Géologique du Canada. La taille des pixels est de 125 m x 125 m. Outre ces
images, nous avons également utilisé les cartes topographiques à 1/200 000 et les
infonnations géologiques préexistances ou recueillies à l'affleurement dans le cadre de ce
travail .

---

-
46 -
2·1·1 PRINCIPE DU TRAITEMENT NUMERIQUE D'IMAGES
SATELLITAIRES.
La création de la mosaïque du bassin a nécessité d'abord un calibrage radiométrique
des images (ajustement de la moyenne et de l'écart-type entre les secteurs de recouvrement);
puis, une correction géométrique comportant un rééchantillonnage de la taille des pixels à SO
x 50 mètres, compte tenu de la grande superficie du bassin et les techniques de réhaussement
d'images pour la discrimination des ensembles lithologiques et la perception des linéaments.
Les différentes opérations de traitement numérique des images satellitaires sont résumées
dans l'organigramme de la figure 21.
A) CORRECTION GEOMETRIQUE D'IMAGES SATELLITAIRES
La correction géométrique est un procédé qui permet d'établir une meilleure
comparaison entre les images satellitaires et les cartes topographiques existantes. Il existe
deux types de correction géométrique: correction d'images ,à images et correction d'images
à cane. La première, s'applique aux images satel1itaire~lacquises à des dates différentes
(images multidates) et ne présente pas d'intérêt pour cette étude.
En revanche, la correction d'images à carte intervient chaque fois, dans les travaux
de télédétection numérique, pour palier aux distorsions fréquentes des images liées aux
effets de courbure et de rotation de la terre et aux variations altitudinales et orbitales des
satellites. Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, ce procédé a permis d'obtenir une
image satellitaire parfaitement superposable à la cane topographique à 1/200 000 de la
région.
•
Le principe de la correction géométrique d'images à cane est basé sur:
- la détermination des points de contrôle;
- l'établissement d'une équation de transfonnation des images;
- la céation de pixels de travail par un rééchantillonnage.
• DETERMINATION DES POINTS DE CONTROLE
La correspondance entre la carte topographique de référence et les images
satellitaires est établie grâce à la sélection d'un nombre suffisant de points de contrôle,
identifiables à la fois sur les images non corrigées et sur la cane topographique. A cet effet,
les intersections de routes, les points de confluence des cours d'eau, les affleurements bien
connus, les villages, etc., présentent un intérêt tout particulier dans l'établissement de la
correspondance.
A partir de deux systèmes de coordonnées ca."'tésiennes (X, y), définissant la position
géographique d'un point de contrôle sur la carte topographique et (U, V) les coordonnées du
pixel correspondant au point de contrôle dans l'image, il est possible de déterminer deux
fonctions F et G de telle sorte que:
U =F(XY)
et
V =G(x,y)
ainsi que les conditions de la transfonnation de l'image suivant un modèle statistique.

---

-
47 -
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Figure 21. Organigramme des méthodologies de traitement numérique d'images
Landsat TM uùlisées dans le bassin de la Haute Maraboué

---

-
48 -
• EQUATION DE LA TRANSfOkAMATION DES IMAGES
L'utilisation d'une équation polynomiale de degré 1; 2; 3; 4; 5 ou plus permet de
décrire mathématiquement la façon selon laquelle une image non conigée doit être modifiée
pour être superposable à la carte topographique de référence. Dans le cas de la Haute
Marahoué, les fonctions F et G ont subi une transfonnation polynomiale de degré 2:
U =ao + atX + a2Y + a3XY + 3.4X2 + asy2
V =ho + btX + b2Y + b3XY + b4X2+ 8S'12'-
où a et b sont des coefficients. L'équation de la transfonnation de l'image sera générée
automatiquement à partir du fichier des points de contrôle introduits dans le système de
traitement numérique d'image installé dans l'environnement EASI/PACE de PCI.
D'une manière générale, les polygones de 1er degré ne permettent de réaliser que des
. rotations, des changements d'écJJell.e::ou des translations.'d'images; tandis.que les équations
de degré supérieur à 1, sont efficaces dans la correction des images satellitaires. Cependant,
l'utilisation des équations de degré supérieur à trois nécessite des précautions pour éviter
d'introduire des erreurs pouvant aggraver les défauts de l'image à corriger.
Dans la pratique, l'estimation du degré des polynômes de correction doit se faire par
la fonnule suivante:
O=G/S
dans laquelle:
- 0: est le nombre de termes dans l'équation polynomiale;
- G: est le nombre de points de contrôle;
- S: paramètres SMPL fournis par le logiciel
Le choix du paramètre S est délicat et tient compte du nombre standard des termes
établi en fonction des ordres des polynômes:
- polynôme d'ordre 1: 3 termes
- polynôme d'ordre 2: 6 termes
- polynôme d'ordre 3: 10 termes
- polynôme d'ordre 4: 15 termes
Dans le cas du bassin versant de la Haute Marahoué, la transfonnation des images a
été faite selon une équation polynomiale de degré 2, avec une erreur standard de 45,356 m
suivant les pixels et 44,644 m suivant les lignes. Il s'agit là d'un excellent résultat compte
tenu de l'échelle de la carte topographique de référence qui est à 1/200 000 (donc pas assez
grande).
• TECHNIQUE DU REECHANTILLONNAGE
Ce procédé consiste à faire un autre échantillonage de un ou plusieurs pixels dans
l'image satellitaire de base, en vue de créer un nouveau pixel de travail sous fonne d'une
nouvelle image. Les valeurs des pixels de sortie du programme sont évaluées par une
moyenne pondérée des valeurs originales comprises entre une fenêtre de dimension réduite
centrée sur l'un des différents points de l'image qui ont été transfonnés. La qualité de
l'image résultante sera d'autant meilleure que le procédé de rééchantillonnage choisi sera
convenable. En effet, il existe trois méthodes de rééchantillonnage:
- méthode du plus proche voisin;
- méthode d'interpolation binaire;
- méthode de la convolution cubique.
Dans le cas du bassin versant de la Haute Marahoué, nous avons choisi la première
méthode. La valeur du pixel le plus proche du point transfonné est transféré à l'image

---

- 49 -
corrigée. Les valeurs originales du pixel restant inchangées, on procède simplement à leur
positionnement au bon endroit sur l'image conigée.
.'
L'avantage de la méthode du proche voisin réside dans sa rapidité d'exécution des
opérations et la conservation des valeurs des pixels. Malheureusemen~ l'image résultante
peut apparaître dentelée ou saccadée.
La résolution des satellites Landsat lM au sol est de 30 m x 30 Dl. Mais, du fait de la
dimension assez grande du bas~ le ré6:hantillonnage à 50 m x 50 ID, n'a pu respecter cette
résolution à cause de la capacité l'Muite de notre microordinateur. L'image corrigée du
bassin est une mosaïque de plusieurs sc~nes de dimension 2000 pixels (pour la largeur) et
3700 lignes (pour la longueur).
D) REHAUSSEMENf DES IMAGES ET MISE EN EVIDENCE
DES STRUCfURES GEOLOGIQUES ET LINEAMENfAIRES
La mise en évidence des linéaments et des unités géologiques en images satellitaires
nécessite un réhaussement préalable des images corrigées à l'aide de plusieurs techniques:
analyse en composantes principales, rapport de bandes et filtrage directionnel utilisant
l'opérateur de Sobe1.
1
• TECHNIQUE D'ANALYSE EN COMPOSANTES
PRINCIPALES (ACP)
,
L'analyse en composantes principales pennet de regrouper les principales
informations fournies par une image dans une base de donnée de taille réduite. Dans le
bassin versant de la Haute Marahoué, elle a été faite sur deux séries d'images: les images
des bandes TM 3; 4; 5; 6 et 7 d'une part; et, celles des bandes TM3; 4; 5 et 7 de l'autre. La
bande infrarouge thennique n'a pu être utilisée pour cette méthode. Pour chaque ACP, nous
avons retenu les trois premi~res composantes parce que la première composante totalise, à
elle seule, 90 % des informations.
Trois canaux de réhaussement d'images ont été créés grâce à un montage réalisé
entre la troisième composante de la première série d'images et les deux premières
composantes de la seconde série. Ce montage a donné trois nouvelles composantes issues de
deux ACP différentes. A partir de ces trois nouvelles composantes, nous avons réalisé une
composition colorée avec de fausses couleurs: rouge; vert et bleu qui correspondent
respectivement à la première, deuxi~me et troisième composante principale.
Les trois canaux rouge, vert et bleu ont été réhaussés linéairement et convertis en
trois c~aux ms (intensity hue saturation) à l'intérieur de l'environnement EASI/PACE de
PCI. Les nouveaux canaux œs ont été ensuite reconvertis en d'autres canaux rouge, vert et
bleu par le logiciel pel Les résultats des analyses en composantes principales ont été d'un
apport appréciable dans la discrétisation et la mise en évidence des réseaux de linéaments.
• REALISATION DES RAPPORTS DE BANDES
Nous avons également formé de nouveaux canaux - images en faisant soit le rapport
soit la combinaison additive entre les différentes bandes. Ainsi, avons-nous réalisé le rapport
de bandes entre la différence et la somme des bandes TM4 et TM7: R = TM7- TM4 /TM7 +
TM4. Ce rapport de bandes ou "indice normalisé" a été utilisé pour produire des cartes
offrant un meilleur contraste entre les différentes structures géologiques et une
discrimination des linéaments au sol.

---

- 50 -
Nous avons également fait l'intégration du canal infrarouge-thèrmique(TM6 de·
résolution 120 x 120 m), riche en informations sur les structures humides et les linéaments
dominants, aux données du canal TM7 de haute résolution spatiale (30 x 30 m).
• FILTRAGE DIRECTIONNEL DE SOBEL
Les filtres directionnels de Sobel mettent en relief les fones transitions de réflectance
et les hautes fréquences spatiales généralement associées aux linéaments. A cet effet,
l'utilisation optimale des techniques de filtrage spatial par convolution cubique a permis de
modifier la valeur numérique du pixel central en relation avec les valeurs des pixels voisins.
De ce point de vue, l'expérience montre que les valeurs correspondant à une matrice carrée
de dimension restreinte (de 3 x 3 à Il x Il) sont les plus efficaces dans lê réhaussement des
pixels associés aux linéaments. L'image filtée s'obtient à la suite d'une convolution de la
fen§%~_sllf l'image originelle,'_
.,..-<C(-............
.
De toutes les méthodes de réhaussement de linéaments utilisant le filtrage spatial, le
filtrage directionnel a un avantage certain sur les autres méthodes en ce sens qu'il permet
d'améliorer considérablement la perception des linéaments parallèlement à une direction
d'éclairage: par exemple la dérivée Nord-Sud va accentuer les linéaments orientés Est-
Ouest par effet d'ombrage sur l'image filtre, comme si celle-ci était éclairée par une source
de rayonnement émanant du Nord. La direction du filtre se manifeste par l'opposition des
signes selon un des axes de la matrice.
En général, pour des analyses structurales à grande échelle, une fenêtre de 5 x 5
est préconisée par plusieurs auteurs. Cependant, pour ce qui est du bassin versant de la haute
marahoué, après plusieurs testes utilisant différentes fenêtres: 3 x 3; 5 x 5; 7 x 7 et 9 x 9,
compte tenu de la taille assez grande du bassin et de la résolution spatiale des pixels, nous
avons retenu la dimension de 7 x 7 pour générer le gradient directionnel. Le filtrage
directionnel a été fait en utilisant l'opérateur de Sobel , qui est le plus sélectif et dans lequel
les valeurs des pixels de la matrice de convolution sont déterminées selon la distance par
rapport au pixel central.
Ainsi, les points les plus proches du centre dans la matrice (en ligne et colonne)
interviennent avec des poids supérieurs à ceux des extrémités dans la mesure du gradient
directionnel. Le tableau ci-dessous résume les matrices de Sobel adaptées à une fenêtre 7 x 7
(Tableau 4)
Tableau 4..Structures des filtres de Sohel de dimension 7 x 7
utilisés dans le réhaussement
des linéaments du bassin versant de la Haute Marahoué
111 121 1 1
-1-1-10111
0 111 1 1 2
-2-1-1-1-1-10
11232111
-1 -1-2 0 2 1 1
-1 0 2 2 2 3 1
-1-3-2-2-201
1234321
-1- 2-3 0 3 2 1
-1-203421
-1-2-4-3 021
0000000
-2-3-40432
- 1-2-3 0 3 2 1
-1-2-3 0 3 2 1
·1 -2-3- 4-3- 2-1
- 1- 2 -3 032 1
- 1 - 2- 4 -3 0 2 1
-1-2 034 2 1
-1 -1 - 2- 3 - 2 - 1 -1
-1 -1 -2 0 2 1 1
-1-3-2-2- 20 1
-1022231
-1 -1 -~ ..;2-1 -1-1
-1-1-101 1 1
-2-1-1-1-1-10
011111 2
SUD
EST
NORD-EST
SUD-EST

---

- 51 -
Les histogrammes de distribution des niveaux de gris des images ftltrées donnent des
courbes nonnales où la fréquence des pixels,"associ6s aux secteurs homogènes de faible
variation du gradient de la brillance, se trouve au centre de la distribution. Les ex~mit6s de
la co~ correspondent à la p~nce des pixels pour les quels le filtre a pu d6teeter une
farté transition de niveau de gris dans la direction concernée en rapport avec la présence
d'un lin6ament (Figure 22~
Nombre
de pbcel.
n..
PIxel.
à une faible
varlatfon du Qradltnt de
la brillance
~
Plxer. CI forte tranlltlon de niveau
de Qrla
Figure 22_CoUIbe de distribudon des niveaux de gris dans le filtrage
directionnel de Sobel
Mm de mieux procéder à un meilleur réhaussement des linéaments, les valeurs 0 et
255 ont 6té attribuées systématiquement aux 5 % inféreurs et supérieurs de la distribution à
l'intérieur de la procédure sm du logicie à l'intérieur du système de traitement des images
dePCL
2-1-2 PRINCIPALES IMAGES ISSUES DES DIFFERENTS PROCEDES
DE REHAUSSEMENT
Les techniques de traitement numérique d'images ont porté sur la recherehe de
meilleures possibilités de combinaison d'images corrigées pour faire ressortir avec netteté
les ensembles lithologiques et les manifestations des linéaments sur les compositions
colorées. Dans l'environnement EASI/PACE de PCI. les travaux de traitement numérique
ont pennis d'obtenir de nombreuses images réhaussées exploitables à des fins géologiques:
- une image d'indice normalisé. produite à partir du rapport: TM7-TM4 1
TM7+TM4 a réhaussé les linéaments rattach6s au réseau hydrographique: alignement de
végétaux en bordure des cours d·eau. des inselbergs granitiques et des affleurements
(Figure 23);
- trois images obtenues du réhaussement en composantes principales- ont été utilisées
pour la mise en évidence des variations lithologiques sur les réflectances enregistrées par le
capteur TM (la Figure 24 donne l'image de la première composante);
- une image réalisée par combinaison additive des canaux thermique (TM6) et IR
lointain (TM7) pennet de réhausser. de façon importante, les linéaments régionaux et les
structures circulaires telles la structure de Bafriétou (Figure 25);
- une image issue de la classification semi-dirigée a fait apparaître les contours
exacts du granite circonscrit de Séguéla;
- une image en composition colorée, réalisée par superposition des trois meilleures
images obtenues par les trois premières méthodes de réhaussement d'images (indice
nonnalisé. composantes principales et combinaison de bandes) et représentant la synthèse de
toutes les informations (Figure 26);
- enfin. des images du ftltrage directionnel de Sohel ayant servi à l'établissement de
la carte des réseaux de linéaments du bassin .

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Ilonnalisé, composante principale ct comhinaison n<l<litive <le halldl:~ 1~llId';,1
M:I/;l!llllH':
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---

-
54 -
Ainsi, l'étude géologique a-t-elle été menée à partir des composantes principales, du
rapport TM7-TM4/TM7+TM4, de la combinaison TM6+TM7; mais également à partir des
images du champ magnétique total (figure 27), couplées avec les données géologiques. La
réalisation de la carte géologique du bassin a été possible, grâce à un équipement performant
composé de logiciels: PCI EASI/PACE; Microsoft Fortran, DBASE IV; PAMAP; IDRISI et
386 MAX. Ces logiciels sont installés dans un microordinateur de type AT de 300
mégaoctets, couplé à un écran vidéo d'affichage d'images de dimension 512 pixels fois 512
lignes, une table de numérisation, deux imprimantes et à un dérouleur de bandes.
2·1·3 APERCU DES PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS
[
Les images du champ magnétique total, couplées avec les données géologiques, ont
été intégrées numériquement au système d'information géographique PAMAP, à l'intérieur
duq~el nous avons créé UR: gquv,a\\l système c:t'in~ormatioll h..f~~Jéolo~ique·à ré~ér~~e
-J
spatiale (SIHRS), dans lequel nous avons prodUIt, par superposItIon et mterprètanon des
images, la carte géologique du bassin.
1
L'utilisation simultanée des techniques de traitement numérique d'images satellitaires
et de ce système d'information hydrogéologique à référence spatiale (SIHRS) ainsi créé, a
été concluante pour la conception d'un modèle numérique d'élévation du bassin et pour
l'établissement d'une carte des variations des pourcentages de pente (déjà donnés au premier
1
chapitre). Il a permis d'identifier les contours exacts du granite circonscrit de Séguéla et de
la forme effilée, entre les granites et les granito-migmatites, du sillon intracratonique
birrimien de Boundiali
Ce travail a contribué à suivre l'évolution, dans un bloc diagramme confectionné
dans le SIHRS, des mégafractures ouvertes en profondeur dans le socle cristallin et des
relations entre réseaux de linéaments et réseaux hydrographiques, point d'incitation à
l'établissement d'une cart~ générale de fracturations en Côte d'Ivoire.
L'exploitation des capacités du SIHRS a également facilité l'étude des relations:
linéaments -positionnement et productivité des forages et la·-mise·au point d'un moyen
efficace de contrôle des programmes d'hydraulique villageoise, la "croix de survie" des
forages en milieu de socle fissuré, pouvant ultérieurement intervenir dans les études
d'implantation et de contrôle des forages dans le socle.
Enfin, plusieurs cartes thématiques servant d'exemples à l'étude hydrogéologique
détaillée de secteurs sélectionnés, ont été préparées à l'intérieur du SIHRS. Ce sont les
cartes thématiques:
.
- de la densité et du nombre d'intersection par km2 des linéaments Nord-Sud de la
région de Dianra;
- de la longueur totale par km2 des linéments NW-SE de la région de Bobi;
-et, de la densité des linéaments E-W de la région de Worofla.
Dans ce chapitre, nous allons présenter les résultats relatifs uniquement à la céation
du SlliRS et à la cartographique géologique; les autres résultas acquis étant réservés aux
chapitres suivants.
~-t: __•
A) CREATION, POUR LE BASSIN, D'UN SYSTEME
D'INFORMATION HYDROGEOLOGIQUE A REFERENCE
SPATIALE (SIHRS)
Confonnément aux objectifs définis plus haut, ce travail a nécessité la création d'un
système d'infonnation hydrogéologique àréférence spaciaie"(SIHRS), muni d'une capacité
de modélisation des données multi-sources auquel il a été intégré les courbes altimétriques
ayant servi à la confection du bloc diagramme, mais également de nombreuses données de

---

Image du ct'..:,mp magnétique LOLaI du b:lSsin de la HauLe Marahoué

---

-
56 -
base comme: 'les dérivées des images satellitaires (images issues des techniques de
réhaussement ); les données géocodées du champ magnétique total de Kenting Sci~nces
acquises en 1974 et 75; les canes d'interprètation géologique des données aéromagnénques
de la Société Paterson Grant et Watson 1977 à 11200.000; les principaux cours d'eau, le
réseau routier et la localisation des villes et villages (recueillies sur des cartes
topographiques au 1: 200 000).
La base de données comporte également un ensemble de paramètres hydrauliques
(profondeur totale des oUVfclges, épaisseur des altérites, profondeur et épaisseur du socle
sain traversé, débits des forages, transmissivités des aquifères, venues d'eau enregistrées);
des paramètres physico-chimiques (température, pH, conductivité, turbidité et matières en
suspension; des cations: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NI4+ et Fe3+ et anions: HC03-, CI-, S04-,
N03-, NÛ2- et P043-); des teneurs isotopiques en tritium, oxygène-18 et deutérium et des
données de la géophysique et de la géologie de terrain.
._" ""'.'0 ~
•..... ,.'>',·,'.t,
1'fi~.
B) CARTE GEOLOGIQUE ET MORPHOLOGIE DU GRANITE
DESEGUELA
• CARTE GEOLOGIQUE
L'esquisse géologique met en évidence l'importance des granito-migmatites
d'extension régionale qui occupent 87,7 % de la superficie du bassin (migmatites anciennes
et récentes: 49,8 % ; granito-migmatites: 32,6 % ; granite porphyroïde rose à biotite: 5,3 %).
Au centre de la cane, ces formations passent à des dépôts de remplissage du sillon birrimien
de nature volcano-sédimentaire d'orientation NE-SW. Le complexe volcano-sédimentaire
couvre 10,1- % de la superficie totale du bassin et s'associe au sillon intracratonique
birrimien de Boundiali. Ce'sillon présente un rétrécissement dans sa partie inférieure puis,
une interruption, avant de disparaître totalement au nord-ouest de la ville de Séguéla (figure
28) .
• GRANITE CIRCONSCRIT DE SEGUELA
Les images réhaussées issues de la classification semi-dirigée font ressortir la forme
exacte du "granite rose de Séguéla't des anciens auteurs. C'est un granite circonscrit se
manifestant sous la forme d'une boule géante plus ou moins arrondie et semblable à un
embryon tourné vers le Nord-Est. rr.. occupe l'espace s'étendant entre les localités
suivantes: Séguéla et Gbokolo au Sud; Kani au Nord-Ouest; Sarhala au Nord-Est et
Mankono à l'Est. Ainsi, les faciès de granites homogènes et hétérogènes (unités 8 et 9 de la
cane) appaniendraient tous à une même phase de montée magmatique au cours de laquelle
l'hétérogénéité est acquise à la suite d'un enrichissement sectoriel de la roche en reliques
plus anciennes.
En conséquence, sur le plan géologique, la télédétection et le système d'information
hydrogéologique à référence spatiale ont contribué à l'identification des faits suivants:
- la manifestation .du contQw-exact du-granite de Séguéla, qui apparaît comme un
granite circonscrit en forme d'embryon tourné vers le Nord-Est, jamais soupçonné
auparavant par la géologie classique;
- et la fonne effilée du sillon illtracratonique birrimien de Boundiali, au Sud-Ouest de
la cane, entre les granites et les granito-migmatites, et en paniculier, ses rapports avec le
granite circonscrit de Séguéla dont l'intrusion brutale, dans les dépôts du sillon, serait à
l'origine de la disparition de celui-ci à la hauteur de Séguéla.

---

-
57 -
1
GROUPE3
GRANlTOIDE
EBURNEEN
Granite porphyroide
rose l biotite
- Granitomigmatite
l passées gneissique.s
~
Migmatite récente
~
m Orthoamphibolite
GROUPE 2
COMPLEXE VOLCANO-
SEDIMENTAIRE DU
BIRRIMIEN
Gr.wwacke
~
Clùoritoschiste l séricite
Méta-arkose
1
'.'f'I'~ 'S
GROUPEl
ARCHEEN
o Migmatite ancienne
I:'j::''';_ i Gneiss oeillé
Figure 28 Esquise géologique du Bassin versanL de la HauLe Marahoué: carte des principales
unités péLographiques établie à l'aide des images de LANDSAT TM rehaussées eL des
données géocodées du champ magnétique LoLai inLerprèLées à l'intérieur du SIHRS

---

- 58 -
1
2.2 MORPHOLOG~~ DES AFFLEUREMENTS
Les granitoïdes et migmatites constituent un complexe géologique tt:ès hétérogène
1
dans lequel l~s deux types de fonnations peuvent coexister en occupant des étendues
souvent comp~bles à l'affleurement. Au contraire, les granites hommogènes d'imponance
limitée sont visibles uniquement le long des axes routiers de: Kénégbé - Séna, Sandala -
Linguékoro, Bobi -Niéou et à Namori'sso (dans le ranch de la Marahoué).
J
Les grflnites et les migmatites s'associent à des occurences de gneiss d'extension
J
réduite (limitée essentiellement au village de Lokola) et surtout à des dépôts de remplissage
du sillon birriinien composés de roches volcano-sédimentaires et détritiques. L'ensemble des
fonnations est marqué par la présence d'enclaves multiples et de complexes filoniens plus ou
moins minéralisés.
1
D'une p1anière générale, les affleurements visités sont de types variés: boule&., chaos,
dalles, dômes, dos de baleine et inselbergs granitiques (Photo 1 et Planche 1: 2 à 4)
J
Les bou~1s de granites (Photo l)cproviennent du découpage en blocs des gral1it~;::par!
des fractures de directions variées. Ces blocs ont évolué peu à peu vers des boules flottantes
ou noyées dans les altérites. Elles sont très affectées par les microfractures que mettent à
,
profit les eau~ de ruissellement pour désagréger la roche. Leur diamètre peut atteindre 3 à 5
m.
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Les principales directions
de ruissellement se superposent
au réseau entrecroisé des fISsures
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J
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Photo l.Affleurement de boules de granite des environs de Gbolo
(Région de Séguéla)
Les ~meurements en chaos granitiques sont fonnés d'un nombre impressionnant
de blocs ent(l.ssés, anguleux à arrondis et de dimension allant de quelques centimètres à une
dizaine de mètres. Le tassement en désordre des éléments constitue un obstacle à toute
mesure direqtionnelle. L'affleurement se présente sous la fonne d'une colline brisée en blocs
et envahie le' plus souvent par les végétaux.
-f~ces'aalles sont de véritables plates-fonnes rocheuses de nature variée,.(granitique,
migmatitiqu~, etc.) et d'extension pouvant devenir assez grande (Photo 2). Ces dalles dont la
surface est généralement horizontale ou subhorizontale, occupent fréquemment les plaines
d'altitude fa,ible ou moyenne; et en particulier, les plateaux de terres émergées de forme
polygonale, !entre lesquels serpentent les rivières. Elles se caractérisent par des figures de
dégradations typiques comme nous le verrons plus loin.

---

- 59 -
1
Photo 2 • Fractures ouvertes délimitant des figures polygonales dans une écaille à la
surface d'une dalle granitique (environs de Gbona, slp de Séguéla)
Photo 3 . Fractures ouvertes
1
(N300) dans un affleurement
de
grauwacke
en
"dos
de
baleine" dans les environs de
Gbongogo (slp de Dianra)
-~
-
J Photo 4 .
Inselberg granitiqu""1~""-
du
village
de
Djénigbé (s/p de Massala)
1 PLANCHE 1 - PETROGRAPHIE ET STRUCTURALE 1

---

- 60 -
Les dômes de granites sont d'altitude faible et se dissimulent à travets les savanes
sous des buissons ou de~ bois isolés. Ce sont des affl~urements ,coU~naires envahis,p~
végétaux s'alignant dans les fractures.
'
'
.
Les affleurements en "dos de baleine" sont typiques et allongés le plus souvent dans
la direction birrinûenne (photo 3 ). fis caractérisent surtout les fonnations grauwackeuses de
la série volcano-sédimentaire du sillon.
Enfin, les inselbergs sont des affleurements "géants", des montagnes de granites
gigantesques assez nombreuses dans la région et disséminées dans des plaines à relief
monotone. Ils présentent une paroi verticale et abrupte, le plus souvent affectée de
mégafractures parallèles s'étendant du sommet à la base de la montagne. On distingue trois
types d'inselbergs: les inselbergs à sommet nu, les inselbergs sans fractures ni végétations et
ceux portant les traces d'une grande attaque par les agents du climat (photo 4). Certains
présentent un sommet peu fracturé mais couvert d'un tapis végétal. Ces derniers poussent
dans des terrains perchés qui coiffent la montagne. Ds renfennent des réserves d'eau
d'imbibition pennanentes alirn~ntant les fissures et diaclases du support rocheux, condamné
à une 'disparition progressive. D'autres se caractérisent par Un sommet très fracturé et brisé
-'~fr:'~'
en blocs chaotiques ou en tablettes de chocolat. Les brisures débutent par une desquamation
suivie du décollement des écailles et du glissement des éléments qui viennent tapir le pied
du Mont. La taille de la ceinture de pierres qui en résulte, augmente au fur et à mesure que
la hauteur de l'inselberg diminue.
2·3 ETUDE MACROSCOPIQUE
Les minéraux reconnaissables à l'oeil nu à l'affleurement comme sur les échantillons
sont les suivants: quartz, feldspath (blanc ou rose), biotite, amphibole et sphène de façon
accessoire. La texture est habituellement grenue porphyroïde, schistosée, foliée (en bandes
claires quartzo-feldspathitiques et sombres sunnicacées) ou frustre.
Dans le bassin, plusieurs types de faciès pétrographiques ont été décrits (photo 5 et
Planche 2: Photos 6 à 8): granite à grains fms, granite porphyroïde à biotite et feldspath rose
dominant, granite à biotite à passées migmatitiques et gneissiques, granodiorite, migmatites,
" 'gneiss oeillé, roches volcano--séd.irnentaires et détritiques, enelaves et complexes filoniens. -,~',~_"_
Ces foonations peuvent être classées de bas en haut en trois grands groupes en fonction de
leur âge. groupes de l'Archéen, des complexes volcano-sédimentaires du Birrimien et des
granitoïdes éburnéens.
2.3.1 GROUPE1: FORMATIONS ARCHEENNES
A) GNEISS OEILLE
Cette unité affleure dans deux principales localités: Lokola et Daragbé (s/p de
Dianra). Dépourvu de foliation de type rubanné, ce gneiss présente à l'oeil nu, une nature
quarzo-feldspathique assez nette. La couleur verdâtre qui le caractérise est due à la présence
dans la matrice des minéraux du groupe de la séricite et de l'épidote (photo 5).
La roche est marquée par des plages lenttculmes de teinte sombre, de fonnes plurmî
moins ovoïdes et de taille centimétrique et probablement composée de micas et
d'amphiboles. Les lentilles ovoïdes cohabitent dans la matrice avec les porphyroblastes de
feldspaths ou d'amas quartzofeldspathiques de teinte claire. Ces gneiss sont également
vulnérables à l'altération dont l'influence est plus déterminante sur les niveaux sombres
ferromagnésiens que sur les niveaux quartzo-feldspathiques très résistants qui font saillie à
la surface de la roche altérée (photo 6).

---

- 61 -
1
1
Photo S.Affleurement de gneiss oeillé du ~lIage de Lokola (Sû.!!Hf~fecture.de Dianra)
B) MIGMATITES
Le complexe migmatitique est représenté sur le bassin par deux faciès d'âge différent
que nous avons du mal à séparer sur le terrain. Les migmatites antébirrimiennes sont d'âge
archéen et composées "d'anatexites et granites d'anatexie et les migmatites post-birrimiennes
de nature embrèchique" (Tagini B., 1972).
Adam H. (1967) les présente comme des anatexite~ à faciès nébulitiques intimement
associées à des faciès pegmatiques à biotite d'exsudation. A l'affleurement, granites à biotite
et migmatites cohabitent fréquemment
Les plus beaux affleurements de ces roches sont connus à Ml!fhana, Linguékoro,
Niéou, Worofla, Djibrosso, Madji, Borobadougou, Kani et à Farafing. A Marhana, la roche
1
présente des plis dishannoniques et en chevrons ou en genou (photo 7) dont les axes sont
orientés NNE-SSW.
Ces plis se caractérisent par des flancs inégaux (flancs inverses plus allongés que
flancs normaux). Des microfailles décrochantes ainsi que des plages de granites intrusifs
roses ou blanchâtres sont le plus souvent visibles. La roche est riche en enclaves (de quartz
ou de roches sombres) et en figures d'écoulement à traces de déformations rotationnelles.
L'ensemble affiche une grande hétérogénéité et une vulnérabilité élevée à l'altération.
À Farafing, l'affleurement présente un granite hétérogène à biotite intrusif dans
1
lequel on peut observer à la surface des morceaux de migmatites emprisonnés sous forme
d'enclaves, des rangées de boudins, dirigés désormais N120°, dont l'orientation indique une
perturbation subie par l'écoulement du magma liquide. La présence des figures sigmoïdales,
des filons de pegmatite et des indices de plissotement non influencés, d'axes N60 à N75°
passant latéralement à des niveaux plus foliés, est également à signaler (photo 8).
1
2-3-2 GROUPE2: COMPLEXES VüLCANO-Sm»MEN"F:AIRES
DU BIRRIMIEN
A) ROCHES VOLCANO-SEDIMENTAIRES ET DETRITIQUES
Le sillon birrimien dans le secteur d'étude est une vaste zone allongée vers le SW et
encadrée d'aires granitiques. Les reliques de minérai de manganèse et de quartzites jaspoïdes

---

-
62 -
Photo 6 - Traces d'écoulement d'eau à
la surface d'un gneiss oeillé très altéré.
dans le village de Lokola (slp de Dianra)
Photo
7-
Plis
en
chevrons
et
disharmonies affectant un faciès de
gneiss dans les granito-migmatites
des environs de Marhana (s/p de
Massala)
Photo 8 - Indices
de
fluidalité
et
1
boudinage d~ns les
granitomig~atites
des
enviro?s
de
Mangbaran (~/p de
Séguéla)
.
1 PLANCHE 2 - PETROGRAPHIE
1

---

- 63 -
découvertes dans les puits d'or l Sétomo (SODEMI. 1963), sont la pre'-àve qu'il s'agit d'un
bassin volcanisé eugéosynclinal birrimien l intrusions granitiques.
Plusièurs auteurs incluant Couture R. (1961-1962); Tagini B.et al (1961-1963);
Leriche 1.(1961-1962) ,ont dans le cadre de leurs travaux de prospection minière, consacré
une partie de leur temps l l'étude du sillon birrimien au Sud de Boundiali; et notamment
dans les environs de Gbongogo situé au Nord-Est du bassin. Nous nous sommes inspirés de
leurs résultats pour compléter nos données.
Les dépôts de remplissage du sillon sont de nature variée: roches basiques, neutres,
roches effusives acides, dépôts détritiques, schistes et tounnalinite à quartz (planche 3.
Photos 9 à 12 ).
B) ROCHES BASIQUES NEUTRES
Les microdiorites quatzifères se présentent en bandes d'orientation NE-SW et
larges d"environ 2 km aux environs de GbO~Lesmicrodiorites 3f.fleurent à travers les
conglomérats et les arkoses de la série sédimentaire. Les couches et les affleurements ont la
même direction, l'ensemble étant subvertical. Ce sont des roches orientées microgrenues à
phénocristaux automorphes de plagioclases, correspondant au métamorphisme de la zone
des micaschistes inférieurs à abondantes biotites vertes (Couture R., 1963).
A l'oeil nu, la séparation entre les microdiorites , les arkoses et les grauwackes est
difficile car le matériel des seconds semble provenir des premiers lors de la recristallisation
métamorphique; ce qui se traduit par une proportion sensiblement identique de leurs
éléments clairs et ferromagnésiens.
Les ortho-amphibolites affleurent au NE du village de Gbongogo et à Niondjé. La
roche présente une orientation NS et des zones de laminage souvent intense signalées par
Adam H. (1963). n s'agit là d'anciens gabbros ouralitisés à imprégnation de microcline et de
basaltes (photo no 9).
C) ROCHES EFFUSIVES_âCmES
Ce sont des roches laviques acides albitisées et métamorphisées dans la zone des
micaschistes supérieurs. Elles sont microgrenues, orientées, à phénocristaux automorphes de
plagioclases albitisés provenant d'anciennes rhyolites et dacites recristallisées (Adam H.,
1963). Ces roches vont fournir de nombreux galets dans les conglomérats et arkoses
détritiques.
D) DEPOTS DETRITIQUES
• CONGLOMERATS, ARKOSES, GRAUWACKES ET
SCHISTES
.
Les conglomérats, arkoses et grauwackes affleurent au NE du bassin dans les
localités de Gbongogo, Syenkouno eFèntre Yérétyélé et Sisséhé. Les conglomérats sont le
terme basal sur lequel reposent les arkoses (Couture R., 1956). En effet, certains
conglomérats et arkoses-conglomératiques sont en contact direct avec les roches laviques
sous-jacentes; au contraire, d'autres sont noyés au sein des arkoses des niveaux supérieurs,
posant ainsi le problème de l'âge relatif des conglomérats (soit intraformationnel soit
syngénétique). Le ciment est de nature arkosique ou grauwack~use caractéristique de la zone
des micaschistes supérieurs. Mais, certaines pâtes orientées sont plissées, alors qu'au
contraire. d'autres sont non orientées et non déformées.

---

1
- 64 -
~
1
Photo 9 • Affleurement d'ortho·
amphibolite
des
environs
de
1
Niondjé (slp de Morondo)
Photo 10 - Présence d'un
diastème entre schiste et
gra~~cke des envirol1s.. de
Syerikouno (s/p de Dianra)
1
,1!,1!
Photo 11 - Schistes
,i
red res-~rés
à
l'à"
verticale
et
très
diaclasés
des
,
environs de Kouégo
(s/p de Séguéla)
p
,,,
Photo
12
-
Tourmalinite
injectée de quartz dans la
région de Nyapliqué (s/p de
,
Boundiali)
~-
-
1 PLANCHE 3 - PETROGRAPHIE ET STRUCTURALE

---

1
- 65 -
r
Les conglomérats et arkoses conglomératiques renfennent des galets de granite
(équant et homogène), roches laviques et de microdiorites quatzifères (roches vertes).
1
Les grauwackes sont des roches compactes contenant des enclaves sombres et
étirées dans le sens du plan de schistosité de la roche. Il existe aussi des enclaves
,
lenticulaires ou ovoïdes de teinte verdâtre et à éclat métallique ou micacé (photo 10)
1
Les schistes sont très altérés, rubéfiés, latéritisés et contiennent de la séricite, de
l'épidote et de la biotite. Leurs pendages sont essentiellement subverticaux et leur orientation
NS. n se sont métamorphisés dans la zone supérieure des micaschistes.
Entre Nyapliqué et Kébi, les schistes sont de teinte rose-violacé et à clivages parfaits
suivant les plans d'empilement des feuillets. Entre le village d~ Kouégo et celui de Tléma, ils
renfennent des bancs occupés par des galets arrondis intercalés entre les feuillets à la sUIface
des plans de clivage. L'affleurement de Kouégo est très fracturé, plissé et présente des
couches redressées à la verticale (photo Il). Les principales directions de cassures y sont:
:'r.,.,:-:A
N35°à,pendage 17° NW;
N115° à pendage 45° NE
, ; . ,-".:.
J.
et
N22° à pendage subvertical.
À Gbongogo, Adam H.(1956) signale des zones de laminage intense et d'autres à
contraintes faibles observables à l'affleurement
·TOURMAL~EAQUARTZ
D'abondants filons de quartz viennent "zébrer" les formations de remplissage du
sillon, soulignant ainsi une importante fracturation affectant ses dépôts de comblement. Ces
filons, d'orientation van. ée, sont ·blanc - laiteux et le plus souvent associés à de la
tourmaline de couleur "charbon de bois" . Le plus bel affleurement de ~e type se
rencontre à 3 km de Korotou sur l'axe Korotou-Syenkouno (photo 12).
Les âges relatifs de toutes ces fonnations de sillon ont été déterminés par Couture R.
(1962c) et Tagini B. et al (1963). Le redressement des couches qui affecte la totalité des
JQ.rmaj:Ïons, est nécessairement postérieur à celles-ci.
2-3-3 GROUPE3.GRANITOIDES EBURNEENS
(PLANCHE 4. PHOTOS 13 A 17)
A) GRANITE A GRAINS FINS A BIOTITE
Le diamètre des grains est d'environ 1 mm. La roche est injectée de petits filonnets
de quartz rose ou blanc très fins, observables dans les localités de Faraba, Notou et Sirédéni.
C'est un granite légèrement orienté et très résistant à l'altération mêlé à des occurences
migmatitiques. Il est fort probable que ce type de faciès soit le résultat d'une
homogénéisation plus poussée ou des remaniements sectoriels d'anatexites. fi se rencontre
dans les zones migmatitiques et ne renfenne généralement que très peu d'enclaves.(photo
13)
B) GRANITE PORPHYROIDE A BIOTITE A FELDSPATH ROSE
DOMINANT
Cette roche affleure dans les secteurs de Kénégbé - Séna, Sandala-Linguékoro, Bobi
- Niéou et à Namorisso dans le ranch de la Marahoué; mais, elle existe également en
lambeaux au sein de plusieurs types d'affleurements. Son âge est estimé à 1830 Ma (Tagini
R, 1972). n se caractérise par la présence de gros cristaux (porphyroblastes) de quartz et de
feldspath potassique dans une matrice grenue (photo 14).

---

- 66 -
P.:Ha-- ·(3 - Granite li blotr.té.lÎ gt61n fIn des-~
Photo
14 _. G~ofllte~ porphyroide ~
environs de Mangbaran (s/p de Séguéla)
feldspaths roses dominents du cllmpe-
ment Nomor1sso dans le ranch de 10
Merehoué
Photo 15 - GranIte pegmatitlQue effleurant
Photo 16 - Grontte rose li grain moyen
dons le village de Koromokola (s/p de Mllnko-
et li encloves leucocrates des environs
no)
de la vill e de Séguéla
Photo 17 - Greni to-
migmotite
il
en-
cloves
gneissiQues
des environs de Sé-
guéla
gnei ss mi crop 1i ssé
gronite rose
PLANCHE 4 - PETROGRAP""HtË]

---

- 67 -
En général. les filons de quartz ou de feldspath y sont fréquents et orientés dans la
direction NE-SW qui est aussi celle de l'allongement des affleurements .
L'imbrication des porphyroblastes dans la mattice grenue confère à la roche un
aspect localement oeillé comme c'est le cas à Namori sso et à Sandala - Linguékoro. La
biotite y est constante et bien développée. L'orthose y est abondant. automorphe ou
subautomorphe. L'omniprésence et l'abondance du feldspath rose est une particularité
pétrographique de ce granite de couleur caractéristique appelé "granite rose de Séguéla" ou
granite homogène à biotite des anciens auteurs.
En effet, ce granite peut contenir des enclaves. mais celles-ci n'existent pas partout
Là où elles sont absentes. le granite est plus homogène et plus équant et rappelle les granites
intru. sifs discordants post-tectoniques ou tardi - cinématiques (Adam H.• 1967). Toutefois. il
montre parfois une tendance à l'orientation et peut offrir des faciès nébulitiques et/ôu
métasomatiques en raison de la présence du sphène.
À Bobi et à Niéou. on note la présence de cristaux de quartz riches en oxydes et
dispersés dans une pâte ferromagnésienne à biotite et amphibole. Ce faciès' e$rPlus alcalin
(oucalco-alcalin ?) et présente des foliations à zonation typique. li existe par:-endroits des
faciès plus leucocrates. très altérés (couleur rosé rouge). mylonitisés. non porphyroïdes à
bordure pegmatitique ou monzonitique.
C) GRANITO-MIGMATITES A BIOTITE ET A PASSEES
GNEISSIQUES
Elles présentent des faciès de nature et/ou de texture variables qui imposent à la
roche un caractère hétérogène. justifiant l'emploi du terme de "granite hétérogène à
biotite" des anciens auteurs. Tagini B. (1972) indique un âge de 1850-2000 Ma pour ce type
de formation.
À l'affleurement, nous avons inventorié trois variétés différentes de cette fonnation.
Un granite grenu porphyroïde. comme dans le cas précédent. à gros cristaux de
quartz et feldspaths potassiques (roses ou blanchâtres). La texture grenue pOIphyroïde peut
passer localement à upe texture pegmatitique au droi~ des mégafilons de quartz. aplite ou
pegmatite (photo 15).A Silakoro (s1p de Kani). l'affleurement du granite est truffié de failles
normales d'ouverture milliméttique de 1 à 2 cm de rejet. Ces cassures forment avec les
filonnets de quartz, des structures tectoniques entrecroisées qui témoignent de l'intensité des
contraintes tectoniques sur ces roches. Ici. un filon de pegmatite que nous avons rencontré.
contient du quartz noir (résineux ou fumé). de gros morceaux de feldspath rose. de la
tourmaline en baguettes enchevêtrées et de larges paillettes de biotites associées à
l'amphibole. Entre les villages de Monumassou et Séhila (s1p de Worofla). des plages de
migmatites sont intrudées. par des venues hydrothermales de quanz de très grande
dimension;
Un granite à grains moyens et à enclaves leucocrates ou sombres de formes assez
variées: étirées. sigmoïdales. circulaires. etc. Les formes étirées sont orientées NE-SW.
Nous n'avons pas rencontré d'indices de fluidalité sur ce type de faciès (photo 16).
Enfin. un faciès plus gneissique ou migmatitique (photo 17) Hombreux filons et
reliques de roches anciennes enclavées dans le granite et sur lesquels s'observent des
plissotements et des traces de fluidalité du magma.
L'alternance des lits quatzo-feldspathitiques avec des lits ferromagnésiens donne aux
enclaves un aspect rubané. Ces enclaves sont souvent tectonisées et portent des traces de
cassures et de rotation.

---

- 68 -
D) GRANODIORITE.
Les ·affleurements de granoo.iorites sant en réa1i~ f'4I"es et d'extension.réduite. l'agini '~'" 1 . i
B. attribue aux granodiorites un âge de 2020-2100 Ma.
-
Le seul affleurement que nous avons décrit est situé à proximité de Faraba. sur l'axe
Faraba - Mahan (planche 5. Photos 18 à 20). Il renfenne très peu de quartz et ne contient pas
de feldspath rose (photo 18). La biotite, l'amphibole, le pyroxène et la hornblende de couleur
verdâtre y sont bien reconnaissables à l'oeil nu .
Cenegranodiorite est particulièrement riche en enclaves de roches plus anciennes et
en filons. Celles-ci sont soit sombres, soit verdâtres ou claires (photo 19).
L'étude microscopique de ces enclaves n'est pas faite, mais à l'affleurement au moins
trois générations de montée magmatique sont reconnaisables (photo 20): la granodiorite la
plus récente renfenne des enclaves dioritiques grenues de grande taille (15 cm). Celles-ci
contiennent à leur tour des enclaves centimétriques de roches vertes les plus anciennes
semblables à des amphibolites disseminées dans:la phase dioritique.
:.~ _
Plus loin, sur le même affleurement, d'aut;es plages de granodiorites les plus
déformées et altérées sont marquées par des enclaves de roches vertes étirées et
indépendantes des enclaves dioritiques (photo 21). L'étirement épouse la direction NE-SW
qui est celle de l'orientation générale de la roche.
Dans l'ensemble, la roche a subi ici et là les effets de l'altération laissant par endroits
des figures géométriques variées: figures d'awalé, caverneuses, alvéolaires, etc., dont nous
parlerons plus loin. La vulnérabilité de cette roche à la dégradation est d'autant plus grande
qu'elle contient de nombreux complexes filoniens de nature v~riée: quartz, aplite, ulrrabasite,
des enclaves et d'abondants minéraux ferromagnésiens. A Sétomo (s/p de Kani), une
granodiorite grenue verdâtre, orientée et altérée a été décrite par Adam en 1967. Ici,l'auteur
signale la presence d'amphibole et de plagioclases automorphes dans une roche très pauvre
en quartz.
Photo.2I.Faciès de granodiorite altérée à enclaves de roches vertes étirées dans la direction NE-SW
(Affleurement de Faraba, Sous-préfecture de Dianra)
~...
E) ENCLAVES ET COMPLEXES FILONIENS
Une étude détaillée des enclaves et complexes filoniens du bassin n'est pas encore
faite. Nous pensons qu'une telle recherche revêt une importance particulière susceptible

---

- 69
Photo
18
Affleurement
de granodiorite
dans
les
environs
du
village
de
Faraba (s/p de
Sarhala)
Photo 19 - Filons
d'aplite
et
enclaves
de
roches vertes au
sein
de
la
granodiorite
de
'Faraba
enclave
sombre
~~~~~~~:.ll_(phase 1)
1
~~iillI::::;S;'-'~~-:--- encl ave
verdâtre
(phase 2)
granodiorite
(phase 3)
PLANCHE 5 - PETROGRAPHIE 1

---

- 70 -
d'apporter des précisions sur l'origine des roches encaissantes. Car, toutes les fonnations du
bassi~ sont ph,ls ou moins tâchetées d'enclaves et zébrées de filons de nature variée.
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• Enclaves et reliques de roches anciennes
Celles que nous avons observées se rencontrent essentiellement dans les granites,
migmatites et granodiorites (Planche 6. Photos 22 à 25).
Dans les granites, on observe des enclaves de roches vertes, de diorites et de roches
gneissiques comme nous l'avons vu plus haut Dans les granites migmatitiques, on peut
rencontrer des macroenclaves de roches anciennes flottant dans un fond granitique. Les
traces de fluidalité y affectent souvent les plis d'écoulement et les figures sigmoïdales
d'orientation quelconque (Photos 22 à 24). Dans les granites circonscrits de Sétomo, Adam
H. (1963) signale des enclaves microgrenues de formes arrondies et à contact diffus dans le
granite, des enclaves de cornéennes et des enclaves phylliteuses surmicacées y ont été
également observées.
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Dans les migmatites, ces enclaves sont assez variées: fragments de granite, diorite,
gneiss, amphibolite, quartz, etc. Quelquefois, on peut découvrir des enclaves fibreuses avec
des microplis et des fractures au sein d'une structure schistosée, orientée et défonnée selon
ce qu'indique la photo 25.
Dans les granodiorites, nous rappelons que les enclaves sont de nature dioritique
grenue, amphibolitique (roches vertes) et aplitique; la présence des unes dans les autres
renseigne sur les différentes phases de montée magmatique qui se sont succédées au cours
des temps géologiques.
• FILONS DE QUARTZ
Laprés@ce des fù~l!s.de quartz, apl~te. ~gmatite, ~olérite et kimberlite di~anti~re
dans les fonnations de Segli~ra n'est pas a demtJIffrer-~abondance deC~ux-~1 constItue -. .-
souvent des indices de fracturations importantes affectant les roches cnstallmes avant,
pendant ou après le refroidissement.
Dans les roches migmatitiques, les filons sont nombreux parfois diffus à allure
trouble ou curvilinéaire et de taille variable. Ils traduisent les effets de l'écoulement d'un
magma liquide. Au contraire, dans les granites, les filons présentent un tracé rectiligne à
contact net avec l'encaissant et de remplissage homogène. Leur nombre. est quelque peu
réduit mais leur taille peut varier du mètre au kilomètre et leur mesure est aIsée.
Le quartz cristallise dans le plan des fractures des roches préexistantes à la faveur des
injections hydrothennales (Planche 7. Photos 26 à 28). Sur le bassin de la Haute
Marachoué, ces filons peuvent présenter de plages et alignements de fragments ou de boules
de quartz souvent associés à la tourmaline (minéral dont la présence est utilisée comme
indice pour la recherche d'or).
À Gbominasso ( S/P de Dianra), le quartz affleure sous fonne d'une colline entière de
grande dimension dans le granite. C'est un mégafilon de quartz laiteux à cassures
caractéristiques qui montrent un aplatissement dans la direction E-W.

---

-
71 -
Photo 22 - Enclove de roches bosiques dons
Photo 23 - encloves de roches bosiques dons
un gronite des environs de Dionro-villoge
un gronite migmotitique des environs de 10
(s/p de Dionro)
villedeSéguél0
Photo 24 - Encleves sigmoïdoles de gneiss
Photo 25 - Encloves très oltérées d'un
.•
~.
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t:
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dons un grontte des envtrons de Merhono
gnet ss plissé dons un f eclès de gl-en'i tO-mi g-
(s/p de MesseI e)
moUte égolement très oltéré des environs
de Morhono (s/p de Mossolo)
1 PLANCHE 6 - PETROGRAPHIE
1

---

-
72 -
Photo 26 • Filon de quartz d-ans le granite des environs de Karamokola (s/p de Mankono)
Photo 27 - Alignement de boules de quartz provenant du tronçonnement et de l'altération de
méga·fiIons pegmatitiques d'orientation NE-SW dans la région de Lipara (s/p de Morondo)
Photo 28 - Complexe filonien de tourmalinite à quartz des environs de Kébi (s/p de Boundiali)
1 PLANCHE 7 - PETROGRAPHIE 1

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- 73 -
• FILONS DE PEGMATITES
Les filons de pegmatites affleurent au sud de Kani, à Mankono et au Nord du bassin
(figure 29). Elles sont essentiellement de trois types: pegmatites à muscovite, à biotite et à
quartz et tourmaline. Les deux premières caractérisent les roches granitiques ou
migmatitiques dans lesquelles elles épousent la direction NE-SW; et les dernières
s'observent dans les dépôts de comblement du sillon birrimien. À Nyapliqué, Tyébé-
Syenkouno et Paatogo, les mons orientés NW-SE, c'est-à-dire perpendiculairement aux
précédents, fonnent le groupe des tourmalinites à quartz du Nord-Est du bassin.
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1
Figure 29.Complexes filons (champ des dolérileS et pegmatites)
du bassin versant de la Haute Marahoué
Dans une localité non loin de notre secteur d'étude, à Bada (s/p de Bouandougou), les
ttavaux d'Adam H.(l964) sur les filons de pegmatites permettent de se faire une idée sur leur
composition minéralogique formée de béryl, colambo-tantalite, muscovite en feuillets, apHte
et grenat. Le quartz est moins abondant et le filon est riche en feldspath (oligoclase et albite)
(Adam H., 1964).
.
-A.l •..~"
• FILONS DE DOLERITES
Les dolérites affleurent à l'intérieur d'une bande méridienne en fonne de croissant
dont les extrémités sont dirigées vers Bobi au sud et Boundiali au nord.
L'extrémité sud étant occupée par les champs kimberlitiques dont nous parlerons plus
loin. Les dolérites proprement dites se situent au nord du parallèle de Kani, à l'ouest du
1

---

..
- 74 -
méridien 6° 30'. Du Sud au Nord, les occurences sont visibles à Massl1~so, Fingolo,
Ermankono, Faligaha. .Kébi. et Nogniara près de Boundiali. Ce sont des. dykes doléritiques
signalés par Couture' R.et al en 1955-1961. Les dykes du oassin.~·appartiennent· à':::
l'alignement de Boundiali (Couture R.. 1962) généralement riche en albite et amphibole. Ces
dykes présentent des affinités avec les kimberlites de Séguéla auxquels ils sont parallèles.
À Goulia. plus au Nord, des fractures de direction N56 à N1700 tronçonnent des
dolérites (N120-150) de nature basaltique logées dans des fractures profondes traduisant un
style linéaire propre aux dolérites (Bardet M.G.• 1964-1966; Couture R., 1962c).Mais. on en
trouve également dans la direction NI5-25.
En Afrique de l'Ouest. d'après les indications de nombreux auteurs: Tagini B. (1961);
Dalrymple G.B. et al (1975); Le Pichon X.et al (1971); Bacchiana C. (1980); Reyre D.
(1984); Sougy S.(1973); Fabre R.(1974) Faillat J.P.• 1986); on peut se faire une idée de l'âge
des dolérites. Les accidents de direction NW-SE affectant le socle ivoirien ont été datés au
KlAr à partir de leur remplissage doléritique. Leur âge serait de 520 à 1150 MA en Côte
d'Ivoire.; et. au Libéria de 186 à 1213 MA dans les roches cristallines et de 173 à 192 MA
dans les ···~fès du Paléozoïque. Les differences observées étant attribuables à un
enrichissement sectoriel des dolérites en 40Ar au cours de leur intrusion dans les roches
cristallines (Darymple G.B..1975; in Faillat J.P.•1986 ). Par conséquent, toutes ces venues
doléritiques ont le même âge allant de 17 à 192 MA. c'est à dire du Trias supérieur au
Jurassique inférieur et marquent donc les prémices de l'ouverture de l'Atlantique entre180
et 200 MA.
• FILONS DE KIMBERLITES DIAMANTIFERES
Les kimberlites affleurent à Bobi. non loin de la base actuelle de la SODEMI. Les
échantillons prélevés sont très altérés et présentent plusieurs variations de faciès. Ils
n'affleurent généralement pas à la surface et ne pourront être visibles qu'à la suite des
fouilles réalisées par la SODEMI et les diamineurs clandestins qui pullulent dans la région.
Il existe des faciès talqueux et gras au toucher; des faciès à grains fIns riches en
nodules noirs. à minéraux phylliteux verdâtres et à olivine et autres minéraux phylliteux. La
direëtio~l'frincipale des dykes--est d'environ N 170°. D'après Tagini B.(1961-63). ces
kimberlites seraient pour certains une sorte de stéalite (roche métamorphique talqueuse) et
pour d'autres, une péridotite noduleuse alcaline à phlogopite.
Du point de vue minéralogique. les kimberlites sont composées d' olivine.
phlogopite. chromite et de magnétite et. accessoirement. de talc. chlorite et apatite. Dans les
faciès altérés apparaissent le quartz, la montmorillonite.l'hématite et la limonite. L'ensemble
des éléments est associé aux zircons et à la silimanite. Les produits cationiques de type
Mg2+. Fe3+. Ni2+. Mn2+ et Ti4+ ont pu être identifIés en fluorescence X (Knofp D.,
1970).ns datent du Jurassique et leur âge serait d'environ 1400 Ma.
G) INDICES DE MINERALISATION DU BASSIN
Dans le bassin de la Haute Marahoué. on a pu déceler de nombreuses occurences
miaérales conune le diamant, l·or.le manganèse. le chrome, l'uranium. etc..
•
Le diamant constitue à l'heure actuelle le centre d'intérêt de tous les projets miniers
de la région. Les gisements existent sous forme de placers éluvionnaires et alluvionnaires
récents dérivant des dykes kimberlitiques encaissés dans les formations granitiques.
Des indices d'or ont été localisés dans les monts Foumba et Goma. Cet or est
d'origine hydrothennale et aurait pris naissance dans des roches birimiennes en contact avec
des granites éburnéens.

---

1
!
-
75 -
Le manganèse a été observé à Soba en couche et dans une gondite oxydée. La roche
encaissante semble être un granite ~'âge prot6'ozoïque inférieur.
..
,.
" -,
,"
.
Le nickel et le chrome ont été décelés dans la région de Fadiadougou sous forme de
concentrations anormales sur des schistes amphibolitiques ulttamafiques d'âge protérozoïque
inférieur. Leur gén~ demeuœ inconnue.
Enfin, l'uranium a été observé dans la région de Kébi sous forme de minéralisations
disséminées d'uraninite et d'autunite dans du granite à 2 micas, d'âge protérozoïque inférieur.
nlui est attribué une génèse pegmatique.
2-4 ETUDE MICROSCOPIQUE
L'étude de 68 lames minces dans des laboratoires variés: Centre d'Application et de
Recherche en Télédétection de l'Université de Sherbrooke au Canada (CATEL), PETROCI
(Abidjan), Institut Dolomieu de l'Université de Grenoble (France), ENSTP de
y àmoussoukro (ott nous avons bénéficié de la collaboration de Alinat M. et de More1~-,,) et
Département des Sciences. de la Terre de l'université Nationale de Côte d'Ivoire (1)ST), a .
fourni les ordres séquentiels suivants d'abondance des minéraux dans les roches:
FK>Q>Bi
(granites)
Q > PL > Séricite > Bi
(gneiss)
PL>Q> Bi
(dioritoïdes)
Amph> PL> Bi > Q
(amphibolites)
PL > Q > Séricite > Epidote
(méta-arkose)
PL>Q>FK> Bi
(granodiorite)
PL>PK>Bi
(migmatites)
nest à noter que cette estimation virtuelle des pourcentages des minéraux constitutifs
des roches a été faite grossièrement en l'absence d'un comptage détaillé des points; ce qui
justifie les proportions relativement faibles enregistrées pour le quartz.
2·4·1 GEOCHIMIE DES ROCHES ERUPTIVESETMETAMORPHIQQES
ET TYPOLOGIE DES POPULATIONS DE LEURS ZIRCONS
En Côte d'Ivoire, la géochimie des différents types de roches du volcanisme libérien
ou éburnéen a été étudiée par plusieurs auteurs. Aujourd'hui, il est possible de se faire une
idée sur les compositions moyennes des grands groupes de formations éruptives et
métamorphiques du pays, grâce aux travaux réalisés sur: les éléments majeurs du Fétékro
(Yacé 1., 1976), le socle libérien de Man (Camil J., 1984), la géologie du Yaouré (Fabre R.et
Matheis J.P., 1987), les granites éburnéens de Côte d'Ivoire (Casanova R., 1973), les
komatites de Boundiali (Regnoult, 1980), la géochimie des roches magmatiques non
granitoïdes de la Haute-Comoé (Alric G., 1987), la pétrographie et la géochimie des
formations précambriennes d'Odienné (Pothin K.B.K., 1988), la géologie du protérozoïque
de Dabakala (Lemoine S., 1988), etc..
Cependant, d'un point de vue purement hydrochimique, tous les résultats acquis ne
représentent qu'un intérèt général. Une étude sectorielle de la géochimie des grands groupes
de roches les plus sollicitées par les captages, serait d'un apport apprétiable dans la
compréhension des interactions multiples qui existent entre la composition chimique et
minéralogique des roches et celle de l'eau; interactions qui conditionnent la qualité des eaux
souterraines consommées par les populations en milieu rural.
Les analyses géochimiques sont effectuées à l'Institut Dolomieu par Vivier G.et
Mme Keller F.en 1988. Elles portent nécessairement sur les mêmes échantillons de roches
ayant déjà fait l'objet d'étude microscopique et concernent les broyats de granites (7),
(7) =nombre d'échantillons dosés par type de roche

---

c
-
76 -
granodiorites (3), diorites (4), gneiss (4), amphibolites (3), dolérites (2), métasédiments (3),
...·leptynite (1) et quartzite (1). Les résultatsd'snalyses géochimiques sont publiés dans le
tableau 5..
.
.,
~:
: .
..".
A) PROHLEME DES PERTES AU FEU
Les pertes au feu des échantillons de roches dosés sont données sous fonne de H20+.
Les valeurs sont généralement faibles: 0,16 à 0,74% correspondant à 75% des observations.
Cependant, dans les 25% des cas restants (soit 7 échantillons au total), les valeurs des penes
au feu sont nettement supérieures à 1%: 2,75; 1,1; 2,48; 1,13; 1,15; 2,1 et 1,04%
respectivement dans les échantillons (nO 8; Il; 18; 26; 13; 27 et 7) regroupant tous les types
de roches analysés: granites, diorites, amphibolites, leptynites, gneiss, métasédiments et
granodiorites. Ces valeurs élevées indiqueraient:
- soit que la plupart des échantillons prélevés n'étaient pas des roches saines, mais
des roches portant les traces d'une altération;
- soit qu'à l'état de roches saines, ces échantillons étaient affectés par d'importants
réseaux de microfractures et/ou microporosités intra ou interminérales (Faillat J.P., 1986).
- ,..
-~: '-;/IJ!
.
j -
H) COMPOSITIONS CHIMIQUES ET MINERALOGIQUES DES
ROCHES
D'une manière générale, les travaux de nos prédécesseurs montrent que les granites
de Côte d'Ivoire sont plus sodiques et moins potassiques, plus alcalins et moins
ferromagnésiens et calciques que les autres granites précambriens du monde. Ils se
caractérisent par une association de Fe3+, Mg2+, Ca2+, Ni2+, Cr3+, Ti4+, Zn2+, Cu2+ et Co2+
qui semble bien d'origine magmatique (Casanova R., 1973); leur caractère plagioclasique et
alcalin-sodique étant en rapport avec l'ampleur de l'érosion qui affecte ces fonnations.
Les granites et migmatites libériens sont de composition trondhhémitique, pauvres en
ferromagnésiens et en potassium avec un caractère nettement sodique. Alors que leurs
homologues éburnéens possèdent tous un feldspath potassique triclinique qui est du
microcline maximum, caractère secondaire qu'on attribue soit à un phénomène purement
métamorphique (birrimien), soit à une phase hydrothennale tardive voire postérieure à la
_.........
stabilisatioo- des roches qui serait responsable de la présence constante des minéraux
hydroxylés dans ce domaine éburnéen. Les ions Mg2+, Fe3+ et Ca2+ sontfonement correIéç--..···__·-.'-
entre eux; et le titane se racroche bien à ces derniers. Rappelons que le groupement Fe3+,
Mg2+, Ca2+ et Ti4+ reste typique de la plupart des roches ignées (Chouben et Sattran, 1970;
in Casanova R., 1973).
Enfin, cenains types de roches affichent une composition particulière: c'est le cas des
granodiorites intennédiaires entre les tennes acides et basiques; la pegmatite qui se
caractérise par la prédominance de K20 (à Ferkéssédougou); les schistes qui sont tantôt
acides, tantôt basiques en fonction de leur origine: onhoschistes ou paraschistes issus des
roches acides ou des pelites (Yacé L, 1976); c'est également le cas de certaines roches
basiques et cenaines familles de granitoïdes qui comportent des composés carbonatés dans
les régions du Yaouré, Toumodi, Bouaké, Ségué1a, etc.
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, l'étude géochimique des roches montre
que la composition chimique de celles-ci est caractérisée par:
Ca 0> MgO el Na20 > K2 0
(granitoïdes)
CaO> MgO et (K20 > Na20 ou Na20 > K20)
(granodiorite. dioriLOïde et méta-arkose)
CaO> MgO el Na20 > K20
(gneiss)
MgO > CaO ou Cao > MgO et Na20 > K20
(Amphibolite)
A partir des résultats de dosages géochimiques (exprimés en pourcentages d'oxydes),
nous avons calculé dans les roches, les concentrations des éléments majeurs suivants: Si4+,
- - - - - - - - - - 1

---

- 77 -
Tablt1u S. Résultats d'analyses géochimiques des échantillons de roches pe~vées
dans le bassin versant de la haute Marahoué
N°Lab Ref.
Si02
AI203 Fe203 tJa)
QO
Na20 K20
Ti02
MO
P205 PF
TOTAL
1 AR 10
75,14 14,77
0
0
1,04
3,7
4,63
0,11
0
0
0,64
100
2 AR 11
77,46 13,49
0,09
0
0,8
3,55
4,82
0,12
0
0
0,21
101
3 J88 14 70,15 15,59
1,97
0
1,38
3,9
4,93
0,65
0,03
0
0,43
99
4 AR 39
72,93 15,27
0,81
0
1,05
4,6
4,85
0,36
0,03
0
0,65
101
5 J88
1
72,28 15,63 ~O,33
0
1',54
4,26
4,~ ::=.0.:,22 0,01
0
- 0,6
99,4
6 J88 2
64,37 16,07
4,12
2,59
3,88
4,82
2,53
0,71
0,05
0,26
0,29
99,7
7 J88 51 63,39 17,81
4,29
1,87
2,48
5,27
2,76
0,81
0,07
0,19
1,04
100
8 AR 15
61,28 16,42
4,18
3,22
3,53
4,98
2,46
0,75
0,05
0,37
2,75
100
9 AR 17
63,1
15,92
5,13
1,78
3,91
4,23
3,15
1,15
0,08
0,54
0,57
99,6
10 AR 24
76,02 14,23
0,74
0
1,49
4,85
2,92
0,14
0,03
0
0,29
101
1 1 AR 29
52,57 16,47
9,85
3,6
4,51
3,61
3,84
2,11
0,16
1,07
1 ,1
99,1
12 AR 34
73,75 15,66
0,01
0
0,77
8,26
1,09
0,04
0,01
0
0,41
100
13 J88 40 67,58 17,87
3,12
0
2,71
4,09
2,95
0,48
0,04
0
1,15
100
14 J88 50 75,48
13,9
0,46
0
0,92
4,46
4,43
0,11
0,01
0
0,24
100
15 J8857E 69,79 17,28
2,2
0
2,64
6,11
1,-48- 0,3:5
()..,O4
Q .-0,59
100
16 J8860E 56,51
14,06
8,09
4,91
8,51
3,63
2,68
0,59
0,13
0,36
0,51
100
17 J88 68 69,34 16,03
2,29
1,29
1,9
4,45
3,47
0,69
0,05
0,13
0,64
100
18 J88 23 49,02 15,34
13,5
4,26
9,6
2,09
0,77
1,5
0,17
0,36
2,48
99,1
19 J88 65 74,34
14,6
0,51
0
1,39
4,34
4,25
0,23
0,02
0
0,32
100
20 J88 18 75,49 14,19
0
0
0,63
3,54
5,3
0,1
0
0
0,21
99,5
21 J88 17 75,59 14,39
0
0
0,65
3,48
5,31
0,09
0
0
0,49
100
22 J88 35 68,13 17,99
3,12
0
2,75
4,13
2,98
0,49
0,03
0
0,37
100
23 ISE 21
73,14 15,49
0,67
0
1,62
4,09
4,58
0,24
0,01
0
0,16
100
24 AR 44
63,1
16,77
4,95
2,61
3,61
4,83 ·2,52
0,79
0,06
0,3
0,48
100
25 J88 29 70,74 15,47
3,28
0
2,72
3,88
2,67
0,46
0,05
0
0,74
99,4
26 J88 30 72,89 14,72
0,97
0
1,26
4,14
4,58
0,3
0,01
0
1,13
100
27 J88 49 66,63 22,87
2,2
0
0,03
0
5,72
0,43
0
0
2,1
100
28 6DA 14 67,99 15,55
3,7
1,5
3,55
4,99
1,92
0,34
1 1
0
0,34
100

---

- 78 -
AI3+, Fe3+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Mn2+ et Ti4+ avec des valeurs des pertes au feu souvent
faibles (0 à 0,7). Les résultats-sont portés dans le~bleau 6
Tableau 6.Teneurs moyennes des principaux cations déduites des % d'oxydes dans les différents types
de roches du bassin de la Haute Marahoué (A7; Gneiss; A3: migmatite ancienne; Bs:
métasédiments; B3: schiste et grauwacke; P3: migmatite récente; P2: Granite hétérogène;
Pl: Granite homogène)
SI
A1
Fe
e-
Mg
Na
K
"" Na/K Mg/Ca Ca+Mg/Na+K TI
roçh.~
Pl
136
12,1
l,OS
2,3
0
1.41
1,99 0,02 0,712
0
0,91
1,04
P2
128
12,3 3,87
4,7
1,94
1,6
1,26 0,09
1,304
0,28
l,51
1,36
A3
129
12,2 3,36 3,36 1,14 1,49 l,59 0,08
1,009
1,18
l,51
1,64
P3
122
12,8
4,1
5,25 2,05
1,82 1,22 0,11
1,87
0,3
2 .. 74
1,26
-.
83
111
15,6 6,42 3,23 2,17 0,71
0,8
0,12
0,44
0,34
1,8
2,53
A7
132
13,4 1,67 2 .. 49
0
2,29 0,84 0,04
4,01
0
0,86
0,62
moyen. 113
11,3 3,18 3,51
.. 29
1,4
1,18 0,08
1,47
0,204
2,47
1,27
Toutes ces roches sont des aluminosilicates à caractère essentiellement calco-alcalin
Par rapport aux minéraux cardinaux, elles se caractérisent par la prédominance assez nette
de la silice (moyenne: 60,41%) et de l'aluminium (moyenne: 14,21%). Au contraire, les
amphibolites sont de loin les plus riches en fer. La prédominance de l'ion Si4+ est très nette
dans tous les types de roches. Le silicium est associé à l'aluminium, au fer et au titane dans
la quasi totalité des échantillons. Par conséquent, toutes ces roches sont apparemment acides
et plus riches en alcalino-terreux (Ca2+ et M g2+) qu'en alcalins (Na+ et K+). Toutefois, la
différence entre les deux groupes d'éléments n'est pas nette de sone que ces roches
apparaissent légèrement bien équilibrées en Ca2+. Mg2+ et Na+· K+~ =~""""'-~".~.
-
Ainsi, la silice et l'aluminium sont les élements de base à toutes ces roches marquées
par les associations: Cao> MgO et K20 > Na20 ou Cao> MgO et Na20 > K20; à
l'exception des amphibolites, dans lesquels MgO > Cao s'accompagne de Na20 > K20.
L'ordre général d'abondance des éléments: Si > AI > Ca > Na > Mg > K> Fe>Ti> Mn est
bien caractéristique. Les granites homogènes et les gneiss oeillés présentent des teneurs plus
basses en fer et magnésium, alors que les métasédiments et les migmatites anciennes en sont
riches.
En conclusion, à l'opposé de leurs homologues d'ailleurs, les granitoïdes du bassin de
la Haute Marahoué sont plus riches en alcalino-terreux qu'en alcalins. Mais, ils présentent
comme tous les autres granites, une remarquable association des ions Fe3+, Mg2+, Ca2+,
Ti4+ et probablement de Ni2+, Cr3+, Zn2+, Cu2+ et C0 2+ que nous n'avons pas dosés; et
présentent comme eux, une
origine magmatique et un car~e__ plus. sodique que
potassique.
L'étude de la caractérisation et de la nomenclature de ces roches, nous a conduit à
faire le calcul par ordinateur des compositions virtuelles, paramètres CIPW Lacroix,
paramètres de H. De la Roche et de AFM, etc., de chaque échantillon, grâce à un
programme informatique en langage BASIC installé sur l'Amstrad et le "Apple II'' au DST.
Les résultats de ces calculs pennettent d'établir des diagrammes de différenciations des
roches de types variés (Tableau 7).

---

Tableau 7. Composition virtuelle, norme: CIPW correction Lemeitre (plutonique)
et paramètres de H.De La Roche
q
N'OAOOE
1
2
3
4
5
6
7
M:ll.ES0,4,
N°
2
3
4
5
6
7
l'
.,-O'-
SI02
2i05 83,4 78,8
80 79,9 71,2 71,6
......
REF
AR10 AR11 J 438 J 434 J 436 J 437 J 448
-......, .. _---..._- _--...-" -" - - ,,_.. -".-
SI
69,8 71,4 64,6 88,8
87 57,8 57,2
OZ
33,7 36,7 25,1
25,2 26,9 14,2 12,9
A1203
9,5 8,56 10,3 9,87 10,2 10,5 11,9
AI'
15,5 14,1
18,2 15,8 18,4 18,3 18,2
OR
27,4 28,5 29,1
28,7 26,7
15
16,3
Fe203
o 0,04 0,83 0,33 0,14 1,72 1,82
Fe3+
o 0,12 2,71 1,11 0,46 5,53 5,79
Ab
31,3
30
33
38,9 36,1
40,8 44,6
MjJO
0
0
0
0
o 4,27 3,15
Ao
5,16 3,97 6,85 5,21
7,64 14,7 11,2
Cao
1,22 0,92 1,66 1,23 1,82
4,6
3
MJ
0
0
0
0
0
3
2,18
Ca
1,48 1,13 1,94 1,47 2,18 5,33 3,42
Co
1,78 0,98 1,33 0,54 0,93
0
2,05
Na20
3,92
3,7 4,25 4,89 4,57 5,17 5,77
Na
5,45
5,2 5,89 8,67 8,27 8,87 7,55
MI
0
0
O,~6 0,28 0,11 1,32 1,37
K20
3,22 3,31
3,53 3,39 3,19 1,79 1,99
K
7,84 7,89 8,06 7,87 7,44 4,03 4,42
IIm
0
0,13 1,~3 0,68 0,42 1,35 1,54
TI02
0,09
0,1
0,55
0,3 0,18 0,59 0,69
TI
0,13 0,14 0,77 0,42 0,28 0,82 0,9-4
Hem
0
0,02
~
0
0
0
0
MIO
0
o 0,,03 0,03 0,01 0,05 0,07
Ml
0
o 0,05 0,05 0,02 0,07
0,1
Ap
0
0
0
0
0
0,62 0,45
P205
'1 0
0
0
0
o 0,12 0,09
"
pi (
0
0
0
0
o 0,22 0,16
FlI
0,11
0,05
0
a
0
0
0
.
"'";"''I!.
A.F.M/Na20-K20-CaO
,)1
Di (WO)
0
0
0
0
0
1.24
0
A IF MlNa20-K20-CaO
1
"
DI (En)
0
0
0
0
0
0,76
0
1
DI (FS)
0
0
0
0
0
0,41
0
A
11;00 99,5 90,3 96,1
98,3 53,7
61
'-J
A
100 99,1
83,5 92,9 98,8 56,1
60
CD
81
0
0
0
0
0
5,69 4,66
F
0
0,52 9,67 3,88
1,74 13,3 14,3
1
F
o 0,94 16,5 7,08 3,23 28,5 29,1
1
FS
0
0
1,1
0,32 0,01
3,07 3,54
M
0
0
0
0
0
33 24,7
M
0
0
0
0
o 15,4 10,9
Na20
46,9
8
45 51,4 47,7 44,7 53,6
Na
37,4 36,5 36,3 41,7 39,4 42,3
49
DI
92,3 95,2 87,3 92,8 89,7 69,9 73,9
K20
38,6 41,7 37,4 35,7 33,3 15,5 18,5
K
52,4 55,5 51,3 49,2 46,8 24,9 28,7
ALC
8,33 8,37 8,83 9,45 8,78 7,35 8,03
CaO
14 6 11 6 176
13 19 1 398 279
Ca
10 1 793 124 9 16 137 328 222
FElOT
0
0,08 1,77 6,73
0,3
3,71
3,86
NalNa+K
0,44 0,42 0,44 0,49 0,49 0,66 0,66
"Na20
39,5 38,7 38,2 43,8 41,3 42,9 50,1
"K20
49,4 52,6 48,3 46,2 43,8 22,5 26,3
"CaO
11,1
8,72 13,5
18
14,9 34,6 23,6
A
100
99
83,3 92,8 96,7 53,9 58,4
F
0
0,96 16,7 7,16 3,27 27,2 28,1
M...-,
0
0
0
0
0
19
136
N°ordr
1
2
3
4
5
6
7
Ret.
AR10 AR11 J 438 J 434 J 436 J 437 J 448
(1
-1,7
-14
-2,8 -3,1
6,28 51,5 57,9
PARAMETRE H. DE LAROCHE
l
(2
-23
-26
-24
·48
-35
-51
-54
DISCRIMINATION ORTHO/PARA ACIDES
DISCRIMINATiON ORTHO/PARA BASIQUES
(3
187
202
1~4
140
150
102
93,6
(4
-40
-26
-46
·64
·89 -172 ·156
(1) AU3-K
(7) (AL+FE+T1)/3-NA
(5
1,38 2,61
33,1
14,6 6,93
125
110
(2) AU3-NA
(8) (AL+FE+Tlo/3-K
(6
138
128
152
166
166
225
214
(7
-22
-25
·13
-43
·33
-30
·32
DISCRIMINATION DES GRANITOIDES
DISCRIMINATION DES GRAULAOKES
(8
·1,3
·13
8,29
1,75 8,59 71,8 79,2
(9
291
266
342
312
315
377
413
(3) SI/3-(K+NA+2CAl3
(9) AL+FE+TI
(10
18,5 14,2 24,9 18,6 27,6
134
90,6
(4) K-(NA+CA)
(10) CA+MG
(5) FE+MG+TI
1/6) NA+CA

---

Tableau 7 (suite)
ATOMES %
SI
56,1
A
B
C
0
E
F
G
H
1
J
56,6
70
46
68,4
62
69,6 63,7 48,8
AI
17
16,2 14,8 16,3 16,4 18,6 14,5 17,9 13,8
~
N°
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Fe3+
5,72 6,88 1,02 12,9 0,01
4,28 0,63 3,01
10,5
~ Ref. AR15 AR17 AR24 AR29 AR34 J445 J447 J449 J450
tIg
3,8
2,06
0
4,06
0
0
0
0
5,48
...L
OZ
1,47 6,78
24,7
0
12,4 17,4 22,4
14
0
Ca
4,94
5,36
2,1
6,03
1,09
3,8
1,3
3,69 11,2
~
Or
14,5 18,6 17,3 22,7 6,44 17,4 26,2 8,75 15,8
Na
7,23 6,02 7,09 5,29 12,2 5,95 6,53 8,85 4,98
~
Ab
42,1
35,8
41
23,1
69,9 34,6 37,7 51,7 24,1
K
4
5,02 4,77 5,96
1,8
4,8
7,26
2,4
4,11
~
An
15,2 15,2 7,39
16,1
2,43
13,4 4,56 13,1
14,2
TI
0,88 1,32 0,17 2,37 0,05 0,56 0,13 0,41 0,65
,.L
Co
0
0
0,38 0,15
0
3,02
0,1
0,83
0
Ml
0,08 0,12 O,OS 0,23 0,02 0,06 0,02 0,06 0,19
~
Ne
0
0
0
4,96
0
0
0
0
3,6
P
0,32 0,45
O.
0,87
0
0
0
0
0,29
,..!....
Ml
1,31
1,63 0,26
2,9
0
1,02 0,16 0,73 2,42
~
IIm
1,42 2,18 0,27 4,01
0,04 0,91
0,21
0,66 1,12
A F MI Na20-K20-CaO
' " :
j
~
DI
58,2 61,2
83
50,7 88,7 69,4 36,3
74,5 43,5
~ ALC
7,44
7,38 7,77 7,65 9,35
7,04 8,89
7,59 6,31
A
54,1
55,2 92,1
39,9 99,9 71,S 95,6 78,9 36,3
~ FeoT 3,76 4,62 0,67 8,86 0,01 2,81 0,41 1,98 7,28
F
27,6 34,5 7,91
45,7
0,1
28,5
4,4
21,1
41,8
~ NalNa+K 0,67 0,57 0,62 0,5 0,88 0,58 0,5 0,81 0,58
M
18,3 10,3
0
14,4
0
0
0
0
21,9
~ Na20 45,4 37,5 52,4 31,3 81,6 42 45,5 59,7 24,5
Na
44,7 36,7 50,8 30,6 80,8 40,9 43,3 59,3 24,5
Jo!
K20
22,4 27,,9 31,5 31,6 10,8 30,3 45,2 14,5 18,1
K
24,7 30,6 34,2 34,S 11,9
33
48,1
16,1
20,2
~ QD
32,2 34,6
16,1
37,1
7,61
27,8 9,38 25,8 57,5
ca
306 327 15 1 349 726 26 1
8 6
247 553
~
A
51,6 53,6 92;1
38
99,9 71,5 95,6 79,3 34,1
~
F
26,1
33,5 7,89 44,1
0,1
28,5 4,45 20,7 39,4
20
M
223 12J9
0
179
0
0
0
0
265
1
PARAMETRE H. DE LAROCHE
1
CO
DISCRIMINATION ORTHO/PARA ACIDES
DISCRIMINATION ORTHO/PARA BASIOUES
o
1
N°ordrE
8
9
10
11
12
13
14
15
16
(1) AU3-K
c,
(7) (AL+FE+TI)/3-NA
Ref.
AR15 AR17 .AA24 AA29 AR34 J445 J447 J449 J450
(2) Al/3-NA
(8) (AL+FE+nO/3-K
Moles·;'
DISCRIMINATION DES GRANITOIDES
DISCRIMINATION DES GRAULACKES
SI02
69,4 71,3 81,8 62,2 79,7
76,4 81,9 76,9 62,6
(3) SI/3-(K+ NA+2CA/3
(9) AL+FE+TI
AI203
11
10,6 9,02 11,5 9,97 11,9
8,9
11,2 9,19
(4) K-(NA+CA)
(10) CA+MG
Fe203 1,78 2,18
0,3
4,39
0
1,33 0,19 0,91
3,37
(5) FE+MG+TI
t.tO
5,44
3
0
6,35
0
0
0
0
8,11
1/6) NA+CA
QD
4,28 4,73
1,72 5,72 0,89 3,28
1,07 3,12 10,1
Na20
5,47 4,63 5,06 4,37 8,65 4,48
4,7
6,52
3,9
K20
1,78 2,27
2
2,9
0,75 2,13 3,0"7 1,04 1,89
N°ordr
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Ti02
0,64 0,98 0,11
1,88 0,03 0,41
0,09 0,29 0,49
FEF
AR15
AR17
AR24
AR29
AR34
J445
J447
J449
J450
MO
0,05 0,08 0,03 0,16 0,01
0,04 0,01
0,04 0,12
P205
0,18 0,26
0
0,54
0
0
0
0
0,17
(1
55,15 37,39 30,84 26,41
79,26
54,23
-3,16 81,18 35,05
(2
-53,3
-32,S
-63
-15,4
-164
-15,1
-53
-83,8
-25,2
AFM/Na20-K20-CaO
(3
85,09 100,7 184,2 33,87 110,3 148,1 169,8 126,6 38,31
(4
-171
-140
-120
-123
-257
117,7 -66,3
-212
-212
A
50,1
57,1
95,9 40,4
100
83,3 97,6 89,2 33,5
(5
141,6 123,3 10,94 241,2
0,63
45,09
7,14
31,71
230,5
F
12,3 18,1
4,07 24,4 0,04
16,7 2,36 10,8 19,5
(6
223,7 207,1
181,8 205,2 280,3 180,3 160,3 243,1
268,8
M
37,6 24,8
0
35,3
0
0
0
0
46,9
(7
-32,7
-6,2
-59,4
35
-164
-0,09
-50,6
-73,2
Na20
47,4 39,8 57,6 33,7
84
45,3 53,2 61,1
24,5
11,~
(8
75,73 63,72 34,48 76,79 79,47 69,26 -0,78 91,78 71,
K20
15,4 19,5 22,8 22,3
7,3
21,5 34,7 9,74 11,9
(9
383,9 392,7 288,1
477,2 307,8 395,7 279,8 369,2 384,6
QD
372 407 19 6
44
866 332 12 1 292 636
10
1428 114 8 2638 171 2 13 73 4833
164
4685 273 5
J.
•

---

- 81 -
C) CARACTERISATION ET NUltfENCLATURE DES ROCHES
Dans le djammme ttianm'ajre Q·A·P de Streçkejseu (1976), la disposition des
points représentatifs des échantillons confument les résultats obtenus plus haut à propos de
l'individualisation des principaux groupes de roches. Cependant, il apparaît u~ caractère
syéno-monzonitique chez les échantillons Echant.18 et 11 (figure 30). En réalité, cette
classification est trop simpliste pour permettre une discrimination plus détaillée des roches.
Quartz
G = Granite
GO = Granodiorite
T
= Tonalite
D = Diorite
Gb = Gabbro
~.d,è~ -:,;"..":.
S = Syénite
~
~;
Ml
.'
= Monzonite
G
(rhyolites)
Syenitoïdes
Feldspaths
S
1
(trach tes)
MZ
Il
alcalins
35
65
Figure 30Diagramme Q-A-P pour la classification des roches plutoniques
" (Streekeisen.J976)
Le djaeramme pour .'étude chjmjco-mjnéraloeigue des roches jenées (De
LaRoche. 1964>, précise davantage la nature pétrographique des échantillons analysés.
Par rapport aux pourcentages des minéraux colorés (partie supérieure du diagramme), on
distingue en tout quatre groupements de points (figure 31):
- une gamme assez large d'échantillons de granites (Echant. 1-2-20-21 et 23), gneiss
(nos 12 et 13), diorites (Echant. 10-15 et 13), amphibolites (Echant 19), granodiorite
(Echant 5), diorite (Echant14) et métasédiments (Echant. 4 et 22). apparaît plus riche en K~
qu'en Fe3+, Mg2+ et Ti4+. Ce groupement concerne la majorité des granites ainsi que les
roches leucocrates qui les accompagnent. Cependant, un échantillon de gneiss (Echant 12) et
une diorite (Echant 15), indiquent par leur position assez décalée de leurs homologues, la
natur~ probablement différente du (aciès pétrographique auquel ils appartiennent; en effet.
ils sont à priori les plus chargés en Na+et/ou Ca2+;
- .J.c...groupement formé par l'association des points représentant les granites (Echant. 6
et 8). granodiorites (Echant. 7 et 17) et gneiss (Echant. 9). affiche dans le diagramme une
tendance tonalitique (Echant. 6. 8 et 9). granodioritique (Echant. 7) ou adamellitique
(Echant.17);
- enfin. les champs d'évolution des diorites et syénodiorites sont occupés, à juste titre,
par les roches du même type: diorite (Echant. Il) et amphiboles (Echant. 16 et 18) déjà
identifiées plus haut et qui sont les plus basiques et les plus riches en ferromagnésiens.

---

- 82 -
:i ."H
-300
Vl2
cf
a:
lU
K-(No+Co 1
o
Z
10
~
Ul
lU
15
-l
IOO+--1r------......,..:;~-""'"
o
u
20 X::l~lUZi
~lU
o
~
O·
200·~---t-.,:="i-~--f--+T-7"9_,f_--+------+_--___1
~o
~-­
-1
cf
a:
lU
o
Z
!Cg
N
l-
a:
:3
--
o
20 lU
o
rft
10
o
~I~
Jo
~
+
o
THERALI
~1
èïil~
K- (No + C a l - - t - . -
-300
-1
o
Figure 31.Diagrarn me d'étude chimico-minéralogique des roches ignées (H. De là "Roche)

---

- 83 -
Par rappon aux pourcentages du quanz (partie inférieure du diagramme), la
bipartition des points représentatifs est en rappon avec le degré d'acidité différencielle de
Cës"roches. Les roches les plus acides étant celles-qui occupent le champ. d~évolution des
granites - adamellites - granodiorites, situé plus haut; alors qu'au contraire, le quartz est en
nette régression dans les échantillons qui composent le second groupement de cette partie du
diagramme.
.
Ainsi, sur le plan pétrographique, la nature de ces roches est souvent bien plus
complexe: la plupan des roches déjà identifiées soit macroscopiquement, soit
microscopiquement, semblent présenter des affinités avec d'autres types de roches de nature
variée comme les laves et autres sédiments anciens; ce qui pose surtout le problème de leur
origine et aussi de leur caractérisation.
Le diaa:ramme MeO-~O-Na~D de H. De La Roche (965) donne une première
indication sur le caractère entièrement éruptif de toutes ces formations qui sont en majorité
exemptes de magnésium comme nous l'avons vu plus haut (figure 32).
L'échantillon de gneiss (Echant 9) présente des affmités avec les grauwackes; tandis
- .:~_ ;.r~
que les amphibolites (Echant.16 et 18) apparaissent comme des basaltes dans ce diagramme.
Le diawmme de discrimination des roches métamorphigues para/ortbo.acides:
AJK - f <SiNa) (H. De La Roche, 1968), montre que c'est essentiellement vis-à-vis des
teneurs en alcalin que ces roches diffèrent les unes des autres. Il met en évidence trois
origines possibles des roches (Figure 33):
- alcaline sodique qui n'intéresse que les échantillons (Echant.7-6 et 8);
-calco-alcaline ou tholéitique pour les échantillons (Echant. 1-2-3- 11-20 et 21);
- et, entre les deux premières origines, un volcanisme intermédiaire ayant contrôlé la
mise en place de la majorité de nos prélèvements (Echant. 14-4-19-5-23-76-10-17-9-22 et
13) (soit 48%).
Au contraire, trois échantillons se comportent différemment dans ce diagramme et
portent, de pan la position de leurs points représentatifs, les traces d'une cristallisation
particulière: basaltique (Echant.18); spilitique (Echant.15) et indifférenciée mais très
albitisée (Echant. 12). Malheureusement, l'utilisation de ce diagramme ne pennet pas de
séparer les séries calco-alcaline et tholéitique.
La limite entre ces denières s'apprécie mieux dans le diaa:ramme alcalins/silice:
Naz,O + ~ - f fSiQ~(KUnO H., 1968; Irvine et al., 1971), malheureusement inutilisable
pour les éC antillos 1 et 12 les plus alcalins du groupe. Pour les autres, ce diagramme fait
apparaître une assez grande dispersion des points représentatifs vis-à-vis des teneurs en
alcalins des échantillons. L'échantillon d' amphibolite (Echant.18) présente ici, un
comportement assez voisin des basaltes initiaux de Dabakala, décrits par Lemoine S.en 1988
(Figure 34).
Le djaa:ramme K~Q = ffSiQzl-de Peccerillo et Taylor (1976), pennet de faire
une distinction plus détaillée entre les séries calco-alcaline et tholéitique. fi met en évidence
trois principaux groupes de roches (figure 35):
- des roches issues d'une montée calco-alcaline riche en potassium (high K) et
composées essentiellement de granites (78 % des observations);
- des roches calco-alcalines pauvres en potassium (Low K) (22%) regroupant un
nombre réduit d'échantillons (22 %);
,...~-
- et des roches à caractère shoshonitique représentées par les méta-sédiments et les
roches basiques.
C'est la preuve que certains échantillons de roches que nous avons analysés
appartiennent à des faciès laviques et notamment au groupe des basaltes. Toutefois,
l'arnphibolite du diagramme précédent diffère des basaltes initiaux de Dabakala par sa
position à l'intérieur du champ 6, à l'opposé des basaltes initiaux se situant dans le champ 1.

---

- 84 -
Il
•
•
(' T\\~;
1 Grauwoclk.. 9\\
"
,
\\
1·'
Figure 32 : Diagramme MgO - K20 - Na20 pour séparation entre les roches cristallines
d'origine sédimentaire et les celles d'origine éruptive (H. De la Roche) P. 75
è'
~ /
~':/
Il
..
/
/
50 /
/
/
/
/
\\\\
(3
-5\\
lWJ
\\
Volcanisme spilitiQues
\\
lIIIIIllI
\\
Volcanisme alcal.sodiQue_atlan.
-100
\\'
~ Volcanisme colco _alcalin
\\
Volcanisme tholeïtiQue
\\
C2I Volcanisme intermédiaire
\\
Figure 33 Diagramme de discrimination des roches métamorphiques para/ortho-acides:
AIK= f(SîNa) de De La Roche (1968)

---

- 85 -
60
65
70
75
Figure 34 Diagramme alcalin/silice: Na20 + K20= f(Si02,) de Kuno (1968); Irvine et
al. (1971)
52
56
63
70
Figure 35.Diagramme K20-SiÜ2 Péccérillo et Taylor (1976; in Lemoine, 1988)
.sfI:ks..I= tholéitique; 11= Calco-alcaline pauvre en potassium(L.ow K); III= calco-
alcaline riche en porassium {High K); IV= shoshonitique. Nomenclature; champs 1=
L.K. tholéite;-2= L.K.basalte andésitique; 3= L.K.andéslte; 4= L.K.dacite; 5=
L.K.rhyolite; 6= basalte; 7= basalte andésitique; 8= andésite; 9= dacite; 10=
rhyolite; 11= H.K.basalte andésitique; 12= H.K.andésite; 13= H.K.dacite; 14=
absarokite; 15= shoshosite; 16= banakite.

---

- 86 -
Dans le. 1ja2ralltme Ai:LJlJ - EeOt 1 FeQL t .; ]20 de différentiation des laves
komatitiques des sills tholéitiques, la bipartition des échantillons sur deux axes parallèles à
l'axe des ordonnées est assez nêtle (figure 36):
""
" . '
-, .,.<. ,
- les points alignés sur l'axe des ordonnées (d'abscisse 0), afficheraient une tendance ".. ,
komatitique et sont pauvres en fer et en magnésium;
- ceux appanenant à la droite d'abscisse 1, sont essentiellement tholéitique et riches
en fer et en magnésium.
Au centre du diagramme, les échantillons les plus équilibrés en fer et en magnésium
sont majoritairement de nature komatitique.
AI 0
0(0 poids
2 3
18, 22
6
4
FeOt
2
FeOt + MgO
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Q8
0.9
Figure 36.Diagramme A1203 - FeOt 1FeOt + MgO pour la différenciation des laves komaùùques des
sills tholéiitiques (Arndt et al.• 1977; in Regnoult J.M., 1980)
Le dia2ramme de séparation des métatholéiîtes de la 1i2née komatitigue Mec..:
CaO-A}z!lJ (NAOYI. 1975; in Cami} lu 1984) , fait apparaître le caractère principalement
alumineux des échantillons: MgO est nul dans la majorité des cas et CaO existe en
proportions réduites, ce qui entraîne la position du nuage des points à proxfmité du pôle
A1203. Le caractère métatholeïtique, semblable à celui des"greenstones belts de Dhawar",
s'observe dans 26% des cas (figure 37).
Le dia2ramme AI~.:...&i!l-M20 (Besson et al, 1974 et 1976), qui situe le point
d'apparition des plagioclases par rapport au processus de différenciation des silicates
ferromagnésiens, révèle qu'en réalité (figure 38):
- aucun échantillon ne présente une affinité komatitique;
- aucun échantillon n'appartient à la courbe d'évolution de la lignée tholéitique;
- au contraire, 26 % des observations sont contrôlés par la courbe d'évolution des
liquides calco-alcalins; tandis que la majorité des points se regroupe au pôle A1203'
Dans le dia2ramme A.F.M. de Kuno (1968), (figure 39), le caractère
essentiellement calco-alcalin de la majorité des échantillons est confinné et une tendance
trondhjémitique apparaît che~ quelques échantill0!1s.
--i:c:-:i:"-_._'
Le dia~ramme K-Na-Ca de Barker et Arth (1976) (figure 40) s'adapte bien à la
distinction entre le "trend" calco-alcalin et la ligné trondhjémitique. Dans ce diagramme, on
constate qu'à de rares exceptions près, la courbe calco-alcaline (courbe 2) contrôle la totalité
des échantillons.
En conclusion, toutes ces analyses aboutissent à un seul résultat: les roches
cristallines du bassin sont essentiellement des alluminosilicates issus d'un plutonisme

---

- 87 -
MgO
Champ des kOm~tilfes pérldotltlQues
(VlI)aen et Vllloen 1968)
Champ des metotholéites des
_ _ _~ Qreenstones belts de Dharwor
Champ des komatlites
bQsaltlQueS (type Barbarton)
caO
50
Figure 37.Diagramme MgO-CaQ-Al203 pour la séparation des métatholéïtes de la
lignée komaûtique de Naqvi (1975; in Camil, 1984)
.. 1
li- 21
.'2
.22
• 19
.. 23
.20
. 2
i SI ! début de cristallisation
Komatiite
cotectlque
UM
Feot
50
Olivine CC
Olivine TT
MQO
Figure 38.Diagramme Al203 - FeO t- MgO situant l'apparition des plagioclases au
cours du processus de différenciation des silicates ferromagnésiens (Besson et
al., 1974; in Regnoult, 1980)

---

- 88 -
1
F
, ,
1
1
1
1
1
* 10
* 4
* 23
1
* 14
* 5
2- 12 ~---
-"-
.lo
1
50
M
~'-illl
il 2
il 21
1
Figure 39.Diagramme A-F-M de Kuno pour la différenciation de la série caIco.aIcaIine
1
de la lignée trondhjémitique (Kuno, 1968)
1
1
Lionée trondhjémitlQue
du SW de Finlande
1
Lione colco _ olcallne des
bothollthes du sud de la
Colifornie (Me Greoot,l9791
J
1
1
1
1
Na
50
Ca
Figure 40.Diagramme K~Nà-Ca pour la séparation du "trend" caIco-alcaIin
de la lignée trondhjémitique (Backer et ai., 1976)
1
1

---

- 89 -
calco-alcalin: p!utonisme calco-potassique OJ~ calco-sodique avec des intermédiaires
possibles. Dans le souci de fixer définitivement les idées sur l'origine et la nature générale
des roches qui recèlent les réservoirs d'eau du bassin, nous avons élargi ce travail à l'étude
des populations de zircons rencontrées dans les échantillons.
D) ETUDE TYPOLOGIQUE DES POPULATIONS DE ZIRCONS
La présence de zircons dans la plupan des roches éruptives prélevées dans le bassin a
été signalée par les observations microscopiques et même à la loupe binoculaire.
L'utilisation du microscope électronique à balayage dans l'étude des formes et discontinuités
dans les minéraux constitutifs prélevés dans les broyats des roches, nous a permis de décrire
les.caractéristiques morphologiques des populations de zircons dans les minéraux observés.
Ce travail a bénéficié du concours de Jacques Garden et Jean-Claude Lang de l'Université
1 Scientifique et Médicale de Grenoble (France).
.~
En microscopie électronique à balayage, l'observation des populations de zircons en
1 lumière naturelle ne renseigne pas sur la couleur et la présence des inclusions dans ces
minéraux. Cependant, les formes automorphes à subautomorphes caractérisées par la
présence des faces pyramidales à chaque extrémité des éléments, sont remarquables: ce sont
des prismes arrondis ou souvent trapus et presqu'en totalité bi-pyramidés.
Très souvent, le minéral présente des indices de vieillissement notables d'une roche à
l'autre; indices pouvant servir de critères dans l'estimation de l'âge de mise en place de
l'encaissant et des effets des contraintes tectoniques que celui-ci a dû subir au cours des
temps géologiques. Ainsi, les zircons issus des granodiorites (Photo 29), sont peu altérés,
non fracturés, aplatis suivant deux faces prismatiques parallèles et coiffés à chaque
extrémité par des faces pyramidales bien conservées en forme de coupoles arrondies.
~
1
Photo 29. Echantillon de zircon issu de la granodiorile de Faraba (tous les léménts du
minréra1 sont bien conservés)
Au contraire, dans les amphibolites, les zircons sont le plus souvent assez fracturés,
brisés et altérés (Photo 30). Les fractures sont disposées, dans la plupart des cas,
parallèlement aux faces prismatiques et induisent, de concert avec probablement d'autres
types de cassures, des brisures à l'échelle minérale qui affectent notamment les faces
pyramidales.

---

1
- 90 -
1llJ
l-
i1
Photo 30. Echantil10n de zircon issu des amphiboles de Niondjé (le minéral présente des
microfraclures sur les faces prismaliques el des brisures affectanlles pyramides)
L'analyse chimique quantitative de l'échantillon de zircon issue de la granodiorite, à
l'aide du microanalyseur automatique à sélection d'énergie incorporée au microscope
électronique à balayage, a fourni des indications sur la composition ionique du minéral:
c'est un silicate de zirconium riche en Si et Zr dans lequel on ne trouve presque pas
d'impuretés.
Le report des points moyens des populations de douze échantillons les plus riches en
zircons sur un total de 16,.dans Je dia2Tamme UA. II) de Pupin .I,P,(1987), donne la
confinnation des résultats géochimiques obtenus plus haut: toutes les populations de
zircons étudiées se concentrent nettement dans le domaine 4 des gisements calca-
alcalins du diagramme (figure 41). Ce sont donc des fonnations hybrides, d'origin.e
crustale et mantellique, calco-alcalines, potassiques et dont les caractères sodiques et
magnésio-potassiques sont peu développés dans l'ensemble.
CONCLUSIONS DEUXIEMES
Des techniques variées de traitement numérique d'images satellitaires ont pennis de
faire ressortir, avec netteté, les structures gélogiques et linéamentaires du bassin de la Haute
Marahoué. Dans l'environnement EASIIPACE de PCI, les opérations de traitement
numérique des images effectuées sont les suivantes:
- un rapport de bandes: TM7-TM4! TM7+TM4 donnant une image réhaussée pour
l'étude des linéaments rattachés aü réseau hydrographique, inselbergs granitiques et
affleurements ;
- des travaux d'analyse en composantes principales ont fourni trois images'·ofilisées
dans la mise en évidence des variations lithologiques sur les réflectances enregistrées par le
capteur TM;
- une combinaison additive des canaux thennique (TM6) et IR lointain (TM7)
pennettant d~ réhausser les linéaments régionaux et les structures circulaires;
- une classification semi-dirigée faisant apparaître les contours exacts du granite
circonscrit de Séguéla;

---

- 91 -
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1 à 68 = échantillon nO J88/1
à J8S/68
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Figure 41.Domaines de répanition des points moyens de populations de zircon issus des
granitoïdes du bassin de la haute Marahoué
Granites entièrement ou essentiel1ement d'QrÏl:ine crustale siatjgue (aoatexie):
1= leucocrate alumineux à silicates(s) d'alumine autochtones ou intrsifs; 2= monzonites et
granodiorites (subautochtones. généralement à nodules de cordiérite); 3= monzogranite et
granodiorites porphyroïdes intrusifs à cordiérite automorphe.
Granites hybrides. d'origine crustale + mantélique : 4= calco--aIcalin et calco-alcalin
potassique = mgnésio-potassique; 5= subalcalin potassique: ferrop0lnssique; 7= tholéïtique
continental type Brevenne. Massif Central français.
Granites entièrement ou essentiellement mantéligues: 6= alcalin et hyperalcalin
(hypersolvus: T>640; transsolvus: T>590; subsolvus: T<590); 8= tholéïtique océanique
=plagogranite

---

- 92 -
- une composition colo~e, réalis6e par supe~sitiol& des trois meilleures images .
obtenues par les trois principales m6thodes de ~haussementd'images (indice nonnalis6,
composantes principales et combinaison de bandes) et rep~sentantla synthèse de toutes les
infonnations ;
- enfm, des images issues du filtrage directionnel de Sohel, très inreressantes dans
1'6tablissement de la carte des réseaux de lin6aments du bassin .
Une interprètation de ces images LANDS AT TM réhauss6es et des donn6es du
champ magn6tique total coupl6es avec les infonnations géologiques de terrain à l'intérieur
d'un système d'infonnation à référence spatiale, fait apparaître:
-le contour exact du granite circonscrit de Séguéla en fonne d'un embryon tourné
vers le Nord-Est;
-et la fonne effilée de l'extrémité Sud du sillon intracratonique birrimien de
Boundiali dans ses rapports avec le granite de Séguéla dont l'intrusions brutale serait à
l'origine de la projection vers l'Ouest et de la disparition du sillon à la hauteur de Séguéla.
Du point de vue géochimique, la composition chimique des différents faciès
pétrographiques se caractérise par: .
CaO> MgOet Na20 > K20
(graniloïdes)
CaO> MgO el (1(20> Na20 ou Na2Ü > K20)
(granodiorite.dioritoïde el méta-mose)
CaO> MgO et Na20 > K20
(gneiss)
MgO> CaO ou Cao > MgO et Na20 > K20
(Amphibolite)
Toutes ces roches sont des aluminosilicates à caractère essentiellement calco-alcalin.
Par rapport aux minéraux cardinaux, elles se caractérisent par la prédominance assez nette
de la silice et de l'aluminium. Au contraire, les amphibolites sont de loin les plus riches en
fer
La silice et l'aluminium constituent les traits communs dans ces roches marquées par
les associations: Cao> MgO et KZO > NazO ou Cao> MgO et NazO > KZO; à l'exception
des amphibolites, dans lesquels MgO > Cao s'accompagne de NazO > K20. L'ordre général
d'abondance des éléments: Si > AI > Ca > Na > Mg > K> Fe>Ti> Mn est assez
caractéristique.
Les granites porphyroïdes et à grains fins, riches en biotite et en feldspath rose
dominant, granito-migmatites, gneiss oeillé et roches volcanosédimentaires et détritiques qui
caractérisent les aquifères du bassin, sont des aluminosilicates à caractère essentiellement
calco-alcalin; avec des tendances tholéitique, trondjémitique ou même komatitique peu
marquées. Dans le diagramme (IA,m de Pupin J.P. (1987), leurs populations de zircon se
regroupent essentiellement dans le domaine 4 des gisements de granites hybrides, d'origine
crustale et mantellique: granites calco-alcacalins à caractère sodique et magnésio-
wtassique faiblement marqué.
La grande hétérogénéité des faciès pétrographiques qui caractérise le bassin, favorise
probablement le développement d'importantes surfaces de discontinuités (fractures et
figures d'altération) susceptibles de guider la mise en place des réservoirs d'eau dans le
socle.

---

CHAPITRE 3
PHENOMENES DE FRACTURATION ET D'ALTERATION DES
ROCHES ET POSSmILITES DE FORMATION DE RESERVOIRS
D'EAU SOUTERRAINE DANS LE SOCLE
En Côte d'Ivoire, l'idée du rôle joué par de grandes dislocations génératrices de fosses
géosynclinales remonte à Arnould M.(1961). En 1963, Spengler et ses collaborateurs
décrivent la faille des lagunes: ils font remarquer que cette dernière est une faille nonnale et
non un décrochement comme le pensent certains auteurs (Spengler A.et al. 1963). Depuis, de
nombreux chercheurs ont publié d'importants travaux sur les accidents affectant le socle
ivoirien: Spengger A.et al. (1964), Tagini B. (1965 et 1971); Bard J.P. (1974), N'da A.(1976),
Bessoles B. (1977), Tastet J.P.(1979), Lemoine S.(l982), Vidal M.et al. (l982)jSimon Ret al
(1983), Vidal M.(1984-86-87), Fabre R.et al. (1985-87), CaIIÙI J.(1984), Faillat J.P.(1986),
Leblond P.(l987).
A la faveur de tous ces travaux, les principaux faisceaux de failles de Côte d'Ivoire
sont connus:
- les sillons intraconiques birrimiens épousent les mêmes directions que
les accidents NE-SW (N30-40o est la direction tectonique birriIIÙenne d'Afrique);
- la limite entre les domaines libérien et éburnéen est marquée par la faille
subméridienne de Sassandra qui appartient à une famille d'accidents NS bien connue dans le
Pays;
- et les accidents N120-125° observables au SW et au NE du pays où ils logent
généralement les filons de dolérites.
En Côte d'Ivoire, les failles qui ont fait l'objet d'étude sont, en première observation,
peu nombreuses et signalées de façon ponctuelle: failles de Wango-Fitini, Danané, Dimbokro,
Soubré, Brobo, Mont Boutourou, Aboisso, Volta, Mont N'zi, Mont Trou, Gô et des lagunes.
La rareté de ces failles est vraisemblablement en rapport avec les mauvaises conditions de
leur observation sous les horizons d'altération.
Au contraire, l'utilisation de la photogéologie, a IIÙS en évidence dans plusieurs
localités du pays, la présence d'un nombre important de linéaments dans le socle cristaJlin. De
ce point de vue, les travaux de KnopfD. (1969), Camil J. (1984), Faillat J.P. (1986), Le Blond
P. (1987), Soro N. (1987), sur les régions de Man, Yamoussoukro, Toumodi, La Mé et Bobi,
sont les plus significatifs. En utilisant les images satellitaires à des échelles variées: 1153 000;
1/20000; 1/5000; 1/1 000 et 11200000, Faillat J.P.a relevé en tout, plus de 6132 linéaments
sur les secteurs de Dimbokro et Yamoussoukro. En 1969, Knopf D.publia sur la zone
diamantifère de Séguéla, une carte linéamentaire établie à l'aide de la photographie aérienne:
elle comporte environ 940 éléments. Au contraire, le nombre de linéaments satellitaires,
relévés en images Landsat à 11500 000 par Soro N.en 1987 sur le bassin de la Mé, est assez
réduit. C'est la preuve que la qualité des images et l'expérience de l'opérateur sont des
conditions nécesaires à une meilleure exploitation des photographies aériennes.
Par conséquent, malgré "les difficultés d'observations liées à la qualité du matériel
photographique et à la présence des recouvrements altéritiques qui masquent le plus souvent
les informations géologiques sous nos climats, il ne fait aucun doute que le socle cristallin de
Côte d'Ivoire, soit affecté par des accidents multiples. susceptibles de favoriser l'altération
des roches et la formation des réservoirs d'eaux souterraines, accidents dont les témoins
actuels sont encore visibles à l'affleurement.

---

-
94 -
3.1 ETUDE DES PHENOMENES DE FRACTURATION AL' AFFLEUREMENT
Du fait de leur importance vis-àvis de la tectonique cassante, 83 affleurements sur 145
ont été retenus, en vue d'une étude des caractéristiques de la fracturation. D'une manière
générale, le basssin versant de la Marahoué est marqué par une complexité tectonique
remarquable, rendant toute analyse de phases compressives délicate. Cependant, les témoins
de la tectonique cassante et fou souple sont observables partout sur le bassin.
3.1-1 FOLIATION, SCHISTOSITE, RUBANEMENT, STRATIFICATION ET
GNEISSIFICATION
Dans l'ensemble, les indices de plissements des terrains sont reconnaissables partout
dans les migmatites et les séries volcano-sedimentaires, notamment dans les schistes
birrimiens le plus souvent redressés à la verticale.Sont associées à ces plis, des figures
géométriques très caractéristiques nées d'une tectonique souple qui montre que sous l'effet
des contraintes tectoniques, les roches ont été affectées par les structures planaires et
pénétratives qui ont tendance à les débiter en feuillets parallèles et de même minéralogie, en
donnant les schistosités de flux ou de fracture.
Les mesures réalisées sur les directions de foliation, schistosité, rubanement,
stratification et gneissification dans le bassin révèlent que toutes ces structures sont quasiment
orientées dans la même direction (N20-600), qui est en Afrique la direction tectonique
birrimienne (Figure 42).
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N
N
NE
NE
NE
-E
-E
-E
Foliation
Schistosjt~
Stratification
Rubonnement
Gneissificotion
SE
SE
SE
s
s
s
Figure 42.Distribution, par classe.d'orientation, du nombre des mésures de foliation, schistosité,
stratification, mbanement et gneissification dans le bassin versant de la Haute Marahoué
On note une prédominance très nette de ces structures dans les directions N20-30° et
N30-40. Seuls le rubanement, la stratification et la gneissification présentent souvent de rares
témoins dans la direction N 170-180°; tandis que la foliation et la schistosité sont très
négligeables dans le sens N-S.

---

- 95 -
3-1-.l SYMBIOSE ENTRE FRACTURES ET PLANTES: ASPECT
BIOLOGIQUE DE LA FRACTURAnON
Dans les roches cristallines g6n6ralement sans eau et donc aust~res à la vie, les
fractures sont très recherch6es par les plantes qui y trouvent l'eau et les substances nutritives
n6cessaires à leur croissance. Mais en revanche, un arbre bien nourri grâce aux apports
provenant de la fracture qui le porte, participe à l'accentuation de la fracture et à l'6cartement
des blocs (planche 9. Photos 31 à 34).
Ainsi, les plantes ''fracturophiles''.de la f~e de :
- Parinari curatellifolia chrysobalanaceae
- Vitex deniana verbenaceae
- PterocarPus 6rinaceus
- Anthonatha crassifolia caesalpiniaceae
- Ficus platyphylla moraceae
- et Mzelia africana caesalpiniaceae
espèces d6termin6es par le professeur Ak:6 Assi, ont la facult6 de créer à l'intérieur des roches
de véritables conduits d'eau par leurs sys~mes racinaires généralement tr~s devéloppés
L'attaque la plus sévm: est attribuable aux plantes de nature parasitaire commme le figuier
étrangleur (g. Ficus bubu; g. Ficus moraceae ou g. Ficus anomani ) dont les syst~mes
racinaires ont la faculté de se ramifier pour prendre l'allure d'un filet de pêche, capable
d'arracher aux roches, des 6cailles de taille considérable (photos 31 et 32).
3.1.3 EVOLUTION ACTUELLE DES PHENOMENES DE
FRACTURATION
Dans les granito-migmatites du bassin, les manifestations actuelles de la fracturation ,
sont dues à un climat tr~s contrasté (chaud pendant le jour et froid la nuit), sec et humide.
Elles revêtent des aspects variés qui aboutissent en général à la fragmentation et à la
dislocation des massifs. La fragmentation et la dislocation se produisent sous forme de
cassures diverses: en bris, blocs, damiers ,chaos
ou par décollement des écailles et
élargissement des fentes sous l'action des plantes (planche 10: Photos 35 à 38).
À) DIACLA.SAGE, DISLOCATION ET FRAGMENTATION
Des cassures très diverses, non généralement guidées par un principe tectonique
particulier, résultant probablement d'un simple vieillissement m6canique des roches, affectent
les affleurements de types variés: granites, schistes, grauwackes, flancs des dômes et
inselbergs gnanitiques ou écailles de granites décollées, isolées et flottant à la surface des
affleurements Ces cassures inombrables et de directions variées d6coupent la roche en menus
morceaux, en donnant des figures polygonales, rectangulaires, triangulaires, angulaires et
même circulaires (photo 35).
On distingue également, à coté de ces accidents, les fractures d'origine tectonique à
tracé rectiligne Celles-ci logent le plus souvent les fùons de quartz, de felsdpath ou des
plantes vasculaires très destructrices. Les fractures d'origine tectonique sont les plus
nombreuses et les mieux développées. Leur longueur varie de quelques m~tres à plusieurs
centaines de m~tres voire kilom~tres; et leur largeur est de l'ordre du centimétre en absence
des végétaux et des injections hydrothermales (photo 36).
Les filons de quartz matérialisent toujours la présence d'anciens plans de cassures
dans la roche. Plus tard, à la suite des contraintes tectoniques postérieures à la montée
hydrothermale, ces filons vont se briser en plusieurs morceaux en donnant du quartz
tronçonné à l'intérieur de la fracture. Dans certains cas. ce phénomène donne lieu à un
alignement de boules de quartz noyées ou flottant dans les altérites, suivant le tracé des
mégafilons (Photos 37 et 38).

---

- 96 -
1
,1
Photo 32 - Mise en ploce de systèmes rocl-
naires en toile d'araignée outour d'un bloc de
grauwacke en vOIe de décollement par un
jeune figuier étrangleur dans les environs de
GDongogo (s/p de Dlanro)
(
Photo 33 - RemplIssage de fractures per
Photo 34 - Ecartement de blocs per une
le système raClnalre de plantes vascu-
plante vasculelre poussent dans une frec-
1al res de s envI rons dei a vlli e de Menk ono
ture offectent un feciès de gneiss oeil1è du
vIl1egedeLokole(s/pdeDlenre)
PLANCHE ô - FRACTURATION

---

- 97 -
1
1
Photo 35 - Cossures en bri s dons un fl onc de grou-
Photo 36 - Froctures vides lntlto-
wocke en "dos de boleine" des environs de Gbongogo
lement occupées por un tronc de
(s/p de Di onro)
pl onte voscul oi re dons 1es envi rons
de Lokol 0 (s/p de Di onro)
Photo 37 - Fi 1on de quortz tronçonné por des froctures
tronsverses nées des controintes tectoniques posté-
rieures li 10 montée hydrothermole des environs de
Korotou (s/p de Dionro)
1
Photo 38 - Soi11ie d'une boule de quortz li micro-fis-
sures mul tip1es dons des 01 téri tes des environs de Li-
poro (s/p de Horondo)
PLANCHE 9 - FRACTURATION

---

-
98 .-
Ces boules ~uvenL êtrè noralbreuses. espacées de t::usieurs mètres et sallonger sur de-s
dizaines de kilom~tres dans les directions N30-40° et N120-140° gui sont les principales
directions épousées parla'plupan des filons de la région. La taille d'une boule peut atteindre.
de 1 à 2 ou 3 ,m~tres de large et de 3 à 7 m~tres de long. Elles sont étirées dans la direction
imposée par l'iorientation générale du filon auquel elles appartiennent; et présentent, outre les
fractures rectilignes, plusieurs plans de cassures conchoïdales caractéristiques.
A pro~imité du village de Gbominasso (S/P de Dianra), nous avons visité le plus bel
affleurement de quartz tectonisé du bassin. Des faisceaux de fractures de directions pa.rall~les
très caractéristiques découpent le quartz affleurant dans une colline, suivant des plans de
failles à rejet millimétrique. Les' différents compartiments entre les plans de failles sont
orientés NE-SW. D'autres cassures moins distinctes·viennent cisailler obliquement ou de
façon quelconque les précédentes, mais leur influence est moins marquée (Photo 39).
.'
Fractures transverses
à la direction birrimienne
Série de fractures parallèles
de direction birrimienne (N300)
Photo 39. Afl1euremenl de mégafilon de quartz dans les environs de Gbominasso (Sous-
préfeclure de Dianra)
B) FORMATION ET DECOLLEMNT D'ECAILLES DE GRANITE
1
Dans le bassin de la Haute Marahoué, des carapaces en fonne de coupoles sont
fréquemment' arrachées à la surface des affleurements. Le décollement se produit suivant un
plan de moindre résistance dans la roche, subhorizontal et un peu convexe vers le bas.
1
L'épaisseur des écailles varie du centimètre à quelques mètres. Le maximum est atteint dans
le centre de ~a coupole, alors que dans les zones périphériques, l'écaille devient très mince
(Planche Il. Photos 40 et 41).
1
Les écailles se brisent en donnant des figures en damiers dont l'altération à une échelle
plus réduite, est à l'origine des "tablettes de chocolat" dont nous parlerons plus loin (Planche
Il. Photo 42). Elles proviennent de l'exposition et du dégagement des roches qui, autrefois,
1
s'étaient refroidies sous le poids d'épaisses couches de terrains. La libération de ces roches à
1
1

---

-
99 -
Photo 40 - Carapaces en
forme de coupole décollée à
la surface d'un granite, à la
faveur
du
grossissement
d'un tfonc d'arbre dans les
environs de Mahan (slp de
Sarhala)
1
Photo
41
Décollement
et
glissem~nt d'une écaille à la surface
d'un affleurement de granite dans
les environs de Tonhoulé (s/p de
Massala)
1
Photo 42 . Décollement, suivant un plan de moindre résistance sub-horizontal, d'une écaille de
granite migmatitique découpée en polygones par des fractures ouvertes dans la région de
Mangbaran (s/p de Séguéla)
PLANCHE 10 - FRACTURATION

---

1
- 100 -
li
la surface du sol, en présence de l'oxygène, du gaz carbonique et d'eaux mét6~:iques CL à une
température très faible, provoque leur décompression et leur exfoliation qui donnent des
l
,
;
"1 ;,
écailles.
;
" ' " , J j
.. ,.)
Des études de directions, longueurs. largeurs et ouvertures des accidents, suivies d'une
détermination de la nature du remplissage et de l'orientation des éléments de la tectonique
l
souple: schistosité, foliation, rubanement, stratification et gnessification, nous ont pennis de
l
distinguer les directions les plus fracturées de celles qui sont moins affectées par la tectonique
cassante dans le bassin. Les résultats d'étude statistique sur l'ensemble des fractures relevées
à l'affleurement et sur les images satelJ;Ï~s seront exposées plus loin.
1
,
3·2 RESEAUX DE LINEAMENTS REGIONAUX DU BASSIN VERSANT DE
LA HAUTE MARAHOUE: CARTOGRAPHIE A L'AIDE DES DONNEES
LANDSAT TM ET DU SIHRS
T
Le traitement d'images Landsat TM par les techniques variées de réhaussement
évoquées plus haut, à l'intérieur d'un système d'information hydrogéologique à réf~c.e
1
spatiale (Sll:IRS), a permis de mettre en évidence et de cartographier les réseauX. de
J"
linéaments régionaux du bassin de la Haute Marahoué.
1
l,
3·2·1 CARTE DES RESEAUX DE LINEAMENTS DU BASSIN
i
1
Dans les études antérieures de fracturation en images satellitaires, un linéaments fut
d'abord considéré comme tout alignement visible sur les photographies aériennes (Hobbs
J
B.E. 1904; in Vidal M. 1987). Par conséquent, il ne traduisait pas toujours la trace d'un
1
accident tectonique profond dans le sens de ce que pensent les structuralistes. Bien au
1
contraire, il désignait plutôt des structures diverses: limites géologiques, ruptures de pente,
J
modifications dans le tracé d'un cours d'eau ou d'une structure quelconque,variations de
faciès et quelquefois aussi les zones fracturées. Ce doute était logique et reflètait les
1
difficultés d'observation des fractures sur des images photographiques peu maniables. Dans
ce travail, nous désignons par linéament, la manifestation réelle d'un accident tectonique
J
véritable, dont la nature ne souffre d'aucun doute, du fait des possibilités immenses de
i
1
visualisation des structures qu'offrent l'utilisation de la télédétecti9A numérique et du~!lj~S,."_.,_
"--'1
La carte du relevé détaillé des linéaments comporte près de 16 000 segments
1
assimilables à des fractures. Les linéaments ont été identifiés sur les images TM, décrites dans
le chapitre précédent, grâce à l'exploitation des possibilités du système d'information
l
hydrogéologique à référence spatiale qui permet l'affichage de compositions colorées et
l'édition de fichiers vectoriels. Cette carte, présentant les linéaments d'importance régionale
associés aux accidents majeurs dans le socle, a été préparée à l'aide principalement de la
combinaison TM6+TM7; du rapport de bandes TM7-TM4 1 TM7 + TM4 et du filtrage
directionnel de Sohel utilisant la matrice de 7 x 7 m.. D'une manière générale, les multiples
accidents du bassin se répartissent selon les quatre principales directions tectoniques
d'Afrique: N170-19O°, N80-100°, N30-60° et N120-160° (Figure 43).
A) DISTRmUTION DES DIRECTIONS D'ACCIDENTS
Sur des mesurées effectuées à l'affleurement et en images satellitaires~6us avons
entrepris une analyse fréquentielle de la répartition des longueurs totales et du nombre des
fractures dans les différents secteurs du bassin: Sud; Centre et Nord (Figure 44 à 47).

---

'29-N
730000
750000
770000
790000
810000
8"28'28"H
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FIGURE 43
SECTEUR NORD DU BASSIN
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750000
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Figure 43.Cane des réveaux de linéaments du bassin versant de la Haute Marahoué, établie à
l'aide des images Landsat TM rehaussées interprêlées à l'intérieur du SIHRS
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1
- 104 -
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• SECTEUR NORD
Au Nord et à l'affleurement, la majorité des fractures est enregistrée dans'laldirection
E-W: N80-90° ( avec 10,3 % des fractures représentant 20,63 % des longueurs). Cependant,
d'autres pics secondaires s'individualisent assez bien: N60-70 ; N40-50° ; N70-80° et N90-
100°; les autres classes de direction étant ici très négligeables (Figures 44-1 et 44-2).
Au contraire, les linéaments satellitaires sont répartis à l'intérieur de plusieurs classes
de direction d'importance plus ou moins égale: NO-10°; N40-500; N30-400; N80-900; N130-
140° et NI40-1500; avec une prédominance assez nette de la direction: NO-10° la plus
fracturée de toutes et qui représente 9,8 % du nombre et 9;9 % des longueurs de l'ensemble
des fractures (Figures 44-3 et 44-4).
• SECTEUR CENTRE
A l'affleurement, les trois pics directionnels des fractures les plus remarquables
s'observent dans les classes dfofiêhtation: Nloo-rloo. NI20-1300~0-120°qui totalisêhl
plus de 40 % des longueurs pour 20 % des fractures. En général, ces fractures sont en nombre
réduit (8,6 ; 5,9 et 5 % de l'ensemble), mais de longueur relativement grande (12,13; 12 et
II,75 %). Secondairement, les directions: N130-1400 et NO-10° se caractérisent par des pics
relativement faibles (Figures 45-1 et 45-2).
A l'opposé du cas précédent, dans les images satellitaires, le secteur centre du bassin
est marqué par l'importance de quatre classes d'orientation: N40-500; NO-10°; N130-140o et
N2D-30o et à un degré un peu moindre par: NNIO-20o et N30-40o (Figures 45-3 et 45-4).
Comme on le constate, les fractures mesurées à l'affleurement, du fait probablement
de leur taille assez réduite, sont assez différentes de celles qui ont été repérées dans les images
satellitaires.
• SECTEUR SUD
Dans le secteur Sud, lescdeux classes.cde direction de .fraetuEes~Je.~~J!lusodominantes-à- =
l'affleurement sont: Nloo-110o et N90-100° qui totalisent respectivement ll,2 et 10,2 % du
nombre total des fractures du secteur et sont de surcroit les mieux devéloppées, puisque
représentant 22,8 et 19,5 % des longueurs totales. Dans la direction NO-10°, s'individualise
également un pic de faible importance correspondant à 7 et 8 % du nombre et des longueurs
de fractures (Figures 46-1 et 46-2).
En images satellitaires, la distribution des pics directionnels diffère en grande partie de
celle des fractures affleurantes, à l'exception de la classe N30-90° dont les fractures sont bien
visibles tant à l'affleurement qu'en images sateliitaires. D'une manière générale, l'essentiel
des linéaments du secteur Sud s'observe dans les classes de direction: NI40-1500; NO-10°;
N40-500; NI30-140° et N80-90°, où les pourcentages du nombre des linéaments,
respectivement voisins de ceux de leurs longueurs correspondantes, atteignent 37,5 % contre
38,4 % pour la longueur (Figures 4~-3 et 46-4).
En conclusion, à l'affleurement les fractures sont généralement peu nombreuses, mais
bien devéloppées;et s'observent principalement dans les dmétions: Nloo-110° et N90-1oo°
et accessoirement NO-10°. Leur distribution est assez différente de celle des linéaments
satellitaires dont les pics les plus remarquables s'associent aux directions tectoniques: NO-
10°, N40-50° et N130-140° (Figure 47).

---

SECTEUR NORD
, 1
~
~
\\.
Nombre des fraClures à l'affleurement
o
Longueur des fractures à l'affleurement
(J1
l '!
: )
o
z
Figu 44 . Distribution par classe d'orientation des longueurs et
du nombre des fractures relevées à l'affleurement et
Longueur des fractures en images satellitaires
~~
en images satellilaires dans le secteur Nord du
Nombre des fractures en images satel1itaires
bassin de III Haute Mllrahou6

---

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SECTEUR CENTRE
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Longueur des fractures li: l'affleurement
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1
Fi~u 45. Distribution par classe d'orientation des longueurs et
r
du nombre des fractures relevées à l'afOeurement et
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en imag~s satellitaires dans le secteur centre du
~ ,~
bassin de la Haute Marahoué
Nombre des fractures en images satellitaires
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,

---

o
z
SECTEUR SUD
Longueur des fraclures à l'affleurement
Nombre des fraclures à l'affleurement
~
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...
Figu 46 . Distribution par classe d'orientalion des longueurs et
du nombre des fraclures relevées à l'affleuremenl et
Nombre des fraclures en images salellirnires
en imHges sHlelliwires dans le secleur Sml dll
hassin de la Ilallle Marahollé
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---

o
Nombre des fractures à l'affleurement
1-'
or-:::-r-
o
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Nombre des fractures en images satellitnires
Figu 47 . Distribution par classe d'orientation des longueurs et
du nombre des fractures relevées à l'affleurement et
en images satellitaires dans l'ensemble dll
bassin de la Hallle Marahoué
Longueur des fractures en images satellitaires

---

- 109 -
D) MEGAFRACfURES D'IMPORTANCE REGIONALE
L'étude des mégafractures dans des images satellitaires, à une échelle plus réduite
(1/1.000.000), fait apparaître l'organisation spatiale des accidents majeurs dans le socle
ivoirien et peut-être d'Afrique (figure 48).
• Direction N170-190°
1
Elle correspond au grand couloir de cisaillement de Séguéla (NI800; 166 km de long
. et 5,6 km de large à l'echelle du bassin) et aux failles de Massala (NI800), Yérétyélé (N195°)
, et K.aramokola (N 170°).
• Direction N80-100°
Les accidents de cette direction sont assez discrets. Ce sont les failles de Kondogo-
Ouakm mesurant 83 km à l'intérieur du bassin (N900), Souasso-Forotoutou (90°) et Kénégbé-
Bayani (N800). Ces accidents ont un caractère discontinu en images satellitaires, à cause
probablement de l'influence fréquente d'autres directions de cassures qui les découpent en les
décalant.
• Direction N30-60°
C'est la direction la plus pourvue en accidents majeurs. On y distingue les couloirs de
cisaillement de Morondo (N35°), Gbominasso (N500), Kani (N400) et Bobi (N73°); et les
failles de Djibrosso (N75°), Faraba (N400), Douala (N600) et Nandala (N55°). A l'intérieur
du bassin, ces couloirs présentent respectivement les dimensions suivantes: 70; 98; 92 et 65,7
km pour la longeur; et 8,6; 8,7; 4,8 et 2,8 km pour la largeur.
• Direction NllO-160°
Elle caractérise les couloiI:.s de Dianra (NI23°; 103 km de long et 5,5 km de large) et
d~Mankono (NI200; 9..9_1aJ.l de- long et 4 à 9,5 km de large) et les accidents de GBokolo
(N1400) , Sarhala (NI200) et de-Marhana (NI100).
C) STRUCTURES LINEAMENTAIRES DIVERSES
Nous avons observé dans les images issues du bassin, outre les mégafractures, des
linéaments majeurs de fonnes géométriques très variées: rectilignes, polygonales, en toiles
d'araignées, en étoiles, en structures circulaires, en damiers et en croissants de lune (Planche
12. Photos 43 à 47).
• MEGALINEAMENTS RECTILIGNES
Les mégalinéaments rectilignes présentent un tracé assez net en images. On les
observe dans le sillon birrimien, à l'Ouest de Séguéla (dans la come de Worofla ) et à Sarhala
(Photo' 43). LeuYépaisseur est liée à l'importance de l'altération düférentielle qui affe.cte les
roches au droit de la fracture. La superposition de plusieurs directions de cassures provoque
sur leur tracé, des découpages multiples dans le socle, des décrochements, des brisures et des
rotations notables sur les directions préexistantes.

---

- 110 -
1_'21"11 7:I000O
7:I000O
nooao
110000
_'21'"
.,.
~
i
,
LÉGENDE
i
N
i
t § COULOIRSDECISAILLEMENTS
R
1 Séguéla
8 Morondo
1 9 Gbominasso
10 Kani
Il Bobi
16 Dianra
17 Mankono
j
FAILLESI~RT~S
1 2 Massala
3 Yérétyélé
4 Karamokola
5 Kondogo-Ouakro
i 6 Souasso-Forotoutou
7 Kénég bé-Bayani
12 Djibros
13 Faraba
14 Douala
~
, 15 Nandala
•
R
18 Sarhala
19 Gbokolo
i
Figure 48 .Cane des accidents majeurs du bassin versant de la Haute Marahoué. établie à l'aide
des images Landsat TM réhaussées • interprêtées à l'intérieur du SIHRS

---

-
111 -
Photo 44 - Structures endomiers de Gbon-
gogo (s/p de Dionre)
Photo 45 - Frocturotlon en petit et
en toi le d'oroi gnée off ectont 1e gro-
ni te ci rconscrit de Ség ué 10
NB - Ces di fférentes structures ont
été observées en ;moge.sc -selel1i-
toires interprétées dons un SI HRS
r ~
Photo 46 - Structure en étoile 6 proximité de
Photo 47 - Structures circuloires dons 10
le source de le Merehoué
régIon de ô6(nétou (5/p de Morondo)
PLANCHE 11 - FRACTURATION EN IMAGES SATELLITAIRES

---

1
-
112 -
~
·~fRUCTURESPOLYGONAL~S
Les structures polygonales sont d'extension ~gionale. Elles·guident ici et là, l'allùrê-'"
du ~seau hydrographique au sol, comme c'est le cas dans les localit6s de Djibrosso et
~
Banandj6, près de Morondo. Dans certains cas, les fonnes rectangulaires prennent l'allure de
v6ritables damiers (Photo 44).
~i
• LINEAMENTS EN TOILES D'ARAIGNEE
1
Les structures en toiles d'araignée, sont caract6ristiques du granite circonscrit de
i
S6gu61a. Ce sont des cassures en petits, pouvant r6sulter d'un refroidissement par
desquamation de la surface du granite. La toile la plus importance se situe à la confluence des
1
rivières Kohoua et Yarani, à l'Est de la ville de S6gu61a. Elle correspond au croisement de
plusieurs directions de fractures logeant les principaux cours d'eau du secteur (Photo 45).
1
11
• STRUCTURES EN ETOILES
Les structures en étoiles sont observables au Nord-Est du bassin, à l'endroit où la
1
Marahoué prend sa source. Ici, les accidents créent entre eux, de belles figures en étoiles
1
1
assez nombreuses dans la région et de taille variable. Une structure en étoile résulte du
croisement, en un point dans le socle, de plusieurs directions de fractures différentes. Dans les
1
cas que nous avons décrits, les directions les mieux devéloppées correspondent à NE-SW;
NW-SE et N-S et secondairement à E-W (Photo 46).
i
1
• STRUCTURES CIRCULAIRES
Des structures en "oeufs" ou de fonnes ovales ou arrondies découpent ici et là, le socle
1
en rapport avec les intrusions granitiques très nombreuses dans la région (figure 49): ce sont
des structures circulair~~ comme l'indique la Photo 47. Une structure circulaire apparait
comme une platefonne granitique localement nue, fracturée ou non et entourée d'une ceinture
1
de discontinuités en creux. La taille de cette ceinture est d'autant plus grande que l'altération
qu'elle favorise est plus- intense. Les structures circulaires résultent d'un croisement, en un
même point, de plusieurs faisceaux de cassures de directions différentes. Il en existe deux
1
types: les structures sèches et celles qui sont humides. Les unes sont des lieux d'évacuation et
les autres des lieux de concentration des eaux à travers les réseaux de fractures.
D'une façon générale, ces accidents s'intègrent parfaitement à la tectonique cassante
1
de la Côte d'Ivoire où ces couloirs de cisaillement correspondent à des directions majeures
dans le socle.
1
0) COMPARAISON AVEC LES DISCONTINUITES
AEROMAGNETIQUES
1
La plupart des linéaments. relevés en images satellitaires sont de véritables
mégafractures signalées ici et là, par les travaux antérieurs de géophysique (aéromagnétisme)
réalisés, dans le bassin de la Haute Marahoué, au cours des ~n~ées 1975-78 par la Soci~tç
.~_.I
canadienne Kenting Earths Sciences .Par exemple, si l'on examine direction par direction les
accidents aéromagnétiques relevés, on constate les faits suivants (Figure 50):
- direction subméridienne: une portion non négligéable du couloir de Séguéla (1) est
1
tracée avec un léger décalage vers l'Ouest dans le coin Nord du bassin; ici, le couloir découpe
d'autres cassures de même importance et d'orientation E-W; un autre tronçon de cet accident
est également visible au Nord de la ville de Séguéla; en outre, au Nord-Est du bassin, les
1
failles de Massala (2) et de Yérétyélé (3) et dans le sud, celle de Massala uniquement sont
également bien reconnaissables.
1
1

---

- 113 -
110000
N
-- --1
1
1
o Structure circulaIre
Faisceau de linéarnzents
associés aux structures
circulaires
Figure 49.Cane des structures circulaires du bassin vervant de la Haute Marahoué, établie à
l'aide des images Landsat lM réhaussées, interprêtées à l'intérieur du SIHRS

---

-
114 -
Couloirs de cisaillement
I-ségiiék
8-Morondo
9-Gbominasso
)
10-Kani
Il-Bobi
16-Dianra
17-Mankono
Failles importantes
2- Massala
3- y érétyélé
5- Kondogo-Ouakro
12-Djibros
13-Faraba
14-DouaJa
15-Nandaa1a
18-Sarhala
.........\\\\)
"
Figure 50. Relations entre les discontinuités aéromagnétiques relevées par Kenting Earth
Sciences Ltd et les accidents majeurs en images satellitaièes du bassin de la Haute
Marahoué

---

- 115 -
- <i4[ectjon NE-SW: des morceaux des couloirs de cisaillement de Morondo (8),
Gbominasso (9) et Kani (l0); ainsi que ceux des failles de Kondogo-Ouyakro (5), Faraba
(13), Douala (14), et Nandala (15) sont bien observables;
- direction NW-SE: les couloirs de Dianra(l6) et de Mankono(17) et la faille de
Sarhala (18) sont en partie visibles.
Ces résultats montrent clairement, qu'il existe une assez bonne concordance entre les
linéaments régionaux que nous· avons observés en images satellitaires et les mégafractures
aéromagnétiques des anciens auteurs dans le bassin.
E) RELATIONS AV.EC LE RESEAU HYDROGRAPHIQUE
A l'intérieur du SlliRS, une première étude des relations entre les accidents relevés en
images satellitaires et le réseau hydrograpysique a été faite dans le secteur couvert par le
granite de Séguéla. Cette étude montre que la Marahoué et le Yarani coulent dans deux
faisceaux d'accidents N-S et E-W dont le point de croisement à angle droit, correspond à la
confluence des deux rivières. Dans ce secteur, tous les bras de cours d'eau coulent dans une
fracture affectant le granite, ce qui donne une assez bonne similitude entre le réseau
hydrographysique et cebli des linéamants satellitaires (Figure 51).
Figure 51.Relations entre reseau hydrographique et reseau de fractures affectant le granite
circonscrit de Séguéla, interprètées à l'intérieur du SIIIRS
Ces résultats sont conformes à l'état des connaissances acquises en Côte d'Ivoire et
d'une manière générale en Afrique de l'Ouest, sur le rôle joué par les accidents dans le
guidage des cours d'eau. En effet, en généralisant cette à l'ensemble du bassin versant de la
Haute Marahoué, on constate que les principaux fleuves s'installent toujours, tout au moins en
grande partie, dans les -axes dominants de drainage des eaux superficielles que sont les
grandes fractures dans le socle décrites plus haut (Figure 52).
-
• COURS D'EAU LIES AUX ACCIDENTS N-S
La présence du couloir subméridien de Séguéla est sensible sur le tracé du Yarani et de
ses affluents à l'Ouest de Séguéla, où ces cours d'eau coulent dans le sens N-S. Au Nord du
bassin, le long d'un axe passant du Sud au Nord par Siakasso, Komatou, Lipara, Faligaha et
Biya, l'influence du couloir est assez nette sur le tracé du Yarani et même de la Marahoué. Au
Sud, les traces de cet accident débordent largement les limites du bassin: elles sont visibles
Il

---

- 116 -
Couloirs de cisaillement
I-Séguéla
8-Morondo
9-Gbominasso
lO-Kani
ll-Bobi
16-Dianra
17-Mankono
Failles importantes
2- Massala
3- y érétyélé
1
4- Kanunokola
5- Kondogo-Ouakro
6- Souasso-Forotoutou
7- Kénégbé-Bayani
12-Djibros
13-Faraba
14-DouaIa
15-Nandaala
18-SarhaIa
19- GbOkoïo
20- Marhana
el
9
,
~ " . . .
~nt-h-r.sn--:-M-:;=--""=';;-----:;;;:;1;;;;-....::...---;idiiiii-.....:::L"'iiiiii~~
Figure 52.Relations entre réseau hydrographique et réseaux d'accidents majeurs affectant le
socle cristallin du bassin de la Haute Marahoué

---

- 117 -.
sur les rivières Lobo à la hauteur de Daloa et Sanpédro au point où cette dernière se jette
dans la mer. Au Nord, ce couloir oriente la rivière Mahandiabani, depuis le mont Kourouba
près de Boundialijusqu'au Mali.
• COURS D'EAU LIES AUX ACCIDENTS E-W
Au Sud du village de Forotoutou, l'accident de Souasso-Forotoutou d'orientation E-
W, intervient dans le guidage de la rivière Saouo qui se jette dans la Marahoué vers l'Est.
Cette dernière rivière est parallèle à une seconde (Farolodya) qui passe par Kani. Plus au
Sud, le Yarani se jette dans la Marahoué grâce à la faille de Marhana (NI100).
• COURS D'EAU LIES AUX ACCIDENTS NE-SW
Les accidents de cette direction n'influencent que très faiblement le réseau
hydrographique. Leur guidage se limite à des rivières de moindre importance. Par exemple, le
~. Couloir de Kani-n'influence que-Ie--Kohouê et le Kouroumbo; et ceux de Morondo et de
Gbominasso, quelques rivières d'orientation NE-SW. Dans la région de Sarhala, la
disposition parallèle des rivières NE-SW résulterait de la présence dans ce secteur des
accidents de même direction. Toutefois, les traces du couloir de Morondo sont observables
depuis le mont Patu Range du Libériajusqu'au Mali et au Burkina Faso.
• COURS D'EAU LIES AUX ACCIDENTS NW-SE
Entre Morondo et Dianra, le changement de direction qui affecte le tracé de la
Marahoué, qui passe du NS à NW-SE, est attribuable au grand couloir de Dianra. Les traces
de ce dernier sont visibles sur de nombreux petits cours d'eau entre Dianra et Siréba au NW
du Bassin, et même jusqu'en Guinée, sur la rivière Sankarani, coulant dans le prolongement
des accidents majeurs de Gaoual. Le couloir de Mankono oriente indiscutablement les
rivières de Kongou, Yauha et Gbara entre Sarhala et Djibrosso.
Ainsi, il existe une bonne concordance entre les directions tectoniques majeures
relevées en_ iInages satellitaires..~t le comportement du réseau hydrographique au sol. Les
accidents NW-SE et N-S sont les principaux axes de drainage des eaux de surface. Ils guident
généralement les fleuves les plus importants. Al'opposé, la direction NE-SW n'influence que
les affluents d'importance secondaire. On en déduit que la Marahoué et le Yarani sont
postérieurs aux accidents NW-SE et N-S et antérieurs à ceux de direction NE-SW .
D'une façon générale, en Côte d'Ivoire, l'influence de la plupart des mégafractures
affectant le socle est sensible sur une grande partie du réseau hydrographique..La plupart des
accidents observés dans ce bassin correspondent à des accidents d'importance régionale dans
le socle cristallin de Côte d'Ivoire et d'Afrique de l'Ouest. La carte générale des grands
accidents de Côte d'Ivoire en rapport avec le réseau hydrographique est fournie par la figure
53.
3-2-2 PRINCIPAUX ACCIDENTS ET LEUR EPOQUE D'APPARITION
EN COTE D'IVOIRE ET EN AFRIQUE DE L'OUEST
En Côte d'Ivoire, la mise en place des accidents majeurs serait la conséquence des
diverses manifestations orogéniques et des multiples phases tectoniques qui accompagnent
ces dernières .

---

-
118 -
lU
lU
des foyers sismiQues
~
,
A ri
1
m: M<3 @J :M~3 ,0:M>4
o
.1
Figure 53.Relations enlIe réseau hydrgraphique, accidents majeurs et principaux foyers
sismiques en Côte d'Ivoire
FajJJes Nord-Sud (1: Sassandra; 2: Séguéla; 3: Gagnoa; 4: Ndouci-Dimbokro-Brobo~5: Wango-Fitini; 6:
Abengourou; 7: Bouna; 8: Ayamé); Fames Est-Quest (9: Danané-Man); Failles NW-SE (l0: Tai; Il:
Soubré; 12: Guibéroua; 13: Marhana; 14: Dianra-Niakaramadougou; 15: Boundiali; 16: Tengréla-
Ferkessédougou; 17: Mt Boutourou; 18: Ferké; 19: Aboisso); Failles NE·SW (20: Guiglo; 21: Morondo;
22-23: Greenville- Niakaramadougou-Ferkessédougou; 24: Bouaflé; 25: Gô; 26: Agboville; 27: La Mé; 28:
La Bia).

---

- 119 -
A) ACCIDENTS NI70-190°
Les accidents de cette direction ainsi que ceux de Ja djrection NE-SW, jou~nt un rôle
assez important dans le guidage de la schistosité et de la foliation en Afrique de l'Ouest. Elles
caractérisent les plis et la plupart des contacts anormaux (CEFIGRE et ICWARM, 1983/3).
A l'Est de la Côte d'Ivoire, les accidents de la Bavé, Wango-Fitini, Monts Téhini et de
la Volta, d'orientation subméridienne, sont dans cette région les manifestations des fractures
N 170-190° (Vidal M.et Tempier P., 1982; Vidal M., 1983-84; Vidal M.et Guilbert Ph ,
1984); Vidal M., 1986). Dans le centre et à l'Ouest, les accidents de Brobo, Haut N'zi et
Sassandra appartiennent à cette même direction (Tagini B., (1971); Lemoine S., 1982).
En Côte d'Ivoire, les fractures submériennes (NOOO) affectent et sectionnentles filons
doléritiques du Sud-Ouest, en mouvements dextres dans les localités de Taï, Débo et
Monogaga (Faillat IP., 1986; cite KnopfD., 1967; in Papon A., 1973).
En Afrique de l'Ouest, deux accidents majeurs de cette direction sont connus au
Bénin: raiUe de Kandi (Guitauld R.et Alido~:~1981) ; et au Mali: f~n.e de Kidal- Takellout
(BalI E.et Gaby R., 1984).
Au cours de l'orogénèse panafricaine, les accidents NS auraient été engendrés par des
raccourcissements NNE-SSW (00-60°) responsables des rejets dextres de la plupart des
fractures de ce type. Des datations au KlAr réalisées en Côte d'd'Ivoire, au libéria et à la
frontière sénégalo-guinéo-malienne, sur les dolérites et les manifestations tholéitiques liées
aux prémices de l'ouverture de l'Atlantique, ont permis d'estimer à 200 M, l'âge des
accidents NS qui découpent les dolérites au SW en Côte d'Ivoire comme nous l'avons vu plus
haut.
B) ACCIDENTS N 120-160°
La mise en place des accidents de cette direction est liée à l'oragenèse hercynienne
(350 M A): ce sont eux qui logent les dolérites du SW de la Côte d'Ivoire (Tagini B., 1971).
Les fractures les plus fréquentes sont N 130° (direction libérienne d'Afrique). L'apparition
des accidents accessoires_ de même âge et d~Qri~ntationdifférente est déduite de l'exitence à
certains endroits d'autres filons de dolérites de direction N15 et N25° (Vidal M., 1986, Faillat
IP., 1986).
Les accidents N130°, ainsi que ceux d'orientation N-S et N30-40° sont responsables
du découpage des accidents N30 et du découpage en blocs des ensembles géologiques de
Côte d'Ivoire. La plupart de ces accidents sont également à rejets dextres.
Deux accidents majeurs de cette direction sont connus à l'Est de la Côte d'Ivoire:
- accident des monts Boutourou qui s'étend du Ghana au fleuve Sénégal, en passant
par les grès de Sikasso et la fenêtre libérienne de Kayes;
- accident d'Aboisso, parallèle à celui des Monts Boutourou, qui va depuis Dixcove-
Yamé jusqu'en Afrique centrale, en passant par Tillabéry-Bussa au Niger, les granites
syntectoniques d'Odienné et de Kankan et les séries birrimiennes de Bouré-Siéké (Nord-
Ouest de Kankan).
Toutes ces directions-NI20-150° traduisent en Afrique de l'Ouest les manifestations
de l'ouverture de l'Atlantique ente 180 et 200 MA.
C) ACCIDENTS N30-60°
La direction N 30° est la direction tectonique éburnéenne en Afrique de l'Ouest. En
Côte d'ivoire, les accidents N 30-60° les plus remarquables sont ceux des Monts Trou, ~e

---

-
120 -
l
Soubré et de Uimbokro. Dans le socle, à la bordure du bassin sédimentaire, cette direction
donne également naissance à des accidents reconnus majeurs comme la faille de Gô (N300), à
.)
l'Ouest de 'Grànd-Lahou et dont le rejet,-déduit'des coupes géologiques des forages'~:-·
d'Adiadon et de Groguiba, distants de 5 km, atteint 1800 m (Simon P.et Amakon B.,1983;
Tagini B.,1971 et Fabre R., 1987).
l
Les accidents appartenant à la direction N30-40° sont apparus à la faveur de
l'orogenèse panafricaine (600 MA), comme en témoignent certains filons de dolérites
d'orientation N 40-60° sur les affleuremenents de Débo et les alignements N 60° de ceux de
l
Monogaga (Faillat J.P., 1986).
]
D) ACCIDENTS N 80-100°
Les décrochements N 80° dextres sont fréquents depuis le Nord de la Côte d'Ivoire'
1
jusuq'au sahel. Dans le Sud, l'accident des lagunes (N800) se comporte comme un couloir
l
plurifaillé. Les accidents N80° sont l~s~p.lus fréquents dans c~tte direction, tandis que ceux
d'orientation N 100° sont des décrochements, moins connus (Vidal M., 1984; Fabre R.et al ,
1
1988).
1
Les directions N 90-100° sont connues depuis l'orogenèse
panafricaine; mais la
1
plupart d'entre elles apparaissent comme des failles synsédimentaires (N800) d'âge crétacé
J
inférieur dans le bassin côtier; où elles semblent provenir également de l'ouverture de
l'Atlantique. cependant, elles auraient rejoué après les dépôts au crétacé supérieur et à
'1
l'Eocène ( Bacchiana C., 1980, Faillat J.P., 1986).
j
En Afrique de l'Ouest, l'accident le plus connu dans cette direction est la faille
guinéo-nubienne (orientation N 70-80°), située à la latitude 15° N dans le socle; et dont le
1
tracé est visible par les anomalies gravimétriques. Elle a été remobilisée déjà en plus de deux
1
compressions successives: NW-SE (Fini-crétacé) et NE-SW (Eocène moyen) et son caractère
d'accident majeur sur l'ensemble du continent est connu: elle s'étend du Sénégal au Soudan.
:1
C'est donc un couloir tectonique de grande envergure qui aurait fonctionné avant l'orogenèse
1
panafricaine (Bayer R.et Lesquier A., 1978, Simon P.et al , 1982; Bellion Y.et al , 1984;
i
Guriauld R.et al, 1985; Lesquier A. et al, 1984).
1
,
En Afrique de l'Ouest, les accidents sont nés à la faveur des diférentes phases
i
orogéniques dont l'étude des contraintes tectoniques, à partir des variables régionales, fait
défaut dans ce travail. Cependant, les travaux de Savadogo.A.N. (1984 et 1982), Fabre
R.(1985), Grillot J.C.(1979-1984) permettent de se faire une idée de la succession des
déformations cassantes en Afrique de l'Ouest.
Au cours de l'orogenèse éburnéenne (2500-1500 MA), les déformations compressives
sont NW-SE (N130-170) et responsables des accidents N-S le plus souvent ductiles.
A l'orogène panafricaine (600 MA), les compressions NNE-SSW (NOO-600) sont à
l'origine des rejets dextres des accidents NS et du découpage des filons de dolérites. D'autres
compressions E-W de la même période engendre le découpages des accidents à toutes les
échelles. C'est la période de défQrmations intenses marquée par des phénomènes de
fracturations importantes, des phases de réactivations des accidents et d'apparition d'autres
nouvelles failles en Afrique d~..1'.!),uest.
L'orogènese hercynienne (350 MA) se caractérise par les accidents N120-150 et par
les filons de dolérites qui leur sont associés (Faillat J.P., 1986).

---

- 121 -
3·2·3 REMODILISATION DES FAILl.ES El MANIFESTATIONS DE
'
SEISMES EN COTE D'IVOIRE ET EN AFRIQUE DE L'OUEST
Depuis le Crétacé inférieur « 100 MA), on assiste en Afrique de l'Ouest, à une
remobilisation ou réactivation d'anciennes et à la création continuelle de nouvelles fractures.
Depuis 25 ans, des observations sont en cours à la station de LAMTO relatives à ces
manifestations sismiques dans la sous-région. Une trentaine de foyers sismiques sont déjà
localisés en Côte d'Ivoire, dans le Golfe de Guinée et au Ghana.
A) FOYERS SISMIQUES DE COTE D'IVOIRE
On note lâ présence d'un alignement dans la direction Grand-Lahou-Abengourou
(Figure 54) où les séismes sont généralement de faible amplitude: magnitude maximun 3,0.
On en retrouve également dans la lagune ABI (M: 3,0); à Dimbokro; dans la réserve de
Bouna; à Ferkessédougou-Nassian et à Tingréla. Les séismes de Côte d'Ivoire sont de faible
magnitude en général: (M: 2,5 à 3,0). La manifestation la plus importante a été enregistrée en
septembre 19~où un séisme d'une magnitude de 3,5 a été enregistré. Mais cetrembl6!:TIent
de terre n'a pas été généralement ressenti dans notre pays. Un autre séisme de même
envergure avait préalablement eu lieu en 1988.
Au cours des 25 ans d'observation, une dizaine de manifestations sismiques est
enregistrée dans la seule région de Grand-Lahou; mais dont les effets ne sont généralement
pas sensibles par les populations.
Ailleurs dans le Golfe de Guinée, la Côte d'Ivoire est entourée par trois principales
zones sismiques: la Guinée, le Golfe de Guinée et les monts Akuapem au Ghana.
En Guinée, tout le territoire de ce pays est couvert de foyers sismiques: on en trouve
au centre, au Sud, à l'Est, à l'Ouest et à la frontière avec la Sierra Léone. C'est le pays le plus
instable d'Afrique de l'Ouest. Cependant, la plupart des foyers sont artificiels et résultent des
explosions fréquentes qui ont cours dans les mines du pays.
Le 22 décembre 1983, la Guinée fut secouée par un séisme de magnitude 6,4 dont le
foyer se situe dans la région de Gaoual. Depuis, d'autres manifestations sont enregistées
régulièrement dans cette même région, mais avec des amplitudes assez faibles. Le
tremblement de terre de Gaoual a été le plus ressenti à Abidjan; surtout, au sommet des
grandes tours de la cité administrative dont la base est démeurée pourtant intacte.
A la frontière avec la Sierra Léone, aucune manifestation sismique n'avait été
enregistrée jusqu'en 1986. Soudain, en 1991,6 manifestations sont observées en une semaine,
nécessitant la mise sous surveillance de ce secteur.
Dans le Golfe de Guinée, se trouve un foyer sismique assez important, sur le plateau
continental ivoirien. En 1971, ce foyer a donné lieu à une manifestation relativement forte
(M: 6,0) qui a été ressentie jusqu'à Abidjan.
Au Ghana, les manifestations sismiques sont assez fréquentes: 1906,1939 et 1962.
Celles de 1939 fut particulièrement ressentie dans toute la partie Est de la Côte d'Ivoire,
jusqu'à hauteur de Bouaké. Ici, les foyers les plus importants sont localisés dans les monts
Akuàpem.
D) RELATIONS ENTRE FOYERS SISMIQUES ET ACCIDENTS
MAJEURS DANS LE SOCLE
En Côte d'Ivoire, la répartition des foyers sismiques est encore assez lâche et les
amplitudes faibles. Par conséquent, il est encore difficile de rattacher chaque foyer à la

---

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(d'après LamlO, 1991)
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---

- 123 -
remobilisation d'une direction précise. Cependant, l'alignemnt de cenains foyers comme ceux
de Grand-Lahou-Abengourou, se superpose assez bien à des accidents majeurs dans le socle:
le "foyer de la lagune Abi est placé sur .la grande faille des lagun~; celui de Gaoual en
Guinée, dans le prolongement du grand couloir de cisaillement de Dianra-Niakaramadougou;
celui de Tingréla dans la même direction que le couloir de Séguéla; et enfin, les foyers de
Dimbokro sur les accidents majeurs N-S du secteur comme on le voit dans la figure 53
donnée plus haut.
Par conséquent, il existe une certaine relation entre la répartition des foyers sismiques
et celle des accidents majeurs reconnus dans le socle. Même si ces observations restent à
vérifier, elles pourraient justifier la bonne productivité de certains forages creusés dans le
socle par rapport à d'autres, comme nous le verrons plus loin.
En Côte d'Ivoire, d'autres manifestations de remobilisation de failles sont déduites du
découpage des plateaux de bauxites par les mouvements épirogéniques (au centre du pays) en
liaison avec une tectonique plus récente à l'Oligocène et au Pliocène inférieur.
Ainsi, si d'un' point de vue hydrogéologique,~les fractures ayant tendance ""à-~ ê;"
l'ouverture, du fait de leur direction voisine de celle de la contrainte maximale actuelle, sont
les plus riches en eau, et s'il faut par conséquent souhaiter la réactivation des fractures, seul
moyen d'augmenter l'hydraulicité et d'éviter la fermeture de celles-ci, on doit avouer que
cette réactivation des fractures entraîne les tremblements de terre.
3·3 FRACTURATION, ALTERATION DES ROCHES ET FORMATION
D'AQUIFERES DANS LE SOCLE: APPORTS DE LA GEOPHYSIQUE
L'utilisation de la géophysique dans les programmes de recherche en eau dans le socle
d'Afrique, démeure encore un moyen incontournable; dans la mesure où cene méthode
d'investigation intervient là où les photographies aériennes et les images satellitaires s'avèrent
impuissantes. En effet, elle fournit des indications non seulement dans la vérification et le
positionnement des fractures au sol, mais et surtout sur les caractéristiques de celles-ci:
largeur, pendage, épaisseur du recouvrement, présence d'une zone broyée ou non au toit du
socle sous-jacent, etc. Son apport reste d'autant plus déterminant que les fractures repérées en
photographies aériennes et en images satellitaires sont aléa,~oires et diffic!!es à retrouver sur le
terrain pour des raisons diverses: échelles souvent petites et peu maniables, difficulté de
superposition des images satellitaires à une carte topographique préexistante, manque de
relief sur les images satellitaires, insufisance de contraste et enfin importance du
recouvrement altéritique sous nos climats. Cependant, si la géophysique (notamment la
prospection électrique) s'adapte bien à l'étude des sites ponctuels (d'étendue généralement
limitée), elle convient moins à des travaux de synthèse hydrogéologique régionale comme
c'est le cas du bassin de la Haute Marahoué, vaste de 12500 km2.
Dans la pratique, rappelons que toutes les méthodes géophysiques sont tributaires des
mesures faites à la surface du sol, en vue d'obtenir des paramètres relatifs aux caractéristiques
des roches du sous-sol, que sont: la vitesse de propagation des ondes élastiques, les propriétés
électriques et magnétiques des terrains, etc..Les unes utilisent les champs artificiels ou crées
(méthodes électriques: profils et sondages électriques; et sismique réfraction); d'autres font
appel à des champs naturels (électro"magnétisme, polarisation spontanée, gravimétric;etc.).
D'une manière générale, le principe de chaque méthode qui est toujours-le même.-a été
largement exposé par un nombre impressionnant de spécialistes en Sciences de l'eau ayant
participé aux programmes d'hydraulique villageoise ou urbaine en Afrique de l'Ouest; et
notamment au Togo, Burkina Faso, Bénin, Kénya, Niger, Sénégal, Mali, Côte d'Ivoire. Ce
sont de façon non exhaustive (Faillat J.P., 1977-1982; Thiery D.,1981; Savadogo N.A.,1984;
Mathiez J.P.et al., 1966; Lenck P.P, 1977; Kaboré F., 1975; Brion M.et al , 1979-80-82;
Burgeap , 1980; Engalenc M., 1979) .Par conséquent, en ce qui concerne les prospections

---

1
-
124 -
l
électromagnétique et électriques qui sont les méthodes les plus vulgarisées de toutes, nous ne
1
nous limiterons dans ce travail qu'à quelques rappels.
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, nous avons fait appel aux méthodes
1
électrique et l'électromagnétisme, pour l'identification, le positionnement et la caractérisation
des fractures au sol. Les résultats que nous présentons dans ce travail ont été complètés par
des courbes de sondages établies à partir des informations recueillies dans les archives de la
l
Direction de l'Eau. D'une manière générale, le nombre des localités ayant fait l'objet d'une
étude géophysique est très faible par rapport à la superficie totale du bassin. Ce sont:
Worofla, Kohimon, Mangbaran, Nianhoulégo, Téguéla, Gbogoba, Bobi, Gbona et Dona,
1
la majorité des forages ayant été exécutée sur la base d'une simple interprètation des
photographies aériennes.
1
3.3.1 RELATIONS ENTRE FRACTURATION ET ALTERATION
PAR L'ELECTROMAGNETISME ET LA PROSPECTION
ELECTRIQUE
1
A) ETUDE PAR ELECTROMAGNETISME VLF DES
ENVIRONS DE WOROFLA
~
Une campagne de prospection électromagnétique a été organisée en 1989, par une
J
équipe de chercheurs de l'Université Nationale et de la SODEMI composée de Biémi J., Zagol
1
G., Gahé E., en vue de localiser au sol, les zones de fractures susceptibles de contenir de l'eau.
La méthode VLF (Very Low Frequency) est une méthode essentiellement utilisée en Côte
.~
d'Ivoire par la SODEMI, dans les recherches minières, pour la localisation des corps
conducteurs ou résistants dans le sous-sol.
1
1
• PRINCIPE DE LA METHODE
1
Une onde électromagnétique issue d'un champ magnétique (Hp), qui pénètre dans le
sol, induit dans les corps conducteurs un courant qui crée à son tour, un champ secondaire
~
(Hs)qui- se superpose au champ primaire pour donner un champ résultant Hr différent etequi. <
sera capté par les appareils de mesure (les récepteurs). Le champ résultant (Hr) est polarisé
elliptiquement et se déforme généralement au voisinage des corps conducteurs, si bien que les
:~
mesures à la surface du sol n'intéresse que ces déformations
i
Les champs magnétiques Hp et Hs peuvent se décomposer chacun en deux
~
composantes spatiales, suivant des coordonnées rectangulaires X et Y en donnant les
,
composantes réelles et imaginaires Re et lm du champ résultant. Ainsi, le champ secondaire
est déphasé par rapport au champ primaire; ce qui permet de mesurer la composante en phase
1
.,
(P) et la composante en quadrature (Q) du champ résultant. Le champ induit présente
1
plusieurs caractéristiques par rapport au champ primaire qui sont: son amplitude, son
déphasage et son inclinaison (Figure 55).
J
-":
Il existe deux méthodes de prospection électromagnétique: la première utilise une
source du champ primaire (émetteur) fixe alors que le récepteur est mobile; et, la seconde se
caractérise par l'emploi d'émetteur et de récepteur tous deux mobiles (Savadogo N.A., 1984).
J
Dans notre cas, une partie des mesures a été prises à l'aide de l'unité EM16/r6R de tièonics ,
corresondant à la première des deux méthodes. C'est la composante magnétique du champ
électromagnétique qui est étudiée dans le mode EM16.
J
Le champ primaire est généré par des émetteurs très puissants se trouvant dans des
stations de communication un peu partout dans le monde. L'onde émise pénétre en profondeur
dans le sol. En Afrique de l'Ouest, les sondes susceptibles d'être captées sont celles qui sont
J
émises par deux stations émettrices: Culter et Maine de la NAA aux U.S.A.(fréquence: 17,9
]
J

---

- 125 -
Propa~ation dans I~ temps et l'esJ:ace des champ ~lecrromagnétiques
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Figure 55. Prospection electromagnétique. Schemas de principe et profils obtenus avec
bobines horizontales (Savadogo N.A., 1984)

---

- 126 -
Hz-330°) ou t'JI la station F.U.O. de Bordeaux en Fratlce (fréquence de 15,1 Hz - OC). En ce
qui concerne notre travail, l'orientation relative des stations recevables en Côte d'Ivoire,
montre que les strueturesles mieux détectables par cette méthode sont les structure&; Est-"
Ouest. Comme l'émetteur est généralement très éloigné par rapport à l'étendue des zones
étudiées, la profondeur d'investigation varie de 10 à 15; 20 à 25; 30 à 40 et 40 à 60 m
respectivement pour des valeurs de résistivité de: 10; 40; 100 et 200 ohm.m (Savadogo
N.A.,1984)
L'étude de la composante électrique a été réalisée à l'aide du magnétomètre EM16R
émetteur- récepteur mobile. Un module de résistivité attachable à ce récepteur permet de
mesurer la résistivité apparente (pa) des corps induits et l'angle de phase (A) entre les
composantes magnétiques et électriques du champ électromagnétique.
• LAVONNAGE ET STATIONS DE PRISE DE MESURES
Au total, 4 Layons de 500. m..chacun de direction Nord-Sud eL~arées de 100 mies ,-_ ,
uns des autres, ont été tracés. ils comportent en tout, 100 stations de mesures situées à chaque
20 m sur les layons.
Pour les levés EM16, les stations Cuiter et Maine qui se trouvent à peu près dans la
même direction que les structures étudiées sont les mieux adaptées. Les paramètres mesurés
sont les composantes P et Q. Puisque nous étudions la composante magnétique du champ qui
est perpendiculaire à la direction des stations, les mesures ont été faites dans la direction
perpendiculaire aux stations. Ce qui signifie que les conducteurs dont la direction se trouve
entre 45° et 105° ne seront pas ou ne seront que faiblement détectés.
Pour la résistivité EM16/16R, nous avons travaillé par rapport à la station F.U.O
(Bordeaux, France). Les mesures ont porté sur les restivités apparentes et l'angle de phase; et
puisqu'elles intéressent davantage le comportement de la composante électrique, les deux
électrodes ont été implantées à peu près dans la direction du layon (direction de la station).
• CORRECTION ET PRESENTATION DES RESULTATS
La seule correction nécessaire dans cette étude est le "filtre Fraser" c'est la dérivée de
la courbe du profil de (P) de telle sorte que les points d'inflection (position du conducteur)
deviennent des maxima. Le filtre Fraser qui permet de mieux localiser le conducteur, est
calculé selon la formule:
K (a+ b) - (c +d)
où a. b, c, sont les valeurs consécutives de (p) sur le layon.
i
• DESCRIPTION ET INTERPRETATION DES ANOMALIES
i
La carte des contours du filtre met en évdence deux zones d'anomalies principales au
centre et dans l'extrême Sud du secteur (Figure 56).
~
L'anomalie du centre se superpose aux lits d'un cours d'eau qui traverse le secteur
d'Est à l'Ouest. Elle est composée d'axes plus conducteurs par endroits, de direction Est-Ouest
qui logent la plupart des linéaments de la région.
1
L'anomalie du Sud est également Est-Ouest. Elle a une longueur de 250 m et est
ouverte vers l'Ouest.
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Figure 56.Carte des conlours du filtre fraver des environs de Worofla

---

-
128 -
Au Nord du secteur, se trouve une zone conductrice avec des ~J"(es localement plus
. conducteurs dont la longueur varie entre 50 et 100 m de long.
,
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La carte met en évidence au total 7 anomalies correspondant à de vastes zones
conductrices.
Malheureusement, on ne peut tirer aucune information hydrogéologique significative à
partir de la correlation entre les profils en phase et en quadrature; car les\\\\crossovers"ne sont
pas très évidents (Figure 57). Par conséquent, il est difficile de localiser les anomalies à partir
de ces profils.
Cependant, la présence de zones conductrices est remarquable au Centre, au Nord et
au Sud de la carte où la phase et la quadrature évoluent en sens opposé: la phase est négative
quand la quadrature est positive: c'est la preuve que les structures traversées sont de bons
conducteurs. Le fait que les points d'inflextion ne soient pas évidents sur les profils montre
que ces anomalies se superposent essentiellement à des horizons d'altération probablement
épais. IL s'agit là d'une caractéristique des ","zones intertropicalesoù les bruits de fond
influencent les résultats du VLF.
.
,
La carte de résistivité apparente fait apparaître quatre zones anormales
(Figure 58) :
- les zones de fortes résistivités avec une résistivité apparente variant de 200 à 360
ohm m.au Nord et au Sud de la carte, correspondant à un alignement de collines;
- les zones de résistivités moyennes avec une résistivité apparente variant de 100 à 200
ohm.m couvrant la totalité du secteur;
- les zones à faibles résistivités au centre du secteur, marquée par une résistivité
apparente variant de 50 à 100 ohm.m dans le thalweg;
- les zones à résistivité apprente encore plus faibles allant de 10 à 50 ohm m.dans les
lits des cours d'eau.
Ces anomalies, de direction plus ou moins Est-Ouest, sont évidentes sur les profils de
résistivité apparente (pa) et de l'angle de phase (A). Il faut aussi noter que l'angle de phase est
inférieur à 45° sur l'ensemble du secteur; ce qui signifie que la résistivité de la première
couche estinférieure à celle de la couche endessous. L'épaisseur de cette couche conductrice
ne peut pas être calculée car la résistivité de la premièe couche est iiiconnue (aucune valeur de
45° n'a pu être enregistrée).
L'allure ondulatoire des profils montre que les anomalies observées sont
essentiellement dues au changement de la résistivité de la couche altérée.
La résistivité varie rapidement avec la topographie: la zone des bas-fonds correspond à
une faible valeur résistivité apparente et le sommet des collines à des valeurs de plus en plus
fortes.
Le profil de l'angle de phase (A) montre que l'épaisseur de la couche altérée est
variable sur l'ensemble du secteur: les angles maxima correspondent à une couche épaisse et
les minima à une couche relativement moins épaisse.
La carte de synthèse met en évidence quatre corps conducteurs EM16 se superposant à
4 corps de faible résistivité-EM 16R.~"Tous ces corps se trouvent au centre et dans la parie
Nord, c'est-à-dire près du village. Au Sud, nous remarquons qu'un corps conducteur EM16 se
trouve entre deux corps de forte résistivité EM16R (Figure 59).
Les profils de l'angle de phase montrent que les minima correspondent à des corps à
forte résistivité apparente. Ce qui signifie que les anomalies conductrices sont des zones où la
couche altérée est épaisse. L'anomalie de conductivité du Sud peut être due au changement

---

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Axe
des
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à forle rélillivilé Eh! 16 R
Figure 59 Carte de synthèse des résultats de prospection électromagnétique VLF
r61lisée dans les environs de Worof1a

---

-
132 -
1
brusque de l'épaisseur de la couche altérée; elle peut ::re assiluilée à une zone ttès profonde t.~
étroite d'altération susceptible de contenir de l'eau.
1
En conclusion, toutes les anomalies observées sont liées aux variations de résistivités
dans les horizons d'altération d'épaisseur variable dans les couches traversées. Les faibles
résistivités étant associées aux nombreuses fractures de direction E-W de la
1
région.Malheureusement, même si cette méthode pennet de positionner les fractures au sol,
les informations qu'elle pennet d'obtenir sont limitées à une seule direction de fracure
imposée par les stations émettrices (NAA , Culter, Maine), qui est dans notre cas, la direction
1
E-W. De même, elle ne fournit aucune indication sur les caractéristiques des structures
détectées.
1
B) PROFILS DE RESISTIVITE APPARENTE ET SONDAGES
ELECTRIQUES
1
• PROFILS DE RESISTIVITE APPARENTE
1
Les profils électriques du village de Donaont été réalisés en 1986 par Biémi J.et
Savadogo N.A.. Les mesures sont faites le long de trois profils parallèles distants de 200 m et
de longueur 500 m environ; et parallèles à l'axe Siana-Dona. Le point de départ est pris au
pont du dernier marigot traversé avant d'atteindre le village de Dona. Le pas des mesures du
1
quadripôle est de 20 m. Cette longueur est invariable et déplacée le long des profils à étudier.
La résistivité apparente mesurée, selon le quadripôle de Schlumberger, pour une profondeur
relativement constante, varie suivant la puissance et la résistivité réelles des terrains traversés.
1
Cette méthode pourra renseigner dans le plan spatial sur les roches compactes subaffleurantes,
correspondant à des valeurs de pa assez élevées, ou sur la présence des altérites épaisses et/ou
des failles dont les valeurs de pa sont très faibles.
1
La carte de résistivités apparentes de cette localité a pennis de mettre en évidence
(Figure 60) :
1
- quatre pointements de socle plus ou moins résistants et de résistivités apparentes
~---!"",,-variantde 1000 à-31100hms.m au début et au milieu du profil ;--puis à l'extrémité du profil
-u-I
P3 ;
- trois zones de résitivités apparentes moyennes: 400 - 300 Ohms.m, alignées suivant
Pl et correspondant à des horizons altérés avec ou sans fractures;
- et une zone très conductrice par rapport aux autres avec pa < 200 Ohms.m, qui
1
devrait correspondre à des altérites argilo-sableuses très épaisses liées à la présence d'une
fracture.
Du point de vue hydrogéologique, cette méthode pennet d'isoler, le plus rapidement
1
possible, les zones résistantes et stériles; et donc de localiser, les zones à forte alteration.
Malheureusement, elle ne peut fournir de renseignements sur le nombre de terrains en
présence ou l'absence d'un zone fracturée au toit du socle, le pendage et l'épaisseur des
1
couches à traverser. Très souvent d'ailleurs, les anomalies très conductrices ne sont que des
niveaux très argileux ou très minéralisés sans aucun intérêt hydrogéologique. De ce point de
vue, seul le sondage électrique peut fournir d'amples informations.
~..,.~~;
1
• SONDAGES ELECTRIQUES
1
Les sondages électriques sont les mieux adaptés à l'étude des relations entre la
fracturation, l'altération et la formation des aquifères .Ils renseignent sur les zones de faible
profondeur de socle, les zones de forte altération, les cas de superposition des terrains,
1
l'épaisseur des couches et la présence d'une zone fissurée ou broyée au toit du socle.
1
1

---

- 133 -
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APPARENTE
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477:3
000
070
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10
100
Fig 6O.Cane de résisùvités apparantes et des axes conducteurs des environs de Dona
(s/p de Douala)
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m
o
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368
408
448
488
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Zone folll"
Zone fol'..
Gron," .aln
filon d.
Zone folllée
quartz
Figure 61.Relations entre les résistivités apparentes et les profils d'altération au toit du
socle cristallin dans les environs de Dena (s/p de Douala)

---

1
- 134 -
11
demi-longueur de AB (cas du dispositif de Schumberger) exprimée en mètres; et en ordonnée
les résistivités apparentes (pa) en ohms.Il). "
Il
Dans l'exemple de Dona (Cf. Figure 60), nous avons réalisé un sondage électrique
(sondage SE2) dont le centre 0 du quadripôle est pris au centre de la zone très conductrice du
profil Pl. Le diagramme de ce sondage est une courbe en fond de bateau dont le creux
Il
correspondant à une résistivité apparente assez faible (20,76 ohms m).
Il s'agit d'une superposition, du haut vers le bas, de cuirasse latéritique d'une épaisseur
1
de 1,25 m; d'altérites sablo-argileuses de 7 m d'épaisseur; le tout reposant sur un substratum
plus résistant dont la résistivité apparente est supérieure à 250 ohms.m. L'interprétation
sectorielle qui en découle, est donnée par la coupe schématique de la figure 61. Entre 448 et
1
468 m sur les trois profils, on note la présence d'une zone fracturée à altération plus
importante et contenant éventuellement de l'eau, du fait de sa résistivité assez faible. La
présence d'autres zones de fractures, mais probablement moins gorgées d'eau, est également
]
décelable entre 228 et 268 m et au début des profils.
C) INTERPRETATION DES COURBES DE SONNDAGES
1
ELECTRIQUES
1
De nombreuses courbes de sondages électriques établies se ramènent essentiellement à
cinq principaux types, susceptibles de traduire les relations qui existent entre la fracturation et
Il
l'altération des roches.
1
J
• COURBE EN FOND DE BATEAU
1
Ces courbes sont les plus fréquemment obtenues en sondage électrique dans la zone
Nord de la Côte d'Ivoire. Elles caractérisent les régions à lessivage important en surface, avec
11
accumulation de fer sous forme de cuirasse latéritique. La forme en fond du bateau traduit
la superposition de trois terrains de nature électriquement différente (Figure 62).
,l,
Le premier est un horizon de recouvrement superficiel dont la résistivité apparente est
i
relativement élevée (70 à 185 ohms.m), mafs pouvant âevenir considérabfe ètatteindrel000
--~I
ou 2000 ohms m, comme l'a signalé Faillat J.P.en 1986. Il correspond à la branche
descendante de la courbe jusqu'à la rupture de pente. C'est la carapace de cuirasse latéritique
dont la valeur de (pa) est d'autant plus élevée que le degré d'induration et donc
d'imperméabilisation lié à la migration des autres éléments chimiques au profit du fer, est
1
important. L'épaisseur de l'induration, déterminée par la méthode du lieu de la croix à droite
en utilisant les abaques de Cogniard, est généralement faible: 0,65 à 2 ou 3 mètres.
.1
Le second est un complexe très conducteur de résistivités apparentes assez faibles
correspondant au fond du bateau et variant de 8 à 25 ohms.m, dans le cas du bassin de la
Haute Marahoué; et, de 15 à 400 ohms.m à la station de l'ENSTP de Yamoussoukro (Faillat
Ji,
lP., 1984). Ce niveau caractérise les arênes grenues ou des altérites sablo-argileuses les plus
,
saturées en eau, avec souvent des passées latéritiques peu indurées ou kaoliniques. Dans
,
chaque diagramme, il est limité par les points d'inflexion de la brancche descendante (base du
niveau cuirassé supérieur); et de la remontée à 45° qui correspond au niveau très résistant le
l
plus profond. Dans le bassin de la Haute Marahoué, l'épaisseur des altêfifES sablo-argileuses,
à arènes grenues imbibées d'eau, varie de 4,3 à 9 mètres. Ce qui montre bien que l'altéraion
qui affecte les granitioides est souvent moins importante que celle se déroulant dans les
1
formations birrimiennes de la boucle du cacao où le toit du socle peut se situer à 35 ou 40 m
sous les altérites (Bernardi A., 1980-81 )._ Dans la station expérimentale de Yamoussoukro,
1
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Figure 62. Courbes de sondage électrique "en fond de bâleau" des villages de Dona,
Figure 64.Courbes de sondage électrique "en cloche et en fond de bAteau" de la
Gbona, Gbogoba et Kohimon dans le département de Séguéla
sLalion expérimelale de l'ENSTP de Yamous$oulro (Faillai J.P,. 1982)
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1
- 136 -
1
épaisseur de ce niveau varie .:~ 2 à l.Ù m (Faillat J.P.et Leblond 1-., 1984). L'évolution
relativement lente de cet horizon d'altération dans notre secteur serait en liaison avec la nature
1
lès compactë des formations du bassin..
Enfin, le dernier niveau est une remontée à 45° qui traduit la présence en profondeur,
d'une roche très résistante qui ne peut être que le socle sain, de nature cristalline, éruptive ou
1
métamorphique. La résistivité apparente qui généralement supérieure à 100 ohms m (plus
précisément entre 2000 et 3000 ou 4000 ohms m) peut atteindre une valeur infinie. Son
épaisseur, toujours non électriquement traversée par un courant n'est jamais mésurable.
1
Une autre variété de courbe de sondages électriques en fond de bateaux, est fournie
par les diagrammes des sondages de Bobi SE16 et de Gouriéla (situé plus au Sud. entre
Vavoua et Séguéla) .Il s'agit de "courbes en cloche en fond de bateau". traduisant la
1
superposition de quatre terrains électriquement différents. au lieu de trois, comme dans le cas
précédent (Figure 63 ).
1
Dans ce cas, les trois terrains les plus profonds sont identiques à ceux décrits plus
haut, auxquels s'ajoute dans la partie la plus superficielle, c'est-à-dire au-dessus du niveau
cuirassé latéritique, un recouvrement de terres arables plus ou moins conducteur.
1
A Bobi (SE16), la terre arable superficielle est de nature probablement anhydre,
puisqu'elle affiche une résistivité de 1440 ohms.m. Dans les régions de savane, la végétation
est clairsemée, la terre arable est moins humifère et généralement absente. Aussi, les courbes
1
en cloche en fond de bateau sont - elles rares.
A Gouriéla, la résistivité du quatrième terrain n'est que de 130 ohms.m. Placé en
)
surface, il est formé d'un sol humifère ou d'un terrain remanié chargé de matières oragniques.
Ce cas est observé, d'une manière générale, dans les régions de basses latitudes en Côte
d'Ivoire, où les tapis végétal bien développé et la pluviosité assez forte, favorisent la
formation des sols.
1
En effet, les diagrammes de sondages électriques de la station expérimentale de
l'ENSTP de Yamoussoukro, épousent sans exception les fOlmes en cloche en fond de
1
bateau, caractéristiques de la superposition de quatre terrains (Figure 64). Ici la résistivité
apparente de la couche vaR6'de 80 à 400 ohms.m,et- son épaisseur est inférieure au mètre
(Faillat IP., 1984).
]
Ainsi, les courbes de sondages électriques peuvent, en quelque sone et sous nos
climats, fournir des indications sur l'importance du tapis végétal et sur l'intensité de la
pluviosité qui conditionnent l'évolution des sols . En zone de savane où la végétation est
J
moins développée, seule l'altération joue une influence capitale dans la dégradation des
roches. Les niveaux les plus exposés en surface sont lessivés et indurés sous forme de
cuirasse latéritique au-dessus des altérites sablo-argileuses. Celles-ci reposent, elles-mêmes,
J
sur un substratum granitique ou métamorphique comme le révèlent les courbes de sondages
électriques en fond de bateau.
J
Au contraire, à basses latitudes, dans les zones de forêts denses, le tapis végétal et la
pluviosité participent à l'évolution rapide des sols en surface, à cause de la présence des
déchets organiques et des microorganismes. La présence de la quatrième couche en surface
induit dans les diagrammes, une forme en,cl9che en fond de bateau. Toutefois, ce type de
:J
courbes de sondage électrique est rare sur 'fê""'bassin de la Haute Marahoué et probablement
dans les régions du sahel.
j
Le défaut le plus regrettable des courbes en fond de bateau, réside dans le fait qu'elles
ne donnent pas d'indications sur la zone fissurée ou broyée au toit du socle sous-jacent dont
l'importance hydrogéologique est admise par tous les spécialistes en Afrique de l'Ouest. En
)
effet, cette couche dont les traces n'apparaissent nulle part sur toutes nos courbes en fond de
bateau, est généralement présente; mais, le plus souvent elle est masquée à la base des
J
1

---

- 137 -
altérites sablo-argileuses ou confondue au socle, du fait de son épaisseur assez faible à des
profondeurs assez grandes dans le sol. Car, dans les diagrammes de sondages électriques sur
papier bilogarithmique, -plus une couche est mince et profonde, plus elle aura tendance à
disparaître dans le diagramme.
Cependant, rappelons que cette insuffisance des courbes en fond de bateau est loin
d'être un handicap; car dans la majorité des cas étudiés, la fracturation et l'altération sont
étroitement liées et à toute zone d'altération importante et donc à résistivité apparente faible,
correspond une zone de fracturation importante souvent gorgée d'eau.
• COURBES A UNE SEULE BRANCHE MONTANTE
Le premier terrain du diagramme débute directement par les altérites sablo-argileuses
(niveau 2 des courbes en fond de bateau). Dans ce cas, l'horizon cuirassé latéritique est
absent Ce cas a été observé à Téguéla, Bobi et sur le site du forage de Dona (Figure 65).
Les résistivités apparenles du niveau sablo-argileux varient de 25 à 355 ohms m et leur
-, -~
épaisseur est comprise dans les fourchettes définies plus haut. Ces terrains reposent sur un
socle cristallin très résistant (de 477 à 2350 ohms m). Conformément à ce qui a été dit
précédemment, les zones les plus conductrices sont assimilables à des zones fracturées qui
sont de ce fait les plus altérées.
• COURBES A REMONTEE TRAINANTE
Le seui exemple du bassin est enregistré à Nianhoulégo (SE-6). Dans ce cas, les deux
branches de la courbe présentent une assymétrie par rapport au fond du bateau, du fait de la
pente plus faible de la remontée que d'ordinaire (angle de la remontée inférieur à 45°) (Figure
66).
Ce cas traduit l'inflence des mégafractures sur les courbes de sondage. Il se produit
chaque fois quand l'épaisseur de la zone broyée au toit du socle cristallin devient importante
pour influer sur la branche de la remontée qui devient hésitante ou traînante, et qui ne remonte
plus-à 45°, mais à un angle.inférieur à cette valeur normale. Ces cas sont fréquents dans
nombre des pays africains: Caméroun, Burkina Faso, Togo etc.(Djeuda H.B.T., 1987 ;
Savadogo N.A., 1984 ; Bernardi A.et al, 1980-81, etc.). Une remontée à 45° est donc la
preuve que la zone fissurée au toit du socle, est probablement présente mais son épaisseur est
négligeable ou alors elles se situe à des profondeurs assez grandes non décélables
graphiquement. Au contraire, une remontée inférieure à 45°, quand elle est due à la présence
d'une fracture, est une véritable zone broyée dont l'épaisseur sera généralement grande. et fou
la profondeur assez faible.
• COURBES INCOMPLETES
Ce type de courbes a été décrit par Savadogo N.A.(l984), dans le bassin de Sissili au
Burkina Faso. Sur une ligne de sondage électrique AB, tracée perpendiculairement à une
faille, les mesures de résistivité tombent sur un écran électrique aux droits de la faille, mettant
fin aux manipulations (Figure 67).
Dans ce cas, le passage du courant est interrompu et rendu nul, à cause de sa
pénétration dans le toit de la nappe où l'eau ferme le circuit. Ce cas a été observé sur le
sondage de Gbogoba dans la Sous-Préfecture de Worofla. IL serait dû, comme nous l'avons
signalé plus haut, à àes phases de réactivations actuelles des failles qui affectent les niveaux
indurés des altérites dans le socle précambrien d'Afrique de l'Ouest (Savadogo KA., 1984).
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- 139 -
• CJURB~S EN ESCALIER SUR LA Bl"ANCHE
REMONTANTE
Ce sont des courbes qui après avoir amorcé leur remontée, vont subir des inflexions
liées à l'intersecùon des fractures affectant le socle cristallin (Figure 68). Il en résulte l'amorce
d'une remontée à 45° si le soccle est sain; ou inférieure à 45° s'il présente à son toit une zone
broyée. Le professeur Savadogo N.A.(l984), attribue la présence des inflexions sur les
courbes de remontée à l'influence des fractures obliques. Nous pensons aussi que ces
inflexions sont effectivement attribuables à la présence des fractures et d'un accroissement
ponctuel de l'épaisseur des niveaux d'altération. Mais, de là que ces fractures soient verticales
ou inclinées n'est plus facile à démontrer sur un diagramme de sondage, à moins de faire
appel à la méthode des sondages pluridimensionnels comme le suggère l'auteur dans son
travail.
• COURBES AVEC SAUTS A L'EMBRAYAGE
... Les diagrammes de sondages électriques peuvent également rell<h-ecompte de la
présence des mégafractures dans les sol à partir de l'effet d'embrayage lâche. En effet, comme
d'habitude, à 50 mètres sur la ligne AB commence à se manifester, l'influence des failles sur
les mesures, l'on procède fréquemment à un embrayage à cette distance, écartement de M et N
quand la d.d.p est difficilement mesurable devant une ligne AB devenue trop grande, (Figure
69). Une mégafracture sera détectée dans ce cas par des valeurs de résistivités écartées à
l'embrayage comme c'est le cas à Gbona et à Nianhoulégo (SE-1O-2)
• COURBES EN CLOCHE DANS LE FOND DE BATEAU
La remontée en fonne de coupole au fond du bateau (Figure 70) traduit la présence des
seuils hydrauliques dans les altérites sablo-argileuses. Ceux-ci peuvent être des pointements
de socle dans les horizons altérés ou des lentilles d'argiles.
En conclusion, les fonnations géologiques du bassin sont intensement fracturées et
altérées comme le révèlent les investigations géophysiques; ce qui devrait permettre la
formaùon ·des réservoirs.aquifères dans le socle et une meilleure circulation des eaux
souterraines à travers les réseaux de fractures partout où celles-ci sont bien connectées.
3-4 INDICES D'ALTERATION ET QUALITE HYDROGEOLOGIQUE
DES FORMATIONS DU BASSIN
Sous nos climats, l'action conjuguée de l'altération et de l'érosion, associée à la
fracturation des roches conduit à la mise en place de la morphologie actuelle du paysage,
marquée par l'enterrement des affleurements et des reliefs sous les altérites. L'altération sous
un climat chaud et humide comme le nôtre, entraîne la dégradation chimique et minéralogique
des roches dont les éléments constitutifs vont subir des néofonnations et des transports par
érosion, sur des distances plus ou moins longues par rapport à la roche mère.
Dans le socle cristallin éruptif et métamorphique d'Afrique, les roches sont
originellement impennéables et de porosité matricielle très faible: 0,3 % à 0,03 % (Vaubourg,
1980 in Sawadogo, 1982). Ce sont donc des roches "aquifuges'~ ou anhydres dont les
fonctions capacitives et transmissives ne sont acquises ultérieurement, qu'à la faveur de
l'action desnuctrice du binôme fracturation -altération.
L'étude des manifestations de l'altération dans les objectifs de recherche d'eau, requiert
alors une importance d'autant plus fondamentale que l'altération débute dans les sites de
pé.n~tration de l'eau dans la roche, c'est-à-dire, au droit d'une fracture ouverte qui reste, pour
reJomdre Sawadogo (1982), le berceau de l'altération. En hydrogéologie des milieux

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- 141 -
fissurés, toute étude des fracturations et des aquifères de fissures vise à la détermin~.!!onet à
la caractérisation des zones d'altération du socle.
Les observations de terrain montrent clairement que l'altération, qui affecte les roches
dans le bassin, se manifeste en un ensemble de modifications physiques et chimiques que
subissent les roches sous l'influence des agents atmosphériques. Il s'en suit que la
dégradation des unités géologiques n'est qu'un indice de vieillissement et de pourrissement
des massifs. Cependant, le degré d'altérabilité d'une roche est d'autant plus élevé que les
minéraux constitutifs de celle-ci sont moins stables et plus grossiers et que la roche présente,
de ce fait, une cohésion imparfaite, une dureté assez faible et d'importantes surfaces de
discontinuités.
Ainsi, les granites à grains fins sont les plus résistants à 'altération, les mieux
conservés et observables le plus souvent à l'intérieur des dalles de granito-migmatites très
altérées. A l'opposé, les granites porphyroïdes à gros cristaux de quartz et de feldspath, ainsi
que tous les faciès à caractère pegmatitique, qui se laissent facilement parcourir par les eaux
d'infiltration, sont sujets à destruction physique et chimique. Il en est de même, pour toutes
les formations affleurantes caractérisées par les phé~Qlènesde litag~ stratification, foliaâo.n,
plissotement, schistosité, linéation et rubanement, qui sont autant de structures que menront à
profit les eaux météoriques pour pénétrer dans la roche. Le degré de vulnérabilité le plus
élevé se rencontre dans les schistes birrimiens formés d'empilements de feuillets redressés à
la verticale et offrant ainsi d'importantes surfaces de pénétration à l'eau dans la roche. En
effet, en Afrique de l'Ouest, l'épaisseur des altérations les plus élevées s'observe dans les
schistes: 15 à 40 m en moyenne; mais pouvant atteindre 35 à 60 m dans la boucle de Cacao
(Côte d'Ivoire). Au contraire, les roches magmatiques et métamorphiques ne présentent que
de 10 à 20 m d'altération en moyenne dans nos régions.
L'altération des roches dépend aussi, pour un part non négligeable, des actions
conjuguées de l'homme dans ses habitudes de vie, du couvert végétal, de toutes les activités
biologiques se déroulant dans le sol et enfin des agents climatiques.
Les feux de brousse assez fréquents en saison sèche dans notre bassin, dévastent,
d'année en année, de grandes superficies du couvert végétal, exposant la surface du sol et les
affleurements à l'érosion et à l'infiltration des eaux. Au passage de chaque feu, le nombre de
plantes vasculaires susceptibles de trouver la mOIl est impressionnant. Les systèmes racinaires
de ceux-ci, préalablement bien enfouis dans les fractures des roches à- des profondel.lrs·
considérables, vont pourrir et disparaître tôt ou tard, laissant à travers les masifs, des chenaux
vides qui serviront à la pénétration de l'eau dans la roche.
Les nombreux travaux routiers, l'ouverture des carrières de graviers, les retenues
collinaires d'eau sur le substratum granito-migmatitique dans le ranch de la Marahoué et à
Séguéla, sont autant d'activités qui tendent à briser, à fragmenter et à exposer les roches à
l'altération Au départ, cette dernière se manifeste par un changement de teinte devenant
rougeâtre et une migration des éléments les plus mobiles avant l'invasion des affleurements
par les végétaux poussant dans les ffractures.
Enfin, l'intensité de la dégradation semble être bien correlée dans la région avec
l'introduction de nouveaux programmes de développement: installations des villages ou de
sous-préfectures (S/P de Dianra), modernisation des pratiques agricoles (plantations du coton
de la CIDT), électrification des sites habités (Projet Araignée), etc.
La chaleur du soleil qui s'ajoute aux feux de brousse, provoque également sur les
roches une fatigue géologique qui se traduit par les phénomènes de fracturation et de
fragme~lt~on intenses. Dans,une direction donnée, certains minéraux des roches sont plus
expansifs a la chaleur que d autres. Par exemple, le feldspath s'allonge 12 fois plus selon
l'axe (a) que suivant l'axe (b). Par conséquent, si une roche contenant du feldspath est
exposée au soleil, elle va subir une expansion thermique et un étirement qui se traduit par la
dégradation de la roche (Landry B. et al .,1984).
1
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- 142 -
En Afrique de l'Ouest, les phénomènes d'altération ont été ét'''Hés pa... de non.breux
auteurs, tant sur le plan minéralogique que géochimique (Leneuf N., 1959; Lelong F., 1969;
Tardy Y., 1969; Pion J.C,1979; Lepron J.C.~,1979; Sawadogo , 1982, etc.}. Les profils. de
l'altération étant plus ou moins connus de façon régionale, nous nous attacherons sunout à la
description des discontinuités dans les minéraux constitutifs d'une roche et des fonnes
géométriques liées à l'action conjuguée du binôme fracturation - altération comme point de
départ dans la formation des aquifères.
3-4-1 VULNERABILITE DES ROCHES A L'ALTERATION
Très souvent, la grande vulnérabilité de certaines roches vis-à-vis des phénomènes
d'altération n'est qu'une conséquence logique de leur nature et de l'ordre dans lequel leurs
minéralux constitutifs apparaissent dans la cristallisation du magma.
A) ALTERABILITE ET ORDRE DE CRISTALLISATION DES
MINERAUX DANS UN MAGMA :
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L'ordre de cristallisation des minéraux et leurs conditions de stabilité dans un magma
fondu en cours de refroidissement, résultent de l'établissement d'une série d'équilibres
complexes entre les phases, régie par les lois de la thermodynamique chimique (figure 71-1).
Bowen N.L.(1956) a montré que les minéraux en inclusions cristallisent avant les
mindéraux qui les contiennent; ,et que les minéraux à formes géométriques bien définies sont
plus anciens que ceux qui occupent les interstices entre ces formes: c'est la base de la
cristallisation fractionnée qui montre que les cristaux qui apparaissent dans le magma au
~
cours du refroidissement continuent d'influencer activement la solidification tant que celle-ci
n'est pas achevée. Par conséquent, tout minéral formé appartient à une phase chimique
relativement instable et tend à réagir avec le liquide résiduel.
la cristallisation fractionnée du magma aboutit à deux séries réactionnelles: séries
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continue et discontinue.
La série continue est celle des feidspath5.-plagioclases pout:-JaquelleJes ,.premiers ,,~,_, __
feldspaths plagioclases formés sont riches en CaO (anorthite : Ca Ah Sh 08) et plus pauvres
en Si02 et Na02 que les plagioclases sodiques qui apparaissent les derniers (Albite: Na AI Si)
•
08). Ainsi, le liquide résiduel est riche en Si<h et Na02 qui continuent de réagir et de diffuser
dans les plagioclases déjà formés dont ils modifient la composition.
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La série discontinue est celle des minéraux ferromagnésiens qui se caractérise par
plusieurs étapes dans la solidification en fonction de l'intensité du refroidissement et des
quantités de SiÛ2 présentes dans le magma. Leur apparition ou disparition obéit 'au même
1
principe énoncé plus haut.
JI
On remarque ainsi que tous les minéraux les premiers formés sont de ce fait les
premiers à disparaître à la suite d'un remplacement ou d'une néoformation.
1
L'altération et les séries réactionnelles de Bowen N.L. sont liées; car, l'intensité de
l'altération sur les minéraux est fonction de l'ordre de cristallisation dans lequel ceux-ci
'1
apparaissent dans les deux séries. En effet, les minéraux comineTolivine et les pyroxènes,
qui se forment les premiers à haute température, semblent se décomposer plus rapidement que
JI
les amphiboles et la biolite; cette dernière étant le minéral le plus stable de la suite des
ferromagnésiens. Une relation semblable existe aussi pour la série des plagioclases, l'anorthite
se décomposant plus rapidement que l'albite. Parmi tous les minéraux des roches ignées et
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métamorphiques, le quartz est le plus résistant aux agents atmosphériques. Il lui arrive
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Séries réactionnelles de Bowen
Etapes de la transformation des minéraux en argiles
Figure 71.0rdre de cristalivation dans les séries réactionnelles de Bowen et
d'altérabilité des mineraux dans les roches cristallines

---

- 144 -
~
On aboutit ainsi, à une dassification quantitative de l'ord.1·e d'altérabilité des minéraux
proposée et/ou admise par plusieurs chercheurs: GoldichS.S.(1938), in Loughnam F.C.,
1969; Leneuf N., 1959; Bouarrie B, 1978; Ràssier el' al",~1983, in Faillat J.P. ( 1986 ) et
..• ~
Landry Ret al. (1984), etc.
~
B) ROLES DE LA MICROFRACTURATION ET DES FORMES
GEOMETRIQUES A L'ECHELLE MINERALE
Dans la nature, les facteurs internes qui prédisposent une roche à l'altération sont
~
nombreux. Certains, comme les faciès des minéraux, agrégats de cristaux, familles de plans
de clivage et de mâcles sont tout aussi efficaces dans la dégradation des roches que les agents
climatiques. Nous avons entrepris leur étude pour montrer qu'il pouvait y avoir des
ciculations d'eaux dans les matériaux à toutes les échelles et que ces dernières entraineraient
~.
la mise en solution des sels minéraux divers entrant dans la composition des eaux
souterraines.
~
• FACIES DES MINERAUX (PLANCHE 12)
~
Les Faciès isométriques sont liés au système cristallin dans lequel cristallise un
minéral; ils conditionnent le mode d'association de minéraux, la forme des agrégats et la
disposition générale des éléments constitutifs. De ces types de faciès vont dépendre le degré
~
de cohésion et la résistance de la roche à l'attaque. Ils sont à l'origine des irrégularités, des
1
rugosités et des discontinuités internes dans la roche.
1
Les faciès tabulaires sont caractéristiques des minéraux se développant en une seule
direction. Dans ce cas, on assiste à un empilement de feuillets plats dans le plan horizontal, ce
1
qui donne à la roche un aspect très clivé (accolement de feuillets) sur le côté. La disposition
de tels faciès (horizontale ou redressée) joue un rôle diamètralement opposé sur l'infiltration
~
des eaux et sur la résistance de la roche à l'attaque.
1
Les faciès striés sont acquis lors du phénomène de croissance en paliers chez certains
1
minéraux; cenaines stries étant dues simplement à la présence de mâcles comme la mâcle
1
polysynthétique. La-présence des striës augmettteJes surfàces de-'CÎrCulation et de retention de
l'eau à la surface du minéral, ce qui favorise l'attaque chimique.
1
• AGREGATS DE CRISTAUX
-
Les agrégats lamellaires, columaires et fibreux peuvent être dentritiques, radiés ou
en filets et donner des enchevêtrements semblables à ceux des faciès prismatiques
1
Les agrégats botryoïdaux, concentriques et stratifiées ont des surfaces collinaires,
vallonnées ou crevassées et présentent une pseudostratification interne suivant les cas.
1
Les agrégats oolithiques, pisolitiques et granulaires sont des amas de grains pris
dans une sorte de ciment. La cohésion de l'agrégat est liée à la nature de l'élément
unificateur. Ces genres d'agrégats se prêtent bien à une pénétration très facile de l'eau à
1
l'intérieur du minéral.
Les agrégats micacés sont des Agrégats dont le comportement dans l'altération est
identique à celui des faciès tabulaires.
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1
1
1

---

- 145 -
cube
(xlaèdre
dodécaèd re
rhomboi-dre
léluèdre
pyriloèdre
T4hIl~re:
les crislaux se développent suivanl dau directions,
Jp1Jli (les deux dimensions les plus longues sonl approximJli"e-
ment égales)
·rourmaline
'rirrrwlùll1e: les crist:!ux ~ dévelnnlY.nr suivant une seule 'Jirecrinn.
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en forme de bâtOnnel (les deux
en ·forme de -pIJn<'hcue (:e:; .:~ux
.;:i'1Jb,re (cristal ayant l:J form", .le
dimensiùns les plus (Ounes sonl
dimensiolls le.s plus cOunes SOrH
iines aiguilles)
2pproximJli\\"ement égales)
inég:>Jes)
fibreux (cristJI caracrérisé pJf sa néi:i.
filiforme (cllslal mince er Jélié
bi!iré er SJ fint:sse)
(Umm.: un fil)
Les différems agrégJls de criscaux
-
.-f;:r.'.c"1 '''11Ic!l3ir,·: Jgrégat d",
criSlJux IJmellJires (kpnile)
Agrégal/ibr.'IlX: agrégars de cris·
(:lUX fibreux (JmiJntes)
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!"nn,·s 1h"rnht"nJe. lllurmJlinc)
-
Agré!!"1 bOlryaïd..!: crislaux en
pruc;minen.:es globulJirc:s rappe'
IJnl une grJppe de raisins (eJké·
doine. mJIJ<:hirel
PLÂNCHE 12: PRINCIPAUX FACIES MINERAUX
CARACTERISTIQUES DES ROCHES
CRISTALLINES

---

- 146 -
• PLANS DE CLIVAGE
Une multitude de familles de plans de clivages est visible chez la plupart des minérattx
des roches: clivages des micas, feldspaths, amphiboles, pyroxènes, halite, calcite ou dolomite.
fluorine, sphalérite, etc. Selon la manière dont ces familles de plans de clivages sont disposées
et forment des angles entre elles, elles joueront un rôle plus ou moins important dans
l'accumulation et la circulation de l'eau dans le minéral.
• PLANS DE MACLE
Lorsque deux ou plusieurs cristaux de même espèce se développent en s'accolant ou
en s'interpénétrant selon une relation géométrique définie, on parle de cristaux mâclés. Les
mâcles de contact (mâcles successives, multiples, polysynthétiques), d'interpénétration sont
suffisamment décrites par plusieurs auteurs. Leurs surfaces d'accollement ou
d'interpénétrtion sont des surfaces de moindre résistance, de pénétration de l'eau et de
dislocation des roches.
Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié également
les indices de
microfracturation et de microdiscontinuités à l'échelle minérale susceptibles de favoriser la
rétention de l'eau dans un cristal. Ce travail a été fait à l'Université Scientifique et Médicale
de Grenoble. Après une séparation des minéraux lourds à l'iodure de méthylène et au
bromoforme. les broyats des échantillons ont été observés au microscope électronique à
balayage, muni d'un microanalyseur automatique à sélection d'énergie, qui a permis de
déterminer.la composition chimique des minéraux. Les résultats obtenus sont portés dans les
planches 14 à 18.
• REMPLISSAGES MINERALISES DANS LES
MICROFRACTURES CRISTALLINES (PLANCHE 13:
PHOTOS 48 A 51)
Les indices de fracmration, observables à l'échelle microscopique dans les minéraux,
sont icftefixties feldspaths issus des granodiorites orientées photos 48, 49 et 50--;=--& du zircon ~_=A
des amphibolites (photo 51).
Ces feldspaths sont riches en Si4+, Fe3+ et K+; mais renferment accessoirement les
éléments tels que: A13+, Mg2+ et Ti4+ (Figures 72-1 et 72-2). Ces cristaux sont pourvus de
microfractures ouvertes, à l'intérieur desquelles, l'on note, ici et là, des dépôts de sels divers
ou des minéralisations liées à une phase hydrothermale plus tardive dans le cristal. Sur les
photos 48 et 49, des indices de plissements se manifestent à l'échelle minérale, sous forme de
microplis isoclinaux et de microplis par flexion, donnant au minéral de la photo 50, une
apparence de minéraux en gerbes. A côté de ces formes, le feldspath de la photo 48 porte
également des empreintes circulaires, visibles en bas et à droite de cette phQto. Les feldspaths
potassiques sont assez résistants à l'altération, conformément à ce qui a été dit plus haut.
Cependant, on attribue à leur présence dans la roche, d'importantes surfaces de discontinuités
en formes de canaux ouverts le long des plans de clivage qui sont les lieux privilégiés de
circulation ou d'accumulation des eaux à l'intérieur du cristal. Ils joueront au départ une
fOfiet:iun transmissive, jusqu'à ce que le phénomène d'altération les atteigne au fil du temps.
Deux séries de cassures s'individualisent dans les zircons: la première affecte les faces
prismatiques, sous forme de microfractures longitudinales souvent parallèles et de taille
relativement grande; la seconde, perpendiculaire à la première, est responsable de la cassure
fréquente observée sur les faces pyramidales généralement absentes. Mais, dans cette dernière
direction, les microfractures sont relativement peu importantes; notamment, au fur et à
mesure qu'on s'éloigne des faces pyramidales. Dans la partie supérieure de la photo 51, on

---

- 147 -
-,
Photo 48 - Microplis et microfrectures ou-
Photo 49 - Microjoints
'/ertes
Photo 50 - Microfrectures en éventail
Photo 51 - Microfrectures perellèles
eux faces pr; smat i ques (j'un zi rcon
NB - Rempl i sseges minérel i sés dens di fférents types de microfractures cri staI-
l ines observees dens les feldspeths (photos 48 ti50) et le zircon (photo 51)
PLANCHE 13 - MICRODISCONTINUITES A L'ECHELLE MINERALE

---

- 148 -
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Figure 72. Composition chimique des minéraux de felsdpath détenninée à l'aide du micro-analyse
automatique à sélection d'énergie

---

-
149 -
note un couloir assez profond sur la face. t>rismauque du minéral, attribuable aUA traces de
glissement ou de frottement du minéral sur un matériel plus dur que lui.
• FIGURES DE MICRO DISCONTINUITES DIVERSES
DANS LES CRISTAUX (PLANCHE 14: PHOTOS 52 A 55)
Les quatre échantillons de cette planche proviennent d'une part, des granites (photos
52 ; 53 et 54); et de l'autre, de la granodiorite (photo 55). Ce sont essentiellement des
feldspaths plagioclases et des feldspaths alcalins.
L'anorthite (photo 52) apparaît comme un accollement de cristaux lamellaires suivant
des plans de mâcle bien développés (mâcle polysynthétique). n présente également des
cassures par décollement (les plus faciles) et des cassures perpendiculairement aux plans de
mâcle (les plus rares). La composition chimique du minéral est formée de Si4+ et Ca2+
essentiellement; Fe3+ et Mg2+, y sont en proportion négligeable (figures 73-1 et 73-2 ).
- ·La hornblende (photo 53) est en agrégats colt1tnftaires~ constituésde cristaux en fibies.,·
disposés en colonnes avec de fréquentes pénétrations locales de mégacristaux prismatiques ou
hexagonaux de plagioclases. Ce minéral est affecté par plusieurs plans de clivage parallèles,
qui se suivent diagonalement dans la photo. En détail, ce sont de véritables glissements de
blocs d'allure sénestre à décalages assez discrets entre les plans de clivage.
Le feldspath potassique est constitué de cristaux automorphes (phto 54) allongés dans
une matrice de même nature. Il se caractérise par la mâcle habituelle de Carlsbald. Le minéral
présente des surfaces de discontinuités liées à de nombreux plans de cassures quelconques et
suivant les plans de clivage.
Quant au plagioclase (photo 55), il est en prismes hexagonaux semblables à de
véritables piliers en béton, enfouis dans une pâte amorphe.
• DEVELOPPEMENT GRANULEUXET ASSOCIATIONS DE
PLANS DE MACLE ET DE CLIVAGE CHEZ LA PYRITE
ETL'AMPHIBOLE (PLANCHE 15; P,HO.rOS 56 A59 L
_ ","."
La pyrite et l'amphibole sont des cristaux qui se développent souvent, à dimensions
égales, dans les trois directions de l'espace.
La pyritte (photo 56) est une forme octaédrique présentant des plans d'association de
mâcles typiques au niveau des arêtes et des sommets. Certaines arêtes peuvent devenir de
véritables chenaux, ouverts et allongés entre les deux sommets. A l'intérieur de ces chenaux,
une face apparaît comme étant formée d'un empilement de lamelles triangulaires, suivant des
plans parallèles, qui mettent en communication les sommets deux à deux. Ces sommets sont,
de toute évidence, les éléments les moins résistants dans le minéral, du fait, de leurs cassures
fréquentes suivant des surfaces imprévisibles.
L'amphibole présente des plans de clivage triangulaires très caractéristiques donnant
au cristal, une apparence pyramidale' (Photos 57, 58 et 59) .La base, plus large que le sommet
supporte une pile de lamelles triangulaires comme dans le cas précédent. Ces lamelles sont
déposées suivant des plans de clivage assez nets. On note également dans le groupe des
amphiboles, des formes en grains (ovoïdes ou arrondies), d'aspect lisse ou rugueuse en
absence de la coque adhésive. Ces grains peuvent présenter dans certains cas, une cavité de
dissolution interne, pouvant devenir à l'occasion, une gourde d'eau dans le cristal.

---

-
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-
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Photo 52 - Anorthite
Photo 53 - Plans de clivages et dévelop-
pement fi breux de l'emphibol e
Photo 54- Feldspath potesslque
Photo 55 - Fi gure de di ssol uti on dens un
I!llegioclese
NB - Figures de microdi scontinuités suscept ibles de fevoriser un processus de rétention
d'eeu ol'échelle minérele
PLANCHE 14 - MICRODISCONTINUITES A L'ECHELLE MINERALE

---

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Figure 73 Composiùon chimique des minéraux d'amphiqbole. de chromie cobaltiîere et
de magnétite détenniné à l'aide du microalyseur automatique à sélection
d'énergie

---

-
152 -
,
Photo 56 - PIons d'ossociotion de
Photo 57 - PIons de clivoge triangul aires dons une
mocle dons un cristo1 de pyri te
omphibole
Photo 58 - PIons de clivoge déterminent une forme
Photo 59 - Covité de dissolution à
ovoïde chez un groIn d'omphibole
l'intén eurd'un groin d'omphi bole
PLANCHE 15 - MICRODISCONTINUITES A L'ECHELLE MINERALE

---

- 153 -
• PHENOMENES DE CONCRETIONS ET/OU DE
ZONATION CHEZ LA CHROMITE COBALTIFERE
(PLANCHE 16. PHOTOS.60 A 63)
Les minéraux de chrome et de Cobalt (chromite cobaltifère) des granodiorites (photo
60). granites (photo 61) et gneiss oeillés (photo 63) présentent. au microscope électronique à
balayage. une croissance incomplète et/ou une altération différentielle sur leur face convexe
devenant rugueuse et en forme de croissant.
Les stades successifs de la croissance en paliers engendrent. sur la face rugueuse. des
colonnes parallèles et de taille pouvant devenir importante à l'échelle minérale. Celles-ci sont
semblables à de réels canaux de drainage, offrant des surfaces de microdiscontinuités non
négligeables dans le cristal.
La face concave, excempte de tout dépôt, présente des traces de concrétion et/ou de
zonation typiques. Elle semble traduire, en apparence, les traces de glissement.
'Une chromite cobaltifère en-voie:-d.':altération (photo 6~).est semblable à un "Dragon
•
r
- -
de mer feuillu ou Phycodurus eques~' sur lequel, on assiste à une disparition progressive des
traces de concrétion ou de zonation, au profit d'une rugosité d'altération précédant le
pourrissement total.
Au contraire, le feldspath calcique de la photo 63 s'altère en donnant une figure
carverneuse en forme de croissant, dans laquelle les cavités observées correspondent
éventuellement à l'emplacement d'anciens minéraux les moins résistants dans la roche.
• MICRODISCONTINUITES MINERALES LIEES AUX
FORMES EN AIGUILLES, A LA DISSOLUTION ET AUX
NICHES D'ARRACHEMENT (PLANCHE 17 PHOTOS 64
A 67)
La silice des faciès métaarkosiques (photo 64 et 65) est marquée par des figures de
dissolution tétraèdriques typiques. Dans certains cas, ces figures se disposent de façon
circulaire dans le_minéral (la base dp tétraèdre étant placée à la périphérie de la circonférence;
et, le sommet dirigé vers le centre).
.
L'amphibole peut exister également sous forme de pilons ou d'aiguilles de taille
appréciable à l'échelle minérale (Photo 66). Ces aiguilles sont assez lisses et paraissent très
résistantes. Elles sont formées essentiellement de Si4+ et Ca2+ (Figure '74).
Enfin, la magnétite de la granodiorite est souvent creusée de figures triangulaires très
impressionnantes (Photo 67) attribuable à une "niche d'arrachement".
En conclusion, toutes les observations qui précèdent montrent clairement que le degré
d'altérabilité d'une roche, vis-à-vis des eaux météoriques, dépend pour une part essentielle,
des minéraux constitutifs de la roche: de leurs formes, de leurs systèmes de fracturation,
de leur mode d'agencement et de la rugosité qui sont autant de facteurs favorisant
l'apparition des discontinuités dans la roche, discontinuités qui seront à l'origine de la
cohésion moins bonne et partant, de la plus grande vulnérabilité de la roche à l'altération. Les
minéraux des roches retracent sans exception et à l'échelle microscopique tous les
phénomènes géologiques reconnaissables à l'état macroscopique: failles, dépressions, reliefs,
altération, glissement, etc. Les eaux souterraines circulent dans la roche à travers ces formes
assez variées en s'enrichissant en minéraux divers entrant dans leur composition chimique.

---

-
154 -
1
J
Photo 60 - Foce Il croissance incomplète
Photo 61 - Foce concrétionnée et/ou zonée chez
et/ou Il llltérlltion différentielle chez une
une chromi te cobo 1t if ère
'J
chroml te cobe 1ti f ère
,
J
,
,
Photo 62 - Figures d'oltéretion en forme d'un drogon
Photo 63 - Figures d'oltéret ion de
de mer feuIllu (PhycoduruS.eques) chez une chromite
forme caverneuse chez un feldspeth
cobaltl (ère
calcique
,
PLANCHE 16 - MICRODISCONTINUITES A L'ECHELLE MINERALE
,

---

="otos 64 et 65 - Figures de disso! ut ion dens un cri stel de Quertz suivent les systèmes pnmi ti fs (té-
',r~èdres Si02)
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>: t 0 66 - L; net i SU III e d emphi bol e
?noto 67 - Niche d'errecnement de
(erme tnenguleire dens L:n cnste\\
Ge megnètl te

---

-
156 -
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tétraèdes de silice altérée
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Figure 74 Composition chimique des figures d'altération: tétraédriques de silice,
1
aiguille d'amphibole et niche d'arrachement détenninée à l'aide du .
microalyseur automatique à sélection d'énergie
1
1

---

- 157 -
3·4·2 FIGURES D'ALTERATION·
Les études faites à l'affleurement sur les phénomènes de l'altération dans le bassin ,
nous ont pennis de décrire et de classer les indices et figures géométriques crées et laissées à
la surface des roches par l'altération. En effet, si la nature des schistes birrimiens est
favorable à une transformation plus ou moins directe en"argiles, les roches magmatiques et
métamorphiques, quant à elles, s'altèrent en donnant de nombreuses figures caractéristiques
dont les plus significatives sont les figures d'awaIé, carvemeuses ou alvéolaires, en
tablettes de chocolat et en pseudodolines et en microgrottes.
A) FIGURES EN "AWALE" (pLANCHE 18: PHOTOS 68 A
69)
Elles laissent sUr les roches granitiques de petites dépressions circulaires alignées à la
surface-de la roche. CëUes-ci sont de petites creyasse~.jeij'lblables à de véritables trous.
d'awalé dont elles ne diffèrent que par leur nombre iéduk géÎléralemen~'à trois ou qwi~··
dans chaque rangée.
L'origine de ces figures d'awalé est encore mal connue. Cependant, sur l'affieurement
de granite altéré entre les villages de Nandala et Tonhoulé, nous avons observé un début
d'altération en fonnes circulaires proches de ces structures. Ici, le granite présente des
filameiits de quartz ou de feldspath de directions variées qui découpent des structures de
formes plus ou moins circulaires. L'altération débute, à la périphérie du cercle de couleur
rouille liée à l'oxydation du fer et à l'hydrolyse des éléments chimiques.
B) FIGURES EN ALVEOLES ET EN T ABLEITES DE
CHOCOLAT
Après le décollement d'une écaille de granite, celle-ci va subir des cassures par
brisures successives donnant des figures en damiers et des tablettes de chocolat typiques
(photo 70). Chaque morceau isolé dans la nature. subit séparement une dissolution qui lui
sera propre à la périphérie de la dalle envahie par la végétation. La smface des morceaux.sc..
creuse de petites crevasses sous l'action des gouttes d'eau. Les éléments grossiers et très
vulnérables à l'altération se dégradent. la dimension de la crevasse (photos 71 et 72)
s'agrandit peu à peu et fonne des cuvettes juxtaposées à la surface du morceau. Dans les
endroits non remaniés et où les morceaux sont déposés en damiers. on obtient des figures
d'altération en tablettes de chocolat.
C) PSEUDODOLINES ET MICROGROTTES
Au Nord du bassin (Banandjé slp de Morondo).la dissolution attëmt une ampleur telle
qu'il apparaît un champ de dépressions circulaires à la surface de l'affleurement. Le diamètre
d'une dépression. variant de 0,5 à 1 ou 2 mètres. est comparable à celui à des dolines (figures
de dissolution en milieu calc~ ). Chaque dépression présente un anneau circulaire bleu-
verdâtre en son centre. Elle est due à la dissolution locale des minéraux ferromagnésiens et
des sels plus solubles dans le granite. On obtient des pseudodolines qui se fonnent dans les
endroits où se croisent plusieurs directions de fractures. A chaque saison de pluie, des flaques
d'eau vont se former dans ces dépressions devenant de petits écosystèmes à la surface du
granite .La présence d'herbes, d'insectes (oeufs, laves, asticots.etc.). ménangés à une boue
très hunùfière au fond des dépressions, est générale En saison sèche. les eaux de la plupart
des dépressions s'évaporent complètement laissant au fond des dépressions un dépôt de
matières organiques dont le volume augmente de saison en saison. Plus tard, les pollens y
sont déposés par le vent, et les végétaions apparaissent pour accentuer la destruction du
massif.

---

158
Photo 68 - Figures d'oltérotton de
type owolé dons un gronite de 10 ré-
gion de Madina (s:p de Sarholo)
Photo 69 - Ongine des figures d'oltérotion de type
Photo 70 - Figures d'oltérotion
owolé dens un gronite des enVlrons de Tonhoulé
en tablettes de chocolot dons un
(s/p de Mossalo)
granite des environs de Modino
(s/p de Sarhala)
Photos 71 et 72 - Figures de dissolution de (orme caverneuse dans les granites 0
grill ns grossl ers de Oussougcul il (s/p de Monkono)
, PLANCHE 18 - FIGURES D'ALTERATION 1

---

-
159 -
Mais, le phénomène d'alteration le plus spectaculaire, est la présence d'une
microgrone avec une rivière hypogée sur p!'Jsieurs dizaines de mètres. Ce cas a été observé
entre Nandala et Tonhoulé (phinche19. Photos 73 et 74). il s'agird'une dépression circulaire
d'une dizaine de mètres de diamètre ët profond de 1 à 3 m dont le fond est percé d'une grande
cavité par où se perd une rivière dont le parcours passe par la dépre~sion (Photo 73). La
rivière sort à quelques dizaines de mètres (30 à 40 m) plus loin (Photo 74). L'écoulement de
la rivière épouse dans la cavité souterraine, la direction N 120-160°. li s'agit là d'un cas de
rivière hypogée sur une courte distance, mais en pleine roche magmatique. Cela montre que
souvent la dissolution des granites par l'eau peut acquérir une intensité comparable à celle qui
a lieu dans les calcaires; notamment quand les massifs sont intrudés par des venues
hydrothermales de nature carbonatée, filonienne ou pegmatique.
3-5-4 EPAISSEUR, NATURE ET GEOMETRIE DES NIVEAUX
D'ALTERATION
_,
Des études faites à l' affle~urep1e!ltou sur les çoupes géologique~_des forages et puits,
ont~abouti à la détermination des profils d'altération'dans les princi~teurs du bassin: -- .
Séguéla, Douala, Kani, Morondo et Sarhala. On distingue en tout deux types de profil en
fonction de la nature géologique du substratum: le profil lié à l'altération des schistes et
celui des granito-migmatites .
Le profil d'altération des schistes birrimiens, établi à partir des observations faites à
l'affleurement à Kouégo, Nyapliqué et à Fadiadougou et lies coupes géologiques dès puits-
paysans en cours d'exécution, varie très peu par rapport à celui correspondant à l'altération
des roches magmatiques et métamorphiques. On distingue de haut en bas:
- une terre végétale très discontinue;
- une latérite souvent absente;
- des argiles lie-de-vin- jaunes ou rouges, à traces de schistosité évidentes;
- des argiles vertes à nombreuses paillettes de micas encore bien conservées;
- un front d'altération moins argileux et marqué encore par la structure schisteuse
- enfin, un schiste sain.
L'épaisseur de l'altération dans les schistes et dans les roches volcanosédimentaires
serait de 19 m sur la carte de Séguéla et de 27." 33,8 m sur celle .;Boundiali. ,Mais cette:,
estimation prend en compte tous les travaux réalisés en dehors de notre bassin par Geomines
Ltd (1981).
D'une manière générale, le profil d'altération des roches magmatiques et
métamorphiques est caractérisé par une séquence généralement irrégulière. Du haut vers le
bas, on distingue cinq niveaux qui n'existent en totalité sur un même profil que très rarement
A) NVEAU 1
Dans les terres végétales, se développement les matières organiques. l'humus et la
microflore; elle est marquée par une teinte noirâtre. et contient des éléments meubles
(graviers et
sables), dispersés dans une matrice boueuse souvent imbibée d'eau. Son
épaisseur varie en fonction des sècteurs: 0 à 1 m à Séguéla; 0,5 à 4 m à Kani; 1 à 2 m à
Douala; 0,5 à 2 m à Morondo. Mais cette distribution est très aléatoire car elle ne renseigne
pontuellement que sur le site des ouvrages.
-
H) NIVEAU 2
Les terres végétales reposent dans certains cas sur une couche de cuirasse indurée et
compacte, très dense, d'aspect noduleux ou conglomératique, légèrement caverneuse et riche
en fer. Le développement d'un horizon cuirassé reste très local et son extension est donc

---

-
160 -
Photos 73 et 74 • Formation d'une
grotte par dissolution avec présence
d'une rivière hypogée traversant un
~
....
granite
dans
les
environs
de
Tonhoule (s/p de Massala)
rivière
Photo 74 - Résurgence située à une
trentaine de mètres de la perte
1
,.

---

-
161 -
réduite. Mais la répartition des occurences est régionale, même si on admet que certains.-
sectellf'S dans le Nord du bassin, paraissent relativement plus riches en cuirasses que d'autres.
Il s'agit d'une cuirasse ferrugineuse de teince sombre, ou rouge-foncé, riche en oxydes
et hydroxydes de fer (goethite et hématite). Certains affleurements sont très détritiques
(secteurs de Kani, à la limice Nord du ranch), hécérogènes et hétérogranulaires, à débris divers
très fortement cimentés par le fer: ce sont des nodules, galets argileux, gravillons, etc dont
la texture est compacte et alvéolaire. L'épaisseur des cuirasses varie de 1 à 6 m à Sarhala; 2 à
5 à Kani; 1 à 2 m à Douala; 2,5 à 6 m à Morondo et 1 à 6 m à Séguéla.
Sur les coupes des ouvrages, la présence du niveau 2 n'est enregistrée que dans 67 ; 55
et 30 % des cas respectivement à Séguéla, Kani et Morondo. Ces résultats sont contraire à ce
qui aurait dû se produire, si la composante horizontale de l'altération était dominante. En
effet, dans ce cas, le Nord serait plus riche en cuirasse que la partie Sud. Or, c'est l'inverse
qui se produit, ce qui traduit la prédominance des migrations perdescensum des ions dans le
profil d'altération sur les déplacements latéraux.
C) NIVEAU 3
Sous les cuirasses, le profil d'altération se poursuit par une latérite rougeâtre,
généralement moins indurée et donc à moitié tendre, mais riche en nodules de fer et/ou en
kaolin: c'est de l'argile latéritique dans laquelle le mélange entre fer et kaolin, de nature
souvent noduleuse donne à la roche un aspect bariolé, tigré ou tâchetée très caractéristique
.C'est la zone de battement de la nappe, zone correspondant également aux argiles à canaux
de Savadogo N.A.(l984). Les épaisseurs mesurées sur ce banc sont (photo75):
Sarhala
2 à 4 m
Séguéla
1 à 18 m
Kani
3 à 5 m
Douala
2 à 13 m
Morondo
4 à 19 m
Ce niveau existe panout à Sarhala, mais ne s'observe que dans 38; 18 et 35 % des cas
à Ségué1a, Kani et Morondo. TI est fréquemment absent à Douala.
Photo 75.Afneurement d'argile tigrée de la région de SarhaJa
D) NIVEAU 4
C'est le niveau argileux le plus développé dans la région, à l'intérieur duquel, seule la
- couleur reste le critère valable de. classification.-Ainsi, du haut vers le bas, on passe

---

- 162 -
....
progressivement à des bancs d'argiles ::"Juges, Jaunes, violettes, ocres ou Vt:a Jâtres, etc.
1
L'épaisseur de ce niveau atteint des valeurs considérables:
::
Sarhala
,:.~:
4 à 21 m
Séguela
3 à 20 m
1
Kani
1,5 à 20 m
Doualla
2 à 9 m
Morondo
5 à 29 m
1
",,,
L'étude par diffactométrie Rx de ce type d'argiles, prélevées dans les puits-paysans en
voie d'exécution dans diverses localités du bassin, montre une prédominance exclusive de la
kaolinite sur les autres éléments dans les séquences et la présence assez rare du quartz
1
amorphe et de l'illite (figure 75) Leur analyse granulométrique met en évidence la présence
des graviers, sables grossiers et sables fms dans ces bancs (Figure 76).
f
Les affleurements les plus spectaculaires de cet horizon, s'observent sur le bassin,
'.
grâce à l'action des tennites qui construisent leurs habitats en utilisant les argiles prélevées à
des prqfQndeurs différentes ~~ fonction du toitde la nappe qui fournit l'eau nécessaire à la
fabricaïron de leurs bancos (Planche 20. Photos 76 à 78). Les matériaux des-tenmtières les
1
plus sombres et donc les plus chargées en matières organiques sont probablement prélevés
dans la terre arable. Les tennitières rouge-jaune devraient correspondre à la partie supérieure
du niveau argileux les plus riches en oxyde de fer; tandis que, celles dont la teinte est
l
blanchâtre, traduisent les niveaux d'altération les plus profonds. Toutefois, nous n'excluons
pas des exceptions à la règle, liées à des variations sectorielles du profù d'altération.
,
Du point de vue hydrogéologique, les quatre niveaux précédents, n'offrent qu'un
intérêt négligeable à cause de la perméabilité généralement très faible des cuirasses, latérites
et argiles.
1
E)NIVEAU 5
1
Ce niveau est formé de sables et d'arênes grenues, intimement liés à la zone fissurée
au toit du socle. C'est le front d'altération active caractérisée par des sables, graviers
anguleux et paillettes de minéraux très micacés et à éclat métallique (muscovite). L'épaisseur
des arènes grenues sur les différents types d'ouvrages du bassin, peut atteindre des valeurs
souvent non négligeables:
Sarhala
4à 11 m
Séguela
1 à27m
Kani
5à 13 m
Doualla
2à8m
Morondo
2à 13m
Sur le plan hydrogéologique, c'est le niveau aquifère le plus perméable et le plus riche
en eau, marqué par des écoulements latéraux au toit du socle. Dans le niveau des altérites
argilo-sableuses susjacentes, l'importance de la zone de battement de la nappe qui se
devéloppe dans les arènes grenues, dépend de la perméabilité de ces dernières. Dans les zones
où les altérites forment un écran étanche, la nappe peut dévenir localement captive dans ces
arènes.
3·5·5· EVOLUTION MINERALOGIQUE DES ALTERITES PAR
1"1
RAPPORT A LA ROCHE-MERE: NEOFORMATION ET
NOTION DE MATURITE DES ARENES
Du point de vue hydrogéologique, les altérites sont caractérisées par une zone saturée
et une zone non saturée de battement de la nappe; où peuvent s'accumuler divers produits
issus du lessivage des sols: d'où le rôle illuvial des altérites qui collectent les substances
nutritives des plantes et des fines particules d'argiles. Du ·bas vers le haut, la séquence

---

- 163 -
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-
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' 0
.... z ..
Figure 75.Difractogrammes des ~es issues des puits-paysans en voie d'exécution
"~-~ --dans le ti3ssin versant de la Haute Marahoué
Gravier
Gros soble
Sable fin
gIOO%r""iii__;;;~~~~~;::::~;:~;;':';':=,:::,,
~~~
:: 900/0
o
Q.
::J
BOO/o
~
~ 70%
si 60%
~
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~ 50%
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30%
20%
10%
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~B6-"---;:~"'-"-~---~--;:~~7~828S/:::6::0=bi=='==:~==~~à:.."""'.....J
10 e
6
4
2
0.8 0.6
0.4
Q2
0.1 eo 60
Ouverture des tamis (en mm) _...:.
Figure 756 Courbes granulemétriques des argiles prelevées dans les puits-paysans en .
cours d'exécution dans le bassin vervant de la Haute Marahoué

---

-
164 -
Photo 76 - Termitière de couleur
sombre, en banco de terre humifère
prélevé dans le niveau supérieur du
profil d'altération, de Macrotermes
bellicosus
dans
les
environs
de
Nandala (slp de Douala)
Photo 77 - Termitière de couleur
ocre, correspondant à un matériel
prélevé dans le niveau latéritique
oxydé
(niveau
moyen
du
profil
d'altération). dans les environs de
Worofla
Photo 78 - Termitière de couleur
blanchâtre, en banco ISSU du niveau
Inférieur kaolinlque peu
oxydé du
profil
d'altération,
dans
les
.,
environs de Soba (s/p de Kanl)
. .:,-
-1 PLANCHE 20 - FIGURES D'ALTER/mON t··- --_...

---

- 165 -
d'apparition des argiles issues de l'altération des minéraux feldspathiques de la roche-mère
est la suvante: Séricite - venniculite - Montmoril!onite -illite - kaoliqite • gibbsite -
(cuirasse latéritique).
La transformation des Feldspaths en séricite se produirait dans la zone profonde, plus
près de la roêhe-mère, alors que la venniculite et la Montmorillonite caractérisent les niveaux
de plus en plus supérieurs, soumis à l'action des eaux météoriques (Millot G., 1964).
L'apparition d'un type d'argile dans la séquence est fonction de la solubilité et du degré de
lessivage de la silice ainsi que des cations basiques mobiles éliminés de la fraction fine .La
solubilité de la silice croît dans l'ordre suivant (figure 77): bisiallisation - monosiallitisation
.allitisation (Pédro G., 1968).
Cl..... -----._- -_.
iIIite
.......lIcIllIl. -AI...
Ca
..........-_..--_..-
Seric*e
•
_
:......._ _-...,....-----+---SViJ
Figure 77. Variations du rapport Si/Al des minéraux néofonnés dans les
feldspaths (l'ardy Y., 1969)
,_<
-
Quand -le-départ de la silice est moindre alors que l'élimination des. bases es..t non
négligeable, les minéraux de néoformation des Feldspaths sont la séricite, la vermiculite et la
montmorillonite. La lixiviation de la silice étant moindre, les minéraux en équilibre possèdent
deux silicium pour un aluminium, d'où bisiallitisation.
Lorsque le lessivage des bases est complet, et celui de la silice appréciable, une partie
de la silice étant évacuée en solution, la silice restante et l'aluminium se combinent pour
former la kaolinite en proportion équivalente (monosiallitisation).
Enfm, pour des conditions de forte hydrolyse avec lessivage très poussé de la silice
(silice totalement lixiviée) et des cations basiques, l'alumine restante '"S'additionne à elle-
même pour former la gibbsite (allitisation) terme déjà assez proche de la bauxite.
Les cuirasses ferrugineuses ou leur équivalent latéral, la bauxite, représentent le stade
ultime de l'altération des roches. Dans notre secteur d'étude, la composition des différents
niveaux d'altérites par rapport à celle de la roche-mère varie très fortement en fonction de la
profondeur des niveaux dans le profil d'altération. Du point de vue minéralogique, les-=· :-7 --'-
niveaux cuirassés sont les plus transfonnés, et les plus totalement différents de la roche-mère
en voie d'altération.
Dans le cas des roches granitiques du village de Séhila (Photo 79), on assiste à une
disparition totale des minéraux cardinaux les plus tendres: Feldspaths et plagioclases; ainsi
que de tous les niveaux accessoires qui leur sont associés. Cette disparition est conforme à
, Ij)rdred'altérabialité évoqué plus haut.
_
.

---

-
166 -
,l'
•
matrice
Iferuugineuse
.provenant de
Ja transformation
totale des minéraux
.du granite originel
Photo 79.Affleurement de cuirasse latéritique de Séhila:
les seuls témoins visibles du granite source sont ici
les cristaux porphyroblastiques de quartz
Le départ des éléments débute par les minéraux ferromagnésiens les moins résistants,
puis les feldspaths calciques et enfin les feldspaths potassiques. Seuls ne suirvivra dans la
matrice ferrugineuse de la cuirasse, que des cristaux porphyroblastiques de quartz, les plus
résistants, seuls témoins du granite-source: les cuirasses ferrugineuses sont des arênes
mâtures:" c'est-à-dire, celles qui ont perdu toutes les traces de l'architecture originelle
du granite. A l'opposé, plus on descend dans le profil, plus le dégré de matûrité des arênes
diminue, c'est-à-dire plus elles sont immatûres parce qu'elles comportent encore les débris et
les paillettes issues des principaux éléments du granite.
Par conséquent, depuis les cuirasses représentant vers le haut, le premier niveau du
profil d'altération, jusqu'au granite situé en profondeur, on distingue cinq stades différents de
maturité des arènes qui sont: cuirasse - latérite - argile - sable argileux - arênes grenues,
dans lesquels le dégré de matûrité diminue du haut vers le bas.
CONCLUSIONS TROISIEMES
Le traitement numérique d'images Landsat TM par des techniques variées de
rehaussement:
analyses en composantes principales, rapports de bandes TM7-
TM4{fM7 +TM4, combinaison des bandes TM5+TM6, fil trage directionnel de Sobel utilisant
la matrice de 7 x 7 m,
etc., à l'in.térieur du système d'information hydrogéologique à
référence spatiale (SIHRS), a permis de tracer 16.000 fractures dans le bassin de la Haute
Marahoué, qui sont des mégafractures d:..UPponance régionale dans le socle ivoirien ou
africain; et, du point de vue sectoriel, des structures tectoniques de formes géométriques
variées Ces fractures s'associent aux principales directions tectoniques d'Afrique: N 170-
190°; N80-1000; N30-600; et NI20-160°.
Des structures circulaires et polygonales ou en damiers, étoiles, toiles d'araignée,
croissants de lune, etc. accompagnent le plus souvent ces accidents à tracé essentiellement
rectiligne dans le socle.

---

-
167 -
Ces accidents seraient apparus au cours d~s orogenèses libérienne (2900-2500 MA),
panafricaine (600 MA), hercynienne(350 MA) ou au moment de l'ouverture de l'Atlantique il
ya 200 MA. Cependant, nombre d'entre eux ont connu des phases de réactivation depuis le
Crétacé à maintenant, ce qui se traduit par des manifestations périodiques des tremblement de
terre d'importance encore mineure en Côte d'Ivoire et en Afrique de l'Ouest; à l'exception du
séisme de Gaoul en Guinée, en décembre 1983, dont les secousses ont été quelque peu
ressenties dans notre pays.
Dans le bassin de la Haute Marahoué, l'intensité élevée des phénomènes de
fracturation et la bonne communication entre les réseaux de fractures favorisent un meilleur
devélopppement des
horizons d'altération
identifiables par les
prospections
électromagnétiques et électriques.
L'ordre de cristallisation des minéraux et leurs conditions de stabilité dans un magma
fondu en cours de refroidissement, la texture et la structure des roches, les surfaces de
discontinuités, les microfractures internes et le mode d'agencement des cristaux. à l'échelle
minérale, l'activié biologique et les agents clim?tiques sont les principaux facteurs dans
l'altération des roches cristallines et cristallophyllienne du bassin; altération dont-les témoins
assez nombreux sont ici des figures d'awalé, en pseudodolines, alvéolaires, caverneuses, des
microgrones et des tablettes de chocolat.
Depuis le granite (roche-mère) situé en profondeur jusqu'à la cuirasse ferrugineuse
terminant le profil d'altération vers le haut, la matûrité des arènes grenues évolue, à travers
cinq stades différents: arènes grenues, sables argileux, argiles tigrées ou bariolées,
latérites argileuses et cuirasse ferrugineuse.
A la faveur de cette intense activité tectonique et des phénomènes d'altération qu'elle
favorise, la qualité hydrogéologique des roches cristallines du bassin s'en trouve améliorée au
point de permettre une circulation plus facile et une accumulation des eaux au sein des
aquifères.

---

CHAPITRE 4
PARAMETRES HYDRAULIQUES, FONCTION DRAINANTE
ET CAPACITIVE DES FRACTURES ET ALTERITES,
PRODUCTIVITE ET PERENNITE DES CAPTAGES
En Afrique de l'Ouest, le comportement hydraulique des milieux aquifères
commence à être connu, grâce à l'apparition dans les années 1948-49 et 1970 des
possibilités d'exploitation des eaux souterraines par les puits-modernes et les forages.
Aujourd'hui, il est admis qu'une importante circulation d'eaux a lieu dans les roches
cristallines et cristallophylliennes, à la- faveur des réseaux\\de fractures plus ou moins
connectés. Les multiples arrivées d'eau enregistrées dans les forages profonds en sont
les preuves irréfutables.
Cependant, si la transmissivité des formàtions de socle est le plus souvent
calculée par les méthodes variées, le coefficient d'emmagasinement reste toujours
difficile à estimer en l'absence de piézomèrres d'observation dans les environs
immédiats des forages.
4·1 EVOLUTION DES CAPTAGES D'EAUX SOUTERRAINES
EN AFRIQUE DE L'OUEST
Les travaux de Faillat J.P.(l986) et de nombreux spécialistes ayant opété dans le
domaine de l'eau (CGG , 1956-1959; Archambault J., 1960; Guérin-Villeaubreil G.,
1962; George B.; 1962; Maillary J.c., 1963-1964; Lelong F., 1963-1964-1966;
Kucharska-Forkasiewicz J., 1964; Delany F., 1965; Pirard F., 1965; Burgeap , 1975;
Bize J., 1966; Joseph A., 1969-1970; Degallier R., 1970-J5a7; Belliard C., 1973-1976
et Lenoir F..1977), entre autres, permettent de reconstituer les principales dates
marquant l'évolution des techniques d'exploitation des eaux souteraines en Afrique de
l'Ouest
Les années 1949-69, sont marquées par l'exploitation exclusive des altérites à
l'aide des puits-modernes. La recherche des sites favorables à l'implantation de ces
puits est basée uniquement sur la découverte des cuirasses noyée et des fosses
d'altération.
De 1956 à 1959, c'est le début des prises de conscience sul' les capacités
hydrauliques des aquifères de socle fissuré. C'est l'époque à laquelle la compagnie
générale de géophysique (CGG) propose à l'opinion africaine que l'on s'intéresse à
1'hydraulicité du socle fissuré.
Dans la période 1963-64, Maillary J.C sera le premier à faire allusion aux zones
diaclasées des granites et surtout des schistes cônfrne aquifères à potentialité en eaux
non négligeable.
En 1965, Pirard F décrit le premier profil d'altération au toit du socle fissuré: il
remarque que la zone fissurée au toit du granite sain peut atteindre une centaine de
mètre.s sous les horizons d'altérites composés d'arènes grenues, d'argiles latéritiques et
de currasses.

---

-.
-
169 -
Au cours de la même année, Delany E signale .....n proglamme rie 1200 forages en
exécution depuis 1949 au Ghana, dont les profond,eurs avoisinent les 100 m dans le
--
socle et qui fournissent une dizaine de m3/h , grâce à l'utilisation de la géophysique. A
la même époque, des travaux similaires sont signalés au Maroc et en Afrique du Sud. A
la fin des années 60, le forage de Comtec est réalisé au Burkina Faso.
D'une façon générale, on utilise déjà les photographies aériennes pour le choix
des sites favorables au Burkina Faso et au Togo; et, on admet que le succès de
l'opération dépend du développement du système fracturaI visualisé en photographie
aérienne:: les longueurs des fractures doivent atteindre au moins 1 à 2 k~ pour
prétendre à un bon résultat. Le seul handicap réside au niveau des profondeurs encore
modestes (50 à 60 mètres).
En Côte d'Ivoire, l'introduction des forages d'eau débute en 1966 avec la
réalisation de 5 forages dans la région de Bongouanou et de Dimbokro par Delany F. qui
s'appuyera également sur l'utilisation de la prospection électrique et la présence des
.. :;..
fractures et du réseau hydrographique. Ici, les forages atteindront plus de 100 m.
A partir de 1970, la prédominance des forages creusés directement dans le socle
est assez nette. En effet, les conséquences de la sécheresse au sahel sont catastrophiques
sur les eaux de surface et des puits-paysans généralement peu profonds. En Côte
d'Ivoire, les disparités entre les régions forestières, côtières et les territoires
subsahéliens sont énormes. Une lutte contre ces fléaux aboutira au décret nO 73407 du
23 Août 1973, créant le service autonome de l'hydraulique humaine. A l'heure actuelle,
la Côte d'Ivoire, totalise environ 15 000 forages d'eau sur son territoire national
(Engalenc M., 1975-79-81; Guiraud R., 1975-76; Guiraud R. et Lenck P.P., 1975;
Camerlo Eet al, 1976) et Lenck P.P., 1977.
4-2 TECHNIQUES D'EXPLOITATION DES EAUX SOUTERRAINES
EN COTE D'IVOIRE
4-2-1 SOURCES NATURELLES ET PUISARDS (PLANCHE 21:. PHOTOS
80 à 82)
Jusqu'en 1972, l'alimentation en eau des populations, en milieux ruraux de Côte
d'Ivoire, se faisait principalement, au cours de la saison des pluies (Juin-Novembre), à
partir des eaux de surface: pluies, marigots et étangs; et, pendant la saison sèche
(Décembre-Mai), où les eaux de surface sont rares, à partir des nappes phréatiques des
plateaux, collines et alluvions.
Les populations captent les eaux souterraines très superficielles, à l'aide des
ouvrages rudimentaires appelés puisards. Les puisards sont de petits creux peu profonds
(0 à 2 tp au plus), réalisés dans les alluvions, à proximité des lits de marigots, en vue de
recueillir les faibles quantités d'eau qui imbibent les berges des rivières assèchées. La
durée de vie des puisards est très courte (de quelques jours à 1 semaine ou un mois, mais
jamais d'une saison à une autre). Pendant la saison des pluies, les puisards sont inondés
et noyés puis détruits.
4-2-2 PUITS-PAYSANS (PLANCHE 22 PHOTO 83)
Les puits-paysans sont des ouvrages de 3 à 10 m (et rarement de 15 m) de
profondeur, creusés dans les aquifères superficiels, sur les plateaux et les collines à
l'intérieur des villages, en général, loin de tout marigot. Leur diamètre est de l'ordre du
mètre. Les pluies alimentent plus facilement les puits-paysans qui parfois débordent,
offrant la possibilité aux femmes de puiser l'eau à la main. Malheureusement, au cours

---

-
170 -
Photo 80 . Mare d'eau utilisée
dans les activités domestiques.
en l'absence d'eau de forage, par
les
populations du
village
de
Toutouma (Slp de Séguéla)
Photo 81
• Champ de puisards
creusés
dans
les
terrasses
alluviales
anciennes
par
les
populations du village de Diarabana
(s/p de Douala)
PLANCHE 21 - CAPTAGES DES EAUX SOUTERRAINES

---

-
171 -
Photo 83 - Exemple de 'pans-
paysan creusé par les puisatiers,
majoritairement étrangers, dans
la cour d'un chef de famille du
village
de
Bafriétou
(s/p
de
Morondo)
Photo 84 • Exemple de puits moderne à
gros diamètre, pourvu d'un regard, dans
le village de Siana (s/p de Séguéla)
Photo 85 - Exemple de forage
profond, de petit diamètre, équipé
d'une p_oll).pe mécanique actionnée
manuellement
et
captant
les
aquifères
de
fissures
dans le
socle
cristallin
du
village
de
Gbéna (s/p de Séguéla)
PLANCHE 22- CAPTAGES DES EAUX SOUTERRAINES

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- 172 -
de la saison sèche, le niveau piézométrique des nappes diminue, provoquant k.
tarissectent général des puits-paysans dont la profondeur s'arrête dans la zone de
., ~.
battement des nappes. fis sont réalisés manuellement par les puisatiers maliens ou
Burkinabés et quelques rares fois par les ivoiriens.
Le coût total d'un puits-paysan est de 15 000 F CFA; malheureusement, sa
profondeur est liée à la limite de pénétration d'air dans le trou; et donc, à la possibilité
de respiration du puisatier. Les puits-paysans sont dépourvus d'un système de tubage,
seule la construction d'une margelle cimentée de 0,5 à 1 m environ, au-dessus du sol,
constitue le seul moyen utilisé par les paysans pour protéger le point d'eau contre la
pollution.
4-2·3 PUITS-MODERNES (pLANCHE 23.PHOTO 84)
Ils n'exploitent que le domaine des altérites au-dessus du socle sain. Par
conséquent, leur profo~deU(sera limitée sectoriellement au développement des altérites
sablo-argileuses et llà -profondeur maximum d'enforcementdes machines à forer,
imposée par le constructeur et qui est généralement de 35 ID. Ce sont des points d'eau de
gros diamètre (puits-citerne de 1 à 2 mètres) qui favorisent le stockage d'une réserve
d'eau considérable. Le prélèvement d'eau est aisé et peut s'opérer par groupe de
plusieurs femmes munies d'une corde attachée à un seau. Les puits-modernes
fournissent généralement plusieurs dizaines de m3/h, et leur entretien ne pose aucun
problème au niveau de la fréquence et des frais.
:
'
,
Cependant, du fait de leur profondeur assez faible, 8 à 35 ID, les puits-modernes
sont soumis aux mêmes exigences saisonnières que les puits-paysans. fis ne captent
généralement pas le niveau le plus productif (arènes grenues) du toit du socle; et par
conséquent, sont sensibles au rythme des battements saisonniers de la nappe. De plus,
les risques de pollution sont accrus à cause des possibilités d'infiltration qu'offre leur
grand diamètre.
L'équipement des puits-modernes est assuré par des buses, non crépinés contre
les parois stériles et créprinés au niveau des arrivées d'eau. L'étanchéité de l'espace
aimulaire, autour des buses, est assurée par un système de- remblayage et/ou de
cimentation. L'exécution se fait avec des machines de type canadien "calwel" pilotées
par un technicien foreur.
4·2-4 FORAGES D'EAU (pLANCHE 23. PHOTO 85)
Le diamètre des forages est toujours très réduit 8 ~ 9" (20 à 23 cm) dans les
altérites et 5 à 6" (15 à 16,5 cm» dans le socle. Leur profondeur atteint 124 m en Côte
d'Ivoire (forage de Brou Akpaoussou à Bondoukou). La protection <ks forages est
~acile. fis captent essentiellement les réserves d'eau séjournant dans les fractures du
socle cristallin.
Malheureusement, leur .exploitation exige des pompes à débits faibles,
d'entretien délicat et nécessitant des cotisations par habitant pour une répartition
éventuelle du:système d'installation: environ 60 000 CFA par village par an. Il en
résulte que chaque village doit former son réparateur.
L'équipement des forages se fait par des crépines à la hauteur des arrivées d'eau.
Mais, la plupan des forages sont à paroi nue dans le socle sain. Dans ce cas, la pose
d'un packer à la base des altérites, le rembrayage et la cimentation de l'espace annulaire
à la traversée des altérites, suffisent à assurer la protection de l'ouvrage contre la
pollution.

---

-
173 -
En Côte d'Ivoire, 89 % ":~s ouvrages exploitent le socle crist",llin, 5 % les
altérites et 6 % les sédiments meubles du bassin côtier. Il existe des forages tubés et non.~
tubés, des forages simples ou mixtes et des forages à un seul diamètre bu à demC
diamètres.
4-2-5 SYSTEME DE POMPAGE
En Côte d'Ivoire, les matériels d'exhaure sont de trois types: les pompes A B 1
(apparues en 1964), Vergnet-Mengin et A B I-SOFRETES- Mengin (ASM), rendues
officielles par la DCH en 1981. Cette dernière représente une synthèse des deux
premières. Elle exploite les venues d'eau les plus profondes (80 et même au-delà) et
constitue la pompe la mieux adaptée au milieu fissuré caractérisé par des anivées d'eau
profondes, des rabattements importants, des valeurs de PH voisines de 4,3 et une salinité
faible (Figure 73).
Ces pompes sont r-elativement solides et foumissent-UJl-débit d'environ 1 m3./h
pour plusieurs dizaines de mètres de refoulement.
.. ,--
4·2·6 PROBLEMES D'ENTRETIEN DES POMPES
Dans le bassin de la Haute Marahoué, les observations de terrain, faites dans la
période 1984-1987, ont pennis de constater que 22,6 % sur les quelques 212 ouvrages
réalisés depuis 1982, étaient régulièrement en panne mécanique. En 1986, Faillat
J.P.estime la moyenne des pannes techniques affectant les pompes en Côte d'Ivoire, à
15 ou 20 %. Mais, tous ces chiffres sont négligeables par rappon à ceux d'une enquête
réalisée par l'OMS, qui montre que la recrudescence des pannes débute après 3 ans de
fonctionnement des pompes et peut mettre hors d'usage 40° à 80 % des ouvrages. En
Asie, des observations similaires sont également signalées en 1976, où 70 % des
pompes ne fonctionnent pas dans bon nombre des pays.
On constate ainsi, que la grande difficulté dans l'exploitation des eaux
souterraines en milieu de socle par les forages, réside dans la courte durée de vie du
matériel d'exhaure. Le pourcentage·déspannes qui augmen~avèc-l'âge des ouvrages
pénalise les populations en milieu rural où cenains villages peuvent rester plusieurs
mois voire plusieurs années sans eau potable
4·3 MISE EN EVIDENCE ET CARACTERISATION DE LA PRESENCE D'EAU
DANS LE SOCLE CRISTALLIN
En Afrique de l'Ouest, le socle cristallin est le siège d'une circulation imponante
d'eau dans les fractures, mise en évidence par les nombreuses anivées d'eau dans les
forages; en effet, les forages de la Haute Marahoué interceptent plus de 114 venues
d'eau dans le socle. Dans un même forage, le nombre maximum d'arrivées d'eau
enregistré est généralement de trois (AE1, AE2 et AE3). La première se rencontre entre
8 et 78, la seconde entre 16 et 87 et la troisième entre 35 et 62 mètres.
Cependant, les arrivées d'eau à des.profondeurs..plus imponantes sont connues
dans d'autres régions en Côte d'Ivoire, et notamment dans la région de M'bahiakro et de
Dabakala:
AEl
=
92 m à Kominakro ; 94 m à Kotolo
AE2
=
92 m à Ekoukro
AE3
=
95 m à Kongoti

---

- 174 -
l o f H - - - , _ de . - . . "
~,I""--'-'"-...
®
CD Pompe ABI ASM
® Schéma de 10 pédale de la
pompe Vergnef.
@
Schéma du mécanisme
de
commande d'une pompe ABl ASM
A,..f":Ô~
8·
-----.":.
CA••ta~
.
~@
'" "r~~
Figure 78 Représentations schématiques des différents types de matériels
L
•
, .. ~"'"
. ;
d'exhaure utilisés en hydrauliquee villageoise en Côte d'Ivoire
G)

---

- 175 -
Ces profondeurs d'arrivées d'eau se comptent panni les plus importantes en
Afrique de l'Ouest.
.
Dans le bassin de la Haute Marahouér·les cas· d~vées d'eau multiples sont
rares. On n'en connait qu'à Mangbaran et Massala S/P. Dans le premier cas, six venues
d'eau ont été enregistrées entre 31 et 68 m dans un forage présentant 80 m de
profondeur; et dans le second, entre 25 et 56 m.
L'importance quantitative des arrivées d'eau à des profondeurs souvent grandes
est la preuve d'une bonne circulation des eaux dans le socle cristallin et d'une condition
de leur déplacement souvent meilleure que traduisent des coefficients de transmissivités
et/ou de perméabilité souvent assez bons.
En 1989, dans le bassin versant de la Haute Marahoué, l'étude des variations du
niveau piézométrique des nappes de fissures et d'altérites, par rapport à la situation
d'origine, telle que mentionnée dans les coupes techniques établies par les foreurs au
moment de la réalisation des ouvrages, permet de suivre une dizaine d~années plus tard,
les eff~ts des prélèvements opérés par )~s populations sur les réserves d'eau. En
particulièr, on note uné nette différencè;-âêocomportemenent e-ntre les deux. types de
réservoirs: réservoirs de fissures et réservoirs d'altérites.
Les nappes de fissures apparaissent plus régulières et plus stables. Les
fluctuations du niveau statique, qui oscillent généralement entre + 5 et - 5 m, traduisent
tantôt une réalimentation facile; tantôt des rabattements occasionnels de la nappe dûs
essentiellement aux prélèvements (Figure 79).
.
2 5 . , - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ,
20
V.rlatlona
du
n'veeu
plezométrlque
(cre.tlon
• 1989 )
Ê
en
.5
z
·10
·15
_ _
NS1·NS2
·20
·25 +-~...__._--,-~-.-......-_r_..........,,___..--r
...................,....~.,.........,,___..___,_,- ...............,..bl
a
25
50
1S
100
125
150
175
200
225
250
275
300
Figure 79.Variations du niveau piézométrique entre le niveau statique de départ et la situation
en 1989 dans les aquifères de fissures de la Haute Marahoué
Cependant, ces rabattements sont loin de traduire un tarissement quelconque, les
forages affichent toujours un réajustement de leur niveau d'eau à la faveur d'une
remontée pendant les périodes de pauses.
Les cas de rabattement anormaux, susceptibles de traduire un tarissement
éventuel et une insuffisance très J"FeYioncée -des réserves, se rencontrent dans les forages
de Gbohouo (-22,52 m) ; Banandjé (-12,27); Gbéma (-19,63 m); Gbominasso-l (-
22,43) ; Gbominasso-2 (-24,72) respectivement profonds de 84,5; 49,5; 36,6; 55,1 lm. A
l'opposé, les forages de Lalogo (+12,33 m) et de Kouroukoro (+ 21,72), traduisent, par
la remontée sensible de leur niveau piézométrique, une assez bonne condition
d'alimentation.

---

- 176 -
On constate ainsi, qtie les réserves de fissures sont générale,nent plus constantes
et plus stables que celles des altérites-. Elles sont moins influençables par les variations
saisonnières. Seule l'intensité de l'exploitation y provoque le rabattement du niveau
d'eau dans la nappe.
Au contraire, dans les puits-modernes captant les altérites, 85 % des ouvrages se
caractérisent par une baisse importante du niveau d'eau par rappon à la situation
d'origine,4 % , une variation nulle et Il %, une remontée timide (Figure 80).
10~--------------------,
..
N51-N52
III
Z
5
..
III
Z
50
100
150
2:10
2~O
300
350
Figure 80 Variations du niveau piézométrique entre le niveau statique de départ et la
situation en 1989 dans les aquifères d'altérites de la Haute Marahoué
En conclusion, le socle cristallin de notre pays est parcouru par d'importantes
quantités d'eau pouvant s'accumuler par endroits en donnant des réservoirs d'eau. En
général, les réservoirs d'eau qui se développent dans les altérites sont les plus sujets à
d'importantes variations saisonnières ( rabattements excessifs des nappes en saison
sèche et recharge immédiate en période de pluie); les plus fragiles, à cause de la hauteur
toujours faible de la colonne d'eau dans l'ouvrage et du pompage par groupe de femmes
pouvant prélever d'importantes quantités d'eau à la corde. Par conséquent, les
recherches actuelles, s'orientent davantage vers les aquiîeres de socle dont les capacités
et les caractéristiques hydrodynamiques ne sont pas encore totalement bien connues.
4-4 PARAMETRES HYDRAULIQUES ET FONCTIONNEMENT
DES SYSTEMES AQUIFERES DANS LE SOCLE
Dans le bassin de la Haute Marahoué, les pompages de longue durée (t > à 24 h)
sont rares. Le pompage le plus long est celui réalisé, en 1981, dans la ville de Séguéla
sur le forage F2, où les observations ont duré 20 h. En effet, l'insuffisance habituelle des
débits et l'urgence des besoins humains à couvrir, nécessitent souvent que des
pompages exceptionnels soient réservés aux ouvrages à gros débits et devant alimenter
les grandes agglomérations. En Côte d'Ivoire et en milieu de socle;"'le seul cas de
pompage prolongé est, à notre connaissance, celui de la station expérimentale de
l'ENSTP de Yamoussoukro, exécuté en 1982, par Faillat J.P.et Leblond P..fi a duré 43 h
et a été exécuté à un débit de 3,4 QJ3/h.
D'une manière générale, le pompage le plus couramment pratiqué daps!lOS pays
est "l'essai de puitS" qui utilise plusieurs paliers de débit, le plus souvent enchaînés, et
de courte durée (4 à 6 h). De tels pompages ne permettent souvent que la détermination
exclusive de la transmissivité de l'aquifère, celle du coefficient d'emmagasinement
étant rendu impossible par manque de piézomètres d'observation au voisinage des
forages.
En Afrique de l'Ouest, les méthodes d'interprétation des pompages d'essai
utilisés sont nombreuses (Theis C.V., 1935; Warren J.E.et Root-P.1., 1963; Castany
-

---

- 177 -
G.,1967; G::..lganen A.C.et Witherspoon P.A., 197L, Gringarten A.C.et Ramey, 1973, ln
.
N'Guessan A.,1985; Gringarten A.c.et Bertrand L.,1978; Papadopoloulos et Cooper, in
,
Feuga B.et Vaubourg F.,1980"et ThieIjO.et al., 1982; Thiery D.et al, 1983, etc:)..
,~t'!' .
En milieu fissuré et discontinu, les échanges entre les systèmes hydrauliques sont
régis par des phénomènes assez complexes et le plus souvent anonnaux, en rapport avec
le comportement très variable des nappes, d'un point à l'autre: libre, captive, semi·
captive dans un milieu tantôt isotrope, tantôt anisotrope. Par conséquent, le choix,
d'une méthode d'interprètation de pompages d'essai, est à priori délicat; dans la mesure
où les conditions d'application des différentes méthodes utilisées ne sont jamais
satisfaites entièrement pour permettre la détermination précise des paramètres
hydrauliques.
Cependant, pour notre travail, l'interprètation des pompages d'essai s'avère
indispensable, du fait de l'utilisation que nous ferons plus loin de la transmissivité dans
les calculs des pennéabilités induites par les fractures. Pour avoir une idée de l'ordre de
grandeur de la transmis~iyité, à partir des tableaux de pompages d'essai réalisés dans le
bassin, nous avons fa.ir"appel à quatre des méthodes les mieux connues en Afrique de
i l "
l'Ouest: méthodes de Thiem, Cooper-Jacob, Gringarten et Thiery.
4·4·1 PRESENTATION DES METHODES DE CALCUL DES
VALEURS DE TRANSMISSIVITE ET DE LEURS
RESULTATS RESPECTIFS
A) METHODE DE THIEM
Cette méthode a été utilisée pour calculer les valeurs de transmissivité à partir
des tableaux de mesures de remontée, relatifs aux essais de pompage de courte durée,
réalisés sur trois ouvrages captant les altérites dans les villages de Kologo; Gbéma et
Dougougbé.
Après l'arrêt du pompage, l'eau continue de s'écouler dans le puits, en
provoquant une remontée· du niveau dynamique~ Le rabattement initialement induit va
décroitre; et, à partir du débit pompé depuis un temps (t), et du débit naturel de remontée
de la nappe depuis un temps (f), marquant l'arrêt du pompage, on peut calculer le
rabattement résiduel par la relation:
.1' =O,183Q/Tlogt/t'
qui permet de calculer graphiquement, dans un cycle logarithmique, la valeur de la
transmissivité: T = 0,183 Q / i , à partir des droites expérimentales de remontée de pente
(i) données dans la figure ~O.
Pour ces trois localités, la méthode a permis d'obtenir les valeurs de
transmissivité suivantes:
Kologo:
42
. , 10-5 m2/s
Gbéma:
2,36 10-5 m2/s
~,
Dougougbé:
4,75 10-5 m2/s
Elles sont de l'ordre de 10-4 m 2/s précisément de 2,36 à 4,2 10-5m2/s et ne
concernent que les aquifères d'altérites.

---

-
178 -
Figure 81 MétOOde de Thiem: Courbe ra bauement- log(t/t1
B) METHODE COOPER-JACOB
Cette méthode s'adapte surtout à des essais de pompage par paliers en régime de
non équilibre. Lors d'un essai de pompage par paliers, il arrive que l'on n'obtienne pas la
stabilisation du rabattement pour les débits constants choisis. Dans ce cas, pour le calcul
de la transmissivité, il faut établir on diagramme /!JQ en fonction de log(t), en utilisant
le rabattement maximum ~n observé à la fin du palier de débit Qn'et de durée ln.
A titre d'exemple, nous allons déterminer la valeur de la transmissivité dans un
aquifère de fissures, capté par le forage du village de Djibrosso,.chef-lieu de la sous-
préfecture du même nom. Ici, les réserves d'eau se développent dans des fissures
profondes, recoupées par un forage de 80 m de profondeur dont la coupe lithologique se
limite à deux terrains:
Q-30m:
horizon d'altérites sablo-argileuses
30-S0m:
granite gris fissuré
-
La venue d'eau, enregistrée à 68 ~ a fourni un débit optimum de 0,7 m3/h pour
un rabattement de 30 m et un niveau dynamique de 37,30 m. La nappe est captive dans
le socle puisque son niveau statique est de 7,30 ID.
Les caractéristiques techniques du forage sont les suivantes:
- profondeur équipée
32 m
- packer
:
30 m (base des altérites)
- diamètre interne du tubage :
5" sur les 32 m
Ainsi, l'aquifère des altérites sus-jacentes a été isolé par un remblayage de
l'espace annulaire, dont l'étancheité est assurée par une cimentation à la base comme au
sommet. Le pompage d'essai, de coune durée (6 h au total), a été exécuté par trois
paliers enchainés à débits croissants, sans aucun dispositif d'observation. La remontée a

---

- 179 -
élé observée pendant 4 h, mais il ne nous a pas été possible d'obtenir ~e tableau des
mesures. (Figure 82).
~;
t· 1
•
L'utilisation des techniques de Cooper-Jacob, pour la détermination de la valeur
de transmissivité de cet aquifère, nécessite la construetion d'un diagramme dans lequel
seront ponés les trois points représentatifs correspondant aux trois paliers. Dans ce
diagramme le repon du point représentatif du premier palier est direct. En revanche, en
ce qui concerne les deux derniers paliers, il faut calculer au préalable les temps corrigés
correspondant à chacun des paliers. Dans une échelle logarithmique des temps, le temps
mesuré peut être conveni en temps corrigé par l'intermédiaire de la moyenne
logarithmique pondérée des temps.
Pour cela, on calcule:
- le temps (tn) écoulé depuis le début du pompage jusqu'à la fin du palier d'ordre
n intéressé par le calcul;
- le facteur (tn - ti) avec ti = durée du ou des paliers antérieur(s) au palier d'ordre
n;
- le facteur log(tn - ti ) x ôQi et la somme des trois facteurs pour les trois paliers
successifs.
Dans l'exemple de Djibrosso, le temps et les débits correspondant aux différents
paliers sont:
Premier palier:
Tl ="120 rnn et QI = 5,83 Vrnn
second palier:
T2 = 120 rnn et Q2 = 9,16 Vmn
troisième palier:
T3 = 120 rnn et Q3 = 12,5 Vmm
Ce qui donne, à partir des calculs, pour le deuxième et troisième palier:
Palier 2:
logE2 = (5,83 x 2,38) + (3,33 x 2,079) /9,16
= 20,7985 /9,16 = 2,2706
etk-186 mn
Palier 3:
logE3 = 5,83 x 2,556) + (3,33 x 2,38) + (3,34 x 2,079) / 12,5
= 29,7707 / 12,5
et E,J, =241 mn
Ainsi, pour la construction du diagramme, on utilisera les données qui sont
portées dans le Tableau 8:
Tableau 8: Valeurs des paramètres du diagramme log(L) =F(AlQ) selon la méthode de
Cooper-Jacob
IPalier 1
Palier 2
Palier 3
t(min)
120
306
547
\\
6.(m)
!
14,35
24,07
35,62
O(I/min)
!
5,83
9,16
12,5
6./0
2,46
2 63
2,85
L
Le repon dans les axes de coordonnées des variables: log(t) en abscisse et MQ
en ordonnées, donne une droite de pente i, permettant de calculer la.valeur de la
transrnissivité de l'aquifère à partir de la relation (figure 83):
T: 0,183 / i =0,183 /580 =5,3 10-6 m2/s

---

NS=7.30m
Prof. ouv.• BOm
Date = 17_07_BO
Prof. pompe • ~2m
10
T(h)
Q(ms/h)
0.3~
O.~~
0.7~
~
4
6
8
10~
.
l:;: 3
O.1m 'b
12t
\\
fJ.
= 30m
14
NO .37.30m
18 [
18
\\
~
CD
20
0
1
22
24
26
2B
30
32
34
• A(ml
Figure 82. Pompage d'essai du forage de Djibrosso: Courbes A· f{l): el A .. f{Q m3/h)

---

-
181 -
La méthode de Cooper-j<1cob a été utilisée dans la détermination des valeurs de
perméabilité de 64 forages réalisés dans le socle. Les différentes droites obtenues par
cette méthode sont rassemblées dans 'Ia figure -84.. Elles pennettent de calculer..des
;; . l "
valeurs de transmissivité variant ici de 1,4 10-6 à 4,4 10-4 m2/s (Tableau 9).
301-
29
28
27
261-
25
24
1/
0.183
-4
2~--
23
?
IIY
T Z 5 i Q Z 3.210
'" ,mn-5310"'ln"11
22
1
C Z 5.810- 1
21
?"la
100
1000
Figure 83. Méthode de Cooper-Jacob: Digramme 6/Q = log(t)
C) METHODE DE GRINGARTEN ET RAMEY (1973)
Cette méthode s'applique surtout à des forages captant une fracture unique
pouvant être inclinée, venicale ou horizontale. Dans notre cas, nous avons sup.posé que ---
les ouvrages intéressés par la méthode: Békoro, Filasso, Migniniba, Gbominasso II,
Gbémazo et Madji II sont en communication avec une fracture approximativement
horizontale.
Dans ce cas, si l'éponte est imperméable, Gringanen et Ramey (1973; in
N'Guessan A.,1985) proposent la formule suivante pour la détermination des
paramètres:
(0)
'"
e)(o (- 1'2T.~') cos n'Il 2..; cos n7':'] o.
n =,
~6
Il
C
-
s
(S
=.,....)
(1)
- - - - - - -
s
n
( 2)
( 3)

---

-
182 -
Il ; ;
o
Il .::.
IO~
<l
••
e
5
4
S
2
OL_........L........e:l::........~_............L.....L....&..lL..I.I..&:lOOO=-.....................~17OO
10
Lot
so
100
lOOO
0
SO
100
tnOO
I000O
24
N
0
2S
0
22
"-
<l
21
ZO
19
Figure 84.Méthode de Coooer-Jacob: Courbes 6/Q
18
=log(t)
'!:':
des forages du bassin de la liaüte Marahoué
17
Il
10 SO~..............4...;:~""""'-"::2:........-..L-A...L.I..~:= _ _.......:lo9t(:&:.:..:.::-~)
1000
17'00

---

-
183 -
Taébleau 9. Méthode de Cooper-Jacob: Valeurs des paramè!"""S du waf"Ullme
log(t)= F(MQ) du forage de Djibrosso
Localité
i(pente)
T(m2/s)10-5
. Q/6.(m3lhlm}
Soba-I
0,023
13,3
0,062
Morondo-villa
0,088
3,47
0,235
Dianra S/P
0,009
34
0,551
Kohimon
40
7,625
0,05
Sokourala-D
0,068
4,5
0,704
Lenguékro
0,11
2,8
0,141
Séna
0,071
0,43
0,212
Siakasso
0,099
3,08
0,354
Soba-K
0,046
6,6
0,111
Suinvila
0,119
2,56
0,4
Kognimasso
0,036
8,5
0,06
Sokourala-M
0,16
1,9
0,283
Niangoro
O,OOe12
~;5,4
0,283
Tabakoroni F1
0,14
2,16
0,919
Sakouasso
0,5
0,61
0,054
'Sarhala F2
0,00062
0,492
0,094
Gbohouo
0,00038
0,8026
0,022
Massala-F3
0,62
0,5
0,047
Kabélékoro
0,058
0,526
0,047
Gbona
0,75
0,4
0,09
Douala
9
33,8
0,396
Massala-F2
0,03
10,16
0,435
Siana
0,116
2,63
0,373
Banandié-M
0,031
9,84
0,484
Gbalo-Mébala
0,074
..
4,12
0,574
Borobadougou-S
0,162
1,9
0,549
Bouilla
0,05
6,1
0,46
Bléla
0,038
8,03
0,576
-.-:
._'~
Dianra -Village
0,122
''''""""c 2,5
0,397
Sandala
0,105
2,03
0,23
Gbogoba
0,39
0,782
0,038
Kamana
0,161
1,9
0,238
Forona
5,1
0,598
0,048
Djibrosso
Ville
0,28
1 ,1
0,3
Poste-Sud
0,083
3,7
0,301
Worofla TP
0,067
4,55
0,248
Kamahan
0,014
22
0,265
Mrondo-F2
0,012
25
0,195
Mangbaran
0,02
15
0,186
Kani Disp.1I
0,046
6,6
0,182
Lokola-F1
0,099
3,08
0,193
Koqolo
0,38
0,8
0,026
,..... '
- ~.
Bangana
0,126
2,4
0,194
Morondo STP
0,007
44
0,195
Lipara
0,045
6,8
0,235
Madji F1
0,076
4
0,063
Kani Poste Nord
0,009
34
0,204
Marhana
0,113
2,7
0,156
Camp Militaire
0,19
1,6
0,172
Suinla
0,07
4,36
0,105
Kénéqbé
0,07
4,36
0,231

---

- 184 -
Tableau 9 (suite)
Ména
0,031
0,984
0,771
Fingolo
0,019
16
1,056
Oiarabana Il
2,2
0,14
0,04
Madina
0,14
2,2
0,094
FadiadouQou
47
6,5
1,61
Biétou-Car
0,21
1,5
0,392
Unguékoro
4,1
7,4
0,141
Korokoro
0,029
10,5
1,162
Worofla CS
0,44
, .. Or69
0,118
Gbéna
0,02
15
0,636
Séguéla F2
0,018
17
°69
Morondo RSP
0,15
2,03
0,196
BatoQo Il
0,2"
1,5
0,073
Dona
0,145
2,1
0,14
Tabakoroni Il
0,09
1
3,4
0,919
Ojjbrosso CS
1,7
,
0,18
0,3
GbentéQuéla
0,045
0,68
0,779
Camp Légbo
0,152
2,5
0,153
Katiali
0,068
4,5
0,167
Gbominasso 1
0,1
3,05
0,148
Banandié(SéQ.)
0,046
0,663
0,484
Kato
0,03
10
0,145
Oiélisso
0,051
6
0,166
Bafriétou
0,16
1,9
0,131
Mankono-W
0,088
..~.
3,5
- -
0,155

---

- 185 -
ta = lt: temps réduit
sa =le rabattement réduit
1er =la pennéabilité radiale dans la direction parallèle à la fracture circulaire
centrée sur le puits de rayon rf et d'épaisseur nulle
kz =représente la pennéabilité verticale
h = épaisseur de l'aquifère
L'équation (0) est représentée en diagramme logarithmique avec les valeurs de
(sd) en ordonnées et (ta) en abscisses. On obtient ainsi. une famille de courbes
théoriques dont chacune dépend de la hauteur réduite (hd). Ces courbes sont utilisées
comme abaques pour le calcul des paramètres hydrauliques de l'aquifère par les
méthodes de Theis et Jacob (Figure 85).
0,1
1---
,
_1-_1_
il'.
-
-
..- t - .
i-
' - r
--
- t-..
--
- t--
CD td. T. t
• Kr.h.t
- .
S(rf)2
S(rf)2
- - t -
-
_. 0 sd. LlTs. rf. ~
a
-Œ)
h~
l
-~,
1
~dl=I~I'1
3
Ki' l
1 1 1 1r
1
0.01
0,1
ID
IDD
Figure 85. Méthode de Gringanen: Digramme (MC) et abaques (hd) dans le cas d'une
fracture horizontale
Cette méthode n'a pu être appliquée qu'à 6 forages pour lesquels les mesures de
descente ont duré 6 h en moyenne. Les valeurs de transmissivité. généralement les plus
faibles par rapport aux autres méthodes, variant de 1,183 10-8 à 1,03 10-5 m2/s, sont
portées dans le tableau 10.
Tableau 1O. Valeurs de transmissivité de quelques forages du bassin de la Haute
Marahoué déterlminées par la méthode de gringarten et Ramey (1973).
LOCALITE
t(sec.)
tdtsedhd{1h) l'Sd(m) S(m) Q(m3 T(m2/s) Q/d(m3/h/m)
Madji-F2
200
10
3
5,4
17,8
1,16
2,33
0,063
Filasso
40000
4
0,1
2,3
18,5
0,9
0,0247
0,038
Gbominasso Il
9000
0,9
0,1
0,85
29,5
0,29
0,0018
0,008
Gbémazo
100
1 1
3
3,9
16,7 0,67
1,03
0,037
Békoro
10200
1,6
0,1
1 ,1
17,8 0,95
0,013
0,037
MiQniniba
21000
10
3
5,7
1 9 0,61
1,2
0,031

---

- 186 -
Elles ont été calculées par la rel~.tion: T = sd x- hd x Q 1 4 ns, aplès
l'établissement des courbes expérimemales des différents essais de pompages ,(Figure
86).
D) METHODE DE THIERY
Les hypothèses d'application de cette méthode sont celles de Theis (1935),
notamment en ce qui concerne l'aquifère poreux équivalent, homogène, isotrope et
d'épaisseur constante sm toute la zone influencée par le pompage.
Dans le cas d'une fracture horizontale circulaire unique, le modèle de Thiéry
correspond au schéma donné dans la figure 87.
piézomètre
ouitl ' v - 1
pompOQ'
n
~
I l
o
- l'
-
, 1
I l
1.
: 1
'1
I l
I l
: 1
,
, i ssure 'horizontale
circulaire dl
toibll é~Qisseur
1
1
1t;:
1
z
,
Figure 87 Méthode de Thiély:.Modèle de la fracture horizontale circulaire.
Outre les hypothèses de Theis en milieu poreux, on suppose que:
- le forage traverse, en son centre, une fissure de rayon rf située à mi-hauteur de
la
couche aquifère;
- la fissure est de faible épaisseur par rapport à son rayon et à l'épaisseur de
l'aquifère;
- le débit est capté par l'aqUÏÎere et non par le puits;
- la perméabilité équivalente de la fissure est infinie et la charge est égale en tout
point de la fissure à celle existante dans le puits.
Au début de pompage, l'évolution des rabattements au puits est donnée par la
relation de Carslaw et Jaeger (1959, in Faillat J.P., 1986):
S =Q x ed 1TSrf2 avec ed =e1rf ( e étant l'épaisseur de la couche aquifère)
En coordonnées bilogarithmiques, on aura une drOiœ de pente 1/2. Les courbes-
types, établies en fonction du paramètre (ed) sont présentées à la figure 88. Les variables
réduites sont:
Sa=4nTs/Q
et
ta = 4Tt /rf'l S

---

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li
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I,(V
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1
..
- ---
10
100
-
Figure 86. Méthode de Gringarten: Courbes expérimentales de quelques pompages
i"
d'essai réalisés dans le bassin de la Haute Marahoué

---

- 188 -
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1
i
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i
•
i i , li
.-
.",]
Figure 88. Méthode de Thiéry: Courbes types pour un forage dans l'axe d'une fracture
horizonuuecUoWaUe

---

- 189 -
La fin de la pente 1/2 dépend des caractéristiques géométriques et
r
hydrodynamiques de l'aquifère. L'interprètation se fait par la méthode d'identifi~tion en
relevant un point de coÏncidence·entre la courbe-type et la courbe expérimentale:
.•
1
M (S,T) et Ma (Sa, ta)
On obtient ainsi:
1
T =Q/4IT x SaiS
srf2 = 4T x tiSa =Q/IT x tlta x Sais
1
La méthode de Thiéry (1983), a pennis de calculer les valeurs de la transmisivité
. de 6 forages: Feed Lot; Camp barrage; Fizangoro; Ouhari; Namorisso et Kohimon dont
. f
les courbes expérimentales sont représentées dans la figure 89. Ces valeurs varient de
3,59 10-7 à 1,78 10-5 m2/s (Tableau Il).
Tableau Il. valeurs de transmissivité de quelques forages de la Haute Marahoué
1
détenninées par la méthode de Thiéry (1983)
LOCAUTES
t( h)
S(m) Ed
Sa
ta
Q(m3/h T(m2/s)10-6 Q/~(m3/h/m)
1
Ouahiri
0,33
10,2 0,7
1
0,9
1,02
1 ,13
0,02
Namorisso
2 20,2
1,5 0,65
5,4
1,78
0,047
Fizanooro
1,08 16,3 0,3 0,36 0,35
0,654
14,1
0,017
1
Feed-Lot
1,67 18,2
2
2,85
2,8
1,296
4,5
0,052
Camp-BarragE
1,5
25 0,5
1,7
2,5
0,7
1,06
0,019
Kohimon "
1,67
8,4 0,1
0,17 0,18
1,963
0,359
0,052
4-4-2 INTERPRETATION DES RESULTATS: ORDRE DE
GRANDEUR ET SIGNIFICATION DES PARAMETRES
A) COEFFICIENT D'EMMAGASINEMENT (S)
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, aucun forage de pompage ne
possède un piézomètre d'observation. Les valeurs du coefficient d'emmagasinement
sont, de ce fait, incalculables sur ces forages isolés comme nous l'avons signalé plus
haut. Dans le socle de Côte d'Ivoire, l'ordre de grandeur de ce paramètre à retenir est de
Faillat J.P.(l986), qui préconise, pour les aquifères de fissures se développant dans les
régions à substratum éruptif et métamorphique, que l'on prenne la valeur de S égale à
10-3 et 10-4, en l'absence d'une détennination rigoureuse sur des ouvrages isolés. Ces
résultats sont comparables à ceux obtenus dans le bassin versant de la Mé, par Soro
N.qui, à partir des fonnules de Boulton et Walton, basées sur la théorie de Theis et pour
r = 1 dans la relation: S =4Tt / r2U, trouve des valeurs de S égales à 1,2 10-3 et 1,9 10-
3, dans les aquifères de fissures. Toutefois, dans les deux cas, même si les méthodes de
détennination de S utilisées ne sont pas satisfaisantes, elles ont pour mérite de donner
un ordre de grandeur de ce paramètre difficilement calculable dans nos contextes de
.",,"":: -travaiL
Compte tenu de l'importance du coefficient d'emmagasinement en
hydrogéologie, parce que ce dernier renseigne sur la porosité efficace et donc sur la
capacité d'une roche à contenir de l'eau, on aurait pu utiliser différentes méthodes
proposées par plusieurs auteurs: Archie, Lebedev, Degallier, Rorabaugh et Mijatovic
pour détenniner la valeur de St même en l'absence de pompage, si celles-ci étaient
d'application facile.

---

- 190 -
S(m)
1
,;,-
....
100
Camp ~0ge
~rr
.......,
r-.
~ f\\ ~ 0- io-'i-' - Ouohiri
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~~~
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J
1 1/ ~ ..
feed 10--r- ~ 'Jr-
"~ ~
1/
-
1
1
la
100
1000
t(mn)
Figure 89. Méthode de Thiéry: Courbes expérimentales pour le calcul de (1) de quelques
pompages d'essai réalisés dans le bassin de la Haute Marahoué
--

---

- 191 -
Er. ;ffet, la méthode d'Archie, basée SUI une détermination graphique dc la
porosité efficace de l'aquifère, à partir de la résistivité du terrain et de la moyenne de
résistivité -de l'eau dans le forage;~i1écessite.<fes campagnes Ge géophysique. sur tous les
sites où se trouve un forage ainsi que des mesures régulières et sur une longue période,
des résistivités de l'eau dans tous les' ouvrages. Untel travail était difficile à réaliser dans
le cadre de cette étude.
Lebedev calcule la diffusivité d'une nappe à partir de l'analyse de la déformation
lente de la surface piézométrique. Il utilise en tout, trois piézomètres situés sur une
même ligne de courant dont on mesure les niveaux à trois reprises lors d'un étiage bien
prononcé. C'est une méthode basée sur l'analyse différentielle de la perte de charge dont
la difficulté réside dans la réalisation de piézomètres d'observation qui ne sont prévus
dans ce travail.
La méthode proposée par Degallier (1969) analyse un mouvement de recharge
brusque de la nappe, assimilé à un signal rectangulaire. Cette méthode, basée
essentiellement sur les relations entre nappe et rivière, est d'une ut1isation délicate dans
les régions à aquifères de fissures comme le,.notre.
.
La diffusivité selon la méthode de Rorabaugh, qui fait intervenir également trois
piézomètres alignés sur une même ligne de courant dans un aquifère de grande
dimension, présente les mêmes contraintes que celle de Lebedev évoquées plus haut.
Enfin, Mijatovic utilise la courbe de tarissement d'une source d'eau en voie de
vidange, dans des fonctions de type exponentiel, pour faire l'analyse du niveau
piézométrique, en s'appuyant sur les théories de Theis et Jacob en régime transitoire.
Malheureusement, la réalisation de mesures régulières, sur une source naturelle pour
établir une courbe de tarissement, est impossible dans notre bassin où les sources sont
assez rares.
Par conséquent, en raison de toutes ces difficultés évoquées plus haut, la
détermination des valeurs du coefficient d'emmagasinement a été impossible dans notre
bassin.
B) VARIATIONS DE DEBITS ET PRODUCTIVITE DES
FORAGES
La plupart des ouvrages réalisés dans le bassin, se caractérisent par un débit
généralement faible (Q presque toujours inférieur à 1m3/h). Même dans les cas où les
débits sont assez élevés, les rabattements sont si fons que la valeur du débit spécifique
qui en résulte est nécessairement inférieur à 1 m3/h/m comme on le constate dans le
tableau Il.
Dans tout le bassin, seuls trois forages (dont deux captent les granitoïdes et le
troisième les schistes): Fingolo; TabakoroniF2 et Fadiadougou présentent une assez
bonne productivité avec respectivement: QIIl = 1,056; 1,162 et 1,61.
Le débit spécifique, qui fait intervenir à la fois le rabattement et le débit de
pompage (deux paramètres très intimement liés), donne des indicati@$"tant sur les
caractéristiques des forages que sur l'état de connexion entre les réseaux de fractures.
En effet, l'étude des relations débit - rabattement permet d'apprécier l'efficacité des
forages en milieu à porosité d'interstices. Ainsi, en utilisant la formule:
Il =BQ + CQn (Rorabaugh, 1953)

---

- 192 -
où
li
=
rabattement total au débit Q
BQ =
rabattement provoqué par pene de charge dans l'aquifère
CQn
=
rabattement provoqué par pene de charge propre au- forage en
écoulement turbulent.
Tableau 12. Variations du débit spécifique dans les forages fournissant de gros débits
dans le bassin de la Haule Mar'aI1oœ
LOCAUTES
a(m3/hl
Q/&(m3/h/m)
Séna
5,85
0,212
Olanra village
7,15
0,397
Bafrlétou F1
4,15
0,131
Bléla
4,5
0,576
Banandié
8,85
0,484
Finaolo
52,2
1,056
Douala
3,4
0,396
Gbentéauéla
8,1
0,779
Korokoro
12,2
1,162
Tabakoroni F~
7,9
0,919
Fadiadouaou
10
1,61
SokouralaCO)
6,8
0,704
CarnDléabo
4,27
0,153
Gbéna
13,1
0,626
Lenouékro
7,8
0,141
il est possible de calculer le rendement (BQ/A) du forage En ce qui concerne ce travail,
une telle démarche n'était pas indispensable, dans la mesure où le calcul des valeurs de
B et C ne sont utiles que lorsqu'il se pose des problèmes d'équipement des ouvrages, ce
qui n'est pas le cas dans le bassin versant de la Haute Marahoué.
Dans certains cas, l'étude des relations entre T et Q/li a pu montrer que le débit
sp-~cifique caractérisait la géométrie des réseaux de fractures et leur connexité_ avec
l'ouvrage (Faillat J.P., 1986).
Il est même possible à partir du débit spécifique, de se faire une idée sur
l'ampleur d'un programme de foration dans une région; ainsi que sur les techniques
employées pour l'implantation des forages. Par exemple, dans le bassin versant de la
Haute Marahoué, comme dans les régions de Bouaké et de Man (Faillat I.P., 1986), les
valeurs de Q/A des différents forages réalisés ne dépassent que rarement 1 m 3/h1m. sans
jamais atteindre 2 m3/h1m. A l'opposé, dans les programmes d'approvisionnement en
eau des différents chefs-lieux de sous-préfecture, environ 50 % des ou~es présentent
des valeurs de Q/A supérieures à 1 m3/h1m et pouvant atteindre et excéder les 10 m3/h1m
dans certains cas. Cette grande différence entre les deux types de programmes montre
que l'imponance des populations à couvrir influence les objectifs visés et les méthodes
employées pour les atteindre.
Dans les petites localités, comme c'est le cas dans le bassin de la Haute
Marahoué ou dans les régions de Bouaké et Man où les villages sont généralement de
taille négligeable par rapport aux chefs-lieux de sous-préfecture, l'objectif des
programmes ne concerne pas l'obtention de gros débits pour ces villages moins peuplés
et d'activité très réduite. Par conséquent, les forages sont implantés très souvent par
rappon à l'humeur des chefs locaux. non loin des habitats, sans que le choix du site soit
nécessairement motivé par une étude sérieuse.
-

---

- 193 -
Au contraire, dans les projets d'alimentation en eau des grand~: agglOIllérations
de la taille des villes, l'obtention de gros débits est un critère indispensable de succès.
Les études sont plus sérieuses et l'influence'des personnalités régionales sur le choix du
~.• ,
7' Z
site de l'ouvrage est exclue, ainsi que les contraintes liées à la distance d'éloignement
du village ou à la situation géographique de l'ouvrage dans les bois sacrés réservés à des
cultes rituels. Dans ce cas, l'implantation du forage se fait uniquement sur la base
d'études hydrogéologiques, faisant appel à la géophysique après repérage préalable des
linéaments en photographies aériennes.
C) VARIATIONS DES VALEURS DE TRANSMISSIVITE
Dans les aquifères de fissures et dans quelques puits captant les altérites dans le
bassin versant de la Haute Marahoué, les valeurs de transmissivité déterminées par les
méthodes exposées plus haut sont les suivantes:
Métode de Thiem :
2,36.1O-5 à 4,75.10-5 m2/s ( altérites)
Méthode de Cooper-Jacob
1,4.10-6 à 4,4.10-4 m2/s ( socle)
Méthode de Gringarten:
1,83.10-8 à 2,33.10-5 m2/s (socle)
Méthode de Thiéry
3,56.10-7 à 1,41.10-5 m2/s (socle)
Elles sont nettement plus fortes dans le secteur Nord du bassin, région de
Morondo, où la transmissivité atteint 9,98 10--5 m2/s (c'est-à-dire très proche de 10-4
m2/s), que partout ailleurs. Cependant, dans les secteurs de Douala, Dianra et Kani, les
valeurs de transmissivité ne sont pas négligeables: (8,02; 7,01 et 5, 59) x 10-5 m2/s
(fableau 12).
Tableau 13. Variations des valeurs de transmissivité dans les différents secteurs du
bassin versant de la Haute Marahoué
LOCALITES
Effectif
T(m2/s)
x10-5
SEGUElA
30
5,3
SARHALA
_.~.
5
1,19
WOROFLA
1 0
3,91
KANI
14
5,59
DIANRA
7
7,01
rvoom
1 1
9,98
DOUALA
8
8,02
- - - ' - - -
DJIBROSSO
5
1,9
Une étude de la répartition des valeurs de transmissivité, en fonction du type de
formation, montre que les granitoïdes (f =6 à 6,08 10-5 m2/s) sont plus transmissifs que
les autres fonnations du bassin. fis s'opposent surtout au groupe fonné par la diorite et
l'amphibolite, qui se caractérise par les valeurs de transmissivité les plus faibles: 1,03 à
1,9 10-5 m2/s (Tableau 14).
Ces valeurs de transmissivité coroborent les résultats obtenus anté~rement par
Faillat J.P.et Leblond P.(1982) sur la station expérimentale de Yamoussoukro, où la
transmissivité varie de 5,6.10-6 à 7,1.10-5 m2/s; et par N.Soro (1987), dans le bassin de
La Mé, caractérisé par T =2,1.10-6 à 2,5.1O-4m2/s.

---

- 194 -
Tableau 14.Variations des valeurs dettansmissivilé en fonction du type de roches dans
le bassin versant de la Haute Marahout.
TVpe de roche Effectif
T(m2/s)
GNEISS
3 3,23.10-5
MIGMATITES
4 3,33.10-5
GRANITE
66 6,OS.10-5
SYENITE
2 6.10-5
DIORITE
1 1,03.10-5
QUARTZITES
2 2.10-5
AMPHIBOUTE
1 1,9.10-5
Dans la boucle du cacao, Cairon (1981, in Faillat J.P.,1986) publia quelques
valeurs de transmissivité par type de formation dans les aquifères de fissures de la
région (Tableau 15).
Tableau 15. Variations par type dé roches des valeurs de transmissivilitIans la boucle de
cacao (Côte d'Ivoire)
Tvoe de roche Effectif
T(m2/s)
Grès
60 5x10-5
Schistes
231 5x10-5
Granite
32 3x10-5
Ici, la moyenne de la transmissivité du granite est plus faible que celle des autres
formations. Ce résultat concorde avec les observations réalisées aux U.S.A. sur 2200
forages par Rassmussen W.C. (1963), où les valeurs de transmissivité des gneiss se sont
montré particulièrement plus faibles (T = 1 10-6 m2/s) que celles des autres formations;
les valeurs de T les plus fortes, T =2 10-5 m2/s étant enregistrées dans les schistes
(Tableau 16). Ainsi, d'une façon
évidente, la transmissivité des roches
crlstallophylliennes non facturées est très faible voire nulle. Les granites et les gneiss
sont des niveaux imperméables, en l'absence de tout phénomène d'attaque et de
désagrégation .
Tableau 16 Variations par type de roches des valeurs de transmissivité aux
U.S.A. (Rassmussen,I963; in Faillat I.P..1986)
Type de roche Effectif
IT(m2!s)
Gneiss
13111x10-6
Roc. crist.eru
1OSi1 x1 0-5
Schistes
4S1 12x10-5
En conclusion, dans le bassin de la Haute Marahoué, les valeurs de
transmissivité dans les granitoides sont plus fortes que d'ordinaire, soit parce que les
méthodes que nous avons employées ont pour inconvénient de surestimer la
transmissivité, soit parce que la densité des réseaux de fractures et surtout les
possibilités de leur connexion sont imponantes pour permettre' une circulation d'eau
:
plus facile. En ce qui nous concerne, nous penchons pour cette deuxième éventualité,
parcequ'elle est conforme aux résultats acquis plus haut par l'étude de la fracturation.

---

- 195 -
D) DIFFICULTES DE CHOIX D'UNE METHODE ET
SIGNIFICATION DES PARAMETRES
Les métodes de détermination des valeurs de transmissivité, basées sur les
théories de Theis ou de Jacob, que nous employons, sont des méthodes d'interprètation
des nappes captives pour lesquelles le domaine d'application qui leur est imposé est
nécessairement différent de leur conditions d'utilisation réelles. En effet, pour que ces
métQ.odes soient utilisables dans notre secteur, nous considérons le milieu fissuré
comme un milieu poreux équivalent, homogène, continu et isotrope ou non. Dans ce
cas, il aurait fallu que la taille de la zone testée soit suffisamment grande, pour que
soient minimisées les hétérogénéités de détail inhérentes au comportement des réseaux
de fracture. Or, nous savons que, pour atteindre cet objectif, les essais de pompages
doivent avoir de longue durée ( de 72 h à trois mois environ), parce que plus l'influence
du pompage s'étend, plus un nombre important de fractures participe à l'écoulement et
plus la chance de trouver parmi celles-ci des fractures de conductivité hydraulique forte
est grande pour améliorer la valeur de la transmissivité. Malheureusement, dans notre
bassin, la durée des pompages n'est que de 6 h en moyenne comme nous l'avons vu plus
haut.
Les travaux de nombreux auteurs, sur les aquifères de socle, tendent à démontrer
que la valeur de la perméabilité ou celle de la transmissivité, s'accroît avec la taille du
modèle testé; car l'hétérogénéité des paramètres hydrauliques serait en rapport avec
l'échelle du milieu fissurai. La perméabilité équivalente augmenterait avec le volume de
l'aquifère influencé par le pompage, de telle sorte que l'homogénéité ou la constance
des valeurs des paramètres hydrauliques, dans l'ensemble du milieu aquifère, n'existe
qu'à partir d'une certaine échelle .On appelle "V.E.R", le volume élémentaire
représentatif à partir duquel, un paramètre considéré cesse de subir des variations
(Faillat J.P.,1986).
Or, dans ces conditions, certaines valeurs de transmissivité que nous avons
obtenues, si elles n'intéressent que des volumes de roche inférieurs au "V.E.R" du
milieu testé, doivent correspondre simplement à la fracture qui a été recoupée par le
forage et dans une certaine mesure, au rapport entre cette dernière et le reste du milieu
fissural.
Enfin, dans le milieu poreux équivalent, les courbes de rabattement qui sont
utilisées pour la détermination des valeurs de transmissivité, peuvent présenter des
anomalies liées à des perturbations provenant de l'effet de capacité de l'ouvrage ou de
celui de la drainance entre aquifères. En effet, très souvent, on assiste à une diminution
progressive du débit de pompage, au fur et à mesure que l'intensité du drainage croît.
De même, quand l'influence de l'effet de capacité se manifeste, le débit propre des puits
est tellement important que le rabattement est retardé pendant plusieurs heures de
pompage. Dans ces cas, Thiéry préconise une correction du temps et du rabattement à
l'origine avant de déterminer la transmissivité. Cependant, ce problème peut être
contourné en calculant les valeurs de la transmissivité uniquement sur les parties de la
courbe de rabattement non influencée par l'effet de capacité ou par la drainance, car la
correction préconisée par Thiéry n'améliore pas fondamentalement les résultas du
calcul.
Dans le cas du modèle de la fractun:-.unique de Gringarten et Thiéry, qui
correspond le plus souvent à la réalité du terrain dans nos régions, les valeurs de la
transmissivité calculées devraient s'appliquer d'abord à la géométrie de la fracture
unique équivalente au milieu fissuré testé, situé au centre du dispositif; puis, aux
caractéristiques des ouvrages et peut-être de l'aquifère dans son ensemble.
Mais ici, la partie de la courbe interprètable du forage sera limitée également par
l'effet de fractures unique, l'effet de capacité de l'ouvrage ou par l'influence de la
drainance comme dans le cas précédent.

---

- 196 -
Dans tous les cas, il est plus avantageux de faire des essais de longue durée
(c'est-à-dire de 72h au moins) pour être sûr d'avoir testé les capacités de l'ensemble
nappe de fissures - nappe d'altérites à supponer une exploitation ininterrompue par les
populations.
4-4-3 RELATIONS ENTRE LES DIFFERENTS PARAMETRES
CARACTERISANT LES AQUIFERES
A) RELATIONS DEBITS OPTIMUMS· PROFONDEUR
TOTALE
Dans le diagramme de la figure 90-1, aucun forage ne présente une profondeur
totale inférieure à 10 m. Les ouvrages de profondeurs variant de 10 à 30 m se
carctérisent par des débits assez faibles (0 à 7,5 m3/h). Les profondeurs comprises entre
30 et 70 m sont ~arquées par des débits les plus iÏ,Jnportants et pouvant ,aueindre 15
m3/h. Dans cet intervalle, le pourcentage des foragés qui varient de façon inversement
proportionnelle à l'accroissement des débits est de 65; 20; et 6 % respectivement pour
des débits variant de 0 à 3 ; 3 à 5 ; 5 à 9 ; et 9 à 15 m3/h.
Au-delà d'une profondeur de 70 m, les débits tombent généralement à des
valeurs assez proches de zéro; à l'exception de rares surprises pour lesquellc;s des débits
de 10 à 12 m3/h ont été enregistrées. Ainsi, les fractures les plus p~uctives se
rencontrent entre 30 et 70 m dans le sol.
B) RELATIONS ENTRE DEBITS OPTIMUMS ET
EPAISSEURS DES ALTERITES
Dans le cas des forages, l'influence des épaisseurs d'altérite apparaît très nette
sur les débits de la majeure partie des forages qui sont matérialisés dans la figure 90-2-
Tous les forages à débits optimums important présentent des épaisseurs d' altérites
généralement faibles. Les--ipaisseurs les plus imponantes ne permettent jamais
d'enregistrer des débits supérieurs à 2,5 m3/h. Aussi, ces derniers varient-ils de façon
inversement proportionnelle à l'accroissement des épaisseurs d'altérites, dont
l'importance tend à obstruer les voies de circulation des eaux dans les fractures
constituant ainsi, un frein à l'alimentation des nappes de fissures. Mais, cette relation ne
s'observe pas toujours; car, dans quelques ouvrages où l'épaisseur des altérites est
voisine de zéro, il n'a été enregistré aucun débit.
. Dans les puits-modernes creusés dans les altérites, la même tendance apparaît sur
une partie des points représentatifs des échantillons (Figure 90-3). En effet, les débits
diminuent progressivement au fur et à mesure que la profondeur des ahérites devient
grande.
C) RELATIONS ENTRE DEBITS DES VENUES D'EAU ET
PROFONDEUR TOTALE
En général, les premières et les troisièmes arrivées d'eau n'offrent que des débits
assez modestes: entre 0 à 8 m3/h. Au contraire, les débits les plus importants sont
obtenus au niveau des deuxièmes arrivées d'eau et correspondent à plus de 20 à 22 rn/b
quelquefois.
-

---

-
197 -
, Fon.yes
90-l.QOP - Profondeur des forages
(Puits)
30
25
0 0
0
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90-2.QOP - épaisseur des altérites sur puits \\
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( Forages)
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90-3 .QOP - épaisseur des altérites sur forages
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\\
\\
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2.5
5.0
7.5
10.0
1'2,5
Figure 90.Relations entre débits optimums. profondeur totale des forages et
épaisseur des altérites dans le bassin de la Haute Marahoué

---

- 198 -
D) RELATIONS ENTRE DEBITS OPTIMUMS ET COLONNE
D'EAU DANS LES OUVRAGES
Le diagramme: QOP • hauteur d'eau s'apparente assez bien à son homologue:
QOP· PT donné plus haut. Les débits les plus imponants correspondent à des hauteurs
d'eau de 25 à 80 m dans le cas des forages. Au contraire, une colonne d'eau de moins
de 25 m ne fournit que des débits faibles ( Q < 5 m3/h); et celle de plus de 80 m , des
débits généralement négligéables (Figure 91-1).
Dans le cas des altérites, une assez bonne correlation positive s'observe entre le
débit optimum et l'épaisseur de la zone saturée. En effet, la majorité des points
représentatifs des échantillons s'aligne approximativement sui' une droite (Figure 91-2).
Cela signifie que les débits les plus élevés sont obtenus quand la zone saturée est
grande; c'est -à· dire dans cenains cas, quand les altérites "sont assez devéloppées, car
certains auteurs ont signalé qu'il pourrait exister une bonne correlation positive entre la
zone saturée et l'épaisseur des altérites.
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, les relations entre l'épaisseur des
altérites et la hauteur d'eau dans les ouvrages sont données dans les figures 91-3 et 91-4.
Dans le cas des forages, les variations de la hauteur de l'eau sont inversement
proportionnelles à celles de l'épaisseur des altérites, conformémer::l à ce qui a été dit
plus haut (Figure 91-3). Cette remarque reste valable, dans le cas des altérites dont les
plus faibles épaisseurs (e < 10 m ) correspond à une épaisseur de la zone saturée nulle
(Figure 91-4)..Au contrair.e, quand les altérites dépassent les 10 m, les points
représentatifs des échantillons s'alignent approximativement sur une droite: ce qui
montre que la zone saturée et l'accroissement de la puissance des altérites évoluent
dans le même sens et que les altérites les mieux développées sont celles qui donnent
une zone saturée plus importante.
4·5 LIMITE INFERIEURE DES FRACTURES OUVERTES: DROITE DU
FORAGE IDEAL ET NOTION DES SURCREUSEMENT INUTILE
4·5-1 EVOLUTION DES VENUES D'EAU EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR DES FORAGES
Dans notre secteur d'étude, aucun forage ne dépasse généralement 100 m de
profondeur. Les pourcentages des arrivées d'eau ont été étudiés à l'intérieur de 10
classes de profondeur variant de 10 en 10 mètres.
Les arrivées d'eau dans la zone superficielle (PT < 10 m) ne représentent que 1
% des observations. Les pourcentages les plus élevés (86 %) sont enregistrés entre 10 et
60 m. Au-delà de 60 m, la rareté des arrivées d'eau se traduit par une di!!Ûnution assez
rapide de leurs pourcentages : 6 ; 4 ; 3 et 0 % respectivement dans les 'Classes de
profondeur: 60 -7 0 ; 70 - 80; 80 - 90 et 90 - 100 m.
L'évolution en profondeur .des trois premières arrivées d'eau est illustrée par la
figure 92 qui est une courbe en cloche. Au-delà de 65 m, les AE3 sont généralement
absentes comme le sont les AEl au-delà de 75 m. Seules les AE2 apparaissent à des
profondeurs considérables (85 m).
.
Quand le forage rencontre assez tôt la première et la deuxième arrivée d'eau
(généralement dans les 50 premiers mètres), la probabilité pour qu'ils captent une
troisième arrivée d'eau avant les 65 m est assez grande. Au contraire, l'insuffisance des
débits fournis par les pemières venues d'eau, enregistrées au-delà de 60 m, nécessite le
plus souvent la recherche d'autres venues d'eau pour améliorer le débit d'un forage
condamné à être assez profond (généralement de plus de 80 m).

---

- 199 -
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91-1. QOP - haUteur d'eau dans les forages
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Puits _ Modernes
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91-2. QOP - épaisseur des allérites dans les puits
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91-3. Epaisseur des allérites - hauteur d'eau dans les forages
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Figure76.Relalions entre débits optimums, épaisseur des altérites et hauteur d'eau dans
les ouvrages du bassin de la Haute Marahoué

---

-
200 -
30
20
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o
10
20
40
'0
60
90
100
FJgUre 92. Distribution des arrivées d'eau en fonction de la profondeur des fonces dam
le bassin de 18 Haute Marahou6
La répartition des pourcentages des arrivées d'eau en profondeur dans les
secteurs de Séguéla, Douala, Sarhala, kani et Morondo est illustrée par la figure 93. Les
principaux pics enregistrés correspondent à:
30 -40 et 50 - 60 m
pour Séguéla
20 - 30 m
pour Douala
30 - 40 m
pour Kani
10 -2 5 m
pour Morondo
L'amplitude des pics diminue quand la profondeur des forages augmente (au-
delà de 45 m). Les pics de MoroQdo (secteur Nord) sont plus près de la surface du sol
(lO - 25 m) que ceux des autres secteurs situés plus au Sud (30 - 40 m).
Ainsi, dans le bassin versant de la Haute Marahoué, la diminution des arrivées
d'eau en fonction de la profondeur est assez nette. La quasi totalité des arrivées d'eau
s'observe entre 20 et 60 m (73 %); les pourcentages les plus élevés étant caractéristiques
de la classe de profondeur 30 - 40 m (23 %). Les profondeurs les plus grandes se
caractérisent par une absence totale des arrivées d'eau (0 % à partir de 90 m).

---

-
201 -
Dans les forages à ....·rivées d'eau multiples, les troisième~ arrivées d'eau se
rencontrent entre 35 et 65 10. Ces résultats sont identiques à ceu~ obtenus plus haut pour
les variations des débits en fonction de la profondeur des forages;
4·5·2 BLOC DIAGRAMME ET LIMITE INFERIEURE DES
FRACTURES OUVERTES DANS LE SOCLE
Un bloc diagramme du bassin versant de la Haute Marahoué, confectionné grâce
aux multiples fonctions du SlliRS, permet de suivre, l'évolution apparente des arrivées
d'eau et des débits optimums ainsi que la progression en profondeur dans le socle, du
front d'altération, dont l'épaisseur assez faible au Nord du bassin (10 à 20 m), gagne en
importance dans le secteur Sud où elle avoisine les 70 m (Figure 94) .
En Afrique, les spécialistes en sciences de l'eau admettent généralement que les
arrivées d'eau décroissent en nombre et en importance avec la profondeur du socle sain
traversé. Certains auteurs fixent à 50-60 mètres, la limite inférieure d'existence des
fissures ouvertes dans le socle. Dans le bassin de la Haute' Marahoué, des résultats·,' ,
similaires, signalés plus haut et illustrés dans le bloc diagramme, laissent plutôt planer
un doute.
Même si, l'évolution des débits optimums, des arrivées d'eau et des
pourcentages des fractures en profondeur, tend à mettre en évidence, à partir de 90 à 100
m, l'existence d'une limite inférieure apparente des fractures ouvertes dans le socle, ce
résultat doit être pris avec prudence, à cause d'un biais éventuel pouvant exister dans la
façon d'appréhender ce problème. Car, dans le bassin, la majorité des forages ne
dépasse pas 50 m de profondeur; tant et si bien que, la regression du nombre des
arrivées d'eau que l'on constate au-delà de 100 m, est susceptible de traduire aussi une
insuffisance en nombre des forages atteignant cette profondeur extrême dans la région.
4-5·3 DROITE DU FORAGE IDEAL EN MILIEU DE SOCLE
FISSURE ET NOTION DE SURCREUSEMENT INUTILE
.. Si notre connaissance du comportement hydfogéologique des fonnations était.," "
parfaite, chaque forage implanté dans le socle aurait une profondeur précise et idéale par
rapport aux arrivées d'eau. Malheureusement, dans bien des cas, la limite inférieure des
fractures ouvertes est totalement méconnue et les forages exécutés au hasard et sur la
base du tâtonnement à la recherche des gros débits. Il en résulte une disproportion
souvent énonne entre la profondeur totale des forages et celle des arrivées d'eau.
D'une manière générale, les programmes de l'hydraulique villageoise ne
recommandent aucune profondeur précise pour la réalisation des forages; si ce n'est que
cette dernière doit être suffisamment grande pour pennettre la reconstitution d'une
réserve d'eau d'au moins 10 m de hauteur.
Dans ce cas, pour un forage de profondeur suffisamment grande, nous avons
supposé que la profondeur idéale est celle qui s'arrête 3 m après la venue d'eau
recherchée par le foreur. La marge de sécurité de 3 m est préconisée pour tenir compte
des travaux d'équipement de l'ouvrage. On en déduit la notion de surcreus~!Dent
inutile (Si) définie par la relation:
Si(m) = Pt(m)· Dernière AE(m)+ 3 m
L'étude des relations entre la profondeur totale, les arrivées d'eau et le
surcreusement inutile conduit à la notion de "droite du forage idéal" en milieu
fissuré (DFI): c'est la droite d'égale valeur entre les arrivées d'eau et la profondeur
du forage, le long de laquelle le surcreusement est nul.

---

Woroflo
BorobodouQou
Slrebo
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73% 10r0' débit. Fora.
ARGILES SABLEUSES
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(damaln. d.. occident.
mal.ur. dan. 1••acle )190
Figure 94.Bloc-diagramme établi par intégration
des courbes altimétriques du bassin de
la Haute Marahoué au SIHRS
a
Il
10
111
20
km
,
«
,
,
d

---

-
203 -
Dan~ ~e bassin de la haute Marahoué, par rapport aux premières arrivées d'eau,
on constate que 14 % seulement des points. représentatifs des ouvrages étudiés,
s'alignent à proximité de la "droite du forage idéal", pour une valeur de Si comprise'
entre 0 et 10 m. Cependant, pour les forages de profondeur supérieure à 35 m, la
disproportion entre la profondeur totale et les arrivées d'eau devient assez énonne et la
valeur de surcreusement considérable. En effet, tous les forages de profondeur
supérieure à 65 m présentent leurs premières arrivées d'eau (AE1) entre 25 et 35 m
correspondant à des surcreusements inutiles de 40 à 80 m au moins (figure 95-1).
Dans le cas des deuxièmes arrivées d'eau, la majorité des forages se rapproche
de la "droite du forage idéal". Seulement Il forages sont marqués par des valeurs
importantes de surcreusement inutile de l'ordre de 20 à 50 m (Figure 95-2).
Enfin, pour les troisièmes arrivées d'eau, le nombre d'ouvrages est réduit (15
forages sur 113) et l'importance des SUI'Creusements inutiles faible (10 à 40 m) (Figure
95-3).
Par conséquent, dans les conditions actuelles de travail et du point-de- vue rapport
qualité/prix, pour deux forages de profondeur identique, fournissant le même débit, le
forage à arrivées d'eau multiples présentera une meilleure justification et un rapport plus
excellent que celui qui capte une seule arrivée d'eau.
4·6 INFLUENCES DES ACCIDENTS SUR LES CARACTERISTIQUES
HYDRAULIQUES DES AQUIFERES DE SOCLE: PERMEABILITES
INDUITES PAR LES FRACTURES ET COULOIRS SOUTERRAINS
D'ECOULEMENT DES EAUX EN MILIEU FISSURE
4·6·1 THEORIE DE LA METHODE
En 1970, Franciss F.O. proposa, à l'Institut Dolomieu (Université de Grenoble),
une méthode d'exploitation des champs de fractures relévées en photographies
aériennes. Cette méthode est basée sur l'estimation des perméabilités en grand des
massifs fissurés, à partir des données de l'analyse photogéologiquerLes hypothèses
simplificatrices de base sont les suivantes: les fractures sont supposés sensiblement
verticales pour permettre la simplification des calculs et le traitement du problème
à deux dimensions; et, l'épaisseur de la zone broyée, distance moyenne entre les
deux lèvres de la faille, est proportionnelle à la longueur (L) de la fracture
exprimée en mètre.
A) CALCUL DE LA TRANSMISSIVITE HYDRAULIQUE
D'UNE MEGAFRACTURE
La transrnissivité hydraulique de chaque mégafracture est donnée par la
fonnule:
T=Kfe
avec
T
transmissivité hydraulique, propriété directionnelle (m2/s)
Kf
conductivité hydraulique de la zone broyée (mis)
e
épaisseur de la zone broyée (m)

---

- 204 -
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95-1. Suraeusement inutile· profondeur- première arrivée d'eau
20
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o ,10 :20 30 40 50 60 70 80 90 100
100 -~~~--:;:::......;:~.;.~~-;:.~.;::::~\\.=-...;(
90
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10
60
50
40
30
20
10
95-2. Surcreusement inutile- profondeur- deuxième arrivée d'eau
o ~"'l""'I""'''T'''I''T''I'''T''I''''T'T''I''''P'''I'''T''Il''''I'''''I'''r'''I''''r''I'"'TTT"T'''''I''''I''~AS;:.::;..{1~mT-l~
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la
_-1 0
~O 80. 40: 50- GO 70 80 90 -100
Figure95.Diagramme des relations enlre surcreusement inutile, venues d'eau et profondeur totale
des forages dans le bassin de la Haute Marahoué

---

-
205 -
•
B) CALCUL DE LA PERMEABILITE
On définit la perméabilité (K) d'une fracture de longueur (L) par rapport à un
espace délimité par un cercle de diamètre D, à l'aide de la fonnule (Figure 96) :
K
=
KfE..
D
où:
K
perméabilité équivalente pour un système continu (mis)
Kf
perméabilité de la zone broyée (mis)
e
ouvenure moyenne de la fracture (m)
D
diamètre du cercle (m).
e[
-:-:.:-:-:.:-:-:-:.:.... D
Figure 96.Mélhode de Franciss: Schéma d'une fracture à l'intérieur d'un espace délimité
par un cercle de diamètre D.
La fracture est supposée continue à l'intérieur du cercle considéré; on peut donc
écrire:
K = Kf AL = KfA.L = CL
D
D
et la fonnule devient :
K=CL
L:
longueur de la fracture (en m)
C:
coefficient de proportionalité
Par conséquent, la perméabilité K doit être traitée comme un tenseur symétrique
de deuxième ordre, du fait de l'écoulement en milieu anisotrope. Or, la loi de Darcy
dans un tel milieu s'exprime par la relation:
(1)
V.n = -K(n) J n
v
=
vecteur vitesse d'infiltration
n
=
direction considérée de composantes (a,b)
J
=
vecteur gradient du drainage
K(n)
=
pennéabilité relative suivant la direction n

---

- 206 -
Ainsi, en tout point du terrain, il existe un couple V (~) et J (~ ) tel que, à partir de
(1), on ait (Figure 97):
(2)
au +b\\! = -K (a,b). (a i +bj)
Il
e.r -------.-- •
.'
Figure 97.Méthode de Franciss: Schéma des directions théoriques d'écoulement dans un
milieu anisotrope et de leur orientation par rapport au Nord géographique
Pour une direction orthogonale à n, l'expression de la même formule (2) mootre
que:
a = cosÂ.= -b'
b = sinÂ= a'
On en déduit:
(3)
bu - av = K' (a',b').(bi-aj)
et des équations (2) et (3) on tire :
-u = (a2K + b2K').i + ab (K + K').j =KNN.i + KNW.j
-v = ab (K-K').i + (b2K + a2K')j = KWN.i + KWN.j
d'où:
V =-KJ
KNW
avec
K_KNN
-KNW
KWW
En supposant que le coefficient de perméabilité relative K' est nul
perpendiculairement à K:
- u = (Kcos2Â.)i + (KcosÂ.sinÂ.)j
- v = (KcosÂ.sinÂ.)i + (K sin2À)j

---

- 207 -
Par rapport aux axes NS-EW, les composantes du tenseur Ki (pour la fracture i) sont :
KNN =- Kcos2À,
=
CLcos2À,
KWN = Ksin2À,
=
CL sin2À,
KNW =-K sinlcosÀ,
=
- CL sinÀ.cosÀ,
d'où
Ki = CU cos2À, i
Ces résultats pennettent de caractériser chaque fracture uniquement par sa
longueur (Li ) et son orientation (À,i) par rapport au Nord avec À,i compté positivement
vers l'Ouest et négativement vers l'Est (Figure 98).
•
W--t-~f---+--r-~'--+--
s
Figure 98. Méthode Franciss: Caractérisation et orientation des fractures par rapport au
Nord géographique (l'azimut de la fracture est compté positivement vers
l'Ouest et négativement vers "Ouest)
C) CALCUL DE LA VALEUR DE PERMEABILITE DANS LE
CAS DE PLUSIEURS FRACTURES
Le tenseur de perméabilité K, qui exprime l'effet cumulé de plusieurs fractures,
est la somme des tenseurs relatifs de chaque fracture:
K
=
K 1 + K2 +
Ki +
Kn
D) PERMEABILITES MAXIMALE, MINIMALE ET
MOYENNE
-- Les vecteurs propres de la matrice K ~~~ ~v) donnent les valeurs des
perméabilités principales ( K max ) et (Kmini); et indiquent la direction des
perméabilités maximales (À,max) perpendiculairement à celle des perméabilités
minimales (À,mini):
À,E~) = l tg-l
2KNW
num
2
KWN-KNN

---

- 208 -
''\\,. ..
avec •
KNN = CL cos2 1
KWW = CL sin2 1
KNW =- CL sin l.cosl
La perméabilité moyenne est obtenue par la relation:
Kmoy = i (KNN + KWW)
L'application de cette méthode, nécessite des travaux de· terrains pour la
. détermination de la conduetSrlté.hydraulique (K) et-du coefficient de proportionnalité C
entre la longueur et l'ouvmture des fractures dans la région.
4-6·2 PERMEABILITES INDUITES PAR LES FRACTURES DANS
LE BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE
Les écoulements et les possibilités de formation des réservoirs d'~ dans les
milieux fissurés, peuvent être appréhendés, grâce à l'étude des perméabilités induites
par les fractures. Cependant, jusqu'à maintenant, les résultats obtenus par cette
technique sont restés tributaires de l'importance et surtout de la densité des fractures
susceptibles d'être visualisées sur les photographies aériennes classiques.
Les images Landsat TM, du bassin versant de la Haute Marahoué, traitées
numériquement et interprètées à l'intérieur d'un système d'information hydrogéologique
à référence spatiale (SffiRS), ont considérablement amélioré cette approche, grâce à une
assez fone densité de fractures (62 fractures en moyenne par 1,44 km2 de surface),
repérable sur les images satellitaires réhaussées. En effet,.les valeurs de perméabilités
induites, obtenues par ce procédé-;"sont voisines des perméabilités réelles des temûns
fissurés affectés par l'altération.
A) CONDITIONS D'APPLICATION
La méthode de Franciss n'est applicable qu'aux régions où le socle est affecté
par des fractures voisines de la verticale; comme c'est le cas dans le bassin de la Haute
Marahoué, où les structures cassantes présentent, dans 80% des cas, des pendages
généralement supérieurs à 80°, à l'instar de leurs homologues du Yaouré , un secteur
situé plus au Sud (R. Fabre, 1985 )
Le calcul des valeurs de perméabilités induites par les fractures a nécessité, au
laboratoire, un maillage du bassin-d'une superficie de 12500 lan2, en 103 ceICles de
12 ()()() mètres de diamètre, inscrit chacun à l'intérieur d'un carré dont le côté est égal au
diamètre du cercle correspondant. A l'intérieur de chaque cercle, il a été calculé:
- le nombre total
- la longueur individuelle et totale
- et l'orientation, cas par cas, des diverses fractures
Au préalable, des mesures effectuées à l'affleurement ont permis d'estimer deux
variables indispensables au calcul des perméabilités induites: la conductivité
hydraulique (KO de la région et le coefficient empirique de proportionnalité entre
l'ouverture et la longueur des fractures (C).

---

-
209 -
La conductivité hydraulique (KO est ass:.llilable à la pennéabilité moyenne
apparente caractérisant toute la surface étudiée. A partir _de l' expr.:ssion de la
uansmissivité dans une zone fracturée traversée par un forage:
'
avec:
T
=
transmissivité (m2/s) de la zone
e
=
épaisseur de la zone
Ki
=
conductivité de la zone
Cette variable est donnée par la relation:
Dans les forages à arrivées d'eau multiples, l'épaisseur de la zone fracturée peut
être estimée à partir de la différence de profondeur entre la première et la dernière
arrivée d'eau.
Les valeurs de la transmissivité ont été calculées à partir des essais de pompage
réalisés sur 80 forages, par les méthodes de Thiem, Cooper-Jacob, Gringarten et Thiery
comme nous l'avons vu plus haut.
Dans le cas de la variable (C), l'épaisseur de la zone broyée peut être
considérée comme une fonction linéaire empirique de la longueur apparente de la
mégafracture, de sorte que:
e
=
CL
avec:
e
=
épaisseur de la zone broyée (m)
L
=
longueur apparente de la mégafracture mesurée en photographie
.
aérienne (m)
c
=
coeficient de proportionnalité empirique.
La variable (C) a été déterminée empiriquement en mesurant les longueurs et les
ouvertures sur environ 2000 fractures mesurées dans le bassin et en faisant le rapport
entre les deux paramètres.
Ainsi, après une détermination des valeurs de la conductivité hydraulique (Kf=
3,51.10-5 mis) et du coefficient de proportionnalité empirique entre l'ouverture et la
longueur des fractures ( C= 0,0038), la carte des réseaux de linéaments, initialement
réalisée dans l'environnement EASI/PACE de PCI, a pu être mieux exploitée après son
transfert à l'intérieur du SIHRS. Les valeurs de perméabilités ( Kmax et Kmini) induites
par les fractures, ainsi que la moyenne (Kmax + Kmini/2) et les rapports de
perméabilités (Kmax / Kmini); ainsi que les orientations Îq et Â.2 correspondantes,.ont
alors été calculées à partir de la formule de Franciss F. 0.(1970), donnée plus haut. Le
-calcul des pennéabilités induites a été facilité, grâce à un vieux logiciel, initialement
conçu pour les vieux ordinateurs de type Wang, dont aucun échantillon ne fonctionne
actuellement. Les procédures de calcul, conçues dans un langage basic ont été mises à
notre disposition par le Professeur Savadogo N.A.. Elles sont installées à l'intérieur d'un
micro-ordinateur IBM compatible plus accessible..

---

- 210 -
B) PRINCIPAUX RESULTAS ET INTERPRETATION
Les valeurs de perméabilités induites qui varient ici de 0,11 A0,66.10-4 mis sont
nettement supérieures Acelles obtenues jusqu'A maintenant par cette méthode et qui sont
de l'ordre de 10-8 mis dans les travaux antérieurs (Franciss O.F.,1970; Savadogo
N.A.,1984 et Djeuda H.B.T, 1987, ete.). Cës résultats seraient assez proches de la réalité
du terrain dans notre bassin. A ce propos, les valeurs de perméabilités induites de l'ordre
de 1(}4 mis qui caractérisent 102 cercles sur 103 dans notre bassin, sont conformes A
une remarque faite par Savadogo N.A.en 1984: "plus la densité des fractures
observables par cercle augmente, plus les résultats de la méthode sont meilleurs et
proches des valeurs de perméabilités des terrains".
• CARTES DE PERMEABILITES INDUITES DU
BASSIN
. -..... . La présence d'un axe principal, A-fortes valeurs de perméabilités;à'orientation
sensiblement Nord-Sud et de quatre autres axes secondaires associés, est reconnaissable
dans les figures 99 et 99..
L'axe principal débute dans la pointe Nord-Est du bassin, dans le cercle de
kanyéné (DIS) qui présente la valeur de perméabilité la plus forte (Kl =0,8722 mis). fi
passe ensuite par les cercles de Fùamana (CI4), Sétoumo (Cil), F9, F8, G7, 06 et ES,
Kouroufla (F4), Tonhoulé (F3) et à l'exutoire (02) A l'aval, la seconde valeur de
perméabilité la plus fone, après celle de Kanyéné, est enregistrée dans le cercle F3 à
Tonhoulé (Kt = 0,8215 mis).
Le deuxième et le troisième axe de fortes perméabilités induites s'observent à
l'Ouest du bassin, entre Worofla et Souasso. L'axe 2 est orienté E-W et limité par les
cercles de Bangana, Gbéma et kassatou (au Nord). fi recoupe le premier à Niéou et se
caractérise par des valeurs de KI comprises entre 0,2327 et 0,3091 mis.
L'axe 3, d'orientation NW-SE, pan de Karaba-Souasso pour rejoindre les deux
premiers à Niéou après Katogbo et Tabakoroni (0,2284 < KI <0,3007 mis).
Enfin, le dernier axe de fones perméabilités induites est assez réduit et limité aux
cercles de Dianra village, sur la bordure orientale du bassin. 11 est orienté E-W et
présente des valeurs de KI de 0,2712 à 0,3183 mis.
Entre ces axes de fortes valeurs, prennent place des ilôts de perméabilités asez
faibles:
- au Nord-Ouest: dans le secteur s'étendant de Djibrosso à Tra, en passant par
Siréba; où KI varie de 0,1261 à 0,1952 mis.
- au Sud: Téguéla, Dyoro~é, Kouassikro et Touloukoro (0,1687 ~ KI < 0,1944
mis)
- à l'Est: sur toute la bordure orientale entre l'exutoire et Dianra; à Tyébé et à
Kébi (0,1559 < KI < 0,1789 mis).
il ressort de ces observations que la bordure orientale du bassin est moins dotée
'.y.;o--
en fractures ouvenes que la bordure occidentale.
• COULOIRS SOUTERRAINS DE CIRCULATION
D'EAU ET AXES D'ALIMENTATION DU BASSIN
L'étude des couloirs de circulation des eaux souterraines a été réalisée en
superposant, dans un même plan, à l'intérieur du système d'information
hydrogéologique à référence spatiale (SIHRS), la cane des variations spatiales des
-

---

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F
G
H
1
Fig-l1!e 99.Variations spatiales des valeurs de perméabilités induites maximales (en 10-4 m/s(
dans les aquiferes de fissures du bassin de la Haute Marahoué
1
1
1
1

---

- 212 -
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H
Figure loo.Variations spatiales des valeurs de pennéabili~induites minimales (en 104 mis)
dans les aquifères deflSSUreS du bassin de la Haute Marahoué
-

---

- 213 -
perméabilités induites et le _';seau hydrogéographique. Ce travail ..ait ressonir une
parfaite concordance entreJe tracé des cours d'eau en surface et celui des différents axes
de fortes perméabilités (Figure 101).
..
Les deux fortes valeurs de perméabilités: 0,8722 et 0,8215 mis correspondent:
l'une, à la source de la Marahoué, située à Kanyéné; et, l'autre, au bassin souterrain
d'accumulation des eaux, situé à Tonhoulé, à proximité de l'exutoire du fleuve.
La Marahoué (cours d'eau principal du bassin) se superpose presque exactement
à l'axe principal Nord-Sud, de fones perméabilités, signalé plus haut. Quant au Yarani,
son affluent, il coule essentiellement dans les axes de fortes perméabilités de la bordure
occidentale du bassin.
Au contraire, les domaines de faibles perméabilités induites, correspondent
respectivement à des chaînes d'inselbergs du Nord-Ouest, du Sud et à la bordure Nord-
Est du bassin.
Ainsi, entre Morondo et Dianra village, la modification observable dans le tracé
de la Marahoué qui passe du NS à NW-SE, caractérise de façon assez nette la déviation
subie par l'axe principal de fortes perméabilités induites dans ce secteur, qui n'est
qu'une conséquence de la manifestation du grand couloir de cisaillement NW-SE de
Dianra-Niakaramadougou, décrit plus haut. Les quatre axes de fortes perméabilités
induites constituent donc des zones préférentielles d'alimentation en eaux souterraines
du bassin.
Par conséquent, ces résultats confirment clairement les résultats obtenus plus
haut et selon lesquels:
- il existerait une étroite relation entre les écoulements superficiels et souterrains;
en paniculer le long des principaux axes de drainage que constituent les mégafractures
dans le bassin:
- la bordure occidentale du bassin est plus riche en fractures ouvenes qui
favorisent les écoulement s souterrains plus que la bordure orientale.
• RELA1'IONS ENTREPERMEABU..ITES INDUITES,
ECOULEMENT SUPERFICIEL ET CLASSES
DE DIRECTION LES PLUS FRACTUREES
A l'intérieur de chacun des 103 cercles issus du maillage de notre bassin,
lorsqu'aucune classe de direction d'accidents ne prédomine par sa densité linéamentaire
sur les autres, les trois variables que sont: les perméabilités induites maximales,
l'écoulement superficiel et la classe de direction la plus fracturée, se dirigent très
souvent de façon quelconque dans l'espace (Figure 102).
Au contraire, lorsqu'une classe de direction est plus riche en fractures que
d'autres, l'orientation relative des trois variables permet de distinguer trois cas de
figure:
- l'écoulement de surface est .parrallèle à la direction la plus fracturée:
- la perméabilté induite maximale et la direction la plus fracturée sont de même
orientation ;
- ou la direction la plus fracturée, la perméabilité induite et l'écoulement
superificiel se dirigent tous trois dans le même sens (cas des cercles: CIO, B8 ; G 10,
A 10, FIO, E6, D6, etc.). Seule la zone périphérique du bassin présente des cas
d'exception à cette règle.
En conclusion, l'étude des variations spatiales des perméabilités induites par les
fractures dans le bassin versant de la Haute Marahoué, révèle que ce bassin est doté de
trois grands axes de circulation d'eaux souterraines:

---

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----
O _ I I ! I _
1
- + seM cl'éCOllMmen1 Kut.rroln
GD R~ir d'Kil Kut.rroln.
Figure 101.Couloir souterrain de circulation d'eau et axes préférentiels d'alimentation des nappes
déterminés par interprétation des valeurs de perméabilités induites par les iracw.res à
l'intérieur du SIHRS

---

215 -
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----- : Direction 10 plus fracturée
+:Km~~i et _ :Ecoulement de
K mini
surface.
1
Figure 102.Relations enlre directions de pennéabilités induites, écoulements de swface et
,
classes d'orientation les plus riches en fractures dans le bassin de la Haute
Marahouré
,
•

---

- 216 -
- Borobadougou - Mankono
- Gbéma - Sarhala
- et Kanyéné- Morondo - Dianra
Les deux premiers sont des axes d'~entation du bassin; au contraire, le dernier
contribuerait à l'évacuation d'une partie des eaux à l'extérieur du bassin, au niveau de
Dianra. L'exutoiœ du bassin se comporte comme un véritable gouffre où se perdent les
eaux souterraines arrivant du Nord et de la bordure occidentale du bassin. A l'opposé, la
Marahoué prend sa source dans une importante réserve d'eau située dans un terrain
horizontal en amonL
La bordure occidentale du bassin est plus riche en fractures ouvertes et
probablement bien connectées que la bordure orientale. En effet, elle est dotée des axes
d'alimentation les plus dével~ du bassin.
D'une certaine manière, .l'utilisation de la fonnule de Franciss O.F.(1970)
constitue UR test de validitéPllUf les valeurs de transmissivité calculées plus haut par des
méthodes variées. En effêtVfâ nette superposition qu'on observe' entre le réseau
hydrographique, les grandes diIections de fractures relevées dans les images satellitaires
et les axes de fortes perméabilités induites montre éloquemment que les différents
résultats acquis sont assez valables.
Cependant, la méthode de Franciss O.F. (1970), n'est pas applicable partout ou
ne peut être généralisée à une région très vaste: d'abord parce que les hypothèses de
fractures verticales ne se vérifient qu'exceptionnellement; ensuite, parce que les
résultats obtenus peuvent être variables d'un point à l'autre et surtout d'une zone
climatique à l'autre.
En zone humide par exemple, l'altération est très poussée et la nature des
altérites variable d'un point à l'autre. Les nappes se développent dans les altérites qui
alimentent dans certains cas, les réservoirs de fissures. Les caractéristiques
hydrauliques, si elles ne sont pas calculées par des méthodes fiables, n'intéresseront
surtout que les altérites et non les aquifères de fissures. Dans ce cas, les couloirs
souterrains de circulation d'eau, mis en évidence par la méthode, ne concerneront à
priori; que le mouvement del:!eau~s les altériœs:- : ..
Au contraire, plus au Nord de la Côte d'Ivoire et notamment dans le sahel,
l'altération est généralement de faible intensité. Les nappes se développent
essentiellement dans le socle fisssuré, si bien que les valeurs de perméabilités induites
calculées correspondront nécessairement au milieu fissuré du socle plutôt qu'aux
altérites généralement inexistantes.
Toutefois, pour un même type de réseaux de fractures, l'ouverture des fractures
sera plus grande dans un climat humide que dans un climat sec. Une même densité de
fractures prise dans deux régions différentes, ne donnera jamais la même possibilité de
pennéabilité; ni de circulation des eaux souterraines.
Enfin, les valeurs des v~bles Kr et C sont des moyennes souvent calculées
dans des régions trop vastes:12 500 Km2 dans notre cas; alors que les roches sont
soumises généralement à 'une très forte hétérogénéité de leur faciès et par-eonsèquent de
leur conductivité hydraulique. L'idéal serait de calculer la valeur de ces variables à
l'échelle de plusieurs sous -systèmes dans le bassin.
Toutes ces remarques montrent que souvent, les résultats obtenus par cette
méthode doivent être pris avec une certaine prudence.

---

- 217 -
4-7 APPO~TS DU SIHRS A L'ETUDE DES R"'LATIONS: FRACTURES,
POSITIONNEMENT ET PRODUCfIVITE DES FORAGES DANS LE
SOCLE ET NOTION DE ''CROIX DE SURVIE DES FORAGES" ç ,
•
•
Pour ce travail, la carte du relevé détaillé des linéaments du bassin, initialement
réalisée dans l'environnement EASI/PACE de PCI inc., a été transférée dans le système
d'information à référence spatiale, où l'on a produit les surfaces d'interpolation de la
.-,
densité des linéaments (nombre et longueur) et du nombre d'intersections entre les
linéaments sur une grille d'échantillonnage de 4 x 4 km. Le SffiRS a servi d'abord à
classer les fractures selon les directions N-S, NE-SO, E-O et NO-SE; à produire des
cartes thématiques et enfin à générer un modèle numérique d'élévation du bassin.
Le SffiRS se prête bien à la gestion des implantations des forages dans le socle
cristallin, si l'on tient à respecter les principaux critères d'implantation des forages dans
le socle qui sont:
- être dans un croisement de fractures, les plus longues, les plus nettes et si
possible les plus nombreuses;
- être en un point topographiquement bas;
1
- être en aval d'un bassin versant le plus large possible;
- être à proximité d'un marigot permanent.
L'une des premières applications du SffiRS dans l'évaluation des ressources en
eau du bassin versant de la Marahoué, concerne l'étude de l'influence des directions
préférentielles des accidents sur la productivité des ouvrages.
":i
Après avoir déterminé la densité des fractures; défini les points de localisation
.<
des noeuds de fractures, ainsi que leur importance (noeuds entre deux, trois ou plusieurs
fractures de directions variées), et calculé les pourcentages des fractures dans les
directions Dl (N-S), D2 (NE-SW), D3 (E-W) et D4 (NW-SE), nous avons procédé à
une superposition dans un même plan, des cartes de distribution des accidents et de la
répartition des forages dans le bassin. (Figures 103 à 106). Cette opération a permis de
mesurer la distance qui sépare chaque point d'eau de la fracture la plus proche dans
chacune des quatre directions précitées. Ce travail à permis de se faire une idée de
l'importance des directions préférentielles d'accidents sur la productivité des ouvrages
..
4-7-1 INFLUENCE DES ACCIDENTS DANS LE
POSITIONNEMENT DES FORAGES DANS LE SOCLE
Les distances qui séparent individuellement chacun des 103 forages de la
fracture la plus proche, dans les quatre directions d'accidents inventoriées, sont portées
dans le tableau 17. Les pourcentages d'ouvrages les plus liés à chaque direction varient
de 43; 57; 51 et 62% respectivement pour les directions Dl (N-S), D2 (NE-SW), D3 (E-
W) et D4 (NW-SE).
Les distances maximales d'éloignement des forages par rapport aux fractures
sont de l'ordre de 2,54 ; 1,81 ; 2,173 et 1,541 km respectivement dans les directions
d'accidents Dl, D2, D3 et D4, l'éloignement moyen étant de 1,1 km quand on considère
toutes les directions. L'ordre séquentiel d'influence des accidents. sur la position des
forages qui en résulte est le suivant: D4 > D2 > D3 > Dl.
Les accidents NW-SE et NE-SW, qui s'associent respectivement aux directions
libériennes et éburnéennes d'Afrique, sont les mieux visibles dans les photographies
aériennes utilisées par les foreurs. En effet, le pourcentage des forages captant
directement les fractures (distance d'éloignement nulle), est de 9; 8; 7; et 4% dans les
accidents de directions D4; D2; D3 et Dl; soit au total, pour les quatre directions, 27 %
des ouvrages situés dans les accidents.

---

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Figure 103.Supperposition dans un mêmè: plan .à "intérieur du SIHRS. des réseaux de fraclures
Nord-Sud el de la carte de localisation des forages du bassin de la Haute Marahoué
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9 Figure -
l04.Supperposition
d la
dans
carte de un
locaIisation des fomges
E-Wel e

---

220 -
~
-
~
-
..- .....,.
liï
§
~
:l
1
1
.179
§
B
1
!
t
•
,
,
1
•
•
§
~
j..
--
Figure 105 Supperposition dans un même plan ,à ('intérieur du SIHRS, des réseaw. de fractures
NE-SW et de racarte de localisation des forages du bassin de la Haute Marahoué

---

- 221 -
_
_ _ . . . . . , .
~7_
.JFe.:.:....-----'-------:J"~---4---------~---""O"------.....:.:............:.....:.....~
t~
c
~
ii
1
tel
•
•
_
i:1
t
--------------'-,- .....
' ---l'
,
~
j
eJ'2.....
6;-'2--;9·;-N---r730-000-----7~-,-O-OOO-----7...,7r-OO-OO-----190...,....O-OO----81-00T'"OO--~-6...J'29"N
Figure 106.Supperposition dans un même plan ,à l'intérieur du SUffiS, des réseaux de fractures
NW-SE et de la carte de localisation des forages du bassin de la Haute Marahoué

---

- 222 -
Tableau 18 ~':S d'éloignement des forages par rappoo aux quatre principales
direcUOf IS de fractures dans le bassin de la Haule Marahoué
1
Localité
NOST (Y1(N·S;
D2(NE·SWl
D3(E·W)
04(NW·SE)
2
SIAKASSO
1
0,684
0,36
1,061
0,272
3
BENA
4
0
0,381
o 169
0294
4
SOKOURALA
6
2,697
1,646
0,366
0,205
5
KAMANA
7
2,428
.0,323
0763
0,38
6
GBALO
8
1,042
0,144
0,509
0,129
7
œ:Kl.O
10
0,283
0,084
0,115
0,659
8
DIARABALA
11
0978
0086
0018
0,56
9
SOBA
16
1,277
0,691
0,511
0,085
10 ~
19
2538
0,64
1,132
1,014
.
11 TEGU8.A
21
0374
0.161
0,065
0.091
12 lEGUB.A
22
0,095
0,138
0
0,481
13 TEGU8.A
23
0268
0
0164
0329
14 LJN:U3<R)
24
0,514
0,215
0
0,499
15 GOCloJA
25
0
0297
0
0321
16 l<8'B3eE c' ~ '" .. 26
0,991..
0,227
_.e...O,4.5
0,492
. ,.
17 ~
27
0,158
0
"~h"'rO
0,149
1 8 FLAlA
30
1,19
0,579
0372
0,498
19 OJIGUILA
32
0,126
0,076
0,595
0
20 SAMINA
33
0,086
0,159
0193
0,608
21 TYEMASSOBA
36
1,421
1,081
0,231
0,231
22 TYEMASSOBA
37
1,349
0,499
0,094
0,109
23 BANHANA
38
1 466
1,81
0193
o 129
24 eMN=E
39
0,178
1,347
0,86
0,073
25 MASSALA
43
0,449
0,118
0,53
0,256
26 IO.IO.K:R)
46
0,066
0,24
0,45
1,305
27 OJENIGBE
47
0,102
0,658
0,279
0,186
28 BOUIu.A
49
0253
0,366
0579
0,651
29 MARHANA
51
0,47
0,235
1,093
0,13
30 8EKCH>
52
0,435
0
0,677
0,155
31 FlZANGORO
53
1,013
1,013
0
0,897
32 GEN3:R)
54
0,565
0,863
0,436
0,166
33 MAtt.OJROUA
55
0292
1 07
0
0,702
34 SUINLA
56
1,042
0,588
0,298
0,333
,
35 SIANA
58
'Ô;122
0,179
0-,126
0
36 SUINLA
59
0,776
0
0,327
0,342
37 SOMANA
60
0,983
0,238
0,269
0,688
38 SANDALA
61
0,05
0092
0,112
0,107
39 NANDALA
62
0,178
0,518
0,786
0,31
40 lO+O..U:
63
0,33
0,159
0,091
0,104
41 GBAL0-M
65
0,705
0,055
0,426
0,381
42 saJL.aJMANA
66
0,186
0
0,689
0,061
43 utG.JEKOAO
67
0,461
0,082
0,457
0
44 In~VY"iI.
73
0
0,193
0,666
0,106
45 F<R)NA
74
1,125
0,183
0,373
- 0,877
46 DIARABANA
76
1,961
0,09
0,381
0,58
47 MASSALA-AS
77
0,71
0,112
0,431
0,164
48 K8IEGBE
78
0641
0,346
0,978
0,076
49 MANGBARAN
79
0,356
0,056
0,167
0,126
50 OOUALA
80
0,919
0,228
0,076
0,408
51 BOBI
84
0,203
0':'698
0,024
0,223
52 SOKOURALA-
89
0,556
0,604
0,576
0,458
53 ~
90
0,412
0,092
0,442
0484
54 TABAKORONI
92
1,15
0
0,201
0,126
55 lX:X'4A
93
0,288
0,566
0,466
0,254
56 WORORA
98
0,199
0,38
0,07
0,772
57 WORORA
101
0,705
0,326
0,27
0,464
58 En:reA
102
0,1
0,258
0,304
0,171
59 MASSALA-W
104
0,15
0,186
0,326
0
60 KOGN1MASSO
107
1 332
0,264
0942
0,171

---

- 223 -
Tableau 18 (suite)
61 GBEMASSO
110
1,541
0,05
0,213
0,172
62 SOUASSO
112
0,212
0,703
0,65
0
63 KABELEKORO
118
0,231
1 088
0097
095
64 SOBACKANI)
124
0,148
0,564
0
0,346
65 MASSASSe
127
0,186
0,186
0,67
0,102
66 BAFRIETOU
133
0,092
0,114
0,158
0,162
67 LI PARA
135
0,904
0,008
0,074
0,022
68 FINGOLO
137
0,232
0,428
0,262
0
69 MADJI
141
0,014
0,203
0
0,185
70
r.t'
144
0,662
0,139
0,067
0,055
71
DIOROFA
145
0,362
0,03
0,409
1,041
72 DIOROFA
146
..o1~24'
0,207
0;20A
1,27
73 BATOOO
150
0;171
0,75
0,157
0,172
74 BATOOO
151
0,368
0,233
0,105
0,069
75 KOROOJltvONO
152
0,299
0,369
0,236
0,155
76 M:R:NX>
154
0,17
0,033
0,121
0,175
77 M:R:NX>
155
0,336
0,187
0,175
0,383
78 NOTOIJ-E
157
0,205
0,403
0,367
0,893
79 NOTOU-W
159
0,116
0,336
0
0,065
80 GBOr\\GAHA
161
0,106
0,198
0,195
0,111
81 GBClNGAHA
162
0,076
0,125
0,032
0,337
82 FALIGAHA
171
0,12
0,052
0,178
0,348
83 KEBI
172
0,205
0,003
0,13
0,181
84 KEBI
174
0,156
0,026
0,165
0,607
85 KATIALI-K
178
0,587
0,078
0,716
0,058
86 KATIALI-D
180
0,478
0,179
0,437
0,482
87 SISSEHE
181
0,035
0,212
0,187
0,525
88 S/SSEHE
182
0,293
0,082
0,554
o 411
89 KOOOTOJ
188
0,29
0,017
0,26
0,449
90 LOKOlA
192
c-a.,*-.M
0,247
0,131
0
91
NlQo..lDJE
193
0,395
0,07
0,455
0
92 G~INASSO
194
0,219
0,243
0,574
0,568
93 SETIGUE
196
0,268
0,967
1,027
0,285
94 DIANRA-V
199
0,076
0,179
0,227
0,108
95 LE~CU"'.I
200
0,185
0
0,098
0,126
96 FARABA
201
0,233
0,179
0,915
0,174
97 MAHAN
202
0,304
0,032
2,173
0
98 BIETOU-eARR
203
0,07
0,352
1,379
0,366
99 MADINA
204
0,402
0
0,214
0,677
100 KARAMOKOLA
206
0,933
0,133
0,754
0,504
101 KCX3Ol...o-M
209
0,478
1,079
0,111
0,37
102 RANCH-l
210
0,13
0,276
0,054
0,058
103 RANCH-2
211
O,10S
0,153
o 211
0073

---

-
224 -
Au contraire, ies fractures N-S apparaissent comme les directions les moins
visibles. en photographies aériennes et donc les moins souvent visér.s dans l'implantation
des forages.
4· 7·2 NOTION DE ''CROIX DE SURVIE DES FORAGES" EN
MILIEU DE SOCLE FISSURE
La plus fone distance d'éloignement mesurée dans les quatre directions
d'accidents étant de 2,538 km, nous avons fixé à 3 km, l'éloignement limite que tout
forage ne devrait pas dépasser dans une direction donnée. Le repon des directions de
fractures et des distances d'éloignement des forages dans les axes de coordonnées,
aboutit à quatre diagrammes 01/02, 02/03, 03/04 et 01/04 (Figure 107), donnant la
position de tous les forages par rappon aux fractures dans une direction défmie et par
rappon au croisement d'accidents appartenant à deux directions différentes.
L'assemblage de ces diagrammes dans un même graphe donne lieu à une véritable
.. C!0~x, présen~t ~n so~ centre, uoJ)if:Ït cercle sur lequel repos~nt les quatre: origines des
8es. Ce dermer renseIgne sur le 1Kmibrede forages dont Iii aistanee d 'élOIgnement par
rappon aux fractures est nulle: ce petit cercIe symbolise la productivité, la pérennité
et donc la survie des forages. A l'opposé, les quatre sommets les plus éloignés, à la
fois de l'origine des axes ( c'est-à-dire des noeuds de fractures), et des couples de
directions d'accidents ponés en abscisse et en ordonnée, constituent des zones de
négativité et de tarissement irréversible pour les ouvrages.
Oans la "croix de Survie" les points représentatifs des 103 forages sont
stigmatisés en fonction de la classe de débits à laquelle ils appartiennent:
0< Q <1 m3/h:
très faible débit
1< Q <3 m3/h:
faible débit
3< Q < 6 m3/H :
débit moyen
Q > 6 m3/h
gros débit
Dans cette "croix de survie", l'évolution du nombre des forages par rappon à
leurs distances d'éloignement des fractures et surtout l'influence de ces dernières sur la
productivité des ouvrages sont assez significatives.
4· 7·3 DECROISSANCE DES POURCENTAGES EN FONCTION
DES DISTANCES D'ELOIGNEMENT DES FORAGES PAR
RAPPORT AUX FRACTURES
L'étude de la distribution des ouvrages à l'intérieur des classes de distances
d'éloignement, de 200 en 200 m, par rappon aux fractures, met en évidence une courbe
de décroissance en nombre des forages. L'équation de celle-ci a été détenninée à partir
de la formule d'interpolation de Lagrange:
_
Pn(x) =i Yi (x-~O)(x-xi).:.(~-xi-I)~x-~ +1 )..:(x-xn)
i
(XI-XO)...(Xl-XI-I) (XI-X1+1)... (xl-xn)
dans laquelle xi et yi prennent des valeurs qui sont portées dans le tableau suivant
(fableau 18).
~:~.

---

- 225 -
l2
1
0.8 0.8 0.4 0.2
0
0.8 0.8 0.4 0.2
0.2 0.4 0.6 as 1
1.2
Figure l07."Croix de survie des forages" en milieu de socle fissuré, réalisée à l'intérieur du
SUffiS, grâce à l'intégration des distances d'éloignement des forages par rapport aux
fractures dans le bassin de la Haute Marahoué
,
LEGENDE
CLASSES DE DEBITS
DIRECTIONS °/ACClDENTS
• o < Q < 1m3 / h : très faible débit
01
N _ S
0
1 < Q < 3m3 / h : faible débit
02 : NE _ SW
• 3< Q < 6m3/h : débit moyen
03
E_W
•
Q > 6m3 /h
: oros débit
04
NW_ SE

---

- 226 -
Tableau 18. Décroissance des powœnlages de forages en fonction des dis~
d'éloignement par rapport aux fractures
1
Xi
Distance(m Yi
% Forages
2
)()
0 YO
27
3
X1
0,1 Y1
68
4
X2
0,3 Y2
~.
21
1
5
X3
0,5 Y3
7
6
X4
0,7 Y4
1
1
1
7
X5
0,9 YS
1
i
8
X6
1,1 V6
0
n existe en tout 6 points de mesure, pour lesquels la formule s'écrit:
6
P6(x) = r y. (x-XQ)(x-xï}...(x-xi-l)(x-xi+1)...(x-X(j)
..'~,;; i=O 1 (Xi-
x(» •••(Xi:-xi-l)(Xi-Xi+1)..•(Xi-X6)
P6(x) = y
(x-xI)..•(x-X(j)
o (xo-xI)(xo-x2)...(XQ-X(j)
+YI
(x-XQ}(x-x2>...(x-X(j)
(xI-XQ)(xl-x2)(xl-x3)···(xl-x6)
+Y2
(x-XQ)(x-xl)(x-x3) (x-X(j)
(x2-XQ)(x2-x I)(x2-x3) (x2-X(j)
+ Y3
(x-xo}(x-xI)(x-x2)(x-X4)...(x-X(j)
(x3-XQ)(x3-x I)(x3-x2)(x3-
X4)....(x3-x6)
+ Y4
(x-xo)(x-xI)(x-x2)(x-x3)(x-xS)(x-x6)
(X4-xo)(X4-xI)(X4-
x2)(X4-x3)(X4-xS)(X4-x6)
+ YS
(x-XQ}(x-xl}(x-x2)(x-x3)(x-X4)(x-X(j)
(xS-XQ)(xS-x1)(xS-
x2)(xS-x3)(xS-X4)(xS-x6)
En remplaçant les xi et les yi par leurs valeurs on obtient:
P6(x) =27 (x-O,I)(x-o,3)(x-o,S)(x-O,7)(x-o,9)(x-l,l)
(0-0,1 )(0-0,3)(0-0,5)(0-0,7)(0-0,9)(0-1,1)
+ 68
(x-o)(x-O,3)(x-O,S)(x-o,7)(x-O,9)(x-l,l)
(0,1-0)(0,1-0,3)(0,1-0,S)(O,I-0,7)(O,1-0,9)(0,1-1,1)
+ 21
(x-o)(x-O,IXx-0,5)(x-O,7)(x-o,9)(x-l,l)
(O,3-0)(O,3-0,~)(0,3-0,5)(0,3-0,7)(0,3-0,9)(0,3-1,1)
-+ 7
(x-o)(x-O,I)(x-O,3)(x-O,7)(x-o,9)(x-l,l)
(O,S-0)(O,5-0,1 )(0,5-0,3)(0,5-0,7)(O,S-o,9)(O,S-I,I)
+ 1
(x-o)(x-o,I)(x-O,3)(x-O,S)(x-O,9)(x-l,l)
(0,7-0)(0,7-0,1)(0,7-0,3)(0,7-O,S)(O,7-0,9)(0,7-1,1)
+ 1
(x-0)(x-o,I)(x-o,3)(x-o,S)(x-O,7)(x-l,l)
(0,9-0)(0,9-0,1 )(O,9-o,3)(O,9-0,S)(O,9-0,7)(0,9-1,1)

---

- 227 -
En développant c ....te formule, on aboutit à l'équatiou de la courbe de
décroissance du pourcentage des forages en Jonction de la distance d'éloignement qui
est:
y
=
2
27 + 1089,7874 X - 9339,604 X + 29607,368 X3 -
4
45123,031 X
+
6
33164,233 X5 - 9414,8284 X
C'est un polynôme de degré 6 et de la forme générale:
2
3
• ..1
5
-v6
Y =Ao + A IX - A2X + A3X - A4X . + ASX - A(yh ~
Ce qui équivaut à:
y =Ao + L (Aixi) - L (A~p)
où: i =indice et exposant impairs (1, 3,5); et p =indic~ et,e?,p~s~t pairs non nuls (2, 4,
6)
<
" ' , ,
Graphiquement, la courbe de décroissance est divisible en trois parties (Figure
108):
- une droite des implantations idéales d'abscisses 0 m, localisée sur l'axe des
°
ordonnées, entre
et 27% et qui renseigne sur le nombre de forages captant directement
les fractures et donc sur les techniques utilisées par les foreurs;
- un pic
°
entre les abscisses
et 200 m, correspondant à des ordonnées qui
débutent à 27 et culminent à 68%; et qui montre qu'à défaut de capter directement les
fractures, compte tenu des difficultés liées à la netteté des photographies aériennes et
des imprécisions inhérantes aux cartes topographiques, le maximum d'ouvrages est
distribué dans un couloir de 200 m autour des accidents;
- enfin, une courbe de décroissance rapide entre 200 et 1100 m, limite à partir
de laquelle les pourcentages des ouvrages les plus éloignés des fractures tombent
généralement à O.
On constate ainsi, qu'un forage réalisé dans le socle, sur la base des méthodes
utilisées par les foreurs dans le bassin de la haute Marahoué, ne peut être-distant de plus
de 1100 m en moyenne dans les quatre directions d'accidents évoquées plus haut.
Chaque forage se situe toujours dans la proximité immédiate d'au moins une fracture
dont il est censé capter les eaux souterraines.
4· ·4 RELATIONS ENTRE GROS DEBITS OPTIMUMS ET
DISTANCES MINIMALES D'ELOIGNEMENT DES
FORAGES PAR RAPPORT AUX FRACTURES
Dans le tableau 19, sont portés les forages fournissant des débits relativement
1
importants: 3 < Q < 14 m3/h , ainsi que les distances d'éloignement minimales
correspondantes et susceptibles de justifier l'obtention des gros débits observés dans une
direction donnée.
1
On remarque que, dans le cas des gros débits ( 6 < Q < 14 m3/h ), 63 % de$__ '
ouvrages sont creusés au sein ou dans le voisinage immédiat des accidents NW-SE; et
J
25 % près des accidents N-S. Les fractures les moins productrices sont de ce fait
d'orientation E-W ( 12 %) et NE-SW (0 %).
Au contraire, pour les débits moins imponants ( 3 < Q < 6 m3/h), l'influence des
1
accidents NE-SW est assez nette sur 43 % des ouvrages; contre 21 % à la fois pour les
accidents N-S et NW-SE; et, 14 % pour la direction E-W.
1
1
1

---

- 229 -
1
D'une manière générale, les forages à débits relativement importants sont, dans
86 % des cas, creusés directement dans les fractures, c'est à dire à une distance
d'éloignement nulle; à l'exception de 3 forages pour lesquels des débits impottants de
l
6,8; 14 et-5,85 m3/h, ont été enregistrés respectivement à des distances de 458 ; 268 et
253 m du centre des fractures. Ces forages capteraient éventuellement des fractures
satellites associées aux mégafractures avec lequelles elles sont probablement bien
)
connectées. Ainsi, les accidents libériens d'Afrique (de direction NW-SE) sont de loin
les plus productifs.
11
4· 7-5 RELATIONS ENTRE GROS DEBITS ET EPAISSEUR DES
ALTERITES
1
Les résultats obtenus plus haut ont été confmnés par les étude réalisées dans le
SIHRS. En paniculier, les forages de Sétigué (14 m3/h), Séna (5,85 m3/h), Bouila (5,85
m3/h), Marhana (3,1 m3/h) ; Ranch 1 (5,4 m3/h dont les débits se comptent parmi les
1
plus importants, ne présentent que des épaisseurs d'altérites respectives de: 0; 4; 4;
- ~-
4,5 et 7 mètres. L'exception à la règle ne concerne que les forages de Linguékoro (4,8
m3/h), Sisséhé (3,996 m3/h et Biétou - carrefour (3,55 m3/h) , dont les épaisseurs
J
d'altérites sont importantes: 29; 35,75 et 30,55 mètres.
Par conséquent, même si les épaisseurs d'altérites les plus importantes
1
correspondent toujours à une zone faillée dans le socle, même si les nappes d'altérites
les plus importantes se rencontrent dans les profils d'altérations les plus épaisses, on
doit admettre que pour les nappes de fissures, une épaisseur trop importante d'altérites
aura tendance à masquer les fractures sous-jacentes dont l'alimentation par les eaux
1
d'infiltration peut être rétardée ou empêchée suivant la nature lithologique du
recouvrement.
1
4-7-6 EXEMPLES D'UTILISATION DU SIHRS ET DE LA "CROIX
DE SURVIE" DANS L'ETUDE DES IMPLANTATIONS DES
1
FORAGES
A) "CROIX DE SURVIE" ET CONTROLE DES
1
TECHNIQUES D'IMPLANTATIONS DES OUVRAGES
UTILISEES PAR LE FOREUR
1
L'étude de la "croix de survie" donne lieu à quatre types de courbes de
décroissance du nombre des forages en fonction des techniques utilisées dans
l'implantation des ouvrages dans le socle (Figure 108).
1
La première série de courbes se caractérise par des valeurs de Ao nulles et par 0
< DEF < 3 km. Aucun forage ne captant directement les fractures, la courbe de
décroissance débute à une certaine distance de l'axe des ordonnées: preuve que tous les
1
forages sont implantés de façon hasardeuse et par tâtonnement.
La deuxième catégorie de courbes est donnée par Ao supérieur ou égal à 25% et
1
0< DEF < 1000 rp. Ce cas correspond bien à la situation du bassin versant de la Haute: :c•.~
Marahoué. Elle reflète essentiellement l'influence de la taille généralement faible des
villages de la région et donc la stratégie uitlisée pour l'implantation des forages qui ne
devraient pas fournir nécessairement des débits importants. Dans ce cas, comme nous
1
l'avons vu plus haut, les forages sont réalisés à proximité des villages, à la demande des
populations, après un léger contrôle par la photographie aérienne et sans intervention de
la géophysique.
1
1
1

---

- 228 -
100..,.---------------------------
--,
95
"-
90
~
85
~:O
75
70
()S
"
E
45
40
~\\1
Fracture
~C'
....
"-
:;0
'\\
25
20
15
10
DEF(m)
5
o1++;oL-.....--r~_r=:t;=~iI:=i......_q_-r-_«iI_~it'__T__q. ............_G_........-_y_or__.,--r__r.........~...._I
o
200
400
'.:.1)1
800 1000 1200 1400 1600 1BOO 2000 2200 2400 2600 2800 rooo
FIgUre IOS.Courbe de décroissance des pourcentages de forages en fonction des distances
d'éloignement par rapport aux fractures dans le bassin vde la Haute Maraboué
Tableau 20.Relations entre gros débits, distances minimales d'éloignement des forages par rapport aux
fractIJres et directions d'accidents associés dans le bassin de la Haute Maraboué
1
Localité
NOST QOP(m3/h) oEF.mini(m) Direction
2
Téguéla
22
6
0 03
3
oyenfé
39
7,884
0,073 04
4
Unguékoro
67
7,812
0 04
5
Sokourala
89
6,804
0,458 04
6
Souasso
112
6,011
0 04
7
Fingolo
137
12,204
0 04
8
SétiQué
196
14,004
0,264 01
9
oian ra· VillaQ
199
7,488
0,076 01_
10 Gbalo
8
3,1
0,129 04
1 1 Séna
27
5,85
002
12 Massala
43
3,52
0,118 02
13 Souilla·
49
5,85
0,253 01
14 Marhana
51
3,2
0,13 04
15 Siana
58
~"~"3,1
004
16 Gbalo/M
65
3,1
0,055 02
17 Souloumana
66
4,392
a 02
18 Douala
80
3,398
0,076 03
19 Worofla
101
3
0,27 03
20 Upara
135
3,996
0,008 02
21 Sisséhé
182
3,996
0,035 01
22 Biétou/carref
203
3,55
0,07 01
23 Ranch1
210
54
0054 02

---

-
230 -
100%
.,
100%
QJ
0'
0
Ao = 0
Ao < 50%
af
,
x> OKm
0< x < 1.1
SOO/o
25%
0
OEF(Km)
o~_~~......._--=Dr.::E:.:.F..J(~K:.:.:m~} .J
0
3
o
2
3
Premier cos : Pire
Oeuxieme cas:
Ao =25%
A
=0 et 0
DEF
300m
o DEF 10000m .Implantatlon par
implantation hasardeuse et par
photos aerlennes avec peu ou pas
tatonnement.
-.- = ,. .
de prospectiOri eleetrique.
1000/0
0'
CD
eo%
Cl
0~
If
50% r\\
'\\
DEF (Km)
0
oa-_ _-,-_ _-,Dr-E_F.....;",;(K_m...;);",,1
0
1
2
3
0 2 3
Troisieme cas ~ A
=500/0
Quatrieme cas
A =100 0/ 0
o DEF 600m. implantation par
DEF =0, implantation par traitement
photos aerlennes avec utilisation
numerique d images satellitaires,
massive de la prospection electrique
systeme d information geographique
et prospection electrique.
Figure 109. Divers cas théoriques de courbes de regression des pourcentages de forages
en fonction de la distance d'éloignement par rapport aux fractures en relation
avec les 1eChniques de foration.
Le troisième cas est fourni par Ao > 50% et 0 < DEF< 600 m, avec la moitié des
forages captant directement les accidents les plus importants dans le socle. Dans ces
conditions, les techniques utilisées dans l'implantation concernent à la fois la
photographie aérienne et la géophysique majoritairement Ce cas correspond au
programme d'alimentation en eau des grandes agglo~Jipns ivoiriennes: sous-
préfectures, communes, etc.caractérisé par une assez bonne productivité des foeages..
Enfin, le dernier type de courbes correspond au cas idéal pour lequel, toutes les
distances DEF sont nulles pour une valeur de Ao qui atteind 100 %. La courbe de
décroissance est alors réduite à l'axe des ordonnées. Ce cas idéal devrait résulter de
l'emploi de toutes les méthodes modernes: traitement numérique des images
satellitaires, système d'information à référence spatiale, prospection géophysique,
etc..

---

-
231 -
b) ''CRGIX DE SURVIE" ET ~ARTOGRAPHIEDES ZONES
A POTENTIALITE ELEVEE EN EAU
A partir de la distinction des classes de distances d'éloignement croissantes par
rapport à chaque fracture dans une direction définie, il est facile de cartographier, à
l'intérieur du SlliRS, les différentes classes de distance d'éloignement de tout point du
bassin par rapport à un accident. Ce qui permet de distinguer les zones favorables à
l'implantation des forages, du fait de leur potentialité élevée en eau, des zones
hydrogéologiquement stériles.
• CAS DU VILLAGE DE DIANRA
Le village de Dianra est alimenté par un forage fournissant un débit relativement
élevé: 7,15 m3/h, placé sous le contrôle d'une fracture N-S. Plus au Nord, un autre
village, Sétigué, dont le forage offre un gros débit (14 m3/h) est également sous
l'influence d'une fracture N-S.
Les données dérivées du SlliRS permettent de représenter ce phénomène
hydrogéologique
et d'émettre des recommandations pour la réalisation future des
forages dans cette région. En effet, la figure 110-1 présente une superposition des
éléments vectoriels (localisation des villages et des forages existants) à la carte
thématique de la densité des fractures Nord-Sud. On remarque aisément, à l'Ouest du
village de Dianra, la présence du couloir de cisaillement Nord-Sud, qui favorise le
drainage des eaux souterraines de la région.
Un autre modèle simple de prospection hydrogéologique peut être obtenu, en
utilisant la carte thématique du nombre d'intersections des linéaments par km2 de
'f
surface comme l'indique la figure 110-2.
• CAS DU VILLAGE DE LENGUEKORO
Le forage de Lenguékoro, village situé au coeur du granite de Séguéla, offre un
débit de près de 7,81 m3/h. La carte thématique de la longueur totale par km2 des
linéaments d'orientation 't'tTW-SE.de ce village et de toute la région de Bobi, est donnée à
la figure 110-3.
En conclusion, les zones favorables à l'implantation des forages sont des zones à
condition permanente de potentiel pouvant devenir sectoriellement importantes du fait
de la taille variable des fractures et de l'épaisseur des altérites qui leur sont associés. Au
contraire, les zones stériles sont des zones à condition permanente de flux, caractérisées
par le ruissellement et l'évacuation des eaux le long des principaux axes de drainage que
constituent les réseaux de fractures.
Ainsi, le traitement numérique d'images satellitaires et leur interprétation à
l'intérieur d'un système d'information à référence spatiale permettent:
- de calculer les distances qui· séparent différents objets dans l'image satellitaire;
- de répérer les réseaux de fractures ;
- de faire l'inventaire des noeuds entre les fractures;
- de déterminer les coordonnées géographiques de chaque point de l'image
satellitaire ;
- de superposer les images satellitaires aux canes topographiques existantes;
- enfin, de définir des modèles d'élevation du relief avec possibilité de calcul des
pentes et des zones facilement inondables.

---

Figure 2,
Figure l,
1
Il
•III
•III
III
1
I\\J
W
I\\J
110_2
1
110.1
Figure 110.Bassin versant de la Haute Marahoué: Canes thématiques des secteurs de Dianra ct
Lenguékoro
110-1. Densité des fractures Nord-Sud des environs de Dianra village
110-2. Notnbre d'intersection des fractures Nord-Sud des environs de Dianra village
110-3. Longueur par km2 des fractures NW-SE des environs de Lenguékoro (S/P de Douala)
110-3
....
.
j

---

- 233 -
Ces résultats peuvent aider à contrôler et à entre-nrendn. des é~udes
d'implantations des forages en milieu de socle fissuré.
CONCLUSIONS QUATRIEMES
'.
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, aucun forage n'est doublé de
piézomètre d'observation, ce qui rend difficile le calcul des valeurs du coefficient
d'emmagasinement sur ces forages isolés. Cependant, dans le socle cristallin de Côte
d'Ivoire, l'ordre de grandeur à retenir pour ce paramètre est de 104 à 10-3.
Les valeurs de transmissivité dans les aquifères de la Haute Marahoué,
détenninées par les méthodes de Thiem, Cooper-Jacob, Gringarten et Thiery sont les
suivantes:
Thiem:
2,36.10-5 à 4,75.10-5 m2/s (altérites)
Cooper-Jacob:
1,4.10-6 à 4,4.10-4 m2/s (socle)
Gringarten:
1,83.10-8 à 2,33.10-5 m2/s (socle)
Thiéry
3,56.10-5 à 1,41.10-5 m2/s (socle)
Ces valeurs coroborent les résultats obtenus par FaiUat et Le Blond (1982) sur la
station expérimentale de Yamoussokro où la transmissivité varie de 5,6.10-5 à 7,1.10-5
m2/s; et par Soro N (1987) dans le bassin de La Mé caractérisé par 2,1.10-6 à 2,5.10-4
m2/s.
t
En général, les travaux de nombreux chercheurs, sur les aquifères de socle,
tendent à démontrer que la valeur de la pennéabilité ou celle de la transmissivité,
s'accroît avec la taille du modèle testé; car l'hétérogénéité des paramètres hydrauliques
serait en rapport avec l'échelle du milieu fissuraI. La perméabilité équivalente
augmenterait avec le volume de l'aquifère influencé par le pompage, de telle sorte que
l'homogénéité ou la constance des valeurs des paramètres hydrauliques, dans
l'ensemOle du milieu aquifère, n'existe qu'à partir d'une certaine échelle.On appelle
"V.E.R", le volume élémentaire représentatif à partir duquel, un paramètre considéré
1
cesse de subir des variations .
Par conséquent, les valeurs de transmissivité calculées dans le bassin, si elles
n'intéressent que des volumes de roche inférieurs au "V.E.R" du milieu testé, doivent
correspondre simplement à la fracture qui a été recoupée par le forage et dans une
certaine mesure, au rapport entre cette dernière et le reste du milieu fissuraI.
Les variations de débits enregistrées dans les forages en fonction des profondeurs
sont :
O<Q<7,5m3/h
entre 10 et 30 m
Q atteignant 15 m3/h
.entre 30 et 70 m
1
o<Q < Im3/h
au-delà de 70 m
----~1
Ces débits correspondent à des pourcentages de venues d'eau de:
1%
entre 0 et!0 m
13%
entre 10 et 20 m
'1
72%
entre 20 et 60 m
6%
entre 60 et70 m
4%
entre 70 et 80 m
J
1
1

---

- 234 -
3 % :
entre 80 et 90 m
Les plus gros débits (20 à 22m3/h) sont fournis par les deuxièmes arrivées d'eau
contre 0 à 8 m3/h pour les premières venues d'eau.
L'épaisseur des.altérites dans les forages à gros débits est toujours très faible. A
l'opposé, les forages à épaisseurd'altérites assez grande rie fournissent plus· de 2,5 m3/h
que rarement dans le bassin. On en déduit que les altérites les mieux développées
constituent un facteur limitant pour l'obtention de gros débits dans les forages captant
les aquifères de fissures.
L'évolution de ces variables milite en faveur de l'existence d'une limite
inférieure des fractures ouvertes dans le socle, à partir de 90 à 100 m. Mais ce résultat
doit être pris avec prudence, à cause d'un biais éventuel pouvant exister dans la façon
d'appréhender ce problème: la majorité des forages ne dépasse pas 50 m de Profondeur,
par conséquent la regression du nombre des arrivées d'eau au-delà de 100 m pourrait
traduire aussi une insuffisance en nombre des forages atteignant cette profondeur
eXtrêm~pourla région.
.... ~~.'
. Après une détermination des valeurs de la conductivité hydraulique du bassin
(Ki= 3,51.10-5 mis) et du coefficient de proportionnalité empirique entre l'ouverture et
la longueur des fractures ( C= 0,(038), nous avons calculé les valeurs de pennéabilités
(Kmax et Kmini) induites par les fracwres à partir de la formule:
}(~~) =.! tg-1
2KNW
'DUm
2
KWN-KNN
et K (1DlIU~) = ! (KWW + KNN) ± ! -.J <Kww-KNN)2 + 4K2NW
2
2
avec
KNN = CL cos2 1
KWW = CL sin2 1
KNW =-CL sin Loosl
Cel1e~T varient de 0,11 à ()~66.10-4 m2/s et sont de ce fait assez voi$ines des
perméabilités réelles des terrains. La nette amélioration obtenue dans cette méthode
étant attribuable à la densité assez forte des fractures relevées en images satellitaires (62
en moyennne par 1,44 km2) grâce à l'emploi des techniques de traitement numérique
d'images et d'un système d'infonnation à référence spatiale.
Les variations spatiales des valeurs de perméabilités induites indiquent que:
-l'alimentation des aquûeres, qui se fait à travers les axes de drainage bien
devéloppés, est plus intense sur la bordure Ouest que dans la partie orientale du bassin;
-les accidents majeurs logent les principaux cours d'eau de-la région; en
particulier, le tracé de la Marhoué se superpose au principal axe de drainage des eaux
souterraines d'orientation Nord-Sud; elle prend sa source dans une nappe importante où
Kmax présente la plus fone valeur (0,8722 mis) et aboutit à un bassin d'accumulation
situé à Tonhoulé non loin de l'exutoire; où la deuxième plus grande valeur de Kmax
atteint 0,8215 mis).
A l'intérieur du système d'information à référence spatiale,la superposition dans
un même plan, des cartes de distribution spatiale des fractures d'une pan; et, des forages
réalisés dans le bassin de l'autre,permet de mettre en évidence l'influence des
principales directions d'accidents sur le positionnement et la productivité des forages.
L'ordre directionnel d'influence des accidents sur la position des forages est:
D4(NW-SE) > D2(NE-SW) > D3( E-\\V) > Dl(N-S). Les directions libériennes et

---

1
- 235 -
..
éburnéennes d'Afrique (N~, -SE et NE-SW) sont les mieux visibles et les plus visés par
les foreurs.
La notion de distance d'éloignement des forages par rapport aux fractures nous a
pennis de mettre au point la "croix de survie" des forages en milieu de socle fissuré. De
cette croix, la loi de la décroissance en nombre des forages en fonction de l'éloignement
général des fractures a été établie:
n
Pn(x) = ~ Yi (x-xO)(x-xi)...(x-xi- 1)(x-xi +1 ) (x-
xn)
i
(xi-xO)···(xi-xi-1) (xi-xi+ l) (xi-xn)
Ce qui donne dans notre cas, avec 6 points de mesure, la fonnule:
6
P6(x) = ~ y. (x-xO)(x-xi)...(x-xi-1)(x-xi+1)...(x- x6)
i=O
1
(xi-xO) ... (xi-xi-1)(xi-Xi+ l).~.(xi-x6)
1
\\
= 27 + 1089,7874 X - 9339,604 X2 + 29607,368 X 3 -
45123,031 x4 + 33164,233 X 5 - 9414,8284 X6
La courbe de décroissance présente trois parties: une droite des implantations
idéales des forages d'abscisse 0 m; un pic entre les abscisses 0 et 200 m correspondant à
des ordonnées débutant à 27%; et une courbe de décroissance rapide entre 200 et 1100
m.
En général, tous les forages à gros débits ( 6<Q<14 m3/h) sont creusés
directement dans une fracture majeure dans le socle. Leurs pourcentages par direction
sont: 63; 25; 12 et 0 % respectivement pour les directions d'accidents D4; Dl; D3 et D2.
Pour les forages à débits moyens (3<Q<6 m3fh) ces pourcentages prennent des
'valeurs: 43; 21; 21 et 14 % pour les directions D2; Dl; D4 et DS.Ainsi, 27% des forages
du bassin captent directement une fracture majeure dans le socle. Les directions NW-SE
les plus productives sont de ce fait les mieux repérées par les foreurs. Elles
interviennent dans le guidage du choix des sites des forages dans 42 à 62% des cas. Au
contraire, les accidents N-S qui fournissent 25% des gros débits sont généralement les
plus négligés dans les travaux de foration ; au profit des accidents NE-SW qui ne
fournissent jamais des débits supérieurs à 6 m3fh.
Les procédés de traitement numérique d'images satellitaires, l'utilisation d'un
système d'infonnation à référence spatiale et la notion de "croix de survie" des forages
en milieu de socle fissuré sont autant de moyens efficaces pour contrôler les
implantations d'ouvrages dans le socle et surtout pour prédire ce que sera l'avenir de
ces derniers au plan de la productivité, de la pérennité et du tarissement irréversible.
Le volume imponant d'eau d' in fil tration dans le bassin, la densité élevée du
réseau de fractures souvent bien connectés, l'intensité de l'altération qui en découle et·
qui favorise la mise en place des réservoirs, constituent des facteurs de développement
des potentialités en eaux souterraines de la région; eaux souterraines dont le temps de
séjour et le mode de circulation dans l'aquifère conditionneront le chimisme.

---

DEUX~EME
PART1E
ABONDANCES 'TONIQUES; AGE DE~'
EAUX SOUTERRAI NES,· ET
MECANISMES D'ALIMENTATION DES
NAPPES
• CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES,
ABONDANCES IONIQUES ET POTABILITE DES EAUX
SOUTERRAI NES DE LA HAUTE MARAHOUE
•
INFILTRATION ET VITESSE DE CIRCULATION DES
EAUX DANS L'AQUIFERE A PARTIR DE
L'EVOLUTION DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
• TEMPS DE SEJOUR ET ORIGINE DES EAUX
-
SOUTERRAIFNES A PARTIR DES VARIATIONS DES
TENEURS ISOTOPIQUES
• ORIGINE DES IONS MAJEURS ET MECANISMES
D'ACQUISITION DES-SUBSTANCES DISSoufËsPAR
L'EAU DANS L'AQUIFERE.
1
1
1

---

ClIAPITRE 5
CARACTERISTIQVES PHYSICO-CHIMIQUES,
ABONDANCES IO~lQUES ET POTABILITE DES
EAUX SOUTERRAINES DU BASSIN DE LA HAUTE
MARAHOUE
De 1983 à 1990, nous avons organisé plusieurs missions de recherche consacrées
aux analyses chimiques des eaux souterraines du bassin de la Haute Marahoué: mars
1983, février 1985, décembre 1986, fin janvier -début février 1988 et septembre 1989
etc.. Ces missions ont permis d'étudier la composition ch~ique de 209 points d'eau
couvrant la totalité du secteur~
.
.-
Parallèlement aux travaux entrepris sur le bassin de la Marahoué, nous avons eu à
organiser les missions de recherche de Mr. Albert Trokouré étudiant au laboratoire de
chimie-physique, pour la préparation de sa thèse de Doctorat de 3è cycle sur les
halogenures des eaux souterraines de la région de Man. Les différents prélèvements
réalisés dans ce cadre nous ont permis d'effectuer les analyses chimiques de 48
échantillons d'eaux souterraines de la partie Ouest du pays.
Les analyses ont été faites conjointement dans les laboratoires du Département
des Sciences de la Terre (DST), de l'Institut d'Ecologie Tropicale (lEn, de la Société
pour le Développement Minier (SODEMI), du Département de Chimie Minérale (DCM)
et dans le laboratoire Central de l'Environnement Marin et Lagunaire (LCEML) de la
direction de la marine. Les éléments cationiques (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, N'I4+ et Fe'~
et anioniques (Hoo3-, CÛ32-, cl-, S042-, P043-, N03- et NÜ2-) ont été dosés par des
méthodes classiques: volumétrie, colorimétrie et spectrophotométrie de flamme. Les
paramètres physico-chimiques (température, pH, conductivité, salinité, oxygène dissous,
turbidité et matières en suspension) ont fait l'objet de mesUres directes sur le terrain à
l'aide de PH mètres et d'un appareil à multiparamètres de marque Horiba.
Les points d'eau sont regroupés en forages profonds, captant les eaux souterraines
issues d'aquifères de fissures; puits-modernes semi-profonds et puits-paysans, creusés
dans les aquifères altéritiques; ceci pour faciliter l'étude des stratifications d'eau tant dans
le plan latéral qu'en profondeur.
Enfin, ce travail a largement utilisé, à des fins de comparaison, les résultats
d'analyses chimiques réalisées par Faillat lP.(1986), Jourda lP. (198-1) et Soro N.(l987)
respectivemnt sur les régions de Dimbokro, Toumodi, Yamoussoukro, Bongouanou,
Grand Abidjan et La Mé.
S-l-PARAMETRES PHYSICOCHIMIQUES
S-l-lTEMPERATCRE, CONDUCTIVITE ET PH
Dans le bassin de la Haute Marahoué. les températures de l'eau n'ont été
mesurées avec précision que sur 161 points d'eau, au cours de la campagne de fin
Janvier-début Février 1988: 13 % seulement des ouvrages étudiés présentent une
température inférieure à 25cC (les valeurs extrêmes étant de 21,4 et 30 et la moyenne de

---

-
239 -
L'étude des valriations du pH dans les eaux. souterraines pennet de mieux.
connaître le caractère corrosif ou incrustant de celles-ci, cractère responsable des
, .dommages qui peuvent être causés au système de, captage et provenant des interactions
complexes entre le pH et d'autres paramètres: matières et gaz dissous, température,
alcalinité, dureté, etc. Pour un pH inférieur à 6,5, les effets de corrosion deviennent
significatifs. Au contraire, à pH supérieur à 8,5, les risques d'incrustance de l'eau
augmentent Pour cela, dans certains pays africains (Maroc),.la fourchette de 6,5 à 8,5
unités pH est recommandée pour toute eau de boisson: avec toutefois, une valeur
maximale admissible de 9,2 (M.M Abou Zaid et EL Abbassi, 1987).
D'une façon générale. toutes les eaux étudiées ont un pH plus petit que 8.30. Cela
signifie qu'elles sont à priori. toutes acceptables par rappon à ce paramètre; et que leur
alcalinité est de nature essentiellement bicarbonatée, ce qui explique l'absence totale du
C03- sur tous les ouvrages étudiés. En effet, ces eaux contiennent des quantités
appréciables de 002 dissous qui contribuent probablement à la mise en solution d'ions
H+ et H003-. Un seul forage de La Mé (Biasso-école) présente un pH atteignant 8,30:
seuil à partir duquel le 002 dissous,.~d'exister en quantité suffisante et l'ion 003-
commence à être présent dans l'eau.' -
5-1-2 TURBIDITE ET MATIERES EN SUSPENSIO~(MES)
Les valeurs de la turbidité, et. par conséquent, celles des matières en suspension
(MES), sont dues à la présence dans l'eau des matières colloïdales, minérales ou
organiques: limons, argiles, phytoplanctons, complexes organométalliques, etc. Pour
les deux paramètres, les valeurs de l'écart-type sont nettement supérieures à celles des
moyennes Cela montre que les MES sont réparties de façon quelconque sur les ouvrages
et que leurs moyennes ne présentent pas de signification particulièrement rigoureuse sur
le plan statistique: 47 % des eaux souterraines issues du sommet des altérites présentent
des valeurs de MES supérieures à 10 mg/1.et 35.30 % des valeurs supérieures à 30 mg/l;
contre seulement 14,66 % des valeurs supérieures à 10 mg/l; 93,67 % des valeurs étalées
entre 0,1 et 10 mgll et 76,54 % entre 0,1 et 2 mg/l dans le cas des eaux issues d'aquifères
de fissures.
Ainsi, la quantité des matières en suspension diminue en fonction de l'importance
de la profondeur des ouvrages. Les puits-paysans les moins profonds drainent dans leurs
eaux plus de matières en suspension que les forages.
5-1-3 OXYGENE-18 ET GAZ CARBONIQUE DISSOUS
Les teneurs de l'oxygène dissous, exprimées en mg/l, varient de 2,40 à 9,80.
D'une façon générale, les altérites sont en moyenne mieux aérés (Ü2 moyen =4,52 mg/l)
que les aquifères de fissures, à l'exception du forage de TyéIDassoba-Fl (d'une
profondeur de 46,62m) sur lequel a été enregistré la teneur maximum de 1'02 dissous
(9,80 mg/l). Les puits-paysans qui sont des ouvrages superficiels sont curieusement
moins aérés que les puits-modernes atteignant la base des altériteS, à cause probablement
de la nature localement argileuSe, cuirassique ou latéritique des couches supérieures.
Toutefois. la présence de l'ox.ygène dissous dans les eaux souterraines issues
d'aquifères de fissures est la preuve que l'air arriver à pénètre plus profondément dans le
socle. L'action combinée de cet oxygène dissous, en quantité non négligeable et d'autres
gaz du sol, serait à l'origine des phénomènes de corrosion souvent constatés sur les
ouvrages.

---

- 238 -
2', ,AOC) Les valeurs comprises entre 27 et 29°C sont les plus fréquentes .Mais, on a pu
constater qu'elles augmentent avec la profondeur et que les eaux souterraines issues
d'aquifères de fissures sont légèrement plus chaudes que celles séjournant ·dans les"
niveaux inférieurs des altérites, légèrement plus chaudes que celles captées près de la
surface du sol.
En général, la température de l'eau sert à contrôler la qualité de celle-ci. Les
valeurs élevées (t > 15°C) favorisent la croissance et les nuisances des microorganismes,
posant ainsi les problèmes de goût et de couleur de l'eau; tandis qu'à t < 15°C, l'efficacité
du traitement des eaux diminue.
Les directives des communautés Européennes donnent 22°C comme valeur guide
et 25°C comme celle impérative dans les eaux destinées à la consommation humaine. La
valeur impérative de 25°C est donnée pour tenir compte des circonstances climatiques ou
géographiques exceptionnelles (MM Abou Zaïd et EL Abbassi, 1987). Toutefois, cette
valeur impérative est difficile à observer en Afrique de l'Ouest où la température
moyenne de l'eau est de 30°c.
Dans le bassin de la Haute Marahoué, les valeurs de conductivité mesurées dans
les eaux souterraines varient de Il IlS/cm (dans les altérites du village de Silakoro dans
le centre du bassin) à 1750 IlS/cm (dans les aquifères de fissures du village de Dyarabala
au Sud du bassin). Des valeurs moyennes de 313,4; 331,61 et 395,98 ilS/cm ont été
respectivement enregistrées au sommet et à la base des altérites et dans les aquifères de
fissures. Dans ces derniers, les valeurs de conductivité les plus faibles: 45; 64; 80; 84; et
95 ~S/cm proviennent des deux types d'aquifères à Diorofa, Morondo et Siréba,
Nyapliqué, Morondo et Notou au Nord du bassin. A l'opposé, les plus forres valeurs de
conductivité: 1750; 1550; 1340; 1140; 1132 et 1110 ~S/cm ne s'observent que dans le
Sud, respectivement dans les villages de Dyarabala; Gbohouo; Gbogolo; Kénégbé;
Mangbaran et Djiguila. Dans l'ensemble, les valeurs de conductivité sont inférieures à
500 ~/cm dans 72,73% des cas et supérieures à 1000 J,LS/cm dans 3,83 % des cas.
Dans les autres régions, les valeurs de conductivité sont en général assez faibles:
67; 138,52 141 et 44 J.lS/cm en moyenne dans les eaux souterraines issues d'aquifères
d'altérites et de fissures dans les régions de Man et d'Abidjan.
Les valeurs de pH, variant de 4,80 et 7,80 unités pH,.sont généralement faibles; a
majorité d'entre elles étant comprises entre 6 et 7. Dans les aquifères de fissures, les
valeurs de pH les plus faibles: 5,1; 5,3; et 5,4 ont été enregistées dans les villages situés
dau nord du bassin: Morondo-CS; Morondo-CIDT et Madji, Notou-Est et Siréba. Au
contraire, la répartition des plus forres valeurs est quelque peu aléatoire: 7,8; 7,6; 7,5; 7,4
et 7,3 respectivement à Diorofa, Korotou, Mahan, Soba de Séguéla et Sandala qui sont
des villages appanenant à tous les secteurs du bassin.
Dans le cas des eaux souterraines issues d'aquifères altéritiques, les valeurs de pH
les plus élevées sont rares: 7,8 et 7,Jdans les puits de Sangana et Douté; au contraire, les
plus faibles sont généralement en nombre imponant: 4,8; 5; 5,1; 5,2; 5,4 et 5,4 dans les
villages de Diabé. Béna, kani, Massasso-Nord, Worofla, Sirédéni, Siréba, entre autres. Ici
encore, la répartion des valeurs est quelconque dans les différents secteurs.
Le pH des eaux souterraines de la région de Man, qui varient de 5,20 à 6,50, est
nettement inférieur à celui enregistré dans le bassin de la Haute marahoué où le pH
moyen est de: 6,37; 6,17 et 6,24 respectivement dans les forages, puits-modernes et puits-
paysans.. Mais c'est dans les régions d'Abidjan et de La Mé que l'on ennregistre
d'importantes variations du pH dans les eaux souterraines: plus faibles à Abidjan (5,04 à
5,26 en moyenne) et relativement plus élevées dans le bassin de La Mé (6,87 en
moyenne)

---

- 241 -
souterraines se déplacent du Nord, puis des bordures Est et Ouest, vers le centre et le Sud
du bassin.
Tableau 2O.Variations des teneurs en ions dans les eaux souremlines issues d'aquifères de
fISSures dans les diCf&ents secteurs du bassin de la Haute Marahou~
SECTEURS CA2+
Mg2+
Na+-
K+
HC03-
CI-
5042-
N03-
NORD
2.33
1,58
0,5
0,26
2,02
0,39
0,76
065
EST
1.77
1.44
069
0,14
2,08
0.45
1,26
043
OUEST
1
0,56
075
0.13
1.67
033
1,14
0,59
CENTRE
1.48
1,56
0.67
0,08
3.13
0.52
055
0,94
SUD
2,58
1,94
0,96
0.64
3,13
0,59
1,57
0,61
9,16
7.05
3.57
1,25
12,03
228
5,28
3,22
BASSIN
1,83
1,41
0,71
0,25
2,41
0,46
1,06
0,64
La diférence qu'on observe dans la répartition des ions entre les deux bordures du bassin
rejoint les réultats obtenus par l'étude des perméabilités induites par les fractures:
l'écoulement des eaux est plus important à travers des axes de drainage bien développés
à l'Ouest qu'à l'Est du bassin.
Dans le cas des aquifères altéritiques, la situation est assez semblable a\\l cas
précédent. Les ions ea2+, Mg2+, Na+, K+, HCOJ-, a- et S042- augmentent de teneur du
Nord au Sud: 1,01; 0,95; 0,43; 0,24; 1,71; 0,55 et 0,40 meq/l contre 2,01; l,51; 0,78;
0,33; 2,22; 0,57 et 1,83 meq/l. Seuls les nitrates sont plus abondants au Nord qu'au Sud
du bassin (Tableau 21). Comme dans le cas précédent, les concentrations en Ca2+ et
Mg2+ nettement plus élevées dans le secteur Est (3,3 et 2,95 meq/l) que dans les secteurs
Ouest et Sud du bassin ( 1,19 et 0,93 meq/l), confirment ce qui a été dit plus haut
Ailleurs, les teneurs plus élevées en ions, seraient la conséquence d'une surconcentration
locale en ces éléments à travers les altérites argileuses.
Tableau 21. Variations des teneurs en ions dans les eaux soutelTaines issues d'aquiîeres
....altéritiques dans les différents secteurs du bassin de la Haute M.arahoué
SECTEURS
Ca2+
Ma2+
Na+
K+
HC03-
CI-
5042-
N03-
NORD
1,01
0,95
0,43
0,24
1,71
0,55
0,4
0,67
EST
33
2,95
0,35
0,31
1,76
0,55
1,88
0,54
OUEST
1,19
0,93
0,37
0,5
2,66
0,32
1,17
0,47
CENTRE
0,7
0,73
0,49
0,32
1,89
0,39
0,9
0,61
SUD
2 01
1,51
0,78
0,33
2,22
0,57
1,83
0,72
BASSIN
1,64
1,41
0,48
0,34
2,05
0,48
1,24
0,6
En conclusion, dans les deux types d'aquifères étudiés: aquifères de socle et
aquifères altéritiques, l'évolution des concentrations en ions entre le Nord et le Sud,
met en évidence l'importance des écoulements d'eaux souterraines vers l'exutoire du
bassin; les cas d'exception constatés étant attribuables à l'existence, dans certains cas,
d'axes privilégiés d'écoulement dans le secteur. Dans ces conditions, le déplacement des
masses d'eau, du Nord au Sud. se ferait à travers des directions préférentielles imposées
par l'orientation des fractures au sol; de sone que, pendant son déplacement, une masse
~'eau.déterminée ne peut se mélanger qu'à une autre masse d'eau située sur son trajet, et
JamaIS à celles appanenam à d'autres directions d'écoulement ou à des systèmes
hydrauliques différents.

---

- 240 -
..
Dans le bassin ri",: la Haute Marahoué, les valeurs extrl.__es de C02 enregistrées
,
sont respectivement de 5,28 (dans le forage de Téguéla':'F2) et 236,72mg/l (à Massala).
,
Mais, ces valeurs de C02 mesurées sont .m:ttement inférieures à celles. qui on.t .élé:
calculées dans ces mêmes eaux et qui dépassent dans certains cas les 1000 mg/l
Elles
sont en moyenne plus importantes sur les forages (85,32 mg/l) que sur les puits-modernes
(68,32 mg/l) et relativement faibles sur les puis-paysans (47,62 mg/l).
l.l
5-2 ABONDANCES IONIQUES ET PRINCIPAUX HYDROFACIES
Les résultats d'analyses chimiques des eaux souterraines de Côte d'Ivoire, à
l'instar de ceux des autres régions d'Afrique de l'Ouest, sont marqués par un déséquilibre
de la balance ionique. En effet, la majeure partie des échantillons d'eau présente tantôt
une nette dominance des anions par rapport aux cations, tantôt le contraire.
Dans le bassin de la Haute Marahoué, le déséquilibre de la balance ionique affecte
1
surtout les ouvrages moins profonds: 71,43% des puits-paysans et 62,16% des puits-
modernes. Les forages profonds sont légèrement moins touchés (58,77o/(r).Dans la région
de Man, les puits sont les plus touchés par ce phénomène (85,19%); tandis que les eaux
t
de forages ont une balance ionique légèrement équilibrée (66,67%).
1
•
A Abidjan, le déséquilibre de la balance ionique est en apparence générale En
revanche, celle des forages de La Mé est équilibrée dans 76,47% des cas .
J
1
Ainsi, en Côte d'Ivoire comme dans la plupart des régions de l'Afrique de l'Ouest,
le problème du déséquilibre de la balance ionique reste d'actualité. Les analyses
chimiques sont le plus souvent incomplètes par rapport à certains ions généralement non
dosés, ce qui montre que la liste des principaux éléments chimiques couramment dosés
n'est pas assez précise.
1
En Afrique de l'Ouest, l'ion carbonate (C032-) est généralement absent dans les
eaux souterraines de la plupart des aquifères de socle (pH < 8,30). Il est remplacé par les
,
ions nitrates (N03-) qui se rencontrent souvent en concentrations très appréciables dans
les eaux souterraines . Le carbone organique dissous (R_ COO-) et les ions aluminium
non généralement dosés peuvent également exister en quantités non négl1geables dans
l'eau et donc constituer une des sources du déséquilibre de la balance ionique. Il en existe
éventuellement bien d'autres comme les protons +H dont les concentrations en solution
peuvent aider à équilibrer la balance ionique (Jourda J.P., 1987).
J1
5·2·1 VARIATIONS DES TENEURS EN IONS MAJEURS DANS
LES DIFFERENTS SECTEURS DU BASSIN
l
Dans les aquifères de tissures, les principaux ions présentent, en général, des
concentrations plus faibles au Nord et sur les bordures occidentale et orientale que dans
J
le secteur Sud du bassin (Tableau 20).
j,
Du Nord au Sud, les tene·urs en Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HC03-, CI-, S042- et
N03-' passent respectivement de: 2,33; 1,58; 0,50; 0,26; 2,02; 0,39; 0,76 et 0,65 meq/l à
J
2,58; 1,91; 0,96; 0,61; 3,13; 0,59; 1,57 et 0,61 meq/l. La migration des ions dans les eaux
souterraines, en provenance de la bordure occidentale serait plus importante que celle de
1
la bordure orientale. En effet, on enregistre 1; 0,56; 0,75; 0,13; 1,67; 0,33 et 1,14 meq/l
J.
dans les eaux prelevées à l'Ouest, contre respectivement 1,77; 1,44; 0,69; 0,14; 2,08;
0,45 et 1,26 meq/l à l'Est; à l'exception des nitrates dont l'évolution est inverse. Cette
évolution des teneurs en ions est à peu près confonne aux résultats précédents: les eaux
r1
J

---

- 242 -
5-2-2 CARACTERISATION DES PRINCIPAUX HYDROFACIES
Dans les diagrammes Schoeller-Berkaloff, l'évolution des concentrations en .ions
majeurs, met en évidence une nette similitude entre la composition des eaux souterraines
issues d'aquifères de fissures et celles issues d'aquifères altéritiques (Figure Ill). Ce qui
suggère l'existence d'une certaine continuité entre les systèmes hydrauliques formés par
1
les deux types d'aquifères. En général, les teneurs en Ca2+, Na+, HC03- et N03- sont
plus élevées dans les eaux issues du socle que dans celles issues d'aquifères altéritiques.
Au contraire, le magnésium est assez constant dans les deux cas et les ions K+,Cl-, S042-
11
et N03- dont les teneurs dépendent des activités biologiques dans le sol, sont plus
abondants dans les altérites que dans le socle.
1
i
Dans le bassin, les éléments de base de la composition chimique de l'eau (Ca2+;
Mg2+; Na+ + K+) et (HC03-, S042- et Cl-) se combinent deux à deux pour former les
neufs principaux hydrofaciès de la région:
J
- eaux bicarbonatées calciques, bicarbonatées magnésiennes et bicarbonatées
sodiques;
-eaux sulfatées calciques, sulfatées magnésiennes et sulfatées sodiques;
t
- eaux chlorurées calciques, chlorurées magnésiennes et chlorurées sodiques.
1
A) EAUX BICARBONATEES CALCIQUES
L'hydrofaciès bicarbonaté calcique est le groupe d'eau le plus important dans le
bassin, tant en nombre (40% des observations) qu'en abondance individuelle des ions
1
(Figures 112 et 113).
1
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
Les aquifères de fissures sont marqués par la constance dans leurs eaux
1
souterraines des ions HC03-, Ca2+, Mg2+, NÛ3- et Na+, les plus réguliers et les plus
;
abondants . A aucun moment, leur concentration ne tombe à 0 meq/l, même dans les eaux
les plus fai-h1ementminéralisées. Au contraire, les ions K+, Cl- et S04 2- sont, à des
1
degrés divers, des ions occasionels, pouvant être absents dans certains cas, mais dont les
teneurs peuvent devenir subitement considérables dans certaines eaux.
Dans les forages, les eaux bicarbonatées calciques les plus minéraliseés, dont les
J
charges dissoutes sont comprises entre 11,91 et 41,23 meq/l, sont essentiellement
marquées par les couples de cations: Ca2+ > Mg2+ et Ca2+ > Na+ et plus rarement ea2+
;. K+; et p~ ceux d'anions HC03- > S042- , HC03- > Cl- et accessoirement HCÛ3- >
1
N03-. Les concentrations en ions majeurs: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HC03-, CI-, S042-, et
N03-, y atteignent souvent des valeurs énormes: 13,64; 9,14; 2,4; 5,88; 7,9; 3,25; 4,1 et
1,45 meq/l (Tableau 22):
Les eaux bicarbonatées calciques se caractérisent par leur répartion régionale qui
ne semble pas liée à un faciès pétrographique: on en trouve dans les granites à biotite
hétérogènes, les migmatites anciennes ou récentes et dans les métasédiments. Cependant,
les échantillons les plus minéralisés se situent presque toujours dans le Sud du bassin.
A faible minéralisation, les mêmes couples d'ions présentés plu haut
prédominent sur les autres éléments dans les eaux bicarbonatées calciques. Cependant,
les teneurs en Ca2+, Mg2+, Na+, HC03- et NOf y sont assez réduites:

---

- 243 -
Mo
Th
50
Heo
800
500
3
3
700
a
400
SOO
1000
200
9OO
500
SOO
eoo
la
••7
e
li
4
4
1
1
1
1
0.3
. 0.2
0.1
-
_ _ _ _
Moyenne des ions dans les
~~\\-$.\\-i Eaux issues d'aquifères de fissures
eaux d'aquifères de fissures
- - _ _
Moyenne des ions dons les
~:.:.:.:.J Eaux issues d'aquifères altéf'itiques
altérites
Figure Ill. Diagramme logarilhmique des eaux souterraines du bassin de la Haute Marnrahoué

---

- 244 -
Ca'
NO
THT
Na
CI
S04
. ..
e.oo
1
:j
,
.
2
5
4
300
f
20
(.
7.00.
1
2
3
4
r
0
6
f,
r
Eaux issues d'aquifères de fissures.
ÊaUll issues
d •oQuifires oltéritlQues.
Figure 112. Diagramme logarilhmique des eaux bicarbonatées calciques du bassin de la Haute
Marahoué

---

- 245 -
Bassin de la Haute Morohou.
Réqion de Non
Co
1
1 ForOO.s.Mon
B
Pult.
ForoolS
\\ \\
\\
2-
--:~ So;'
.
\\
~
.,
\\
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\\
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\\
1 \\
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1 \\
1
1
\\
\\
1
\\
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1
1
1
\\
1
\\ 1
[
\\ 1
,
\\ 1
\\\\,
\\
1
\\ 1
\\1
II
1/
l
'[
V
HC03
Foro e.
Puits poysons
Pult. moderne.
Figure 113.Diagramme rayonnant des eaux bicarbonatées calciques issues des régions de la
Haute Marahoué et de Man

---

- 246 -
ea2+ :
0,54 à 4,37 meqll
et
HCOf:
0,56 a 4,86 meq/l
r
Mg2+ :
0,08 à 2,52 meq/l
et
cr
oà l. meqll
,
"
Na+ : 0,13 à 1,3 meqll
et
5042-
:
oà 1,88 meqll
K+ : 0 à 1,74 meqll
et
N03- :
1
0,06 à 0,73 meqll
Tableau 22.Concentrations en ions majeurs (en meqll) des eaux bicarbonatées calciques les plus
1
minéralisées issues d'aquifères de fISSures dans le bassin de la Haute Marahoué
.;,
1
Localité
N°OSl ca
[Mi
Na
K
HCœ
S04
CL
N03
MT1
MT2
r
2
Mancbaral
79
3,99
0,97
2,4
0,2
3
1,7
0,2
0,99 13,45 488,4
3
Gbohouo
1O
6,78
4,84
0,37
5,88
7,9
1 ,12
1,3
28,19 787,2
4
Soba/S
1 6
3,55
2,9
0,28
2,57
5,1
0,74
0,6
15,74 581,4
f
5
Diarabana
76
2,2
0,97
1 ,1
0,4
3,1
0,6
1,5
0,39
10,26 512,7
6
Somana
60
4,02
2,13
0,47
0,86
5,04
0,5
0,9
13,92 514,1
7
Gbona
25
3,99
0,99
1
° 4,03 1,01 0,05 0,53. 11,6 461,4
t
8
Nianfissa
106
2,6
0,91
0,9
0,68
5,4
1,15
0,3
0,96
12,9 545,9
9
Dona
93
2,76
2,16
0,65
1 ,8
5,48
0,32
0,7
1,45 15,32 631,7
10 Samina
33
2,58
2,14
1,17
0,05
4,7
0,75
0,3
1,2 12,89 559,9
1
1 1 Tonhoulé
63
3,99
2,14
0,2
1,6
5,1
1,39
0,75
0,78 15,95 627,5
12 Soulouma
66
2,99
0,97
1
0,1
4
1,52
0,1
0,53 11,21
473,9
13 Ovarabala
1 1
3,99
9,14
0,9
1,2
9,8
2,5
4,1
31,63
1313
1
14 Flala
30
4
0,99
1
0,8
3,791
1,66
0,45
0,78 13,47
503
15 Gouémana
35
12
0,99
1,6
0,2
41
0,06
2
0,71
21,54
499
16 Madina
204
13,6
1,97
0,8
1,21
3,51
3,25
1
0,21
25,57
588
t
17 Batoco-2
150
3,99
1,97
0,6
01
2!
1
1 5
0.5
11.56
533
f
Ainsi, dans les eaux bicarbonatées calciques les plus minéralisées, les éléments de
base sont les ions Ca2+, Mg2+, HC03- qui s'accompagnent de K+ et/ou Cl- seul ou
,
ensemble chaquefois que les concentrations en sels dissous deviennent importantes dans
l'eau. Au contraire, à faibles· valeurs faibles de la minéralisation totale, les ions
t
occasionnels K+, 5042- et CI- n'existent qu'à des teneurs insignifiantes, voire nulles.
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES D'ALTERITES
Dans les altérites, les eaux bicarbonatées calciques sont en général moins riches
en substances dissoutes que leurs homologues des forages. Les plus fortes valeurs de la
minéralisation totale (10,61 < Mt < 15,43 meqll) sont essentiellement contrôlées par les
alcalino-terreux: Ca2+ > Mg2+; et par les couples d'anions HCOf > 5042-, HC03- > CI-;
et HC03- > N03-. Ici encore, l'abondance simultanée de Ca2+, Mg2+, K+, HC03-, CI-
traduit le plus souvent une minéralisation totale assez forte dans les eaux souterraines.
Dans les altérites; aucun couple d'ions ne prédomine dans les eaux
bicarbonatées caciques les plus faiblement minéralisées. Les ions Ca2+ et HCOf les plus
constamment abondants n'y présentent que 2,6 meqll au maximum.
. " . ,
B) EAUX BICARBONATEES MAGNESIENNES
Elles occupent une proportion de 15% des échantillons d'eau étudiés dans le
bassin et se caractérisent par des valeurs de minéralisation totale nettement inférieures à
celles des eaux bicarbonatées calciques (Figure 114).

---

- 247 -
Co
/'\\
/
\\
/
\\
CI
\\
/
\\
\\
/
ForoQ" (Mon)
\\
\\ \\ /
~S04
\\
V
\\
HCo3
1
\\
Co
\\
1 ForoQ" du baSsin
\\
Puits modernes
1 de la MOrohOué
\\ 1 ( Morohoué)
\\
1
\\ 1
\\ 1
\\ 1
\\ 1
\\ 1
\\ /
V
HC0
V
3
HC~
HC03
Puits (Mon)
Figure 114.Diagramme rayonnant des eaux bicarbonates magnésiennes issues des régions
de la Haute Marahoué et de Man
Les eaux bicarbonatées magnésiennes s'observent essentiellement dans la zone
Nord du bassin, au-dessus d'une ligne passant par SireÔa, Morondo et Dianra. village et
qui correspond au couloir de cisaillement de Dianra. On les trouve dans les migmatites
anciennes, les schistes et les granites hétérogènes.
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
Leurs plus fones valeurs de minéralisation totale oscillent entre 9,87 et 16,34 meqIl. Elles
sont dominées exclusivement par les alcalino-terreux: ea2+ > Mg2+ et par HC03- >
N03-, HC03- > CI- et HC03- > 5042-. Les ions Mg2+, HCO:f et ea2+ y sont les
principaux éléments chimiques. Leurs teneurs varient de (fableau 23):
ea2+:
1;66 à 2,8 meq/1
Mg2+ :
2,47 à 4,93 meq/l
HC03- :
3,9 à 5 meq/1
Tableau 23.Concentrations en ions majeurs (en meqll) des eaux bicarbonatées magnésiennes les
plus minéralisées issues d'aquif'eres de fissures dans le bassin versant de la Haule
Marahoué
1 - Localité
N°OS Ca
i
Na
K
HCœ S04
CI
N03
MTl
MT2
1
2
Sokourlal
207
2,8 1 3,13
0,3 0,1
4,4
0,29
1
0,75
12,77 469,17
3
Béna
4
2,15: 4,58
0,32 0,1
4,7
0,06 0,05
0,6
12,58
440,3
4
Kouama
59
2
4,93
1,3
°
5
2,46
0,15
0,5
16,34
589,4
5
Tabakoroni
92 1,661 2,47
1 ,1
° 3,9 0,64 0,1 1,21 11,08 435.8
6
Békoro
52 1,991 3,99
0,8
0
3,9
2,46
° 0,35 13,49 484,4
-

---

- 248 -
Les ions Na+, 5042- et N03- y sont secondaires, leurs' concentrations maximales:
1
1,3; 2,46 et 1,21 meq.'l ne sont enregi~trées qu'occasionnellement à Kouama et
,
Tabakoroni..Au contraire, le potassium et les chlorures y sont géneralement absentS ou y
existent à des teneurs très faibles (leurs concentrations ne dépassant guère 0,12 et 1
1
meqn.).
Au contraire, dans les eaux peu minéralisées, Mg2+ > ea2+ prédomine sur tous les
l
autres couples, en association avec HC03- > NOf essentiellemnt ou ave HCÛ3- souvent
seul en solution.
l
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES ALTERITIQUES
Tous les échantillons d'eaux bicarbonatées magnésiennes issues d'altérites se
l
caractérisent par des valeurs faibles de la minéralisation totale, comprises entre 1,92 et 8
meqll. Elles ont pour éléments dominants: Mg2+ > Ca2+ (69 %)' et Mg2+ > Na+ qui
s'asSOCient à HCOf > N03- et HCOj- >5042- majoritairement ou à HC03-~ Les teneurs
1
maximales en éléments dominants: Mg2+, Ca2+ et HCO- sont respectivement de 3,13; 2;
et 3,9 meq/l. Tous les autres ions, Na+, K+, 5042- et N03- y existent en teneurs
1
négligeables; en particulier K+ et Cl- sont souvent absents.
,t
C) EAUX BICARBONATEES SODIQUES
Elles représentent 17 % des observations et se caractérisent par des valeurs de
minéralisation totale assez faibles. Elles proviennent des migmatites, granites à biotite
.~
hétérogènes et métasédiments. Comme dans le cas des familles d'eaux étudiées plus haut,
leur répartition ne semble pas liée à un faciès pétrographique (Figure 115).
No~K~......
Na+K
,~
~
~-
1
,-...........
A.
, _
"
-- /'
, --
"
/ '
, -
,...........
"
/
, .........
Ca
-
,
.........."
,
.....-
" ,
' ,
~J
" ,
'
"
" ,
,
'~~~~~.,.-~
/
\\
\\
\\
/
j Na+K,
_
\\
/
_ _ \\.1
C I ' - - - -
- - -
S04
\\
S04
\\
(
\\
~
\\
1
\\
1
\\
\\
1
J
\\
1
\\
(
"
Puits _modernes
\\
(
~
~--+----~'-+-----.
1
\\
1
\\
1
\\
1
\\
\\
1
\\
1
\\
\\
1
i
1
_-lSOA
\\
1
\\
1
Forages
\\
-
.. \\ 1
\\
1
\\
\\
1
\\
(
\\
,1~1
\\ (
,
\\ 1
'\\
\\ 1
\\
1
V
\\
1
Y
HCo3
HCo
\\
/ Puits.paysans
3
..
'v
HCo3
Figure 115. Diagramme rayonnant des eaux bicarbonatées sodiques issues des régions
de la Haute Marahoué et de Man.
J

---

- 249 -
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
Les plus fones valeurs de minéralisation totale sont rares On en trouve seulement
à Notou-Ouest et à Téguéla F2 et correspondent respectivement à 14,50 et 18,42 meq/1.
Elles sont sous la dépendance exclusive de Na+ > Ca2+ et HC03- > Cl-. Les ions Na+,
Ca2+, K+, HC03- et Cl- éléments de base de la minéralisation totale présentent des
teneurs suivantes:
ea2+
1,82 à 2,22 meq/1
K+
2à4 meq/l
Na+
0,37 à 1,6 meqll
HC03- :
3,8 et 5,6 meq/1
a-
2 et 2,5 meqll
Au contraire, la majorité des échantillons d'eaux bicarbonatées magnésiennes se
caratérise par une minéralisation totale assez faible: 2,6 < Mt < 7,87 meq/l, dans làquelle
les couples d'ions les plus remarquables sont: Na> Ca et Na> Mg en association avec
RCÛ3- > S042-, RCOJ- > a- et HCO)- > NOJ-.
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES ALTERITIQUES
l
'
Seuls les puits de Nândala, Tiesso et Souasso sont marqués par une minéralisation
totale relativement importante: 11,98 < Mt < 14,86 meq/l. Chaque échantillon d'eau est
contrôlé par des couples d'ions qui lui sont propres:
K+ > Ca2+ et HCO)- > CI- ( Nandala)
K+ > Mg2+ et HCO)- > S042- (Tiesso)
Na+ > Mg2+ et HCO)- > CI- (Souasso)
C'est la preuve qu'aucun mécanisme d'acquisition des ions par l'eau ne
.prédomine fondamentalement dans. les aquifères altéritiques. Le potassium et le
bicarbonate y atteignent les teneurs maximales de 4 et 5.1 meq/l, enregistrées à Nandala.
Mais, les autres ions, S042-, NOJ- et Mg2+, y existent à des teneurs appréciables.
Dans les eaux bicarbonatées sodiques faiblement minéralisées, la prédominance
du couple d'ions Na+ > ca2+ est nette dans 90 % des cas; cependant, de façon isolée, le
couple K+ > Na+ peut également exister selon les lieux.
La présence d'un nombre important de couples d'anions dans ces eaux: RC03- >
CI-, RC03- > S042-, N03- > RCO)-, RC03- > NOJ- et S042- > RCO)':' montre bien que
tous ces éléments y sont aléatoires comme le sont aussi la plupart des cations.
D) EAUX SULFATEES CALCIQUES
Elles regroupent Il % des échantillons d'eau prélevés dans le bassin. Leur
minéralisation totale est toujours modeste par rappon à à leurs homologues bicarbonatées
calciques (Figures 116 et 117).

---

-
250 -
Ca
MO
THT
Na
CI
1,
J
1
1
1
1
,
1
l,
1
,
Eaux issues d'aquifères de fissures
1
Eaux issues d'aquifères altéritiQues
1
J
i,
J
Figure 116.Diagramme rayonnant des eaux sulfates calciques du bassin de la Haute Marahoué
1
1

---

- 251 -
Co
Co
~\\1\\
l1\\
1 \\
1 \\
1 \\
",\\
, .
, \\
1
\\
, \\
, \\
1
\\
1 \\
1
\\
;
\\
, \\
No+K~_
1
\\\\
,,-_
1
1
\\
1
.-MII
No.K~____
1
\\ __- -/ , ..
" ---
""
"
/
"
"
/
",
/
"
Puits modernes
~-+--~........,.~
Forages
"
\\
1
' ........
\\
1
\\ / -
\\
1
- -,' ,
\\
1
\\. 1
- -__ ........
\\
1
\\ 1
V
-~
HCo3
S04
'-
HCo3
FJgUrt 117. Diagramme rayonnant des eaux sulfatées calciques issues du
bassin versant de la Haute Marahoué
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
Les valeurs de la minéralisation totale les plus élevées (11,06 < Mt< 20,28 meqll)
sont contrôlées par: Ca2+ > Mg2+ , Ca2+ > K+ et Ca2+ > Na+ qui sont associés à 5042- >
HC03- et 5042- > CI- (Tableau 24).
tableau 24.Concentrations en ions majeurs des èàllx-sulfatées calciques les plus 1Iliiîér.iliséé'
issues d'aquiîeres de fISsures dans le bassin versant de la Haute Maraboué
2
Localité
N°DSl Ca
IMJ
Na
K
IHCO S04
CL
N03
MT1
MT2
3
Siakasso
1
3,99
1,97 1,8
0
0,4
4,87 1,5
0,92 15,45
514,8
4
Faraba
201
3,99
1,97 0,6 0,1
2,6
3,04 0,7
0,32 15,45 471,23
5
Ranch/P.:::
211
4
0,9 0,7
0
1,9
3,54
0
Q,32 13,32 414,21
6
SobalS
17
3,99
3,95 0,6 0,2 2,3
5,96 0,1
0,48 11,36
608,2
7
Kénégbé
26
4,99
1,97
2
0,4 1,8
4,54
2
9-,71
17,53
628,7
8
Bengoro
54
4,99
1,97 1,4 0,6 1,5
2,56 2,5
0,92 18,41
547,5
9
Djiguila
32
6,99
0,99 0,3
2
2,2
6,29
1
0,5 16,44
739,5
10 Gbogolo
40
3,99
0,99 0,7
3 2,3
4,16 1,5
0,57 20,27
654,4
1 1 Douala
80
3,99
0,97 0,6
0
1 9
2,77 0,4
064 17,21
408,3
Les eaux les moins riches en sels dissous proviennent des forages et sont
dominées par Ca2+ > Mg2+ et Ca2+ > Na+ qui s'associent à 5042- > RC03- et 5042- >
CI-. Les teneurs les plus fones: 4; 2,96; 1,4; 0,2; 1,9; 2,98; 1,5 et 0,78 meqll
correspondent à ea2+, Mg2+, Na+, K+, RC03-, 5042-, CI- et NÛ3-. Le potassium et les
chlorures y sont fréquemment absents.

---

- 252 -
• E/_:JX IS~ùES D'AQUIFERES ALTEk.. fIQUES
Dans les altérites, les eaux sulfatées calciques sont les plus minéralisées : 11~31 <
Mt< 21,36 meq/1; à l'exception du puisard de Dyarabala où la minéralisation totale n'est
que de 8,47 meq/l. Les couples d'ions: ea2+ > Mg2+ et S042- > HC03- conttôlent chacun
78 % des eaux. Au contraire, les autres y sont occasionnels. Les éléments de base de la
!!Ù~~:-QH~ontotale sont les suivants (Tableau 25):
Ca2+
2 à 6,99 meq/1
et
HC03-:
0,6 à 3,75 meq/1
Mg2
099 à 3,95 meq/l
et
Cl-
oà 1,5 meq/1
Na+
0 à 1,4 meq/1
et
S042
2,75 à 5,62 meq/1
K+
0 à 4 meq/1
et
N03-
0,25 à 0;78 meq/1
Tableau 25.Concentrations en ions majeurs des eaux sulfatées calciques les plus
minéralisées issues d'aquifères altéritiques dans le bassin de la Haute
Marahoué
1
Localité
Nôbs~ Ca
IMJ
Na
K
HCœ S04 CI
N03
MT1
MT2
2
Madjj
140 3,99
1,97
0,5
0,4
0,6 5,62 0,65 0,25
14 485,3
3
Gbohouo
9
6,99
0,99
0,5
4 3,75 4,98 0,15 0,78 22,1
841,7
4
Souala
14
2
1,97
0,2
1,3
2,4 2,75
0,3 0,39
11,3 420,5
5
Nianhoulégl
31
3.99
1,97
1 ,1
a
2
4,5 0,05 0,43
14 495,8
6
Djjguibala
48 3,99
0,99
1 ,1
0,1
1,3 4,16 0,05
0,5
12,2 433,4
7
Messoumas
71
3,99
3,95
1,4
0,6
3,7 4,24
1,5 0,46
19,8 695,3
8
Sarhala
205 3,99
1,97
0,2 0,44
1,8 4,85 0,79
0,5
14,5 424,3
9
Bouila
50 3,991 1,97
a
a
2,1
3,34
a
0,5
11,9 423,9
Les concentrations les plus fortes: 6,99; 3,95; 1,4: et 4 meq/1 sont celles de Ca2+,
Mg2+, Na+, et K+, enregistrées dans les puits de Gbohouo et Somadougou. Celles des
anions S042-: 4,16; 4,24; 4,85; 4,98 et 5,62 meq/1 proviennent des puits de Djiguibala,
Somadougou, Sarhala et Madji.
Dans les aÎtérites, l'abond~nce de K+ et CI- est généralement liée à une
minéralisation totale plus forte dans les eaux souterraines.
E) EAUX SULFATEES MAGNESIENNES
Elles se rencontrent dans 8% des ouvrages du bassin. Au Nord du bassin, les eaux
sulfatées magnésiennes sont isolées ici et là entre les autres hydrofaciès (Figure 118)
• EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
Dans les forages, les ~aleurs de minéralisation totale les plus importantes
s'observent dans les ouvrages de Djénigbé, Lenguékro, Séna et Katiali de Dianra dans
. lesque.ls: 13,71 < Mt < 20,15 meq/1 (Tableau 26).
Elles sont sous la dépendance exclusive des couples d'ions M g2+ > ea2+ et S042-
> HC0 3-. Les ions comme Mg, S042- et N03- sont les éléments de base de la
minéralisation totale. Leurs teneurs varient de la manière suivante:
3,95 à 8,06 meq/1
4,7 à 7,79 meq/1

---

- 253 -
MO
Ca
Puits_ modem.. (Maraho\\Jé)
Co
He°S
504
Foraoes (Marohoué)
Figure 118.Diagramme rayonnant des eaux sulfates magnésiennes du bassin vervant de la Haute
Maraboué
Tableau 26. Concentrations en ions majeurs des eaux sulfatées calciques issues
d'aquifères altéritiques de la Haute Marahoué
1
Localité
N°DSl Ca
Wg
Na
K
HCœ CI
S04
Nœ
MT1
MT2
2
Diéniabé
47
1
8.06
0.8
0.1
2,6
0
6.66
0.92 20,14 676.4
3
Lenauékrc
24
2
6.91
0.9
0.1
1,2 0.05
7,79
0.35
19,3
620
4
Séna
27
1
5.92
1
0
1 ,1
0
5.79 - 0,89
15,7 518.2
5
Katiali/D
180
2
3.95
0.9
0
1.6 0.05
4.7
0.5
13,7 464.2
Tableau 27. Concentrations en ions majeurs des eaux sulfatées magnésienn~
issues d'aquifères alléritiques de la Haute Marahoué
1
Localité
N°DSl Ca
IWg
Na
K
HC03 CI
S04
NCX3
MT1
MT2
2
Banandié
18 1,97 3.95
2.2
0.6
0.6
1
6.79
0.35 17.46 582,7
3
Béna
13 1.97 2.96
0.6
0
2.1
0,05
3,49
0.21
11,38 400.6
4
Douala
82 1,05 5,92
0.5
0
1,5
0
5.16
0,64
14.77 482,9
5
OU550uaoui
208
2 3,95
0,5
0
1,2
0
5,04
0,32 13,01
433,8
....

---

- 254 -
0,35 à 0,92 meqll
..
Les eaux sulfatées magnésiennes les plus minéralisées proviennent des forages de
Djénigbé et de Lenguékro situés sur du granite à biotite hétérogène. Le calcium et le
sodium y sont modestes et les ions K+ et CI- très négligeables voire absents. Au
contraire, les eaux peu chargées en sels dissous sont contrôlées par Mg2+ > ea2+ et 5042-
> HC03-. Elles ne renferment presque jamais de K+ et Cl- et contiennent Na+ en
proportion négligeable.
• EAUX ISSUES Dl AQUIFERES ALTERITIQUES
Leur minéralisation totale qui varie de Il,38 à 17,48 meqll est dominée par Mg2+
> Ca2+ et S042- > HC03-. Les ions Mg2+ et 5042- y prédominent sur les autres éléments.
Le magnésium et les sulfates y existent en teneurs apppréciables (Tableau 27):
t..·~;.::·
Les teneurs en Ca2+, Na+, HC03- et N03- y sont modestes; et les ions K+ et CI-
sont absents. Dans les eaux faiblement chargées en sels dissous, l'abondance de Ca2+ >
M g2+ et S042- > HC03- est constante; et les teneurs en ions CI- et K- s'annulent
généralement.
F)EAUXSULFATEESSODIQUES
Elles se rencontrent dans l'unique forage de Sandala (Mt = 6,22 meqll) et dans les
puits de Diabé et de Fadiadougou situés sur des granites à biotes hétérogènes et des
schistes. C'est un hydrofaciès au sein duquel les valeurs de la minéralisation totale sont
tOQjours réduites: 2,3 et 6,6 meqll. Les éléments dominants (Na et S04) fournissent des
couples d'ions Na+ > Ca2+ et S042- > N03- et rarement 5042- > HC03-. Leurs
concentrations maximales ne dépassent pas 1,2 pour Na+ et 1,74 meq/l pour S042-.
..
G) EAUX CHLORUREES CALCIQUES
La minéralisation totale des eaux chlorurées calciques issues d'aquifères de
fissures est dans l'ensemble assez faible: 5,69 < Mt < 11,07 meqll. Les couples d'ions
Ca2+ > Mg2+ et CI- > HC03- y sont les plus nombreux; mais la concentration des ions
Ca2+ et CI- n'excède pas 2 et 2,2 meq/1. Tous les autres éléments y sont nettement
négligeables (Figure 119 et20).
Dans les altérites, les couples Ca2+ > Mg2+ et ca2+ > Na+ s'associent à CI- >
HC03-, dans la minéralisation totale qui varie de 124,73 à 225,15 mgll, tous les éléments
sont assez modestes:
0,44 à 2 meq/1
1,3 à 1,5 meq/l
0,64 à 1,23 meq/l
H) EAUX CHLORUREES MAGNESIENNES
Cet hYdrofaciès est très rare dans le bassin; seul, le forage de Massala (SIP) en est
un exemple: Mg2+ > Ca2+ > K+ > Na+ et CI+ > S042- > HC03- > N03-

---

- 255 -
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Figure 119 Diagramme logarithmique des eaux chlorurées calciques du bassin de la Haute
Maraboué

---

- 256 -
La l11lnéralisation tolale y est de 19, .. ,' meq/l. Les différents ions y présentent des
teneurs de: 1,99; 2,96; 1,2; 1,6 meqll pour èa2+, Mg2+, Na+ et K+ et 1,2; 5,41; 3,99 et
0,77 meq/l pour HCÛ3-, Ct, S042-, et N03-. C'est une eau riche en sels dans laquelle"
l'abondance simultannée des alcalino-terreux et des ions K+ et Cl-,traduit l'importance
de la minéralisation tolale.
Ca
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Ca
Puits _paysans
(Marahoué)
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HC03
HC03
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Figure 120.Diagramme rayonnant des eaux chlorurées calciques du bassin versant de la Haute
Marahoué
1
1) EAUX CHLORUREES SODIQUES
J
..
Les eaux chlorurées sodiques ne se rencontrent que dans les aquifères altéritiques
uniquement et n'occupent que 1% des observations. Leur minéralisation tolale est assez
faible: 2,78 < Mt < 5,09 meqll Les couples d'ions Na+ > Mg2+, Na+ > Ca2+ et Ct>
J
RCD3- concrôlent toutes les eaux dans lesquelles leurs teneurs sont négligeables:
0,26 à 0,33 meqll
et
0,5 à 1 meq.l
1
•
0,26 à 4,9 meq/l
et
1 à 1,5 meqll
0,3 à 0,5 meqll
et
°à0,3 meqll
0,08 à 0,14 meq/l
Ainsi, d'une manière générale, dans le bassin de la Haute Marahoué, les eaux
,1
bicarbonatées sodiques, calciques et magnésiennes ont une extension régionale; alors
i
que leurs homologues sulfatées et chlorurées sont limitées à des secteurs isolés. Si l'on
excepte les eaux bicarbonatées calciques les plus répandues, la répartition des
hydrofaciès met en évidence crois principales zones:
- une zone située au Nord, caractérisée par des eaux essentiellement
bicarbonatées magnésiennes parmi lesquelles les eaux sulfatées et chlorurées
s'individualisent ici et là, mais en quantité négligeable;
J

---

- 257 -
-une zone située au centre, caractérisée par des eaux bicarbonatées
magnésiennes dans les ouvrages de Kani et Gbémanzo-2; alors que sur la bordure Ouest
du bassin, les eaux sont surtout bicarbonatées sodiques,~sulfatées calciques et chH>rurées
contre des eaux bicarbonatées calciques sur la bordure orientale;
- enfin, une zone conflictuelle entre les ions, d'extention assez réduite et située
au Sud du secteur, où on note la coexistence de plusieurs hydr5)faciès de types variés
dans les aquifères, en rapport avec les difficultés de circulation des masses d'eau et avec
la nature très hétérogène des formations géologiques encaissantes.
En généralt la prédominance des couples de cations Ca2+ > Na+ et Na+ > Ca2+
ne s'observent que dans les granitoïdes hétérogènes et dans les migmatites .Les eaux
riches en Ca2+ et Na+ sont toutes situées dans ces deux types de fonnation dont les
caractéristiques sont éventuellement très voisines et difficilement dissociables sur le
plan cartographique.
En conclusion, les eaux bicarbonatées calciques avec 419Q Jj~$_ observations,
bicarbonatées sodiques (17%) et bicarbonatées magnésiennes (16%) sont les trois
pricipales familles d'eaux souterraines du bassin. Dans les régions de Man et La Mé,
elles occupent des proportions de 58; 19 ; et 19 %; et de 47; 16 et 12% au sein des
échantillons étudiés. Seules les eaux souterraines issues du Grand Abidjan présentent
des caractéristiques chimiques différentes par rapport aux autres secteurs: elles sont
chlorurées magnésiennes (60%) et bicarbonatée sodique (36%).
5-3 IMPORTANCE RELATIVE DES IONS
Dans les aquifères de fissures de la haute Marahoué (Figure 121), les alcalino-
terreux (Ca2+ et Mg2+), les plus fortement liés à la minéralisation totale (r =0,79 et
0,72) dominent nettement les alcalins (Na+ et K+). Par rapport aux droites Mt/4 =
f(Ca2+ ou Mg2+), les ions Ca2+ et Mg2+ représentent chacun plus du 1/4 de la
minéralisation en cations, alors que l'imponance des alcalins ne se manifeste qu'à partir
de Mt/20 La prédominance des alcalino-terreux sur leurs homologues alcalins est plus
forte dans les aquÏÎeres profonds que dans les altérites comme on le verra plus loin. _ .
Au contraire, la quasi totalité des anions est relativement bien représentée dans
les feaux issues du socle: par exemple HC03- et S042- dominent largement dans la
plupart des solutions à partir de MT/4; et Q- et NÛ3- à partir de MT/8. Cependant, les
ions K+, S042+ et CI- se caractérisent par de nombreuses valeurs nulles dans les eaux
issues du socle comme nous l'avons vu plus haut
On ramarque que la prédominance des ions alcalins est indépendante de leurs
propres teneurs et des valeurs de la minéralisation totale, contrairement aux
observations faites par Faillat J.P. (1986) selon lesquelles les alcatins (Na+ et K+)
n'excèdent ea2+ + Mg2+ que dans les eaux faiblement minéralisées.
Dans le cas des aquï"fères altéritiques (Figure 122), les variations des teneurs
-. -
des différents ions montrent que les altérites libèrent elles-mêmes la quasi totalité des
éléments chimiques fondamentaux, quelque soit leur origine et/ou leur lithologie.
Les alcalino-terreux les plus correlés avec la minéralisation totale (r =0,79 et
0.64) prédominent dans toutes les solutions par rapport aux alcalins dont les cœfficients
de correlation sont les plus faibles (0,45 et 0,50). Par rapport aux droites Mt/4 = f(Ca2+
ou Mg2+), les ions Ca2+ et Mg2+ réprésentent à eux ,seuls plus du 1/4 de la

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Figure 122. Influence des ions majeurs sur la minéralisation totale dans les eaux issues
d'aquifères -aIléritiquesdubassindelaHauteMaraboué

---

- 260 -
minéralisation en cations bon nombre d'ouvrages; tandi~ que les teneurs en Na+ et K+
sont toujours inférieures à Mt/S..
Les anions HCÜ3- et 5042- les plus liés à la minéralisation totale (r = 0,55 et
0,71) représentent le 1/4 de la minéralisation anionique; alors que N03- et Cl- ne
n'abondent
qu'à partir de Mt/lO. Les ions K- et Cl- les plus sollicités par les
nombreuses réactions qui ont lieu dans le sol, présentent de ce fait des concentrations
souvent nulles.
5-3 VARIATIONS DE LA MINERALISATION TOTALE
5·3-1 VARIATIONS VERTICALES
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La comparaison entre ,le..s teneurs en ions et la' minéralisation totale dans les eaux
'.1
souterraines issues d'aquifères de fissures et dans celles issues d'aquifères altéritiques
montre que dans le bassin de la Haute Marahoué, les plus fones teneurs en ions Ca2+,
Mg2+, HC03- et 5042- qui sont de:
- 13,64; 9,14; 9,SO et 7,79 meq/l dans les aquifères de fissures;
- 6,99; 5,92; 5,02 et 6,79 meqll à la base des altérites;
- 3,99; 1,97; 3,80 et 3,34 meq/l au sommet des altérites.
évoluent en fonction de la profondeur des aquifères, tout comme les valeurs moyennes
de la minéralisation totale qui sont de: 9,93; 7,7S; 5,93 meqll respectivement dans les
forages, puits-modernes et puits-paysans..
,
Ces résultats montrent que la production des ions est relativement plus importante
à profondeur que dans la partie supérieure du sol, à cause probablement du lessivage des
1
léménts dans les couches supérieures (zone éluviale) et de leur accumulation conséquente
en profondeur (zone illuviale).
1
.$-.3 -2 VARIATIONScSPATlALES
1
Dans le diagramme de la figure nO 123, les valeurs de la minéralisation
~
augmentent du Nord vers le Sud, c'est-à-dire dans le même sens que l'écoulement des
eaux de swface L'évolution des ions met en évidence trois "fronts ioniques" :
- un "front ionique de base" ponant les marques d'une faible minéralisation des
eaux, observable à toutes les altitudes et caractéristique des zones à lessivage plus
important;
- un "front ionique de transition" présentant des valeurs de la minéralisation
totale moyennes traduisant le début d'un'e certaine difficulté de circulation des eaux
souterraines;
- un "front ionique du bassin d'accumulation en aval" caractérisant les zones
proches de l'exutoire où la minéralisation totale est la plus importante. Il indique une
dépression souterraine au voisinag~ de l'exutoire qui collecte les ions.
L'étude de la répartition spatiale des valeurs de la minéralisation totale dans les
aquifères de fissures;tcrnftrme assez bien cette hypothèse. Il existe de' grands axes de
circulation d'eau reliés au bassin d'accumulation situé au Sud du bassin (figure 124). on
distingue:
.,
- une évolution générale, du Nord vers le Sud, du "front ionique" dont la
minéralisation totale passe d'environ 3 meq/l (au Nord) à 41,23 meqll à Dyarabala près
de l'exutoire;
- une augmentation progressive des concentrations en charges dissoutes depuis
les zones périphériques vers le centre.du bassin:·les valeurs de minéralisation les plus·
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latitude dans.le bassin de la Haute Marahoué
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262 -
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Figure 124.Variations spatiales des valeurs de la minéralisation totale dans les eaux issues
d'aquifères de fissures dans le bassin versant de la Haute Marahoué

---

- 264 -
Figure 125. Diagramme logarithmique des teneurs moyennes régionales des eaux soutemlines de
Côte d'Ivoire (d'après J.P. Faillat P. 273)
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Figure 126.Coupe nord-sud du bassin sédimentaire côtier de Côte d'Ivoire entre Anyama et Yridi

---

- 263 -
faibles sont réparties le long des lignes de crête; alors que l'axe principal de drainage
qui se superpose à la Marahoué, concentre au centre du bassin, l'essentiel des ions en
voie de migration vers l'aval;
.
.
- et, une correspondance assez nette entre le tracé de la Marahoué et du Yarani et
le sen d'éévolution des ions dans les eaux souterraines .
Ces résultats confIrment assez clairement ceux obtenus plus haut. Dans le secteur
d'étude, les différents reservoirs d'eaux communiquent assez bien entre eux et
permettent l'écoulement général des eaux du Nord vers le Sud, C9mme l'a revélé
l'étude des perméabilités induites par les fractures. C'est la preuve que dans certains
cas, les aquifères de socle peuvent présenter un caractère continu, notamment suivant
des directions préférentielles de circulation d'eau à travers les mégafractures drainantes.
La Marahoué et ses principaux affluents constituent les directions préférentielles
d'écoulement des eaux en surface comme dans le sous-sol. Enfin, le Sud-Ouest du
bassin (secteurs de Massala, Doualla et Séguéla) se comporte comme une véritable zone
déprimée dans laquelle se croisent plusieurs mégafractures drainantes de directions
variées p.ar où circulent les eau qui assurent la migration-et l'accumulation.des ions au
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sein de la dépression souterraine.
5-4 COMPARAISON AVEC LES RESULTATS ANTERIEURS
EN COTE D'IVOmE
Les résultats d'étude physico-chimique de 252 points d'eau provenant de la Haute
Marahoué et de la région de Man, concordent assez souvent avec la plupart des
résultats antérieurs. Dans les régions de Man et de La Mé les valeurs de la
minéralisation totale dans les aquifères de fIssures: 4,58 et 3,96 meqll) sont nettement
supérieures à celles enregistrées dans les aquifères altéritiques (1,63 et 2,14 meqll).
Seul le bassin sédimentaire côtier fait exception à la règle avec 2,2 meqll dans
les sédiments superficiels contre seulement 1,11 meqll dans les forages captant les
sédiments profonds, en rapport avec l'abondance des nitrates dans la partie superficielle
des aquifères et la bonne perméabilité des niveaux inférieurs.
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Les éléments fondamentaux de la composition dé l'eau (Ca2+,Mg2+, Na+ et
HC03-) présentent une évolution comparable à celle observée dans les régions de
Bongouanou, Dimbokro, Toumodi, Bouaké et Man (Faillat J.P.,1986). Les ions
accidentels Cl-, N03-, S042- et K+ sont irréguliers et marqués par des variations assez
fortes, la région de Man apparaissant comme la moins riche en sels dissous (Figure
125).
Les teneurs en nitrates des eaux issues des régions de Toumodi, Dimbokro,
Bongouanou et Yamoussoukro sont relativement peu importantes par rapport à celles de
la plupart des eaux souterraines du bassin de la Haute Marahoué et surtout d'Abidjan.
En Côte d'Ivoire, les forages d'eau les plus profonds dans le socle cristallin sont
ceux des villages de Brou Apkaoussou (Bondoukou, 124 m ); Agéossou ( Dimbokro,
123 m); et Kouassi Kouassikto (Mbahiakro, 120 m). Mais, c'est à Locodjro (dans le
bassin sédimentaire côtier, sur la commune de Yopougon, que se trouve le forage d'eau
le plus profond en Côte d'Ivoire: forage d'eau minérale "AWA'" de la Société Sàde~
creusé en 1980 et d'une profondeur totale de 190 m (Figure 126).
Il capte des bancs de calcaires discontinus et lenticulaires au toit du Crétacé
supérieur (Maestrichtien) formés de couches horizontales et discordantes sur le socle
dont l'épaisseur est d'environ 35 m (Aghui N. et Biémi J., 1984).

---

- 265 -
Malgré cette profondeur relativement importante et la nature carbonatée des
roches de l'aquifère, l'eau minérale de la Côte d'Ivoire ne présente que des teneurs
assez modestes en ions :3,36; 0,22; 0,93 et 0,10 meq/l pour ea2+, Mg2+ , Na+ et K+; et
4,20; 0,25; O,15et 0 meq/l pour HCÛ]-, Q-, S042- et NÛ3- avec un pH de 7 selon les
résultats d'analyses çhimiques effectuées par plusieurs sociétés de la place: SODEMI,
EVIAN linternational, SODECI et Pharmacie Roy (1980 - 1981). IL en sera de même
pour la plupan·des forages d'eaux sur le. territoire national quelle que soit leur
profondeur dans le socle, tout au moins dans l'état actuel de nos connaissances. C'est la
preuve que les eaux souterraines sont en général très peu minéralisées en Côte d'Ivoire,
comme l'ont signalé plusieurs auteurs (Groupement SCET Ivoire, SODECI, DCR,
SCET International, 1980; Aghui et al, 1984; Leroux, 1976; Faillat J.P.,1986; Le BIon
P.,1987; Jourda J.P., 1987; SOlO N.,1987).
5·5 QUALITE DES EAUX SOUfERRAINES DESTINEES AUX ACfIVITES
AGRICOLES
.
Un contrôle de la qualité des eaux de nos secteurs d'étude pour une utilisation
agricole, a permis d'établir des diagrammes variés:
- diagramme du taux d'absorption du sodium qui renseigne sur la salinité et le risque
d'alcalinisation des sols;
- digramme de Wilcox (1949) basé sur la concentration totale des sels dissous et le
pourcentage du sodium par rapport aux autres éléments;
- et diagramme de Doneen (1961) utilisant la salinité potentielle ou effective, l'indice
de perméabilité des sols et les concentrations en substances toxiques dans l'eau.
Dans le premier type de diagramme, la totalité des échantillons se caractérisent par
très des risques assez faibles d'alcalinisation des sols. La salinité est faible chez la majorité
des points d'eau et importante dans seulement 13% des cas correspondant à des valeurs de
conductivité de 761 à 1750 J.1S/cm. Toutefois, il n'y a pas d'eaux à salinité excessive.
Dans les régions de Man et d'Abidjan, du fait des valeurs de conductivité toujours
faibles ( < 100 ~/cm ), la plupart des eaux souterraines étudiées n'ont pu être testés par
cette méthode_; puisgu~ çon~nant des ~.~ de qualité excellente pour les activités agricoles.
Dans le diagramme de Wilcox (Figures 127-1 et 121-5), tous les échantillons
prélévés se caractérisent par une eau de qualité généralement bonne, à l'exception de trois
forages
(Gbohouo, Dyarabala et Djiguila) ainsi que le puits de Gbohouo dans le bassin de la Haute
Marahoué dont les eaux sont douteuses.
La méthode de Doneen s'adapte assez mal à l'étude de la plupan des points d'eau
échantillonnés (Figures 12,8-1 à 128-4). En effet, les valeurs de la salinité potentielle de
ceux-ci sont généralement inférieures' à 3 meq/l, ce qui ne permet pas...leur classification par
cette méthode. Pour les autres ouvrages, les eaux souterraines on note quelques cas d'eaux
de qualité suspecte pour l'irrigation des sols à perméabilité moyenne (classe ml.
Dans la région de Man, les eaux de qualité douteuse proviennent du forage de
Zouzousso et des puits de Karamokola, Zouzousso et Mangouin..Dans les secteurs de La
Mé et d'Abidjan, le pourcentage des eaux de qualité suspecte est assez négligeable, la
majorité des échantillons étant répartie dans les classes 1 et II du diagramme.
5-6 QUALITE DES EAUX SOUTERRAINES DESTINEES A LA
CONSOMMATION HUMAINE
En Côte d'Ivoire les normes de potabilité des eaux naturelles ne sont pas encore

---

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---

- 268 -
fixées, les normes en vigueur sont tacitement celles que recommande l'Or:anisati~n.
Mondiale de la Santé (O.M.S.).
En général, la plupart des points d'eau ont parfaitement intégré dans les
habitudes de vie des populations; et occupent une place de choix dans les villages à
cause de la bonne qualité de leur eau.(Photo 1).
Cependant, on observe fréquemment des cas de désaffection profonde des
points d'eaux par les populations. Par exemple, à Djenigbé (S/P de Massala);
Dyarabala (S/P de Séguéla); Morondo TP et Morondo résendence du S/P, les
populations n'ont aucune attirance pour l'eau issue du forage mis à leur disposition.
Le forage de Djenigbé est situé à environ Han au Nord du village, au bord de
l'axe Djenigbé-Gbalo. D'une profondeur de 59,8 m avec un niveau statique de 2,9 m
mesuré en Février 1988, ce point d'eau présente une eau qui ne mousse pas et qui
donne une teinte rougeâtre à l'installation.
Le (orage Dyarabala est non loin du·v1ifage, à l'intérieur d'un rayon d'environ
10 ou 20m. Sa profondeur et son niveau statique sont respectivement de 93,7 et 13,25
m. Equipé d'une pompe manuelle, il est également doté d'un regard pouvant permettre
le prélèvement de l'eau à la corde en cas de panne. Malheureusement, les populations
détestent l'eau pour sa qualité étrange: pas de mousse avec le savon et important
dépôt de calcite au fond des marmites quand elle est portée à ébullition. Pour palier
la qualité indésirable de l'eau du forage, les habitants de Dyarabala ont creusé des
puisards le long des marigots environnants dont ils puisent l'eau pour leur
consommation (Planche 23. Photos 82).
Le forage Morondo TP est creusé dans la cour des travaux publics, ce forage
était destiné à résoudre le problème d'eau potable des cadres nationaux dans ce secteur
reculé. Son niveau statique est de 7,50 m pour une profondeur de 56 m. Curieusement,
même les fonctionnaires de cette ville refusent l'eau de leur forage en prétextant qu'elle
est trop ferrugineuse.
D'une profondeur de 80 m et d'un niveau statique de 6,6 m, le forage de la
résidence du Sous-Pftfet de la même",localité .. a été creusé pour la première
personnalité de cette ville (Planche 24. Photo 83). Malheureusement, monsieur le Sous-
Préfet de Morondo refuse de boire l'eau de son forage. Il a fait creuser par les puisatiers
maliens, son puits-paysan d'une dizaine de mètres dont il consomme l'eau. Ici, encore
le Sous-Préfet reproche à son forage de contenir trop de fer et de rougir la pompe
et le sol.
Ainsi, ce sont des dizaines voire des centaines d'ouvrages qui sont refusés par les
populations pour des raisons souvent complexes. Parmi celles-ci, on retiendra :
- l'éloignement du point d'eau par rapport au site habité;
- l'implantation du point d'eau en des lieux sacrés destinés à des cérémonies
rituelles qui rebutent les femmes;
- le mauvais réglage de certaines pompes devenant de ce fait très résistantes,
dures et fatiguantes à manipuler par les femmes et les enfants;
- et enfin, le plus souvent la qualité et le goût étranges de l'eau.
Autant de facteurs dont il faut-:tèôir compte non seulement dans l'implantation
des ouvrages, mais surtout dans les objectifs de rentabilisation des ouvrages mis en
exploitation en milieu rural.
Parmi les raisons évoquées plus haut par les paysans, celle concernant la qualité
de l'eau est la plus importante car elle conditionne directement la santé de la population.
Dans le cadre de ce travail, nous-avons entrepri~rétude de la qualité chimique

---

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---

1
- 270 -
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les eaux sont consommées par les populations et dans les points d'eaux de qualité jugée
excellente par les paysans.
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5-6·1 QUALITE CHIMIQUE DES PONITS D'EAUX
INDESIRABLES
~
Dans le bassin de Haute Marahoué, nous avons sélectionné 23 forages les plus
,
touchés par la désaffection des populations (tableau 28). L'évolution des concentrations
en ions dans les eaux souterraines de ceux-ci met en évidence une assez bonne liaison
entre l'augmentation des concentrations en certains ions ou association d'ions
,
(ammoniaque, fer, nitrates et dureté totale) et la mauvaise qualité que les populations
reprochent à ces eaux.
1
,
A) VA~TIONS DES CONCENTRATIONS EN
AMMONIAQUE"
1
,
La concentration limite de l'ammoniaque (NH4+) recommandée par les normes
internationales pour l'eau de boisson étant de 0,003 meq/l, tous les points d'eau du
tableau précédent, du fait de leurs teneurs en NH4+ très largement supérieures à cette
f
limite (0,006 à 0,06 meqll) sont a priori impropres à la consommation humaine. Seul le
forage de Djénigbé qui affiche une concentration plus modeste (0,005 meqll) en NH4+
,
présente des eaux acceptables par rapport à cet élément. Les valeurs les plus fortes
(0,06; 0,05 et 0,02 meqll) ont été respectivement enregistrées à Tonhoulé, Batogo-2 et
Somadougou.
,
Les nuisances liées à l'ammoniaque résultent essentiellement de sa capacité à
favoriser le développement des bacteries nitrifiantes, la croissance des matières en
,
suspension et l'accroissement du taux des matières organiques et la modification de la
couleur de l'eau.
L'abondance des ions NH
,
4+ dans l'eau de boisson est surtout nuisible à cause de
la faculté qu'a cet élément de se combiner avec le (Cl)mono et le dichloramine pour
donner à l'eau un gout très désagréable. Ce cas concernerait surtout les forages de
Dyarabala, Gbohouo, Lenguekoro, Kénégbé, Bengoro, Batogo-2 et Somadougou qui
,
sont assez riches en cr : 4,1; 1,3; 2,5; 2; 2,48; 1,5; et 1,5 meq/1, et qui portent
probablement les traces d'une pollution organique. Cependant, dans le cas de l'ouvrage
de Djénégbé qui présente des valeurs de 0 et 0,001 meq/1 pour CI- et NH
,
4+, le goût
étrange de l'eau doit avoir une autre origine.
,
B) VARIATIONS DES CONCENTRATIONS EN FER
,
Par rapport au Fer, l'eau de boisson saine doit présenter une teneur comprise
entre 0,1 et 0,3 mg/l. De ce point de vue, les forages de Béna et de Séna sont les plus.
chargés en fer °(0,021 et 0,014 meq/l). Le fer n'est pas un élément nuisible dans les eaux
1
de la Haute Marahoué, car ses concentrations sont généralement négligeables (0,003 à
0,01 meq/l) même dans la plupart des solutions considérées comme suspectes.
P
Toutefois il est nécessaire de pouvoir contrôler ses concentrations pour des raisons
d'ordre esthétique et pour éviter qu'il donne à l'eau un goût métallique.
p
P
p

---

j
Tableau 28. Concentralions en ions majeurs des eaux sulfatées magnésiennes issues
d'aquifères allériliqucs de la Haule Marahoué
Localité N°DSl PH Cond
Ca
~
Na
K .
Fe
NH4 HC03
CI
504
N03
P04
N02 Mt(meq/l) Mt(mg/l)
DIénigbé
47 6,7
320
1,00 8 05 080 0,10
o 000 2 60 000 666 092 0004
0
20 15
67639
Dyarabala
11
67. 1750 13 64 9 12 089 1.16
o 0,00 979 4 10 248 000 0000
0
41,23
1313 1
Béna
4 6,4
260
2 15 457 032 0,12. 002 001
470 005 006 060 0000
0
12 61
440,3
Gbohouo
10 66 1550
6 76 4,83 037 5,88
o 000 789 1 30 1 12 000 0000
0
28,17
787 15
Soba1
16 6,7
820
355 290 028 257
o 0 00 5 10 o 60 0,74 000 0000
0
15,74
581,36
1
Soba2
17 74
100
399 394 0,60 020 o 01 o 01 2.30 0,05 595 0.00 0,000
0
17 65
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Lenguékrc
24 66
100
221
1,30 1.00 4 OO! o 01 o 01 560 2.50 779 060 0000
0
1932
76427
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Kénégbé
26 65 1140
499 1 97 200 040 o 01 o 01
1,80 200 454 o 71 0000
0
1842
62869
Séna
27 69
200
1 00 5,91
1 10 o 00. o 01 o 01 1 10 000 579 089 o 000 o 03
15 75
518 24
DIIQuila
32 7 1 1110
6.98 099 030 200 o 01
0,01
2,20 1,00 629 049 0000 o 01
20.9
73995
Dyenfé
39 7 1
690
406 2.24 1 59 O,1~
o 0.00 526 030 065 000 0000
0
1422
515 24
Bengoro
54 64 1022
4.99 099 1 40 06.0 o 01
0,01
1 50 248 296 092 0000 o 01
16 87
54754
Kouhama
59 6,4
329
2,00 493 1 30 0,00 0,01
0,01
500 o 15 246 049 0002
0
16.36
589 41
Somana
60 6.1
880
4.02 2 13 047 0.86
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16,22
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Batogo-2
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Gbohouo/l
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841 68
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71
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---

- 272 -
C) VARIATIONS DES CONCENTRATIO~T~ EN ~.lrRATES
Les normes de potabilité de -l'eau par rapport aux nitrates constituent un sujet
d'actualité dans le monde. En France, le decret du 13 Janvier 1989, qui reprend la
directive européenne du 15 Juillet 1980, fixe la valeur limite en nitrates des eaux de
consommation humaine à 0,8 meq/l. Alors que le texte européen vient de son côté de
définir un niveau guide encore plus bas de 0,4 meqn qu'il est souhaitable de ne pas
franchir.
Dans le tableau précédent, trois ouvrages: Djénigbé, Séna et Bengoro présentent
des teneurs en nitrates supérieures à 50 mgll et qui sont respectivement: 0,92 ; 0,89 et
0,92 meqn. Tous les autres points d'ea~ de qualité considérée comme douteuse
contiennent des teneurs acceptables en cet anion.
Cependant, plus de 18 % des ouvrages du bassin de la Haute marahoué
possèdent des concentrations en N03- excessives supérieures à 0,8 meqn dont les plus
- ~marquables sont: 1.92; 1,41.; 0,99; 0,99; 1,2; 1,44; 0,99 et 1,13 meq/Lœsp.ectivement ~
,~"'"1 Samina, Sandala, Mangbaran, Tabakoroni, Dona, Massasso et Bokolo 'dont les eaux
sont paradoxalement très consommées par les paysans. C'est la preuve que ces points
d'eau sont affectées par une pollution organique et que les populations ignorent
totalement les effets indésirables des nitrates sur la santé humaine. Des résultats
d'analyses bactériologiques, que nous n'avons pu effectuer, auraient pennis de mettre
en évidence la gravité de cette pollution organique
En Afrique de l'Ouest, l'abondance des nitrates dans la plupart des eaux
souterraines a été révélée par plusieurs travaux de recherches effectués dans des
localités diverses: Niger (Ousmane B., 1980), Burkina Faso (Savadogo N.A., 1984) et
Côte d'Ivoire (Jourda J.P., 1987), etc..Or, le principal risque lié aux nitrates provient de
la transformation de ceux-ci en nitrines à l'intérieur de l'appareil digestif humain.
En 1986, L. Belleville a montré qu'en présence de l'hémoglobine du sang, ces
nitrites peuvent donner naissance à une forme particulièrement dangereuse de
l'hémoglobine: la méthémoglobine. Celle-ci est incapable de fIXer l'oxygène et surtout
de le véhiculer en direction des tissus du corps humain: ('organisme se trouve ainsi
~'-privé-cd'oxygène eCexposé à des maladies graves que sont les c)'anoses etles
troubles mentaux liés au manque d'oxygène dans le cerveau.
Les nitrates pourraient même participer à la formation, dans l'appareil digestif de
l'homme, d'autres composés toujours dangereux de type nitrosamine possédant des
propriétés cancérigènes.
Mais, c'est surtout au niveau des tous petits que les risques liés aux nitrates sont
à retarder le plus. En effet, chez un nourrisson alimenté à partir du lait reconstitué,
l'action de la méthémoglobine est très sensible assez rapidement: les symptômes de la
méthémoglobine apparaîtront dès que les concentrations en nitrates de l'eau dépassent
0,8 meqn (Belleville, 1989).
Chez une femme enceinte, ou un nouveau-né, la méthémoglobine asphixi~ le bébé
en le privant d'oxygène selon ce qu'indique le DEQ (The Arizona Department of
'k.~;'.,.~- Environment Quality): " li suffocates infants by trapping oxygen in their bloodstreams,
'"',
causing « blue baby syndrome »" Ainsi, une femme enceinte qui consomme de l'eau
très chargée en nitrates expose son bébé à des risques sanitaires mortels.

---

- 273 -
D) DURETE TOTALE
La plupart des points d'eau de qualité suspecte présentent également des
concentrations anonnalement élevées en la plupart des ions métalliques et notamment en
Ca2+, Mg2+, HC03-, cr, S042- et N03+ dont les teneurs les plus fones ont été
enregistrées à Dyarabala, Djénigbé et Bengoro.
Le titre hydrotimétrique total (1111) qui varie de 30,65 à 114 oF pour un pH de 5,4
à 7,6 et une minéralisation totale de 41,23 meq/l (à Dyarabala) présentent très souvent des
valeurs très fones. Sur l'ouvrage de Djenigbé, par exemple les ions Mg2+. HC03- et
S042- totalisent à eux seuls 85 % de la minéralisation totale, ce qui a pour conséquence
l'accroissement de la valeur du titre hydrotimétrique total (41,3 oF). A Dyarabala, la
surconcentration des carbonates en solution signalée par les populations est effective: la
somme de Ca2+ Mg2+, HC03- et S042- représente 36,68 sur les 41,23 meq/l
correspondant à la somme totale des ions en solutions, ce qui justifie la valeur excessive
du titre hydrotimétrique total (114 oF) enregistrée sur ce forage.
La dureté totale résulte essentiellement des interactions entre les ions métalliques
bivalents ou trivalents: ea2+, Fe3+, Mg2+, Mn2+, Sr2+, Al3+ auxquels peuvent s'adjoindre
secondairement cenains anions comme HCÛ3-, a-, S042-, NÛ3-, Si032-; OH- et C032-
(mais ce dernier est toujours absent dans les eaux souterraines en Côte d'Ivoire). En
proponions anormalement élevées, ces ions vont ré~gir avec les savons dans .l'eau et
donner des précipités qui empêchent la formation de: mousse. Les ions ea2+ et Mg2+,
principaux agents de la dureté sont les premiers responsables de ce phénomène qui est à la
base de la désaffection de cenains points d'eau par les populations.
En conclusion, les concentrations anormales en NH4+, N03- et N02- observées ici
et là, sont des signes d'une pollution organique affectant les eaux souterraines de cenaines
localités du bassin. Malheureusement, il n'existe aucun résultat d'analyse bactériologique
sur les échantillons d'eau étudiés.
5-6-2 QUAbITE CHIMIQUE.D'EAUX DE PUISARDS
CONSOMMEES PAR LA PLUPART DES VILLAGES
Dans les villages de Bouilla, Dyarabala et Niéou les populations vivent
essentiellement des eaux prélevées dans les puisards, mares ou marécages aménagés de
façon traditionnelle.
Ces solutions présentent une qualité chimique acceptable par rappon à certains
paramètres: TIIT (3,6 à 29.8 oF); pH (6,1 à 6,9) et température (21 à 22,2 OC). De même
la plupart des ions majeurs (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HC03- Cl- , S042- etc.) y sont en
teneurs raisonnables, ce qui permet d'avoir des valeurs de minéralisation totale assez
normales: 7,76; 8,55 et 3,25 meq/l respectivement à Bouila, Dyarabala, et Niéou.
Malheureusement, le 'puisard de Dyarabala contient 1,45 meq/l de NÛ3- ; 0,07
meq/l de Fer et O,Olmeq/l de NH4+ pour des valeurs limites respectives de 0,8; 0,02 et
0,003 meqll recommandées par l'OMS. On voit donc que les eaux recueillies dans ce
puisard sont douteuses pour la consommation humaine, malgré son caractère moussant
avec le savon. En effet, la turbidité y atteint une valeur de 83 mg/l.

---

- 274 -
5-6-3 QUAL~ TE CHIMIQUE D'EAUX ISSUES D'OUVRAGES
MODERNES LES PLUS DESIRES DES POPULATIONS
.
.
.
, .•
t
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, aucun puits-moderne ne souffre de
désaffection de la part des populations et nombre de forages contiennent des eaux
apparemment potables. Nous avons sélectioné 21 points d'eau dont les concentrations en
ions et les paramètres physiques sont assez proches des valeurs flXées par les normes
internationales de potabilité des eaux de boisson (Tableau 29).
La qualité chimique de ces eaux les plus appréciées des populations a été
comparée à celle de la plupart des eaux minérales connues dans le monde: Volvic, Evian,
Sidi Ali, Sidi Harazem et Eau Awa. Les eaux de bassin versant de Haute Marahoué
diffèrent des eaux minérales par rappon à quelques éléments comme le pH et les ions
N03-, Fe3+, NI-4+ et N02-. Le pH varie de 5,4 à 6,8 dans les eaux du bassin contre 7,2 à
7,5 dans les eaux minérales (tableau 30). Toutefois, la valeur de pH 5,4, la plus faible, n'a
été enregistrée qu'une seule fois sur le forage de Sokourala à mankono (Echant207).
,- - ...
.
- ,k:.'.
Tableau 30. Caractéristiques chimiques et physiques de quelques eaux
minérales d'Afrique et de France
1
Gond P-i ITHPF Si02 CafvtJ Nal K HC03 cœ CI SQ4IN03
2
Awa (CI)
395
8
1 6
50 671
3
21
4
259
0
9
7
0
3
Volvic (France
150
71
4
30
9
1
6
9
5
61
0
6
6
5
4
Evian(France)
500
7
30'
14 78 24
6
1 357
0
2
10
4
5
Sidi Ali(Maroc\\
221
7 27 3,4
98
0 19 32
5
6
Sidi Harazem
1
1
70140
8 335
0
20
Les ions N03- ne présentent des valeurs légèrement supérieures à la normale que
dans 3 forages: Tabakoroni, Nian Fissa, et Massasso (1,21; 0~95 et 0,99 meq/l).
' -"'.-
~.~,;;,.
Les concentrations les plus fortes en fer (0,022 et 0,028 meq/l) se rencontrent que
les forages de Gbona école et Mamouroula. Les ions NH4+ dont les teneurs sont
généralement excessives sur tous les ouvrages (0,004 à 0,015 meq/1) constituent les
éléments les plus indésirables comme le sont les nitrites (N02-) dont les teneurs sont
respectivement de: 0,02; 0,023; 0,018 et 0,013 meq/1 à Siana village, Massasso, Karaba et
Soukourala de Douala.
Honnis ces quelques cas d'écart de concentrations anonnales par rapport aux
nonnes en vigueur pour les éléments précités, les eaux souterraines les plus appréciées des
populations présentent des caractéristiques voisines de celles des eaux minérales en ce qui
concerne certains paramètres tels que la minéralisation totale, le THT OF et les
concentrations en ions majeurs (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCOf , Cl- et S042-; ce qui leur
confère un caractère moussant avec le savon.
-- , c -
A partir des résultats qui précèdent et surtout de la connaissance des compositions
chimiques de 209 points d'eau prélevés sur le bassin de la Haute Marahoué, il est possible
de se faire une idée sur la sensibilité des populations, leur limite de tolérance pour certains
éléments dans l'eau et leur préférence pour certaines eaux qu'elles considèrent potables.
Ainsi, d'une façon générale, les populations en milieu rural sont très sensB)les~u_
caractère moussant d'une eau avec le savon et considèrent a priori une eau comme étant

---

Tableau 29.Qualité chimique 'des eaux souterraines de goût jugé inhabituel par les
populations dans le bassin de la Haute Mamhoué
Localté N°OSl
~
CXl\\O
THT
Ca
MJ
Na
K
Fe
NH4
HCΠCI
S04
NCX3 P04
N02
MtCmea/l Mt(mg/l)
Gbona
25
68
200
249 399 099
1
0
0022
0.007 43 o 1 1 01 0,53
0
0007
11 91
461 4
\\
Békoro
52
6.7
190
297 1 99 395 08
0
0.006
0,005 3 9
o 246 0,35
0
0036
13,5
484 4
Mamour
55
63
160
19 8
1 1 48 04 o 1
0,029
0,004 1 5
o 058 0.57
0
0004
5,.7
206,4
Suinla
56
6,2
131
2065
1 3 13 0'8
0
0.015
0006 3 7
o 0 75 0,43
0
0,007
984
365
Siana
58
6.7
433
825
o 8 085 1,4 0,1 0,013
o 01 '3-2 0,3 042 0,78
0
0,02
789
337,3
Oiaraba
76
68
680
15 35
2 1 097 1 1 04
o 012 0008 3.1 1,5
0.6 039
0
0005
869
512 7
I\\J
Soba
124
-..]
58
152
14 85
1 1,97 05
0
0006
o 008 3,4
o 0,25 o 56
0
0003
8.19
310
(Jl
Massas~
127
5,8
468
9,45 092 093 o 7 o 1
0006
0007 3,9
2 0.64
1
0
0023
10,26
452
1
Fingolo
137
6
527
1065
1,4 0,73 04 07
o 012 0026 2 6 06 068 0,67
0
0004
7,75
314,6
Sokouré
207
54
103
29,65
2,6 3,13 o 3 o 1
0,006
0,007 44
1. 0 29 0,75
0
0,003
12 77
469,2
GBOLOI
2
6 5
360
19,9 2.99 099 o 7
0
o 012 0.005 5 6 05 o 14 0.43
0
0.003
12 07
481 .• 1
Wongué
87
5,9
79
09 o 14
0 03 0.1
0.009
0,007 3 6
0 056 039
0
0
5 15
285,09
Gbémal
97
6,5
761
19 25 253 1 32 03
1
0007
0,008 5 7 0.7 009 o 71
0
0008
12 35
516,6
Kohimo
105
59
117
1485
1 1 97 0,5
0
0,005
o 01 35
0 0,62 o 41
0
0002
802
324,9
Karaba/
109
62
522
875 096 079 0~7 04
0005
o 01 4,;2 0,3 0,51 o 71
0
o 017
8 61
396,4
L10aral
134
6 6
308
765 074 o 79 05 o 1
o 01
o 01 3.5
0
1 8 ;',0.5
0
0004
795
3709
Borobad
143
62
509
756 092
0,6
0
2
0007
0028 5,4 0,1
06 0,57
0
o 006
10,18
499,6
SOkour
89
6 3
674
11 4 1,36 0.92 1 2 o 1
0009
o 011 34
1 o 18 0.48
0
0.013
867
3522
;'~
F
7il'i'f',,,,.,
\\,
'i,t,IAAWAXMS;;
z
•
1

---

- 276 -
1
de qualité acceptable dès qu'elle peut fLe de la mousse avec du savon; vienma. ensuite
pour elles, la notion ~egoût (m~ta!.!ique ou salé etc.) qui ne les empêche pas
fondamentalement de consommer une eàu.
1
Paradoxalement, il est à noter que l'aspect physique d'une eau (turbidité, couleur,
matière en suspension, ete.) ne semble leur donner aucune inquiétude comme il en est de
même pour les éléments pouvant devenir à long terme très dangereux pour la santé
1
(nitrates et nitrites) qui sont totalement méconnus et dont les effets indésirables ne sont
.-.,
pas immédiatement perceptibles.
En tenant compte des risques liés à certains ions et de la préférence qu'affichent les
1
populations en milieu rural pour la plupart des points d'eau dont les caractéristiques
chimiques sont connues, on peut estimer les teneurs limites d'une eau de boisson
considérée comme acceptable par les paysans, tout au moins en ce qui concerne les
,
aquifères de socle, en faisant la moyenne des teneurs en ions enregistrées dans les eaux
souterraines issues d'ouvrages les plus désirés dans le bassin.
.~
Dans le tableau 31 nous- avons rassemblé les valeurs limite;~en ions que l'on peut·
considérer comme étant les limites théoriques qu'il serait souhaitable de respecter pour
..~
tout ouvrage mis en exploitation en milieu rural.
Tableau 31.Concentrations idéales des principaux élements responsables de la potabilité des eaux
souterraines destinées à la consommation humaine dans le bassin de la Haute
.~
Marahoué
1
Ca(malll
Teneur idéale: 31
Mini. : 3
Maxi. : 80
2
Ma(ma/Il
Teneur idéale : 17
Mini. : 0,5
Maxi. : 48
3
Na(mgll)
Teneur idéale: 15
Mini. : °
Maxi. : 32
~1
4
K(moll)
Teneur idéale : 1O
Mini. : °
Maxi. : 78
5
Fe(mol/)
Teneur idéale : 0,20 Mini. : 0,10
Maxi. : 0,53
6
NH4(moll)
Teneur idéale : 0,18 Mini. : 0,07
Maxi. : 0,50
~
7
HC03(ma/l)
Teneur idéale : 240
Mini: 92
Maxi. : 348
8
CI (mo/l)
Teneur idéale: 16
Mini. : °
Maxi. : 53
J1
9
S04(mall)
Teneur idéale : 31
Mini. :
- .
°
Maxi. : 118
10 N03(malll
Teneur idéale: 36
Mini. : 21,5
. Ma)(i:~;: 62-
1 1 N02Tma/l)
Teneur idéale : 0,06 Mini. : 0,005
Maxi. : 0,064
12 P04(mafl)
Teneur idéale: 0,03 Mini. : °
Maxi. : 0.310
~
13 THT(OF)
valeur idéale
: 15
Mini. : 1
Maxi. : 29,7
14 Cond(microS/cm)
valeur idéale
: 354 Mini. : 79
Maxi : 761
,i1
15 PH
valeur idéale
: 7
Mini. : 5,4
Maxi. : a
16 MT(ma/1)
valeur idéale
: 397 Mini. : 206
Maxi. : 516
J
Cependant, nous rappelons que ces limites théoriques de tolérance ainsi définies
n'auront effectivement de sens que si les qualités bactériologique et microbienne des eaux
souterraines destinées à l'usage dosmestique respectent les nonnes de l'OMS.
~
J
CONLUSIONS CINQUIEMES
Les trois principaux paramètres physico-chimiques des eaux souterraines du
J
bassin présentent des valeurs de:
Température
21,4 à 30 oC ( moyenne: 27,1 OC)
1
Conductivité
Il à 1750 ilS/cm ( moyenne: 346 ilS/cm)
4,8 à 7,8 ( moyenne: 6,26) ,_·u ••··
...
pH
,
1

---

CHAPITRE 6
INFILTRATION ET VITESSE DE CIRCULATION
DES EAUX DANS L'AQUIFERE A PARTIR DE
L'EVOLUTION DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
L'emploi des techniques isotopiques comme moyen d'évaluation de l'âge des
eaux dans les nappes n'est pas encore vulgarisé en Afrique de l'Ouest, à cause du coût
généralement élévé d'une analyse istopique: 17.750 CFA (pour l'oxygène-18, le
deutérium et le tritium en comptage direct); 35.500CFA (pour le tritium avec
enrichissement électrolytique); et 94.500 CFA respectivement (pour le carbone-14 et le
carbone-13).
Aussi, dans ce chapitre, allons-nous tenter, sur la base des variations des
paramètres purement hydrochimiques (C02 dissous et indices de saturation des eaux
par rapport à la calcite et a la dolomite), de défmir le temps de transit des eaux
souterraines dans le soL Cette méthode sera renforcée par l'étude des milieux ouvert et
fermé a l'atmosphère à partir des variations du pH en fonction des teneurs en
bicarbonates.
6-1 VARIABLES DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE: PRESSION
PARTIELLE EN C02, pH D'EQUILmRE ET INDICES DE SATURATION
DE L'EAU PAR RAPPORT A LA CALCITE ET A LA DOLOMITE
L'étude de l'équilibre du système calco-carbonique, à partir de la composition
chimique des eaux souterraines, permet d'utiliser de façon systématique, à des fins
strictement hydrogéologiques, les informations relatives aux bicarbonates dissous-dans
l'eau.
L'eau ne peut dissoudre une quantité appréciable de roches que si elle contient
du C<h dissous. Pour cela, les études hydrochimiques doivent nécessairement prendre
en compte trois phases dans le sol: solide (roche), liquide (eau) et gazeuse (CQz dissous
qui s'associe généralement aux deux premières). En effet,
au moment de son
inflitraqon dans le sol, l'eau entraîne avec elle des gaz et des particules minérales et/ou
des microorganismes vivants.
Par conséquent, la connaissance de la composition chimique de l'eau peut
fournir des informations utiles au sujet des milieux dans lesquels l'eau circule, des
conditions d'écoulement dans le sous-sol, de l'évolution chimique éventuelle des nappes
d'eaux souterraines et de l'équilibre pouvant s'établir entre l'eau et la plupart des
minéraux d'altération des roches encaissantes.
De nombreux chercheurs ont proposé des méthodes classiques extrêmement
variées pour l'étude des eaux bicarbonatées: Tillmans J.et al (1912-1931), Langelier
W.F.( 1936), Back W.(1961), Garrels R.M.et Christ C.L.(l965), Schoeller H.(l969),
Stum W.et Morgan J.J. (1970), Roques H. (1972), Aminot A. (1975), Plumer L.N. et al.
(1976) et Bakalowicz M. (1980).
Cependant, à l'heure actuelle, la nécessité de procéder sans cesse au traitement
des eaux naturelles destinées à l'usage domestique et les possibilités immenses de.

---

- 277 -
Les six éléments de la composition chinûque de l'eau ( ea2+, Mg2+ et Na+ dans
, .
le groupe des cations; et HC032+,50..2- et Cl~ dans celui des anions) se combinent
deux à deux pour former les neufs hydrofaciès caractéristiques des eaux souterraines:
-eaux bicarbonatées calciques, bicarbonatées magnésiennes et bicarbonatus
sodiques;
-eaux sulfatées calciques. sulfatées magnésiennes et sulfatées sodiques;
-eaux chlorurées calciques. chlorurées magnésiennes et chl<>rurœs sodiques.
Ces trois groupes d'hydrofaciès sont rigoureusement les mêmes tant dans les
eaux souterraines de la Haute Marahoué que dans celles les régions de Man et La Mé;
où ils occupent en importance des proportions de:
41; 17 et 16 %
( Haute Marahoué);
58; 19 et 19 %
(Man)
47; 16et 12 %
(LaMé)
Au contraire, à Abidjan.. les eaux souterraines du quaternaire sableux et du
Continental Terminal sont essentiellemnt chlrorurées magnésiennes dans 86% des cas.
Les plus fortes teneurs en ions ea2+, Mg2+, HC03- et 5042- sont enregistrées
dans les aquifères de fissures où elles atteignent 13,64; 9,14; 9,80 et 7,79 meq/l contre
6,99; 5,92; 5,02 et 6,79 meqll dans les aquifères altéritiques captés par les puits-
modernes; et 3,99; 1,97; 3,80; et 3,84 meqll dans les altérites superficielles. Dans le
même sens, la minéralisation totale varie de 9,93; 7,78; 5,93 meqll.
C'est la preuve que la production des ions est relativement'plus importante dans
le milieu fissural profond que dans les altérites sus-jacentes. Au Sud du bassin, la
région de Tonhoulé à proximité de l'exutoire, se comporte comme un bassin
d'accumulation en ions qui se déplacent dans l'eau à travers les fractures - drains et
sont responsables de l'accroissement des valeurs de la minéralisation totale, à l'instar
de la duru du temps de séjour des eaux et des mécanismes variés de mise en
circulation des ions dans l'aquifère.

---

l
- 279 -
l
calculs offenes par la vulgarisation des ordinateurs ont rendu caduques cP~ ancie••nes
méthodes. Des approches numériques plus compl~tes et plus adaptées à l'étude du
système calco-carbonique viennent d'être élabor6:s pour la plupart des eaux.naturelles:
.<.,.
. ~~i
J
•
Bousquet G. (1978), Bakalowicz M.(1979 et 1980) et Schoeller H. (1980), etc.
!
,
Dans ce chapitre, les aspects thennodynamique et cinétique de l'équilibre du
système C02-H20 carbonates, les calculs des constantes d'équilibre ainsi que ceux des
corrections liées à l'influence des températures sur les valeurs des dites constantes, ont
l
été inspirés par les travaux de: Krauskopf (1967), Schooller H. (1969), Langmuir D.
(1971), Weast R.C. (1973), Olive Ph (1976), Gallo G.(1978) et Baka10wicz M.(1980).
~l
6-1-1 PRESENTATION DU SYSTEME C02-H20-CARBONATES
.~
La mise en solution des minéraux carbonatés met en jeu trois phases: gazeuse,
liquide et solide comme nous l'avons vu plus haut dont l'ensemble constitue un système
chimique décrit par les huit équilibres portés dans le tableau 32.
Tableau3:2. Principaux équilinres du système calco-carbonique dans les eaux souterraines et
expressions de leurs constantes ( (X)= concentraÙons molaire de X; aX= acùvité de
~
X)
.~
(1) CO
K, = mC0
1 pC0
2
2
2
\\HCO;
1 (H+j
Kl
'
(C0
aq)
2
iCO;-) (HOoj
K~ = - - - -
~
.:.
2+
-
;·ie
+ HCO~
~
~
o
(~leS0<l )
K
=
.
5
(Me 2Ooj (SO~-)
~
2+
2-
(Me
)
(C0
)
,
3
K
= - - - - ' - -
!
-
s
-
(~':eC03)
(~ .. )
(Oll-)
+
-
H
+
OH
Ke = --(-H_-0-)-
.:.
~
-
2-
2+
..
-
mOH
.. 2mSC <1
= 2 m ~le
•
",r.leHC0
•
m H
3
~1
Ce système possède huit constantes d'équilibre qui donnent, avec les variables
chimiques et la réaction d'électt'oneutralité de l'eau, neuf équations à dix inconnues. Les
.,
constantes d'équilibre des différents équilibres sont estimées par la relation (Bakalowicz
:
M.1980, OLive Ph (1976) :
~,
Lôgk = a + brr+ cT + d T2
expression dans laquelle T est la température de la solution en oK et les valeurs des
,
coefficients a, b, c et d sont fournies dans le tableau 33.
Dans le système C02-H20 carbonates, lorsque tous les équilibres sont atteints,
.p
le pH de l'eau est égal au pH d'équilibre (pHéq).
,
,

---

- 280 -
i.e pHéq et la pression ~anielle en <Xh équilibrante (pC02) qui le caractérise
sont les deux indicateurs sur l!état de l'eau par rappon à l'équilibre du ,système calco-
carbonique dans le sol.
Tableau 33. Expressions analytiques des constantes d'équilibre du syscème calco-
carbonique dans les eauxpaturelles (d'après PlumerL.N. et al (1976)
Me2+
a
b
c
~
K.
-
-14,0184
2~S5,73
0,015264
0
1
K
-
14,8435
1
1
-3404,71
-0,032786
0
1
K
-
6,498
2
-2902,39
-0,02379
0
1
K
Ca2+
i
3
2,95
a
-0,0133
0
K
Mg2+
3
- 2,319
0
0,011056
-5
2,3.10
K
Ca2+
27,393
-4,114
-0,05617
1
4
0
Mg2
1
K
+
4
- 0,991
0
-0,0066
O.
K
calcite
13,870
-3059,0'
-,0;04035
0
5
. .
On appelle pression partIelle en C02 équilqlbrante,la pCÛ2 d'une phase gazeuse
fictive associée à la solution pour laquelle on suppose atteint l'équilibre entre la phase
gazeuse et le liquide, aux valeurs mesurées de pH et de HC03-. En effet, lorsqu'une eau
est à l'équilibre avec les phases gazeuse et liquide, il est possible de calculer, à partir des
équations 'thermo-ciynamiques, sa teneur en Oh dissous, et donc sa pression partielle
en CÛ2 (pCÛ2) , poneuses des renseignements sur la phase gazeuse associée à l'eau
souterraine (Bakalowicz M., 1979).
Rappelons qu'il existe un rappon de causalité entre l'évolution de la pC(h du sol
et celle des eaux souterraines; par ce que, ce sont les eaux d'inflitration qui provoquent
un flux de C02 dirigé vers les zones noyées de l'aquifère, caractérisant les écoulements
d'eau, seuls capables d'injecter dans l'aquifère le C02 produit dans le sol.
Cela signifie, que partout où les ouvrages présentent des valeurs élevées de
pC02, l'infùtration de l'eau riche en Oh dans l'aquifère est importante. Les valeurs
élevées de PC02 traduiraient·denc des vitesses-A~infùtration rapides deva.nt
correspondre à un état d'évolution chimique des solutions par-rappon à l'équilibre, dû
alL"<. déplacements de l'eau et aux échanges gazeux dans la zone d'infiltration.
Au contraire, quand la valeur de pC02 est faible, on doit admettre que les
quantités de C<h dissous présentes dans l'aqUÎÎere sont arrivées à épuisement et que les
solutions sont proches de l'état de saturation en carbonates ou d'équilibre chimique. Ce
qui devrait se traduire par un temps de séjour prolongé de l'eau dans l'aqUÎÎere.
Le pH d'équilibre correspond aux concentrations en Ca2+, ~g2+, HC03- et
S042- réellement observées en solution. La comparaison entre celui-ci et le pH réel
permet d'obtenir le âpH rendant compte de l'état de l'eau par rappon à l'équilibre du
système chimique.
Si âpH est nul (en réalité quand - 0,05 < âpH < + 0,05 ) le système est à
l'équilibre. Dans ce cas, la solution ne peut subi(. d'évolution tant que les conditions de
PCÛ2 et de températures n'ont pas varié. Par conséquent, cela correspond également à
un âge théoriquement avancé de l'eau dans l'aquifère.
Si /âpH / ~ 0,05, le système est en évolution, c'est-à-dire que les huit équilibres
que nous avons décrits plus haut, n'ont pas tous été atteints. En effet, alors que la
plupart des équilibres sont atteints au bout de quelques minutes ou de quelques heures,
d'autres au contraire, sont très lents comme celui de la dissoluùon de la roche
encaissante (équation ~ du tableau n037) qui est conditionné par la durée du temps de

---

- 281 :..
séjour de l'eau au contract des rocnes encaissantes. Or, quand âpH est très négatif, cela
signifie que les solutions correspondantes sont très récentes et..donc très chargées en .
C(h dissous venant d'arriver récemment dans l'aquifère.
. ~ ;
C
' "
•
6-1-2 PRESSION PARTIELLE EN C02 (pC02) ET TENEURS EN
C02DISSOUS
L'évolution du système calco-carbonique dépend essentiellement des variables
telles que: â pH, PC02. HCOr' Ca2+ et Mg2+ obtenues soit par des mesures directes
du pH et des concentrations de Ca2+, Mg2+, Na+. K+, HCOr. cl-, S042- et N03- dans
l'eau; ainsi que par les mesures des teneurs en C(h dissou; ou en tenant compte de la
température, par des calculs à partir des paramètres précédents.
La pression partielle en C02 de chaque échantillon d'eau a été calculée à partir
des valeurs du pH et des teneurs en bicarbonate selon la relation :
log PC02 =loga HC03- - pH -log Ko -log KI
dans laquelle (a) désigne l'activité des ions HC03- ; Ko. la constante de dissolution du
C(h dans l'eau et KI,la première constante d'acidité de H2C03.
On en déduit la concentration du C02 dissous grâce à l'expression:
loga C02 aq =log Ko + log pC02.
Les valeurs de C02 dissous sont exprimées en mg/l et celles de pC02 en
atmosphère (tableau 4).
6-1-3 pH D'EQUILmRE, âpH ET INDICES DE SATURATION DES
EAUX PAR RAPPORT A LA CALCITE (ISC) ET A LA
DOLOMITE (ISD)
Du point de vue hydrogéologique. âpH est la variable la plus importante dans
cette approche. Il se détermine à partir de la connaissance du pH d'équilibre (PHeq).
notamment par une simple comparaison entre ce dernier et le PHréel.
Le pH d'équilibre (pHéq) correspond à la valeur qu'aurait le pH si les eaux
étaient en équilibre chimique avec la calcite pour une activité de HC03- inchangée.
Pour déterminer la valeur de âpH. on considère l'équilibre
à partir duquel, le pH d'équilibre est obtenu par l'expression:
où (a) est l'activité des ions HC03- et Ca2+ et; K2. la deuxième constante d'acidité de
H2C03; et Kc, la constante de dissolution de la calcite.
On en déduit ~pH à partir de la relation:
âpH = pHréel - pHeq

---

- 282 -
qui correspond également à la valeur de l'indice de saturation de la :;olution par rapport
à la caIcite (ISC). En effet, à partir des différenlS équilibres chimiques exposés plus
haut, on peut facilement vérifier que la-fonnule de ISC:
ISC =pKc - pK2 + pHréel + loga HC03- + loga Ca2+
(Kc constante de dissociation de la calcite)
est identique, du point de vue logarithmique, à l'expression
ISC = pHréel - pHeq = l\\pH.
Les indices de saturation peuvent également être calculés pour toutes sortes de
carbonates : calcite, aragonite, dolomite, etc. à partir de la connaissance de leur formule
chimique générale:
IS = pK - pK2 + pH;éel +loga HC03- + lo'ga Me2+
où Me2+ désigne Ca2+ ou Mg2+; et pK, la constante de dissolution du carbonate
considéré.
Oans le cadre de cette étude, nous ne nous sommes interessé qu'à deux types
d'indices: l'indice par rapport à la calcite (ISC) et à la dolomite (ISO). L'indice de
saturation par rapport à la dolomite est donné par la relation :
ISO =pKo + 2(pH - pK2 + loga HC03-) + loga ca2+ + loga Mg2+
(Ko est la constante de dissiolution de la dolomite).
La connaissance de tous ces paramètres: pHéq, l\\pH, ISC et ISO, nous a permis
de distinguer les eaux anciennes des eaux récentes dans les réservoirs et d'établir une
correspondance entre l'âge relatif de celles-ci et les conditions de circulation et donc
d'alimentation des nappes.
6-2 VARIABLES DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE DANS LES
EAUX SOUTERRAINES DE LA HAUTE MARAHOUE
Les résultats des différents calculs des variables: force ionique, coefficient
d'activité et activité des ions, teneurs en C02 dissous, pression partielle en C02, pH
d'équilibre, ISC et ISO' dans le cas des eaux souterraines issues d'aquifères de fissures
les plus minéralisées sont portées dans le Tableau 34.
6-2-1 CAS DES EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
Oans le bassin de la Marahoué, les teneurs en CÜ2 dissous varient de
(Tableau 35):
-
0,891 à 1334,6
dans les eaux issues du socle;
l ,31 à 969,29!"o.~'
dans les eaux à la base des altérites;
et de 13,16 à 1090,82
dans les eaux au toit des altérites
ce qui correspond à des valeurs de pCXh varaint de 0,53.10-3 à 233.10-3 atmosphères.
En tout 55 ouvrages sont particulièrement pauvres en C(h dissous. Les
uns présentent des eaux d'âge éventuellement ancien et d'autres affichent une
absence de production de ce gaz dans leur site respectif.

---

-
283 -
Tableau 34. Variables du système caJco-carbonique dans les eaux souterraines les plus minéralisées issues
d'aquifères de fISSures du bassin de la Haute Marahoué
A
B
C
0
E
F
G
H
1
J
K
L
M
N
1
Localité
N°
Fi
LOQ KO LoCI K1 LOCI K2 LOQKc logKO PHr
PHéQ PC02
e02lca Ise
ISO
2
Siakasso
1
0,013
-1,49
-6.34
-10,3
-8,49
-16,6
6,5 8,15
0,0078
11,13
-1,7
-4
3
Bena
4
0,01
-1,5
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
6,4 7,32
0,116
162.9
-0,9
-1,9
4
Gbohouo
10
0,02
-1,38
-6,4 -10,39
-8,43
-16,4-6;6 '6,8~
0,001
190,3
-0.2
-1 ,1
5
Ovarabala
1 1
0,03
-1,37
-6,4
-10,4
-8,4
-16,4
6,7 6,27
0,109
182,2
0,2
0,3
6
Soba-S/Fl
16 0,011
-1,38
-6,4
-10,4
-8,44
-16,4
6,7 7,22
0,0544
100,2
-0,5
-1,6
7
Soba-S/F2
17 0,016
-1,43
-6,37 -10,36
-8,46
-16,4
7,4
7,5
0,0051
8.4
-0,1
0.68
8
TéQuéla F2
22 0,012
-1,43
-6,37 -10,36
-8,46
-16,4
6,6 7,34 0,0792
139,1
-0.7
-2,2
9
lenauékro
24 0,018
-1,42
-6,37 -10,36
-8,45
-16,4
6,9 8,09
0,0084 14.04 -1,2
-2,3
10 Gbona
25
0,01
-1,48
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
6,8
7,73
0,0097
14,04
-0,9
-2,9
1 1 KénéQbé
26 0,015
-1,5
-6,34
-10,3
-8,49
-16,6
6,5
7,4
0,0343 47,86
-0,9
-2,6
12 Séna
27 0,015
-1,5
-6,33
-10,3
-8,49
-16,6
6,9 7,31
0,0839
118
-0,4
-0,5
13 Flala
30 0,009
-1,49
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
7
7,27
0,0234
33,S
-0,3
-1,4
14 Oiiouila
32 0,017
-1,5
-6,33
-10,3
-8,49
-16,6
7,1
7,18
0,0107
14,74
-0,1
-1,4
15 Samina
33 0,009
-1,37
-6,4 -10,41
-8,43
-16,3
6,4
7,4 0,1001
189,8
- 1
-2,6
16 Tvemassob
37 0,008
-1,48
-6,34 -10,32
-8,49
-16,5
6,7
7,37
0,0232 33,71
-0,7
-2,3
17 Ovenfé
39 0,011
-1,38
-6,4
-10,4
-8,44
-16,4
7,1
7,15
0,0222 40,81
-0,1
-2,4
1 8 Gbooolo
40 0,013
-1,49
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
6,8 7,38
0,022 31,07
-0,6
-2,2
19 Massala-BI
43 0,014
-1,5
-6,33
-10,3
-8,5
-16,6
6,5
7,96
0,0233
32,24
-1,5
-3,2
20 Oiénigbé
47 0,018
·1,51
-6,33 -10,29
-8,5
-16,6
6,6 7,94 0,0402
54,26
-1,3
-2,2
21
Békoro
52 0,011
-1,5
-6,34
-10,3
-8,49
-16,6
6,7 7,45 0,0473 66,21
-0,8
-1,6
22 Bengoro
54 0,013
-1,5
-6,33
-10,3
-8,49
-16,6
6,4 7,47
0,037
51,1
- 1
-2,9
23 Kouama
59 0,013
-1,5
-6,33
-10,3
-8,5
-16,6
6,4 7,34
0,1224
169,2
-0,9
-1,9 -
24 Somana
60 0,011
·1,42
-6,37 -10,36
-8,45
-16,6
6,1
7,06
0,2312 387,8
- 1
-2,6
25 Tonhoulé
63 0,012
-1,5
-6,33
-10,3
-8,5
-16,5
6,7 7,01
0,063
86,61
-0,3
-1,4
26 Gbalo
65 0,009
-1,52
-6,33 -10,29
-8,5
-16,4
6,7
7,37
0,0689 91,46
-0,7
-2,2
27 Souiouman
66 0,009
-1 ,5
-6,34
-10,3
-8,49
-16,6
6,9 7,11
0,0313
43,75
-0,2
-1,5
28 Lenouékoro
67
0,01
-1,49
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
5,9
7,29
0,2148 304,5
-1,4
-3,8
29 Forona
74 0,008
-1,4
-6,33 -10,38
-8,45
-16,4
6,6
7,26
0,0687 119,2
-0,7
- 2
30 Oiarabana
76 0,006
-1,5
-6,34
-10,3
-8,49
-16,6
6,8
7,46
0,0311
43,45
-0,7
-2,1
31 Mangbanrar
79
0,01
-1,52
-6,32 -10,29
-8,5
-16,6
6,6 7,22 0,0476 63,39
-1,4
-1,6
32 Doualla
80
0,01
-1 ,51
-6,33 -10,29
-8,5
-16,6
6,1
7,43
0,2092 283,3
-1,3
-3,7
33 Tabakoroni
92 0,009
-l,51 -6,34
-10,3
-8,5
-16,6
7,2 7,51
0,015 20,89
-0,3
-0,9
34 Dona
93
0,01
-1,41
-6,38 -10,37
-8,44
-16,4
6,1
7,27
0,2402 409,8
-1,2
-2,9
35 Massasso
127 0,006
-1,49
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
5,8
7,73
0,3876
556,7
-1,9
-4,3
36 Batogo-2
150 0,017
-1,48
-6,34 -10,31
-8,49
·16,6
6,3
7,01
0,06 86,35
-0,7
-2,6
37 Batogo-l
151
0,009
-1,49
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
6
7,31
0,1584 226,3
-1,3
-3,6
38 Notou-Est
157
0,01
-1,5
-6,33
-10,3
-8,49
-16,6
5,4 7,74 0,2429 339,1
-2,3
-5,2
39 Notou-Oue 159
0,01
-1,5
-6,33 . ·10,3 -8,49 -16,6
6
7,49
0,234 322,4
-3,5
-3,6
1
40 Katiali-O
180 0,011
-1,5
-6,34
-10,3
-8,5
-16,6
5,6 7,82
0,24 346,6
-2,2
-4->6.
41 Lokola-F1
192 0,011
-1,5
-6,34
-10,3
-8,49
-16,6
6,2 7,33
0,1927
269,7
-1 ,1
-2 ,~4
42 Faraba
201
0,011
-1,48
-6,34 -10,31
-8,49
-16,5
6
7,27
0,1611
232,7
-1,3
-3,3
43 Sokourala- 207
0,01
-1,49
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
5,4 7,24 0,9339
1335
-1,8
-4
J
44 Ranch·P/S, 211
0,01
-1 49
-6,34 -10,31
-8,49
-16,6
6
7,46
0,1153
163,4
-1 5
-4,6
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- 284 -
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Sens théorique de la diminution d'ÔOe des eaua
Tab~u-35. Relation entre familles d'agressivicé des eaux et classes des teneurs en C02 dissous
dans les eaux souteraines issues d'aquifères deflSSures de la Haute Marahoué

---

-
285 -
Les va..aeurs de C0:2 dissous et pC0:2 les plus faibles varient de:
• 0,891 à 49,75 mgll ou 0,000 5~ à 0,0343 aun dans le socle;
• 1,31 à 44,55 mg/l ou 0,0009 et 0,0322 aunosphères à la base des altérites;
• et 3,16 à 21,85 mgll ou 0,00187 à 0,0149 aun au sommet des altérites.
Au contraire, les eaux souterraines issues de 59 ouvrages sont marquées par les
teneurs élevées en C0:2 dissous:
• 1025,3; 976,75 et 1334,60 mgll dans les forages de Morondo, Dianra village et
Sokourala-M qui sont profonds de 80,95 ; 36,84 et 61,7 mètres;
• 969,29 mgll dans le puits de Worofla école;
• 934,23 et 1090,2 mgll dans les puits-paysans de Gbéna et Kani.
Dans le diagramme ISC-ISD, les points représentatifs des échantillons sont placés
en fonction de l'importance de leur âge dans l'aquifère. Les eaux faiblement incrustantes
sont rares et représentées seulement par trois forages (Famille 1): Dyarabala , Korotou
(nO 188) et Mahan (nO 202 ) dont les valeurs du 6pH sont respectivement de + 0,43 ; +
0,15 et + 0,27 (Figure 129). -•. c.' "
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Ces trois échantillons sont repartis entre deux domaines: le domaine de
sursaturation par rapport aux deux carbonates pour les eaux du forage de Dyarabala
dont les valeurs de ISC et ISD sont positives; et le domaine de sursaturation par
rapport à la calcite (ISe> 0) et de sous·saturation par rapport à la dolomite (lSD <
0), pour les ouvrages de Korotou et Mahan. Les trois forages forment dans le diagramme
un alignement dans lequel le forage de Dyarabala est en tête .Le point représentatif de ce
dernier a traversé à la fois, les états d'équilibres correspondant à la calcite et à la dolomite.
Il est suivi dans sa progression par celui de Mahan; puis de Korotou qui n'ont pas encore
atteint l'état d'équilibre de la dolomite.
Ainsi, les eaux de tous ces ouvrages ont atteint leur équilibre par rapport à la
calcite, entre les ordonnées - 1 et 0, comme l'indique leur position dans le diagramme.
L'équilibre de départ ne semble avoir jamais été rompu pour ces ouvrages dont les eaux
évoluent sans cesse en se sursaturant en carbonates (bicarbonates).
Les eaux de Dyarabala sont les plus riches en calcite et même en dolomite. La
'précipitation des deux types de carbonates qui est ici la plus intense~ doitconespondre à .
l'âge éventuellement ancien des eaux dans le réservoir. Tandis que, les forages de Mahan
et de Korotou présentent des eaux relativement jeunes par rapport aux précédentes, même
si leurs temps de séjour sont également longs et donc leur vitesse de circulation très lente
voire nulle dans les nappes.
De même, le forage de Soba·2 (Echant.17) dont les eaux avaient atteint
l'équilibre de la dolomite au voisinage du point d'abscisse -1 (ISD =+ 0,68), évolue vers
une sursaturation de plus en plus importante par rapport à ce carbonate. Il possède des
eaux dont l'âge est sensiblement identique, sinon supérieur, à celui des ouvrages
précédents; car il est sursaturé en un carbonate plus rare dans les eaux de nos régions, à
moins que cela soit lié à l'influence locale des faciés pétrographiques..
Une famille d'eaux à agressivté faible voire nulle (Famille 2), c'est à dire assez
proches de la droite d'équilibre ou qui viennent d'atteindre celle-ci, ont été rencontrées sur
24 forages:
Diorofa, Bouila, Sandala, Yangala, Tabakoroni, Oussougoula, Mangbaran,
Gbogolo, Séna, Diarabana, Soba-2, Bekoro, Gbalo, Plala, Djiguila, Dyenfé, Souloumana,
Gbohouo, Tyemassoba, Téguéla-2, Forona, Soba-l, Gouemana et Tonhoulé; pour lesquels
~pH varie de -l,Il à 0,00 à Tabakoroni à Mangbaran .

---

- 286 -
1
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EAUX SURSATUREES PAR RAPPORT A LA DOLOMITE (ISO> 0)
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Figure 129. Relations entre indices de saturation par rapport à la calcite (ISe) et lëItt -par rapport
à la Dolomite (ISe) dans les eaux soutenaines issues d'aquifères de rtssures du
bassin de la Haute Marahoué

---

- 287 -
Deux de ces forages pré-:ntent ues eaux à l'équilibre par rapl-..,n à la calcite:
Djiguila et Dyenré dont le ApH et ISD sont respectivement: - 0,08 p.t 0,05 (pour ApH) ..
contre -1,42 et -2,41 (pour ISD).
1
Dans le diagramme, la disposition des points représentatifs des échantillons de
cene famille indique que les ouvrages de Gbohouo et Séna (Echant.l0 et 27), qui
l
appartiennent au même secteur du bassin que le forage de Soba-2, évoluent sensiblement
dans le même sens que ce dernier; tandis que l'ouvrage de Tabakoroni (Echant.92)
occupe encore une position intermédiaire .Ces trois premiers forages présentent des eaux
'1
d'âge à peu près équivalent. Leurs points représentatifs, placés en tête de l'alignement dans
la famille 2, migrent vers l'équilibre par rappon à la calcite et à la dolomite.
Le point d'eau de Dyenré (Echant.39), situé sur l'axe des ordonnées, vient
l
d'atteindre son équilibre par rappon à la calcite; alors que celui de Djiguiba (Echant.32)
en est proche.
·1
Des eaux moyennement agressives sont renregistrées dans 48_ échantillons
(Famille· 3): Nyapliqué, Biétou Carrefour, Kabelekoro, Niongoro, Fizanigoro·, Kogolo,
Sokourala-S, Kahaman-S, Gbalo-S, Korodjimono, Lessoumasso, Sétigué, Faligaha,
Worof1a fi, Sakouasso, Lenguékro, Kognimasso, Mamouroula, Masala/Bela, Djénigbé,
1
Marhana, Teguela école, Siana village, Kénégbé-Bayani , Batogo-2, Bobi F2, Gbana
école, Suinla, Teguela FI, Sokourala-D, Lipara, Bengoro, Banhana, Tyemassoba-l,
Kénégbé-S, Bakolo FI, Siakasso, Samina-F2, Doualla, Batogo-1, Massala-Assola, Dona,
1
Nianfissa, Faraba et Somana .
.
Les valeurs de ApH et ISD dans cette famille varient de -2,16 à -0,71 et de -4,92 à
]
-1,61. Le forage de Siana village (Echant.5S ) présente les eaux les plus anciennes du
groupe et celui de Nyapliqué (Echant.179), les eaux les plus récentes, comme l'indique la
position diamètralement opposée dans le diagramme de leurs points représentatifs. Cette
troisième famille d'eau se caractérise par des temps de séjour assez moyen et donc par des
1
vitesses de circulation des eaux moins lentes.
1
Enfin, les eaux à agressivité fone s'observent dans 39 échantillons (Famille 4):
J
Dirof1a-2, Kébi F2, Gbongaha FI, Massala-w, Borobadougou, Notou-w, Bogoba-w,
Worof1a..:rP;'Gbémanzo-2, Siréba, Katiali-K, Yamonzo, Séhila, Bafrétou, Sisséhé F2,
Kouroukoro, Madina, Dianra village, Kébi FI, Katiali-D, Sisséhé FI, Gbongaha F2, Soba-
l
K, Massasso, Ranch l, Sogasso, Fingolo, Karamokola, Gbominasso,Ranch 2, Linguékro,
1
Moronolo-K, Notou-E, Madji, Morondo-c9, Morondo CIDJ et Sokourala-M.
,
Dans cette dernière famille, les variables ôpH et ISD présentent des valeurs assez
1
négatives entre -3,49 et - 1,12 (pour ôpH) et -6,98 et -2,96 (pour ISD).
En général, tous les forages de cette famille présentent des eaux plus récentes dans
J
l'aquifère que celles des familles précédentes, tout au moins en ce qui concerne les points
représentatifs situés à l'extrêmité inférieure du diagramme; ou les points les plus distants
de l'axe des ordonnées. Par exemple, le forage de Notou-w (Echant.159) dont le ApH est
)
le plus négatif apparaît comme celui dont les eaux sont les plus récentes comparativement
à celles de Diorofa-2 (Echant.14:5).
Les eaux issues des forages de Korotou et Mahan (Echant.l88 et 202) dont les
1
<..
valeurs de ôpH sont positives (+ 0,15 et + 0,27) et de CÛ2 dissous assez faibles (4, 8 et
9,92 mgll).traduisent clairement une absence prolongée d'eaux d'infiltration sur leurs sites
respectifs.
1
Le forage de Dyarabala présente une valeur élevée en C02 dissous (201,26
mg/I), ce qui est contraire à l'ancienneté apparente de ses eaux, mise en évidence par les
1
valeurs positives de ôpH ( +0,4S) et ISD (+0,02) comme nous l'avons vu plus haut. Ce
forage constitue un cas paniculier qui pourrait traduire un phénomène complexe.
J
1

---

- 288 -
En effet, si l'âge des eaux de cet ouvrage était si ancien, on aurait logiquement une
diminution imponante des teneurs en CÛ2 dissous, suite à une attaque très poussée des
roches. Au contraire, le CÛ2 dissous dans cet ouvrage existe en quantités importantes.
Mais, comment des eaux souterraines, d'âge visiblement avancé et apparamment
sursaturées en calcite et même en dolomite, peuvent présenter des teneurs en C02 aussi
importantes? Pour expliquer ce phénomène, nous ferons appel à quatre hypothèses.
Alimentation saisonnière des napPeS par "piston Dow". Dans ce cas, l'équilibre
préalablement établi est rompu et perturbé par l'arrivée tardive de nouvelles masses d'eau
d'infiltration dans le réservoir. Mais cette hypothèse est difficilement réalisable car si la
nappe reçoit de nouvelles masses d'eau riches en 002 dissous, alors la rechute de ApH ou
ISD qui en résulte devrait s'accompagner d'un retour des solutions à leur état initial
d'agressivité. Par conséquent, une telle situation se traduirait plutôt par des valeurs
négatives de ApH et ISD, ce qui n'est pas le cas.
. Infiltration d'eaux particuJièrement riches en COz. Malgré une utilisation
éventuellement prolongée du CÛ2 par l'eau dans la dissolution des carbonates, les
solutions en conserveraient toujours des quantités non négligeables. Mais cette hypothèse
est simpliste et n'explique en rien les 201,26 mgll de C02 enregistrés dans une eau dont le
ApH et ISD sont positifs. En effet, les valeurs positives de ApH et ISD passent
nécessairement par un état d'équilibre chimique pour lequel ApH et ISD sont nuls. Or, à
ApH nul la valeur de C(h dissous est nécesairement nulle également Cela signifie que
quelque soit l'importance du C02 dissous dans les eaux d'infiltration, ce gaz serait épuisé
au moment où les solutions avaient atteint leur état d'équilibre chimique et ce qui
l'empêche de participer à l'évolution ultérieure du système.
Remontée du CO, mamatigue dans l'aguifère. Dans ces conditions, les
solutions seront maintenues dans un état d'agressivité constante, indépendamment de l'âge
avancé des eaux dans le réservoir. Mais cette hypothèse est peu probable, car rien
n'explique dans ce cas, pourquoi une production du C(h dans les couches profondes de
l'aquifère se ferait de façon intermittente. Car, comme nous l'avons vu plus haut, si ApH et
ISD sont positifs, c'est qu'ils ont d'abord été nuls, à un moment où, les eaux avaient
naturellement atteint leur stade d'épuisement en <Xh. Une source de production du C(h
dans les parties profondes de l'aquifère fonctionnerait de façon permanente, de manière à
maintenir les solutions dans un état de sous-saturation constante pour lequel ApH serait
indéfiniment négatif, la pCÛ2 équilibrante et les teneurs en C02 dissous élevées. Par
conséquent, un tel cas sera difficile à identifier chimiquement.
Présence de faciès pétro&raphigues riches en carbonates dans les massifs
&ranitigues. Au Sud du bassin, non loin de la ville de Séguéla, les granitoïdes
hétérogènes et homogènes des villages de Dyarabala et Gbohouo contiendraient
probablement des faciès carbonatés responsables d'une dissolution plus facile et de la
présence en quantités appréciables de la calcite dans les eaux souterraines. En effet, cette
hypothèse n'a rien d'étonnant, car non seulement l'étude géochimique-des roches a révélé
l'origine calco-alcaline des formations granitiques qui couvrent le bassin; mais de
nombreux chercheurs ont également signalé en Côte d'Ivoire, la présence dans les
complexes cristallophylliens et métamorphiques du Birrimien, de faciès riches en
carbonates: Yacé 1 (1972), Casanova R. (1973), Alric G.et Vidal M. (1986), Faillat J.P.
(1986) et Lemoine S. (1987) et Farbre R.(1988).
--
Cette dernière hypothèse est renforcée par la profonde désaffection des
populations pour le forage de Dyarabala dont les eaux, qui ne moussent jamais avec
le savon, forment des dépôts de calcite au fond des marmites, lorsqu'elles sont portées à
ébullition.
L'origine des faciès carbonatés dans les granitoïdes de Côte d' 1voire n'est pas
encore clairement discutée, mais il pourrait s'agir de carbonates soit d'origine primaire

---

-
289 -
en accord avec les résultats acquis plus haut, ou d'origine secondaire, des suites de la
néotransfonnation ultérieure des minéraux primaires des roches par altération.
,
6·2·2 CAS DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES D'AQUIFERES
ALTERITIQUES
Le groupe des eaux faiblement agressives se compose de trois points d'eau: Ouahïri-
9 , Ermankono et l'échantillon d'eau de surface, le Yarani à Kouroukoro Ces ouvrages
présentent respectivement des valeurs de -0,32 ; -0,67 et -0,94 pour âpH et -1,28 ; 2,05 et -
2,05 pour ISD (Tableau 36).
Dans le diagramme de la figure 130, ces trois points d'eau sont tous assez éloignés
de l'équilibre. Les eaux du puits de Ouahi-9, le plus proche de l'axe des ordonnées sont
certainement les plus âgées; et pourtant, elles affichent des valeurs de âpH et ISD assez
négatives; preuve qu'elles sont récentes.
.
La famille d'eaux fortement à très fortement agressives comporte 57 échantillons quj
proViennent en totalité des aquifères d'altérites:
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- oUvrages captant la base des altérjtes: Karabri, Sangana,Yérétyéldé P3,
Dyalikaha, Silakoro, Ermankono, Douala P2, Biya Pl, Doualla Pl, Fingolo, Biya P2,
Manabrl, Ouandégué, Kohimon, Soba-K, Nimgaha, Séléo, Fadiadougou, Kologo,
Kondogo, Karaba, Migniniba, Banankoro, Oussougoula-M, Forotou, Ouahiéré-D Douté,
Madji, Worofla école, Sarhala, Diabré, Massasso-M, Yérétyélé Pl, Séflédyo, Sagouakoro,
Nyapligué, Sirédéni, Babasso, Gbintéguéla, Syenkouno, Kato, Kouégo, Gbéna,
Dougoubé, Borobadougou, Tiébé, Kébi F3 et Komatou ; pour lesquels âpH est compris
entre -5,42 et -1,30 et ISD entre -8,84 et -3,36;
- oUvrages captant la partie supérieure des altérjtes: Oussougoula,
Tabakoroni, Gbéna, Kani-AD, Siréba et Fadiadougou, dont les valeurs de âpH et ISD
croitssent de -4,15 à -2,75 et de -8,82 à -4,66.
Les valeurs les plus fortement négatives de âpH et ISD dans cette dernière famille
montrent bien que les eaux souterraines issues d'aquifères altéritiques sont en général plus
jeunes que celles des aquifères de fissures. Dans la-majorité des-cas,les valeurs de âpfel"~ =~,~-;;
ISD sont d'autant plus négatives que la profondeur des ouvrages est faible.
6·3 VARIABLES DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE DANS LES EAUX
SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION DE MAN
Le tableau 37 est marqué par l'absence de toutes les familles d'eaux anciennes
décrites plus haut. C'est la preuve que dans les montagnes de Man, où le relief est très
accidenté (1000 à 1720 m au Tonkpi), les pluies sont torrentielles et le ruissellement
important sur des pentes topograpiques assez fortes. C'est le domaine des aquifères de
flancs et de versants de montagnes. Autrement, l'instabilité des flancs provoquaient des
glissements de terrains et des ruptures des poches d'eau, très fréquents à Man et connus
sous l'appellation locale de ''D;RA''.
Dans la figure 131, on assiste à un passage progressif des points représe!1J~~~ des
forages, situés dans la partie supérieure du graphe, à ceux des puits dans la partie
inférieure. Cette disposition indique que les eaux issues des forages sont en général plus
âgées que celles des puits .Les positions extrêmes qu'occupent dans le diagramme le puits
de Blabpleu et de Kpata, traduisent une sous-saturation plus importante en dolomite qu'en
calcite pour le premier; et le cas contraire pour le second
C'est la preuve que les aquifères de versant restituent assez vite les eaux
d'infIltration..Les eaux souterraines issues des forages, les plus anciennes pour la ,région,

---

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Tableau 36. Relation emle familles d'agressivité des eaux el classes des teneurs en C02 dissous
dans les eaux souteraines issues d'aquifères altéritiques de la Haute Marahoué

---

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Figure 130.Relations enue indices de saturation par rapport à la calcite(lSC) et ceux par rapport
à la Dolomite (lSC) dans les eaux souterraines issues d'aquifères altéritiques du
bassin versant de la Haute Marahoué

---

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Tableau 37. Relations entte familles d'agressivité des eaux et classes des teneurs en col dissous
dans les eaux souterraines issues de la région de Man

---

293
EAUX sURS~rURE~4pAR RAPPORT A LA DOLOMITE (1 S D > 0 )
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ISC
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1
Figure 131. Relations entre indices de saturation par rapport à la calcite(lSC) et ceux par rapport
à la Dolomite (lSC) dans les eaux souterraines issues de la région de Man
1

---

-
298 -
de l'alignement Ce résultat montre, que dans le bassin d'Abidjan, le temps de s6jour des
eaux au contact des r·xhes est souventphis élevé au sommet des s6diments qu'à la base
(Figure 133). En effet, la région d'abidjan appartient à la troisième province géologique
de Côte d'Ivvoire: le basssin sédimentaire côtier, d'âge Mio-Pliocène et Quateranaire Les
terrains sont inclinés vers le Sud en direction de la mer; et, l'alimentation des aquifères,
qui se fait essentiellement du Nord au Sud, est plus facile dans sédiments sableux ou
conglomératiques de base que dans les vases et les argiles sus-jacen~s.
6-6 NOTION DE MILIEUX OUVERT ET FERME A L'ATMOSPHERE
A PARTIR DE L'ETUDE DES VARIATIONS DU PH EN FONCTION
DES TENEURS EN BICARBONATES.
Les relations entre le PH et les teneur en bicarbonate peuvent pennettre de définir la
présence d'un système fermé ou ouvert à l'atmosphère dans un· socle cristallin. Cette
méthode a donné des résultats 'intéressant dans l'étude isotopique et hydrochimique des
systèmes hydrogéologiques de la région de Ribeirrao Preto au Brésil (Gallo G., 1978).
Dans un sytème ouvert, l'évolution chimique des eaux a lieu sous une pression
partielle de C02, variable dans l'espace et dans le temps, se produisant dans la zone
d'aération des sols et des réservoirs: zone non sanrrée siège des écoulements diphasiques où
la phase gazeuse, associée à l'eau, favorise une réalirnentation ininterrompue de l'aquifère
en COz
Dans le sol, la dissolution, l'hydratation et la dissociation du C02 et de l'acide '
carbonique (H2CÜ3) qui en dérive, concourent à la production des ions HCÜ3- ainsi que
des protons +H dans l'eau. De telle sorte que, les eaux acquièrent leur pH et leur teneur en
C<h au niveau de la zone non saturée, au moment de leur infiltration dans le sol. Dans ce
cas, leur état ne se modifie pas ultérieurement, par interaction avec les minéraux de la roche
encaissante, dans la zone noyée de la nappe (Gallo G., 1978).
Au contraire, quand un milieu est fermé, l'évolution chimique des eaux a lieu avec
une quantité de C02 et HCOr invariable dans la zone saturée; où, l'écoulement
monophasique, caractérisé par l'absence de la phase gazeuse, nej>ermet plus la
réaIimentation en C02 de la nappe. Dans un tel système, le carbone total dissous (CID),
dès sa formation, est soustrait du contact de C02 de l'atmosphère des sols et ne subit
désonnais aucune réaction d'échange, lors de son transit dans la zone noyée. Dans ces
conditions, il est établi que le bicarbonate et l'acide carbonique proviennent du C02 des sols
et en partie, des carbonates solides.
Dans les sytèmes fermés à l'atmosphère, les eaux sont logiquement exemptes du
tritium d'origine thermonucléaire et elles doivent parcourir une grande distance avant
d'atteindre le reservoir qui évolue en absence du C02. Le systè~ fermé indique que
l'alimentaion de la nappe par infùtration à travers la zone non saturée est arrêtée; ce qui rend
logiquement la nappe captive, parce que la fracturation n'est plus suffisante pour permettre
une alimentaion directe décelable chimiquement (Gallo G., 1978).
6·6·{ PRINCIPE DE LA METHODE
Cette méthode utilise des courbes théoriques' établiespar'Gallo G.en 1979. Celles-ci
sont obtenues à 25°C pour une force ionique moyenne de 10-3 moles/1 et une pression
partielle en C02 de 2,5.10-2 atm (pour l'air du sol) et 3.10-4 atm (pour l'atmosphère).
,.

---

- 299 -
EAUX SURSATUREES PAR RAPPORt A LA DOLOMIE ( 150. > 0)
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Figure 133.Relations entre indices de saturation par rapport à la calcite(ISC) et ceux par rapport
à la Dolomite (ISC) dans les eaux souterraines issues de la région du Grand Abidjan

---

-
300 -
Ces diagnunmes comportent trois courbes correspondant à l'air du sol (en bas), aux
systèmes mixtes et fermés (au milieu) et à l'annosphè~ (en haut). Ces trois courbes
définissent en tout cinq domaines hydrogéologiques notés de 1à V.
Les domaines 1 et ID correspondent à des sytèmes hydrogéologiques perméables,
offrant d'excellentes .conditions de circulation des masses d'eau dans le sol: ce sont des
milieux ouverts à l'atmosphère, c'est-à-dire bien' aérés, dans lesquels.l'alimentaion des
nappes est à peu près évidente.
Le domaine II désigne des conditions de circulation des eaux peu favorables par
comparativement à celles des domaines 1 et ID, notamment pour les points représentatifs
qui s'écartent davantage de l'origine des axes et surtout qui sont assez rapprochés du
domaine V;
Le domaine N correspond à des systèmes hydrauliques mixtes, c'est-à-dire à
comportement imprévisible :
.. ou-ils- appaniennent au système fermé-et sont privés de toute alimentation ;
_.
- ou ils évoluent vers des sytèmes aérés pouvant recevoir les eaux de précipitations
actuelles.
Enfin, le domaine V est celui qui caractérise les systèmes hydrogéologiques fermés
à l'atmosphère; il est limité à une ponion de la courbe théorique située au centre du
diagramme, ou à son voisinage immédiat. Cette courbe théorique est bien connue des
chimistes et correspond à l'évolution d'une quantité invariable de COr vers :l'état
d'équilibre représenté par le point de précipitation du carbonate (CaC03), en présence
d'une concentration constante de C02 gaz.
6-6-2 RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONATES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DE LA HAUTE
MARAHOUE
Dans le diagramme de la figure 134,58 forages n'ont pu être pris en compte par la
méthod.~._ Les domaÏI1~.~ ouverts (domaines 1 et N) regroupent la quasi totalité des points
d'eau étudiés. Ceux-ci se situent dans un systèmenyorogéologiquë'6üvert à l'atmosphère,
en accord avec avec leur appartenance aux sous-familles 4-1 à 4-3 évoquées plus haut. Le
domaine II se résume au forage de Sétigué (Echant 196) qui bénéficie également d'eaux
d'alimentation par infiltration directe.
Le domaine mrenferme trois groupes de points:
- les forages 7, 179, 27, 34, 203, 24 et 44 situés près de l'origine des axes et à
proximité du système fermé appartiendraient au sytème hydrogéologique à alimentation
délicate, conformément à leurs teneurs assez faibles en C02 dissous: 49,99; 19,38;
117,99; 14,34; 19,83; 14;04; 85,75 mg/l; en effet, tous ces points d'eau appartenant aux
sous-familles 3-1 et 2-2 des eaux peu agressives, portent les traces d'une mauvaise
condition de déplacement de leurs eaux;
- l'association des points 200, 59, 90, 171, 19, 152 et 83 très influencée par la
courbe de l'air du sol, reflète, à priori, de bonnes conditions de circulation d'eaux;
- les deux forages 188 et 49 dont les teneurs en C02 dissous sont égales à 7,73 et
4,8 mg/l, traduisent par leur -position. très décalée de l'origine des axes et de la courbe de
l'air du sol, des difficultés importantes de déplacement des eaux: ils évoluent dans des
nappes captives à semi-captives. Ces résultats confirment d'un temps de séjour assez long
dans l'aquifère, des eaux souterraines issues des deux ouvrages.
Enfin, le dernier domaine du graphe (domaine V) contient un seul forage: Kogolo
(n0 209) .Cet ouvrage présente 8,39 mg/l (pour C02 dissous); -1,21 (pour 6. pH) et -3,88
(pour ISD). fi se situe dans un sytème fermé à l'atmosphère, ou en est proche. Ce résultat,
bien que décelable pula teneur très faible en C02 dissous des eaux issues de ce forage,

---

-
301 -
n'était pas si évident, à cause des valeurs de 6pH et ISD qu~ ..ont relativement négatives.
L'âge desv eaux probablement avancé de cet ouvrage pourrd être confmné par J~5 études;,.
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Figure B4. Relations entre pH et teneurs en bicarbonates dans les eaux souterraines
issues d'aquifères de fissures dans le bassin de la Haute Marahoué
,
Dans le cas des puits creusés dans les aquifères altéritiques (figure 135), ils captent
essentiellement des nappes libres comme l'a révélé plus haut leur appartenance aux Sous-
familles 3-2 et 4-1 à 4-3.
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Figure 135'. Relations entre pH ct teneurs en bicarbonates dans les eaux souterraines
issues d'aquifères altéritiques du bassin de la Haute Marahoué
1
Seul le puits de Doutê (Echant.198) le plus proche du système fermé évolue vers le
domaine des milieux fermés à l'atmosphère. En effet, les valeurs de C02 dissous, 6pH et
1
ISD y sont respectivement de 8,46 mgll, - 0,73 et -2,34. Mais, aucun point représentatif
des échantillons ne tombe dans le domaine V des sytèmes feqnés à l'atmosphère. Ces

---

- 302 -
résultats confmnent clairement, l'absence d'aquifères totalemi...lt fennés à l'atmosphère
dans les altérites.
6-6-3 RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONATES
DA."S LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION
DE~IAN .
Dans la région de Man (Figure 136), les eaux souterraines sont généralement peu
minéralisés à cause du relief très accidenté et du fort taux de ruisselement qui favorise
l'évacuation des ions. Tous les ouvrages de la région ont des teneurs faibles en HC03- à
l'exception des 6 forages qui n'ont pu être analyés par la méthode.
Dans le diagramme pH - HC03-, l'ensemble des points représentatifs des puits se
localise dans les domaines ouverts à l'atmosphère. Cela confirme la nature assez
_ _ ~éable des aquifères de cette région évoquée plus haut
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Fig me 136 Relations entre pH et teneurs en bicarbonates dans les eaux soutemlines
issues de la région de Man
6-6-4 RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONATES
DA.'lS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DU BASSIN
DELA ME
Sur le bassin de La Mé, la plupart des eaux souterraines les plus riches en
bicarbonates seraient d'âge relativement ancien dans l'aquifère: Abié II-Sud, Biasso école,
Abié II marché, Biéby Sud, Diasson école, Nkoupé APIO et Yakassémé Dioulakro En
effet, les faibles valeurs négatives de âpH et ISD qui caractérisent celles-ci, traduisent
clairement des temps de séjour importants des solutions dans le sol. Mais il s'agirait plutôt
d'eaux résultant-d'un mékmge d'eaux anciennes et d'eaux récentes en proportion inégale,
les eaux anciennes étant en proportion plus importante dans le mélange (Figure 137).
Les forages 48 et 20 traduisent une bonne condition d'alimentation des nappes.
Ceux portant les numéros: 25, 10, 5, 27 et 35 appartiennent à un système mixte. Les
numéros 25 et 35 sont caractérisés par des valeurs de 8 et 12,12 mg/l pour le C<h dissous;
-0,89 et -0,86 pour âpH et -2,78 et -2,33 pour ISD et indiquent une mauvaise condition
de circulation d'eaux dans le sol.

---

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- 303 -
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Figure137.Relations enlre pH et teneurs en bicarbonates dans les eaux souterraines issues de la
région de La Mé
1
H 9
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1
1
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6
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•
FORAC, ES
1
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0-':':W,.--":''lQ:-'--::1OO~-:1"::-::,O:--~,:;O:---::·>3:i:---;1'740:-+HCOj
o
1
1
Figure 138.Relations entre pH et teneurs en bicarbonates dans les eaux souterraines issues de la
région du Grand Abidjan
1
1
1
1
1

---

- 304 -
Les forages l, 2..i et 51, marqués par:
7,14; 2,59 et 5,17 mgll (pour CÛ2 dissous)
-0,61 ; -0,3 et -0,38 (pour ~pH)
-1,74; -2,08 et -2,70 (pour.ISO)
évoluent au sein des nappes semi-eaptives à alimentaion délicate.
Enfin le forage 6, Ahouabo marché, avec 0,59 mgll; -0,9 et -3,76 respectivement
pour le CÛ2 dissous, ApH) et ISO, n'~st pas encore sur, la courbe d~s systèmes fennés à
l'atmosphère, mais son point représentatif évolue d'une manière incontournable vers le
point de la précipitation du CaC03.
6·6·5 RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONATES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION
D'ABIDJAN
.. Dans le diagramme de la figure 138, le regroupement de tous les ouvrages à
proJeimité de l'origine des axes est la preuve que toutes les nappes captées sont libres.
Seuls, les forages d'Attinguié (Echant30) et Attiékoi (Echant.21) se component
différemment des autres. En effet, leur position dans le domaine II est en accord avec les
valeurs obtenues précédemment pour leurs variables: 3,85 mg/l, -0,86 et -2,08
respectivement pour le CÛ2 dissous, ~pH et ISO. Us se situent dans le socle, au Nord du
bassin côtier, où avec des profondeurs respectives de 76,50 et 79,84 m, ils sont creusés
dans des aquifères à vitesses de circulation d'eaux réduites.
CONCLUSIONS SIXIEMES
L'étude de l'évolution du système calco-carbonique par rappon à l'équilibre, dans
les eaux souterraines issues de différentes régions de la Côte d'Ivoire, a permis d'estimer
l'âge approximatif de ces eaux et les possiblités de réalimentation des aquifères.
L'abondance du C02.dissous dans la plupart des eaux souterraines de nos régions
favorise généralement la mise en solution de la plupart des ions majeurs. Ce CÛ2 dissous
proviendrait de plusieurs sources complémentaires: source profondes, superficielles
(dans la zone d'infiltration), artificielles (notamment dans la région Abidjan), etc.
L'arrêt des inflltrations d'eaux dans les aquifères se traduit par une diminution
imponante des taux du C02 en solution, et donc par l'augmentation des valeurs de~pH. A
l'équilibre, les teneurs en CÛ2 et les valeurs de ~pH sont voisines ou égales à zéro. A long
terme, ~pH amorcera sa croissance vers les valeurs positives, marquées par la présence en
solution des carbonates secondaires provenant de l'altération des minéraux primaires des
roches encaissantes. Dans les bassins de la Haute Marahoué et de La Mé, les cas de points
d'eau ayant atteint l'équilibre ont été décelés dans cenains ouvrages. Au contraire, dans les
régions de Man et d'Abidjan, aucun point d'eau n'est proche de la saturation par rappon à
la calcite. Ce qui prouve que ·toutes les nappes captées par les ouvrages que nous avons
. étudiés dans ces deux dernières régions sont en général bien alimentées par les pluies
=:·'--actuelles.
En effet, la notion de milieu fermé ou ouvert à l'atmosphère montre que la
présence, dans les différents secteurs d'étude, de nappes captives est rare. On assiste
.courramment à l'arrivée d'eaux d'infiltration plus récentes dans les quifères. L'absence de
nappes captives et donc d'eaux véritablement fossiles est en accord avec les valeurs du
pH, toujours faibles dans les eaux souterraines que nous avons dosées, et sunout avec
l'absence totale des carbonates en solution. Car, on doit remarquer, comme l'a dit Fontes
J.Ch que: "L'ouverture sur le réservoir de C02gaz.eux implique que le pH reste

---

-
305 -
relativement bas et que les carbonat.... ne sont pratiquement pas représemd dans la
phase aqueuse" (Fontes J.Ch, 1978). Cependant, les forages de Kogolo (bassin de la
Haute Marahoué) et Anouabo marché (La Mé) présentent des caractéristiques voisines de
celles des systèmes hydrogéologiques fermés à l'atmosphère.
On notera enfin que tous les diagrammes qui traduisent les relations entre ISC et
ISD font ressortir un alignement plus ou moins net de l'ensemble des points le long d'une
droite. Cela peut laisser croire qu'il existe une propriété congruente entre les variables
portées sur les axes de coordonnées. Il n'en est rien, car ce phénomène très particulier ne
s'observe pas toujours. Dans le cas présent, nous pensons qu'il traduit plutôt le fait que
pour tous les échantillons d'eau analysés, la molarité de Mg2+ est approximativement
égale à la moitié de celle de ea2+ (rapport des molarités Mg/Ca =0,5 ± 0,1), de telle sorte
que les légères différences observées ne résultent que de l'expression logarithmique des
activités molaires dans les formules de ISC et ISD (Gallo G., 1978).
L'étude du sytème calco-carbonique révèle ainsi que la durée du temps de séjour
de l'eau au contact des roches est un indice d'une mauvaise circulation des masses d'eau,
pouvant favoriser le passage d'une quantité importante d'ions en solution. Nous allons
utilisé dans ce qui suit, les variations des teneurs en isotopes des eaux souterraines de
nos secteurs d'étude pour vérifier les résulats hydrochimiques relatifs à l'âge des eaux.

---

CHAPITRE 7
TEMPS DE SEJOUR ET ORIGINE DES EAUX
SOUTERRA~r:S DANS L'AQUIFERE A PARTIR
DES VARIATIONS DES TENEURS ISOTOPIQUES
L'hydrochimie isotopique est une technique nouvelle dans l'étude des ressources
en eau des régions. A partir de 1970, l'utilisation des isotopes a commencé à occuper
une place de choix dans l'éblde du cycle de l'eau. Depuis près de 20 ans, les isotopes
stables et radioactifs apportent de précieuses informations en hydrogéologie; cependant,
leur utilisation n'est pas totalement vulgarisée en Afrique de l'Ouest en raison du coût
refatfvemnt élévé de la méthode.
Les isotopes dits de "l'environnement hydrogéologique" sont des éléments
dont les variations naturelles de concentration au cours du cycle de l'eau permettent leur
utilisation comme traceurs.
Le but de la technique est d'expliquer les abondances isotopiques en vue d'en
déduire les données utilisables poUr l'étude de phénomènes variés. On utilise les
isotopes pour vérifier les résultats des méthodes hydrogéologiques classiques et pour
résoudre les problèmes de nawre complexe.
Le principe est basé sur la mesure des abondances isotopiques des constiblants
de la molécule d'eau, du carbone, du soufre, de l'azote, de l'uranium, etc...
Du point de vue information hydrogéologique, les isotopes sont classés en deux
groupes: les isotopes stables et les isotopes radioactifs. Les isotopes stables
permettent d'étudier la vulnérabilité des nappes à la pollution, de se faire une idée sur
l'.aire d'alimentation et sur le mécanisme de recharge des aquifères et <rétablir les " ..
relations entre eau de surface et eau souterraine. Quant aux isotopes radioactifs, ils
servent à étudier le temps de transit des eaux dans le sous-sol et à identifier les
mélanges d'eaux d'origines différentes.
Avant la présentation des résultats de mesures isotopiques effectuées sur notre
secteur d'étude, il impone de Ïaire brièvement l'historique des techniques isotopiques en
Afrique de l'Ouest
7·1 HISTORIQUE DES TECHNIQUES ISOTOPIQUES DANS LES
ETUDES HYDROGEOLOGIQUES EN AFRIQUE DE L'OUEST
Depuis une vingtaine d'années, les techniques isotopiques sont introduites dans
l'étude des précipitations, deS eaux de surface et des eaux souterraines d'Afrique de
l'Ouest.
Malgré le coût relativement excessif de ces méthodes, il existe aujourd'hui dans
presque tous les pays d'Afrique de l'Ouest, depuis le Maghreb au Nord jusqu'au Golfe
de Guinée au Sud, des résultaIS d'études isotopiques disponibles.
Ainsi, au nord de l'Afrique Occidentale, les problèmes du paléoclimat et
d'existence d'eaux d'âge très ancien à partir de mesures isotopiques ont été largement
étudiés dans le désen du Sahzra par de nombreux auteurs: Gonfiantini, R et al., 1974;
Geyh, M.A et al., 1974: Sonntag, C. al al, 1978, etc. Ces auteurs et bien d'autres ont·

---

-
307 -
utilisé l'oxygène-18, le deuterium et le carbone-14 pour détenniner les périodes
.~.
humides et sèches au Pléistocène et à.l'Holocène dans le Sahara ainsi que l'âge des c=aux
dont cenaines sont vieilles de 20 000 ans.
1
En Algérie, une série de recherches isotopiques effectuées de 1966 à 1974 par le
laboratoire de Géologie Dynamique de Rouen, le BRGM et le Centre de Recherches
1
Géodynamiques de Thonon-Les-Bains a fourni de précieuses informations sur les
nappes d'Erg Chech, du Grand Erg Occidental et du Continental Intercalaire.
1
Au Maroc, les grands aquifères de tout le Royaume et la recharge artificielle de
l'Oued N'FIS de Marrakech ont été respectivement étudiés par Kabbaj A. et al. en 1978,
et Hébil A.EL et Bizi J. en 1986.
1
Au Sud du Sahara et notamment dans le sahel, les techniques isotopiques sont
connues au Niger, Burkina Faso, Tchad et Mali.
1
Au Niger, les· aquifères du Dalloh Maouri (ContinentalHamadien, Continental
Terminal n° 1 et 3) et ceux du socle cristallin du Nord (Liptako, Gourma, Maradi,
Zinder et Aïr) ont fait l'objet d'études isotopiques par le PNUD en 1970 et B. Ousmane
1
R, Fontes lCh. et Aranyossi en J.F. en 1983, entre autres.
Au Burkina Faso, les données isotopiques sont publiées dans les travaux
"d'hydrogéo" (1969-70), Engalenc (1979); Savadogo N.A. (1984) et Bison P.L. et al.,
1
1989. Les différents secteurs étudiés concernent la région du Nord (Oudalan: Kabia, Tin
Hassam, Raf Naman), le bassin de Sissili (sur le socle cristallin) et le bouclier
soudanien au Burkina Faso.
·1
Dans la république du Tchad, ces méthodes ont été utilisées dans les travaux de
PNUD/AIEA (1972), UNESCO (1972), Chouet et al (1977), Fontes J.Ch. et al (1979)
1
sur le lac Tchad et la nappe Cambro-ordovicienne de la bordure Nord-Est du Lac.
Au Mali, les eaux des régions de Ntarla (près de M'pesoba), Kolokani-Nara et
Koula-Nossombougou ont respectivement fait l'objet d'analyses isotopiques par le
1
laboratoire de géologie Dynamique de Rouen (1973-1974); Jusserand C. (1976); Diluca
C. (1979); Dinçer T., Dray< M., Guerre" A. et al
(1983); AlEA (1983); Traoré
A.Z.(1985); Sarrot Reynauld J. et al., 1989.
1
Enfin, Jourda J.P. et al. (1987), Joseph A. et al.(1989) ont publié sur
l'alimentation des aquifères (pour le premier) et la présence d'un gradient de
1
continentalité inverse en Afrique de l'Ouest en relation avec les lignes de grains au-
dessus de tout le sahel (pour les autres).
Dans les pays côtiers (Nigéria, Ghana, Sénégal, Togo, Cameroun et Côte
1
d'Ivoire) les résultats isotopiques varient en importance d'un pays à l'autre, tout au
moins en ce qui concerne les archives que nous avons pu consulter.
1
Au Nigéria, les seuls résultats dont nous disposons concernent l'étude des eaux
des schistes et des Gneiss d'Ile-Ife par Loehnert E.P.en 1980 et 1988 (Journal of African
Earth Sciences Vol. 7 nO 3 p. 579-588).
1
Au Ghana, la plaine d'Accra et le Nord du pays (région du Bolga Tanga) ont fait
l'objet d'études par le laboratoire de Géologie Dynamique de Rouen et le "Water
Ressources Research Unit d'Accra" en 1978 et par Akiti T.F. en 1980.
1
Au Sénégal, Martin A. du BRGM (1970), BRGM/AlEA (1972), Gaye (1979,
980) et PNUD/AIEA (1982) ont respectivement entrepris l'étude des nappes du Cap-
1
Vert, des sables du Maestrichtien et du Continental Terminal sénégalais, du Horst de
N'diass et de l'infrabasaltique de Cap-Vert.
1
~

---

-
308 -
Dans la République Togolaise, seuls les travaux du PNUD (1975) et d'Akiù T.F.
(1980) sur les aquifères du Conùnental Tenninal, du Paléocène et du Maestrichtien ont
pu être consultés.
'
Au Bénin, les aquifères crétacés du bassin côtier béninois ont été étudiés par
Dray M. et al en 1989.
Au Cameroun. Fontes et al. (1976) ont publié des résultats sur la composition
isotopiques des précipitations de la région du Mont Cameroun qui culmine à 4095 m.
Enfin, quant à la Côte d'Ivoire. il existe très peu de données sur l'utilisation des
isotopes à des fms hydrogéologiques. Depuis 1975. seul le professeur Baudet J. du
Département de physique. utilise ces techniques pour des études physico-
atmosphériques. L'ensemble des travaux de cet auteur intéresse essentiellement les eaux
de surface et notamment les pluies, marigots. lacs ou étangs à l'échelle de l'Afrique de
l'Ouest.
En ce qui concerne l'étude des eaux souterraines. les résûÜats isotopiques sont
rares. C'est seulement en 1987, que deux de nos collègues Jourda J.P. et Soro N. ont,
dans le cadre de leurs mémoires de thèse de 3ème cycle. publié les premiers résultats
d'analyses isotopiques sur les eaux souterraines de la région du Grand Abidjan et du
bassin de La Mé (deux secteurs assez voisins et appartenant à la même zone littorale du
pays). Les résultats obtenus sont scientifiquement intéressants mais le nombre des
échantillons était assez réduit (4 échantillons pour lâ région du Grand Abidjan et 8 pour
le bassin de La Mé) de même que celui des élements isotopiques dosés : oxygène-18 et
tritium seulement
On constate ainsi qu'en Afrique de l'Ouest. l'utilisation des techniques
isotopiques se généralisent peu à peu. Même. certains pays comme le Niger. ont décidé
de créer leur propre laboratoire d'analyses isotopiques au sein du Département de
géologie de l'université de Niamey. Ce qui témoigne de l'intérêt que les spécialistes
africains attachent à cette méthode.
Dans le cadre de ce travail. nous avons également fait appel à cette technique
pour étudier l'âge des eaux souterraines et les conditions d'alimentation des nappes de"
la région. Les résultats de nos dosages isotopiques ont été nécessairement complètés par
les données acquises sur le bassin versant de La Mé et sur la région du grand Abidjan
par nos deux collègues précités.
Du fait du coût relativement élevé de la technique isotopique et des difficultés de
prélèvement qu'exigent les dosages de certains isotopes comme le carbone-14. nous
n'avons retenu que trois isotopes de l'environnement pour cette étude: oxygène-18,
deutérium et tritium. Le dosage de ces éléments a été effectué au centre de
Recherches Géodynamiques de l'Université Pierre et Marie Curie à Thonon-Les Bains
en France.
7·2 ETUDE DES COMPOSITIONS ISOTOPIQUES DES EAUX
SOUTERRAINES DES BASSINS VERSANT DE LA ME ET DE
LA HAUTE MARAHOUE
Dans le bassin versant de la Mé, et dans le secteur Nord du Grand Abidjan les
résultats isotopiques antérieurs ont été actualisés et complètés par le dosage du
deutérium. Les légères différences de valeurs qui en résultent par rapport aux résultats
de 1987 sont dues à des corrections liées à une modification intervenue dans le
dispositif technique de mesures.

---

-
309 -
Quant au b....sin de la Haute Marahoué, nous avon~ sélectionné pour l'analyse
isotopique, 19 ouvrages dont 15 forages de 20,6 à 90,5 m de profondeur, 4 puits
modernes de 12,40 à 20,40 m et 2 échantillons d'eau de pluie: pluie de Séguéla au Sud
et pluie de Morondo au Nord du secteur, Le premier échantillon de pluie a été prélevé le
25/0 1/88 sur le toit du bâtiment de la phannacie de la ville de Séguéla, et le second, au
cours d'une mission du 19 au 30 Juillet 1988 dans la ville de Morondo, Les points d'eau
sélectionnés se caractérisent d'une part, par leur position en fonction de la latitude et de
l'autre, par leur répartition homogène sur les différentes formations géologiques
rencontrées sur le bassin.
7·2·1 ISOTOPIE DES EAUX SOUTERRAINES
DELAME
Les trois isotopes de l'environnement (tritium, oxygène-18 et deutérium) ont été
dosés dans 10 échantillons d'eau dont 8 prélevés sur le bassin de la Mé (Soro N., 1987)
et 2 autres sur le bassin d'Abidjan, (Jourda J.P., 1987). Ceux-ci proviennent des forages
profônds de 42,56 à 79,84 mètres.
A) VARIATION DES TENEURS EN TRITIUM
Dans le bassin de la Mé, les teneurs en tritium sont en général faibles (3,7<lIT< 7)
dans les eaux souterraines, à cause de la proximité de la côte océanique et de l'âge
relativement ancien des eaux non encore perturbé par les effets de pompages. En effet,
les prélèvements ont eu lieu avant la mise en exploitation des ouvrages (fableau40).
Tableau4QRésultats d'analyses isotopiques (oxygène-18; deutérium et tritium) des eaux
souterraines de la région d'Abidjan et de la Mé (les résultats de 1987 ont été actualisés)
1
N°DST LOCAUTES
3H(UT) à%0180
OOIo°2H
PT(m)
2
14 Bécédi Anon-mar
6
-2,46
-13,9
61,28
3
55 Yakassémé Ecole
3,7
-3,57
-10,9
68,68
4
30 Diopé AGI3(Sud)
3,7
-3,89
-15.5
57,07
5
10 Ananguié Ecole
3,7
-4,14
-16,1
42,56
6
1 2 Assikoi AP23
3,7
-2,87
-14,8
71,37
7
33 Diasso Ecole
3,7
-2,72
-13,9
70,14
8
35 Kong 1 Dioulak.
6
-2,87
-14,9
9
28 Danguira Il mar.
7
-3,37
-14,8
47,04
10
20 Brofodoumé
7
-3,17
'14,9
69,85
1 1
21 Attiékoi
3,5
-3,84
-13,7
Les cinq forages les plus pauvres en tritium (3,7 ~ UT ~ 6) appartiennent à la
famille 2 des eaux d'âge ancien du chapitre précédent. Alors que les forages de Bécédi
Anon, Kong-I et Danguira-II, les plus riches en tritium (UT = 6 et 7), appartenaient
effectivement, aux familles 3 et 4 des eaux actuelles ou subactuelles.
•\\
Toutefois, dans les trois derniers ouvrages, il s'agirait d'un mélange entre un
volume imponant d'eaux anciennes et celui d'eaux récentes en quantité réduite, comme
on peut le constater par une remontée sensible des niveaux piézométriques à Kong-l, de
1
l'ordre de + 1,8 mètres, signalé par Soro N. en 1987.
La seule exception à la règle concerne le forage de Diopé AG 13 (N°30),
•
profond de 57,07 mètres et dont la teneur en tritium, assez basse (~ 3,7 UT) peut
paraître contradictoire_à cause de l'appartenance de cet ouvrage à la famille 4 signalée
1
1

---

- 310 -
dans le chapitre précédent. En réalité, un tel cas correspond gé~éralement à une
remontée du C02 d'origine profonde dans h. nappe, penurbant ainsi les résultats de
l'évolution du système calco-carbonique, en maintenant indéfinement les solutions dans
un état de sous-saturation et donc de fone agressivité malgré leur âge ancien.
H) VARIATION DES 0%018() ET 28
Dans le diagramme de la figure 139, nous avons poné les 0% 180 en fonction de
ceux de 2H.
~--:~""":lIr.=-------r------"'-----r---------~
_II
-3
-2
1---------~I_-----~..;:;~""":""Ih
...~"f""""I'------_t-I'
%
N
o
tfl
~
-20,L.'
...L.......,j~_.....,j~_......l:
~
_ _...L..
........
-2-20
Figure 139.Relation entre l'oxygèoe-18 et le deutérium dans les eaux souterraines issues
de
du bassin de La Mé
Les points représentatifs des échantillons s'ordonnent SUf' des droites de
regression de pentes voisines de 8 (7,4 < i S 8) et d'ordonnées à l'origine comprises
entre + 4 et + 17, traduisant une grande variabilité de l'excès en deutérium entre l'Est et
l'Ouest du bassin. En effet, ces droites indiquent par leurs équations :
0%° 2H = 7,4 0%° 180 + 4
0%° 2H -= 8- ào/M-SO + 6
0%° 2H = 7,750%° 180 + 10
0%° 2H = 8 0%° 180 + 17
et par leur disposition en ordre dans le graphe, que l'on passe progressivement, de l'Est à
l'Ouest du bassin, des eaux à fon déficit en deutérium à celles qui sont sursaturées par
rappon à cet isotope stable. Ce sens correspondrait à celui d'évolution de l'intensité de
l'évaporation subie par_les masses d'eau ou d'air, au moment de leur condensation.
-

---

- 311 -
,1"1
La comparaison entre les excès en deutérium et les teneurs en tiium fatt
app'araître que le~ eaux souterraines dll bassin de la Mé sont sensiblement marquées par • '~..j'
:".':
des conditiol1s différenteS d'infiltration (figure 140-1).
"
.p
Le forage N°6 dont la valeur de "d" est de +17 pour des valeurs de d%O 180 et
2H de - 2,46 et -13,9, pone les traces d'une évaporation relativement appréciable en
~
atmosphère à fort déficit de saturation en deutérium.
'~
.7
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2
Evaporation cinétique en Gt_
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p
..-phire en déficit d. eatu-
.5
MT
rCltton en d.utérlum
+15
2
8
14
20
26
52
58
44
100
200 500 400 1500 600 700 800
UT: Unit. Tritlym.
MT: Nlnerall.atton Total•.
~
,
....--'.-
.
Figure 140. Relations entre excès en deutérium, ceneurs en tritium êt
minéralisation totale dans les eaux soucerraines du bassin de La Mé
p
Le groupe des forages n05, 4 et 2 pour lesquels:
p
"d" = + 8,16 ; + 8,26 ; + 7,6
d%O 180 = -2,72 ; -2,85 ; et -2,87
d%02H =-13,9; 14,8et-14,7
p
présente les caractéristiques d'une évaporation négligeable dans une atmosphère proche
de la saturation en deutérium.
p
Le forage 20 d'Abidjan, avec + 10,46 pour "d"; -3,17 pourd%Ol80 et -14,9 pour
d%O 2H ) correspond à un cas d'inflitration directe des eaux dans le sol sans aucune
trace d'évaporation.
p
Enfin, les quatre forages les plus éloignés de l'origine des axes: nO 8 ; 3 ; 21 A et
7 dont les valeurs de :
.
"d" = + 12,16; + 15,62; + 17,02 et + 17,06
p
d%O 180 = -3,37; -3,89 ; -3,84 et -3,57
etd%O 2H = -14,8; ·15,5 ; -13,7 et -10,9
p
p
p

---

- 312 -
traduisent des phénomènes de condensation ·en atmosphère surchauffée e: donc
sursaturée en deutérium. Il s'agit là d'exemples de pr:cipitation .provenant des mers
chaudes.
.
.
L'étude des relations entre les excès en deutérium et la minéralisation totale
(figure 140-2) ~'indique aucune liaison entre les deux variables. La minéralisation
demeure pratiquement constante quelles que soient les valeurs de "d". Cela signifie que
le phénomène d'évaporation observé plus haut, n'entraîne aucune surconcentration
conséquente en substances dissoutes comme on aurait dû s'y attendre.
Par conséquent, la mise en solution des ions sur le bassin de La Mé dépend
moins du phénomène d'évaporation subi par les eaux que de la dissolution des roches
comme nous le verrons plus loin.
La répartition géographique des excès en deutérium sur le bassin montre que les
perturbations qui engendrent les pluies suivent sensiblement trois directions (figure
141) ;_ _
,
- une direction SE - NW, au Sud, marquée par + 10 ~ "d" ~ + 17,06 ;
- une direction SW - NE, au Nord, correspondant à une sone de rotation éventuelle de
la direction précédente, suivant laquelle on a : + 15,50 ~ "d" ~ + 17;
- et une direction E-W, au centre, qui s'intercale entre les deux précédentes et qui se
caractérise par des valeurs de "d" assez faibles (+ 5,78 ~ "d" + 8,26) caractéristiques de
masses d'air humides présentant un excès en deutérium plus faible que les autres.
4'"10
~
S°4()
SOSO
6
! SOtO
Je
SOlO
6°10
•
~K.
Figure 141. Variations spatiales des excès en deutérium et directions des phénomènes
penurbareurs engendran les pluies dans le bassin versant de La Mé

---

- 313 -
On en déduit qu'il règne sur le bassin de La Mé. et donc sur le littoral ivoirien,
\\1n clima~ marqué par la circulation de masses d'air çb~ud et d'air froid et que le Golfe '~"'l
de Guinée' se comporte comme un bassin fenné ou une mer chaude. à ('instar de la
Méditerranée et du Golfe Arabique (ou Persique).
7-2-2 SOTOPIE DES EAUX SOUTERRAINES DE LA HAUTE
MARAHOUE
L'influence des principaux paramètres du milieu physique. sur les varaiations
des teneurs isotopiques a pu être appréciée globalement grâce à la méthode de l'analyse
en composantes principales nonnées (ACPN) exposée plus haut. Le tableau initial est
constitué de neuf colonnes correspondant aux variables: tritium, oxygène-18,
deutérium, latitude, profondeur des ouvrages, épaisseur des altérites, indice
d'échanges de bases et minéralisation totale de 18 échantillons d'eaux souterraines;
sans qu'il soite tenu compte des deux ·é:cltantillons d'eaux de pluies et dei'échantillon du
forage de Dianra CIDT pour lequel il manque les données.
A) VARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM
Les teneurs en tritium des eaux souterraines du bassin de la Haute Marahoué
varient de 1,00 à 25 ± 05 UT (tableau 41).
Les points d'eau les plus pauvres en cet isotope sont Dianra S/P « 1,0 UT) ;
Sisséhé ( < 1,0 UT) et Kogolo (2,7 ± 0,5 UT). A l'opposé, la quantité de tritium est
relativement imponante dans les eaux des autres ouvrages dont quatre présentent les
valeurs les plus élevées: Lokola (14,9 ± 0,6 UT) ; Borobadougou (18,0 ± 0,6 UT) ;
Kohimon (20 ± 0,5 UT) et Morondo (25 ± 0,6 UT).
Localités
noDST
Tritium PT
ED.alt.
ieb
âNS
Kxl0-5 Txl0-5 MtTmea/1
Dianra-V
199
5
36,84
22
-0 13
035
2,55
2 5
6,78
tMéna
30
11 4
80
23
-0 22
-1 23
202
0984
12,55
1Madina
204
10.8
43,13
23"
-0 14 -
1 73
2,2
15,95
Gbohouo
10
10,6
84,5
5
-0,55 -22,52
1 7
0,803
18.17
Gbéma
97
13,6
20,4
20.4
-0.1
-0,18
2 43 -
11,93
Sakouasso
19
3,5
80
23
-0 25
-2 5
1.7
o 61
538
Dianra S/a
212
1
80
30 -
-
209
34 -
Lokola
192
14,9
26,_~
1 4
-0 13
o 59
2,06
308
1452
Dialvkaha
191
6,8.
15
15
-0 1
3 9
1 42 -
3,065
KOCIolo
209
2,7
80
25 5
-0.12
6 38
1 84
o 8
3,27
Massala S/P
43
8,2
38
13
0,48
1,9
1.7
10,\\6
19,17
Kébi Fl
172
3,2
52,4
32,43
-0,15
-11 3
1,63 -
6 013
Kabélékoro
118
10
90 5
14
-0,45
-4 72
2,34
0,526
5,56
Sisséhé
182
1
57,2
18,37
-0,27
-7 03
2,04 -
4,21
Gbonoaha
162
8,6
80,1
11 7
-0 75
2 23
1.32 -
9 74
Borobadoucou
144
18
20 6
20.6
-0 08
0,81
1 63
1,9
2.98
Morondo TP
153
25
80
12,2
-0 13
1,75
1 75
44
6,55
Kohimon
105
10
17,8
17,8
- 0,11
-2,05
2,03 -
8,029
Nimaaha
169
6,2
16 5
16,5
-0,22
0,71
1,87
7,625
5 6
Dvarabala
1 1
13,6
93,7
15,5
0.73
0.25
1,99
5,79
41,23
Tableau 41.Variations des teneurs en tritium,en fonction de la latitude, l'altitude, la profondeur
des ouvrages, les fluctuations du niveau piézométrique,l'épaisseur des
a1térites,les pennéabililés induites et les indices d'échanges de bases dans les eaux
souterraines de la Haute Marahoué

---

- 314 -
1
Les teneurs en tritium des eaux météoriques plilevées à Séguéla et à Morondo
sont respectivement de 4.1 UT et 3.1 ± 0,5 lIT ; soit une ten~ur moyenne en tritium .~e
3.60 UT représentant le signal d'entrée de notre secteur d'étude màrqué par une
diminution en cet isotope radioactif dans les plicipitations par rappon aux années
antérieures.
• RELATIONS AVEC LA PROFONDEUR DES
OUVRAGES ET L'EPAISSEUR DES ALTERITES
Dans les diagrammes de la figure 142. les points représentatifs des échantillons
d'eau s'ordonnent assez bien le long de quaue droites de regression de pentes négatives.
153
•
26 ...
24
~
Ep.AIt (m)
6
199
•
4
4
19. e2Q9
2
2
PT(m)
EP. Ait (m )
U32
o
30
o
10
20
30
Figure 142.Variatioos des teneurs en tritium en fonction de la profondeur des ouvrages
et de ('épaisseur des aIJérites dans les eaux souterraines de la Haute
Maraboué
Les forages les plus pauvres en tritimn : S~hé, Dianra S/P, Kogolo, Kébi FI
et Sakouasso. dont les teneurs en tritium sont respectivement <1 ; ~1 ; 2.7 3,2 et 3.5
UT se caractérisent par la présence des altérites les plus épaisses : 18.37 ; 30 ; 25.5 ;
32,42 ; et 23 mètres; et par des profondeurs assez grandes de: 57.2; 80; 80; 52,4; 80
mètres.
Mais. les teneurs en tritium sont relativement élevées dans les eaux issues
d'autres ouvrages assez profonds: Morondo TP, Kabelékoro et Gbohouo
respectivement profonds de: 80; 90.5 84,5 mètres. qui contiennent dans le même ordre:
25; 10 et 10.6 UT. Cet enrichissement des eaux souterraines en tritium à d'aussi grandes
profondeurs est la preuve d'une bonne alimentation locale des nappes profondes dans
les secteurs concernés.
Ainsi. les variations du tritium en profondeur et en fonction de l'épaisseur des
altérites confinnent les résultats obtenus plus haut, à propos de la "croix de survie des

---

,
- 315 -
forages en milieu de socle fISSuré": à grande profondec:- et sou~ d'épaisses couches
,
d'2l!érites, le tritium est assez rare, voire a~t, dans les eaux souterraines; ce qui
signifie que les eaux d'Age ancïén'sont 'généralement les plus profondes ou celles'
qui séjournent dans les altérites les plus épaisses et donc à alimentation difficile.
,
• EFFETS DE LATITUDE ET D'ALTITUDE
,
L'accroissement progressif des teneurs en tritium, depuis la côte océanique
située à la latitude 5°30 Nord jusqu'au bassin versant de la Haute marahoué situé à
environ 9° Nord, est donné par la figure 143.
,
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::::l
24
,
E
U
~
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r-
:=:t.'.::'
,,,,,
Figure 143.Variations des teneurs en tl.itium en fonction de la latitude depuis l'Océan
Atlantique jusque dans la région couverte par le bassin de la Haute Maraboué
.,
Plus on s'éloigne- dé-:la-:-ëôte·ooeaÏÛqùe, plus-les teneurs en tritium augmentent
globalement dans les eaux souterraines. Cependant. à l'intérieur d'un même secteur,
l'influence de la latitude sur la répartition des teneurs en tritium n'est pas marquée pour
tous les points d'eau.
,
En effet, les variations des teneurs en tritium en fonction de la latitude ne
s'observent clairement que pour les points riches en tritium (3H > 10 (JT). Celles des
,
ouvrages pauvres en cet isotope radioactif étant quelconque et parlois inversement
proportionnelles à l'accroissement des latitudes .L'influence des ouvrages pauvres en
tritium sur la correlation est surtout sensible sur le bassin de la Mé.
,
Ici, malgré la faible correlation que l'on observe entre les teneurs en tritium et la
latitude quand on prend en compte la totalité des échantillons, il existe bel et bien, une
répartition zonale de celles-ci en.latitude dans le bassin. En effet, les teneurs en tritium
,
sont distribuées dans trois bandes distinctes et parallèles comme on le voit sur la figure
144.
- ..-,
,
Cette disposition particulière est loin d'être fortuite. Car, l'affinité entre les points
représentatifs des échantillons est révélatrice de phénomènes naturels qui a priori
imperceptibles, peuvent être décelés par des études isotopiques.
,
Dans le diagramme précédent. quand on désigne par les lettres A, B, et C, les
bandes parallèles correspondant à la répartition des points représentatifs des
,,

---

- 316 -
échantillons en fonction de la latitude, OQ constate que la disposition ordonnée des
bandes a une cenaine signification danS' l'espace (figure 145) .,"
Trillum
(
26
24
22
2
18
16
14
12
10
8
1
6-~
onde C
4
afltude
2
Nord
Figure 144. Distribution en bandes parallèles A. B. et C et répartition zonale des teneurs
en lritium en fonction de la latitude dans lebassin de la Haute Marahoué
La bande A, qui occupe presque toute la superficie du bassin, passe
progressivement au Nord-Est, à la bande B, puis à la bande C qui se situe à l'extrême
Nord-Est du bassin. On retrouve également une portion de la bande B, sur la bordure
Sud-Est du secteur.
L'étude des échantillons d'eau à l'intérieur de chaque bande montre que, la
bande C renferme les points représentatifs des forages les plus pauvres en tritium;
la bande B des points dont les teneurs en tritium sont moyennes; tandis que la
bande A est caractérisée par des teneurs élevées en tritium.
En outre, on constate que d'une bande à l'autre, les points représentatifs des
échantillons présentent entre eux des affinités. Ainsi, il est possible de superposer à la
disposition des bandes, une subdivision zonale. Celle-ci donne quatre zones: la zone 1
se situe au Sud du bassin, suivie de façon régulière par les zones 2, 3 et 4 (situées à
l'extrême Nord).
.
---
Si l'on ne tient pas compte des ouvrages les plus pauvres en tritium (Kogolo,
Dianra SIP, Sissébé et Kébi dont les teneurs en tritium sont inférieures à 3,5 UT), on
constate que les valeurs moyennes des teneurs en tritium qui croissent de la zone 1 à la
zone 4 sont respectivement 8,43 ; 8,95 ; Il,18 et 13,67 UT. Ainsi:
- les réserves d'eaux sans tritium (dont les teneurs sont comprises entre 1 à 3,2
UT) sont esentiellement localisées sur la bordure Est du bassin. Ce qui montre que
cette bordure orientale est fondamentalement caractérisée par les réserves d'eaux
-

---

- 317 -
1
1
1
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1
.....-
--- ......._",-----------.-.
1
-----------
-
1
Figure 145. Répartition zonale des teneurs en tritium dans le bassin de la Haute Marahoué
1

---

- 320 -
F2
1
Domaine à ipaleseur d altérite
tr.e Qrande et d Infiltration .u_
3
IIcate.
famille 2
_---~
---...--~-
eo-CPTl30, 1
/
-o.uC'~ 1
/~Famllle 1
/ '
118
1
/
"-
/
• -
9O.15.CPTl
182"
1
II9~M.e"'CPT'
/
.0.415C....' . /
,-0.1'(1. .1
/
~2af(pT)
/
'
/
80.1 .. CPT)
.0 2711.b) O~
1
;04 ~~I=CC= "
i
- 0.71(1eb1
. , / '
. . . . - "
F3
1
3
Domain. à tempe de "tour dei
eoua plu. 1000Q dan. l'aquifèr.
Domaine à épaisseur d'altérit. très
faible et à infiltratration focile .
Figure 147Analyses en composantes principales nonnées des teneurs isotopiques des eaux
souterraines issUes dtFtfassin de la Haute Marahoué (Espace des Wlilés statistiques
dans le plan factoriel F2 - F3)

---

~bj 'Trltium
1
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(UT)
25
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lebt
lab,
j
-0,8
-0,1
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
+9,1
+0,2
+0,9
+0,4
+0,5
Figure 148.RelalÏons entre les leneurs en tritium elles indices d'échange de bases des alcaJino-
terreux dans les eaux souteraines issues du bassin de la Haule Marahoué
'
- - ---- ~--------------------

---

-
322 -
Cette deuxième famille se caractérise par une baisse générale du niveau
'statique dans les forages. Ceux-ci sont relath'cment..profonds et marqués par une
influence négligeable de l'épaisseur des altérites: à l'exception du forage de Gbongaha
dont la remontée du niveau d'eau serait attribuable à une alimentation en période de
panne mécanique qui dure depuis 6 mois.
Ces résultats mettent en évidence des difficultés de circulation d'eaux au sein
des aquifères captés par ces forages, conune en témoigne la baisse souvent excessive
des niveaux statiques: Gbohouo (.22,52 m) et Kabélékoro (.4,75 m) traduisant un
début de tarissement pouvant devenir irré\\'ersible si les conditions d'alimentation
des nappes demeuraient inchangées.
Les échanges de bases de nature très poussée qu'on observe au sein de cette
famille, correspondent à des temps de séjour relativement longs des eaux dans
l'aquifère; notamment, dans le forage de Sisséhé qui présente 1 UT, comme
l'indique la position décalée de la famille par rapport à l'origine des axes dans la
figure précédente.
- ,:;., ..
FAMILLE 3
Au contraire, les familles 3 et 4 opposées rune à l'autre suivant le facteur F2,
présentent des caractéristiques différentes.
Les forages de Sakouasso, Kogolo et Kébi Flrespectivement profonds de 80;
80 et 52,4 mètres, sont assez pauvres en tritium: 3,5; 2,7 et 3,2 UT. Le forage de
Kogolo affiche une remontée de + 6,38 mètreS. Au contraire, ceux de Sakouasso et
Kébi FI accusent une baisse inquiétante de leur niveau d'eau (-2,50 et -11,30 mètres).
Dans le diagramme de la figurel39, cene famille est relativement proche de
l'origine des axes. Les teneurs en tritium y sont assez faibles comme le sont également
les valeurs de l'ieb ( - 0,25; -0,12 et -0,15) et de la minéralisation totale (5,38 ; 3,27 et
6,013 meqll).
Ce cas devrait correspondre à une alimentation déclenchée tardivement, à des
profondeurs assez grandes sous d'épaisses couches d'altérites : 23 ; 25,5 et 32,43 mètres
de nature probablement argileuse.
En effet, une période de huit mois sépare la campagne piézométrique organisée
en Février 1989, de la campagne isotopique de Juillet 1988. Cela signifie qu'en 1989, la
remontée sensible du niveau d'eau dans les ouvrages cie Dianra ClOT (+ 3,73 m) et
Kogolo (+ 6,38 m) dont les eaux étaient exemptes de tritium en 1988, peut être
attribuée à un début d'alimentation tardi \\'e. Le processus de recharge qui se serait
déclenché récemment dépendrait de trois phénomènes:
_
- une abondance des précipitations annuelles en 1989 par rapport aux années
antérieures, suivie d'une modification postérieure des ronditions de circulation latérale
des eaux souterraines;
- le développement de l'exploitation pro'''oque le rabattement des niveaux
d'eau induits par les pompages; et favorise l'amorce d'une circulation entre les
aquifères voisins, amorce qui.;~.J'absence de toute perturbationl, n'est pratiquement
pas réalisable (Dinçer T. et al., 1983) ;
- enfin, les travaux d'exécution des ouvrages seraient à l'origine des
perturbations provoquées dans les formations en place; car, au fur et à mesure que les
ouvrages vieillissent et que les pompages perpétrés par les populations deviennent
intenses, les perturbations entraÎnent de nouvelles circulations d'eaux souterraines
permettant le transfert des masses d'eau entre réservoirs voisins (Jourda J.P. et
al.,1987).

---

Ce fait ~..: comparable à celui signalé en 1984 pcu' Dincer et al. sur les nappes de
la région de Koula au Mali, et par Savadogo sur les nappes de la zone 5 du ranch de
Léo au BurJd.ne Faso (Jusse~1 C" 1979, Dinçer T. et al.; 1984 et Sava40go N.A.,:;r;'
1984).. Dans cette dernière locàlité, Savadogo signale que les eaux dépourvues de
tritium en 1975 et 1978 ont présenté en 1980, une teneur de 6 UT et que ces faits
étaient en parfaite concordance avec les variations des précipitations annuelles
observées à Léo .
FAMILLE 4
La famille 4 ne comporte que deux forages: Bokolo (n0192) et Morondo TP
(n0153), pour lesquels on a enregistré :
49 et 80 mètres pour la profondeur ;
1,4 et 12,20 mètres pour l'épaisseur des altérites;
6,55 et 14,52 meq/1 pour la minéralisation totale;
- 0,13 et -0,13 pour l'ieb;
14,9 et 25 UT pour les teneurs en tritium;
et enfin + D,59 et + 1,75 mètres pour les variations de ANS.
Cela montre que les aquifères captés par ces forages sont alimentés de façon
importante par les pluies actuelles; et l'opposition de cette, famille suivant le
facteur F2, à la famille précédente est surtout attribuable à des épaisseurs
d'altérites très réduites sur les ouvrages de ce groupe, ce qui facilitel'infiltration
des eaux dans les fractures profondes.
En conclusion, les variations des teneurs en tritium avec la latitude font
apparaitre une zonalité et une disposition des points représentatifs des échantillons en
bandes parallèles. La bordure occidentale du bassin est plus riche en fractures
ouvertes favorisant l'alimentation des aquifères que la bordure orientale qui se
comporte comme un milieu semi fermé caractérisé par des teneurs en tritium assez
basses.
Les teneurs en tritium augmentent du Sud vers le Nord, conformément à la
progression de la mousson du Sud-Ouest Certains ouvrages plus pauvres en tritium:
Dianra S/P, Sisséhé, Kogolo, Kébi et Sakouasso qui prése~tent respectivement: 1;
1; 2,7; 3,2 et 3,5 UT,contiennentdes eaux essentiellemënl anciennes. D'autres,
dont les teneurs en tritium varient de 6,2 à 10,8 UT, correspondent à des mélanges
d'eaux anciennes et de parts relativement faibles d'eaux récentes. Ces mélanges
peuvent être homogènes dans les milieux poreux exploités par les puits. Au contraire,
en milieu fissuré, lorsqu'elles ne sont pas uniquement anciennes, les eaux captées
peuvent résulter du mélange ( accentué par les pompages) au niveau même du forage,
d'eaux issues de plusieurs fractures profondes indépendantes, de mélanges entre des
eaux initialement stratifiées ou encore d'eaux provenant des altérites. Ces mélanges
d'eaux sont responsables des différences de teneurs en nitium qu'on observe entre
échantillons représçntés sur une même droite de correlation entre a%O 2H et 8 a%0 18o.
Certaines réserves d'eaux anciennes qui sont demeurées sans aucune
alimentation pendant au moins 40 ans. Cependant, le processus de recharge de quelques
forages se serait en partie déclenché récemment.
B) VARIATIONS DES TENEURS EN OXYGENE-18 ET EN
DEUTERIUM
D'une façon générale les de a %0 des eaux souterraines qui varient de -4,90 à -
3,41 pour l'oxygène-18 et de -31,90 à -21,3 pour le deutérium sont en moyenne très

---

- 324 -
voisins des a %0 180 et 2H de la pluie de Séguéla : a%0 ISO =-4.42 et a %0 2H =-
26,08 contre -4,42 et -26,t ~n moyenne dans les eaux souterraines (fab1eau 42). , ..
Tableau 42 Relations enlre les teneurs en isotopes lourds. la latitude, l'altihJde,
la profondeur des ouvrages et l'épaisseur des altérires dans les eaux
souremùnes du bassin de la Haute Marahoué.
i
Localités
N"DST
a'Vo°180
a'Vo°2H
lat. Nord Altlt.(m)
Prof.(m) E/AIt(m) MT(mg/l)
1 Dianra-Village 199,000
-4,470 -26,600
8°45'9- 375,000
36,840
22,000
245,840
2
Ména
30,000
-3,930 -22,200
7°51'9- 320,000
80,000
23,000
503,000
3
Madina 204,000
-3,780 -24,100
8°28' 320,000
43,130
23,000
587,980
4
Bohouo
10,000
-3,410 -22,000 7°53'26- 280,000
84,500
5,000
787,150
5
Gbéma
97,000
-3,800 -21,300 8°14'13- 330,000
20,400
20,400
516,610
6
Sakouasso
19,000
-4,220 -24,700
7°50'5- 290,000
80,000
23,000
166,100
7
Dianra SlP 212,000
-4,280 -26,200
8°56.'6- 375,000
80,000
30,000
8
801(010
t 92,000
-4,460 -2:60300 8°55'43- 360,000
26,400
1,400
54~,9a.O
9
Dialykaha 191,000
-4,560 -25,200
9"1'38- 310,000
15,000
15,000
100,900
10
Kogolo 209,000
-4,450 -25,000
8°2'9- 330,000
80,000
25,500
130,790
11
Massala SlP
43,000
-3,880 -22,600 7°54'39- 310,000
38,000
13,000
672,430
12
Kébi F1
172,000
-4,800 -27,500
9°20' 390,000
52,400
32,430
227,400
13
Kabélékoro 118,000
-4,320 -26,000
8°26' 340,000
90,500
14,000
209,790
14
Sisséhé 182,000
-4,880 -31,900
9°7'6- 405,000
57,200
18,370
216,330
15
Gbonkma 162,000
-4,590 -27,100
9°6'9- 395,000
80,100
11,700
286,030
16
Borobadougou 144,000
-4,590 -26,300
8°41'4- 400,000
20,600
20,600
118,500
17
Morondo TP 153,000
-4,900 -30,200 8°57'49- 360,000
80,000
12,200
245,600
18
Kohimon 105,000
-4,370 -24,600
8°20' 360,000
17,800
17,800
324,890
19
N"anaaha 169,000
-4,750 -29,500
9°9' 364,000
16,500
16,500
205,020
Seule, la pluie de Morondo, prélevée un mois après celle de Séguél~ en pleine
saison des pluies présente un enrichissement exceptionnel en isotopes stables: a %0 =-
2,36 pour l'oxygène-18 et -9 pour le deutérium.
CI RELATIONS AVEC LA LATITUDE ET L'ALTITUDE
En latitude conune en altitude, les variations des à %° ISO et 2H se traduisent
par des droites de regression dont les pentes négatives confirment l'abaissement
progressif des teneurs en isotopes lourds en fonction de l'accroissement des latitudes et
altitudes (Figure 144).
Depuis les zones côtières (région du Grand Abidjan et bassin de la Mé) jusqu'au
territoire représenté par le bassin versant de la Haute Marahoué. l'influence de la
latitude sur les compositions moyennes en oxygène-18 est appréciable.
-
Dans le bassin de la Haute Marahoué, les valeurs de a%0 180 varient de -3.78
(à la latitude de 8°28' N) à -4-90 (à la latitude 8° 57' 49" N) ; contre -24,1 à -30,6 pour
le deutérium. Ces valeurs sont toutes normales, à l'exception de celles qu'affiche la
pluie de Morondo (-2,36 pour a%0 ISO et -9,1 pour a%0 2H)
~";~Ces variations dteneurs en isotopes lourds concordent avec celles observées
habituellement dans les eaux souterraines en Afrique de l'Ouest,. En effet, les de
valeurs de à %0 180 varient de -3,1 (à la latitude de 5° N) à -4.5 (à la latitude de 6° N)
au Sud de la Côte d'Ivoire, à -5,7 (à la latitude de Il ° N) au Sud du Burkina Faso et à -
6,5 (à la latitude de 13°5') au Nord du Burkina Faso, au Niger et au Mali; et celles de
à %° 28: de -14 à -16 au Sud de la Côte d'Ivoire et au Togo et -50 à la latitude de 13°5
N au Mali (Jourda J.P.• Dray M., Sarrot Reynauld J., Savadogo N.A.et Zuppi G.M.,
1987).

---

- 325 -
:"'Itltude \\ N )
Latitude \\ N)
r
r
,,'
1
Altitude (m)
Altitllde (ml
zeo 290
"f' sr '" ~ ~ ~ 3~ 3llf 3'f 40f
280 290 ~ SlO 320 330 340 330 5eO 310 380 390 4Ol'
1
1
1
1
1
1
1
-1
1
I--i--+
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Figure 149.Variations des teneurs en oxygène-lB et en deutérium en fonction de la latitude et de
l'altitude dans les eaux souterraines issues du bassin de la Haute Marahoué

---

- 328 -
relativement abondants dans la pluie de Morondo, militent en faveur d'une seconde
hypothèse relative à la relation pouvant exister entre l'i~potance ;-sai~onière ou
mensuelle des précipitations et les variations des teneurs en isotopes.
Tableau 43.Variations des teneurs en Cl- et N03- dans les eatu météorique de Morondo et de
Séguéla en 1989
A
B
C
0
1
N° d'ordre Désianation
CI-(rna/Il N03-(ma/l)
2
16 Pluie de Morondo
1,65
1,18
3
21 Pluie de Séauéla
0,73
0,01
Cette hypothèse a été sugérée par Dinçer T.et al. en 1983 dans l'étude "sur
l'alimentation des eaux souteraines de la zone de Kolokani-Nara (République du Mali)"
où ces auteurs nous apprennent que:
.
"Dans les précipitations de la stDtion météorologique de Banudco on note que
les teneurs en isotopes stables sont les plus négatives au coeur de la saison pluvieuse
(Juillet-Septembre) comme dans tous les pays touchés par la mousson. L'évaporation
et l'humidité jouent ici un r8le important vis-à-vis des teneurs en oxygène-18 des
précipitations. En 1972, par eumple, année de la grande sécheresse des régions
sahériennes, les précipitations ont montré un comportement, du point de vue
isotopique, tlIUllogue aux précipitations relatives aux périodes du début et de lafin de
l'hivernage. Les valeurs isotopiques des précipitations s'inscrivent dans le diagramme
d %0 180 et sur la droite %0 2 H = (5,79 ±0,27)180- (0,92 ± 1,37). L'enrichissement
dû à l'évaporation est relotivement fort surtout pendllnt les mois à faible pluVÜJsité
(pente égale à 5,79)11. (Dinçer, Dray Guerre, Traore et Zuppi, 1983)."
.
Par conséquent, on peut penser que la pluie de Morondo porte les
caractéristiques d'une pluie d'intensité assez faible au cours du mois deJuillet 1988 et
marquée par les effets de l'évaporation et de surconcentration en ions et en isotopes: cI-
, N03-' à %0 HIO et 2H.
En général, l'influence des altitudes sur les variations des teneurs isotopiques est
trop faible pour être mise en évidence. Mais, si l'on ne prend en compte que les points
manifestement concernés par des transferts, on peut définir des gradients d'évolution
isotopique en fonction de la latitude ( ou de l'effet de la continentatlité). Pour les
droites à%O 2B =8 à%o180 + (6 ou 8) ces gradients, pour 100 km, sont très
comparables et voisins de 0,7 à%o180 et 5 à%O 2H; tandis que pour la droite
d'équation à%O 2B = 8 à%0180 + 10, ils ne sont plus que de 0,4 à%o180 + et 3
à%O 2B; ce qui est un indice d'une origine différente des recharg~.
• RELATIONS AVEC LA PROFONDEUR TOTALE DES
OUVRAGES ET L'EPAISSEUR DES ALTERITES
L'analyse statistique de l'ensemble des échantillons d'eaux, montr~ que,
l'influence de la profondeur des ouvrages est, en apparence, insignifiante sur les
variations des teneurs en isotopes stables pris de façon globale. Cependant, dans les
diagrammes détaillés de la figure 146, les teneurs en oxygène-18 et deutérium
présentent bel et bien, dans certains cas, des correlations fortement négatives avec la
profondeur des ouvrages.
L'allure des différentes droites de regression de pentes négatives dans les
diagrammes montre bien que plus la profondeur des ouvrages est grande, plus les à

---

- 329 -
10
20 ~
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10
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0,6
1.1
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12
Il
Figure 15 1.Variations desleneurs en'oxy~ne -;;18 et en deutérium des eaux soulerraines en
fonction de la profondeur totale des ouvrages et de l'épaisseur des allériles dans le
bassin de la Haute Marahoué

---

-
330 -
%0 180 et ~H sont négatifs. En d'autres termes, les valeurs de a %° 180 et 18 sont
moins négatives dans IGS horizons proches de la surface du sol, à cause de la
reprise d'une partie des eaux par l'évaporation.
.
, "
Ces résultats sont confonnes à ceux obtenus au Mali (région de Kolokani-Nara)
par Traoré A.Z. et al. en 1988 où il a été constaté que:
"Les eaux issues des fissures les plus profondes sont toujours les plus pauvres
en tritium tandis que plus le niveau statique est proche de la surface du sol moins
leur d%O 180 sont négatifs rI.
Il en est de même pour les épaisseurs des altérites dont l'influence sur les
variations de a %0 180 et 2H est illustrée par des droites de regression de pentes
négatives Les eaux souterraines sont plus influencées par l'évaporation sous des
épaisseurs d'altérites réduites que lorsqu'elles séjournent dans les altérites très
développées.
En conclusion, les différentes. o.bservations que nous venons de faire sur les
teneurs en isotopes dans les eaux souterraines de la haute Marahoué montrent que:
- les forages de Sisséhé (n0182), Dianra S/P (n0212), Kogolo (n0209), Kébi Fi
(nO 172) et Sakouasso (nO 19) captent des aquifères contenant les eaux les plus
anciennes; les uns ne semblent avoir jamais été alimentés par les pluies tombées depuis
1952: Sisséhé et Dianra S/P); les autres viennent, sans doute, de recevoir des eaux
issues d'une alimentation tardive mais en quantités encore réduites: Kogolo, Kébi FI et
Sakou~;
.
1
- les ouvrages de Gbohouo, Massala S/P et Gbonkaha (nOlO, 43 et 162)
présentent également des eaux presque stagnantes dans des aquifères où l'alimentation
serait réduite;
- les aquifères captés par les ouvrages de Diaora village (0°199), Dyalikaha
(0°191), Borobadougou (0°144), Kohimoo (0010S) et Nimgaha (0°169) bénéficient
d'une bonne ciculation marquée par l'arrivée d'eaux récentes;
·-les eaux souterraines issues des ouvrages de Méoa (0°30), Madioa (0°204),
Gbéma (0°97), et même celles de Massala S/P portent les traces d'une évaporation
relativement faible;
- enfm, les forages de Bokolo (0°192) et Moroodo TP (n0153) présentent des
eaux issues d'infiltration actuelle~' mais bien souvent, parcourant des trajets·
d'écoulement souterrain assez longs.
C) RELATIONS ENTRE OXYGENE·18 ET DEUTERIUM
Les valeurs de a %0 180 et 2H des échantillons d'eau de la région de la Haute
Marahoué sont reportées sur le graphe de la figure 147 menant en relief la correlation,
entre les couples de valeUïs.
Pour l'ensemble des points expérimentaux pris de façon globale, y compris
même la pluie de Morondo, l'équation de la droite de regression, calculée par la
méthode des moindres carrés est de la forme :
a%0 2H =7,35 a%0 180 + 6,23
(avec r =0,90)
Cette droite, de pente 7,35 et d'ordonnée à l'origine + 6,23, porte les traces d'une
sous-saturation relativement importantes en deutérium caractéristique des conditions et
peut-être de l'époque de condensation des vapeurs d'eau.

---

- 331 -
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Figure 152.Droite de regression oxygène -18 - deutérium dans l'esembre des eaux souterraines
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du bassin de la Haute Marahoué
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1
Figure 153 Diagramme détaillé des relations oxygène-18-deutérium dans les eaux so te
.
en Côte d'Ivoire
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1
1

---

- 332 -
Cependant, dans un second diagramme à%O 2H = f(à%0180), une analyse
dçtaillée des points représen~tifs des teneurs en oxygène-18 et deutérium des eaux
souterraines des bassins de La Mé et de la Haute Marahoué, montre que ces derniers
se répartissent sur une série de droites sensiblement parallèles entre elles, de
Pentes 8 ou très peu inférieures. Ces droites présentent des décalages correspondant à
des excès en deutérium de +6 à +10 et d'équation (Figure 153):
à%02H =8 à%0180 + d
L'absence de droites d'évaporation et l'existence de droites de correlation de
pente 8, présentant des excès en deutérium différents, sont dues aux conditions
bioclimatiques marquées en Côte d'Ivoire, par l'importance du domaine lagunaire
au Sud et le devéloppement de forêts de type tropical au Nord; mais surtout par la
saturation et la température relativement élevée de l'atmosphère lors des épisodes
pluvieux. Dans ce cas, le fractionnement isotopique dû à l'évaporation est limité par
l'effet de masse et ne provoque plus qu'une simple réduction des excès en deutérium.
En effet, la composition isotopique originelle des masses de vapeurs évolue en
fonction des conditions d'évaporation sur le golfe de Guinée, du déplacement du
Front Inter-tropical et de l'intensité de l'évaporation sur la forêt. Celle des
précipitations varie non seulement durant chaque averse et chaque saison des
pluies, mais aussi entre grande et petite saison des pluies ainsi que sous l'effet des
lignes de grains et des perturbations locales. Dans ces conditioQs, les recharges des
aquifères qui ne se font pas toutes au même moment, ni de la même façon, selon
l'état de fracturation, la perméabilité; la porosité, l'état hydrique des roches et des
sols et la nature de la végétation, ont des caractéristiques différentes d'un point à
l'autre.
Mis à part ces droites de regression, l'analyse attentivé de la dispersion des
points représentatifs des échantillons dans la figure 154 met en évidence quatre
regroupements de points en relation avec une sorte de zonalité spatiale dans la
distribution des teneurs en isotopes lourds. Ainsi, du haut en bas. les zones 1
(regroupement des points d'eau 10,30 et 43 et à un moindre degré 27), 2 des points
204, 105, 19, 209 sont bien disposés dans l'ordre. Le long de chaque droite de
regièssion traversant une i()ne~les -points représentatifs des échantillons d'eau sont
fortement correlés entre eux: r =+ 0,959; + 0,998; + 0,996; et + 0,999 respectivement
pour les droites numérotées de 1 à 4.
Dans la figure 155, la disposition des diverses zones coïncide assez bien avec
des faits réels. En effet, on constate très nettement que:
- d'une part, la zone 1 située à l'extrême Sud-Ouest s'oppose à la zone 4 au
Nord du bassin; ces deux zones diamètralement opposées étant séparées au centre du
bassin par les zones 2 et 3 qui se suivent en ordre. Les positions respectives des points
représentatifs des ouvrages de Gbéma et Sisséhé (n097 et 182) sur un axe parallèle au
sillon intracratonique birrimien de Boundiali. reflètent bien cette regression des
isotopes stables en latitude;
- d'autre part, la zone 1 correspond aux points représentatifs des échantillons
d'eau dont les teneurs en isotopes stables sont les moins négatives; tandis que
celles-ci deviennent de plus en plus négatives à mesure que l'on se déplace vers la
zone 4.
Ces résultats démontrent assez clairement que:
- l'effet de la latitude sur les varaitions des compositions isotopiques des
précipitations en Côte d'Ivoire est induscutable ;
- le sens de la diminution des teneurs en isotopes lourds dans les
précipitations coïncide plus ou moins avec le déplacement, du Sud-Oest vers le
Nord-Est, de la mousson;

---

- 333 -
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MORONDO
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DIANRA
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(Nord de la
haute Marahoue
,,,
Figurel54.Répartiùon zonale des teneur en isotopes stables en fonction de la laùtude et sens
d'évoluùon des excès en deutérium dans le bassin versant de la Haute Marahoué
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Figure 155. 20nalilé géographique des teneurs en
stables et effet delatiUJde dans les
eaux SOUterraines du bassin de la HaUle Marnhoué

---

1
- 335 -
1
• enfin l'alimentation des nappes d'eaux wuterraines est liée presqu.:.
exclusivement aux précipitations d'origine océanique à l'échelle du territoire.
,
;, ('
1
En outre, à l'intérieur de chaque zone- identifée plus haut, les points
représentatifs des échantillons ont tendance à s'ordonner secondairement sur de
nouvelles droites d'allure oblique aux droites de regression..Ici encore, l'alignement des
1
points représentatifs des échantillons n'est pas sans importance. En effet, l'analyse de la
distribution des valeurs de l'excès en deutérium révèle que celles-ci varient tout le long
d'un axe correspondant à ces droites obliques à l'intérieur de chaque zone.
1
En désignant par une flèche, le sens correspondant à la décroissance de "d", on
constate dans le diagramme de la figure 150 que chaque zone se caractérise par un sens
particulier de la diminution des valeurs de "d". Par exemple "d" décroit:
- dans la zone 1, de l'Est vers l'Ouest;
~
- dans la zone 2, de l'ouest vers l'Est;
1
- dans la zone 3, du Nord vers le Sud
1
- et dans la zone 4 de l'Ouest vers l'Est.
i
Ces observations tendent à plusieurs informations de portées hydrogéologiques:
- les nappes d'eaux souterraines du bassin de la Haute Marahoué présentent de
façon certaine, la marque de plusieurs phases d'alimentation différentes dans le
~
temps et surtout dans l'espace, caractérisée par le regroupement préférentiel des
points représentatifs de certains échantillons à l'intérieur d'une zone donnée;
- à l'intérieur d'une zone distincte, l'affinité entre les points représentatifs des
~
échantillons traduit une caractéristique commune des eaux dans la zone concernée
1
et une même condition locale d'infiltration et donc d'alimentation des nappes.
1,
Cette dernière hypothèse ouvre la voie à l'idée selon laquelle chaque zone
1
,
identifiée dans le diagramme correspondrait à une période précise d'alimentation des
nappes. Dans ces conditions, il ya autant de périodes de recharge des nappes dans
1
le passé, au cours d'une même année ou d'une même saison, qu'il ya de
1
zones. Or, si tel est le cas, le sens des variations des excès en deutérium "d" (calculés
par la formule "d" = d %0 2H - 8 d %0 180) matérialisé par les flèches pourrait
1
correspondre à celui du paléo-déplacement du phénomène perturbateur ayant gouverné
1
les différents épisodes de condensation des --vapeurs d'eau qui ont engendré les
précipitations.
1
Enfin, on peut également relever le fait que, pour un sens donné du déplacement
des phénomènes perturbateurs, l'alimentation des aquifères est beaucoup plus
significative dans un secteur donné, plutôt que dans un autre et cela à l'échelle de
1
la région.en rapport avec les problèmes liés à l'orientation, à la direction et à
,
l'ouverture des fractures éventuellement très variables suivant les secteurs. En
conséquence, la réalimentation des nappes serait dans certains cas, moins fonction
des précipitations que du comportement général des réseaux de fractures au sol
par rapport à la ligne d'évolution des perturbations dans l'atmosphère.
1
L'étude des variations des excès en deutérium en fonction des teneurs en tritium
met en évidence quatre principaux groupes d'eaux.(Figure 151):
- dans le premier groupe, les échantillons n0191, 209, 172, 144 et 105 se
caractérisent par un excès de deutérium supérieur à + 10 et compris entre + 10,36 et
1
Il,28;
• dans le second, les points d'eau n019, 199, 162, 30bis, 97 et 192 présentent des
valeurs de "d" variant de + 9,06 à 9,62.
1
Dans les deux premiers cas, les valeurs de l'excès en deutérium, plus ou
moins voisines de + 10, correspondent à celles des eaux météoriques de Craig
8.(1961); les fluctuations observées étant attribuables aux différents types de
1
1
1

---

- 336 -
d"r------------------- --------------..:---~--..
4J
'0
0'> + 10
~
o
., .r:;.
_
u
+13
Evaporation Intense a très Intense en
. ,
ft
~
~
atmosphère sursaturèe en deutérium
~.,.
:J
E"Ci
+12
(type medlterranéen et Golfe arabique l
CJ
-u
:;:
~ 0
~
( 1 ) -
o
E-
~,"--Groupe
Q.~O
_~E
1
.!! - ~
+10
~ .9
+11
·16
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.a.!:o
CL.
~ ::;
0 -
.aE
+9 <9d"< +10
)--<;roupe 2
Infiltration directe sans
évaporation
+9
T8
Evaporation en atmosphère
-plus ou moins saturée en
.
deutérium
Groupe 3
+6
\\----Groupe 4
CI)
':J
0-
+5..
_
C
o
'Cl
u
o
-~
o < "d"< + 5 ._)
Cl
+4
Q.
~
Evaporation très intense en atmosphère
-
moins saturée en deutérium.
o
.
-
_
_ 1
Evaporation cinetique en atmosphère
en déficit de saturation en deut'rfum
Tritium (U T )
2
8
14
20
26
32
38
Figure 156.Relaùons entre excès en deutérium et teneurs en tritium dans les eaux souterraines du
bassin. de la Haute Maral1aué

---

- 337 -
conden:kltion subis par les vapeurs dJ.eau au sein d'une atmosphère plus ou moins.
saturée et/ou surchauffée .
En revanche, dans le troisième groupe, les échantillons nO 169, 43, 212, 118,
21(pluie de Morondo) et 153 dont l'excès en deutérieum varie de + 8,04 à + 8,62,
portent la marque d'une évaporation partielle. Les effets de cette évaporation sont
encore plus sensibles sur les échantillons du groupe 4 (0°182,204 et 10) dont la
sous-saturation en deutérium (+5,28 < "d" < + 7,14) est assez forte.
Ainsi, d'une amnière générale, on peut observer que:
- d'une pan, les valeurs de "d" des groupes 3 et 4, caractérisées par + 5 < "d" < +
9 correspondent à un type condensation des vapeurs d'eau dans une atmosphère proche
de la saturation pour laquelle 0 S; "d" < + 5 (Fontes J.Ch et al., 1976);
- et d'autre pan, les valeurs entièrement positives de l'excès en deutéium de
l'ensemble des échantillons, montrent clairement l'absence sur le bassin, de
phénomène d'évaporation de type cinétique, c'est-à-dire qui laisse supposer un
certain déficit de saturation de l'atmosphère ambiante pendant l'évaporation et
qui se caractériserait par des valeurs négatives de "dl!.
Dans le bassin, les variations spatiales des excès en deutérium dans les eaux
souterraines font apparaître une nette différence entre les points d'eau les plus pauvres
en tritium (Gbohouo, Madina, Sisséhé) et les autres ouvrages les plus touchés par
les transferts. Les trois premiers points d'eau qui appanenaient plus haut au premier
groupe sont disposés de façon quelconque dans le diagramme de la (Figure 157). Ce qui
confume l'âge relativement ancien de la plupan de ces eaux souterraines comme nous
l'avons vu plus haut ou traduit l'influence de l'évaporation
Figure 157. Diagramme d'évolution spatiales des excès en deutérium dans les eaux
souterraines issues du bassin de la Haute Marahoué
Au contraire, les courbes correspondant aux échantillons concernés par les
transferts sont scindée~ en deux parties symétriques par rapport au centre du bassin. Ces

---

- 338 -
courbes sont contrôlées respectivement à l'Est par la Marahoué et à l'Ouest par le
Yarani. Ainsi, le long de chaque ,artie, les courbes sont contrôlées par un cours d'eau et
les valeurs des excès en deutérium qui diminuent progresivement de la bordure vers le
centre confmnent que les eaux d'alimentation proviennent pour une part imponante des
zones périphériques du bassin. Les ~oulements souterrains sont directement influenœs
par les principaux axes de drainage des eaux de surface et note la présence d'un bassin
isotopique se superposant presque parfaitement au bassin géographique de la haute
Marahoué.
D) RELATIONS ENTRE EXCES EN DEUTERIUM ET
MINERALISATION TOTALE
L'étude des variations de la minéralisation totale en fonction des excès en
deutérium est illustrée par le diagramme de la figure 158.
lII.u 4
+11
1111 ..1 S
111 ..1 1 (1;
.
..............
.
".....
\\
--~
+
+4l..---+-----+--+-----t--
t----+--~_:__"'""'":.f:_:__l
1D01OO~400tIOO~TOOIOO
Figure 158.Relations entre les excès en deutérium et la minéralisation totale dans
les eaux souterraines du sbassin de la Haute Marahoué
Ce diagramme montre que les points d'eau analysés se répartissent en quatre
groupes allant de là 4. Les échantillons du groupe 1 sont regroupés de façon
quelconque. Ceux des groupes 2 à 4 sont alignés sur deux droites de regression
d'équations:
"d" =3,18 Mt + 7,88 (r =0.992)
et
"d" =-4.16 Mt + Il,4 (r =0.948)
dont les pentes négatives indiquent que l'enrichissement en isotopes lourds et
l'augmentation en sels dissous se produisent relativement dans le même sens.
Le groupe 1 contient les ~hantillons nO 199. 19. 118. 162. 153 et 169 pour
lesquels le teneurs en sels dissous sont pratiquement constantes. D n'apparaît en effet,
aucune correlation notable entre l'excès en deutérium et la minéralisation, ce qui
montre que les charges salines sont surtout contrôlées par l'hydrolyse des
complexes silicatés (Dinçer et Al. 1983).Par conséquent, les teneurs très négatives en
isotopes lourds:

---

- 339 -
l
1
- 4,47 ; -4,22; -4,32: -4,59 ; -4,90 et -4,75 pour a%0 180
- 26,6; -24,7; 26; 27,1 ; -30,2 et -29,5 pourd %0 2H
indiquent unè alimetation liée aux orages de fone intensité quine présentent aucune
1
trace d'évaporation. Dans ces conditions, la recharge qui en résulte est d'autant plus
importante, rapide et directe que l'on s'approche des zones où les fractures sont les plus
développées et sunout les plus perméables.
1
Le groupe 2 des échantillons nO 204, 10 et 182 met en évidence, tout comme
les groupes 3 et 4, une cenaine relation de proportionalité entre l'enrichissement en
1
isotopes lourds (devenant de moins en moins négatifs) et l'augmentation de la
minéralisation totale: les points représentatifs des échantillons s'alignent sur des droites
de pentes négatives. Les charges salines, qui sont dans ce groupe relativement élevées
(respectivement 587,98; 787,15 et 216,33 mgll) serait due à la fois à la présence dans le
1
milieu ambiant de sels secondaires plus solubles et à une évaporation relativement
faible.
1
Le groupe 3, qui regroupe les points d'eau n030, 97, 192 et 43 se caractérise par
des valeurs moins négatives des teneurs en isotopes lourds (-3,93; -3,80; -4,46 et -3,88
pour a%0 180 et -22,2; -21,3; -26,3 et -22,6 pour a%0 2H); et par une minéralisation
1
relativement élevée (503; 516,61 541,98 et 672,43 mgll). Compte tenu de la profondeur
faible du niveau statique enregistré sur ces ouvrages: 6,73 ; 14,58; 8,66 et Il,37 mètres,
on peut admettre pour le groupe 3 que le phénomène d'hydrolyse des silcates et celui
d'évaporation participe à part égale à la mise en solution des sels dissous.
1
Enfin, les échantillons n0191, 209, 172, 144 et 105 (Dialikaha, Kogolo, Kébi FI,
Borobadougou et Kohimon) du groupe 4 constituent un cas paniculier. Car dans ce
1
groupement, la mise en solution des sels semble se produire en grande partie en dehors
du réservoir lui-même, c'est-à-dire lors du déplacement des masses d'eau à travers la
zone d'infiltration comme nous l'avons souligné déjà. En effet~ les valeurs d'indices
d'échanges de base, toutes proches de l'équilibre: -0,10; -0,12; -0,15; -0,08 et -0,11
1
témoignent d'une bonne circulation des eaux qui empêche des échanges d'ions entre
l'eau et les permutolites du réservoir.
1
Toutefois, la minéralisation totale de toutes les eaux étudiées est généralement
faible er traduit l'absence de surconcentrations imponantes en ions par évaporation~'Ses
valeurs sont relativement plus est un peu élevée au Sud du bassin à cause des mélanges
1
entre eaux anciennes et eaux récentes et à cause de l'accumulation de sels lessivés dans
le bassin versant.
1
7-4 COMPARAISON AVEC LES RESULTATS OBTENUS PAR
L'EVOLUTION DU SYSTEME CALCO- CARBONIQUE
1
Les résultats des analyses isotopiques et ceux obtenus plus haut grâce à l'étude
du système calco-carbonique dans l'eau, font ressonir une nette concordance entre les
deux techniques, en ce qui concerne l'âge ancien des eaux issues des forages de Kogolo
1
(n0209) dont les eaux évoluaient dans le domaine des milieux fermés à l'atmosphère et
appartenaient à la sous-famille 3:-1 des eaux d'âge avancé dans l'aquifère. En effet, la
teneur en tritium des eaux de ce forage est de 2,7 UT.
1
On trouve également des résultats comparables pourles forages de:
- Sakouasso situé dans le domaine des aquifères peu perméables;
- Kogolo qui présente 3,5 UT ;
1
-et Ména, Kabélékoro, Gbohouo et Massala S/P
qui appartenaient plus haut aux sous-familles 2-1 ; 2-3 et 3-2 des eaux relativement
anciennes.
1
1
1

---

- 340 -
Rappelons également. qu'en ce qui concerne le forage de Oyarabala, dont le
point représentatif occupait le premier rang dans le diagramme ISC-ISO des eaux
souterraines issues d'aquifères de fissures du bassin de la Haute Marahoué, les analyses
isotopiques réalisées, tout récemment (en octobre 1991) à GEOTOP (Université du
Québec à Montréal), ont dOMé les résultats suivants:
- à %0 ISO
=
-13,6;
- à %0 2H
=
-22,3
- 3H
=
3,8 UT
Il s'agit donc là d'eaux essentiellement anciennescomme nous l'avons vu plus haut
Cependant, la majorité des forages étudiés appartiennent à des aquifères
généralement ouverts à l'atmosphère, mais au sein desquels l'alimentaition n'est pas
immédiate, ce qui·permet aux eaux d'atteindre l'état de sursaturation par rapport à la
calcite du fait des profondeurs élevées et éventuellement de la nature peu pennéable des
altérites et des dépôts de remplissage des fractures .
Les valeurs absolues de l'iebélevées et la baisse importante des niveaux d'eau
correspondants sur la plupart des ouvrages sont en rapport avec cette hypothèse. Les
teneurs en tritium assez faibles constituent la preuve d'une alimentation difficile qui
favorise des échanges poussés d'ions entre l'eau et les permutolites.
n existe également une parfaite concordance entre les deux méthodes à propos
de tous les ouvrages contenant des eaux actuelles: Lokola, Morondo TP, Gbongaha et
1
.,
Au contraire, une nette contradiction oppose les deux techniques au sujet des
forages de Sisséhé (nOI82) et Kébi FI (nOI72) qui appartenaient plus haut au milieu
ouvert à l'atmosphère et notamment à la sous-famille 4-2 des eaux actuelles, alors que
leurs teneurs en tritium sont en rélaité assez faibles: 1 et 3,2 UT. Ces deux résultats
contradictoires signifieraient que:
. .
- soit des erreurs ont été commises dans la détermination des paramètres
hydrochimiques (ISe. ISO et <Xh dissous) ou isotopiques.
- soit ce forage est situé au droit d'une zone de mégafractures profondes, siège
d'une remontée du CÛ2 d'origine magmatique. Comme nous l'avons signalé plus haut,
dans un tel cas, les eaux demeurent très agressives malgré leur âge très ancien.
En effet, cette dernière hypothèse est la plus vraisemblable; car, les études
hydrostructurales exposées au début de ce travail font apparaître des accidents majeurs
et des structures circulaires à la hauteur de Sisséhé.
En conclusion, les analyses isotopiques confirment presqu'en totalité, les
résultats obtenus par l'évolution des paramètres du système calco-carbonique,
notamment en ce qui concerne l'âge relativement ancien des eaux souterraines issues de
certains forages profonds de la Haute Marahoué; à l'exception toutefois, des forages de
Sisséhé et Kébi FI pour lesquels la différence entre ces deux techniqq.es est attribuable
à la présence éventuelle d'une source de <Xh magmatique dans les aquifères concernés.
7-5 COMPARAISON AVEC LES RESULTATS ANTERIEURS EN
AFRIQUE DE L'OUEST
7·5·1 SYNTUESE DES EQUATIONS DE REGRESSION 180·2U
Ce paragraphe a pour but de mettre en évidence les correspondances qui existent
entre les compositions isotopiques des eaux souterraines issues des aquifères de socle
en Côte d'Ivoire et dans les autres régions d'Afrique de l'Ouest.

---

l
-
341 -
1
Le tableau 44 qui suit, l...Jume les équations des principales droites de regression
1
1
obtenues au cours des études antérieures en Afrique de l'Ouest par plusieurs spécialistes
,'.,
déi sciences de l'eau.
>
1,
On constate plusieurs catégories d'eaux souterraines et d'eaux météoriques dans
les aquifères en Afrique occidentale en fonction des lieux, des saisons et de l'intensité
1
des précipitations. En effet, on distingue :
- des eaux à infiltration directe sans évaporation et dont les points
~
représentatifs s'alignent sur la droite de regression des précipitations mondiales de Craig
H. (1961) d'équation: à%O 2H = 8 à%o 180 +10 (a = 8 et "d" = +10); ces eaux
caractérisent les régions du Nord du Niger: Liptako, Gourma, Maradi, Zinder et Air
1
(Ousmane B. et al., 1983);
1
1
- le groupe des eaux qui ont subi une légère évaporation a été reconnu dans les
nappes du Continental Terminal, du Paléocène et du Maestrichtien du Togo par
~
Akiti en 1980; l'équation des droites de regression est de la fonne: à%O 2H = 7,3
à%o 180 + 8,8;
.
- les eaux sujettes à d'intense évaporation avant ou après infiltration se
~
rencontrent dans la cuvette du Lac Tchad (Fontes J.Ch.et al. 1979) et dans les nappes
1
d'Ile-Ife du Nigéria (Loehnert E.P., 1980): à%O 18H =5,2 à%0180 +1; à%O 18H = 5,95
à%o180 + 6,2; à%O 2H = 3,7 à%o 180 + 1,25;
- et le cas d'évaporation de type cinétique, caractérisé par a < +7 et "d" < 0 et
~
correspondant à l'évaporation en atmosphère en déficit de saturation élevé est signalé au
Ghana (dans la région de Bolga Tanga, par L. G. D. et WRRU, 1978), au Togo
(Akiti, 1980), au Mali (Bamako et Kolokani-Nara, AlEA, 1983), et sur les affiuents
~
du Lac Tch;td (Fontes J.Ch et al., 1979). L'évaporation de type cinétique présente
respectivement dans les localités précitées des droites de regression de la fonne:
à%O 2H = =5,14 à%o180 - 0,56; à%O 2H = 4,2 à%olSQ -1,7; à%O 2H = 5,8 à%o 180 -
~
0,9; à%O 2H = 5,2 à%o 180 -8, et à%O 18R = 5,2 à%o 180 - 3.
D'une manière générale, on remarque que les valeurs de l'excès en deutérium
~
varient de -10 à +13,6 preuve que les précipitations qui alimentent les nappes d'eaux
1
souterraines en Afrique de l'Ouest sont essentiellement issues des masses d'air d'origine
océanique. Cependant, dans les territoires recouverts par le sahel, la progression de la
mousson vers le Nord peut être subitement perturbée par l'interférence des lignes de
~
grains qu'accompagnent les 'vents Est-Ouest, provoquant ainsi >une·modification
profonde dans les compositions des eaux souterraines.
--'~,
1
7-5-2 COMPARAISON AVEC LES RESULTATS AU MALI
P
Au Mali, les deux régions étudiées par nos prédesseurs: Kolokani-Nara (au
Nord du Mali à la frontière mauritanienne) et Koula-Nossompougou situé à 80 km
de Bamako au Sud, appartiennent à peu près au même fuseau méridien que le bassin
p
de la Marahoué. Cependant, ils se décalent légèrement vers l'Ouest par rapport à la Mé
et sont éloignées de 975 et 1125 km des côtes océaniques et de 550 et 700 km de la ville
de Séguéla.
p
Unités morphologiques de:; plateaux mandingues, les régions de Koula et Nara,
d'altitude moyenne (400 m) comparable à celle du bassin de la Marahoué (300 m), sont
p
fonnées de calcaires et jaspes au sein d'un ensemble détritique alternant les séquençes _ .
schisteuses avec des grès à granulométrie fine. Ici, les roches basiques intrusives sont
représentées par des venues doléritiques: sills, dykes et laccolites dans la serie grèseuse
(Traoré A.Z. 1988). A l'instar des autres provinces hydrogéologiques d'Afrique de
p
l'Ouest, les régions de Koula et Nara récèlent des réserves d'eau d'importance variable
au sein d'aquifères superficiels liés aux altérites et d'aquifères profonds des zones
fracturées du socle, où les arrivées d'eau profondes de 40 à 127 m ont été enregistrées.
p
p
p

---

- 342 -
Tableau 44. Principales équations des droites de regression 180-2H emegisb'ées par différents
auteurs dans les eaux souterraines et superfkielles d'Afrique de l'ouest
Maroc: bassin du Tadla
ô% 2H • 5 ô% 180-10
eaux souterr.
IAEA, Kabbaj A.(1978)
Bassin .'Je Sissili(BF)
ô% 2H· 8 ô% 180+6,7
eaux météorique Savadogo N.A. (1984)
Lac Tchad
ô% 2H· 25 ô% 180+1
eaux de surface
Fontes J.Ch. et al. (1979)
Affluents du Lac Tchad
ô% 2H· 3,95 ô% 180-3
eaux de surface
fontes J.Ch. et al. (1979)
Liptako, Gourma,Maradi ô% 2H· 8 ô% 180+10
eaux météoriquelOusmane B. et al. (1983)
Zinder et Air (Niger)
Station météorologique
Bamako
ô% 2H
5,8
E
ô% 180-0,9
eaux météoriquel AlEA (1983)
Kolokani-Nara (Mali)
ô% 2H E 5,79 ô% 180-0,09 eaux souterr.
AlEA (1983)
Kolonakani-Nara (Mali)
ô% 2H =5,25 ô% 180-8
eaux souterr.
AlEA (1983)
Bamako (Mali)
ô% 2H .. 5,8 ô% 180-0,9
eaux météorique AlEA (1983)
Golfe de Guinée
ô% 2H" 8 ô% 180+18
eaux météorique Traoré A.l. (1985)
Massantola (Mali)
~%2H" 8%180 + 18
eaux météoriquel Traoré A.l. (1985)
Ile-Ife
(Nigéria)
ô% 2H" 5,9 ô% 180+6,2
eaux souterr.
LOEHNERT (1980)
Ile-Ife (Nigéria)
~%2H" 8%180 + 1,25
eaux souterr.
LOEHNERT (1980)
Plaine d'Accra (Ghana)
ô% 2H E 7,86 ô% 180+14
eaux météorique Labo. de.Géol. Dynam.
et W.R.R.U. (1978),
AKITI (1980)
Bolga Tanga (Ghana)
ô% 2H .. 5,14 ô% 1801),56 eaux souterr.
LG.O. et WRRU (1978)
AKITI (1980)
Continental Terminal,
Paléocène et
Maestrischien (Togo)
ô% 2H
7,35
E
ô% 180 + 8,8 eaux météorique PNUO (1975)
AKITI (1980)

---

- 343 -
D'un point de vue isotopique, de 1973 à 1Q84, dt.. nombreuses études ont été
réalisées au Mali, notamment dans la zone comprise entre Bamako et Nara située au
Nord du pays. Plusieurs synthèses de ces travaux ont déjà été faites (Dinçer T.etal.,
1984, Jusserand C., 1979, etc). En 1988, à la faveur du séminaire de Niamey (21-25
Novembre 1988) sur le "Développement des Techniques isotopiques et nucléaires en
hydrologie et hydrogéologie dans les pays du Sahel", Traoré A.Z. du Mali et Sarrot
Reynauld J. de l'Université de Grenoble ont conjointement publié un article très
synthétique sur l'''étude isotopique des eaux souterraines de la région de Koula-
Nnossombougou (Mali)", document grâce auquel la présente comparaison a été sans
peine.
Les échantillons étudiés ont été prélevés entre les latitudes de 5°15' et 13°35'
Nord et les longitudes de 3°30' et 8° Ouest, en Côte d'Ivoire et au Mali. Les résultats
d'analyses ont été regroupés avec ceux concernant le secteur de Kolokani-Nara au Nord
du Mali (Dincer et al., 1984), le Burkina Faso et l'Ouest du Nigéria (Loehnert et al.,
1988). L'ensemble de ces données couvre le secteur compris entre, le Golfe de Guinée
et la frontière mauritanienne sur une distance de plus de 1200 km du Sud au Nord. On
passe ainsi des zones de lagunes littorales à la forêt tropicale puis à la savane arbustive
et enfin aux zones subdésertiiques du Sahel (Figure 159).
Les teneurs en isotopes (ISO, 2H et 3H) des eaux souterraines prélevées dans des
puits et forages, à des profondeurs importantes pouvant atteindre plus de 120 mètres,
dans les roches fissurées précambriennes (granites et migmatites antébirrimiens, assises
volcanosédimentaires birrimiennes) et infracambriennes (grès, schistes, calcàires et
jaspes) ou dolérites panafricaines d'Afrique de l'Ouest, permettent de déterminer
l'origine et le temps de séjour dans l'aquifère de ces eaux qui sont souvent en charge
sous la couverture d'altérites.
Dans toute cette région, les précipitations, réparties entre grande et petite saisons
des pluies proviennent de l'avancée de la mousson du Sud- Ouest vers le Nord-Est lors
du déplacement du Front intertropical, de la condensation de l'évaporation sur la forêt
tropicale ou même sur le delta inférieur du Niger.
Lest teneurs en tritium des eaux souterraines étudiées montrent comme dans
oeaùéoup d'autres régions du'monde, l'existence d'eaux anciennes'l!~ pauvres en
tritium, d'eaux récentes ayant des teneurs voisines de celles des précipitations dans les
divers secteurs aux époques voisines de celles des prélèvements et d'eaux résultant de
mélanges en proportions diverses d'eaux anciennes et d'eaux récentes.
Un grand nombre d'échantillons correspond à des eaux anciennes non
renouvellées comme l'indiquait déjà la baisse quasi continue des niveaux
piézométriques observée ces dernières années du fait d'une exploitation importante. La
part d'eaux récentes dans les mélanges reste faible même dans les régions à forte
pluviométrie du fait de l'importance du ruissellement superficiel, de la reprise par
évapotranspiration et des difficultés d'infiltration dues à l'épaisseur du recouvrement
d'altérites.
Les points représenbtatifs des teneurs en 180 et 2H de chacune des eaux étudiées
se répartissent dans un diagramme à%02H-à%0180 sur une série de droites de
corrélation de pentes très voisines de 8, qui se différencient les unes des autres par des
valeurs de l'excès en deutérium, échelonnées de -0,3 à + 17, mais sur chacune de ces
droites, sont représentées des eaux pouvant avoir des teneurs en tritium et des
minéralisations différentes .
Les eaux souterraines issues de la Côte d'Ivoire les plus proches de La Mer et
dont les dosages ont eu lieu 6 ans après ceux des eaux du Mali, présentent naturellement
les teneurs en tritium les plus faibles (1 à 25 UT). A Koula-Nossombougou et Nara, les

---

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Figure 159,Dillgrnmme des relaûons oxygène-18 - deuiérium dans les eaux souterraines
~elatlons entre les teneurs 0 '8 et " ! 'ans les ••u. souterraines
d'Afrique de l'Ouest (Abidjan, Ln Mé, Hnule Mnrahoué, Koul11 Nossombougou et
du soc'e flssur. d'Afrique d. "Ouest
Kolokani-Nara)

---

1
- 345 -
~
teneurs en tritium de eaux de 1982 atteignent 50 UT. En Côte d'Ivoire, seul le forage de
Morondo TP (25 UT) présente une teneur en tritium appréciable. Panout ailleurs, les
ténetits en trinùm sont inférieures à 20 UT.
: ,~
,.
~.
Dans les zones tropicales, "l'effet de masse" limite le fractionnement par
évaporation devant affecter l'oxygène-18 et et le deutérium. Dans ce cas, l'évaporation
ne se traduit que par une réduction de l'excès en deutérium (Jusserand et al., 1979).
.~
La répanition des teneurs en tritium au Mali ne traduit pas souvent l'effet de
continentalité lié à la progression de la mousson du Sud vers le Nord. Les compositions
~
isotopiques des eaux varient très fortement d'un ouvrage à un autre et d'une année à
l'autre. ce qui prouve que la répanition des précipitations dues à la mousson peut être
modifiée très fortement par les lignes de grains qui se déplacent d'Est en Ouest,
perturbant les conditions d'apparition des averses et modifiant de cette façon la
~
compoisition isotopique des précipitations et donc des eaux souterraines (Traoré A.Z.et
Sarrot Reynauld l, 1988).
~
Dans les zbnes sahéliennes, l'influence de èes lignes de grains (Joseph A. et
al.,1989) modifient les conditions thermiques lors des précipitations ce qui explique
également l'absence de droites d'évaporation dans nos diagrammes.
~
Au contraire, en Côte d'Ivoire, les variations des teneurs en tritium mettent en
évidence l'effet de continentalité et de latitude, et montrent également que l'alimentation
des nappes d'eaux souterraines provient essentiellement des précipitations issues de
~
l'évolution de la mousson du Sud vers le Nord.
Mais les points représentatifs des eaux de chacun des puits ou forages ne
~
s'ordonnent pas de façon régulière sur les droites de correlation en fonction de la
latitude ou de la longitude des points de prélèvement, ce qui implique l'existence de
tranferts inégaux entre les zones d'alimentation par les précipitations et les points de
prélèvement, soit à travers les fractures et fissures du socle parfois sur de longues
~
distances, soit par transit des eaux dans les cours d'eau superficiels avant infiltration.
Même si la compositioon isotopique des pluies varie au cours de chaque épisode
~
pluvieux (Jusserand C.et al:"t999) et d'un épisode-à-l'autre,Jes variations de même type
observées sur des eaux prélevées à plusieurs centaines de kilomètres de distance sont
1
liées à des conditions climatiques différentes des conditions actuelles et plus
particulièrement à celles régnant lors des périodes anciennes du Quaternaire.
1
En fait, dans le socle fissuré, l'infiltration est rapide mais n'est qu'épisodique.
1
Elle ne se produit que lors d'évènements pluvieux importants et est très faible dans les
1
conditions habituelles du f~it de l'intensité de l'évaporation surtout dans la zone
sahélienne, de l'épaisseur et de la nature de la couverture d'altérites qui déterminent un
seuil de recharge des aquifères profonds.
~
En 1982, les teneurs très hétérogènes en tritium de la région de Koula: tantôt très
1
fortes (Nossombougou 20 UT), tantôt assez faibles voire nulles (Karadies 1 UT,
Massantola 0 à 1 UT) étaient deve.nues plus homogènes et relativement faibles en 1984
(4 à 10 UT). Cette disparition des forages sans tritium en 1984, est en rapport avec le
cas observé en 1984, sur la zone 5 du Ranch de Léo au B urkine Faso par A. N.
1
Savadogo. Ces faits prouvent qu'au fil du temps, les nappes d'eau initialement captives
et isolées, reçoivent peu à peu des eaux récentes provenant des précipitations actuelles
par suite d'une modification ultérieure des conditions d'alimentation.
1
Si l'importance des pompages tend à favoriser le mélange d'eaux d'origines et
d'âges différents, les eaux souterraines captées dans le socle fissuré d' Afrique de
1
l'Ouest sont le plus souvent des eaux anciennes non renouvellées dont les origines sont
liées à la succession de périodes humides et de périodes sèches qui ont régné dans cette
1
1

---

-
346 -
région; les temps de séjour étant déterminés par la structure même du milieu fissuré et
plus particulièrement en rapport avec l'interconnection ou non des réseaux de
discontinuité et l'épaisseur de la couverture d'altérites. La gestion à long terme de ces
ressources doit tenir compte de ces données.
CONCLUSIONS SEPTIEMES
Les trois isotopes de l'environnement dosés au cours de ce travail sont: le tritium
(3H), le deutérium rH) et l'oxygène-18 (ISO).
Les variations du tritium en profondeur et en fonction de l'épaisseur des altérites
conftrment les résultats obtenus plus haut: à grande profondeur et sous d'épaisses
coudes d'altérites, le tritium est assez rare, voire absent dans les ~ux souterraines; ce
qui siJIlifte que les eaux d'âge ancien sont généralement les plus profondes ou celles
qui séjournent dans les altérites les plus épaisses et donc à alimentation difficile.
Les variations des teneurs en tritium avec la latitude font apparaitre une zonalité
et une disposition des points représentatifs des échantillons en bandes parallèles. La
bordure occidentale du bassin est plus riche en fractures ouvertes favorisant
l'alimentation des aquifères de fissures que la bordure orientale qui se comporte comme
un milieu fenné ou semi fermé caractérisé par des teneurs en tritium assez basses.
Le tritium augmente en teneur du Sud vers le Nord, conformément à la
progression de la mousson du Sud-Ouest Certains ouvrages plus pauvres en tritium:
Dianra S/P, Sisséhé, Kogolo, Kébi et Sakouasso, qui présentent respectivement: 1; 1;
2,7; 3,2 et 3,5 UT, contiendraient des eaux essentiellement anciennes. D'autres, dont
les teneurs en tritium varient de 6,2 à 10,8 UT, correspondent à des mélanges d'eaux
anciennes et de parts relativement faibles d'eaux récentes. Ces mélanges peuvent être
homogènes dans les milieux poreux exploités par les puits. Au contraire, en milieu
ftssuré, lorsqu'elles ne sont pas uniquement anciennes, les eaux captées peuvent résulter
du mélange ( accentué par les pompages) au niveau même du forage, d'eaux issues de
plusieurs fractures profondes indépendantes, de mélanges entre des eaux initialement
stratiftées ou encore d'eaux provenant des altérites. Ces mélanges d'eaux sont
responsables des différences de teneurs en tritium qu'on observe entre échantillons
représentés sur une même droite de correlation entre d%O 2H et Sd%ol8Q.
L'influence de l'altitude sur les teneurs isotopiques est trop faible pour être mise
en évidence. Mais, si l'on ne tient compte que des points d'eau manifestement
concernés par des transferts, on peut définir des gradients d'évolution isotopique en
fonction de la latitude (ou de l'effet de la continentatlité).
Pour les droites d%O 2H = 8 d%o 180 + (6 ou 8) ces gradients, pour 100 km, sont
très comparables et voisins de 0,7 d%o 180 et 5 d%O 2H; tandis que pour la droite
d'équation d%O 2H = 8 d%o 180 + 10, ils ne sont plus que de 0,4 d%ol8Q + et 3 d%O
2H; ce qui est un indice d'une origine différente des recharges.
Les valeurs de d%O 2H et d%o 180 les plus négatives se rencontrent à des
profondeurs assez grandes ou dans les altérites les plus épaisses où on suppose que
l'eau est alors à l'abri de toute reprise par évaporation. En effet, il n'existe que quatre
cas d'eau portant les traces d'une évaporation avant ou après infiltration: Gbohouo,
Madina,Ména et Massala pour lesquels les indices d'échanges de bases sont: -0,55; -
0,14; -0,22; -0,10 et +0,44.

---

- 347 -
Dr.:; le diagramme à%O 2H = f(à%018CJ~ une analyse détaillée des poiras
représentatifs des teneurs en oxygène-18 et deutérium des eaux souterraines des bassins
. de La Mé et de la Haute Marahoué, montreique ces derniers se répartissent sur une série",
de droites sensiblement parallèles entre elles, de Pentes 8 ou très peu inférieures. Ces
droites présentent des décalages correspondant à des excès en deutérium de +6 à +17 et
d'équation :
L'absence de droites d'évaporation et l'existence de droites de correlation de
pente 8, présentant des excès en deutérium différents, sont dues aux conditions
bioclimatiques marquées en Côte d'Ivoire, par l'importance du domaine lagunaire au
Sud et le devéloppement de forêts de type tropical au Nord; mais surtout par la
saturation et la température relativement élevée de l'atmosphère lors des épisodes
pluvieux. Dans ce cas, le fractionnement isotopique dû à l'évaporation est limité par
l'effet de masse et ne provoque plus qu'une simple réduction des excès en deutérium.
En effet, la composition isotopique originelle des masses de vapeurs évolue en
fonction des conditions d'évaporation sur le golfe de Guinée, du déplacement du Front
Inter-tropical et de l'intensité de l'évaporation sur la forêt. Celle des précipitations varie
non seulement durant chaque averse et chaque saison des pluies, mais aussi entre
grande et petite saison des pluies ainsi que sous l'effet des lignes de grains et des
perturbations locales. Dans ces conditions, les recharges des aquifères qui ne se font pas
toutes au même moment, ni de la même façon, selon l'état de fracturation, la
perméabilité, la porosité, l'état hydrique des roches et des sols et la nature de la
végétation, ont des caractéristiques différentes d'un point à l'autre.
Les analyses isotopiques conftnnent presqu'en totalité, les résultats obtenus par
l'évolution des paramètres du système calco-earbonique; notamment en ce qui COncerne
l'âge relativement ancien des eaux souterraines issues de certains forages profonds de la
Haute Marahoué; à l'exception toutefois, des forages de Sisséhé et Kébi FI pour
lesquels la différence avec les techniques isotopiques est attribuable à la présence
éventuelle d'une source de C02 magmatique dans les aquifères concernés.
·-=~·La minéralisatiorr'totaJe..de toutes les'eaux étudiées, généralement faible,
confmne l'absence de surconcentrations en ions par évaporation. Elle est un peu élevée
au Sud du bassin, où les eaux résultent de mélanges d'eaux anciennes et d'eaux
récentes, vraisemblablement par accumulation de sels lessivés dans le bassin versant.
Ces quantités généralement assez faibles des substances dissoutes dans l'eau,
proviennent éventuellement de l'hydrolyse des complexes silicatés et de diverses
réactions chimiques de production d'ions qui ont nécessairement bésoin d'un temps
relativement long pour s'accomplir entièrement.
Enftn, si l'importance des pompages tend à favoriser le mélange d'eaux
d'origines et d'âges différents, les eaux souterraines captées dans le socle fissuré
d'Afrique de l'Ouest sont le plus souvent des eaux anciennes non renouvellées dont les
origines sont liées à la succession de périodes humides et de périodes sèches qui ont
régné dans cette région; les temps de séjour étant déterminés par la structure même du
milieu fissuré et pMts"particulièrement en rapport avec l'interconnection ou non des
réseaux de discontinuité et l'épaisseur de la couverture d'altérites. La gestion à long
terme de ces ressources doit tenir compte de ces données.

---

CHAPITRE 8
ORIGINE DES IONS MAJEURS ET MECANISMES
D'ACQUISITION DES SUBSTANCES DISSOUTES PAR
L'EAU DANS L'AQUIFERE
Ce chapitre sera consacré à l'étude des principaux facteurs et des réservoirs de
production d'ions .Dans les aquifères de socle, les concentrations en substances
dissoutes dans l'eau sont fonction de plusieurs facteurs: âge de l'eau, profondeur des
réservoirs, epaisseurs des altérites, niveau statique, abondance da la -microflore et des
matières org.miques dans le milieu ambiant, nature pétrographique des roches, etc.
L'importance sectorielle de ceux-ci, peut influer notablement sur l'origine spatiale
des éléménts dissous rencontrés dans les eaux souterraines, les principaux mécanismes
de production d'ions et les équilibres entre la phase aqueuse et les minéraux d'altération
des roches.
8-1 ORIGINE SPATIALE ET NOTION DE RÉSERVOIRS CHIMIQUES DE
PRODUCTION D'IONS A L'AIDE DE L'ANALYSE EN COMPOSANTES
PRINCIPALES NORMÉES (ACPN) DANS LES EAUX SOUTERRAINES
ISSUES DU BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARHOUE .
.
L'analyse multivariée est une méthode statistique de description qui permet de
synthétiser et de classer un nombre important de données afin d'en extraire les facteurs
principaux qui sont à l'origine de l'évolution simultanée des variables et de leurs
relations réciproques.
C'est un outil de choix dans le domaine de l'hydrochimie dont les paramètres
chimiques sont généralement très nombreux et soumis à des variations remarquables
aussi bien dans le temps que dans l'espace.
Dans ce travail, nous avons fait appel à cette technique d'analyse et notamment à
l'analyse en composantes principales normées (centrées et réduites), telle qu'elle est
proposée par F. Caillez F.et Pages J.P. (1976).
Les différents tableaux de données de base contiennent au total 12 variables :
Ca2+, Mi+, Na+, K+, HC03-, CI-, S042-, N03-, conductivité (cond), iÏrinéralisation
totale (Mt), M'H et PCÜ2; à l'exception des régions de Man (où N03- n'est pas dosé)
etdu bassin de La Mé (où N03- et la conductivité font défaut).
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, le facteur FI (Figures 160) est le
facteur le plus important. Il explique à lui seul de 35 à 39% de l'inertie du nuage des
points représentatifs des ouvrages et exprime toujours le phénomène de minéralisation-
temps de séjour qui est le mécanisme le plus dominant dans les processsus
d'acquisition des ions par l'eau. Il contrôle en moyenne 72,5% des observations et
concerne les ions: M g2+, CI-, K+ et HC03- ( pour les forages); Ca2+, Na+ et à un
degré moindre N03- et CI- (pour les puits-modernes); enfin, N03-, K+ et HC03- (pour
les puits-paysans).
Le phénomène de minéralisation-temps de séjour met habituellement en évidence
-

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Figure 160.Analyses en c01posantes principales nornées (ACPN) des eaux soulerraines issues
d'aquifères de fi1sllre dans le bassin de la Haute Marahoué
,
,
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-
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---

-
350 -
deux types d'ions dans les eaux souterraines:
- les ions à longue période de passage en solution qui correspondent à Cl-. Ca.......
M g2+. K+ et HC03- ( pour les forages; et l'ensemble des ions dosés dans le cas des
puits-modernes); cela montre que les altérites jouent un rôle primordial dans la mise en
solution de tous les types d'ions;
- et les ions à courte période de passage en solution ou à conditions
exceptionnelles et directes d'acquisition par l'eau ( K+. Cl- et N03); observables
uniquement dans les aquifères de ftssures que captent les forages.
Le second mécanisme d'approvisionnement des eaux en ions dans le sol est
désigné par les apports superficiels exprimés essentiellement par le facteur 2 et qui
conditionnent les variables telles que:
- NÛ3-. Na+. S032- et pC02 dans les forages;
- Hal3, K+. Mg2+ et S042- sur les puits-modernes;
Dans le.; altérites près de la surface du sol. la notion d'apports sUPerftciels doit être
considérée comme étant liée à l'influence des eaux météoriques. Les autres facteurs (F3
et F4) ont également révélé d'autres types de production d'ions. Ainsi, il a été observé:
- dans les forages profonds. des conditions exceptionnelles et faciles de passage
direct en solution des ions CI-, K+, Na+ et N03- ;
- dans les sols, l'influence des feux de brousse dans la mise en solution de Cl et
Na ainsi que celles des végétations dans la libQ'ation des chlorures et des nitrates;
- et dans les sols. les effets de pollution sur les concentrations anormales en NO)
et des échanges de bases qui produisent K+ ou Na+.
Par conséquent, dans les aquifères de ftssures. la valeur de la minéralisation totale
sera d'autant plus forte que l'eau aura résidé longtemps dans le réservoir. Dans tous les
secteurs étudiés: bassin de la Haute Marahoué, régions de Man et d'Abidjan et bassin de
La Mé. les aquifères de socle et les altérites se comportent comme des réservoirs
chimiques de production d ·ions. Ce rôle est mis en évidence par les différents facteurs
let 2 de l·ACPN.
Le facteur 1 exprime toujours le phénomène minéralisation-temps de séjour de
l'eau dans l'aquifère qui affecte 64 à 95 % des observables selon le type d·aquifère. Le
facteur 2 révèle, du haut vers le bas, les possibilités de transfert d'ions d'un aquifère
à l'autre. Par exemple, sur le bassin de la Haute Marahoué,les apports superftciels dans
les aquifères de socle désignent tout d' abord les produits de lessivages des altérites sus-
jacentes; au sein de ces dernières, ces apports proviennent du sol; alors qu'à la surface
du sol, ils désignent les éléments issus des eaux météoriques. Par conséquent, il existe en
tout cinq principaux réservoirs chimiques de production d'ions: réservoirs
hydrosphérique, atmosphérique, floristique, anthropogénique et pédosphérique;
qui se caractérisent par des réactions typiques de mise en solution.. des éléments,
réactions souvent communes à plusieurs réservoirs mais dont l'intensité varie en
importance d'un réservoir à l'autre.
8-2 RESERVOIRS CHIMIQUES ET MECANISMES DE PRODUCTION
D'IONS DANS LES EAUX SOUTERRAINES
Parmi les cinq réservoirs chimiques évoqués précédemment, le réservoir
hydrosphérique (molécule d'eau, rivières. napppes. étangs, mers.) ne présentera pas un
intérêt paniculier dans ce paragraphe. En revanche, nous nous intéresserons à l'étude des
quatre réservoirs suivants:
- réservoir atmosphérique (aérosols marins. continentaux)
- réservoir floristique (couvert végétal, forêt. savane)
- réservoir anthropogénique (activités de l'homme: feux de brousse, sites habités.
déchets urbains et agricoles);

---

1
- 351 -
. et réservoir pédosphérique (sols, altérites et zone fissurée profonde);
~
qUi sont d'excellents milieux de mise en circulation des ions.
,
8-2-1 RESERVOm CHIMIQUE ATMOSPHERIQUE
L'influence du réservoir atmosphérique dans la mise en solution des ions a été
P
mise en évidence par les apports d'origine superficielle décelables dans les eaux de
surface et dans certains puisards très proches de la surface du sol L'influence des eaux
t
de pluie dans la production des ions tels que Na2+, K+ et Cl- est indiscutable.
,
En 1988, l'analyse chimique de quatre échantillons d'eaux de pluie prélevés
à différentes périodes sur le toit du bâtiment de la phannacie de Séguéla a donné les
résultats qui sont portés dans le tableau 45.
~,
Tableau 45 Composition chimique (en mg/l) des eaux météoriques prelévées entre avril et
juin 1988 sur le toit de la pharmacie de Séguéla
.-
~-:
..... ' ":..•. ~-.
1
Date
1P"f
Ca
1M:1
Na
K
NH4 N03
CI
HC03 504 P04
20/4/88 6,5 2,2 5,4 <1
<1
0,7
0,87
0,87 24,4 6,6 0,2
~
18/6/88 6,5 1,3 4,5 2,5 <1
0 traces traces
24,4 5,1 0,2
25/6/88 5,9 1,6 6,7 1,6 1,1 0,1 traces traces 30,5 6,6 0,2
~
13/7/88 6,5 9,3
22
13
1 1 1,3
0,36
0,36
168
8 2,8
~
Les éléments fondamentaux de la composition chimique de l'eau sont relativement
~
bien représentés dans les eaux météoriques de Séguéla:
• le pH demeure acide (pH < 7), tant dans les eaux souterraines que dans celles des
pluies;
~
- le bicarbonate prédomine dans les nappes, mais également dans l'atmosphère;
:
--enfin, les concentrations ioniques des pluies sont d'abord faibles en début de
saison des pluies (avril), avant de croître progressivement au fur et à mesure que
s'installaIent les périodes de grandes tonardes (juillet), caractérisées par des teneurs en
~
bicarbonates pouvant atteindre 167,75 mg/l.
,
Des résultats similaires ont été également obtenus par Baudet J.(1984-1988), qui
montrent que les eaux météroriques de la Côte d'Ivoire sont souvent assez chargées en
1
1
ions dont certains comme les bicarbonates peuvent atteindre plus 200 mg/l.
P
L'origine atmosphérique des ions dans les couches d'air au-dessus de l'Afrique de
l'Ouest, est en relation avec la composition des vents de poussières. En 1984, les
,
dosages effectués par Courel M.F.(1984), sur des échantillons de Dâyet en Nahârat
(Nord Tombouctou) ont fourni une description assez précise des aérosols liés aux vents
boréaux. Il s'agit :
,
"des particules minérales de -1 à 30 J1.m de dimension, particules quartzeuses
(majoritaires),jragments de çristallites d'argiles (type d'argile indéterminée), micrJlë_
roses de gypse (q =1/10 J1.m), diatomés diverses (Melosira granulata (+++),-Nitzscnia-
,
confinis, Navicula oblonga, Syneda rumpens, Pinularia gentilis) entières ou brisées et
quelques grains de pollen" (Courel M.C., 1984).
En côte d'Ivoire, la présence dans les brumes sèches des sulfates de calcium
,
(gypse) est signalée par Bertrand Y.(1974) grâce à l'évolution des rapports S042-/Ca2+
dans l'atmosphère dont les fortes valeurs enregistrées au sahel, sont attribuables à
l'émission des particules d'origine terrigène provenant du Sahara (Bertrand, 1974). - -
,,

---

- 352 -
En afrique de l'Ouest, la fréquence et la durée des brumes sèches auraient
considérablement augmenté depuis 1968 (Pitte, 1975; in M.F.Courel, 1984) suite à
l'intensification des vents de sables au Sahara et au sahel, au renforcement général des
alizés continentaux et à l'assèchement lié au défici t pluviométrique persistant.
Les vents de mousson transponent de leur côté divers aérosols d'origine marine
(vapeurs d'eau des Océans atlantique et indien): composés azotés et soufrés et diverses
particules solubles et insolubles.
De nombreux chercheurs ont évoqué dans les vapeurs d'eau et les aérosols marins,
l'existence de substances minérales diverses et même la possibilité de réactions
chimiques. Schoeller H.(1962), évalue les trois dérivés de l'azote apponés par l'air
atmosphérique à l'eau souterraine à : 0,1 - 22 mgll pour NI4+; 0,03 - 12 mg/l pour N03-
et 2,5 10-4 mg/l pour N<h-; ce qui milite en faveur d'une éventuelle nitrification ou
nitratation dans l'atmosphère à partir des débris organiques et des activités biologiques
dans les vapeurs d'eau. Savadogo N.A. (1984) note également que l'air atmosphérique
qui contient (78 ~~ des teneurs en azote) est en équilibre avec l'air du sol (81 % d 'azote).
La production d'ozone et des composés azotés dans l'air, à partir des décharges
électriques engendreées par les orages est signalée par Griffing (1977, in FaillaI J.P.,
1986).
Les apports en sels dissous liés aux précipitations sont estimés (Faillat J.P., 1984)
de 5 à 20 kg/ha/an en Côte d'Ivoire, estimation faite le long d'un axe distant de 250 à
500 km de la mer; contre 23,6 kg/ha/an au Ghana (Nye P.H., 1961). Les composés
gazeux réduits du soufre (hydrogène su~furé) peuvent se transformer également dans
l'air, en dioxyde de soufre puis en sulfate (S04 ) (Delmas R., 1980). Ce dernier auteur
pense que l'oxydation dans l'air des composés gazeux soufrés (H2S, S02) issus des
processus de sulfato-réduction bactérienne produirait 70 % de S042- dans l'air et les
eaux de pluies. Pour la Côte d'Ivoire, il estime à 1,28 mg/lla quantité de S042- issu du
pluviolessivage.
Enfm,les aérosols, qu'ils soient marins ou continentaux, contiennent d'abondantes
quantités d'éléments chimiques sous une forme ionisée ou non: Na+, Cl-, K+, Na+ et
HC03- comme nous l'avons vu plus haut. Par exemple au Burkina Faso, Savadogo
N.A.(1984) a obtenu dans les eaux de pluies des teneurs sensiblement identiques en Cl-,
Na+ et HCOJ-: 0,45; 0,42 et 0,46 mg/l; tandis que la précipitation atmosphérique du
soufre peut dépasser 20 kg 1 ha 1 an dans les régions polluées (Chamayou H.et al.,
1989).
La présence dans l'atmosphère des éléments d'origine terrigène (K+, ea2+, Na+,
Mg2+, S042-.. Cl-, A13+ etc.) peut s'avérer intéressante dans les recherches sur la
contribution des océans dans la production des ions. Ainsi, Delmas R. (1980) a pu
distinguer chez les sulfures et sulfates, les apports d'origine terrigène de ceux provenant
des mers.
-
En conclusion, l'atmosphère assez chargée en produits chimiques est une source
imponante de mise en solution des ions.
8·2·2 RESERVOIR CHThUQUE FLORISTIQUE
Les plantes puisent dans les solutions du sol des substances ioniques provenant de
l'hydrolyse ou de la dissolution des minéraux primaires directement ou indirectement
après un stockage temporaire des éléments sur le complexe absorbant.
2
Les six principaux éléments de la croissance des plantes, N03-, P04H -, S042-,
ea2+ M 2+ K+ .
- d
1
l '
d · l' d
.
d
,
g
et
eXIstent ans es so unons u so a es concentrattons moyenne e:

---

1
- 353 -
N'
40 à 80 mg/l (9 à 18 me/l de N03-)
~1
P
4 à 40 mg/l (12,5 à 25 mg/l de P04H2-)
2
5
4 à 10'mg/l (12 à 30 mg/l de 504 -
1
Ca2+:
5 à 30 mg/l
i
,
Mg2+: 2 à 3 mg/l
k+
: 20 à 40 mg/l
1
Du fait de leur volume et de la force de rétention exercée sur eux par les
complexes absorbants, les ions ne peuvent, en solution, se déplacer que sur de faibles
1
distances. Ainsi, chaque racine exploite autour d'elle des cylindres de diamètres
1
2
2
variables suivant le type d'ion: P043- (2,5 mm), Ca + et Ml+ (5 mm), K+ + et Na +
(7,5 mm).et N03 (20 mm) ce qui a pour effet de diminuer les concentrations des
~
éléments concernés en solution.
L'intervention des plantes dans la mise en circulation de certains ions occupe une
place de choix dans les processus d'acquisition des substances dis.soutes par l'eau.
~
Toutefois, l'importance de celle-ci varie en fonction de la nature du tapi végétal, de son
importance, du climat et des multiples contraintes imposées par l'homme à
l'environnement.
~
Les quatre secteurs étudiés dans ce travail: bassins de la Haute Marahoué et de La
Mé, régions de Man et d'Abidjan sont équitablement bien répartis entre les principaux
1
domaines forestiers de la Côte d'Ivoire.
!
Les régions d'Abidjan et de La Mé (Secteur Sud) appartiennent à la forêt dense
sempervirente et ombrophile, à pluies abondantes (2000 mm par an) où la défoliation
~
saisonnière n'affecte jamais la totalité des espèces.
Le secteur de Man, également très arrosé, se caractérise au Sud, par des vallées
~
encaissées'entre les sommets d'environ 1000 m d'altitude, et dont l'ensemble est couvert
par les forêts denses humides (1800 mm par an) à caractère montagnard plus ou moins
dégradé; et, au Nord (Biankouma) par un plateau de savanes boisées.
-1
Le bassin versant de la Màfahoué estre""Secteur le plus avanc~en-savane°et qui
comporte au Sud, une savane de type soudano- guinéen à massifs de forêts denses
f
entrecoupés de savanes boisées; et au Nord, une savane arbustive et arborée à forêts
claires de type soudanien.
1
Ce couvert végétal est le siège de profondes perturbations périodiques, climatiques
~
ou humaines. La production de la litière en Côte d'Ivoire, varie de 7,2 à 13,4 T/ha/an. La
,
chute de la litière est en relation avec les saisons, la période de faible défoliation
correspond aux deux saisons de pluies et à la petite saison sèche; et, celle de chute
abondante correspond à la grande saison sèche (Bernhard F., 1970). L'activité
1
1
biochimique des végétations dépend également de l' évapotranspiration. En Côte
d'Ivoire, les valeurs excédentaires de l'ETP correspondent à la grande saison de pluies et
r
déficitaires sur l'ensemble de la zone forestière, à la saison sèche.
La forêt constitue, une source pennanente de production du bois: bois de chauffe,
de charbon, construction (montants, charpente, piquets d4-Glôture), menuiserie ou
1
artisanat (manches d'outils, ustensiles de cuisine, vannerie) dont l'intensité est très
sensible à proximité des grandes agglomérations et des villages de brousse. Les
activités agro-pastorales et l'extension des superficies cultivables: nettoyage des
f
champs, débrouillassage, binage et sarclage sont à l'origine de la dénudation des
sols qui favorise le ruissellement, la déflation et la désertification (Courel M.F.,
,
1984).
Chaque année, vers-le milieu de la saison sèche, la majeure partie de la savance est
brûlée (photo 84). Si l'on excepte les feux naturels, la plupart des incendies de brousse
r
f

---

- 354 -
sont dus à l'homme pour des raisons variées: protection (dégagement des alentours
des villages), pare-feu'l<: contre les inceildies accidentels, moy~ns de chasse collectifs,
agriculture (défrichement avant les cultures), élevage (remplacement. des herbes
sèches; car les graminées se dessèchent en perdant leur valeur nutritive en saison
sèche), désinfection de brousses pour les débarrasser des serpents et autres bêtes et
parasites nuisibles à l'homme et aux troupeaux (Monnier Y., 1973). Par conséquent,
l'intervention des plantes dans la production des ions est la résultante de toutes ces
contraintes d'importance localement variable auxquelles les végétations se trouvent
.SOumises.
_
o
.
~
Photo 84 Une vue du paysage après le passage des feux de brousse ravageurs dans le bassin versant
de la Haute Marahoué (secteur de Séhila. Sous-préfecture de Worofla, 1988)
Dans les eaux souterraines de La Mé, la production par la végétation et par les sols
d'ions Na+, a- et du gaz carbonique a été signalée par l'ACPN dans les forages. Les
ouvrages affectés par cette activité présentent, très souvent, des eaux bicarbonatées
calciques plus ou moins sodiques . Les ouvrages concernés par ce phénomène
indiquent par leur répartition régionale sur schistes, métasédiments et granitiques,
que l'influence de la nature des roches est négligeablepar rapport à celle de la
.végétation dans la mise en solution des ions.
A Abidjan, la production des ions par les végétations n'a pas été classée par
l'ACPN comme mécanisme particulièrement important; ce qui est en accord avec le
développement de la ville d'Abidjan qui s'accompagne d'une regression appréciable des
massifs forestiers dans ses environs immédiats.
A Man, un seul cas de production de Cl- et S042- par les végétaux est signalé par
le facteur F3 de l'ACPN dans le puits de Gouessesso (nO 14). Celui-ci, offre une eau
sulfatée calcique dans laquelle les ions Cl- et S042- sont relativement abondants (10,65
et 49 mg/l) pour une minéralisation totale de 75,27 mg/l. Ces résultats sont en rapport
avec la situation de ce puits sur un site aménagé à des fins touristiques au cœur
d'un massif de forêt localement non perturbé.
Sur le bassin de la Marahoué, l'influence de la végétation dans la production des
éléments chimiques s'observe à travers deux phénomènes: les feux de brousse et
-

---

- 355 -
l'activité naturelle du couvert végétal. Dans le premier cas, seuls les ions Cl- et Na+
sont libérés et dans le second, le groupement Na+, Cl-, N03- et C02 doit une p..itie de
ses ~of\\Cçntration~~, l'action des végétaux et 1ou des sols sOus forêts.
L'influence des feux de brousse dans l'accroissement des teneurs en Cl- et Na+ est
sensible dans les eaux de plusieurs échantillons présentant:
- des eaux bicarbonatées calciques plus ou moins sodiques riches en 5042- et Cl- ;
- des eaux sulfatées calciques riches en Cl- (avec 5042- = 132 à 326 mg/l et CI-l =
10,65 à 109,8 mg/l);
- et, rarement, des eaux chlorurées calciques à HC03- et Mg2+ dominants.
En saison sèche, période des grands feux ravageurs, la production du C02 est
faible, voire nulle comme l'indiquent les variations de C02 dissous dans les ouvrages
concernés: 13,43 < C02 < 133,40 mg/l contre 170,55 < C02 < 487,25 mg/l en saison
des pluies.
Il est à noter que tous les ouvrages influencés par les éléments provenant des
plantes sont~distribués dans les secteurs à massifs forestiers relativement stables et même
protégés ou classés sur le bassin: Gbéma • Kouégo, Téguéla • Gbogdo ; Madina;
Kani·Forotoutou. 5i l'ACPN a pennis d'identifier les manifestations des apports liés
aux végétations, l'appréciation sur le plan quantitatif des teneurs ioniques ainsi
mobilisées n'est pas facile du fait de l'étroite dépendance qui existe entre les niveaux de
production d'ions, les conditions ambiantes et les végétations.
Cependant, bon nombre de nos prédécesseurs (physiciens de l'atmosphère) se sont
penchés sur cette question. En Côte d'Ivoire, les échanges entre forêt et atmosphère
extérieure ont montré que la zone forestière est le siège d'une accumulation nocture sous
la canopée, des gaz émis au niveau du sol (Delmas R., (980). Les échanges turbulents
entre l'atmosphère et la canopée sont favorisés par l'échauffeIl1ent du somm~t du
couven végétal et l'écoulement de l'air sur la surface à fone rugosité que constitue la
forêt. Ceci explique l'augmentation diurne des concentrations en éléments d'origine
externe à la forêt: terrigène (aluminium) ou marine (sodium) (Crozat, 1978; in
Delmas R., (980). Les concentrations en H25 subiraient une augmentation nocturne
dans l'air et une brusque diminution à partir de 8h du matin dues aux fluctuations des
échange~_~ntre couvC:I!végétal et atmosphèl!.'_ _
En Côte d'Ivoire, l'action des feux de brousse dans la production des ions a été
également signalée par Monnier Y. (1968) et Crozat (1978). La teneur en soufre des
principales espèces végétales rencontrées en savane est de l'ordre de 0,2 % dans la
matière sèche. La biomasse moyenne avant le feu des graminées est de 0,39 kg/m2
(Monnier Y., (968). Ainsi, les végétaux réprésentent une source potentielle de 780 mg
de soufre au m2. Mais, sur la station de LAMTO, Crozat réalise en 1978, une expérience
montrant que la quantité totale du soufre rejetée pendant la durée du feu dans l'air est de
1553 kg; qui représentent une émission de 150 mg de S par m2 soit 1/5 de la masse
totale contenue dans les végétaux (Crozat, (979). Quant à Delmas R.(1980), il pense
même que l'estimation de Crozat est très inférieure à la réalité; car les feux de brousse,
typiques des savanes intertropicales, peuvent produire 0,15 g de 5 par m2. Cependant,
cet auteur souligne que les feux de brousse tout comme les volcans, ne sont qu'une
source sporadique de soufre dont la production minimum à l'échelle mondiale est de 2,7
Tg (deS) par an (quasiment identique à celle de la source volcanique: 2 Tg/an) (Friend,
1973 in Delmas R., (980). - ,
-.~.
La végétation en décomposition est également une source imponante pour les ions
5042-, N03-, K+ et P043- issus de l'activité biologique et panicipant à des cycles qui
2
intéressent la vie des plantes. Les ions 504 - absorbés par les plantes sont réduits pour
donner des amino acides soufrés: méthionine, cystéine et cystine. Tous ces ions sont en
général retenus en grandes quantités -pat=-les-végétauxce qui justifie leurs concentrations
généralement faibles dans les nappes. Dawson G.A.(1977; et al 1979, in Faillat J.P.

---

Il
-
356 -
1986) atoibue une origine terrigène aux ions AI3+, Si4+, Ca2+ et Fe3+ rencontrés dans
la forêt tropicale sud-américaine.
En Côte d'Ivoire, l'émission du chlore par les forêts a été également signalée par
Faillat J.P.(1986) dans les régions de Bongouanou et de Bouaké. A Bongouanou, les
teneurs des eaux souterraines en cr sont toujours supérieures ou égales à 0,2 meq/1,
alors que dans les pluies elles sont fréquemment inférieures à 0,01 meq/1 et
.~exceptionnellement égales à 0,1 meq/l. Ce qui prouve l'intervention de
l'évapotranspiration ou du pluviolessivage éventuel des frondaisons (Faillat J.P., 1980).
A Bouaké, on évalue la teneur moyenne en a -produite par la savane à 0,2 meq/l, ce qui
représente les 2/3 ou 3/4 de la production par les pluies dans les savanes soudanaises
(Lelong,1967; Roose, 1980; Faillat, 1980) contre 0,01 à 0,1 meq/1 de cr pour les teneurs
rencontrées dans les pluies issues de la même région.
En Afrique de ~'Ouest, la décroissance de l'azote du sol, consécutive à la mise en
culture des zones f( restières après défrichage et brûlis préalables, a été observée
également par plusieurs auteurs. Dans les régions de savanes, la combustion fréquente et
complète du couvert végétal en saison sèche, est à l'origine des faibles concentrations de
l'azote enregistrées en ces lieux. La combustion détruirait une quantité importante de
l'azote des herbes et de la litière estimée à 12-15 kglha/an au Nigéria, en zone de
Savance (lsichei et al, 1980; in Faillat J.P., 1986). Au contraire au Niger, Araniossy
IF.(1983) a attribué les teneurs élevées (80 mg/l) de NÜ3- enregistrées dans les eaux du
bassin des IulIemmeden, à la destruction d'un tapis végétal ancien de 10000 à 30000 ans
(Savadogo NA., 1984).
Ainsi, tous les auteurs s'accordent à penser qu'en zone tropicale humide, les
eaux souterraines sous forêt sont plus chargées en NÜ3- que celles sous savane. La
fixation symbiotique de l'azote peut atteindre 594 kg/ha/an dans'certaines forêts du
globe. En Côte d'Ivoire, Faillat J.P. (1986) enregistre 69 points d'eau à N03- > 0,1
meq/l dont 21 cas (9 %) pour des teneurs supériemes à 0,8 meq/1. Parmi les eaux ainsi
suspectes, il a été observé:
- 0,8 < meq/1 < 1,6 dans 16 cas;
- meq/l > 1,6 dans 5 cas Oa valeur extrème étant de 3,40 meq/l).
Dans le bassin de la Haute Marahoué, les teneurs en N03- supérieures à 0,8 meq/l
ont été enregistrées dans 18 % des forages captant les aquifères de fissures, 8 % des
puits-moderens let48 % des puits-paysans; contre respectivement 27 % et 36 % dans les
forages et puits de la région d'Abidjan. Ainsi, la zone la plus riche en nitrates est en
général la zone forestière; et ces résultats sont comparables à celles ceux du Burkina
Faso où Savadogo (1984) obtient 27 % d'ouvrages riches en NÜ3- en zone de savane.
Ceci confirme que les plus grandes quantités de N03- sont stockés dans les sols sous
forêt, alors qu'elles sont 10 fois moindres dans les savanes où seules les zones couvertes
de bois ou de forêts galeries peuvent présenter des teneurs voisines de celles des forêts
(De Rham, 1973 in Faillat J.P.1986).
Enfin, les débroussaillages pour la mise en culture des espaces et l'établissement
ou l'extension des villes et villages peuvent entraîner d'énormes pertes en N03- dans les
sols et plantes. Au contraire, lors des débroussaillages à engins mécaniques, les débris
végétaux et l'humus rassemblés en andins (cultures) ou en tas (culture et plate-forme
villageoise) peuvent constituer localement d'importantes accumulations en N03-
(ROOSE EJ., 1980; in VERBIS, 1986). Par conséquent, la très grande variabilité des
teneurs en NOf dans les ouvrages d'une même localité est attribuable à la taille assez
petite des espaces défrichés qui n'affecte qu'une infirme partie des nappes.

---

1
- 357 -
8·2·3 RESERVOIR CHIMIQUE ANTHROPOGENIQUE
~
Les profondes modifications que l'homme est capable d'induire dans l'équilibre
des milieux environnementaux, ne se limitent pas aux feux de brousse, et aux
débroussaillages qui dévastent de gi-andes superficies de forêts.
l
,
-1
Les activités humaines sont de nature très diverse et conduisent le plus souvent à la
mise en circulation d'importantes quantités de substances dissoutes très néfastes pour les
~
écosystèmes naturels.
Nous désignons par "réservoir chimique anthropogénique" tous les points de
pollution anificielle liés à l'activité de l'homme: déchets industriels, effluents
~
domestiques, polluants agricoles etc.dont le volume et le degré de toxicité sont souvent
inquiétants.
.
~
Les rejets industriels ou ceux liés à l'usage des automobiles sont largement
répandus dans les pays industrialisés où les émissions excèdent les 100 millions de
tonnes par an, avec des taux d'évolution annuelle supérieurs à 2,5 %; ce qui constitue
évidemment un grave danger de pollution de l'air et des eaux souterraines dont les
~
conséquences sont-dangereuses pour la santé humaine. Ces cas épargent encore nos
jeunes états (notamment en milieux ruraux).
~
Les contaminations des eaux par les polluants domestiques (eaux usées et putrides,
excretats humains et autres effluents inhérents aux sites habités) peuvent exister dans les
localités où les populations négligent la création d'un périmètre de protection autour de
~
leurs points d'eau, afin d'empêcher des cas de malpropreté dans les environs immédiats
des captages. En effet, dans bon nombre des villages de la région de Séguéla , il n'est
pas rare de constater la présence d'eaux putrides stagnant autour des points d'eau et
susceptibles d'entraîner l'infiltration des polluants jusqu'à la nappe (photo 85).
~~1!
.~
1
-11
1
1
1
1
Photo 85.Risques de polluùon par infiltration des eaux putrides stagnant dans les environs
_._- - _.- .. -~1Ml'hêdiatdu tOTageoé Gbéna S/P de Séguéla.
...-._...-
1
1

---

-
358 -
Dans le groupe des polluants domestiques, on classe aussi les dépôts de selles à
pro~':mité dèS villages. Cependant, l'inexistence de réseaux d'égoûts et de latrines
hygiéniques pouvant collecter ou stocker d'importantes quantités de déchets dont le non
traitement à plus ou moins longue échéance pourrait constituer un danger pour les
nappes phréatiques, n'incite pas à envisager cette éventualité. Car dans les villages, les
déchets sont en grande panie disséminés dans la nature, à même le sol, d'une façon
souvent discrète pendant les tournées de chasse ou dans les champs loin de tout ouvrage
de captage.
Les déchets d'origine agricole sont typiques aux régions à agriculture intensive,
moderne et motorisée avec emploi de pecticides, insecticides et engrais fertilisants en
quantités importantes et sur de vastes superficies cultivables. Les régions d'Abidjan et
de La Mé se prêtent bien à ce type de pollution pouvant exister dans les plantations
d'ananas, bananes, palmiers à huile et hévéas où l'on utilise le plus souvent des engrais
azotés. Paradoxalement, aucun cas de pollution de ce type n'a été observé dans les deux
secteurs. Cela montre que tous les ouvrages sont repartis à l'intérieur des villages loin de
toute plantation. Cette l ~marque est valable pour la région de Man où le caractère
accidenté du relief n' autoIise pas une agriculture intensive.
Dans le bassin de la Haute Marahoué, les risques de contamination des nappes liés
aux pratiques agricoles, somme toute traditionnelles, sont moindres voire inexistants. La
principale source de pollution des eaux souterraines de la région est attribuable à l'empoi
d'engrais azotés par la ClOT pour les cultures de coton. En effet, dans les puisards de
Dyarabala et de Bouilla ont été enregstées des concentrations en N03- atteignant 95,6
mg/l en rapport avec la proximité des champs de coton dans les secteurs concernés
comme l'ont révélé les résultats de l'ACPN.
8-2-4 RESERVOIR CHIMIQUE PEDOSPHERIQUE
Le réservoir chimique pédosphérique désigne d'une manière générale la tranche
superficielle de la croûte terrestre caractérisée par l'altération (ou la destruction) des
roches et des minéraux sous l'influence de l'énergie et de la matière vivante.
La profondeur maximum de cette tranche peut être estimée en fonction de l'action
de la microflore dans le sol, liée elle-même au gradient géothermique (environ 3° C
chaque 100 ml. Certains auteurs pensent que la profondeur où règne une température de
120° C (soit un peu plus de - 4000 mètres) serait la limite dans le sous-sol de l'activité
microbiologique: niveau qui correspondrait au passage des sulfures noirs de fer en
cristaux de pyrite (Fes2) en absence de toute vie bactérienne (Dévigne J.P. , 1976).
Dans le socle cristallin de nos latitudes, au-delà de la zone des fractures ouvertes
(environ 130 m dans notre pays selon l'état actuel des connaissances, peut-être jusqu'à
400 ou 500 m en Afrique de l'Ouest, si l'on tient compte des arrivées d'eau signalées
dans les mines de Tarkwa au Ghana), les processus de formation des sols..et la présence
des aquifères seraient assez réduites.
Dans nos secteurs d'étude, le réservoir pédosphérique compone du haut vers le bas
trois parties: réservoir des sols (niveau supérieur moins épais), réservoir des altérites
(nh·eau moyen, semi·profond et épais) et réservoir de la zone fracturée (niveau
inférieur profond); qui sont le siège d'une activité de différenciation et de structuration
du profil pédologique en horizons distincts et des phénomènes de dissolution et de mise
en solution des ions à partir des roches.
A) RESERVOIR DES SOLS
Dans les sols, la présence des déchets organiques et des matières minérales ainsi
qu'une microflore très variée et composée de bactéries, microchampignons et algues
unicellulaires, est la principale source de production des éléments chimiques.

---

1
,
- 359 -
bénéficiant d'un enrichissement des eaux en C02 dissous provenant des sols, sont de ce
fait ceux dont les teneurs en ce gaz sont les plus fones:
i
,
,
- 1025,3 et 1334,60 mgll de C02 dissous dans les forages de Morondo TP et de
Sokoura-M (bassin d la Haute Marahoué);
- 943,09 mgll dans le village de Boutisso (région de Man);
- 277,62 mgll dans le forage de Danguira-II (bassin de La Mé);
.2790,95 mgll dans le forage nO 16 d'Abidjan.
~,
La plupart des aquifères captés par les puits sont le siège de la production in situ
1
,
du C02:
- 969,29; 934,23 et 1090,82 mgll dans les puits de Worofla, Béna et de Totê
(bassin de la Haute Marahoué);
1
- 266,17 mgll pà Zouzousso (région de Man);
- enfin, 1335,83; 1218,29; 1013,33; 1013,33; 2064,67; 2545,38; 1498,83; 1013,33;
~
1085,8; 1136,98; et 1431,37 mgll dans les puits nO 83,63,87,69, 73, 72, 53,80, 76, 59
!
,
et 70 de la région d'Abijan.
_
00"---
Très souvent, l'ACPN indique une grande sensibilité des teneurs en C02 vis-à-vis
1
"(
des eaux d'infiltration qui entraînent ce gaz en profondeur en diminuànt tortement ses
.
,
concentrations dans la plupart des eaux superficielles . Dans le sol, la dissolution ,
l'hydratation et la dissociation du C02 et de l'acide carbonique (H2C03) concourt à la
production des ions HCOj et des protons H+ confèrant aux eauxsouterraines leur
1
caractère agressif( tableau 46).
~
Tableau 46.Processus de dissolution, d'hydratation et de dissociation de C02, H2C03
et de minéraux divers concourant à la production des protons H+ dans le sol
-
,
.
AJO (OHI + Ht O
~ Al(OHl- + H+
1
~
Dlapor
AJt5~Oto10Hlt + ItHtO ~2AI(OH14
t
. . ""451004 +
zH+
~Ilte
~
-:::..
A1z5Iz<l;IOHI4 + 7HzO
2AIlOH14 + Z~Sl04 + tH+
S
~
,
,
Kaollnlte
Ar3++Ht O ---==- AI(OHI2+ + H+
- = : - -
,Ja++4H20~ AI(OHI4 + 4H+
Hydroly. .
,
4
-"- ~~.''"
AI(OHr+ + HzO ~Al16Hlr +- H+
de
AI(OH~
l'aluminium
+
Ht' ~AlIOH~
H+
+
Aluminium
H
------=::..
p.
S P04
HtP0-i + H+
------
OIaoclation de l'acide
H PO- H ----:::.
02 -
+
2
4
- . . - HtP ~ + H
phoSl)hartque et produc_
~
tlon dM anions HzP04,
HP02-
~ P01-+H+
~
HtPO:-
et PO:- dane
p
Acide pllo.phoriau.
l'eau.
H45104 ~ H;,SI0'i + H+
H
~
SiO~-
4 5104
Ht
+ tH+
Ol. .oclation de la
6
.iUce tftOllomèr. en
H
P
4 Sl04 ~ HSl~- + SH+
.clutlon.
H4 SI04 ~ SIO:- + 4H+
SIIic. monom«a
3
F. + + HtO ~ Fe(OHlt + H+
Fe;'+ +
tHtO -;;:--="'" FeIOH)2 + tH+
CompIu.- hfdrollO
du f . ferrique
.f."",..... '
u.3+ +- 4H O ~ ~(OHlr + tH+
7
t
daM l'eau,
fe'3+ + 3HzO ~ Fe(OHl~ +'3H+
Fe3+ +
4H 0 ----=- Fe (OH 1· +
4H+
P
t
-=:--
4
Compl... hydroxo de l'Ion fwrique
Fet + +
HtO~ Fe (OHl+ + H+
~++ tHtO ~ FeIOH~ of- tH+
Hrdrolyee du f .
P
fWf'evll avec for.
8
Fet + +
SH 0 --=- Fe(OHl- + :5H+
__ • • • •
_ _ • _ _ • • • • •
0.
t
- = : - -
i'
_tlolt- d.. _ .
Ffjt+ +
""tO ~ Fe (OH 14 - + 4H+
pl.... hydroao,
p
Compl. . . hydroxo de l'Ion f.,-eull.
p

---

-
360 -
Les matières organiques fraîches du sol: feuilles, tiges, racines mortes, résidus de
récoltes exsudats foliaires et racinaires, cellules microbiennes mOl·tes et cadavres
d'animaux sont rapidement transformés sous l'action des microorganismes divers:
vers de terre, enchytraéides, acariens, collemboles, champignons bactéries,
actinomycètes et cyanophycées en donnant trois groupes d'éléments :
- CÛ2, H20, NH3, etc. (produits de minéralisation rapide);
- sucres, peptides, acides organiques ou phénoliques (éléments hydrosolubles
pénérrant dans le sol);
- cellulose, lignite et hemi-cellulose (composés insolubles aboutissant à la litière
qui couvre le sol).
Les micro-organismes sont des êtres assez évolués dont seule l'action prédatrice de
quelques protozoaires peut gêner l'évolution. Ils respirent, se nourrissent et se
multiplient; et pour assurer à la fois leur existence et leur croissance, ils sont à la base
des réactions qui utilisentles macromolécules protéiniques, et les acides nucléiques ainsi
que des réactions d'oxydo-réduction fournissant l'énergie indispensable à la réalisation
des différentes synthèses.'~es matériaux de base (substrats) de ces réactions sont
collectés dans les sols: air,eau, terres et sédiments. lis sécrètent alors des produits qui
sélectionnent les grosses molécules organiques (déchets floraux ou cadavres), détruisent
les édifices structuraux des roches et attaquent même les molécules élémentaires
(tétraèdres Si04, AI04....). Les rejets du métabolisme (rebuts) de l'action d'une
décomposition bactérienne de cadavres, d'organismes et micro-organismes concourent à
une mise en circulation des élément chimiques préalablement incorporés à la matière
vivante. Les éléments minéraux libérés par la décomposition de la matière organique
sont:
- les ions azotés <NH4+, N03-}
2
2
- les phosphates ( HP04 -, HP04 - )
2
- les sulfates ( S04 ")
.
2+
2+
+
2+
- et les canons (Ca
, Mg
, k et Fe
)
Par conséquent, les micro-organismes assurent le transfert d'ions entre le monde
minéral (lithosphère) et le monde organique (biosphère) (Dévigne J.P., 1976); ils
rejettent des ions dans les solutions où ils baignent, réalisent des échanges d'anions,
attirent, retiennent ou expulsent des cations; ils jouent un très grand rôle dans la
transformation chimique des roches à la surface de la terre.
• PRODUCTION DE C02, HC03-, H+ ET C
La principale source de production du C02 dans le sol est constituée par les
phénomènes de combustion biologique et chimique des matières organiques par les
micro-organismes dans les horizons pédologiques et notamment par l'oxydation:
CI06H2630noN16P + 13802 (::) 106C02 + 16 N03" + HPol" +122H20 + 18 if
Il existerait 500 milliards de tonnes de CÛ2 gaz dans les eaux de surface et 34,5
milliards de tonnes dans les eaux profondes contre 700 milliards de tonnes dans
l'atmosphère. Cest ce C02 gazeux qui fournit le carbone nécessaire à l'élaboration des
matières organiques.
La production est maximum jusqu'à 20 cm dans le sol (zone de plus grande
activité biologique) et diminue fonement à partir de 30 à 50 cm (Schoeller, 1969).
Dans les eaux de nos régions, la production du CÛ2 a été identifiée par le facteur 2
de l'ACPN en association avec certains ions les plus couramment transportés par
infiltration: K2+, S042-, Na-, Cl- etc. dont l'ensemble constitue les apports superficiels.
Il faut noter que tous les forages profonds reconnus par l'ACPN comme

---

- 361 -
Le C02 des ~ols provient de l'air et de la respiration des plantes. En 1969,
Schoeller H.a évalué à 6000 kg/ha la quantité de C02 que peut dégager le système
radiculaire du blé· au cours de sa végétation. De même, les micro-organismes et les
animaux libèrent au cours de leur respiration, une quantité deC02 pouvant atteindre
plusieurs fois le poids de leur corps.
Au cours du trajet souterrain, les eaux météoriques préalablement pauvres en CÛ2
(C02 de l'air =0,03 %) vont s'enrichir en ce gaz dont les taux, 0,3 à 5 % dans les
conditions normales peuvent atteindre 20 à 30 % quand la microflore hétérotrophe
dispose d'un stock important de matières organique métabolisables et des conditions
écologiques favorables (Dommergue Y., 1977; in Faillat J.P., 1986).
La teneur en CÛ2 des pluies est de l'ordre de 0,45 meq/1 sur le bassin de la Sissili;
celle de HC03- des eaux souterraines 3 fois supérieure à HC03- des eaux de surface et
10 fois supérieure à celle des pluies. Ceci montre que l'eau acquiert une importante
quantité de HC03- lors de la descente vers le bas. Les fortes teneurs en HC03- sont en
rapport avec les périodes de grandes infiltration et du développement maximum du
couvert végétal (Savadogo N.A., 1984).
Le C02 peut provenir également de plusieurs sources, mais d'importance moindre·
par rapport à la production microbiologique (sauf exception). En 1969, Schoeller
H.dresse le tableau des principales sources du C02 dans le sol qui sont l'oxydation des
sulfures et de la matière organique, le métamorphisme, le magnatisme, etc.
En assimilant le C02, les plantes dégagent elles-aussi du carbone (c) dans les sols
grâce à la fermentation ou à la dégradation de la matière organique (acides fulviques,
flaviques et humiques) et surtout grâce à la respiration qui a lieu au niveau de la zone
des racines (Fontes J.Ch, 1978).
• PRODUCTION DE BICARBONATE (HC03-), SULFATE
(S042-), PHOSPHATE (P043-) ET COMPOSÉS AZOTÉS
(N032-, N02-, NH4+)
Dans les sols, l'azote est constamment sollicité par les piantes comme le soM
....
d'ailleurs bien d'autres éléments. En effet, dans un sol non influencé, il semble que
souvent seuls les ions Cl-, Na+ et la silice (Si02) n'intéressent pas les végétaux et sont
entraînés jusqu'à la nappe où leurs concentrations sont de ce fait les plus importantes.
Au contraire, l'azote existe difficilement en abondance dans les sols (0,5 à 2 % de N) et
dans les eaux souterraines, car après minéralisation et nitrification, il est récupéré par les
plantes ou retourne à l'atmosphère sous une forme volatilisée et dénitrifiée. Les
quantités d'azote, de phosphore et de potassium produites par le fumier sont de 4; 2,5 et
5,5 kg/tonne d'humus contenant initialement 5% de son poids en azote; tandis qu'un sol
cultivé contenant 2% d'humus renfermerait 4 tonnes d'azote organique par hectare et sur
une épaisseur de 30 cm.
Dans les puits de la Haute Marahoué, les trois composés azotés: NH4+, N03- et
N02- présentent des teneurs qui varient respectivement de: 0,003 à 0,562; 13,2 à 95,6 et
0,06 à 0,62 mgll. Cependant, pour chacun d'eux, les teneurs les plus fortes: O,~AO,562
mgll pour Nf4+ et 61,5 à 95,6 mg/l pour N03- ne se rencontrent que dans les villages
situés au cœur d'un massif de forêt bien protégé et échappant aux feux de brousse en
saison sèche.
En effet, les teneurs les plus élévées en azote sont les sols sous forêts où l'azote
s'accumule la à 12 fois plus que dans les sols de savane herbeuse (Faillat J.P., 1986).
Mais, le débroussaillage perturbe l'équjlibre carbone-azote des sols, modifiant ainsi leur
aptitude à absorber les ions. Par conséquent, en milieu aménagé, la charge-soluble des
•

---

- 362 -
eaux est modifiée par une lixiviation de l'azote et des éléments tels que Ca2+, Mg2+,
Na+, K+· Cl- et S042-.
Selon les travaux de Martin G.(l973), la dénitrification peut participer à
l'augmentation des teneurs en HC03" (ou le TAC) dans l'eau selon l'équilibre suivant:
N03- + 5/6 CH30H
<=>
1/2 N2 + 5/6 C02 + 7/6 H20 + OH-
(le substrat utilisé est le méthanol).
La présence de OH- en solution augmente le TAC et donc le pH. Une
augmentation de 1 meqll de TAC a pour effet la diminution de 1 meqll de N03- en
solution (Martin G., 1973; in Faillat J.P., 1986).
Dans le sol, la production de NI4+ peut être également assurée par les micro-
organismes. L'ammonication s'accompagne de la production de CÛ2 gaz et l'azote se
transforme en ammoniac ou eT} sels ammoniacaux puis en NHQ3. Le NH03 se
transforme à son tour en NÛ2- (nitrification) et enfin en N03- (nitratation). Ce dernier
est libéré dans le sol à la suite d'une désamination des acides aminés par des bactéries
suivant le cycle de l'azote. Les microorganismes les plus importants dans
l'ammonification sont les pseudomonas. L'ammoniac libéré est soit fixé par le sol, soit
oxydé en nitrites puis en nitrates, soit volatilisé dans l'atmosphère:
Nl4+ + 3n. Û2
<=>
2H+ + H20 + N02-
(nitritation par les nitrosomonas en milieu aérobie à pH 8.5 à 8,8).
NÛ2- + ln. Û2
<=>
N03-
(nitratation par les nitrobacter à pH 8,3 à 9,3).
L'activité biologique participe également à la production des.ions P043- entrant
dans les cycles intéressant les plantes, les sols et même l'atmosphère. La matière
organique représente 30 à 60% de la réserve du sol. L'humus contient de 1 à 1,25 % de
P205 correspondant à des rapports de C/N et N/P205 de 10 et 4.
Tous ces ions sont retenus à divers niveaux et ne parviennent pas de ce fait à la
nappe, ce qui justifie leurs teneurs toujours assez faibles dans les eaux souterraines .
Enfm, les bactéries participent dans le sol à la production des sulfates (S042-). Les
Thiobacilles (bactéries sulfo-Oxydantes) peuvent oxyder les sulfates ferreux en sulfates
ferriques. Le sulfate ferrique en présence de cuivre donne le sulfate de cuivre puis un
précipité de cuivre. Plus tard, le fer se détachera des sulfates pour enrichir les solutions
du sol en sulfates.
• PRODUCTION DE SILICE (Si02) ET DES CATIONS
BASIQUES: Ca2+, M g2+, Fe2+, Fe3+ et A13+
Dans les couches superficielles du sol, la majorité des acides secrétés par les
microorganismes (algobactéries et microbes silicophiles) ont la capacité de dissocier les
éléments minéraux qui composent les roches: silice, silicates (d'alumine, de
potassium, de fer, de magnésium etc.) pour libérer les ions.
Certains acides produits par des bactéries peuvent démolir des composés
inorganiques (tétraèdres (Al, Si) 02 des Feldspaths) pour mettre en circulation les
cations Na+, K+, Ca2+ présents dans la maille du réseau. Ces acides attaquent aussi les
molécules élémentaires (Si02, AI04.J en libérant A13+ et Si (Figure161).

---

l
- 363 -
~1
Réduction microbienne des a.""'biaO'. alumlno·.iIlcaté.
t
-+
•1
1,.-;:'5'-n_---r:~-..z.:1_~_
(AI SI) 0 ........
--~~---~-iJ 1
(AI SI) 0 ' , '
(Al SIl 0 2 .
1
• • •
•
K Na Ca
1
AI
,
campo.e.
JI• • aJoono- ~_..
açide libéré par
metollique.
deco~iOft
1
boetenenne de.~
1
matières aroonique.
(fortement compluant)
1
produits aroanique• • • • • • • • • • • • • • • • • •
1
Figure 161. Démolition des composés inorganiques (Cas des felsdpaths) par les acides de
1
sécrétion bactérienne et mise en circulation conséquente des cations (Dévigne
J.P.• 1976)
,
1
D'une façon générale, les acides carboxyl [-(COOH)], Hydroxyl [-(OH)] et amino
[-(NH)2] de secrétion microbienne ou de catabolisme des déchets organiques peuvent
favoriser dans le milieu - hôte, la séquestration de cations polyvalents: A13+, Fe2+, Fe3+,
1
Ca2+ et Mg2+ en formant des complexes organo-métalliques solubles (ou chélates).
Cette complexation par les acides séctêtés par la microflore mettrait en solution, 5 fois
plus de silice (Si02) et 10 fois d'ions A13+ que ne peut faire l'eau naturelle. De même,
1
les acides de dégradation (catabolisme) des déchets organiques par les bactéries
solubiliseraient 50 fois plus de silice et 1000 fois plus de A13+ que ne peuvent faire les
eaux météoriques (Devigne lP., 1976).
1
Enfin, les bactéries jouent également un très grand rôle dans la minéralisation du
fer; notamment les Thiobacilles oxydent 200 ppm de fer ferreux (Fe2+) en fer ferrique
1
(Fe3+) en trois jours, alors que dans les mêmes conditions physico-chimiques naturelles,
l'eau météorique mettrait deux ans à le faire.
1
• REMOBILISATION DES CATIONS Ca2+, M g2, Na+ et
K+ ET DES ÉLÉMENTS EN TRACES PAR
PLUVIOLESSIVAGE
-- }"
1
Les travaux de nombreux chercheurs: Tardy Y.(l965); PION J.C.(1963), RAPP
M. et al
(1973) respectivement en Côte d'Ivoire, Burkina Faso et dans les forêts
1
Douglas de la Côte Nord-Ouest des USA ont montré l'importance du pluviolessivage
différentiel sur les éléments du sol. Ainsi, les ions Ca2+-Mg2+-Na+ entraînés par l'eau
croissent en solution; tandis que K+ diminue en teneurs avec la profondeur. Dans la
1
litière, le··lessivage est plus important pour Mg2+ suivi de··Ca2+ et-deNa + (Rapp M.,
1973).
1
1

---

-
364 -
En terme de bilan d'altération dans les couches superficielles du sol, Tardy Y.
(1963) constate les faits suivants:
- une perte pratiquement totale en Na+, K+, Ca2+, M g2+, Sr2+, Ba2+, As3- et Zn2+;
- un imponant dépan de Si4+, Mn2+, Cr3+, Cu2+, Ga3+, Ni2+, B3+, Pb2+, c02+,
Sn2+.,
- un lessivage faible en A13+
- et un apport en Fe3+ et Ti4+ .
La comparaison entre la composition chimique et minéralogique des cuirasses du
Burkina Faso avec celle des roches ignées (Pion J.C., 1969; in Savadogo N.A., 1984) a
mis en évidence :
- l'accumulation de 5 fois plus de Fe203 et 2 fois plus de Mg20 ainsi que
d'éléments en traces : Cr3+, 0,2+, Ni2+ et Cu2+ dans les cuirasses qu'il n'en existe dans
les roches;
- la présence de la moitié de SiÜ2 et de 7 % de Mg20 + CaO + Na2Û + K20 dans
les cuirasses par rapport aux roche~;
- et des teneurs à peu près constante en Ah03 et pratiquement constantes en TiÜ2
dans les cuirasses comme dans les roches.
Cependant, cette accumulation importante de fer, manganèse et d'éléments en
traces dans les horizons superficiels ne s'accompagne pas d'une abondance de ces
éléments dans les eaux souterraines (Savadogo NA., 1984). En effet, sur le bassin de la
Marahoué,les teneurs en Fe3+ des eaux ne varient que de 0,10 à 1,21 mg/l dans !es puits
Oa plus forte valeur ayant été enregistrée dans la: mare de Dyarabala (nO 12). Ces
concentrations assez modestes en fer sont dues au fait que ce dernier reste piégé dans les
niveaux indurés, imperméables et inaccessibles à l'eau de percolation; ou parce que les
conditions climatiques actuelles ne favorisent pas leur remobilisation.
-B) RÉSERvom DES ALTÉRITES
Du point de vue hydrogéologique, les altérites sont caractérisées par une zone
saturée et une zone non saturée de battement de la nappe où peuvent s'accumuler divers
produits issus du lessivage des sols: d'où le rôle illuvial des altérites qui collectent les
substances nutritives des plantes et des fines particules d'argiles. Du bas vers le haut, la
séquence d'apparition des argiles issues de l'altération des minéraux feldspathiques de la
roche-mère est: Séricite· Vermiculite • Montmorillonite • iIIite· Kaolinite· gibbsite
• cuirasse.
L'appartion de nouvelles argiles ou la transformation d'une argile en une autre
s'accompagne de la mise en solution des quantités d'éléments chimiques non
négligeables. Par exemple, la bisiallitisation de l'albite en montmorillanite et celle de
l'orthose en illite vont libérer respectivement du sodium et du potassium suivant les
réactions:
SNa Al Si3 Qg + 6 H+ +28 H2Û = 3 NaO,66 AlO,66 Si0,33 010 Al2ÛH)2 + 145 (0H)4 +
6Na+
3K Al Si3Û8 + 2+H + 2H20= KSi3 Al 010 AL2 (0H)2 +6Si (0H)4 + 2K+
De même, la monosiallitisation de l'orthose en Kaolinite (qui intrervient dès que la
concentration en SiÜ2 dépasse 1Q-4,52M ) donne également du potassium:
2K Al Si3 OS+2H+ +9H20= (OH)4 Ah Sh 05+4Si (OH)4 +2K+
Dans les altérites, toutes les réactions chimiques décrites plus haut à propos des
sols existent, mais avec sans doute, une intensité beaucoup plus faible que dans le cas
-

---

- 365 -
1
des couches superncielles; des suites de la diminution générale des matières organiques.
du gaz carbonique, des micro-organismes, de l'air et de l'oxygène.avec la profondeur.
1
La production des éléments chimiques au sein des altérites représente de loin le
mécanisme d'acquisition des substances par l'eau le plus important dans les altérites. Le
cas de la Haute Marahoué montre que la concentration est plus forte pour certains
éléments (Ca2+, Mg2+, HCÛ3-, CI- et S042-) que pour d'autres (Na+. K+ et N03-). Pour
1
les éléments du premier groupe. les teneurs extrêmes enregistrées sont respectivement:
6,99; 5.62; 5,9; 5,02 et 6,79 meqll.
1
Les facteurs qui influencent la minéralisation totale dans les altérites semblent être
nettement indépendants de l'épaisseur du profil d'altération et même du niveau statique
de l'eau dans la nappe. Dans ces deux cas, on ne note aucune relation remarquable entre
1
la minérialisation et les deux variables. La production des ions dans les altérites est
régie par des facteurs tout à fait particuliers au rang desquels on peut retenir la
surconcentration par piegeage de l'eau et le phénomène de membrane dans les argiles et
les schistes, le passage en solution des amas de sels et dépôts filoniens et les échanges
1
: " de bases entre l'eau et les permutoJ#es~_
~..." ;."""l'''''-O;''''.,~ ..
1
• SURCONCENTRATION LIEE AU PIEGEAGE DE L'EAU
ET AU PHENOMENE DE MEMBRANE DANS LES
ARGILES ET SCHISTES
1
Une étude des variations spatiales de la minéralisation totale au sein des altérites
du bassin de la Haute Marahoué a permis de mettre en évidence ici et là, les nombreux
1
obstacles posés à la circulation des masses d'eau: Notou, Gbongogo et Doutê (pour le
secteur Nord), Totê et Sarhala (pour le centre); et Messoumasso et Téguéla (pour le
Sud-Ouest). Toutes ces localités sont caractérisées par des valeurs relativement fortès de
1
la minéralisation totale: 317,70 < Mt < 841,68 mg/1 qui sont en rapport avec la mauvaise
perméabilité locale des altérites en place et d'une surconcentration en certains ions
comme que dont les teneurs atteignent respectivement :142; 88,75 et 106,5 mg/l à
Notou, Souasso et Oussougoula.
1
Dans les altérites, l'importance des niveaux argileux peut également entraîner la
fermeture partielle ou totale des réservoirs à l'air atmosphérique. rendant peu à peu le
1
milieu anaérobie favorable à d'autres formes de vie bactérienne spécialisées dans la
production de certains composés azotés (N!4+, N03- et N02-) ou sulfurés. Ainsi. dès
,
que l'oxygène se rarefie dans les argiles. l'immobilisation des cations métalliques, inclus
dans les vases, tend à se faire sous une forme réduite. Les micro-organismes comme les
Desulfovibrio, Clostridum et Pseudomonas ainsi que les sulfato-bactéries anaérobies se
mettent à produire soit de l'hydrogène sulfuré soit des sulfures ( figure 157).
1
Le manque d'oxygène favorise également la nitrification et l'ammonication. Ainsi,
dans les réactions telles que:
1
NH3 + 312 02~ N02H + H20 et N02H + 1/2 02~ N03 H
l'insuffisance de l'oxygène empêchera la formation complète des termes N03H en
favorisant la coexistence en solution des composés NH4
1
+, N03- et N02 dont la
coexistence dans l'eau est impossible en milieu oxydant normal où les fermants
nitritiques l'emportent sur les fermants nitreux (Savadogo N.A., 1984). En effet,
l'ammoniaque est toujours vite oxydé à l'état nitreux ou nitritique et ne peut exister que
1
dans les solutions où l'oxydation est entravée. Par conséquent. les différentes localités
précitées où les eaux chlorurées sont également riches en composée azotés (Souasso,
Notou, Oussougoula) traduisent très clairement des difficultés de circulation de l'eau
1
dans l'aquifère.
1
1

---

-
366 -
Figure 161.Productïon de sulfures et d'hyfrogène sulfuré dans les eaux souterraines par
différents types de bactéries (Dévigne J.P" 1976)
Au contraine, d'autres formes de bactéries (TIriobacillus dénitrificans) se servent
des milieux anaérobies pour procéder à la dénitrification suivie de la production des
sulfates:
De telles réactions seraient à l'origine de la chute des valeurs de 5042 observées à
certains endroits (notamment dans les sédiments d'Abidjan).
Cette dénitrification aboutit également aux quatre composés azotés suivants: N03-
, N02- ,N20 et N2. TI semble qu'au-dessus du PH =7, le seul produit existanten
solution est l'azote gazeux (N2) qui prédomine sur N20 dès PH =6 (Martin G., 1973 in
Faillat J.P.1986). Cependant, les éléments tels que Q6+, Cu2+, Ni2+, Pb2+ (à des teneurs
très élevées) ainsi que l'oxygène OIlt des effets inhibiteurs sur la dénitrification.
Faillat J.P.(1986), signale que les métaux sont capables de dénitrifier N03- en
milieu acide. Ainsi à PH =5, le fer en poudre diminue la teneur en NO:; à froid d'une
proportion de 10 à 20 % en 1 heme. Par conséquent, pour les eaux issues de nos régions
où le pH est toujours acide et les pompes ABI fabriquées en fer, la cœxistence de N03-,
Nl4+ et NÜ2- est possible même quand l'oxygène ne manque pas dans le réservoir.
L'une des causes éventuelles de la surconcentration des ions, dans les couches
d'argiles et de schistes, est la possibilité qu'elles ont d'engendrer des "phénomènes de
membrane" aboutissant à l'ultrafiltration des ions qui se déposent en solution au point de
pénétration de celle-ci dans la m:mbrane. En effet, les argiles compactées peuvent très
souvent fonctionner comme des membranes semi-perméables (Bask et Houssman,
1965), définies comme étant un milieu qui a la capacité de restreindre ou d'empêcher le
passage des eauX TRES CHARGEES EN SELS DISSOUS; alors qu'au contraire, il permet
l'écoulement plus facile de celles-ci dès qu'elles sonT NElITRES. Par conséquent, au
moment de traverser les -terrains,. les solutions peuvent se débarasser de leurs charges
dissoutes en procédant à l'u1trafilmltion des solutions à travers les argiles et schistes en

---

l
- 367 -
créant un développement de la pression osmostique et des différences de potentiel
~
électrique de pan ...t d'autre de la membrane. Les phénonJc::nes de membranes à travers
les couches d'argiles peuvent aider à expliquer cenaines concentrations en ions si celles-
ci sont particulièrement élevt5es. Cependant, du point de vue pratique, leur mise en
~
évidence est délicate.
~
• ÉCHANGES DE BASES ET LIBERATION D'IONS
~
Les formations géologiques contenant les eaux souterraines sont capables
d'échanger très souvent avec ces dernières, certains éléments chimiques sous une fonne
ionisée. Ainsi, pour des temps de séjour importants de l'eau dans l'aquifère, il n'est pas
~
rare de constater des échanges d'ions Ca2+ et Mg2+ des eaux contre Na+ et K+ des
roches ou vice-versa. De tels échanges peuvent avoir lieu aussi bien dans les sols, les
altérites que dans les zones fracturées sous-jacentes. Cependant, leur intensité serait plus
~
accentuée dans les altérites les plus riches en argiles que dans les autres niveaux..
,. ~. _ , "
1
L'indice d'échanges de bases (ieb) qui en découle (Schoeller H., 1934) définit
1
justement le type d'échanges susceptible de se produire entre l'eau et les terrains
encaissants.
1
En effet, chaque terrain se caractérise par une capacité d'échange spécifique et
~
variable. Celle-ci est particulièrement élevée dans le groupes des argiles: séricite,
vermiculite, montmorillonite, illite, kaolinite et gibbsite dont les particules offrent
une grande superficie par unité de volume ainsi qu'une forte charge électrique négative.
1
La capacité d'échanges des cations (CEC) des principales argiles, exprimée en
meq/100g d'argile est respectivement de 5 à 15 ; 10 à 40; 80 à 120 ;'100 à 150 et 5'à 15
1
pour la kaolinite, l'illite, la montmorillonite, la vermiculite et la chlorite.
1
Au contraire, celle des anions (CEA) est généralement plus faible que la
précédente: 3; 5 et 10 respectivement pour la kaolinite, l'illite et la montmorillonite.
1
Il existe également une capacité d'échanges pour les acides organiques tels que
l'humus, liés à leurs groupements fonctionnels acides (- COOH) et alcool (- OH) qui
1
s'ionisent rapidement dans l'eau en fixant fortement les cations. Cette capacité est
1
globalement de l'ordre de 350 à 400 meq/100g d'humus, mais sa valeur effective
diminue du fait de la fixation fréquente de l'humus sur l'argile (Chamayou H. et al.,
1989).
1
On désigne par permutolites (Schoeller H., 1934), l'ensemble des échangeurs
minéraux des roches. Dans les eaux souterraines renfermant essentiellement les cations
1
Na+, K+, Ca2+, et +H, il peut se produire les échanges de base de types:
pennutolite 2Na + Ca2+ ~ permutolite Ca + 2Na+
1
pennutolite 2Na + Mg2+ ~ permutolite Mg + 2Na+
pennutolite 2Na + 2K+ ~ permutolite 2K + 2Na+
1
Les échanges de bases peuvent entraîner dans l'eau des modifications notables
dans les rapports caractéristiques entre cations dont les plus affectés sont
1
K+/Ca2+, K+/Mg2+, Na+/Ca2+, Na+/Mg2+ et Mg2+/ Ca2+
L'indice d'échanges de bases est le rapport entre ions échangés et ions de même
1
. nature primitivement exis!ants. Si on admet qu'initialement l'eau renferme autant de rC1-..
que de r (Na+ + K+), alors deux cas d'échanges de bases peuvent se produire:
1
1

---

-
368 -
1) échanges des alcalins (Na+ et K+) de l'eau concre les alcalino-terreux (Ca2+et
Mg2+) des pennutolites:
ieb 1 = rCl-r(Na+K)/rCl (valable pour ieb 1 > 0 )
2) échanges des alcalino-terreux (Ca2+ et Mg2+) de l'eau concre les alcalins des
pennutolites :
ieb2=rCl--r(Na++K+)/rS042- +rHC03 +rN03 (valablepouriebl <0)
Pour des valeurs nulles de iebl et ieb2, on suppose qu'aucun échange ne se produit
entre l'eau et l'encaissant soit à cause de la brièveté des temps de séjour de l'eau dans
l'aquifère, soit parce que l'eau et 1 ou les permutolites ont saturé leur capacité
d'échanges de bases.
Dans les échanges entre cations, certains d'entre eux se fixent pl us fortement sur
les argiles que d'autres, en chassant les cations les moins fortement absorbés, si bien que
le pouvoir de remplacement de ceux-ci augmente dans l'ordre suivant: Li+ < Na+ < K+ <
Rb+ < Cs+ < H+ (pour les monovalents) et Mg2+ < Ca2+ < Sr2+ < Ba2+ < B3+ (pour les
bivalents) soit pour l'ensemble des éléments les plus courants: Li+ < Na+ < K+ < Mg2+ <
Ca2+ < Ba2+ (Kelly ,1948 et Grim, 1953; in Chamayou H., 1989).
Cet ordre est voisin de celui établi en Côte d'Ivoire par Tardy Y.(l969) quand
celui-ci fait remarquer que l'augmentation des concentrations en éléments mobiles avec
la longeur du chemin parcouru s'apprécie mieux dans l'ordre croissant Na+ - K+ - Ca2+ -
Mg2+ qui est celui dans lequel ces cations sont préférentiellement liés aux argiles sous
forme échangeable (Tardy Y., 1969). Les cations bivalents sont plus sollicités par les
argiles que les monovalents et sont donc les moins facilement échangeables.
.
Les variations d'indices d'échanges de bases couplées avec celles des rapports
caractéristiques des cations nous ont permis de suivre dans les solutions l'ordre
d'abondance ou de regression des ions.
- CAS DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
Dans les ouvrages de la Haute Marahoué, les valeurs positives de l'ieb
s'accompagnent, dans certains cas, d'un accroissement en Ca2+ et Mg2+, suivi d'une
diminution corrélative des teneurs en Na+ et K+ dans les eaux souterraines.Dans ce cas,
l'abondance en alcalino-terreux est attribuable au phénomène de désorption par les
minéraux argileux en voie d'évolution et/ou à l'hydrolyse des plagioclases calciques et
des composés ferromagnésiens.
Cependant, l'abondance des alcalino-terreux persite même pour des valeurs de ieb
nulles ou proches de la nullité (0 < ieb < - 0,09) où on considère logiquement qu'il ne se
produit pas d'échanges de bases entre l'eau et les permutolites. Ce qui montre que dans
certains cas, l'enrichissement des eaux en Ca2+ et Mg2+ a lieu en dehors du réservoir lui-
même. Dans ce cas, l'eau acquiert une partie des éléments entrant dans sa composition
chimique à travers la zone d'infiltration, avant d'atteindre les zones noyées de l'aquifère.
Enfin, pour les valeurs très négatives de l'ieb (ieb < -0,09) qui devraient
correspondre logiquement à une nette regression des cations Ca2+ et Mg2+ au profit de
Na+ et K+ en solution, les variations des rapports caractéristiques montrent que Ca2+ et
Mg2+ restent dominants dans la majorité des cas:
- soit, parce que le déséquilibre entre chlore et alcalins n'est pas lié aux échanges
de bases comme l'avait signalé Schoeller H. en 1934; car,les eaux provenant des roches
cristallines et cristallophylliennes peuvent présenter gratuitement des valeurs de l'ieb
.-

---

-
369 -
négatives ou positives en absence de tout échange de bases entre eaux et permutolites;
- soit, parce que l'abondance des alcalino-tereux (Ca2+ et Mg2+) dans les ..Jlutions
au moment de leur arrivée dans le réservoir, d'une pan; et, les faibles proponions d'ions
échangés, de l'autre, ne permettent pas d'observer quantitativement la-diminution de
Ca2+ et Mg2+ que reflètent les valeurs négatives de l'ieb. Toutefois, nous avons observé
de façon isolée quelques cas d'enrichissement des solutions tantôt en K+, tantôt en Na+
et rarement en K+ et Na+ à la fois.
En général, les échanges de bases qui font intervenir Mg2+ de l'eau contre Na+
des permutolites sont plus poussés que ceux mettant en jeu Ca2+ de l'eau contre K+ des
roches. Ce qui confirme que les ions K+ existent difficilement à l'état libre dans l'eau
car ils sont constamment recherchés dans la néoformation des minéraux et surtout dans
la nutrition des plantes.
Les observations qui précédent, montrent que l'enrichissement des eaux en
alcalino-terreux (Ca2+ et Mg2+) par rapport aux alcalins (Na+ et K+) est en parfaite
concordance avec l'abondance au. sein de l'aquifère de minéraux, feuomagnésiens <et des
-~'.
plagioclases calciques plus hydrolysable que les feldspathes potassiques et sodiques. En
effet, l'altération des plagioclases calciques et des minéraux ferromagnésiens sous forme
d'argiles riches en cations métalliques: montmorillonite • Ca2+ ou Mg2+ constitue une
source privilégiée de mise en solution des cations Ca2+ et Mg2+ dont les concentrations
seront d'autant plus élevées, que les temps de séjour de l'eau au contact des roches sont
importants.
• CAS DES REGIONS DE MAN, LA ME ET ABIDJAN
Dans la région de Man, pour l'ieb positif quelques ouvrages sont assez chargés en
Ca2+ et Mg2+ et logiquement pauvres en Na+ et K+, en relation avec les échanges
d'alcalins de l'eau contre les alcalino-terreux de la roche..
Quand les valeurs de l'ieb sont négatives, alors que l'on devrait s'attendre à une
abondance des cations Na+ et K+ en solutions, la majorité des ouvrages reste au
-,·"·-contraire marquée par la préàominance de Ca2+ et Mg2+. Seul, le sodiuIU-réussit à
.-- -
exister dans les eaux de certains ouvrages où ses concentrations restent d'ailleurs
nettement inférieures à celles des alcalino-terreux.
Dans le bassin de La Mé, à ieb positif, la prédominance des cations Ca2+ et
Mg2+ sur Na+ et K+ en solution est nette (le potassium étant absent très souvent). Cela
témoigne de la nature très poussée des échanges de Na+ et K+ des eaux contre Ca2+ et
Mg2+ des roches. Quelquefois, les cas d'abondance du couple Na - Ca, indiquant que
seuls les ions K+ de l'eau ont été échangés contre Ca2+ de la roche, ont pu être observés.
A ieb nul, très peu d'ouvrages conservent la prédominance des cations Ca2+ et
Mg2+ sur les alcalins. Le nombre assez réduit des ouvrages riches en Ca2+ et Mg2+ dans
ce cas, laisse supposer que dans. le bassin de La Mé, l'enrichissement des eaux en
alcalino-terreux se fait essentiellement au sein des aquifères à travers les couches
d'argiles. L'apport en provenance des zones d'infiltration est probablement négligeable
"'~-,~'Z
pour les éléments concernés
Enfin, pour des valeurs de ieb très négatives, nous avons observé ici et là, la
prédominance des couples: Na+ - Ca2+ ;- Na+ - Mg2+ - Ca2+- K+ ;- et, Na+ - K+ qui
montre que l'eau se débarasse tantôt de ses cations Ca2+ ; tantôt de Mg2+.
_Dans la région d' A!Jidjan, la quasi totaliJ.é.-de.s forages ~st marquée par des valeurs
de l'ieb positives. Cependant, les ions Na+ et K+ de l'eau ne sont pas sollicités ni à la

---

-
370 -
fois, ni de la même façon dans ce secteur. Dans les eaux souterraines où les trois cations
Na+, Ca2+ et M g2+ existent en proponions égales, les ions K+ sont tantôt échangés
contre Ca2+ tantôt contre M g2+. Dans cenains cas, l'effet des échanges d'alcalins des
eaux contre les alcalino-terreux des roches n'est pas sensible; l'eau acquiert des
quantités non négligeables d'alcalins dans la zone d'infiltration où elles sont déposées
par les aérosols marins.
Les valeurs nulles ou négatives de l'ieb ont fourni quelques cas d'abondance des
ions: Na+ et K+; Na+ et Mg2+ et Na+ et ea2+. Cela montre que les quantités d'alcalins
issus des aérosols marins et acquises par l'eau au cours de sa descente vers la zone noyée
sont en général assez élevées.
Les eaux des nappes superficielles d'Abidjan perdent essentiellement leurs cations
K+ au profit de Ca2+ ou M g2+ des pennutolites sans que le stock de Na+ soit mis en jeu.
En revanche, les valeurs ttès négatives de ieb dans les puits d'Abidjan ttaduisent
éloquemment des échanges ttès poussées de.; alcalino-terreux de l'eau contre les alcalins
des roches.
.
C) RÉSERVOIR DE FISSURES
En milieu fissuraI profond, les processus d'acquisition des substances dissoutes par
l'eau ,au contact des roches sont favorisés en priorité par un ensemble de réactions
chi~ues concourant à une profonde modification de l'identité des roches en place.
Cependant, dans l'altération des roches, tous les minéraux primaires de la roche ne se
transforment pas à la même vitesse; chaque minéral est caractérisé par un degré
d'altérabilité qui lui est propre et qui est fonction de l'ordre dans lequel celui-ci apparaît
dans la cristallisation du magma. Mais en outte, les principaux mécanismes de mise en
circulation des ions dans les aquifères de fissures peuvent se résumer à:
- l'importance de la profondeur à laquelle se ttouve l'aquifère, le niveau statiquede
l'eau, l'épaisseur des horizons altéritiques sus-jacentes et la présence des mégafractures
drainantes et de bassins d'accumulation;
- l'abondance des dépôts hydrothermaux, inclusions fluides et sels intergranulaires
dans le mileu ambiant, hydratation du CÛ2 en milieu fermé, la présence d'eaux
résiduelles issues des paléonappes;
- enfin, la nature pétrographique des roches encaissantes et les équilibres entte la
phase aqueuse et les roches et leurs minéraux d'altération.
• ALTERABILITE DES ROCHES ET LmERATION D'IONS
L'abondance générale des cations Ca2+ et Mg2+ en solution par rapport à Na+ et
K+ est due à une forte vulnérabitlité des minéraux ferromagnésiens et des plagioclases
calciques qui s'altèrent en donnant essentiellement les alcalino-terreux (Figure 163).
En Côte d'Ivoire, les pyroxènes et amphiboles des roches basiques et ulttabasiques
libèrèrent essentiellement en solution les ions M g2+ Ca2+et Fe2+. Au conttaire, les
plagioclases sodiques et les feldspaths potassiques sont plus résitants à l'attaque, ce qui
justifie souvent les faibles teneurs des alcalins en solution. Dans les eaux souterraines
issues des roches éruptives et métamorphiques, les degrés d'altérabilité et l'abondance
relative des minéraux permettent d'obtenir l'ordre séquentiel d'abondance suivant:
(Faillat J.P., 1986) :
Na+ > Ca2+ et Mg2+ > K+
pour les roches acides sadiques
Ca2+ et Na+ > Mg2+ > K+
pour les roches acides calco-sodiques
Ca2+ et Mg2+ > Na+ > K+
pour les roches basiques
Mg2+ > Ca2+
pour les roches ultrabasiques

---

- 371 -
Olivine (peridot.)=t Mo,Fe
Plaoiocla.e calcique
~Ca
PlaoioclaH calco40diqut
~ Ca,Na
~
.
A"9ite(pyroxene ~ Mo,Fe,Ca
Plaoioclase lodico-calciqua
~
Hornblende (Amphibole)
Plaoiocioie Iodique
! =tMo,Fe,Ca,Na
Biotitetnica·)~JII0IFe,k,F <:.-
..u
~
.
c:
o
Feldspath potassique ~
-•'...
II:
i
Muscovite ~ K,F
~
1_
Quartz
\\
_
~oIu..!onla~si'icique j(H4'iOU)
-
-
-
Sêricite
~ , Vermieû'lite.
,
Monrmorillonite
c:
Serpentine
~ /
~! M·"'~:t;~_~III; ----~
5
Na+
~ Kaolinite
ë
Gil~bsite
+
Bauxite
Figrure 163.Différentes étapes de la transfonnation des minéraux primaires en
argile néorfonnées dans les roches cristallines et mise en circulation
conséquente des principaux cations (MIT, 1971; Biémi J. , 1991)
Cependant, l'ordre d'abondant des ions dans l'eau est différent de celui de leur
éliIl}ination des roches qui se fait suiv'YM..J;ordre : Mg2+ - Na+ - Ca2+ - K+ - Si4 +
(Leneuf, 1959 in Faillat 1986).
D'une manière générale, les réactions chimiques qui provoquent la destruction des
massifs polycristallins sont: l'hydrolyse, l'oxydation, l'hydratation, la dissolution et
la sulfatation qui interviennent très souvent d'une manière simultanée. Dans les régions
intertropicales humides, l'élimination des cations à partir des minéraux se fait
essentiellement par hydrolyse et l'oxydation, mais il intervient également l'action des
-plantes et des animaux~ Sans entrer·dans le-cdétail--des- systèmes d'équilibre entre
minéraux et solutions, nous donnons ci-après, quelques résultats des principales

---

-
372 -
réactions chimiques qui sont à la base de la mise en solution des cations majeurs sous
iiOS climats.
L'hydrolyse comporte toutes les réactions de l'eau avec les minéraux des roches
accompagnées de la mise en solution des ions. Par exemple, la décomposition de la
forstérite (olivine magnésienne) libèrera des ions M g2+ et OH-; de même, la
transformation des feldspaths va aboutir à la formation des argiles avec une intense
libération des principaux cations. Les différents minéraux des roches sont caractérisés
par un pH d'hydrolyse dont la valeur varie suivant l'espèce-ininérale considérée (W.Stum
et al, 1970).
L'oxydation se manifeste particulièrement dans les roches qui contiennent du fer;
à l'intérieur des minéraux ferromagnésiens (olivine, pyroxènes, amphiboles, biotites)
et des sulfures de fer (pyrite, marcasite, pyrrhotite) où le fer ferreux (Fe2+) est
transformé en fer ferrique (Fe3+) par perte d'un élection. L'oxydation, qui entraîne la
dissociation des cristaux, aboutit: d'une part, à la formation des miné'"3.uX nouveaux
comme l'hématite, la serpentine ou la limonite (à partir de l'olivine) etl'a,~ide sulfurique
(à partir de la pyrite); et d'autre part, à la mise en solution des ionS variés tels que N03-,
HP042-, H+, Fe2+, S042- et N(h- correspondant au produit d'oxydation et/ou
d'hydrolyse des matières organiques, de la pyrite et de l'ammoniac Lors de l'oxydation
de la pyrite en sol sulfaté acide (zones cotières, sédiments marins pyriteux et mangroves)
les minéraux sulfureux s'oxydent pour donner du fer ferrique (Fe3+), des ions sulfates
1
(S042-) et des protons +fi responsables de la forte acidité du pH observée dans ces sols
(3 < pH < 4) (tableau 41).
Les lichens et les algues retiennent légalement l'eau à la surface des roches où ils
sécrètent des acides variées qui vont intervenir dans la désagrégation des roches, ce qui
concore à la libération des ions. De même, le système radiculaire de~ plantes vascu~aires
qui pénètre dans les fractures et diaclases constitue dans la masse rocheuse, un site
chimiquement très actif de désintégration des minéraux et surtout d'échanges entre ions
de nature variée éliminée par les plantes et ceux contenus dans l'eau.
• INFLUENCE DE LA PROFONDEUR TOTALE DES
OUVRAGES SUR LA MISE EN CIRCULATION
DES IONS
Dans le bassin de la Haute Marahoué, il n'existe a priori aucune relation
significative entre les valeurs de la minréalisation totale, la profondeur des réserves
d'eau dans le socle et de l'épaisseur des altérites surtout quand l'on considère la totalité
des échantillons. Ce qui montre que dans certains des forages l'alimentation des nappes
est assez bonne et que les mélanges entre eaux d'infiltration et eaux piegées dans les
fractures masquent l'évolution d'un gradient de salinité avec la profondctur.
En effet, les mélanges entre eaux de fissures et eaux d'infiltration sont fréquents
dans plusieurs localités: BouUa • Marhana, Siana, Lenguékéro, Fingolo, Yérétyélé,
Siréba et Kébi où le niveau statique de l'eau est plus bas dans les forages que dans les
puits ce qui indique une alimentation des aquifères de fissures par les altérites. Par
conséquent, l'infùtration est souvent imponante dans certains forages profonds dans le
bassin en rapport avec une bonne connexion entre les réseaux de fractures évoquée plus
haut, qui assure le transfert d'une grande partie des ions en diminuant la valeur de la
minéralisation totale dans la plupan des eaux souterraines.
Cependant, des cas de fones valeurs de la minéralisation totale en relation avec des
profondeurs d'ouvrages assez imponantes dans le socle, ont été souvent observés et
correspondent au développement d'un bçm gradient de salinité avec la profondeur.
Ainsi, dans les diagrammes de le Figure 164, on observe une bonne correlation positive
entre l'accroisement de la minéralisation totale et l'évolution de la profondeur des

---

"r· ~
MOZ8104(.) + 4HZ C03 _
ZMg"''' + 4HC03 ... H4 5/04
1
FO,..t.rl~,
Tableau 47. Principales réactions de ltansforamalion de minéraux punairc.s des roches
1Peridot
ellibénllion d'ions majeurs dans les eaux soulcrraines
•
KMg :sAi 513 010 10H)Z + 7HZ C03 + 0.~H2 0 _
K"'+ 3Mg++ +
Z
Phlogoplt. '1 Mica)
Il
ZH4 5104 + 0.t!AI2 512 0:1 (OH)4
~oIinll.
Co AI2 912 00 (.)
+ 2HZ C03 + B2 0 _
Co...... + 2HC03 ... ,
3
Anorthltl
, AI
1( A19~ Da ... 4H"'''' HZO "
...... K+ + ~+ + 3H45104
Z S/Z 0 0 (OH)"
12
OrthoM
No AI513 08 +
H2 C03 + ".~H2 0
-- No'"+t1CO!+Z1-\\45104+
... --=::..
1( AI
K+ +
A13+
+ 3H
4
Albite
3 S1 3 0,0 (OHl z +
10H
......--
4 SlO4
13
a.~AlZ 81Z ~ (OH)4
IlIIla
.....
K A1SI3Oe '+
HZCO~ -+ "t~HzO
KAI517020(OH)4
+ 41(+ +8SI(OH)4 + 4(OH)4
_
K+ + HC03' + 2H451C4 +
~KAISI3 Oa + ZOHzO
14
.....
We~ocllno
D
Orthoaa
~l
0.t!A125IZ0t! (OH)4
CI0 6 HZ63 CII0 Nl6P .... 13802 _IOSCOz + ISNO; ... HP04 -+-
IZZHz0 ....
18H+
W
--.J
15
W
3K AI 91308 +
IZHZ 0 -+
ZHZ C03 _
21(+ + 2.HCO; +
Oxydation da la matl.ra oroan,qfl\\
1
OrthoM
6
,
6H4SI04 '+
K AI3S13 010 (OH)2
.....
FIZ'" 15/40Z .... II2HZO
Fè3~ + 250:- + H"
Mu.covltl
"
"'>.
K A1
F.5
+ 7120 + HZO
F.2'" + 250;- + 2H"
...
3 S\\3 010 (OH )Z
+
H2 C~+ 1.5HO
- K1'+HCO;
Z
Z
7
Yu.covIt.
16
.....
"
FIS
+ 1~/40Z + 712H
F. (OH)3
+
250:- + 4H'"
U5 AIZ SIZ 0t! (OH)4
Z
ZO
<
~
2-
510Z +
2HZ 0
_ _ H" 5104
FISz
+
1~/402 +
5I2HzO
1/3 KF.53 (S04..)2 (OHIe
+ 41350
~
4
-+-
8
Ouorti
3H+
,
ou
Oxydatlon at hydroly.. da la pyritl~:
( Jaroalt. )
.11Ic. amorphe
NQAJ512~H20 + t!HZO
----..=...
No'" + AI (OHf + ZH4SI04
9
~
NH4 + 3120Z
17
- NOi+HZO + 2H'"
Anolclm.
Oxydation da l'ammoniac
2Fe Z 03 +
~
2"-
CHZO + COZ+ 3HZO ~ 4FI
+
8HC03
10
..
mot. orO.
falToly.a
( )
+
...
3+
HZO
Il
AJZSlZOO OH 4 + 6H . . . . - - ZAI
+ 2H45104 0+-
Koolnlta
i _ _
-
-
-

---

-
374 -
100
10
- 0 -
MT
~ Relations minéralisation totale-profondeur
1
•
PT
NDST
0
100
200
100
-a--
PT
10
~
Mg
1
K
•
•
HC03
--t:r- CI
,1
1\\
504
N03
Relations ions majeurs-profondeur
•
FO~A S
,01
o
100
200
Figure 164.Relati6ns entre minéralisation totale, Leoeors en ions majeurs et la profondeur totale
des forages dans le bassin de la Haute ~farahoué

---

-
375 -
ouvrages. En effet, la correspondance entre certains pics fonnés par la profondeur et
ceux liés à la minéralisation totale est assez nette dans les forages de Gbohouo,
Dijarabala, Téguéla école, Séna, etc., dont les teneurs en ions Ca2+, HC03" et S042-
étaient précédemment les plus fortes.
.
.
Dans le forage de Dyarabala, le plus profond (93,7 m), tous les ions évoluent
ensemble avec la profondeur de l'ouvrage; alors que dans tous les ouvrages de plus de
75 m de profondeur on note les associations d'ions (figure 165):
- Mg2+ - S042- (avec Cl- négligeable ou nul) à Téguéla F3 et Séna;
- Ca2+- HC03- Cl- à Mangbaran, Gbongaha;
- Mg2+. HC03- à Suinla, Dyarabana, Tabakorané;
- Ca2+ - Na+· HC03- N03- à Douala;
- et Ca2+ - Mg2+ - Na+ - HC03- - Cl- - S042- à Gbohouo et Dyarabala ;
Au contraire, quand la profondeur des ouvrages est inférieure à 45 m, les
associations d'ions sont différentes:
-NIg2+- HC03- (avec Cl-faible) à Béna, Plala et Banhana;
..,. , <::
'Ca2+ - K+ - HC03" - Cl- (avec Mg2+ et Cl- négligeables) à Téguéla F2 ;
Ca2+ - HC03- (avec Mg2+ et Cl- faibles) à Gbona ;
Ca2+ • S042- à Bengoro et Notou-Est ;
Mg2+ - S042- à Katiali de Dianra ;
et Mg - Cl à Sokourala -M, Bokolo FI et Batogo-2 .
L'évolution des concentrations en cations Ca2+, Mg2+ et NA+ est dans l'ensemble
bien équilibrées en solution; tandis que celle des anions HC03-, S042- et N03- présente
des décalages importants qui traduisent la prédominance de HC03- souvent seul dans
l'eau. L'évolution du nio Ca2+ -Mg2+ -Na+ est comparable à celle de HC03- - S042--
N03-. Les ions K+ et Cl- sont les plus aléatoires, les moins stables dont l'abondance en
solution eS,t fonction des conditions favorables ( nature de la roche, dépôts de sels etc. ).
En conclusion, les associations ioniques qui traduisent les conditions difficiles de
circulation des eaux dans l'aquifère (Mg2+ - Cl- ou Mg2+ - CI- - Na"') sont
caractéristiques des forages les plus profonds: Gbohouo; Dyarabala, Lokola, Sokourala
et Batogo-2 où les valeurs de la minéralisation tOTale (787,15; 1313,10; 541,98; 469,17
et 533 mgll confinnent les mauvaises conditions locales d'alimentation des nappes.
• DEPOTS HYDROTHERMAUX
Dans les fonnations géologiques qui couvrent le bassin de la Haute Marahoué, la
présence des mégafilons de pegmatite est très courante, notamment dans les localités de
Kouégo, Farafing, Silakoro, Bokolo, Gbominasso, Lipara, Sétoumo, Gbéma,
Sisséké, etc.. Ils sont orientés NIOO à N170° en général et peuvent atteindre 2 à 4 (ou 5)
mètres de large et une centaine de mètres à un ou plusieurs km de long. Ils sont formés
de gros cristaux de quartz en -saillies, isolés le plus souvent et alignés dans la
_ direction birrimienne (quartz laiteux, rèsineux ou fumé); de Feldspaths roses à
"""".. blancs, de tourmaline, des plaquettes de micas et de minéraux divers dans la
matrice grenue géante. Des dépôts de sels divers de remplissage des fractures sont
généralement liés à ces mégafilons au sein des altérites, schistes, granitoïdes et
métasédiments dans plusieurs localités du bassin. Par conséquent, dans les aquifères
traversés par de telles structures, la forte valeur de la minéralisation totale dans l'eau
sera étroitement liée à la composition chimique et minéralogique de ces dépôts.
~
--1

---

-
376 -
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1
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G)
--Q- Profondeur
'C
C
o
•
Ca2+
-o..Q.
-0- Mg2+
FORAGE
o
100
200
100 -~=-=="----.....,.IIIlIl=lr__:=_------_,_r-----=__,
10
1
--0- Profondeur
,1
• HC03-
-0- N03-
N°OST
o
25
50
75
100
125
150
175
200
225
Figure165.Relations entre les ions majeurs les plus réguliers et la profondeur IOtale dans les eaux
souterraines de la Haute Marahoué

---

- 377 -
• INCLUSIONS FLUIDES ET DEPOTS DE SELS
INTERGRANUL.&.IRES
le
,~
De nombreux chercheurs (Ganlbeil et al, 1966; Garells R.M., 1967; Noble et al;
1967; Fuge. 1979; in Faillat J.P., 1986 etc.) font plutôt appel aux inclusions fluides pour
expliquer en partie le chimisme des eaux souterraines. En effet. Fuge (1979) a montré
que les gouttelettes d'eau microscopique des inclusions fluides contenaient des ions ClOt
Na+ et Ca2+ en proportion variable et que le Cl- y représente 50 % des teneurs
rencontrées dans les granites. Ces inclusions fluides sont des structures planaires dans
les micro-fractures et remplissages fissuraux des roches. Leur nombre est
impressionnant: 108 inclusions par cm3 de minéral et contiennent en moyenne 10 % en
poids des sels dissous (valeurs extrêmes: 0 à 50 % qu'elles sont capables de déverser
dans les eaux souterraines lors des mélanges (Faillat lP., 1986).
Les pourcentages des pertes au feu « 1 % pour les granites et 2 à 10 % pour les
roches basiques, ultrabasiques et orthoschistes) reflètent l'importance de la quantité
d'eau contenue dans les minéraux primaires ou secondaires: c'est-à-dire l'eau des
~,,,.;:.
.....
",
inclusions fluides, des-~~es intergranulaires:;el des microfractures des roches. Les
pétrologues utilisent les pourcentages de H20- des dosages pour faire une estimation
grossière du volume de cette eau de constitution que peut libérer une roche broyée (à
110° C, H20- représente le 1/10 ou les 2/3 des pertes au feu). Par exemple, si H20- est de
l'ordre de 0,1 % en poids de la roche, 1kg de roche libèrera Ig d'eau absorbée, c'est-à-
dire 270 g ou 2,7 litres d'eau pour 1 m3 de granite (Faillat lP., 1986). Par conséquent,
les roches renfermaient un volume non négligeable d'inclusions fluides assez riches en
sels dissous, susceptibles de contamminer de façon importante, la concentration en ions
des eaux souterraines, à la suite de la destruction des roches par altération.
• DISSOLUTION DE H2C03 ET PRODUCTION DE Ca2+ ET
HC03
Dans les aquifères de socle, la tendance à la fermeture de certains milieux (nappes
localement captives ou semi-captives) favorise la dissociation de H2C03 provenant de
l'hydratation préalabledll..CG21:iansle sol.
,.~:.
En effet, dans le sol, l'acide carbonique peut se dissocier en l'absence d'une
alimentation de l'aquifère pour produire des ions HC03-. Le C02 ainsi consommé à la
suite de son hydratation, puis de son incarcération dans HC03-, favoriserait
l'augmentation du pH des solutions ce qui permettrait à l'eau d'évoluer vers la saturation
en carbonates marquée par un accroissement des teneurs en calcite. Mais dans notre
secteur d'étude, le pH est toujours inférieur à 8,3 ce qui implique que les carbonates
solides ne se forment jamais en solution; mais existent sous une forme combinée à H+ en
favorisant dans liteau la coexistence des ions Ca2+ et HC03- dont les concentrations
seront d'autant plus élevées que le réservoir sera en contact avec du C02 d'origine
profonde.
~"·~'tNVASION DES AQUIFERES PAR LES EAUX
RESIDUELLES ISSUES DES PALEONAPPES
Au début de ce travail, nous avons évoqué les épisodes de climats sec et humide
qui se sont succédés en Afrique de l'Ouest depuis le début du quaternaire. Ce qui pennet
de penser que la plupart des eaux souterraines de cette époque ont dû subir de façon plus
ou moins intense, les effets de l'évapotranspiration pendant les grandes périodes de
sécheresse pour acqu"érn luie surconcentration en éléments chimiques.
~... .

---

-
378
Par conséquent, dans les localités où les eaux résiduelles très fortement
minéralisées des paléonappes sont encc.:-e piegées dans les fractures des roches ou même
dans les altérites, le contact entre celles-ci et les eaux météoriques plus récentes peut
entraîner une surconcentration en ions de ces dernières (Faillat J.P., 1986). Cela devient
tout à fait possible dans la mesure où les rabattements incessants dûs aux pompages
répétés dans les aquifères de socle, peuvent favoriser dans certains cas, une rupture
d'équilibre existant entre réservoirs appartenant à des systèmes hydrauliques séparés; ou,
l'ouverture d'aquifères initialement fermés à l'atmosphère et entraîner par la suite des
mélanges entre eaux datées d'époques différentes.
8-3 COMPARAISON ENTRE LA COMPOSITION CHIMIQUE ET
MINERALOGIQUE DES ROCHES ET CELLE DES EAUX
SOUTERRAINES
8- 31 RELATION ENTRE LA NATURE PETROGRAPHIQUE DES
ROCHES ET LE CHIMISME DE L'EAU
Sur le bassin versant de la Haute Marahoué, les ouvrages de captage sont
inégalement répartis entre les différents types de roches. Les granites homogènes, les
gneiss œillés et les métasédiments d'extension réduite sont captés· par très peu
d'ouvrages. A l'opposé, les granites hétérogènes et les complexes migmatitiques qui
couvrent la majeure partie du bassin totalisent l'essentiel des points d'eau. La
comparaison entre la composition chimique et minéralogique des roches et celle de l'eau
présente, cependant, un intérêt secteur par secteur.
Les principaux éléments géochimiques décrits plus haut à propos
des
roches: Si4+, Al3+, Fe3+, Mn2+ et Ti4+ n'ont pas été pris en compte dans les analyses
physico-chimiques des eaux faute de moyens. Cependant, pour les autres éléments
dosés, nous avons fait une étude comparée entre l'évolution des cations et de leurs
rapports caractéristiques dans les eaux souterraines et dans les roches encaissantes
correspondantes (Figure 166). Les roches comme les migmatites anciennes,
métasédiments, migmatites récentes et granites hétérogènes sont plus riches en alcalino-
terreux et en alcalins que les solutions qu'elles contiennent.
Toutefois, dans les roches comme dans les eaux, on note une nette prédominance
des cations Ca2+ par rapport à Mg2+ et Na+ et K+. Au contraire, dès qu'on passe aux
rapports des ions, on remarque que les rapports des alcalino-terreux par rapport aux
alcalins sont plus élévées dans les eaux que dans les roches. Autrement dit, les
proportions de Ca2+ + Mg2+ et Na+ + K+ sont presque voisines dans les roch (qui
apparaissent de ce fait plus équilibrées en alcalino-terreux et en alcalins) qu'elles ne le
sont dans les solutions qu'elles renferment. En effet, on enregistre les valeurs assez
souvent élevées: 6,24 ; 1,231 et 30,50 respectivement pour les raj1ports Ca2+ +
Mg2+/Na+ + K+, Mg2+/Ca2+ et Na+lK+ dans les eaux, contre seulement 2,74; 0,34 et
1,83 dans les roches.
Les gneiss œillés et les granites homogène apparaissent également plus pauvres en
M g2+ et plus équilibrés en Ca2+, Na+ et K+ que ne le sont les différentes solutions
correspondantes, et les rapports Ca2+ + Mg2+/Na+ + K+, Mg2+/cavet Na+lK+ présentent
dans les eaux souterraines des valeurs nettement plus élevées que celles qu'on observe
dans les roches; à l'exception toutefois, des gneiss œillés dont le rapport Na+lK+ est
supérieur à celui obtenu dans l'eau.
Cependant, on remarque que le passage de la roche à l'eau des ions se traduit par
une correlation moins bonne. En effet, toutes les valeurs de cœfficients de correlation
calculées entre les cations de l'eau et ceux de la roche sont dans l'ensemble assez
faibles. Hormis, le cas des eaux de puits-paysans situés sur les migmatites anciennes et
.-

---

~:'
'~
~
100 l'j-------------~----.
--e-
P1 ',1
•
P3/2
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•
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ii.'
.- P2
+
A3/2
..-------
P3
lB
P2/2
10
e- A3
)C
A3/3
- B3 i M P2/3
1
-- A7 -0- Er
..- B3/2 --.- RIB
, .-:
--Ir B8
w
-...J
ID
,1
.
Pl = Eaux de fissures issues du granite à biotite homogène
P2 = Eaux de fissures issues du granite à biotile hétérogène
P3 = Eaux de fissures issues des migmatiles récentes
A3 = Eaux de fissures issues des migmatilCS anciennes
B3 = Eaux de fissures issues des schistes et grauwackes
,01
ca
Mg
Na
K
Na/K Mg/Ca+Mg/Na+K. B8 = Eaux d'ullérites inférieures issues des métasédimenlS
A7 = Eaux d'a!térites inf~rieures issues des gneiss
P3/l =Eaux d'ahéritê~ inférieures issues des migmatiles récenles
A3/l= Eaux d'a!térileS inférieures issues des migmatilCS anciennes
P2/l= Eaux issues inférieures issues du graniles à biotite hétérogène
Figure 166.Comparuison enlre la composition chimique moyenne des différenlS types de roches
A3/3= Eaux d'a!lérites supérieures issues des migmatiles anciennes
et celle des eaux sOllterraines du bassin de la Haule Marahoué J
P2/3 =Eaux d'altérites supérieures issues des granites hétérogènes
, f'
ET= Eaux ayant fait l'objet d'analyse isotopique à Thonon
RIB= Composition moyenne des roches du bassin
1~Ir
_ _
1 . . . .
_
. . . . . . . .
---~/---
-

---

-
380
celui des eaux de forages appartenant aux granües hé[érogènes où les valeurs de
cœfficients de correlation de 0,52 et 0,53 ont été obtenues.
Ces résultats montrent que les cations ne passent pas directement des roches
cristallines à l'eau. Au contraire, comme nous l'avons exposé plus' haut, ils proviennent
non pas de la roche elle-même, mais des minéraux d'altération de celle-ci qui constituent
une étape intermédiaire irrémédiable.
Toutefois, un cas de parfaite concordance entre la compositon chimique moyenne
des eaux et celle de l'ensemble des roches concerne la comparaison entre les teneurs en
ions Si4+, A13+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+ et Mn2+ dosés dans les 19 échantillons d'eau
expédiés à Thonon-Les-Bains (Forages et puits-modernes confondus) et la composition
chimique des roches..En effet, une valeur très forte du cœfficient de correlation (r =
0,97) a été obtenue dans ce cas .Cette remarquable similitude entre l'eau et la roche
proviendrait du fait que d'abord les points d'eau prélevés pour les analyses isotopiques
sont répartis de façon homogène sur le bassin; et, du fait que tous les principaux cations
nécessaires pour une comparaison plus complète ont été dosés, notamment Si4+, Fe 3+,
Al3+et Mn2+ qui faiSaient défaut dans les premières comparaisons.
A côté de l'ordre séquentiel d'abondance des ions que nous venons de voir, nous
avons établi également celui de l'intensité de la production des cations par type de
roches comme l'indique le tableau 48.
Tableau48.Ordre séquentiel d'abondance de production des ions
par type de roches dans le bassin de la Haute Marahoué
Ions
eaux de fissures
Eaux d'altérites
Roches
Ci
Pl>P2>P3>A3>B8
B8>P2>P3>B3>A3>A7
P3>P2?A3>83>A7>Pl
Md
Pl>P2>A3>P3>B8
P3>P2>A3>B8>B3>A7
B3>P3>P2>A3>Pl>A7
N:l
Pl >A3>P3>P2>B8
P2>B3>B8>A3>A7>P3
A7>P3>P2>A3>Pl>B3
K
Pl>A3>Pl>P3>B8
P2>B3>A3>A7>B8>P3
Pl>A3>P2>P3>A7>B3
L'intensité de production des cations varie d'un cation à l'autre, des forages aux
puits et des eaux souterraines aux roches. Cependant, certaines associations de type P3-
P2- A3 ou P2- P3- P3 sont remarquables dans cette séquence, car elles démeurent à peu
près constantes, même si le rang et la position des types de roches varient
Ainsi, il existe une certaine forme de liaison plus ou moins parfaite entre les
compositons chimiques de l'eau et celles des roches. Celle-ci devient plus parlante
lorsque la comparaison fait intervenir un nombre suffisant de cations et surtout
lorsqu'elle présente un caractère régional plutôt isolé par type de formation.
La comparaison des compositons chimiques et minéralogiques des roches
recueillies sur le bassin de la Haute Marahoué avec celles des eaux provenant de
Man, La Mé et Abidjan peut, dans une certaine mesure, mettre en évidence les
différences pétrographiques liées aux passés géologiques non identiques, existant entre
les quatre secteurs d'étude (Figure 167).
En effet, on observe l'abondance assez nette des cations Ca2+, Mg2+. Na+ et K+
dans les roches éburnéennes de la Haute Marahoué par rapport aux concentrations en ces
éléments dans les eaux de Man, la Mé et Abidjan. Les eaux des forages de Man sont
plus riches en alcalino-terreux (Ca2+ et Mg2+) que celles de La Mé et d'Abidjan, tandis
qu'en alcalins (Na+ et IÇ+), leseaux d'aqufères de fissures de La Mé présentent des
concentrations plus élevées que celles de Man et d'Abidjan.
-

---

100
10
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EPtv1
1
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,1
--e- EFA
1
...- EPA
<.ù
co
....
,01
Ca
Mg
Na
K
Na/K Mg,Ca+Mg/Na+K ,
,'·i
'(
Figure 167.Comparaison entre la composition chimique moyenne des roches éburnéennes du
bassin de la Haute Marahoué e~ celle des caux souterraines des régions de Ma, Ln
Mé et Grand Abidjan
'
RIB = Composition moyenne des roches du bassin
EFM= Eaux des forages de Man
'~l
EPM= Eaux des puits de Man
~:
l'
EFL = Eaux des forages de La Mé
1;
EPM= Eaux des puits de La mé
EFA= Eaux des forages d'Abidjan
EPA= Eaux des puits d'Abidjan
Tl
._S'lII
-'""
- ' _ _ _
_ _
_
_
. . . .
_ ' - - .
_ " - -
7
---'_ _
- ... - _........

---

-
382 -
Les forages et puits de Man et les forages de La Mé sont caractérisé par des
rapports Ca2+ + Mg2+/Na; + K+ plus élevés dans les t<LUX souterraines que ceux
enregistrés dans les roches. Au contraire, le groupe des puits de La Mé et des forages et
puits d'Abidjan présente des rapports en Ca2++ Mg2+/Na+ + K+ plus faibles que ceux
des roches éburnéennes. Enfin, toutes les eaux souterraines présentent des rapports
Mg2+/Ca2+ et Na2+JK2+ plus élevés que ceux des roches à l'exception des puits et
forages de La Mé dont les rapports Mg2+/Ca2+et Na+JK+ sont plus faibles.
8-3-2 ÉQU~mRE ENTRE,LA PHASE AQUEUSE ET LES
MINERAUX D'ALTERATION DES ROCHES.
Toutes les formations géologiques évoqué"es plus haut sont composées de
minéraux primaires plus ou moins facilement altérables: plagioclases calco-sodiques et
potassiques et minéraux ferromagnésiens (biotite, amphibole, pyroxène etc.) dont la
destruction aboutit essentiellement à la néoformation d'are;iles secondaires de séquence
d'apparition liée au climat et à l'intensité du lessivage.
L'évolution des argiles, les premières à apparaître (séricite, vermiculite,
montmorillonite), a lieu vers les argiles suivantes de la séquence (illite, Kaolinite et
gibbsite) les plus pauvres en cations basiques et en silice qui passent en solution quand
l'intensité de l'altération augmente.
Il en résulte que dans les aquifères ,riches en minéraux secondaires (argiles), le
contact eaux météoriques agressives et formations encaissantes plus ou moins
vulnérables à la dissolution, va provoquer 'une série de réactions d'échanges de bases et
éventuellement d'énergie, en vue d'un ajustement de l'équilibre liquide-solide entre les
corps étrangers de l'eau venus au contact de ceux des roches. Par conséquent, lorsque cet
équilibre est atteint, la composition des eaux au sein de 1'aquifèr~ devrait pouvQir se
rapprocher des compositions chimiques et minéralogique des roches en place ou de leurs
minéraux secondaires .
Pour entreprendre l'étude des équilibres pouvant s'établir entre la phase aqueuse et
les minéraux de néoformation, nous avons tenu compte des principaux groupes de
minéraux identifiés plus haut dans les formations du bassin de la Haute Marahoué ou
signalés dans cette région par d'autres chercheurs: Plagioclases, minéraux
ferromagrésiens, carbonates secondaires (calcite), argiles (séricite, Kaolinite etc.).
L'abondance de ceux-ci dans les aquifères, nous permet d'envisager les principaux
équilibres suivants :
- équilibre eau-plagioclases et leurs minéraux d'altération (montmorillonite,
kaolinite et gibbsite) avec les domaines de solubilité éventuelle du quartz et de la silice
amophe;
- équilibre eau-chlorite magnésienne et microcline et leurs minéraux
d'altération (montmorillonite, illite et kaolinite) avec des champs de saturation
possible du talc et de la magnésite;
_
- équilibre eau-albite et chlorite magnésienne et leurs minéraux d'altération
(montmorillonite et kaolinite) avec la saturation de talc et magnésite;
- et, équilibre eau-minéraux ferromagnésiens (trémobite, diopside, chrysotile
et wollastonite) et leurs minéraux d'altération: talc et quartz avec les domaines de
saturation brucite-magnésite-calcite-dolomite.
Ces équilibres peuvent être étudiés grâce aux diagrammes d'activité de Korjinski
qui donnent la représentation graphique des domaines de stabilité des aluminosilicates
basée sur le fait que parmi les éléments chimiques présents dans le minéral ceux
dont la solubilité est très faible et limitée par une phase solide tels que les oxydes et
hydroxydes sont considérés comme inertes. C'est le rôle que jouent par exemple
l'aluminium ou la silice.
Dans la pratique, on porte sur les axes de coordonnées les quantités:

---

- 383 -
log (MlZ1+)/(H+l1 et log (M2Z2j/(H+)Z2
Z
Z2
(où MI 1+ et M2 + sont des ions des éléments non inertes Ml et M2.)
Dans ces conditions tous les minéraux contenant A13+, Si3+ et Na+ peuvent être
représentés dans un diagramme 10g(Na++)/(~) -10g(H4Si04) avec A13 comme élément
inerte. Les minéraux à représenter dans un tel diagramme doivent contenir de
l'aluminium mais également Si4+ et/ou Na+.; tandis que ceux qui contiennet A13+, Si3+ et
Na + et/ou K+ ne pourront être représentés que dans un diagramme du type
10g(Na+)/C"H) -log (K+)/(~) et ainsi de suite.
Dans ce travail nous avons étudié séparément ces équilibres dans les ouvrages
issus de la Haute Marahoué et des secteurs de Man, La Mé et Abidjan.
ArÉQUILIBRE EAU-PLAGIOCLASES CALCQ-SODIQUES
(ALBITE ET ANORTHITE) ET LEURS MINERAUX
D'ALTÉRATION.
L'albite et l'anorthite sont des minéraux primaires sodiques et calciques qui
constituent les tennes extrêmes de la série classique des plagioclases:
Albite (NaAlSi30g)
0 - 10 % An 1
Oligoclase
10 - 30 %
Andésite
30 - 50 %
Labrador
50 - 70 %
Bytownite
70 - 90 %.
Anorthite (CaAhSi30g)
90 - 100 %
L'étude de l'équilibre entre l'eau et les minéraux d'altération des deux
plagioclases va nécessiter la prise en compte de deux systèmes thermodyramiques :
NaO- Ah03-Si02-H20
et CaO-A1203-Si02-H20
entre l'albite (NaAlsi30g) et l'anorthite (CaA12Si20g) et leurs minéraux d'altération
montmorillonite-Na (pour l'Albite), montmorillonite-Ca (pour l'anorthite), Kaolinite et
gibbite.
Les différentes réactions thermodynamiques de détermination des constantes
d'équilibre et leur domaine d'utilisation ont été largement abordées par de nombreux
chercheurs: Stum W.et Morgan J.J.(1970); Gallo G.(1978), Tardy Y.( 1969) etc.
Les Feldspaths sodiques et calciques s'altèrent à la faveur des réactions
d'hydrolyse en donnant les argiles suivant la figure 168 :
L'étude approfondie des diagrammes d'équilibres correspondants amène aux
constats généraux suivants:
',""'"."
- la transformation de la kaolinite en gibbsite est indépendante de le teneur en
cations et du pH;
-l'altération de l'amorthite en kaolinite est indépendante de la teneur en silice;
- cependant, la montmorillonite calcique est une phase minérale plus riche en silice
que l'amorthite primaire.
Par conséquent, on doit admettre que l'altération de l'amorthite en montmorillonite
1 Un plagioclase An20 conùent 80 % de la molécule Albite et 20 % de la molécule anorthite.

---

- 384 -
ne peut se faire que par agradarion de la silice provenant de la solution (Gallo G.,1978).
. . . . . - . _ .
(Ile O.cel
(Ile ,e.lo.-IAl,Mt1t -. 010
(OMit .NIO
k------+-----------4~1l-·
AMtttlIIe (c:eAlIIlz CIe )
YAllON)s
Figure 168.Schéma du processus de transformation des plagioclases en argiles de
néoformation dans les roches cristallines
·CASDESEAUXSOUTERRAThŒSffiSUESDELA
HAUTE MARAHOUE
Dans les diagrammes' de l'albite (Figures 169) la disposition des points
représentatifs met en évidence :
- un alignement général de tous les points sur des droites plus ou moins parallèles à
la limite des domaines de stabilité montmorillonite-kaolinite et da!ls l'espace corppris
entre la solubilité de la silice et celle du quartz;
- et l'appartenance de la quasi totalité des échantillons au domaine de stabilité de la
montmorillonite-Na.
Or, d'après les travaux de Tardy Y.(1969), Gallo 0.(1978) et Faillat J.P.(l986), la
montmorillonite ne peut se fonner que dans des eaux confmées et soumises à des
conditions de circulation difficile. Par conséquent, ces observations traduisent le
caractère généralement peu pennéalable des aquifères d'altérites et de fissures et une
faible intensité du lessivage des élements. L'alignement.général des points est en rappon
avec les propontions respectives de la silice et du quartz (deux tennes extrêmes de
l'alignement) et donc avec l'âge des eaux dans l'aquifère; âge qui permet à l'eau de
s'enrichir en quartz dont le passage en solution est un phénomène beaucoup plus lent
que celui de la silice.
En effet, si on considère le cas des eaux souterraines issues d'aquifères de fissures
dans le bassin de la Haute Marahoué, on remarque que (Figure 169-1): -
- peu de forages sont en équilibre avec la kaolinite (0,9 %); et l'ouvrage de
Lessoumasso ( nO 200) ayant atteint ce stade d'évolution est marqué par les valeurs des
variables suivantes:
- 125,47 mg/l pour la minéralisation totale
- 18,29 mg/l pour C02 dissous
- et -1,42 pour le llPH
Ces variables présentent des valeurs conformes à des conditions d'alimentation
meilleure et de circulation facile d'eau;
- les forages assez proches de la ligne de solubilité de la silice ainsi que de la limite
montmorillonite-kaolinite qu'ils vont atteindre bientôt: nO 155,46, 165, 153,207, 154,
67 et 157 pour lesquels on a :

---

- 385 -
"
+
...=. •
!
cas des Forages
Ka04k'ilt.
'.t-,_--L-'--
....
~-.l..I----__.--J.--''__:""
. - - . - - - - - , - - - - - r - - - ,
f
.. •
..-.
-.z........li;
cas des puits-modernes
1
•
1
Glbb.U.
o~L-L_---.:r-.-------l.-----:'i.3--:-L~.t~~r.:-H-:.'=I•.J~
\\
1\\\\
\\
cas des puits-paysans
:5
Olbb.U.
,,
Figure 169.Diagramme d'équilibre eau - albite et les minéraux d'argiles de néoformation:
,
montmorillonite sodique, kaolinite et gibbsile dans le bassin de la Haute Marahoué
,

---

-
386 -
- 215,5; 228,90; 156,03; 245,6; 469,17; 219,7; 482,8 et 334,4 mg/l
(pour la minéralisation totale);
- 564,75; 380,94; 353,53; 1025,3; 1334,6; 396,91; 304,48 et 339,12 mg/l
(pour le 002 dissous)
- et, -2,97; -2,44; -2,93; -2,61; -1,84; -3,24; -1,39 et -2,34
( pour le âPH).
Il faut rappeler que dans ce groupe, le dosage de la silice dans le forage 153
(Morondo TP) n'a foumi que 21,43 mg/l. Par conséquent, la forte solubilité de la silice
dans ces ouvrages facilite le lessivage de celle-ci; tandis que leur éloignement du
domaine de la solubilité du quanz indique le caractère récent des eaux. Il s'agit donc là
d'eaux appartenant à des aquifères assez perméables et dans lesquels l'écoulement des
eaux et le lessivage de la silice fa,cilitent l'évolution de celles-ci vers la stabilité de la
kaolinite.
- enfin, à l'opposé du groupe précédent, nous avons le groupe des forages les plus
éloignés du domaine de la kaolinite et situés à l'autre bout de l'alignement à proximité
du domaine de la solubilité du quartz: Korotou, Dyenfé, Tabakoroni, Bouilla,
Korodjimino, Mahan, Sandala et Soba-Il (nO 88, 39, 92, 49, 152, 202, 61 et 17) qui
présentent :
250,04; 435,8; 160,87; 131,24; 313,6 et 244,31 mg/l
(pour la minéralisation totale)
4,8; 40,81; 20,89; 25,47; 9,92; 94,68 et 8,40 mgll
(pour le C02 dissous)
et, +0,15; -0,05; -0,31; -0,82; -1,32; +0,27; -0,42 et -0,1( pour le âPH).
Dans les eaux du forage 188, le dosage de la silice a foumi 77,15 mg/l de SiÛ2.de
plus, les ouvrages 188, 202, 17 et 39 sont ceux dont les eaux reconnues plus anciennes
sont sursaturées en calcite comme nous l'avons vu plus haut En effet, il s'agit là d'eaux
riches en quartz et en silice difficilement lessivables comme l'indiquent les valeurs
faibles du C02 dissous caractéristiques d'un confinement certain des solutions dans
l'aquifère..
Dans le diagramme de l'albite des puits-modernes et puits-paysans, on retrouve la
même dispositon des points que dans le cas précédent Les puits de Diabé et de Kébi-F2
~- ~. -(no 142 et 173), sont les seuls en équilibre avec la kaolinite, suiv~.s par quatre autres:
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W'"ôrofla école, Douté, Siréba et Kani/AM (nO 99 et 197; 164 et 119) qui s'appiêtêÏ1.t à
franchir la limite de la montmorillonite-Na. Leurs caractéristiques essentielles sont:
- 123,44; 226,90; 158,63; 317,70; 146,26 et 202,16 mg/l
(pour la minéralisation totale).
- 287,64; 100,31; 969,29; 490,74; 323,48 et 1090,82 mg/l
( pour le C(h dissous)
- et, -5,42; -1,73; -4,96; -6,84; -6,69 et -7,65
(pour le âPH).
Comme on le constate, ces valeurs qui caractérisent les eaux très fortement
agressives indiquent l'âge récent de celles-ci et les meilleures conditions de lessivage de
la silice et leur évolution vers le domaine de la stabilité de la kaolinite.
Au contraire, les échantillons d'eau de Totê, Borobadougou, Massasso-M,
Souasso, Yarani-K (nO 113, 143 ,149 , 15 et 45), les plus saturés en quartz et les plus·
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éloignés du domaine de la kaolinite contiennent les eaux à temps de séjour relativement
les plus longs dans l'aquifère:
- 619,95; 499,66; 86,88; 221,79 et 510,67 mg/l (pour la minéralisation totale)
- 81,54; 301,20; 480,68; 1,69 et 167,75 mg/l (pour le 002 dissous)
- et, -1,81; -1,38; -3,93; -0,94 et 1,43 (pour le ilPH)
Toutefois, l'ancienneté des eaux dont nous parlons ici est une notion tout à fait

---

-
387 -
relative qui met en jeu les points d'eaux les uns par rapport aux autres, points d'eau qui,
somme toute, contiennent souvent des eaux actuelles oU.subactuc·.les.
Dans les diagrarnr.res ,de ~ ~anorthit6 ,±lgures 170) presque la totalité des point:;
représentatifs vient généralement d'atteindre la limite du domaine de stabilité de la
kaolinite que certains d'entre eux ont même déjà traversée pour être en équilibre avec
cette argile. En effet, sur la fig. 1-2, le nombre de forages en équilibre avec la kaolinite:
Soba-I, Banhana, Nyapliqué, Niondjé, Karamokola, Ranch/pste-Sud, Madji, Siréba,
Sokourala-M et Morondo TP (nO 17,38, 179, 193,206,210, 141, 165,207 et 153) est
plus important (9 %) que dans le cas précédent; et augmente surtout quand la
profondeur des ouvrages diminue: 28 % dans le cas des puits-modernes et 33 % dans le
cas des puits-paysans
Par conséquent, la comparaison entre les diagrammes de l'albite et ceux de
l'anorthite revèle que l'évolution des eaux vers le domaine de la kaolinite est plus rapide
- dans le cas de la montmorillonite-Ca que dans le cas de la montmorillonite-Na;
ce qui confmne bien que les plagioclases sodiques et potassiques s'altèrent moins vite
que leurs homologues calciques; '"
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- et dans les horizons superficiels les plus exposés à l'infiltration et au lessivage
plus intense de la silice et des bases que dans les zones illuviales plus profondes
marquées le plus souvent par l'accumulation des produits lessivés et le confinement des
eaux.
• CAS DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DES
REGIONS DE MAN, LA ME ET ABIDJAN
Dans la région de Man, dans les diagrammes de l'albite des forages (FigureI71-
1), seul le point 40 est en équilibre avec la kaolinite; tandis que les' trois autres: Gan-2,
Guéyenlcro et Boutiiso (nO 19, 20 et 34) en sont proches. La majorité des forages est
marquée par la solubilité de la silice; à l'exception de ceux de Biétondié et de Santa (nO
6 et 26 ) les plus proches du domaine de la solubilité du quartz.
Dans la diagramme des puits (Figure 111-2), les échantillons d'eau de Dingouin et
de Mangouin (nO 17 et 41) sont également les seuls à avoir atteint le- domaine de la
stabilité de la kaolinite devant ceux de Santa Blapleu, Doué, et Kpata (nO 4, 45, 9, 15 et
39) qui y parviendront ultérieurement. on remarquera surtout que ces puits sont répartis
en deux groupes distincts dont l'un contrôlé par le quartz et l'autre par la silice. Ainsi, la
sursaturation par rapport au quartz des puits de Man (37 %) est plus grande que celle des
puits de la Haute Marahoué.
Dans les diagrammes d'anorthite (Figures 171-3 et 171-4) 76 % des forages et 93
% des puits de Man sont en équilibre avec la kaolinite. Ces pourcentages très élevés
confirment d'une part les remarques précédentes et de l'autre les conditions assez faciles
de circulation des masses d'eau dans les aquifères de montagne.
Dans le bassin La Mé, le diagramme de l'albite (Figure 171-5) et l'anorthite
(Figurel71-6) des forages sont identiques à ceux des ouvrages de la Haute Marahoué.
Tous les ouvrages sont non seulement situés dans le domaine de la stabilité de la
montmorillonite-Na; mais ils sont plus éloignés de la limite du domaine de la kaolinite
que leurs homologues des autres secteurs. Seul le point 30 vient d'atteindre la ligne de
séparation des domaines montmorillonite-kaolinite; alors que dans la figure 171 -6 tous
les points sont situés sur cette limite ou même l'ont quelquefois dépassée pour être en
équilibre avec la kaolinite.
Enfin, dans la région d'Abidjan, 88 % des forages (Figure 171--7 et 171 -8) et 64
% des puits (Figure 171-9 et 171-10) ont quitté le domaine de stabilité de la
montmorillonite-Na pour aller rejoindre celui de la kaolinite. Tandis que 100 % des

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montnorillonire calcique. kaolinite fet gibbsite dans le bassin de la Haute Marahoué
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néofonnaùon : montnorillonite sodique, montrnorillonite calcique, kaolinite et
1
gibbsite dans les eaux souterraines des régions de Man, La Mé et Grand Abidjan
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Cas des forages d'Abidjan
cas des puits d'Abidjan
Figure 171 (suite)

---

- 391 -
forages et puits dans les diagrammes de l'anorthite sont désonnais en équilibre avec la
kaolinite.
Ces résultats apportent une' confinnation assez claire aux résultats 'obtenusplus
haut et selon lesquels l'écoulement des eaux serait plus aisé dans les aquifères captés par
les forages que dans ceux captés par les puits d'Abidjan. Ils revèlent également que le
degré d'altération et l'évolution des minéraux de néofonnation sont plus poussés dans le
bassin sidimentaire côtier que dans les altérites recouvrant le socle cristallin.
B) ÉQUILmRE EAU-CHLORITE ~AGNÉSIENNl}ET
MICROCLINE ET LEURS MINERAUX D'ALTERATION.
La chlorite [(Mg, Fe, Al)6 (Al, Si)4 010 (OH)], phyllosilicate à 14 A,est un minéral
des zones supérieures du métamorphisme général; mais elle peut également se fonner à
la suite d'un altération des minéraux ferrornagnésiens des roches magmatiques. Tandis
que le microcline, l'un des tectosilicates du groupe orthose-microcline-sanidine (Si3 Ar
08K), est un feldspath potassique réputé pour sa résistance à l'altération comme nous
l'avons signalé plus haut. L'altération de la chlorite et du microcline aboutit à la
formation de la montmorillonite ou de l'iUite qui vont évoluer vers la kaolinite suivant la
figure 172:
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Figure 172 .Schéma de la transformation de la chlorite magnésienne et du microcline en
argiles de néorforrnaùon dans les roches cristarnllines
Cependant, contrairement à la chlorite dont l'altération passe obligatoirement par
une phase montmorillonitique ou illitique avant de devenir kaolinitique, le microcline a
la possibilité de s'altérer directement en kaolinite; ou encore en illite puis en kaolinite;
mais, il ne s'altère jamais en montmorillonite.
L'étude des équilibres concernant l'~au, les deux minéraux et leurs produits d'altération
devient facile dès que l'on connait les concentrations en K+, Mg2+ et +H+ ainsi que les
valeurs des.. activités correspondantes en solution. Comme dans le cas précédent, la
connaissance de ces paramètres pennet d'établir des différents diagrammes de stabilité.
• CAS DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DU BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
Les eaux issues des puits de Diabé et Massasso-M (nO 142 et 149) sont en équilibre
avec la kaolinite (Figures 173 -1) et celles de Sagouakoro (nO 69) avec la
mon'tmorillonite-Mg; ce qui représente 1 % des observations. Les 99 % qui restent sont

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Figure 173.Diagramme d'6quilibre eau-microd.ine et chlŒire magnésienne et les minéraux
d'argiles de o6oformation de ces denûelS: monmorillonise magnésienne. Illite.
kaolinite. talc et magnésité dans les eaux soutemlines du bassin de la Haute
Marahoué

---

- 393 -
tous dans le domaine des stabilité de la chlorite magnésienne qui, dans le cas précédent,
à cause d'une altération plus intense des minéraux ferromagnésiens des roches
encaissantes. On en déduit que:
- l'hydrolyse des minéraux ferromagnésiens reste la· principale source de
production des ions dans les eaux souterraines;
- la vitesse d'altération de la chlorite-Mg en montmorillonite-Mg serait assez lente
ou alors se ferait dans les conditions très difficiles;
- et la dégradation du microcline en illite ou kaolinite et celle de la chlorite-Mg en
illite sont des réactions rarement observables.
• CAS DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DES
REGIONS DE MAN, LA ME ET ABIDJAN
Dans le diagramme de la figure 174 -2, les ouvrages de Man et de La Mé sont (dans
96 % des cas) dans le domaine de stabilité de la chlorite-Mg exactement comme leurs
homologues de la Haute Marahoué. A l'exception de quatre puits de Man:.Dingouin,
Gouessesso et Soma-P2 (nO 17, 14 et 32), en équilibre avec la montmOlillonite-Mg); et,
Dingouin (nO 18), en équilibre avec l'illite. Ici, l'intensité de l'altération, identique au
cas précédent, est encore faible.
En revanche à Abidjan, l'évolution des minéraux de néoformation issus des
sédiments Mio-plio-quaternaires est très poussée. On n'enregistre que 24 % des forages
et 28 % des puits qui démeurent encore dans le domaine de la stabilité de la chlorite-Mg.
Tous les autres sont en majorité répartis entre les domaines de la montmorillonite-Mg et
de la kaolinite :
- 5 forages (10 %) et 2 puits (15 %) en équilibre avec la montII1orillonite -Mg;,
- et, 54 % des forages et 62 % des puits en équilibre avec la kaolinite.
On notera également à Abidjan, des cas isolés d'altération des feldspaths
potassiques: puits de kouadio N'cho (nO 68), de Bingerville -11 (nO 74) et forage de
Songon Agban -2 (nO 35); et un cas de transformation de la chlorite -Mg en illite dans la
région de Man : (puits de Dingouin (nO 18).
Le forage d'Attinguié (nO 30) de la région d'Abidjan se détache de ses homologues
pour rejoindre les ouvrages de La Mé. Cela montre bien que cet ouvrage appartient au
socle cristallin et présente de ce fait des caractéristiques plus proches de ceux de La Mé
que d'Abidjan.
En conclusion, la différence qui existe entre les ouvrages d'Abidjan et ceux
appartenant au socle apparaît de plus et plus nette à travers les différents résultats: dans
le bassin sédimentaire côtier, la présence de la kaolinite, très souvent issue de l'évolution
de la montmorillonite et plus rarement de l'illite, est courante; alors que dans les
aquifères de socle et dans la majorité des cas, l'évolution des minéraux secndaires est
encore au stade de la montmorillonite -Mg ou chlorite -Mg. Enfin, on remarquera que les
points les plus éloignés de l'origine des axes dans les deux diagrammes (Fig 3 et 4), sont
de ce fait ceux dont les eaux présentent des temps de séjour les plus longs dans
l'aquifère, comme ce fut le cas des diagrammes de l'albite et l'anorthite.
C) ÉQUILIBRE EAU-CULO,RITE MAGNÉ&IENNE ET
ALBITE ET LEURS MINERAUX D'ALTERATION
La chlorite -Mg et l'albite ont déjà été décrits plus haut. La chlorite s'altère en
montmorillonite -Mg er l'albite en montmonrillonite -Na. nous allons, dans ce
paragraphe, comparer la vitesse d'apparition des deux formes d'argiles à partir de

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Figure 174.Diagramme d'équilibre eau-microdine et-ehloote magnésienne et les minéraux
d'argiles de néoformation de ces derniers: montnorillonite magnésieMe, lUite,
kaolinite, talc et magnésité dans les eaux souterraines des régions de Man, La Mé et
Grand Abidjan

---

- 395 -
l'altération des minéraux primaires correspondants.
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• CAS DES EAUXSGUTERRAINES ISSUES DU
BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
Dans le cas du bassin de la Marahoué (Figure 175'-1), on obtient un diagramme
identique au cas précédent concernant le même secteur. Seuls les puits de Diabé (nO 142),
en équilibre avec la kaolinite, et de Massasso-M (nOI49), en équilibre avec la
montmorillonite -Mg, se distinguent de leurs homologues regroupés dans le domaine de
la stabilité de la chlorite -Mg. Aucun cas d'altération de l'albite en montmorillonite -Na
n'est hydrochimiquement observable.
• CAS DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DES
REGIONS DE MAN, LA ME ET ABIDJAN
Cemme dans les cas précédents, les eaux souterrain.es. issues de Man et La Mé sont.
en totalité en équilibre avec la chlorite -Mg; contrairement à celles provenant des nappes
d'Abidjan qui se situent dans 31 % des cas seulement dans ce domaine contre 69 % dans
celui de la kaolinite. Toutefois, quelques ouvrages, notamment les forages, ont atteint
celui de la montmorillonite -Mg (Figure 176-2).
Ici encore, la prédominance de l'altération des minéraux ferromagnésiens par
rapport à celle de l'albite n'est pas à démontrer.
D) ÉQPILIBRE EAU MINÉRAUX FERROMAGNÉSIENS
(TREMOLITE DIOPSIDE CHRYSOTILE WOLLASTONITE)
ET LEURS MINÉRAUX D'ALTÉRATION.
La Trémolite, [C02MgS(OH/Si4 01 })2], est une amphibole provenant des
calcaires cristallins généralement métamorphisés au contact des roches ignées.
Toutefois, dans les régions riches en filons quartzeux, serpentines et dolomites, on la
rencontre souvent en association avec ces derniers.
Le Diopside, {(Ca, Mg) (Sh06)], est un inosilicate de magnésium, caractéristique
des roches basiques et ultrabasiques. C'est également un minéral de remplissage des
fissures dans les roches cristallines.
Le chrisotile, [Mg6(OH)8Si4010], est un nésosilicate de magnésium hydraté
apparenté à l'olivine, minéral typique des roches sous-saturées en silice et riches en
magnésium: basaltes, gabbros, roches basiques et ultrabasiques. Il se présente en fibres
simples ou lamellaires et constitue le minéral de l'amiante.
Enfin, la wollastonite, [Ca3 (Si3 09)], provient d'un calcaire métamorphisé par
des magmas acides au contact des roches éruptives.
Les produits d'altération de ces quatre minéraux ferromagnésiens sont: la brucite,
la magnésite, le talc, la calcite, la dolomite et le quartz.
La brucite, hydroxyde de magnésium, Mg [Mg (OH)2], peut provenir de
l'altération des minéraux de serpentine, trémolite, schiste-chloriteux ou alors des sources
hydrothermales chaudes; ce qui justifie sa présence habituelle dans les filons
hydrothermaux de basses températures.
La magnésite, [Mg C03], carbonate de magnésium, dérive des roches riches en
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Figure 175.Diagramme d'équilibre eau-albite et chlorile magnésienne et les minéraux d'argiles de
néoformation de ces derniers (kaolinite, talc, magnésile, magnésité et
montmorillonite magnésienne) dans les caux soueterraines du bassin de la Haute
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Figure 176.Diagramme d'équilibre eau-albite et chlorite magnésienne et les minéraux d'argiles de
néofonnation de ces derniers (kaolinite. talc. magnésite. magnésité et
montmorillonite magnésienne) dans les eaux souetemlÏnes des régions de Man. La
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---

- 398 -
magnésium: serpentines, épidote, dunite etc. Elle est également associée au talc et à la
chlorite et peut provenir des micaschistes et d'autres roches métamorphiques.
Le talc, [Mg3 (OH)21SÏ4 010)], pftyllosilicate de magnésiuIl) hydraté très micacé;
est un produit d'altération de la trémolite et du chrysolite.
La calcite, [Ca C03], carbonate de calcium, est typique des roches sédimentaires
carbonatées ou métamorphiques; mais elle peut se fonner secondairement dans les
roches cristalline ayant subi l'altération.
La dolomite, [Ca, Mg (003)2], carbonate double du magnésium et du calcium
provient généralement de la néofonnation des suites de l'altération des roches
cristallines.
• CAS DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DU
BASSINi>E LA HAUTE MARAHOUE
Dans la figure 177, la proportion des ouvrages dans les différents domaines de
stabilité est la suivante:
-75 % pour le domaine chrysotile - calcite - dolomite (sans la brucite);
- 20 % pour brucite - chrysotile - calcite - dolomite à l'exception du talc;
- 0,5 % pour talc - dolomite - calcite ;
- et, 4,5 % pour talc - magnésite.
Ces pourcentages donnent éloquement une nette prédominance au chrysotile et aux
carbonates secondaires (calcite et dolomite); ce qui confIrme une fois de plus, d'unè part
l'importance de l'altération sur les minéraux ferromagnésiens des roches basiques et
ultrabasiques et de l'autre l'existence de carbonates secondaires (calcite et dolomite
essentiellement) dans les aquifères du bassin.
En aucun cas, il n'a été observé de phénomène d'altération des minéraux tels que
trériiOlite, diopside et woUastonite, ni d'équilibre par rapport au quartz. Cela signifIe que
ces minéraux sont en quantité moins imponante (trémolite) voir absents (wollastonite,
diopside et quartz) dans les roches intéressées par ce diagramme.
• CAS DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DES
REGIONS DE MAN, LA ME ET ABIDJAN
L~s ouvrages de Man et La Mé (Figure 178) se component exactement comme
leurs homologues de la Haute Marahoué; ils_sont presque tous en équilibre avec le trio
chrysotile - calcite - dolomite; à l'exception de 6 puits de Man qui viennent d'atteindre
le domaine du talc.
Au contraire, à Abidjan, la quasi totalité des points se situent dans le domaine de
stabilité du talc (68 % de cas) contre 32 % dans celui du chrysotile - calcite - dolomite.
Ces observations rejoignent les remarques faites plus haut; les points les plus
éloignés de l'origine des axes dans le diagramme correspondent aux eaux les plus
ancciennes dans le réservoir.
En conclusion, l'étude des équilibres avec les eaux souterraines, des plagioclases
(albite et anonhite), de feldspaths potassiques (microcline) et de certains minéraux
ferromagnésiens (trémolite, diopside, chrysotile et wollastonite) et de leurs minéraux
d'altération montre que : -
.
- les eaux souterraines acquièrent leurs compositons chimiques et minéralogiques
--

---

- 399 -
°1
1
18
1
17
1
1
16
MQ Chlorite
'~
1
\\
1
1
1
r
\\
1
\\
1
1
Il
'-........--."'"I~
•-ë
- - - -
,g
1
------.--/
Sot. MOQnesite
-.::
o
10
E
- -
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Sot. Talc
~
1
-----------------------------~~~------~
Koolinite
Z
Albite
'-r----"T"""----r----..,.....---...,....---..,.....---.,....----,..------r--__...9
o
2
4
5
6
1
BoNa
1
L09--
aH
1
Figure 177.Diagramme d'équilibre eau-woUastorile. diopside tremolite et chrysotile et les
minéraux d'argiles de néofonnation de ces derniers (brucile.ca1cite. dolomile.
magnévile et quartz) dans les eaux soulerraines du bassin de la Haute Marahoué
1
1
1
1
1

---

19
~N%
~..de
a
a
a>
Foro9a l.A MÉ
0
•
18
..J
• PuIts MAN
~ Forages MAN
il
Forate ABJ
0
Puits A~
11
M9. ChIorite
16
1!5
,,,-;-
14
1
\\\\\\
13
•
12
Il
~--4-+-------.+1O
----~.-t------
Koollnite
Albite
9
!5
6
1
eLOQ~
oH
. -
-
Figure 178Diagrcunme d'éqÜilibre eau-wol1astoritc. diopside tremolite et chrysotile et les
minéraux d'argiles de néofonnation de ces derniers (brucite.caIcite. dolomite.
magnévite et quartz) e:t:ans les eaux souterraines des régions de Man. La Mé et Grand
Abidjan

---

j
- 401 -
au contact des roches éruptives, métamorphiques et sédimentaires qu'elles traversent ou
dans lesquelles elles séjournent;
~
- une proportion non négligeable des substances dissoutes acquises par l'eau
provient 'également des minéraux de néoformation issus de 1\\altération des roches duilt .
l'évolution s'accompagne d'une production d'ions;
~
- et, la néoformation engendre l'apparition des carbonates secondaires tels que la
calcite et la dolomite.
~
Si l'on considère l'exemple des plagioclases, les produits d'altération résultent de
l'action des réactions acides de type:
1
Ca AI2 Si20g + 3H20 + 2C~ AI2 Si20S(0H)4 + Ca2+ + 2H C03-
1
et
2Na AI Si30g + Il H20 + CÛ2--+ AI2 Si2 05 (0H)4 + 2Na+ + 2H C03- + 414 Si04
~
Les plagioclases sont altérés en kaolinite par des eaux météoriques rendues très
agressives par le CÛ2 dont l'atmosphère des sols s'est enrichie et ils libèrent en solution
Ca~t~.+,
1
HC03- et H4 SiÛ4 contribuant ainsi à l'accroissement du taux .de .sels dissous
!
dans l'eau.
~
8-4 QUELQUES CAS PARTICULIERS DE PRODUCTION D'IONS DANS
LES EAUX SOUTERRAINES EN AFRIQUE DE L'OUEST
1,
Dans la région de Koula Nosombougou (Mali), de très fortes valeurs de
minéralisation totale ont été enregistrées par Traoré A.Z. (1986) dans les eaux issues des
forages profonds dont les venues d'eau situées à 40 m en moyenne, peuvent dépasser
~
souvent les 100 m (Koula: 127 m). Ici, une concentration totale en sels dissous de 30 à
240 meq/1 (1063,5 à 8508 mg/l caractérise les eaux chlorurées 'sodiques dans lequelles
Cl- et Na+ présentent des valeurs extrèmes de 4223 et 1300 mg/l pour un pH pouvant
1
atteindre 12. L'auteur attribue cette minéralisation excessive à l'hypothèse d'une
!
"origine profonde" liée à la mise en place des dolérites; tandis que, dans le cas des
nitrates, la teneur anormale de 170 mg/l observée à Koroka est due à l'emploi des
1
engral~ az?_t.~~ dans la région (Traoré A.Z., 1986).
Dans la région de Foula-Mori en Guinée, la présence de sources thermales est
r
signalée par CEFIGRE et ITCWRW (1983); caractérisées par des températures de 58° C
contre une moyenne de 30° C en Afrique de l'Ouest. Toutefois, aucune précision n'est
,
donnée sur la profondeur, les concentrations en ions et les valeurs de la minéralisation
totale. Sur le site du complexe industriel de Kamsar (Boké ) près de Conakri, des eaux
chlorurées sodiques ont été rencontrées dans un forage de 62,5m de profondeur. Ici, les
,
teneurs en Na et Cl sont respectivement de 460 et 1150 mg/l.
Au Cameroun, de très fortes minéralisations totales (15 000 mg/l) et des teneurs
excessivement élévées en CI- (2000 mg/l) sont signalées dans les sources
thermominérales de ce pays, au sein des roches plutoniques, métamorphiques ou
1
volcaniques à la faveur d'une tectonique récente (Le Maréchal A., 1976, in Faillat J.P.,
1986).
Des cas de fortes concentrations des eaux souterraines dues à d'anciennes
1
invasions salées affectant les aquifères de vieux bassins sédimentaires intérieurs, sont
,
signalés également au Mali, Niger, Tchad, Sénégal et en Mauritanie. Localement, il peut
exister de fortes teneurs en ions liées à des concentrations de sels minéraux par
évaporation ( cas des nappes phréatiques du secteur Ouest du Sénégal) (Diluca C.,1979-
1980).
1
Toutefois, mis à part ces cas d'exception, les eaux souterraines du socle
précambrien d'Afrique de l'Ouest sont généralement peu minéralisées comme on peut le
1
1

---

- 402 -
constater dans le tableau 4 ,établi par CrnGRE et ITCWRW (1983). Le seul cas où les
teneurs en Cl- sont relativement élevées se rencontre dans les schistes et gneiss du
Ghana où les chlorures présentent 986,6 mg/l (Akiti T.F., 1980).Pounant, dans le même
pays, des eaUK l,relevées par Faillat J.P. en 1986 dans les galeries de la mine de Tarkwa,
à 400 m de profondeur, n'ont présenté que 10 et 96 mg/l respectivement en Cl- et 5042.,
résultant de l'influence des eaux d'infiltration à d'aussi grandes profondeurs.
CONCLUSIONS HUITIEMES
L'analyse en composantes principales nonnées révèle l'existence de quatre
principaux réservoirs de production d'ions dans la région: réservoirs atmosphérique,
floristique,anthropogénique et pédosphérique( sol, altérites et milieu fissurai profond).
Dans l'atmosphère,les particules minérales, quartzeuses, cristallites d'argiles,
microroses de gypse et diatomées transponés par les vents de poussières produisent dans
l'eau des précipitations des composés azotés (NH4+, N03- et N02-), des gaz (H25, 502
et 5042-) et d'abondants ions: Ca2+. Mg2+, Na+, Cl- et HC03-.
La végétation en activité produit les ions N03-,Na+ et Cl- et du C02 dans l'eau.
Les perturbations du c-ouven végétal (feux de brousse, défrichement et production de
bois) détruIsent le CÛ2 du sol au profit du souffle 5 qui est produit en raisOn de 150 mg
par m2 au tnoment des feux..Enfin, la végétation en décomposition met en solution des
ions 5042-, N03- et P043-.
La production d'ions par les activités anthropogéniques se ré~me dans le ba~sin à
des cas de concentrations anormales en nitrates dans l'eau, en liaison avec l'emploi des
engrais azotés dans les plantations de coton par la compagnie CIDT. En effet. les teneurs
les plus im'portarttes en N03- (70,4; 74,8; 90; 95,6; 96.8; et 120 mg/l ont été enregistrées
respectivement à LokolaFl. Tabakoroni/F, Dona, Dyrarbala/P,Tabakoroni/P. Samïna et
Sandala.
_. Dans les sol, l'oxydation et la décomposition de la matière organique produisent
les ions HP042- ; PQ43-; S042-; N03-_; +H et CÛ2 par la réaction:
C1Q6H2630110NI6 P +13802 ~ 106CÛ2 + 16 N03-+ HP042- +122H20 + 18 +H
La dénitrification des composés azotés aboutit à la mise en solution des ions
HC03- et NÛ2-, et leur nitratation. N03-. De son coté, la sulfo-oxydation produit
également S042-.
La démollition des composés inorganiques par les bactéries aérobies libère Ca2+,
Mg2+. Fe3+ et A13+; et le pluviolessivage Ca2+. Mg2+, K+ et Na+.
Au sein des altérites. les i~s sont produits par néofonnation des argiles dans la
séquence d' apparition de celles-ci au cours de l' altération: séricite-vermiculite-
montmorillonite-illite-~aolini!~~gibbsite-cuirasse. La bisiallitisation et la
monosiallitisation engendrent les ions K ainsi que les oxydes de silicium dans l'eau.
Les Désulfatovibrio. Clostidium. Pseudomonas et sulfo-bactéries anaérobies
mettent en circulation les sulfures et l'hydrgène sulfuré tout en sesquestrant les ions
5042- contenus dans l'eau. Les Thiobaccilus dénitrificans produisent 5042- par une
dénitrification par voie anaérobie qui founit: NÛJ-. N02- et N2 gaz à pH > 6.
La nitrification et l~amonification sont accentuées en absence d'oxygène dans les

---

-
.y....
Tableau 49. Compositions chimiques dev eaux vouterraincs issues du socle précam~en
et des sédiments anciens en Afrique de l'Ouest
i
AGE ET
Condu Temp PH
".
UTHOLOGIE
Nb
tivité OC
Teneurs mo\\ ennes en mQ!1
PAYS ET:
u s-
Na +
K+
Ca++ Mg++ HCœ SO-
CI-
S102 Mn+ Fe
A1++ F-
NO-3 Dure REFERENcES
cm-1
- 4
tot
+
té
Cambro
8
190
22
6.5
3.8
0.65 19.5
5.7
98.4
0.5
4.1
-
.
1.5
.
-
1 5
- Guinée (Conekry:
ordovicien Grès
!
ARMAND (1982
Votaien
IJ 6 5
-
-
6.9 84.4
-
38.4
11.0
-
6.9
12.2 25.0 0.26 2.0
-
0.3
0.3
70
Ghana
Quatzites,shal
7
-
-
7.9 44.04
-
28.3
5.7
- 112.9 279.5 30.9 0.66 0.6'8 - 2.24 0.22 47 GI LL(1969)
arkoses tamale
MALLARI (1969'
Beem
137
-
- 6.92 27.5
-
35.3
17.5
-
1.42 4.78 49.8 0.58 0.34
-
0.17
35
183 Ghana
1
shales, arkoses
MALARI' (1969)
~
o
Qrès et laves
(.)
1
Atakora
1
quartzites,
Ghana
shales phyllite 25
-
-
6.98 24.7
-
57.9
321
-
23.8 37.5 33.0
0.3 0.99
-
0.3e 1.17
206 MALARI (1969)
Tarkwaien
Ghana
Phyllites,
1 0 1000
-
69
-
-
-
-
107
-
32.8
-
0.00 0.15
-
O.OS 0.01
78
IDC (1979)
conQlomerats
-.
Birrimien
Haute Volta
Roches vertes
1 0
400
-
7.9
-
-
-
-
-
-
-
47
-
-
-
-
-
-
Kikietta : (1978)
volcano-sédi-
mentaires,
~
chistes, amphi
bollites ;
.,
Côte d'Ivoire
2
-
.
7.3 37.0
1.5
52.0 50.0 597.0 0.14
3.0
120
.
-
.
-
-
- Tardv (1969)
Birrimien
Ghana
Granites
1 8
380
31.1 6.58 28.1
4.3
24.2
14.5 206.2
9.1
6.7
79.4
- 0.60 0.075 0.89 11.7
.
Akitl
(1,S80)
Dahoméyen
Ghana
-
schistes et
1 3 3400 29.2 7.3 526.9 19.1 148.1 128.8 521.4 175.7 986.6 43.2
-
2.04 0.205
-
-
.
Akitl
(1.980)
laneis
- - - - .'- - - .-._-----
- -
- -

---

- 404 -
altérites; ce qui favorise la coexistance dans l'eau de NH.4+, N03- et NÛ2- du fait de la
non apparition du tenne final N03H de la réaction.
Enfin, il existe dans les altérites un mécanisme particulier de surconcentration des.
ions Cl- et S042- dans l'eau, lié à l'ultrafiltration des substances à travers les couches
d'argiles se comportant comme des membranes semi-perméables. De même, les
échanges entre l'eau et les pennutolites peuvent modifier considérablement les rapports
caractéristiques des ions K+/Ca2+, K+/Mg2+, Na+/Ca2+, Na+/Mg2+ et Mg2+/Ca2+ dans
l'aquifère.
Dans le milieu fissurai profond, les minéraux les premiers fonnés lors de la
cristallisation du magma. sont de ce fait les premiers à disparaitre des suites de
l'altération; ce qui explique l'abondance générale des alcalino-terreux dans la plupart
des eaux souterraines par rapport aux alcalins; car les minéraux ferromagnésiens sont
plus facilement altérables que les felsdpaths potassiques et sodiques.
Dans les aquifères de fissures, les différentes réactions chimiques: oxydation et
hydrolyse vont démollir les matières organiques et les minéraux divers ( olivine,
pyroxène, amphibole' biotite, pyrite, marcassite et pyrrolite) pour prodiure les ions N03,
HP042-, +H, Fe2+,S042-, NÛ2-,Ca2- et HC03-.
A grande profondeur et dans les fractures, d'importantes quantités de substances
dissoutes proviennent des inclusions fluides, sels intergranulaires, dépôts hydrotermaux,
dissolution d'acide carbonique et d'invasion d'eaux résiduelles provenant des
paléonctppes. Par conséquent,la nature pétrographique des roches est à prendre en
compte dans les mécanismes de production d'ions.
L'étude des équilibres entre eaux, les minéraux primaires du groupe de: albite,
anorthite microcline, trémolite,diopside, chrysolite et wollastonite; et leurs minéraux de
néoformation: montmorillonite, kaolinite, gibbsite, illite talc, calcite, dolomite 'etc.,
montre que les eaux souterraines acquièrent leur composition chimique et minéralogique
au contact. des roches encaissantes et au moment de la néoformation des minéraux par
altération.
Dans le cas de l'albite et de l'anorthite, l'analyse détaillée des diagrammes
d'équilibres montre,gue: .
- la transformation de la kaolinite en gibbsite est indépendante de la teneur en
cations et du pH;
- l'altération de l'anorthite en kaolinite est indépendante de la teneur en silice;
- et que la montmorillonite calcique est une phase minérale plus riche en silice que
l'anorthite primaire.
Ainsi, l'altération de l'anorthite en montmorillonite ne peut se faire que par
agradation de la silice provenant de la solution Les produits d'altération résultent de
l'action des réactions acides de type :
et
2Na Al Si30g + Il H2Û +CÛ24 Al2 Si2 Os (0H)4 + 2Na+ + 2H C03- + 414 Si04
Les 'plagioclases sont altérés en kaolinite par des eaux météoriques rendues très
agressives par le CXh dont l'atmosphère des sols s'est enrichie et ils libèrent en solution
Ca2+, Na+, HC03- et I-4 Si04.
La montmorillonite calcique évolue plus rapidement vers la kaolinite que la
montmorillonite sodique; ce qui confmne que les plagioclases sodiques et potassiques
s'altèrent moins vite que leurs homologues calciques.

---

1
La vitesse d'évolution des minéraux vers le domaine d'équilibre de la kaolinite est
~
plus grande dans les "ltérites que dans les aquifères ne socle; conformément au sens de
la maturité acs arènes grenues diminuant de haut en bas (de la cuirasse ferrugineuse à la
i
roche-mère).
,.1
i '
;i"-
,
L'altération du miclocline en illite ou en kaolinite et celle de la chlorite
i
magnésienne en illite sont des phénomènes rarement observables dans les secteurs
d'étude.
~,
Dans le bassin cotier, les eaux souterraines sont généralement en équilibre avec la
kaolinite provenant essentiellement de la transformation de la montmorillonite. Au
~
contraire, dans les aquifères de socle,l'évolution des minéraux secondaires est encore au
stade de la montmorillonite et de la chlorite magnésiennes. Cela signifie que l'intensité
,
du phénomène d'altération est en général plus poussée dans-les sédiments du bassin
côtier que dans les altérites au-dessus du socle.
1
.
,
Enfin, dans les différents diagrammes d'équilibre, les points représentatifs des
échantillons d'eau les plus éloignés de l'origine des axes sont de' ce fait ceux qui
contiennent les eaux les plus anciennes.
Par conséquent, les paramètres du système calco-carbonique, les diagrammes
d'équilibres entre l'eau et les minéraux d'altération des roches et les techniques
~
:.isotopiques sont des méthodes qui renseignent, à des degrés plus ou moins divers, sur le
,'temps de séjour des eaux souterraines dans l'aquifère.
1,
~~-f,
1
,
1
,,
1
1

---

TRO~S~EME
PART~E :
CONCLUS IONS GENERALES ET
PERSPECTIVES D1AVENIR
•
POINT DES PRINCIPAUX RESULTATS ACQUIS
CADRES GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE
TELEDETECTION NUMERIQUE ET SYSTEME
D'INFORMATION GEOGRAPHIQUE
TECHNIQUES ISOTOPIQUES ET HYDROCHIMIQUES: ABE
DES EAUX SOUTERRAI NES, ALIMENTATION DES NAPPES
ET TARRISSEMENT DES FORAGES
•
PERSPECTIVES D'AVENIR

---

- 407 -
TROISIEME PARTIE.
CONCLUSIONS GENERALES
ET PERSPECTIVES n'A VENIR
Ce travail, qui a été réalisé entièrement durant la Décennie Internationale de l'Eau
Potable et de l'Assainissement (DIEPA), vise à résourd.re le problème épineux de manque
d'eau, dans les milieux ruraux de Côte d'Ivoire et d'Afrique de l'Ouest.
Les études ont été exécutées par l'Université Nationale de Côte d'Ivoire (Département
des Sciences de la terre) avec la participation de l'Université Joseph Fourier de Grenoble
(Institut Dolomieu) et l'Université de Sherbrooke (Centre d'Application et de Rechen:hes en
Télédétection) Les objectifs de départ sont les suivant:
- améliorer l'utilisation des techniques de télédétection dans l'étude des aquifères de
socle cristallin;
- créer un système d'information hydrogéologoique à référence spatiale (SIHRS) pour
mieux gérer les multiples informations relatives aux aquïîeces captés par les ouvrages en '
milieu fIssuré;
:
- mettre au point des méthodologies simples, efficaces et rapides pour faciliter la
découverte des réservoirs, les études d'implantations et de gestion des forages dans le socle.
1· POINT DES PRINCIPAUX RESULTAS ACQUIS
CADRE GEOLOGIQUE
Les granitoïdes migmatitiques et les complexes volcano-sédimentaires et détritiques,
couvrant le bassin versant de la Haute Marahoué, sont en majorité des aluminosilicates à
caractère calcoalcalin, marqués par la prédominance assez nette de la silice (60,41% en
moyenne) et de l'aluminium (14,21 %).
La grande hétérogenéité pétrographique de ces formations libério-ébuméennes,
constitue un atout important pour le développement des fractures et autres surfaces de
discontinuités dans les roches, berceau de l'altération et donc des réservoirs d'eau dans le
socle cristallin. A l'affleurement, les fractures qui naissent des suites des phénomènes
tectoniques et mécaniques: fragmentation, brisures, dislocation, décollement d'écailles, etc.,
accentuées par les activités biologiques.
Ainsi, l'ordre de cristallisation des minéraux et leurs conditions de stabilité dans un
magma fondu en cours de refroidissement, la texture et la sttucture des roches, les surfaces de
discontinuités, les microfractures internes et le mode d'agencement des cristaux à l'échelle
minérale, l'activié biologique et les agents climatiques apparaisent comme les facteurs
privilégiés dans l'altération des fonnations cristallines et cristallophylliennes du bassin;
altération dont les témoins assez nombreux sont ici des fIgures d'awalé, en pseudodolines,
alvéolaires, caverneuses, des grottes et des tablettes de chocolat
Depuis le granite (roche-mère) situé en profondeur jusqu'à la cuirasse ferrugineuse
terminant le prof11 d'altération, dont la présence et les traces de remobilisation des fractures
auxquelles il est associé ~nt décelables par la géophysique, la maturité des arènes grenues

---

- 408 -
1
évolue, de bas en haut, à travers cinq stades: arcnes grenues, sables argileux, argiles tigrées ou
bariolées, latérites, argileuses.et-cuirasse fenugineuse.
:" . ,
1
A la faveur de cette intense activité tectonique et des phénomènes d'altération qu'elle
favorise, la qualité hydrogéologique des roches cristallines du bassin s'en trouve améliorée au
point de permettre une circulation plus facile et une accumulation des eaux au sein des
1
aquifères.
1
CADRE HYDROGEOLOGIQUE
1
• EMMAGASINEMENT
Dans le bassin versant de la Haute Marahoué, aucun forage de pompage ne
, possède un piézomètre d'observation. Les valeurs du coefficient d'emmagasinement
1
sont, de ce fait, incalculables sur ces forages isolés Cepcmdant, dans le socle de Côte
d'Ivoire, l'ordre de grandeur à retenir de ce paramètre est de 10-3 et 104 .
1
• VARIATIONS DE DEBITS SPECIFIQUES
La plupart des ouvrages réalisés dans le bassin se caractérisent par un débit
~
généralement faible (Q presque toujours inférieur à 1m3/h), ou dans le cas où les débits
sont assez élevés, par des rabattements si forts que la valeur du débit spécifique est
1
nécessairement inférieur à 1 m3/h/m. En effet, seuls trois forages creusés dans les
granitoïdes et schistes: Fingolo; TabakoroniF2 et Fadiadougou présentent une assez
1
bonne productivité (QI.1 = 1,056; 1,162 et 1,61).
Le débit spécifique, qui fait intervenir à la fois le rabattement et le débit de
~
pompage (deux paramètres très intimement liés), donne des indications tant sur les
caractéristiques des forages que sur l'état de connexion entre les réseaux de fractures et
1
caractérise la géométrie des réseaux de fractures et leur connexité avec l'ouvrage. Dans
,
le bassin de la Haute Marahoué, comme dans les régions de Bouaké et de Man, les
1
valeurs du débit spécifique des différents forages réalisés ne dépassent que rarement 1
m 3/h/m, sans jamais atteindre 2 m3/h/m. A l'opposé, dans les programmes
~
d'approvisionnement en eau des différents chefs-lieux de sous-préfecture, environ 50 %
,
,
des ouvrages présentent des valeurs de Q/.1 supérieures à 1 m3/h/m et pouvant atteindre
et excéder les 10 m3frJm dans certains cas. Cette grande différence entre les deux types
de programmes montre que l'importance des populations à couvrir influence les
objectifs visés et les méthodes employées pour les atteindre.
f
Dans les petites localités, cas du bassin de la Haute Marahoué et des régions de
,
Bouaké et Man où les villages sont généralement de taille négligeable par rapport aux
chefs-lieux de sous-préfecture, l'objectif des programmes ne concerne pas l'obtention
de gros débits pour ces villages moins peuplés et d'activité très réduite. Par conséquent,
les forages sont implantés très souvent par rapport à l'humeur des chefs locaux, non loin
,
des habitats, sans que le choix du site soit nécessairement motivé par une étude sérieuse.
Au contraire, dans les projets d'alimentation en eau des grandes agglomérations
,
de la taille des villes, l'obtention de gros débits est un critère indispensable de succès.
Les études sont plus sérieuses et l'influence des personnalités régionales sur le choix du
site de l'ouvrage est exclue, ainsi que les contraintes liées à la distance d'éloignement
,
du village ou à la situation géographique de l'ouvrage dans les bois sacrés réservés à des
cultes rituels. Dans ce cas, l'implantation du forage se fait uniquement sur la base
d'études hydrogéologiques, faisant appel à la géophysique après repérage préalable des
linéaments en photographies aériennes.
,,

---

- 409 -
• VARIATIONS DES VALEURS DE TRANSMISSIVITE
Dans les aquifères de fissures et dans quelques puits captant les altérites dans le
bassin versant de la Haute Marahoué, les valeurs de U'ansmissivité déterminées par les
méthodes exposées plus haut sont les suivantes:
Métode de Thiem :
2,36.10-5 à 4,75.10-5 m2/s ( altérites)
Méthode de Cooper-Jacob
1,4.10-6 à 4,4.104 -m2/s ( socle)
Méthode de Gringanen:
1,83.10-8 à 2,33.10-5 m2/s (socle)
Méthode de Thiéry
3,56.10-7 à 1,41.10-5 m2/s (socle)
Elles sont nettement plus fortes dans le secteur Nord du bassin, région de
Morondo, où la transmissivité atteint 9,98 10--5 m2/s (c'est-à-dire très proche de 104
m2/s), que partout ailleurs. Cependant, dans les secteurs de Douala, Dianra et Kani, les
valeurs de tIansmissivité ne sont pas négligeables: (8,02; 7,01 et 5, 59) x 10-5 m2/s.
,..
Une étude de la répartition des valeurs de transmissivité, en fonction <hl type de
formation, montre que les granitoïdes (T =6 à 6,08 10-5 m2/s) sont plus transmissifs que
les autres formations du bassin. fis s'opposent surtout au groupe formé par la diorite et
l'amphibolite, qui se caractérise par les valeurs de transmissivité les plus faibles: 1,03 à
1,9 10-5 m2/s .
Ces valeurs de transmissivité coroborent les résultats obtenus antérieurement par
Faillat J.P.et Leblond P.(1982) sur la station expérimentale de Yamoussoukro, où la
transmissivité varie de 5,6.10-6 à 7,1.10-5 m2/s; et par N.Soro (1987), dans le bassin de
La Mé, caractérisé parT = 2,1.10-6 à 2,5.104m2/s.
Dans la boucle du cacao, la moyenne de la transmissivité du granite est plus
faible que- celle des autres formations. Ce résultat concorde avec les observations
réalisées aux U.S.A. sur 2200 forages par Rassmussen W.C. (1963), où les valeurs de
transmissivité des gneiss se sont montré particulièrement plus faibles (T =1 10-6 m2/s)
que celles des autres formations; les valeurs les plus fortes, T = 2 10-5 m2/s étant
enregistrées dans les schistes. Ainsi, d'une façon évidente, la transmissivité des roches
cristallophylliennes non facturées est très faible voire nulle. Les granites et les gneiss
sont des niveaux imperméables, en l'absence de tout phénomène d'attaque et de
désagrégation .
Par conséquent, si dans le bassin de la Haute Marahoué, les valeurs de
transmissivité sont plus fottes que d'ordinaire, c'est soit paxœ que les méthodes que
nous avons employées ont pour inconvénient de surestimer la transmissivité, soit parce
que la densité des réseaux de fractures et surtout les possibilités de leur connexion sont
importantes pour pennenre une circulation d'eau plus facile. En réalité, cette deuxième
éventualité est conforme aux résultats acquis sur l'étude de la fraeturation.
• SIGNIFICATIONS DES VALEURS DE TRANSMISSIVITE
Les métodes de détermination des valeurs de. transmissivité,.basées sur les
théories de Theis ou de Jacob, que nous employons, sont des méthodes
d'interprètation des nappes captives pour lesquelles le domaine d'application qui leur
est imposé est nécessairement différent de leur conditions d'utilisation réelles. En effet,
pour que ces méthodes soient utilisables dans notre secteur, nous considérons le milieu
fissuré comme un milieu poreux équivalent, homogène, continu et isotrope ou non.
Dans ce cas, il aurait fallu que la taille de la zone testée soit suffisamment grande, pour
que soient minimisées les hétérogénéités de détail inhérentes au comportement des
réseaux de fracture. Or,- nous savons que, pour atteindre cet objectif, les essais de

---

- 410 -
1
v
~
pompages doivent avoir de longue durée ( de 72 h à .trois mois environ), parce q~e. plus
l'influence du pompage s'étend, plus un nombre Important de fractures partIcIpe à,
f
l'écoulement et plus la chance de trouver panni celles-ci des fractures de conductivité
hydraulique forte est grande pour améliorer la valeur de la transmissivité.
1
Malheureusement, dans notre bassin, la durée des pompages n'est que de 6 h en
moyenne comme nous l'avons vu plus haut.
~1,
En général, la valeur de la perméabilité ou celle de la transmissivité, s'accroît
avec la taille du modèle testé; car l'hétérogénéité des paramètres hydrauliques serait en
rapport avec l'échelle du milieu fissuraI. La perméabilité équivalente augmenterait avec
le volume de l'aquifère influencé par le pompage, de telle sorte que l'homogénéité ou la
constance des valeurs des paramètres hydrauliques, dans l'ensemble du milieu aquifère,
n'existe qu'à partir d'une certaine échelle .On appelle "V.E.R", le volume élémentaire
~
représentatif à partir duquel, un paramètre considéré cesse de subir des variations
!
(Faillat lP.,1986). Par conséquent, les valeurs de transmissivité calculées dans le bassin,
si elles n'intéressent que des volumes de roche inférieurs au "V.E.R" du milieu testé,
P
- . doivent correspondre simplement-à-.}a fracture qui a été recoupée par le ,forage et dans
1
il'
...~
-;-,,,-
une certaine mesure, au rappottentre cette dernière et le reste du milieu fissural.
~
Enfin, dans le milieu poreux équivalent, les courbes de rabattement qui sont
utilisées pour la détermination des valeurs de transmissivité, peuvent présenter des
1
anomalies liées à des perturbations provenant de l'effet de capacité de l'ouvrage ou de
celui de la drainance entre aquifères. En effet, très souvent, on assiste à une diminution
~
progressive du débit de pompage, au fur et à mesure que l'intensité du drainage croît.
De même, quand l'influence de l'effet de capacité se manifeste, le débit propre des puits
est tellement important que le rabattement est retardé pendant plusieurs heures de
~
pompage. Dans ces cas, Thiéry préconise une correction du temps et du rabattement à
l'origine avant de déterminer la transmissivité. Cependant, ce problème peut, être
contourné en calculant les valeurs de la transmissivité uniquement sur les parties de la
p
courbe de rabattement non influencée par l'effet de capacité ou par la drainance, car la
correction préconisée par Thiéry n'améliore pas fondamentalement les résultas du
calcul.
~
Dans le cas du modèle de la fracture unique de Gringarten et Thiéry, qui
correspond le plus souvent à la réalité du terrain dans nos régions, les valeurs de la
transmissivité calculées devraient s'appliquer d'abord à la géométrie de la fracture
~
unique équivalente au milieu fissuré testé, situé au centre du dispositif; puis, aux
caractéristiques des ouvrages et peut-être de l'aquifère dans son ensemble. Mais ici, la
partie de la courbe interprètable du forage sera limitée également par l'effet de fractures
~
unique, l'effet de capacité de l'ouvrage ou par l'influence de la drainance comme dans
le cas précédent.
Dans tous les cas, il est plus avantageux de faire des essais de longue durée
~
(c'est-à-dire de 72h au moins) pour être sûr d'avoir testé les capacités de l'ensemble
nappe de fissures - nappe d'altérites à supporter une exploitation ininterrompue par les
populations.
1
1
• VARIATIONS DE DEBITS ET DES ARRIVEES D'EAU
Les arrivées d'eau dans la zone superficielle (PT < 10 m) ne représentent que 1 % des
observations. Les pourcentages les plus élevée (86 %) sont enregistrés entre 10 et 60 m. Au-
1
delà de 60 m, la rareté des arrivées d'eau se traduit par une diminution assez rapide de leurs
pourcentages: 6 ; 4 ; 3 et 0 % respectivement pour des classes de profondeur 60-70; 70-80;
80-90 et 90-100 m.
1
1
Si notre connaissance du comportement hydrogéologique des fonnations
était
parfaite, chaque forage implanté dans le socle-aurait une profondeur précise et idéale par
1
1

---

- 411 -
rapport aux arrivées d'eau. Malheureusement, dans bien des cas, la limite inférieure des
fractures ouvenes est totalem~tméconnue et les forages exécutés au b~rd et sur la base du
tâtonnement à la recherche des gros débits. n en résulte une disproportion souvent énorme
entre la profondeur totale des forages et celle des arrivées d'eau, conduisant à la notion de
surcreusement inutile. L'étude des ~lations entre ce surcreusement inutile, la profondeur
totale et les arrivées d'eau, a permis de mettre en évidence la "droite du forage idéal" en
milieu fissuré: c'est la droite d'égale valeur entre les arrivées d'eau et la profondeur du
forage.
"
L'épaisseur des altérites dans les forages à gros débits est toujours très faible. A
l'opposé, les forages à épaisseur d'altérites assez grande ne fournissent plus de 2,5 m3/h que
rarement dans le bassin. On en déduit que les altérites les mieux développées constituent un
facteur limitant pour l'obtention de gros débits dans les forages captant les aquifères de
fissures.
TELEDECfION NUMERIQeE ET SYSTEMJH)'·INFORMATION -,
GEOGRAPHIQUE
Les techniques de la télédétection numérique et des systèmes d'information
géographique, munis d'une capacité de modélisation des données multi-sources, couplées aux
techniques classiques de la géologie, hydrogéologie et géophysique~ ont fourni des
informations utiles sur le guidage des implantations et la gestion des forages dans le socle. En
particulier, ce travail a permis de mettre au point: un système d'information hydrogéologique
à référence spatiale (SIHRS) applicable en tout lieu ; et, des méthodologies pour cartographier
les unités géologiques et les reseaux de linéaments régionaux;
pour étudier les sites
d'implantation et les critè~s de productivité des forages dans le socle, les couloirs souterrains
de circulation d'eau et donc les axes préférenciels d'alimentation des aquiÎeres. Le SIHRS a
également permis de confectionner un bloc diagramme du secteur d'étude, ~ndant compte de
la regression des poucentages des fractures et des arrivées d'eau en profondeur.
• CREAnON DE SllIRS
Il a créé un système d'information hydrogéologîquC"""tréférence spatiale (SIHRS)
auquel il a été intégré: les images satellites rehaussées provenant du capteur Thematic Mapper
de Landsat 5, acquises en janvier 1986, en saison sèche (scène 198-54, quadrant 2 et 4; scène
197-55, quadrant 1 et scène 197-54, quadrant 3); les données géocodées du champ
magnétique total, dont la dimension des pixels est de 125 par 125 m, et qui ont servi à la
validation de certains linéaments d'extension régionale. On a également inclus au SIHRS, les
principaux cours d'eau, les combes altimétriques, le réseau routier et la localisation des villes
et villages (recueillies sur des cartes topographiques au 1: 200 (00). La base de données
comporte également des données géologiques et linéamentaires; ainsi qu'un ensemble de
paramètres hydrauliques et physico-chimiques sur tous les ouvrages réalisés dans le bassin.
• CARTES GEOLOGIQUE ET LINEAMENTAIRE
Les cartes thématiques des unités pétrographiques et des réseaux de linéaments
régionaux, réalisée initialement dans l!envirormement EASI/PACE de PCI inc., ont été
transférées dans le SHRS. Ce dernier a permis de calculer l'importance en pourcenages de
chaque unité géologique: les granito-migmatites d'extension régionale occupent 87,7 % de la
superficie du bassin: dont 49,8 % pour les migmatites anciennes et récentes; 32,6 % pour les
granito-migmatites et 5,3 % pour les granites porphyroïdes roses à biotite; tandis que le
complexe volcano-sédimentaire associé au sillon intracratonique birrimien de Boundiali ne
réprésente que 10,1 %.de la surface du bassin

---

1
- 412 -
~
A l'intérieur du SdRS, le sillon de Boundiali présente un rétrécissement dans sa parti~
1
inférieure puis, une inteIT'~ption, avant de disparaître totalement ~u nt;rd-oue~t de la vil~"~~I"
1
~p~
"
-1
1
Sur le plan géologique, la télédétection et le système d'infonnation hydrogéologique à
référence spatiale, ont contribué à la mise en évidence des faits suivants:
~
- la manifestation du contour exact du granite de Séguéla, qui apparaît comme un
granite circonscrit en forme d'embryon tourné vers le Nord-Est, jamais soupçonné auparavant
parJa géologie classique;
1
- et au Sud-Ouest de la carte, la forme effilée du sillon birrimien de Boundiali, entre
les granites et les granito-migmatites, et, en particulier, ses rapports avec le granite circonscrit
de Sépéla, dont l'intrusion brutale dans les dépôts du sillon serait à l'origine de la disparition
de celui-ci, à la hauteur de Sépéla.
~i
La carte du relevé détaillé des linéaments comporte près de 16 000 segments
assimilables à des fractures. Les linéaments ont été identifiés sur les images TM, grâce à
1
l'exploitaçion des possibilités du.système d'information hydrogéologique à référenc.e. spatiale,
permettant l'affichage de compositions colorées et l'édition de fichiers vectoriels. Cette carte,
qui présente les linéaments d'importance régionale, associés aux accidents majeurs dans le
1
socle, a été préparée à l'aide principalement de la combinaison TM6+TM7 et du filtrage
1
directionnel utilisant l'opérateur de Sobel et la matrice de 7.7. On a pu noter une très forte
correspondance entre les traits géologiques dominants perçus sur les données TM et les
discontinuités aéromagnétiques. Les linéaments relevés sur les images satellitaires sont
1
répartis selon les principales directions tectoniques d'Afrique: N170-1900 , N80-1000 , N30-
600 et NI20-1600 ; et, s'associent à d'autres dicontinuités tectoniques et/ou géologiques de
formes variées: rectilignes, polygonales, en damiers, en étoiles, en toiles d'araignées, en
1
croissants de lune, et en structures circulaires.
1
• METHODOLOGIE D'ETUDE DES SITES D'IMPLANTATION
~
ET DES CRITERES DE PRODUCTIVITE DES FORAGES
L'utilisation simultanée des techniques de traitement numérique d'images satellitaires
1
et d'un système d'information à référence spatiale, a permis de rehausser le champ des
!
fractures àffectant le socle cristallin du bassin de la haute Marahoué et de déterminer les
distances séparant les forages en exploitation desdites fractures.
-
Au total, 27% des ouvrages du bassin captent directement les fractures et 68% en sont
proches à l'intérieur d'un couloir de 200 m au-delà duquel les pourcentages des forages
1
diminuent considérablement et s'annulent à 1100 m.
La direction d'accidents qui favorise davantage la circulation des eaux souterraines est
la âirection libérienne d'Afrique (NW-SE) qui est, de ce fait, la plus recherchée dans
1
l'implantation des forages dans le socle. Elle intervient pour 62% des cas, dans le pidage du
choix des sites d'implantation de forages et influence, à elle seule, 63% des gros débits (6 < Q
< 14 m3/h). Les accidents N-S, avec 25% des débits élevés, occupent la seconde place parmi
1
les plus productifs. Cependant, ils sont paradoxalement les plus négligés dans les travaux de
foration: soit parce qu'ils sont les moins visibles en photographies aériennes ou parce que leur
productivité a été jusqu'ici méconnue. A l'opposé, les directions NE-SW et E-W, les plus
1
fréquemment visés par les captages, sont malheureusement les moins productives. Elles
influencent, respectivement, 0 et 12% des gros débits.
Enfin, l'exploitation des ressources du SlliRS a permis de mettre au point la "croix de
1
survie" des forages en milieu de socle fissuré, un moyen efficace de contrôle des programmes
d'hydraulique villageoise et pouvant également intervenir dans les études de faisabilité des
forages dans le socle.
1
1
1

---

- 413 -
• COULOIRS SOUTERRAINS DE-CIRCULATION D'EAU ET
AXES D'ALIMENTATION DES NAPPES
L'intensité des phénomènes d'écoulement et les possibilités de formation des
réservoirs d'eaux souterraines dans les milieux fissurés, peuvent être appréhendées, grâce à
l'étude des perméabilités induites par les fractures. Cependant, jusqu'à maintenant, les
résultats obtenus par cette technique sont restés tributaires de l'imponance et suttout de la
densité des fractures susceptibles d'être visualisées sur les photographies àëriennes classiques.
Les
images Landsat TM relatives au bassin versant de la Haute Marahoué, traitées
numériquement et interprètées à l'intérieur du SIHRS, améliore considérablement les résultats
de cette approche, grâce à une assez forte densité de fractures répérables sur les images
réhaussées, grâce à l'utilisation de la télédétection numérique et du SIHRS (62 fractures en
moyenne par 1,44 km2 de surface dans le cas de la Haute marahoué) .
Les valeurs de perméabilités qui en découlent, varient de 0,11 à 0,66.10-4 mis et sont
donc voisines des perméabi1~1'éellesdes terrains fissurés, affectés par l'altération. Les
variations spatiales de ces valeurs de perméabilités induites, à l'intérieur du SIHRS, ont révélé
que:
- l'alimentation des aquiÏeres, qui se fait à travers les axes tectoniques de drainage
bien devéloppés, est plus intense sur la bordure Ouest que dans la partie orientale du bassin;
-les accidents majeurs logent les principaux cours d'eau de la région; en particulier,le
tracé de la Marahoué se superpose au princip~ axe de drainage des eaux souterraines,
d'orientation Nord-Sud; elle prend sa source dans un réservoir bien devéloppé en amont, où
la perméabilité induiteimaximale (Kmax) présente la plus fone valeur de la région (0,8722 .10
-4 mis); et aboutit à un bassin d'accumulation souterrain, situé à Tonhoulé non loin de
l'exutoire, où la deuxième valeur de Kmax atteint 0,8215 .10-4 mis.
• BLOC DIAGRAMME ET INFERIEUR DES FRACTURES
OUVERTES DANS LE SOCLE
Un bloc diagramme du bassin versant de la Haute Marahoué, confectionné grâce
aux multiples fonctions du SIHRS, permet de suivre, l'évolution apparente des arrivées
d'eau et des débits optimums ainsi què··la progression en profondeur dans le socle, du
front d'altération, dont l'épaisseur assez faible au Nord du bassin (10 à 20 m ), gagne en
importance dans le secteur Sud où elle avoisine les 70 m .
En Afrique, les spécialistes en sciences de l'eau admettent généralement que les
arrivées d'eau décroissent en nombre et en importance avec la profondeur du socle sain
traversé. Certains auteurs fixent à 50-60 mètres, la limite inférieure d'existence des
fissures ouvertes dans le socle. Dans le bassin de la Haute Marahoué, des résultats
similaires, signalés plus haut et illustrés dans le bloc diagramme, laissent plutôt planer
un doute.
Même si, l'évolution des débits optimums, des arrivées d'eau et des
pourcentages des fractures en profondeur, tend à mettre en évidence, à partir de 90 à 100
m, l'existence d'une limite inférieure apparente des fractures ouvertes dans le socle, ce
résultat doit être pris avec prudence, à cause d'un biais éventuel pouvant exister dans la
façon d'appréhender"œ"'problème. Car, dans le bassin, la majorité des forages ne
dépasse pas 50 m de profondeur; tant et si bien que, la regression du nombre des
arrivées d'eau que l'on constate au-delà de 100 m, est susceptible de traduire aussi une
insuffisance en nombre des forages atteignant cette profondeur extrême dans la région.
En conclusion, à l'intérieur du SIHRS, il est possible de cartographier les classes de
distances d'éloignement par rapport aux fractures dans toutes les directions. Ce qui pennet
d'identifier les
zones
favorables à l'implantation des forages
et les zones
hydrogéologiquement stériles. De même, il permet de: canographier les variations de la

---

- 414 -
densité des linéaments, des points de croisement entre les fractures avec leurs cooi';onnées
géographiques, de superposer les images satelli~er. aux car;res topograp:.iques existantes et
de définir des modèles d'élevation du relief avec possibilité de calcul des pentes et des zones
facilement inondables.
II-TECHNIQUES'
. ISOTOPIQUES ET HYDROCHIMIQUES:
AGES DES EAUX SOUTERRAINES, ALIMENTATION ET
TARRISSEMENT
DES FORAGES
Des méthodes d'investigation classiques: techniques isotopiques, équilibre du système
calco-earbonique et équilibre entre la phase acqueuse et les minéraux d'altération des roches,
permettent d'étudier l'âge des eaux souterraines , les mécanismes d'alimentation des nappes
et par conséqu~!1t, les processusde tarissement des forages d'e~~.~, ..
EVOLUTION DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
Sur la base des variations des paramètres du système caco-carbonique: pC02' C02
dissous, pH d'équilibre et indices de saturation des eaux par rapport à la calcite (ISC) et à la
dolomite (ISD), le temps de séjour des eaux et les processus de renouvellement de l'eau dans
les aquifères ont pu être déterminés à partir des valeurs des variables précitées, calculées par
les fonnules appropriées.
Dans le sol, quand la source de production du CO2 est superficilelle, le stade
d'équilibre chimique ou d'incrustation est atteint quand la quantité de CO2 dissous dans l'eau
est anivée à épuisement; ce qui correspond à un temps de séjour prolongé des solutions dans
l'aquifère. Les eaux faiblement incrustantes sont enregistrées dans les forages de Dyarabala,
Korotou et Mahan; et celles en équilibre chimique par rapport à la calcite ou à la dolomite,
dans 21% des cas; ce qui relève le pourcentage des eaux d'âge probablement ancien à 24%
dans le bassin.
Dans les diagrammes ISC=f(ISD) les points représentatifs des échantillons d'eau se
disposent en fonction de leur âge dans le sol . Certains ouvrages sont affectés par les
conditons pénibles de circulation d'eaux dans l'aquifère confonnément à comportement dans
les diagrammes des milieux ouvert et fenné à l'atmosphère à partir des variations du pH en
fonction des teneurs en bicarbonates des eaux. Cependant, la présence d'eaux véritablement
fossiles serait rare, du fait des ruptures fréquentes d'équilibre entre les systèmes hydrauliques
sous l'effet des pompages excessifs et répétés (en effet, cette étude est réalisée 8 ans environ
après la mise en exploitation des forages du bassin).
• DIAGRAMME DE LA HAUTE MARAHOUE ET DE LA ME
Ces deux secteurs appartiennent au domaine géologique: Côte d'Ivoire-Burkina Faso-
Ghana formé de granitoides éburnéens et de complexce volcano-sédimentaire du Birrimien à
relief monotone et peu contrasté. Ici, d'importants aquifères d'altérites de plaines sunnontyPJ
les nappes de fissures. L'alimentation est plus facile dans les altérites que les fractures
profondes. Dans les diagrammes les eaux issues des forages, placées en tête de l'alignement
des ponts représentatifs, sont les plus annciennes.
1
1
1
t

---

- 415 -
-DIAGRAMME DE MAN ET D'ABIDJAN
Au contRire, dans les montagnes de Man, où le relief est très acddenté (1000 à 1720
m au Tonkpi), les pluies sont torrentielles et le ruissellement important sur des pentes
topograpiques assez fones. C'est le domaine des aquifères de flancs et de versants de
montagnes. Autrement, l'instabilité des flancs provoquaient des glissements de terrains et des
rup~ des poc~s d'eau, très fréquents à Man et connus sous l'appellation locale de DRA.
Les aquifères de versant restituent assez vite les eaux d'infiltration..Les eaux
souterraines issues des forages, les plus anciennes pour la région, sont nettement plus récentes
que leurs homologues de la Haute Marahoué et de La Mé. En effet, la région de Man est
réputée pour ses nombreuses sources d'eau naturelles de qualité exceptinnelle, autrefois mise
en valeur par un ressortissant français.
La région d'abidjan appartient à la troisième province géologique de Côte d'Ivvoire: le
basssin sédimentaire côtier d'âge Mio-Pliocène et Quateranaire Les terrains sont inclinés vers
le SII4 en direction de la mer. L'alimentation des aquifères est plus facUe..dans sédiments .'
sableux ou conglomératiques de base que les vases et les argiles sus-jacentes. C'est ce que"
révèle, dans le diagramme, la disposition des points l'eprésentatifs des eaux issues des puits,
qui sont de ce fait les plus anciennes, à l'opposé des cas précédents.
Malheureusement, la présence d'autres sources de production de ~ dans les zones
profondes de l'aquifère constitue un~ limite à cette approche bydrochimique; dans la mesure
où les te~eurs élevées en ~ dissous ne traduiront plus nécessairement un âge récent des
eaux souterraines dans l'aquifère. fi s'agit là d'un cas assez complexe que ni les pH
d'équilibre, ni les indices de saturation des eaux par rapport aux carbonates ne pourront
décéler, sans le concours des techniques isotopiques.
VARIATIONS DES TENEURS ISOTOPIQUES
Les trois isotopes de l'environnement dosés au cours de ce travail sont: tritium (3H),
deutérium eH) etoxygène-18 (180 ).
...._"'
Le tritium augmente en teneur du Sud vers le Nord, confonnément à la progression de
la mousson du Sud-Ouest. Certains ouvrages plus pauvres en tritium: Dianra S/P, Sisséhé,
Kogolo, Kébi et Sakouasso, qui présentent respectivement: 1; 1; 2,7;
3,2 et 3,5 UT,
contiennent des eaux essentiellement anciennes. D'autres, dont les teneurs en tritium varient
de 6,2 à 10,8 UT, correspondent à des mélanges d'eaux anciennes et de parts relativement
faibles d'eaux récentes. Ces mélanges peuvent être homogènes dans les milieux poreux
exploités par les puits. Au contraire, en milieu fissuré, lorsqu'elles ne sont pas uniquement
anciennes, les eaux captées peuvent résulter du mélange ( accentué par les pompages) au
niveau même du forage, d'eaux issues de plusieurs fractures profondeJ indépendantes, de
mélanges entre des eaux initialement stratifiées ou encore d'eaux provenant des altérites. Ces
mélanges d'eaux sont responsables des différences de teneurs en tritium qu'on observe entre
échantillons représentés sur une même droite de correlation entre d%o 2H et 8 d%o 180.
Dans le diagramme d%o 2H = f (d%o 180), une analyse détaillée des points
,-r5.--representatifs des teneurs en oxygène-18 et deutérium des eaux.souterraines des bassins de La
Mé et de la Haute Marahoué, montre que ces derniers se répartissent sur une série de droites
sensiblement parallèles entre elles, de Pentes 8 ou très peu inférieures. Ces droites présentent
des décalages correspondant à des excès en deutérium de +6 à +17 et d'équation (Figure13):
d%o 2H =8 d%o 180 + d

---

- 416 -
1
L'absence de droites d'évaporation et l'existence de droites de correlation de pente 8,
présentant des excès en ,<icutérium différent~; sont dues aux conditions bioclimatiqv.~s
marquées en Côte d'Ivoire, par l'importance du domaine lagunaire au Sud et le
1
devéloppement de forêts de type tropical au Nord; mais surtout par la saturation et la
température relativement élevée de l'atmosphère lors des épisodes pluvieux. Dans ce cas, le
fractionnement isotopique dû à l'évaporation est limité par l'effet de masse et ne provoque
1
plus qu'une simple réduction des excès en deutérium.
En effet, la composition isotopique originelle des masses de vapeurs évolue en
J
fonction des conditions d'évaporation sur le golfe de Guinée, du déplacement du Front Inter-
tropical et de l'intensité de l'évaporation sur la forêt. Celle des précipitations varie non
seulement durant chaque averse et chaque saison des pluies, mais aussi entre grande et petite
saison des pluies, ainsi que sous l'effet des lignes de grains et des perturbations locales. Dans
1
ces conditions, les recharges des aquifères qui ne se font pas toutes au même moment, ni de la
même façon, selon l'état de fracturation, la perméabilité, la porosité, l'état hydrique des
roches et des sols et la nature de la végétation, ont des caractéristiques différentes d'un point à
t
l'autre.
. ..".
L'âge des eaux souterraines déterminé par les techniques isotopiques, concorde assez
1
souvent avec les résultats du système calco-earbonique, en particulier lorsque l'alimentation
en C02 gaz des aquifères dépend uniquement de l'arrivée, au sein du réservoir, des masses
d'eau parcourant la zone d'infiltration. Dans le cas contraire, correspondant à la situation des
~
forages de Sisséhé et de Kébi/F3, la présence du CO2 d'origine magmatique, entretient un état
de sous-saturation permanent, rendant difficile toute possibilité d'appréciation de lâge des
eaux.
.
1
L'étude des équilibres entre eau, les minéraux primaires du groupe de: albite, anorthite
microcline, trémolite,diopside, chrysolite et wollastonite; et leurs minéraux de néoformation:
montmorillonite, kaolinite, gibbsite, illite, talc, calcite, dolomite,brucite etc., montre que,
~
quand leur temps de séjour dans l'aquifère est important, les eaux souterraines acquièrent leur
composition chimique et minéralogique au contact des roches encaissantes et au moment de la
néoformation des minéraux par altération.
1
Dans les différents diagrammes d'équilibre, les points représentatifs des échantillons
d'eau les plus éloignés de l'origine des axes sont, de ce fait, ceux qui contiennent les eaux les
plus anciennes en accord avec les résultats précédents.
~
La vitesse d'évolution, en fonction du temps, des minéraux vers le domaine
d'équilibre de la kaolinite est plus grande dans les altérites que dans les aquifères de socle;
1
conformément au sens de la maturité des arènes grenues diminuant de haut en bas (de la
cuirasse ferrugineuse à la roche-mère).
Ainsi, dans le bassin cotier, les eaux souterraines sont généralement en équilibre avec
1
la kaolinite provenant essentiellement de la transformation de la montmorillonite. Au
contraire, dans les aquifères de socle, l'évolution des minéraux secondaires est encore au
stade de la montrnorillonite et de la chlorite magnésiennes. Cela signifie que l'âge et donc
1
l'intensité du phénomène d'altération sont, en général, plus importants dans les sédiments du
bassin cotier que dans les altérites au-dessus du socle.
J
III· PERSPECTIVES D'AVENIR
Les techniques isotopiques et hydrochimiques utilisées dans ce travail, n'ont pas
permis de déterminer, de façon absolue, l'âge des eaux souterraines. Aussi, il nous semble
indispensable de soumettre les eaux d'âge ancien, issues d'une cinquantaine de forages dans le
bassin, à des techniques de datation utilisant le carbone-14, l'uranium et le strontium. Cette
préoccupation a fait l'objet d'un sujet de thèse de Ph.D, à GEOTOP (Université de Québec à

---

- 417 -
Montreal), de l'étudiante Oga .Marie-Solange, dont les recherches ponent sur la détennination,
par la méthode uranium 1 strontium, des âges absolus dans les eaux souterraines issues du
bassin versant de la Haute Marahoué.
L'étude de la composition chimique des eaux souterraines du bassin révèle qu'une
fraction non négligeable des eaux qui alimentent les nappes, s'infiltrerait au cours de la saison
sèche, au moment où les feux de brousses ont [mi de ravager les savanes et où les vents de
poussières couvrent la r,égion. Quelles sont les caractéristiques de ces v.,ents? Quel est la
nature de leurs rapports avec les précipitations de saison seche, les surfaces brûlées ou
intactes et l'infiltration des eaux dans le sol? Toutes ces questions trouveront probablement
leur réponse dans les travaux d'une thèse de Ph.D que l'étudiante Azagoh Marie Christine,
prépare à l'heure actuelle au Centre d'Application et de Recherche en Télédétection à
l'Université de Sherbrooke.
Par ailleurs, l'équipement informatique acquis, grâce auquel les résultats que nous
présentons ici ont été obtenus, peut être encore mieux rentabiliser, si notre capacité d'agir sur
chaque composante de ce matériel, arrivait à devenir grande. En effet, le premier projet qui
vient de marquer une transition entre les méthodes classiques et l'automatisme, a utilisé
intensément l'une ou l'autre des deux méthodes. Par exemple:
- en hydrochimie, la force ionique, l'activité des ions, les teneurs en c02 dissous, les
indices de saturation des eaux par rapport à la calcite et à la dolomite, le Ph d'équilibre
ete...ont tous été calculés, manuellement, sur 219 échantillons d'eau.; ce qui représente
plusieurs mois de blocage;
- le calcul des perméabilités induites par les fractures a nécessité un maillage dq bassin
en 103 cercles de 12000 mètres de diamètre chacun. A l'intérieur de chaque cercle, il a fallu
compter le nombre de fractures, mésurer la direction et l'azimut de chaque fracture avant de
procéder à un traitement des données sur l'ordinateur. Dans le cadre de cene étude, le travail
s'est avéré fastidueux et cela a pris 14 jours;
- toutes nos anciennes méthodes de travail: calcul de l'évapotranspiration, lès rosaces
directionnelles, le déficit d'écoulement etc., ne sont pas encore traduites sous forme de
programmes informatiques.
-
.
- enfin, la jonction entre les programmes que nous possédions auparavant: analyse en
composantes principales, calcul des perméabilités induites par les fractures selon la méthode
de Franciss, calcul des paramètres CIPW dans la géochimie des roches, le logiciel de calcul
des "boundary elements" ete.; et, les nouveaux logiciels (pCI, PAMAP, DBASE4, IDRISI,
AUTOCAD, ete.), n'est pas encore faite.
De même, sur le plan de l'utilisation de la Télédétection en hydrogéologie, bien de
points restent à revoir pour leur amélioration. Par exemple:
- comment peut-on évaluer les caractéristiques d'une fracture: son épaisseur, sa
profondeur, son style d'altération ete...?
- dans le socle précambrien d'Afrique de l'Ouest, qu'elle est la signification des
différents ensembles géologiques en images réhaussées?
- quels sont les procédés de traitement numérique les plus significatifs pour l'obtention
des informations spécifiques au socle cristallin d'Afrique?
- enfin, est-il possible, sur la base des disciplines nouvelles, de perfectionner la
technique de modélisation en hydrogéologie des milieux fisssurés?
On sait par exemple que cene dernière méthode permet une meilleure compréhension
de la géométrie des aquifères et d'isoler les fractures ayant tendance à l'ouvreture. Celles-ci,
du fait de leur direction parallèle à celle de la contrainte maximale horizontale actuelle,
présentent, à priori, une capacité plus importante à contenir de l'eau.
A l'heure actuelle, nous avons travaillé dans le secteur nord de la Côte d'Ivoire, c'est à
dire, en une région sans couven végétal important Au sud, tous les spécialites s'accordent à
croire que la végétation masque les informations géologiques, comme le font d'ailleurs les
profils d'altération. Or, semble-t-il, que maintenant, le traitement de modèle numérique de
-

---

- 418 -
terrain, à panir des images orbitales à grande résolution spaci~~ ( Spote, Landsat TM, ete.),
est susceptible de faire ressortir !~s infonnations cachées sous n'impone quel ::,ouven v~gétal.
Pour toutes ces raisons évoquées plus haut, pour une meilleure rentabilisation de
l'équipement scientifique, une exécution rapide des études de faisabilité, une amélioration du
niveau de précision des nouvelles méthodologies d'étude des sites d'implantation et de la
gestion des forages dans le socle cristallin, il impone de dévélopper davantage:
- de nouveaux programmes, en we d'une automatisation complète des activités
d'enseignement et de recherche au Département des Sciences de la Terre; et pour résourdre
des problèmes précis dans le domaine de l' hydrogéologie et de la géologie;
- les techniques de télédétection numérique et du système d'infonnation à référence
spaciale appliqués aux milieux fissurés d'Afrique de l'Ouest;
- la mise au point des filtres spécifiques, le développement de l'analyse texturale et de
la morphologie mathématique dans le traitement numérique des images en vue d'acquérir
des infonnations sélectives sur les failles, l'épaisseur des altérites, les unités géologiques, ete.
-l'utilisation de la théorie des variables régionalisées (géostatistique) et de la morpho-
cinématique poUt parvenir à la modélisation tridimentionnelle des réservoires aquifères, des
réseaux de fractures et des écoulements en milieu fissuré.
Toutes ces préoccupations sont parfaitement prises en compte par le sujet de thése
d'un doctorat d'état en sciences de l'eau: "Etude des approches méthodologiques
d'applicabilté de la télédétection et du système d'information à référence spaciale
(SIHRS), dans les domaines de la géologie et de l'hydrogéologie des milieux fissurés: cas
du sillon intracratonique birrimien de Boundiali (Côte d'Ivoire)" dont les travaux
viennent de débuter à la faculté des sciences et techniques, de l'Université Nationale de Côte
d'Ivoire, par notre collègue Jourda J.P..
En réalité, nous avons, en quelque sone, été contraint de nous orienter dans le domaine
de la télédétection, parce que tous les organismes financiers nous orit momentanément fenné
la pone, sous prétexte que l'option géophysique est déjà assez développée par les collègues de
l'université du Burkina Faso. Nous ne le regrettons pas. Cependant, cette situation, qui nous a
pénalisé provisoirement, ne doit en rien nous faire prendre de vue l'importance des méthodes
géophysiques, comme complément indispensable à la télédétection, dans l'étude des sites
d'implantation des forages. En conséquence, il serait souhaitable que notre Département
s'équipe en appareils et se spécialise davantage en prospection électrique et
électromagnétique, en vue d'améliorer l'apport, que nous attendons de la télédétection., à la
recherche des eaux souterraines dans le socle cristallin.
En conclusion, notre Département entre, de plein pied, dans l'ère de la Géomatique,
basée sur l'utilisation de la télédétection numérique et des systèmes d'infonnation
géographique. Il ne pourra maintenir ce niveau, que par un travail assidu, et, par le
développement des techniques de pointe que sont: les variables régionalisées, la morphologie
mathématique, la morpho-cinétique, les méthodes texturales, la modélisation
tridimentionnelle, etc.; à travers des projets variés, touchant les domaines de l'eau, de
l'environnement, de l'évolution des sols et des plages et de la tectonique cassante affectant le
socle précambrien d'Afrique de l'Ouest..
Pour traduire ces rêves en réalité, il est indispensable que la Faculté des Sciences et
Fechniques, soit dotée d'un Centre Universitaire de Recherche et d' Applpication en
Télédétection (C.U.R.A.T.). Le C.U.R.A.T. sera le point de rencontre entre les botanistes,
physiciens, mathématiciens et géologiques, dont l'action conjuguée nous semble
incontournable, pour peu que l'on se soucie de rentabiliser les investissements déjà énonnes
dans les images satellitaires et les ordinateurs qui les accompagnent.

---

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.,.

---

LISTE ·OES TABLEAUX
PAGES
TABLEAU 1. PRECIPITATIONS MOYENNES (EN MM)
ENREGISlREES DANS LES STATIONS
METEOROLOGIQUES DU BASSIN DE LA
HAUlE MARAHOUE (PERIODE 1981-1990)
30
TABLEAU 2. PRECIPITATIONS MENSEULLES CUMULEES
(EN MM) ENREGISTREES EN PLEINE SAISON
SECHE DANS LE BASSIN DE LA HAUDTE
MARAHOUE (PERIODE 1981.1990)
32
TABLEAU 3. BILAN DE L'EAU A LA STATION DE SEGUELA,
ETABLI PAR LA METHODE DE rnORNTHWAITE
C.W (pERIODE 1981-1990)
34
TABLEAU 4. STRUClURES DES FILTRES DE SOBEL
DE DIMENSION 7X7 UTILISES DANS LE
REHAUSSEMENT DES LINEAMENTS DU
BASSIN VERSANT DE LA HAUlE MARAHOUE
50
TAABLEAU 5. RESULTAS D'ANALYSE GEOCHIMIQUE
D'ECHANTll.LONS DE ROCHES PROVENANT
DU BASSIN VERSANT DE LA HAUlE MARAHOUE
77
TABLEAU 6. TENEURS MOYENNES EN CATIONS
A PARTIR DES POURCENTAGES D'OXYGENES
DANS LES DIFFERENTS TYPES DE ROCHES DU
BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
78
TABLEAU 7. COMPOSmON VIRlUELLE ET PARAMETRES
AFM. ClPW ET DE DE LA ROCHE DES ROCHES
DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
79
TABLEAU 8. METHODE DE COOPER-JACOB: VALEURS DES
PARAMETRES DU DIAGRAMME
LOGO) = F(.1IQ)
179
TABLEAU 9. METHODE DE COOPER-JACOB: VALEURS
DE TRANSMISSIVITE DE QUELQUES FORAGES
DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
183
TABLEAU 10. METHODE DE GRINGARTEN: VALEURS
DE TRANSMISSIVITE DE QUELQUES FORAGES
DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
185
TABLEAU Il. METIIODE DE TIllERY: VALEURS DE
TRANSMISSIVITE DE QUELQUES FORAGES
DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
189
TABLEAU 12. VARIATIONS DU DEBIT SPECIFIQUE
DANS LES FORAGES FOURNISSANT DE
GROS DEBITS DANS LE BASSIN DE LA
HAUlE MARAHOUE
192
.,.

---

1
- 421 -
TABLEAU 13. VARIATIONS DES VALEUR:' DE
TRANSMISSIVI1E DANS LES Dn:p;,RENTS
~
SECŒURS DU BASSIN DE LA
HAlITE MARAHOUE
193
~
TABLEAU 14. VARIATIONS DES VALEURS DE
TRANSMISSIVITEEN FONCTION DU
TYPE DE ROCHES DANS LE BASSIN
DE LA HAlITE MARAHOUE
194
~
TABLEAU 15. VARIATIONS DES VALEURS DE
TRANSMISSIVITE PAR TYPE DE
ROCHES DANS LA BOUCLE DE CACAO
~
COTE D'IVOIRE
194
TABLEAU 16. VARIATIONS DES VALEURS DE
~
TRANSMISSIVITE PAR TYPE DE
ROCHES AUX USA
194
TABLEAU 17. DISTANCES D'ELOIGNEMENT DES
~
FORAGES PAR RAPPORT AUX FRACTURES
DANS LES PRINCIPALES DIRECTIONS
TECTONIQUES DU BASSIN DE LA
HAUrE MARAHOUE
222
~
TABLEAU 18. DECROISSANCE DES POURCENTAGES DE
FORAGES EN FONCTION DES DISTANCES
~
D'ELOIGNEMENT PAR RAPPORT AUX
FRACTURES DANS LE BASSIN DE LA
HAUrE MARAHOUE
226
~
TABLEAU 19. RELATIONS EmRE GROS DEBITS, DISTANCES
MINIMALES D'ELOIGNEMENT DES FORAGES
PAR RAPPORT AUX FRACTURES ET DIRECTIONS
D'ACCIDENTS ASSOCIES DANS LE BASSIN
~
DE LA HAlITE MARAHOUE
228
TABLEAU 20. VARIATIONS DES TENEURS EN IONS
~
DANS LES EAUX SOUlERRAlNES ISSUES
D'AQUIFRES DE FISSURES DANS LES
DIFFERENTS SECTEURS DU BASSIN DE
~1
TABLEAU 21. VARIATIONS DES TENEURS EN IONS
,
LA HAlITE MARAHOUE
241
DANS LES EAUX SOUrERRAINES ISSUES
DIFFERENTS SECTEURS DU BASSIN DE
,
D'AQUIFRES ALTERITIQUES DANS LES
LA HAlITE MARAHOUE
241
1
DES EAUX BICARBONATEES CALCIQUES
,
TABLEAU 22. CONCENTRATIONS EN IONS MAJEURS
ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES DE
,
LA HAlITE MARAHOUE
246
TABLEAU 23. CONCENTRATIONS EN IONS MAJEURS
DES EAUX BICARBONATEES MAGNESŒNNES
DE FISSURES DE LA HAUrE MARAHOUE
247
,
LES PLUS MINERALISEES ISSUES D'AQUIFERES
TABLEAU 24. CONCENTRATIONS EN IONS MAJEURS
DES EAUX SULFATEES CALCIQUES LES PLUS
MINERALISEES ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
,
DE LA HAUTE MARAHOUE
251
,,

---

- 422 -
TABLEAU 25. CONCENTRATIONS EN IONS MAJEURS
DES EAUX SULFATEES CALCIQUES LES PLUS
MINERALISEES ISSUES O'AQUIFERES
ALTERmQUES DE LA HAlITE MARAHOUE
252
TABLEAU 26. CONCENTRATIONS EN IONS MAJEURS
DES EAUX SULFATEES MAGNESIENNES
LES PLUS MINERALISEES ISSUES D'AQUIFERES
DE FISSURES DE LA HAUlE MARAHOUE
253
TABLEAU 27. CONCENlRATIONS EN IONS MAJEURS DES
EAUX SULFATEES MAGNESIENNES LES PLUS
MINERALISEES ISSUES D'AQUlFERES
ALTERITIQUES DE LA HAUlE MARAHOUE
253
TABLEAU 28. QUAlJTE CHIMIQUE DES EAUX
SOUTERRAINES ISSUES DE FORAGES
INDESIRABLEs DANS LE BASSIN DE LA
HAUlE MARAHOUE
271
TABLEAU. 29. QUALITE CHIMIQUE DE QUELQUES EAUX
MINERALES D'AFRIQUE ET DE FRANCE
274
TABLEAU 30. QUAlJTE CHIMIQUE DES EAUX
SOUTERRAINES D'EXCELLENlE QUALITE
DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
275
TABLEAU 31. CONCENlRATIONS IDEALES DES
PRINCIPAUX ELEMENTS RESPONSABLES
DE LA POTABll..ITE DES EAUX SOUTERRAINES
DESTINEES A LA CONSOMMATION HUMAINE
DANS LE BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
276
TABLEAU 32. PRINCIPAUX EQUll..IBRES DU SYSTEME
CALCO-CARBONIQUE DANS LES EAUX
NATIJRELLES ET EXPRESSIONS DE LEURS
CONSTANIES
279
TABLEAU 33. EXPRESSIONS ANALYTIQUES DES
CONSTANTES D'EQun..mRE DU SYSlEME
CALCO-CARBONIQUE DANS LES
EAUX NATIJRELLES
280
TABLEAU 34. VALEURS DES PARAME1RES DU SYSTEME
CALCO-CARBONIQUE DANS LES EAUX LES PLUS
MINERALISEES ISSUES D'AQUlFERES DE FISSURES
DANS LE BASSIN DE LAHAUlE MARAHOUE
283
TABLEAU 35. RELATION ENIRE FAMILLES
D'AGRESSIVITE DES EAUX ET Q..ASSES
DES TENEURS EN co2 DISSOUS DANS LES EAUX
SOUlERRAINES ISSUES DES FORAGES
DE LA HAUlE MARAHOUE
284
TABLEAU 36. RELATION ENIRE FAMilLES
D'AGRESSIVITE DES EAUX ET Q...ASSES
DES TENEURS EN cm DISSOUS DANS LES EAUX
SOUTERAINES ISSUES DES PUITS DE LA
HAUlE MARAHOUE
290
-

---

- 423 -
1
TABLEAU 37. RELATIONS ENTRE FAMILLES
D'AGRESSI\\1:TE DES EAUX ETœASSES
1
DES TENEURS EN co2 DISSOUS DANS LES EAUX
S0t.ITERRAINES ISSUES DE LA REGION DE LA ME
292
TABLEAU 38. RELATIONS ENTRE FAMILLES
D'AGRESSIVITE DES EAUX ET CLASSES
~
DES TENEURS EN cOl DISSOUS DANS LES EAUX
SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION DE MAN
295
1
TABLEAU 39. RELATIONS ENIRE FAMll..LES
D'AGRESSIVITE DES EAUX ET CLASSES
DES TENEURS EN co2 DISSOUS DANS LES EAUX
1
SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION D'ABIDJAN
297
TABLEAU 40 RESULTATS D'ANALYSES ISOTOPIQUES
DES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DES
1
REGIONS D'ABIDJAN ET DE LA ME
309
TABLEAU 41. RELATION ENTRE LES TENEURS EN TRITIUM.
1
LA LATITUDE, L'ALTITIJDE, LA PROFONDEUR
DES OUVRAGES, L'EPAISSEUR DES ALTERITES,
LES PEREMEABll..ITES INDUITES,
LA TRANSMISSIVITE,LES VATIATIONS
j
DU NIVEAU STATIQUE ET LA MINERALISATION
TOTALE D~S LE BASSIN DE LA
HAUTE MARAHOUE
313
1
TABLEAU 42. RELATION EmRE LES TENEURS EN OXYGENE-18
ET EN DEUTERIUM, LA LATITUDE, L'ALTITUDE,
LA PROFONDEUR DES OUVRAGES ET L'EPAISSEUR
DES ALTERITES DANS LE BASSIN DE LA
l
HAUTE MARAHOUE
324
TABLEAU 43. VARIATIONS DES TENEURS EN CL ETNÜ3
1
DANS LES EAUX METEORIQUES RECUEll..LIES
A MORONDO EN JUILLET ET A SEGUELA
EN JUIN 1989 ET A MORONDO EN JUILLET 1989
328
t
TABLEAU 44. PRINCIPALES EQUATIONS DE DROITES
DE REGRESSION 18o-2H ENREGISTREES
PAR DIFFERENTS AUTEURS DANS LES
,
EAUX SOUTERRAINES ET SUPERFICIELLES
D'AFRIQUE DE L'OUEST
341
TABLEAU 45. COMPOSmON CIDMIQUE (EN MG/L)
l
DES EAUX METEORIQUES PRELEVEES
D~S LA VliE DE EGUELA EN 1988
351
TABLEAU 46. PROCESSUS DE DISSOLlITION,
1
HYDRATATION ET .oE DISSOCIATION
DE C02. H2CÜ3 ET DE DIVERS MINERAUX
CONCOURANT A LA PRODUCTION DES
1
PROTONS (H+) RESPONSABLES DE
L'ACIDITE DES EAUX SOUTERRAINES
359
TABLEAU 47. PRINCIPALES REACTIONS DE
1
TRANSFORAMATION DE MINERAUX
PUNAIRES DES ROCHES ET LIBERATION
D'IONS MAJEURS DANS LES EAUX SOUTERRAINES
373
)
1
~

---

- 424 -
TABLEAU 48. ORDRE SEQUENTIEL D'ABONDANCE
DE PRODUCJ10N D10NS PAR TYPES
DE ROCHES DANS LE BASSIN DE LA
HAUTE MARAHOUE
380
TABLEAU 49. COMPOSmONS CHIMIQUES DES
EAUX SOUTERRAINES ISSUES DU SOCLE
PRECAMBIEN ET DES SEDIMENTS ANCIENS
EN AFRIQUE DE'L'OUEST
402

---

[LO®IJ~ rm~®
·~[H]@IJ@®

---

LISTE DES PHOTOGRAPH 1ES
PAGES
PHOTO 1. AFFLEUREMENT DE BOULES DE GRANITE
DES ENVIRONS DE GBOLO(S/p DE SEGUELA)
58
PLANCHE 1 : PETROGRAPHIE
PHOTO 2. FRACIURES OUVERlES DELIMITANT DES FIGURES
POLYGONALES DANS UNE ECAllLE DECOlLEE A LA
SURFAΠD'UNE DALLE GRANITIQUE DES ENVIRONS
DE GBONA (S/P DE SEGUELA)
59
PHOTO 3. FRACIURES OUVERlES (N300) DANS UN AFfLEUREMENT
DE GRAUWACKE EN "OOS DE BALEINE" DANS LES ENVIRONS
DE GBONGOGO (S/P DE DIANRA)
59
PHOTO 4. INSELBERG GRANrnQUE DU Vll...LAGE
DE DJENIGBE (S/P DE MASSALA)
59
PHOTO 5. AFFLEUREMENTS DE GNEISS OEIILE DANS LE VIlLAGE
DE WKOLA (S/P DE DIANRA)
61
PLANCHE 2: PETROGRAPHIE
PHOTO 6. TRAŒS D'ECOULEMENT A LA SURFAŒ D'UN GNEISS OEILLE.
1RES ALTERE DANS LE VILLAGE DE WKOLA (S/P DIANRA
62
PHOTO 7. PLIS EN CHEVRONS ET DISHARMONIES AFFECfANT
UN FACIES DE GNEISS DANS LES GRANITO-MIGMATI1ES
DES ENVIRONS DE MARHANA (S/P DE MASSALA)
62
PHOTO 8. INDIΠDE FLUIDALl1E ET BOUDINAGE DANS LES
GRANITO-MIGMATITES DES ENVIRONS DE MANGBARAN
(S/P DE SEGUELA)
62
PLNACHE 3 : PETROGRAPHIE
PHOTO 9. AFFLEUREMENTS D'ORTIIO-AMPHlBOLI1ES DES ENVIRONS -
DE NIONDJE (S/P DE MORONDO)
64
PHOTO 10. PRESENΠD'UN DIASTEUR ENIRE SHISTES ET
GRAUWACKE DES ENVIRONS DE SYENKOUNO
(S/P DE DIANRA)
,
64
PHOTO.11. SCHISTES REDRESSES A LA VERTICALE ET
mES DIACLASES DES ENVIRONS DE KOUEGO
(S/P DE SEGUELA)
64
PHOTO 12. TOUMALINITES A INJECTIONS DE QUAR1Z DANS LA REGION
DE NYAPLIQUE, (S/P DE BOUNDIALI)
64

---

- 427 -
PLANCHE 4 : PETROGRAPHIE
PHOTO 13. GRANITES A BIOTITE A GRAINS FINS DES ENVIRONS
DE MANGBARAN (SIP DE SEGUELA)
66
PHOTO 14. GRANITES PORPHYROIDES A FELDSPATH ROSE
DOMINANT DU CAMPEMENT NAMORISSO
DANS LE RANCH DE LA MARAHOUE
66
PHOTO 15. GRANITE PEGMATITIQUE AFFLEURANT DANS
LE VILLAGE DE KARAMOKO (SIP DE MANKONO)
66
PHOTO 16. GRANITES ROSES A GRAINS MOYENS ET A ENCLAVES
LEUCOCRAlES DES ENVIRONS DE LA VILLE DE SEGUELA
66
PHOTO 17. GRANITO-MIGMATITE A ENCLAVES GNEISSIQUES
DES ENVIRONS DE SEGUELA
66
PLANCHE 5 : PETROGRAPHIE
PHOTO 18. AFFLEUREMENT DE GRANODIORITE DES ENVIRONS
DU VILLAGE DE FARABA (SIP DE SARHALA)
69
PHOTO 19. INJECTIONS DE PILLONS DAPLITES ET ENCLAVES
DE ROCHES VERTES AU SEIN DE LA GRANODIORITE
DEFARABA
69
PHOTO 20. GENERATIONS D'ENCLAVES DANS LA GRANODIORITE .
DE FARABA METTANT EN EVIDENCE LES PHASES
SUCCESSIVES DE MONTEE MAGMATIQUE
69
PHOTO.21. FACŒS TRES ALTERE. A ENCLAVES DE ROCHES VERTES
ETIREES DANS LA DIRECTION NE-SW DE LA GRANODIORITE
DEFARABA
68
PLANCHE 6 : PETROGRAPHIE
PHOTO 22. ENCLAVES DE ROCHES BASIQUES DANS UN GRANITE
MIGMATITIQUE DES ENVIRONS DE DIANRA VILLAGE
SIP DE DIANRA)
71
PHOTO 23. ENCLAVES DE ROCHES BASIQlJES DANS UN GRAt"UlE
MIGMATITIQUE ~ES ENVIRONS DE DE SEGUELA
71
PHOTO 24. ENCLAVES SIGMOIDALES DE GNEISS DANS UN GRANDIlE
DES ENVIRONS DE MARHANA (SIP DE MASSALA)
71
PHOTO 25. ENCLAVES TRES ALTEREES D'UN GNEISS PLISSE
DANS UN FACIES DE GRANITO-MIGMATIlE EGALEMENT
TRES ALlERE DES ENVIRONS DE MARHANA
(SIP DE MASSALA)
71
PLANCHE 7: PETROGRAPHIE
PHOTO 26. FILLON DE QUARTZ DANS LE GRANITE DES ENVIRONS
DE KARAMOKOLA (SIP DE MANKONO)
72

---

- 428 -
P110TO 27. ALIGNEMENTS DE BOULES DE QUARTZ PROVENANT
DU TRONçoNNEMENT ET DE L'ALERATION DE MEGA-fll.ONS
PEGMATITIQUES D'ORIENTATION NE· SW DANS LA REGION
DE LIPARA (S/P DE MORONDO)
72
PHOTO 28. COMPLEXE FlLONIEN DE TOURMALINITE A QUARTZ
DES ENVIRONS DE KEBI (S/P DE BOUNDIALI)
72
PHOTO 29. ECHANTIU.ON DE ZIRCON ISSU DE LA GRANODIORITE
DE FARABA (S/P DE SARAHALA)
89
PHOTO 3O.ECHANTn..LON D DE ZIRCON ISSU DES ORrnO-AMPIllBOLITES
DE NIONDJE (S/P DE MORONDO)
90
PLANCHE8:FRACTURATION
PHOT031. DECOll.EMENTS D'ECAnLES DE GRANDITE
ET ELARGISSEMENT DES FRACl1JRES PAR
LA CROISSANCE DE PLANTES VASCULAIRES
(FIGUIER ETRANGLEUR) DES ENVIRONS DE TONHOULE
(S/P DE MASSALA)
96
PHOTO 32. MISEN EN PLACE DE SYSTEMES RACINAIRES EN
l'OlLE D'ARAIGNEE AtrrOUR DUN BLOC DE GRAUWACKE
EN VOIE DE DECOll.EMENT PAR UN JEUNE FlGUIER
ETRANGLEUR DANS LES ENVIRONS GBONGOGO
(S/P DE DIANRA)
96
PHom 33. REMPLISSAGE DES FRACfURES PAR LE SYSTEME
RACINAIRE DES PLANTES VASCULAIRES DES ENVIRONS
DE LA VilLE DE MANKONO
96
PHOTO 34. ECARTEMENT DE BLOCS PAR UNE PLANTE VASCULAIRE
POUSSANT DANS UNE FRACIURE AFFECI'ANT UN FACIES
DE GNEISS OEll.l..E DU Vll..LAGE DE LOKOLA
(S/P DE DIANRA)
96
PLANCHE 9: FRACTURATION
PHOTO 35. CASSURES EN BRIS DANS UN FLANC DE GRAUWACIŒ
EN "DOS DE BALEINE" DES ENVIRONS DE GBONGOGO
(S/P DE DIANRA)
96
PHOTO 36. FRACIURES VIDES INTI1ALEMENT OCCUPEES
PAR UN 1RONC DE PLANTE VASCULAIRE EN VOIE
DE POURISSEMENT DANS LES ENVIRONS DE LOKOLA
(S/P DE DIANRA)
96
PHOTO 37. FIlLIONS DE QUARTZ 1RONÇONNE PAR DES FRAClURES
TRANSVERSES NEES DES CONTRAINTES TECfONIQUES
POSTERIEURES A LA MONTEE HYDROTHERMALE DES
ENVIRONS DE KOROTOU (S/P DE DIANRA)
96
PHOTO 38. SAll..LIES D'UNE BOULE DE QUARTZ A MICRO·FISSURES
MULTIPLES DANS LES ALTERITES DES ENVIRONS DELIPARA
(S/P DE MORONDO)
96
-

---

- 429 -
PHOTO 39. AFFLEUREMENTS DE MEGAFILON DE QUARTZ
TRES FRAClURE DANS UNE COILINE DES El'lVIRONS
DE GBOMINASSO (SIP DE DIANRA)
98
PLANCHE lQ: FRACfURATION (ECAILLES DE
GRANITE)
PHOTO 40. CARAPACES EN FORME DE COUPOLE DECOILEE
A LA SURFACE D'UN GRANITE A LA FAVEUR DU
GROSSISSEMENT D'UN TRONC DE PLANTE VASCULAIRE
DANS LES ENVIRONS DE MAHAN (S/P DE SARHALA)
99
PHOTO 41. DECOLLEMENT ET GLISVEMENT D'UNE ECAilLE
A L~ SURFACE D'UN AFFLEUREMENT DE GRANITE
DES ENVIRONS DE TONHOULE (S/P DE MASSALA)
99
PHOTO 42. DECOLLEMENT SUIVANT UN PLAN DE MOINDRE
RESISTANCE SUB-HORIZONTAL D'UNE ECAILLE
DE GRANDITE MIGMATITIQUE DECOUPEE EN
POLYGONES PAR DES FRACTIJRES OUVERTES
DANS LA REGION DE MANGBARAN (S/P SEGUELA)
99
PLANCHE Il: FRATURATION EN IMAGES
SATELLITAIRES
PHOTO 43. COULOIR DE CISAll..LEMENT NORD-SUD
DE SEGUELA P.
III
PHOTO 44. STRTUCTURE EN DAMIERS DE GBONGOGO
(S/P DE DIANRA
III
PHOTO 45. FRACTURATION EN PEm ET EN TOILE D'ARAIGNEE
AFFECTANT LA GRANTIE CIRCONSCRIT DE SEGUELA
III
PHOTO 46. STRTUCTURE EN DETOILES A PROXIMITE DE LA SOURCE
DE LA MARAHOUE
III
PHOTO 47. STRTUCTURE CIRCULDAIRES DANS LA REGION
DE BAFRIETOU (S/P DE MORONDO)
111
PLANCHE 12: PRINCIPAUX FACIES MINERAUX
CARACTERISTIQUES DES ROCHES
CRISTALLINES
145
PLANCHE 13 : .~lICRODISCONTINUITES A
L'ECHELLE MINDERALE
PHOTO 48. MICROPLIS ET MICRO-FRACTURES OUVERTES
147
PHOTO 49. MICROJOINTS
147
PHOTO 50. MICROFRACTURES EN EVENTAil.
147
PHOTO 51. MICROFRACTURES PARALLELES AUX FACES PRISMATIQUES
D'UNZIACON
147

---

-
430 -
PLANCHE 14 : MICRODISCONTINUl' rES
A L'ECHELLE MINERALE
PHOT052.ANORTHITE
ISO
PHOTO 53. PLANS DE CLIVAGE ET DEVELOPPEMENT FIBREUX
CHEZ UNE AMPIDBOLE
150
PHOTO 54. FELDSPATH POTASSIQUE
150
PHOTO 55. FIGURES DE DISSOLUTION DANS UN PLAGIOCLOSE
150
PLANCHE 15 : MICRODISCONTINUITES A
L'ECHELLE MINERALE
PHOTO 56. PLANS D'ASSOCIATION DE MACHES DANS UN
CRISTAL DE PYRITE
152
PHOTO 57. PLANS DE CLIVAGES 1RIANGULAIRES
DANS UNE AMPlllBOLE
152
PHOTO 58. PLANS DE CLIVAGES DETERMIANNT UNE FORME OVOIDE
CHEZ UN GRAIN D'AMPHIBOLE
152
PHOTO 59. CAVITE DE DISSOLUTION A L'INTERIEUR D'UN
GRAIN D'AMPHIBOLE
152
PLANCHE 16 : MICRODISCONTINUITES A
L'ECHELLE MINERALE
PHOTO 60. FACE A CROISSANCE INCOMPLETE ETIOU A ALTERATION
DIFFERENTIELLE CHEZ UNE CHROMITE CABALTIFERE
154
PHOTO 61. FACE CONCRETIONNEE ETIOU ZONEE CHEZ UNE
CHROMITE COBALTIFERE
154
PHOTO 62. FIGURES D'ADLTERATION EN FORME D'UN DRAGON DE MER
FEUIlLU CHEZ UNE CHROMITE COBALTIFERE
154
PHOTO 63. FIGURES D'ALTERATION DE FORME CAVERNEUSE
CHEZ UN FELDSPATH CALCIQUE
154
PLANCHE 17 : MICRODISCONTINUITES A
L'ECHELLE MINERALE
PHOTO 64.ET 65. FIGURES DE DISSOLUTION DANS UN CRISTAL DE
QUARTZ SUIVANf LES SYSTEMES PRIMITIFS
(TE1RAECHE S102)
155
PHOTO 66. UNE AIGUULE D'AMPHIBOLE
155
PHOTO 67. NICHE D'ARRACHEMENT DE FORME 1RIANGULAIRE
DANS UN CIRSTAL DE MAGNETITE
155
PLANCHE 18: FIGURES D'ALTERATION

---

- 431 -
~ : FIGURES D'ALTERATION
PHOTO 68. FIGURES D'ALTERATION DE TYPE AWALE DANS
UN GRANITE DE LA REGION DE MADINA
(StP DE SARHALA)
158
PHOTO 69. ORIGINE DES FIGURES D'ALTERATION DE TYPE AWALE
DANS UN GRANITE DES ENVIRONS DE TONHOULE
(S/P DE MASSALA)
158
1
PHOTO 70. FIGURES D'AL1ERATION EN TABLETTES DE CHOCOLAT
DANSUNGRANDITEDESENVIRONSDEMADINA
(S.P DE SARAHALA)
158
PHOTO 7lET 72. FIGURES DE DISSOLUTION DE FORME CAVERNEUVE
DANS LES GRANITES A GRAINS GROSSIERS DE
OUSSOUGOULA (StP DE MANKONO) ET DE BANANDJE
!
(StP DE MORONDO)
158
PLANCHE 19: FIGURES D'ALTERATION
1
PHOTO 73 ET 74. FORMATION D'UNE GROITE DE DISSOLUTION
AVEC UNE RIVIERE HYPOGEE DANS UN GRANITE
~
DES ENVIRONS DE TONHOULE (StP DE MASSALA)
160
PHOTO 75. AFFFLEUREMENTS D'UNE ARGILE TIGREE
1
A PROXIMITE DELA Vll..LE DE SARHALA
161
PLANCHE 20: FIGURES D'ALTERATION
~
PHOTO 76. TERMITIERE DE COULEUR SOMBRE CONSTRUITE
EN BANCO DE TERRE HUMlFERE PRELEVEE DANS LE
1
NIVEAU SUPERŒUR DU PROFIL D'ALTERATION PAR
LES MACROTERMES BELLICOSUS DES ENVIRONS
,
DE NANADA (S/P DE DOUALA)
164
PHOTO 77. TERMITIERE DE COULEUR OCRE CORRESPONDANT
A UN MATERIEL PRELEVE DANS LE NIVEAU LATERITIQUE
OXYDE (NIVEAU MOYEN DU PROFIL D'ALTERATION)
DES ENVIRONS DE WOROFLA
164
1
PHOTO 78. TERMITIERE DE COULEUR BLANCHATRE CONSTRUITE
EN BANCO ISSU DU NIVEAU INFERIEUR KAOLINIQUE
J
PEU OXYDE DU PROFIL D'ALTERATION DANS LES
- ENVIRONS DE SOBA (StP DE KANI)
164
,
PHOTO 79. AFFFLEUREMENTS DE CUIRASSES LATERITIQUES DE SmLA:
LES SEULS TEMOINS VISIBLES DU GRANITE SOURCE SONT
ICI LES CRISTAUX PORPHYROBLASTIQUES DE QUARTZ
164
•f
PLANCHE 21: OUVRAGES DE CAPTAGE
DES EAUX SOUTERRAINES
PHOTO 80. MARE D'EAU UTILISEE DANS LES ACTIVITES DOMESTIQUES
EN L'ABSENCE D'EAU DE FORAGE PAR LES POPULATIONS
DU VILLAGE DE TOUTOUMA (StP DE SEGUELA)
170

---

- 432 -
PHOTO 81. CHAMP DE PUISARDS CREUSES DANS LES TERRASSES
ANCIENNES PAR LES POPULATIONS DU VILLAGE
DE DlARABANA (SIP DE DOUALA)
170
PHOTO 82. CHAMP DE PUISARDS CREUSES DANS LES ALTERITES
PAR LES POPULATIONS DE SENA (SIP DE SEGUDELA)
170
PLANCHE 22: OUVRAGES DE CAPTAGE DES
EAUX SOUTERRAINES
PHOTO 83. EXEMPLES DE PUITS-PAYSAN CREUSE PAR LES PUISATIERS.
MAJORITAIREMENT ETRANGERS DANS LA COUR D'UN
CHEF DE FAMllLE DU VILLAGE DE BAFRIETOU
(SIP DE MORONDO)
170
PHOTO 84. EXEMPLES DE PUITS MODERNEA GROS DIAMETRE
POURVU D'UN REGARD DANS LE VIll.AGE DE SIANA
(SIP DE SEGUELA)
170
PHOTO 85. EXEMPLES DE FORAGE PROFOND DE PETIT
DIAME1RE EQUIPE D'UNE POMPE MECANIQUE
ACTIONNEE MANUElLEMENT ET CAPTANT LES
AQUIFERES DE FISSURE DU VILLAGE DE GBENA
(S/P DE SEGUELA)
170
PLANCHE 23 : PROBLEME D'INTEGRATION DES
FORAGES A LA VIE DES
POPULATIONS
PHOTO "86. EXEMPLE DE FORAGES FOURNISSANT UNE EAU DE BONNE
QUALllE. TRES APPRECIEE PAR LES POPULATIONS DANS
LA Vll..LE DE DJIBROSSO
269
PHOTO 87. PUISARD CREUSE DANS LES ALLUVIONS RECENTES
PARLES POPULATIONS DE DYARABALA (SIP DE EGUELA)
QUI EPROUVENT UNE PROFONDE DESAFFECTION VIS-A-VIS
DE LEUR FORAGE REMPLI D'EAU SUR ENVIRON 80 M
269
PHOTO 88. EXEMPLE DE FORAGE ABANDONNE POUR LA COULEUR
ROUILLE DE SON EAU PAR MONSIEUR LE SOUS-PREFET
DE MORONDO DONT LA COUR EST ALIMENTEE
PAR UN PUITS-PAYSAN
269
PHOTO 89. UNE VUE D'UN PAYSAGE RAVAGE PAR LES FEUX
DE BROUSE DANS LES ENVIRONS DE SEHll..A
(SIP DE WOROFLA. 188)
354
PHOTO 90. RISQUES DE POLLtmON PAR INFILTRATION DES
EAUX PUI'RIDES STAGNANT DANS LES ENVIRONS
IMMEDIATS DU FORAGE DE GBENA
357

---

· [1Q®iJ~
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[FQ@01l~~®

---

'LISTE DES FIGURES
PAGES
FIGURE.l.SITIJATION GEOGRAPHIQUE DU BASSIN VERSANT DE
LA HAUlE MARAHOUE EN COTE D'IVOIRE ET
EN AFRIQUE DE L'OUEST
17
FIGURE 2 MODELE NUMERIQUE D'EVALUATION ET
WNES FACILEMENT INNONDABLES DU BASSIN
VERSANT DE LA HAUlE MARAHOUE: CARTE ETABUE
A L'INTERIEUR D'UN SYSTEME D'INFORMATION
HYDROGEOLOGIQUE A REFERENCE SPATIALE (SllIRS)
19
FIGURE 3. VARIATIONS SPATIALES DES VALEURS
DE PENDAGE DES 'l'ERRAINs DANS LE BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE: CARTE ETABLIE
A L'INTERIEUR D'UN SYSTEME D'INFORMATION
HYDROGEOLOGIQUE A REFERENCE SPATIALE (SIHRS)
20
FIGURE 4. CIRCULATION DES MASSES D'AIR AU DESSUS
DE L'AFRIQUE DE L'OUEST
21
FIGURE 5. VARIATIONS DE LA 1RACE DU FIT AU SOL LE LONG
DU MERIDŒN 5ay{ (DUBIEF, 19TI; IN COUREL M.F.• 1984)
22
FIGURE 6..COUPE SCHEMATIQUE DE LA mOPOsPHERE
OUEST-AFRICAINE EN AOUT LE LONG DU MERIDIEN 0°
22
FIGURE 7. ORGANISATION CELLULAIRE D'UNE UGNE DE GRAINS
EN AFRIQUE DE L'OUEST
(LEMAITRE Y.• 1981; IN COUREL M.C., 1984)
24
FIGURE 8. COUPE SCHEMATIQUE DU DEVELOPPEMENT
D'UNE UGNE DE GRAINS
(DOHNEUR. 1984; IN COUREL M.F.• 1984)
24
FIGURE 9. 1RAJEcrOIRE DES VENTS DE POUSSIERE SAHARIENNE
DU DESSUS DE L'AFRIQUE DE L'OUEST
(KALU, 1977; IN COUREL M.F.. 1984)
26
FIGURE 10. VARIATIONS SAIONNIERES DES POURCENTAGES
DE VENTS EFFICACES DANS LES STATIONS
METEOROLOGIQUES DE KORHOGO ET D'ODIENNE
(pERIODE 1981-1990)
27
FIGURE 11. VARlATIONS DES ISOTACHES MOYENNES
ANNUELLES DES VENTS AU-DESSUS DE L'AFRIQUE
DE L'OUEST (COUREL MF.• 1984)
27
FIGURE 12. ROSACES DIRECTIONNELLES DEV VENTS EFFICACES A
LA STATION METEOROLOGIQUE DE KORHOGO
EN1RE 1981 ET 1990
28
FIGURE 13. DIRECTIONS DES VENTS D'AL1TIUDE AU-DESSUS
DE L'AFRIQUE DE L'OUEST ENl'RE 1973 ET 1975
28

---

- 435 -
FIGURE 14. ffiSTOüRAMME DES PRECIPITATIONS MOYENNES
TOMBEES DANS LE BASSIN DE LA HAlITE MARAHOUE
DANS LA PEROIODE 1981-1990
32
FIGURE 15. SCHEMAS DES DIFFERENTS CAS DE CALCUL
DU Bll.AN DE L'EAU DANS LE BASSIN DE LA
HAUTE MARAHOUE, SELON LA METHODE DE THORNTHWAITE
C.W.( L'ECOULEMENT NE SE FAIT QUE LORSQUE LA
PLUVIOMETRIE EST SUPERIEURE A L'EVAPOTRANSPIRATION
POTENTIELLE ET QU'A LA MEME EPOQùE
LA RESERVE EN EAU FACn.EMENT UllLISABLE
EST SA1lJREE)
35
FIGURE 16..CLIMATOGRAMME DU BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE
37
IGURE 17. PRINCIPAUX CRATONS DU CONTINENT AFRICAIN
(ROCCI, 1964~5)
38
FIGURE 18..CARTE GEOLOGIQUE SCHEMATIQUE DU CRATON
OUEST-AFRICAIN (DENOUX M., 1981)
39
FIGURE 19..ESQUISE GEOLOGIQUE DE LA DORSALE DE MAN
(BESSON B., 1971)
39
FIGURE 20. ESQUISE GEOLOGIQUE DE COTE D1VOIRE D'APRES
LA CARTE GEOLOGIQUE A 1/1.000.000 DE TAGINI B., 1971
41
FIGURE 21. ORGANIGRAMME DES METHODOLOGIES
DE TRAITEMENT NUMERIQUE D'IMAGES LANDSAT
TM UTILISEES DANS LE BASSIN DE LA
HAUTE MARAHOUE
47
FIGURE 22. COYRBE DE DITRIBUTION DES NIVEAUX
DE GRIS DANS LE FI1RAGE DIRECTIONNEL
DESOBEL
51
FIGURE 23. IMAGE D'INDICE NORMALISE: RAPPORT DE
BANDES TM7-TM4/TM7+TM4 DU BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE
52
FIGURE 24. IMAGE DE LA PREMIERE COMPOSANTE
PRINCIPALE DES BANDES LANDSAT TM DU
BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
52
FIGURE 25. IMAGE DE LA COMBINAISON ADDITIVE:
TM6+TM7 DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
53
FIGURE 26.IMAGE DE LA COMPOSITION COLOREE: SUPPERPOSITION
DES TROIS IMAGES INDINCE NORMALISE, COMPOSANTE
PRINCIPALE ET COMBINAISON ADDITIVE DE BANDES
LANDSAT TM DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
53
FIGURE 27. IMAGE DU CHAMP MAGNETIQUE TOTAL
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
55
FIGURE 28 ESQUISE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE: CARTE DES PRINCIPALES
UNITES PETOGRAPffiQUES ETABLIE A L'AIDE DES IMAGES
DE LANDSAT TM REHAUSSEES ET DES DONNEES GEOCODEES
DU CHAMP MAGNETIQUE TOTAL INTERPRETEES
A L'INTERIEUR DU SIHRS
57

---

- 436 -
FlGURE 29.AFFLEUREMENTS DE FILONS DE DOLENI1ES
ET PEGMATITES DU BASSIN VERSANT DE LA
HAUlE MARAHOUE)
73
FlGURE 30.DIAGRAMME Q-A-P POUR LA CLASSIFICATION
DES ROCHES PLUI'ONIQUES DE STRECIŒISEN (1976)
81
FlGURE 31.DIAGRAMME D'E11JDE ClDMICû-MINERALOGIQUE
DES ROCHES IGNEES (II. DE LA ROCHE)
82
FIGURE 32 : DIAGRAMME MGO - K20 - NA20 POUR
SEPARATION ENIRE LES ROCHES CRISTALLINES
D'ORIGINE SEDIMENTAIRE ET LES CEl J ES D'ORIGINE
ERUPTIVE (II. DE LA ROCHE)
84
FlGURE 33 DIAGRAMME DE DISCRIMINATION DES ROCHES
METAMORPlllQUES PARA/OR1HO-ACIDES: ALK= F(SINA)
DE DE LA ROCHE (1968)
84
FlGURE 34 DIAGRAMME ALCALINISILlCE: NA2Û + K2O= F(SI02)
DE KUNO (1968); IRVINE ET AL. (1971)
85
FIG~ 35.DIAGRAMME K:zO-SIÛ2 PECCERIILO
ET TAYLOR (1976; IN LEMOINE. 1988)
85
FIGURE 36.DIAGRAMME AL2;Û=F(FEOT/FEOT+MGO) POUR LA
DIFFERENCIATION DES LAVES KOMATITIQUES
DEs-SIILS THALEmQUES (ARNDT ET AL.• 1977;
IN REGNOULT. 1980)
86
FIGURE 37.DIAGRAMME MGO-CAO-AL2Ü3 POUR LA
SEPARATION DES METATHOLEITES DE LA
LIGNEE KOMATITIQUE DE NAQVI (1975; IN CAMIL. 1984)
87
FIGURE 38.DIAGRAMMEAL2;Û3 -FEOT- MGO SIlUANTL'APPARmON
DES PLAGIOCLASES AU COURS DU PROCESSUS DE
DIFFERENCIATION DES SILICA1ES FERROMAGNESIENS
(BESSON ET AL. 1974; IN REGNOULT. 1980)
87
FIGURE 39.DIAGRAMME A-f-M DE KUNO POUR
LA DIFFERENCIATION DE LA SERIE CALCO-ALCALINE
DE LA LIGNEE mONDIUEMITIQUE (KUNO, 1968)
88
FIGURE 4O.DIAGRAMME K-NA-CA POUR LA SEPARATION DU
"TREND" CALCO-ALCALIN DE LA LIGNEE
mONDIDEMITIQUE (BACIŒR ET AL.• 1976)
88
FIGURE41.DOMAINES DE REPARTITION DES POINTS
MOYENS DE POPULATIONS DE ZIRCON ISSUS DES
GRANITOIDES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
91

---

- 437 -
FIGURE 42.DISTRIBUTION PAR CLASSES D'ORIENTATION DU NOMBRE
DES MEVURES DE FOLIATION. SCrnSTOSITE. STRATIFICATION
RUBANEMENT ET GNEISSIFlCATION DANS LE
BASSIN VERVANT DE LA HAUTE MARAHOUE
94
FIGURE 43.CARTE DES REVEAUX DE LINEAMENTS DU BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE. ETABLIE A L'AIDE DES IMAGES
LANDSAT TM REHAUSSEES INTERPRETEES
A L'INTERIEUR DU SUffiS
101
FIGU 44. DISTRIBUTION PAR CLASSE D'ORIENTATION DES LONGUEURS ET
DU NOMBRE DES FRACTURES RELEVEES A L'AFFLEUREMENT
ET EN IMAGES SATELLITAIRES DANS LE SEcrEUR NORD
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
105
FIGU 45. DISTRIBUTION PAR CLASSE D'ORIENTATION DES
LONGUEURS ET DU NOMBRE DES FRACfURES RELEVEES
A L'AFFLEUREMENT ET EN IMAGES SATELLITAIRES
DANS LE SEcrEUR CENTRE DU BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
106
FIGU 46. DISTRIBUTION PAR CLASSE D'ORIENTATION DES LONGUEURS
ET DU NOMBRE DES FRACTURES RELEVEES
A L'AFFLEUREMENT ET EN IMAGES SATELLITAIRES
DANS LE SECTEUR SUD DU BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
107
FIGU 47. DISTRIBUTION PAR CLASSE D'ORIENTATION DES LONGUEURS
ET DU NOMBRE DES FRACTURES RELEVEES
A L'AFFLEUREMENT ET EN IMAGES SATELLITAIRES
DANS L'ENSEMBLE DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
108
FIGURE 48 .CARTE DES ACCIDENTS MAJEURS DU BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE, ETABLIE A L'AIDE DES IMAGES
LANDSAT TM REHAUSSEES, IN1ERPRETEES
A L'INTERIEUR DU SIHRS
110
FIGURE 49.CARTE DES STRUCTURES CIRCULAIRES DU BASSIN VERVANT
DE LA HAUTE MARAHOUE, ETABLIE A L'AIDE DES IMAGES
LANDSAT TM REHAUSSEES, INTERPRETEES
A L'INTERIEUR DU SIHRS
113
FIGURE 50. RELATIONS ENTRE LES DISCONTINUITES
AEROMAGNETIQUES RELEVEES PAR KENTING EARTH
SCIENCES LTD ET LES ACCIDENTS MAJEURS EN IMAGES
SATELLITAIRES DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
114
FIGURE 51.RELATIONS ENTRE RESEAUX HYDROGRAPHIQUES
ET RESEAUX DE FRACTIJRES AFFECTANT LOCALEMENT
LE GRANITE CIRCONSCRIT DE SEGUELA
115
FIGURE 52.RELATIONS ENTRE RESEAU HYDROGRAPHIQUE
ET RESEAUX D'ACCIDÈNTS MAJEURS AFFECTANT
LE SOCLE CRISTALLIN DU BASSIN DE LA HAUrE MARAHOUE
116
FIGURE 53.RELATIONS ENTRE RESEAU HYDRGRAPHIQUE, ACCIDENTS
MAJEURS ET PRINCIPAUX FOYERS SISMIQUES
EN COTE D'IVOIRE
118
FIGURE 54 REPARTITION DES PRINCIPAUX FOYERS SISMIQUES
EN AFRIQUE DE L'OUEST (D'APRES LAMTO, 1991)
122

---

- 438 -
FlGlJRE 55 PROSPECIlON ELECIROMAGNETIQUE.
SCHEMAS DE PRIN('UIPE.
125
FIGURE 56.CARTE DES CONTOURS DU FU..TRE FRAVER
DES ENVIRONS DE WOROA..A
127
FIGURE 57 PROFU.. EN PHASES ET EN QUADATURE
DES ENVIRONS DE WOROFLA
129
FIGURE 58.CARTE DE RESIS1lVI1ES APPARENTES
DES ENVIRONS DE WOROA..A
130
FIGURE 59 CARTE DE SYNTIIESE DES RESULTATS DE PROSPECTION
ELECTROMAGNETIQUE VLF REALISEE DANS LES ENVIRONS
DE WOROFLA
131
FIGURE 6O.CARTE DE RESIS1lVlTES APPARAN1ES ET DES AXES
CONDUCIEURS DES ENVIRONS DE DONA (SIP DE DOUALA).
133
FIGURE 61.RËLATIONS EN1RE LES RESISTIVITES APPARENTES
ET LES PROFILS D'ALTERATION AU TOIT DU SOCLE
CRlSTAU.1N DANS LES ENVIRONS DE OONA (SIP DE OOUALA)
133
FIGURE 62. COURBES DE SONDAGE ELECTRIQUE
"EN FOND DE BATEAU" DES VILLAGES DE DONA.
GBONA. GBOGOBA ET KOHIMON
DANS LE DEPARTEMENT DE SEGUFLA
135
FIGURE 63.COURBES DE SONDAGE ELECfRlQUE
"EN CLOCHE ET EN FOND DE BATEAU" DANS LES
VllLAGES DE GOURIELA ET DE BOBI DANS
LE DEPARTEMENT DE SEGUELA
135
FIGURE 64.COURBES DE SONDAGE ELECTRIQUE
"EN CLOCHE ET EN FOND DE BATEAU" DE LA
STATION EXPERIMETALE DE L'ENSTP DE y AMOUSSOULRO
(FAll..LAT J.P.• 1982)
135
FIGURE 65.COURBES DE SONDAGE ELECIRIQUES A UNE SEULE
BRANCHE MONTA."ITE DES VILLAGES DE
lEGUELA. BOBI ET OONA DU DEPARTEMENT DE SEGUFLA
138
FIGURE 66.COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE A REMONTEE
TRAlNANTE DU Vlll..AGE DE NIANijlOULEGO
(S/P DE SEGUELA)
138
F1GD"RE 67.COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE INCOMPLETES
DES ENVDIRONS DE GBOGOBA(SIP DE WOROA..A)
138
F1Gl.;"RE 68.COURBES DE SONDAGE ELECIRIQUE
EN ESCALIER SUR LA BRANCHE REMONTANfE DU
VILLAGE DE BOBI (S/P DE DOUALA)
140
F1GL"RE 69.COURBES DE SONDAGE ELECTRIQUE AVEC SAUTS
AL'EMBRAYAGE DANS LES VILLAGES DE GGONA ET
NlANHOULEGO(S/P DE SEGUELA)
140
F1Gl.;"RE 70.COURBES DE SONDAGE ELECTRIQUE EN CLOCHE
DANS LE FOND DU BATEAU DANS LES VILLAGES DE
BOBI ET NlANHOULEGO (S/P DE SEGUELA)
140
FlGL1Π71.0RDRE DE CRISTALlYATION DANS LES SERIES

---

- 439 -
1
REACI10NNEUES DE BOWEN èT D'AL1ERABILITE
DES MINERAUX DANS LES ROCIŒS CRISTALUNES
143
1
FIGURE 72. COMPOSmON CHIMIQUE DES MINERAUX
DE FELDSPATHS ET D'ANORTIITfES DE1ERMINES
A L'AIDE DU MICROANALYSEUR AUTOMATIQUE
1
A SELECTION D'ENERGIE
148
FIGURE 73 COMPOSmON CHIMIQUE DES MINERAUX D'AMPHIQBOLE,
1
DE CHROMIE COBALTIFERE ET DE MAGNETI1E DETERMINE
A L'AIDE DU MICROALYSEUR AUI'OMATIQUE
A SELECTION D'ENERGIE
151
1
FIGURE 74 COMPOSmON CHIMIQUE DES FIGURES D'AL1ERATION:
1ETRAEDRIQUES DE SILICE. AIGUILLE D'AMPHIBOLE
ET NICIŒ D'ARRACIŒMENT DE1ERMINEE A L'AIDE DU
MICROALYSEUR AUTOMATIQUE A SELECTION D'ENERGIE
156
1
FIGURE 75. DIFRACTOGRAMMES DES ARGILES ISSUES DES PUITS-PAYSANS
EN VOIE D'EXECUTION DANS LE BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE
163
1
FIGURE 76 COURBES GRANULOMETRIQUES DES ARGILES
PRELEVEES DANS LES PUITS-PAYSANS EN COURS
1
D'EXECUTION DANS LE BASSIN VERVANT
1
!
DE LA HAüIE MARAHOUE
163
FIGURE n.vARIATIONS DU RAPPORT SI/AL DES MINERAUX
1
NEOFORMES DANS LES FELDSPATHS (fARDY Y., 1969)
165
1
!
FIGURE78REPRESENTATIONSSCIŒMATIQUESDESDIFFERENTS
TYPES DE MATERIELS D'EXHAURE UTll...ISES
EN HYDRAULIQUEE VIUAGEOISE EN C01E D'IVOIRE
174
~1
FIG URE 79.VARIATIONS DUNIVEAUPIEZOMETRIQUE DES NAPPES
1
DE FISSURES ENTRE LA DATE DE CREATION DES FORAGES
ET 1989 DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
175
FIGURE 80.VARAIATIONS DU NIVEAU PIEZOMETRIQUE DES NAPPES
D'ALTERITES ENTRE LA DA1E DE CREATION DES PUITS ET 1989
~,
DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
176
FIGURE 81.METIIODE DE THIEM: COURBE RABATTEMENT- LOG(f{f')
178
1
COURBES ~ =F(T); ET ~ =F(Q M31H)
180
,
FIGURE 82. POMPAGE D'ESSAI DU FORAGE DE DIIBROSSO:
DU VILLAGE DE DIIBROSSO
181
,
FIGURE 83. METIIODE DE COOPER-JACOB: COURBE MQ =LOG(T)
FIGURE 84.METIIODE DE COOPER-JACOB: COURBES MQ =LOG(1)
,
DES FORAGES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
182
FIGURE 85. METHODE DE GRINGARTEN: DIAGRAMME (MC) ET ABAQUES
(RD) DANS LE CAS D'UNE FRACTURE HORIZONTALE
185
,
FIGURE 86. METIIODE DE GRINGARTEN: COURBES EXPERIMENTALES
DE QUELQUES POMPAGES D'ESSAI REALISES DANS LE BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
187
,,,

---

-
440 -
FIGURE 87. METHODE DE TIl!ERY: MODELE DE LA FRAClURE
HORlZONTALE CIRCULAIRE
186
FIGURE 88. METIlODE DE THIERY: COURBES TYPES POUR
UN FORAGE DANS L'AXE D'UNE FRACTURE
HORlZONTALE CIRCULAIRE
188
FIGURE 89. METHODE DE TillERY: COURBES EXPERIMENTALES
POUR LE CALCUL DE (T) DE QUELQUES POMPAGES D'ESSAI
REALISES DANS LE BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
190
FIGURE 9O.RELATIONS EN1RE DEBITS OPTIMUMS, PROFONDEUR
TOTALE DES FORAGES ET EPAISSEUR DES ALTERITES
DANS LE BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
197
FIGURE 91.RELATIONS ENTRE DEBITS OPTIMUMS, EPAISSEUR
DES ALTERITES ET HAmEUR D'EAU DANS LES OUVRAGES
DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
199
FIGURE 92.DISTRIBtmON DES ARRIVEES D'EAU EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR TOTALE DES FORAGES DANS
LE BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
200
FIGURE 93.DISTRIBtmON DES ARRIVEES D'EAU EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR TOTALE DES FORAGES DANS
LES DIFFERENTS SECIEURS DU BASSIN
DE LA HAUlE MARAHOUE
200
FIGURE 94.BLOC-DIAGRAMME ETABU PAR IN1EGRATION
DES COURBES ALTIME1RIQUES DU BASSIN DE
LA HAUlE MARAHOUE AU SIHRS
202
FIGURE9S.DIAGRAMME DES RELATIONS ENTRE SURCREUSEMENT
- INUIlLE, VENUES D'EAU ET PROFONDEUR TOTALE
DES FORAGES DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
204
FIGURE 96.MElHODE DE FRANCISS: SCHEMA D'UNE FRACTURE
THEORIQUE DANS UN ESPACE DELIMITE PAR UN CERCLE
DE DIAMETRE D
20S
FIGURE 97.ME1HODE DE FRANCISS: PRINCIPALES DIRECTIONS
D'ECOULEMENT ET ORIENTATIONS DES PERMEABLES INDUITES
PAR LES FRACTURES DANS UN Mll..IEU ANISOmOPE
206
FIGURE 98.MElHODE DE FRANCISS: CARACIERISATION ET
ORŒNTATIONS DES FRACTURES PAR RAPPORT
AU NORD GEOORAPIDQUE (L'AZIMUT DE LA FRACIURE EST
COMP1E POSITIVEMENT VERS L'OUEST ET NEGATIVEMENT
VERS L'OUEST)
207
FIGURE 99.VARIATIONS SPATIALES DES VALEURS DE PERMEABILITES
INDUITES MAXIMALES (EN 104 MIS) DANS LES AQUIFERES DE
FISSURES DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
211
FIGURE l00.VARIATIONS SPATIALES DES VALEURS DE PERMEABILITES
INDUITES MINIMAI.ES (EN 1~ MIS) DANS LES AQUIFERES
DE FISSURES DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
-
212
FIGURE 10 l.COULOIR SOUŒRRAIN DE CIRCULATION D'EAU
ET AXES PREFERENTIELS D'ALIMENTATION DES NAPPES
DElERMINES PAR IN1ERPRETATION DES VALEURS
DE PERMEABILI1ES INDUITES PAR LES FRACIURES A
L'INTERIEURDU SIHRS
214

---

- 441 -
FIGURE 102.RELATIONS ENTRE DIRECfIONS DE PERMEABILnES
INDUITES, ECOULEMENTS DE SURFACE ET CLASSES
D'ORIENTATION LES PLUS RICIffiS EN FRAcruRES
DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOURE
215
FIGURE 103.SUPPERPOSmON DANS UN MEME PLAN .A L'INTERIEUR
DU SUffiS. DES RESEAUX DE FRAcruRES NORD-SUD ET
DE LA CARTE DE LOCALISATION DES FORAGES DU BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
21S
FIGURE 104.SUPPERPOSmON DANS UN MEME PLAN • A L'INTERIEUR
DU SUffiS. DES RESEAUX DE FRACTURES E-W
ET DE LA CARTE DE LOCALISATION DES FORAGES
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
219
FIGURE 105 sUPPERPOSmON DANS UN MEME PLAN .A L'INTERIEUR
DU SUffiS. DES RESEAUX DE FRACTURES NE-SW
ET DE LA CARTE DE LOCALISATION DES FORAGES
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
220
FIGURE 106.SUPPERPOSmON DANS UN MEME PLAN .A L'INTERIEUR
DU SUffiS. DES RESEAUX DE FRACTURES NW-SE
ET DE LA CARTE DE LOCALISATION DES FORAGES
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
221
FIGURE 107."CROIX DE SURVIE DES FORAGES" EN Mll..IEU
DE SOCLE FISSURE, REALISEE A L'INTERIEUR DU
SUffiS, GRACE A L'INTEGRATION DES DISTANCES
D'ELOIGNEMENT DES FORAGES PAR RAPPORT AUX
FRACTURES DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
225
FIGURE lOS.COURBE DE DECROISSANCE DES POURCENTAGES
DE FORAGES EN FONCTION DES DISTANCES
D'ELOIGNEMENT PAR RAPPORT AUX FRACTURES
DANS LE BASSIN VDE LA HAUTE MARAHOUE
22S
..•
FIGURE 109. CAS THEORIQUES DE COURBES DE DECROISSANCE
DES POURCENTAGES DE FORAGES EN FONCTION
DES DISTANCES D'ELOIGNEMENT PAR RAPPORT AUX
FRACTURES EN RELATION AVEC LES METHODES
D'IMPLANTATION DES OUVRAGES UTILIVES
PARLES FOREURS
230
FIGURE llO.BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE:
CARTES THEMATIQUES DES SECTEURS DE
DIANRA ET LENGUEKORO
232
FIGURE Ill. DIAGRAMME LOGARITHMIQUE DES EAUX SOUTERRAINES
DU BASSIN DE LA HAUTE MAMR.AHOUE
243
FIGURE 112. DIAGRAMME LOGARITHMIQUE DES EAUX BICARBONATEES
CALCIQUES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
244
FIGURE 1l3.DIAGRAMME RAYONNANT DES EAUX BICARBONATEES
CALCIQUES ISSUES DES REGIONS
DE LA HAUTE MARAHOUE ET DE MAN
245
FIGURE 114.DIAGRAMME RAYONNANT DES EAUX BICARBONATEES
MAGNESIENNES ISSUES DES REGIONS
DE LA HAUTE MARAHOUE ET DE MAN.
247

---

- 442 -
RGURE 115.OlAGRAMME RAYONNANT DES EAUX BICARBONATEES
SODIQUES DU BASSIN DE LA HA.LIE MARAHOUE
248
FIGURE 116 DIAGRAMME LOGARITHMIQUE DES EAUX
SULFATEES CALCIQUES DU BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
250
FIGURE 117.DIAGRAMME RAYONNANT DES EAUX SULFATES
-
CALCIQUES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
251
FIGURE 118.DIAGRAMME RAYONNANT DES EAUX SULFATES
MAGNESIENNES DU BASSIN VERVANT
DE LA HAUTE MARAHOUE
253
FIGURE 119 DIAGRAMME LOGARITHMIQUE DES EAUX
Clll.ORUREES CALCIQUES DU BASSIN
DE LA HAlJTE MARAHOUE
255
FIGURE 120.DIAGRAMME RAYONNANT DES EAUX CIH.ORUREES
CALCIQUES DU BASSIN VERSANT
DE LA HAUTE MARAHOUE
256
FIGURE 121. INFLUENCE DES IONS MAJEURS SUR LA MINERALISATION
TOTALE DANS LES EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURE
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
258
FIGURE 122. INFLUENCE DES IONS MAJEURS SUR LA MINERALISATION
TOTALE DANS LES EAUX ISSUES D'AQUIFERES ALTERITIQUES
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
259
FIGURE 123.RELATIONS EN1RE LA MINERALISATION TOTALE
DES EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES ET LA
LATITUDE DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
261
FIGURE 124.VARIATIONS SPATIALES DES VAl.EURS DE LA MINERALISATION
TOTALE DANS LES EAUX ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
DANS LE BASSIN VERSANT DE LA HAUl'E MARAHOUE
262
FIGURE 125. DIAGRAMME LOGARI1HMIQUE DES TENEURS MOYENNES
REGIONALES DES EAUX SOUTERRAINES DE COTE D'IVOIRE
(D'APRES FAllLAT I.P.)
264
FIGURE 126.COUPE NORD-SUD DU BASSIN SEDIMENTAIRE
COTIER DE COTE D1VOIRE ENTRE ANYAMA ET VRIDI
264
FIGURE 127.DIAGRAMMES DE wn..COX POUR L'EroDE DE LA QUALITE
CHIMIQUE DES EAUX SOUTERRAINES DES SECIEURS
D'ETUDES DESTINEES AUX ACTIVITES AGRICOLES
266
FIGURE128. DIAGRAMME DE DONEEN POUR L'ETUDE DE LA QUALITE
CHIMIQUE DES EAUX SOUTERRAINES DES SECTEURS
D'ETUDE DESTINEES AUX ACTIVITES AGRICOLES
267
FIGURE 129. RELATIONS EN1lΠINDICES DE SATURATION PAR
RAPPORT A LA CALCITE (lSC) ET CEUX PAR RAPPORT
A LA DOLOMITE (lSC) DANS LES EAUX SOUTERRAINES
ISSUES D'AQUIFERES DE FISSURES DU BASSIN DE LA
HAtITE MARAHOUE
286

---

- 443 -
FIGURE 130.RELATIONS ENTRE INDICES DE SATURATION
PAR RAPPORT A LA CALCITE(I~q ET CEUX PAR
RAPPORT A LA DOLOMITE (Ise) DANS LES EAUX
SOUTERRAINES ISSUES D'AQUIFERES ALTERmQUES
DU BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE
291
FIGURE 131. RELATIONS ENTRE INDICES DE SATURATION
PAR RAPPORT A LA CALCI1E(lSC) ET CEUX PAR
RAPPORT A LA DOLOMITE (lSC) DANS LES EAUX
SOlITERRAINES ISSUES DE LA REGION DE MAN
294
FIGURE 132.DIAGRAMME DES INDICES DE SATURATION
PAR RAPPORT A LA CALCITE(ISC) ET CEUX PAR RAPPORT
A LA DOLOMITE (lSC) DANS LES EAUX SOUTERRAINES
ISSUES DE LA REGION DE LA ME
296
FIGURE 133.RELATIONS ENTRE INDICES DE SATURATION
PAR RAPPORT A LA CALCITE(ISC) ET CEUX PAR
RAPPORT A LA DOLOMITE (lSC) DANS LES EAUX
SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION DU GRAND ABIDJAN
299
FIGURE 134.RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONAlES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES D'AQUIFERES
DE FISSURES DU BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
301
FIGURE 135.RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONAlES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES D'AQUIFERES
ALlETITIQUES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
301
FIGURE 136.RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONAlES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES
DE LA REGION DE MAN
302
FIGURE137.RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONATES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES
DE LA REGION DE LA ME
303
FIGURE 138.RELATIONS EN1RE PH ET TENEURS EN BICARBONAlES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION
DU GRAND ABIDJAN
303
FIGURE 139.RELATIONS ENTRE OXYGE.lIffi-18 ET DEUTERIUM
DANSLESEAUXSOUTERR~ISSUESDELA
REGION DE LA ME
310
FIGURRE 140.RELATION ENTRE EXCES EN DEUTERIUM, lENEURS
EN TRITIUM ET MINERALISATION TOTALE DANS LES EAUX
SOUTERRAINES ISSUES DE LA REGION DE LA ME
311
FIGURE 141.VARIATIONS SPATIALES DES EXCES EN DEUTERIUM
ET DIRECTIONS DE PHENOMENES PERTURBATEURS
ENGENDRANT LES PLUIES DANS LE BASSIN DE LA ME
312
FIGURE 142.VARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR TOTALE ET DE L'EPAISSEUR
DES ALTERITES DANS LES OUVRAGES DU BASSIN
DELA HAUTE MARAHOUE
314
FIGURE 143.VARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM EN FONCTION
DE LA LATITUDEDEPUIS L'OCEAN AlLANTIQUE JUSQUE
DANS LA REGION COUVERlE PAR LE BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
315

---

-
444 -
FIGURE 144.DISTRIBUTION EN BANDES PARALELES A, B ET C
ET REP~~RTITION ZONALE DEl) TENEURS EN TRITIUM EN
FONCI10N DE LA LAlTI1..;DE'DANS LE BASSIN
DE LA HAlJfE MARAHOL'E
316
FIGURE 145.. REPARTITION ZONALE DES TENEURS EN TRITIUM
DANS LE BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
317
FIGURE 146.VARIATIONS DES "ŒNEURS EN lRITIUM EN FONCI10N
DE L'ALTITIJDE DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
318
FIGURE 147.ANALYSES EN COMPOSANIES PRINCIPALES
NORMEES DES TENEURS ISOTOPIQUES DES EAUX
SOUIERRAINES ISSUES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
(ESPACE DES UNITES STATImQUES DANS
LE PLAN FAcrORŒL ~ - F3)
320
FIGURE 148.RELATIONS ENTRE LES lENEURS EN TRITIUM
ET LES INDICES D'ECHANGE DE BASES DES
ALCALINO-TERREUX DANS LES EAUX SOUlERAlNES
ISSUES DU BASSIN DE LA HAUfE MARAHOUE
321
FIGURE 149.VARIATIONS DES 1'FlŒURS EN OXYGENE-18 ET
EN DEUTERIUM EN R:>NCIlON DE LA LATITUDE ET
DE L'ALTITUDE DANS LES EAUX SOUIERRAINES ISSUES
DU BAsSIN DE LA HAUI'E MARAltoUE
325
FIGURE 150..VARIATIONS DES 1'FlŒURS EN OXYGENE -18 ET
EN DEUTERIUM DANS LES EAUX DE SURFACE,
EAUX SOUTERRAINES ET VAPEURS D'EAUX EN R:>NCTION
DES DISTANCES D'ELOIGNEMENT DE LA MER
EN AFRIQUE DE L'OUEST
327
FIGURE 15 LVARIATIONS DES TENEURS EN OXYGENE -18 ET
EN DEUTERIUM DES EAUX SOUlERRAlNES EN R:>NCTION
DE LA PROFONDEUR lUTAlE DES OUVRAGES ET
$
DE L'EPAISSEUR DES ALTERITES DANS I.E BASSIN
DE LA HAlJfE MARAHOUE
329
FIGURE 152.DROITE DE REGRESSION OXYGENE -18 - DEUTERIUM
DANS L'ESEMBRE DES EAUX SOUTERRAINES
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
331
FIGURE 153 DIAGRAMME DETAllLE DES RELATIONS
OXYGENE-18-DEUTERIUM DANS LES EAUX
SOUIERRAINES EN COTE D'NOIRE
331
FIGURElS4.REPARTITION ZONALE DES TENEUR EN ISOTOPES
STABLES EN FONCIlON DE LA LATI1UDE ET SENS
D'EVOLUTION DES EXCES EN DEUTERIUM DANS LE
BASSIN VERSANT DE LA HAmE MARAHOUE
333
FIGURE 155..ZONALITE GEOGRAPIDQUE DES TENEURS EN ISOTOPES
STABLES ET EFFET DE LAlTIUDE DANS LES EAUX
SOUIERRAINES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
334
FIGURE 156.RELATIONS ENTRE EXCES EN DEUTERIUM ET
TENEURS EN TRITIL~{ DANS LES EAUX SOUTERRAINES
DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
336

---

-
445 -
1
FIGURE 157.TRANSFERT D'EAUX Dio.; ZONES PERIPHERIQUES
VERS LE CENTRE ET t:EXUTOIRE A PARTIR DES
VARIATIONS DES EXCES EN DEUTERIUM DANS
1
LE BASSIN DE LA HAUDTE MARAHOUE
337
FIGURE 158.RELATIONS ENTRE EXCES EN DElITERIUM ET
MINERALISATION TOTALE DANS LES EAUX
1
SOUTERRAINES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
338
FIGURE 159.DIAGRAMME DES RELATIONS OXYGENE-18 - DEUTERIUM
DANS LES EAUX SOlITERRAINES D'AFRIQUE DE L'OUEST
1
(ABIDJAN, LA ME. HAUTE MARAHOUE. KOULA
NOSSOMBOUGOU ET KOLOKANI-NARA)
344
1
FIGURE 160.ANALYSES EN COMPOSANTES PRINCIPALES
NOMEES (ACPN) DES EAUX SOlITERRAINES ISSUES
D'AQUIFERES DE FISSURE DANS LE BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE
349
1
FIGURE 161. DEMOLrnON DES COMPOSES INORGANIQUES
(CAS DES FELDSPATHS) PAR LES ACIDES DE SECRETION
BACIERIENNE ET MISE EN CIRCULATION CONSEQUENTE
1
DES CATIONS (DEVIGNEJ.P.• 1976)
363
FIGURE 162.PRODUCTION DE SALFURES ET D'HYDROGENE
1
SULFURE DANS LES EAUX SOUTERRAINES PAR
DIFFERENTS TYPES DE BACTERIES (DEVIGNE J.P.• 1976)
366
FIGURE 163.DIFFERENTES ETAPES DELA TRANSFORMATION
1
DES MINERAUX PRIMAIRES EN ARGll..ES NEOFORMEES
DANS LES ROCHES CRISTALLINES ET MISE EN CIRCULATION
CONSEQUENTE DES PRINCIPAUX CATIONS
(MIT, 1971; BIEMI 1.. 1991)
371
1
FIGURE 164.RELATIONS EN1REMINERALISATIONTOTALE. TENEURS
EN IONS MAJEURS ET LA PROFONDEUR TOTALE DES FORAGES
1
DANS LE BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
374
-
FIGURE165.RELATIONS ENIRE LES IONS MAJEURS LES PLUS
"1
REGULIERS ET LA PROFONDEUR TOTALE DANS
LES EAUX SOUlERRAINES DE LA HAUTE MARAHOUE
376
FIGURE 166.COMPARAISON ENTRE LA COMPOSITION CHIMIQUE
MOYENNE DES DIFFERENTS TYPES DE ROCHES
1
ET CELLE DES EAUX SOUlERRAINES DU
BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
379
1
FIGURE 167.COMPARAISON ENTRE LA COMPOSITION CHIMIQUE
MOYENNE DES ROCHES EBURNEENNES DU BASSIN
DE LA HAUTE MARAHOUE ET CELLE DES EAUX
SOUTERRAINES DES REGIONS DE MAN.
1
LA ME ET GRAND ABIDJAN
381
FIGURE 168.SCHEMA DU PROCESSUS DE TRANSFORMATION DES
PLAGIOCLASES EN ARGILES DE NEOFORMATION
1
DANS LES ROCHES CRISTALLINES
384
FIGURE 169.DIAGRAMME D'EQUll..IBRE EAU - ALBITE ET
1
LES MINERAUX D'ARGll..ES DE NEOFORMATION :
MONTMORll.LONITE SODIQUE. KAOLINITE ET GIBBSll..E
DANS LE BASSIN DE LA HAUlE MARAHOUE
385
1
FIGURTE 170.DIAGRAMME D'EQUll..IBRE EAU-ANORTHITE
1
1
- - - - - . -

---

- 446 -
ET LES MINERAUX D'ARGll..ES DE NEOFORMATION:
. MONlNORIllONITE CALCIQUE. KAOLINITE.FET GIBBSITE
DANS LE BASSIN DE LA HAlITE MARAHOUE
388
FIGURE 171.DlAGRAMMES D'EQUll.IBRE EAU-ALBITE ET ANORTHITE
ET LES MINERAUX D'ARGILES DE NEOFORMATION :
MONTNORll.LONfΠSODIQUE. MONTMORll..LONITE
CALCIQUE. KAOLINITE ET GmBSITE DANS LES EAUX
SoOTERRAINES DES REGIONS DE MAN. LA ME
ET GRAND ABIDJAN
389
FIGURE 172.SCHEMATIQUE DU PROCESSUS DE
TRANSFORMATION D'UNE Cm..ORITE MAGNESIENNE
ET DU MICROCLINE EN ARGn.E DE NEOFORMATION
DANS LES ROCHES CRISTAllINES
391
FIGURE 173.DlAGRAMME D'EQUlllBRE EAU-MICRODINE ET
cm..ORI'ΠMAGNESIENNE,ETLES MINERAUX D'ARGILES
DE NEOFORMATION DE CES DERNIERS: MONlNORILLONI1E
MAGNESIENNE. ILUTE. KAOLINITE, TALC ET MAGNESITE
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DU BASSIN
DE LA HAUΠMARAHOUE
392
FIGURE 174.DIAGRAMME D'EQUll..IBRE EAU-MICRODINE
: ET Clll..ORITE MAGNESIENNE ET LES MINERAUX D'ARGll..ES
DE NEOFORMATION DE CES DERNIERS: MONlNORll.LONI1E
MAGNESIENNE. ILLlTE. KAOLINITE, TALC ET MAGNESITE
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DES REGIONS DE MAN.
LA ME ET GRAND ABIDJAN
394
FIGURE 175.DIAGRAMME D'EQUll..IBRE EAU-ALBITE ET Clll..ORITE
MAGNESIENNE Er LES MINERAUX D'ARGILES DE
NEOFORMATION DE CES DERNIERS (KAOLINITE. TALe.
MAGNESITE. MAGNESITE ET MONlMORILLONTIE MAGNESIENNE)
DANS LES EAUX SOUElERRAINES DU BASSIN
DE LA HAUΠMARAHOUE
396
FIGURE 176.DIAGRAMME D'EQlHLIBRE EAU-ALBITE ET Clll..ORlTE
MAGNESIENNE ET LES MINERAUX D'ARGILES DE
NEOFORMATION DE CES DERNIERS (KAOLINITE. TALe.
MAGNESITE. MAGNESITE ET MONlMORIlLONTIE
MAGNESIENNE) DANS LES EAUX SOUE1ERRAlNES
DES REGIONS DE MAN. LA ME ET GRAND ABIDJAN
397
FIGURE 177DIAGRAMME D'EQun.IBRE EAU-WOll.ASTORITE.
DIOPSIDE 1REMOUIE ET CHRYSOTTI.E. ET LES
MINERAUX D'ARGn.ES DE NEOFORMATION DE CES
DERNIERS (BRUCITE.CALCITE. DOLOMITE.
MAGNEVITE ET QUARlZ) DANS LES EAUX SOUIERRAINES
DU BASSIN DE LA HAlTIE MARAHOUE
399
FIGURE 178.DlAGRAMME D'EQUll..IBRE EAU-WOll.ASTORITE.
DIOPSIDE TREMOLITE ET CHRYS011l.E ET LES MINERAUX
D'ARGILES DE NEORfRMATION DE CES DERNIERS
(BRUCITE.CALCI1E. DOLOMITE. MAGNEVIlE ET QUARlZ)
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DES REGIONS DE MAN.
LA ME ET GRAND ABIDJAN
400

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---

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. Uill&\\IJQ~rN~®

---

TABLE DES MATIERES
Pages
Avant-propos
INTRODUCTION
5
CRI SE DE L'EAU DANS LE MONDE
6
1981-1990: DECENNIE INTERNA T/ONALE
DE L'EAU POTABLE ET DE L'ASSAINISSEMENT (OIEPAJ
7
BILAN DE LA DIEPA EN AFRIQUE EN 1988
8
LA COTE 0'1 VOIRE A L 'HEURE DE LA DIEPA
9
ANTECEDENT DE L'ETUDE
11
CHOIX DU SECTEUR, BUT ET PLAN DU MEMOIRE
12
PREMIERE PARTI E
GEOLOG 1E FRACTURAT 1ON ROLES HYDRAUL' QUES
J
J
DES FRACTURES ET PRODUCTI VITE DES"FORAGES'
CAPT ANT LE SOCLE FISSURE
CHAPITRE l.CLlMATOLOGI E DYNAMIQUE, CADRES GEOLOGIQUE
ET HYDROGEOLOG 1QUE
1-1 SITUATION GEOGRAPHIQUE ET CARACTERISTIQUES
PHYSIOGRAPHIQUES DU BASSIN DE LA HAUTE MARAHOUE
16
1-1-1 SITUATION GEOGRAPHIQUE
16
1-1-2 CARACTERISTIQUES PHYSIOGRAPHIQUES
18
1-2 REGIME DES PRECIPITATIONS ET HI STORIQUE
DE LA SECHERESSE EN AFRIQUE DE L'OUEST
21
1-2-1 CARACTEISTIQUES DES LIGNES DE GRAINS
23
1-2-2 HISTORIQUE DE LA SECHERESSE EN AFRIQUE
23
1-3 PARAMETRES CLIMATIQUES DU BASSIN
25
1-3-1 VENTS ET BRUMES SECHES
25
1-3-2 TEMPERATURE
29

---

- 483 -
1-3-3 VARIATIONS Di::..:> PRECIPITATIONS
29
1-3-4 BILAN HYDROLOGIQUE
31
A) GENERALITES
31
B) CALCUL DU BILAN HYDROLOGIQUE DU BASSIN
VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE
33
1-4 CONTEXTE GEOLOG 1QUE
37
1-4- 1 APERCU GEOLOG 1QUE DE L' AFR 1QUE
37
1-4-2 APERCU GEOLOGIQUE IVOIRIEN
40
A) DOMAINE GUINEE-LIBERIA-COTE D'IVOIRE
40
B)DOMAINE COTE D'IVOIRE-BURKINA FASO-GHANA
40
C) BASSIN SEDIMENTAIRE COTIER
40
·1-5 APERCU HYDROGEOLOGIQUE
42
1-5-1 RESERVOIR DU BASSIN SEDIMENTAIRE COTIER
42
1-5-2 RESERVOIR D'ALTERITES
42
1-5-3 RESERVOIR DES SERIES VOLCANO-SEDIMENTAI RES
42
1-5-4 RESERVOIR DES GRANITO-MIGMATITES
43
CONCLUS IONS PREM 1ER ES
43
CHAPITRE 2 PROPRIETES GEOLOGIQUES DES MILEUX.AQUIFERES,
DU BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE:
APPORTS DE LA TELEDETECTION NUMERIQUE ET
D'UN SYSTEME D'I NFORMAT ION GEOGRAPH 1QUE
2-1 ESQUISSE GEOLOGIQUE DU B.A.SSIN, ETABLIE A PARTIR
DU TRAITEMENT NUMERIQUE D'IMAGE LANDSAT TM ET
DES DONNEES GEOCODEES DU CHAMP l'1AGNETIQUE TOTAL
45
2-1-1 PRINCIPE DU TRAITEI'1ENT NUMERIQUE
D'IMAGES SATELLIT AIRES
46
A) CORRECTION GEOMETRIQUE DES IMAGES
46
B) REHAUSSEMENT DES IMAGES ET MI SE EN EV 1DENCE
DES STRUCTURES GEOLOG 1QUES ET LI NEAMENT AI RES
49
2-1-2 PRINCIPALES IMAGES ISSUES DES DIFFERENTS
PROCEDES DE REHAUSSEMENT
51
2-1-3 APERCU DES PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS
54
A) CREATION, POUR LE BASSIN, D'UN SYSTEME
HYDROGEOLOGIQUE A REFERENCE SPATIALE (SIHRS)
54
B) CARTE GEOLOGIQUE ET MORPHOLOGIE
DU GRANITE DE SEGUELA
56
2-2 MORPHOLOGI E DES AFFLEUREMENTS
58

---

- 486 -
B) RELATIONS ENTRE FOYERS SISMIQUES ET ACCIDENTS
MAJEURS DANS LE SOCLE
121
3-3 FRACTURATION, ALTERATION DES ROCHES ET FORMATION
D'AQUIFERES DANS LE SOCLE: APPROCHES GEOPHYSIQUES
3-3-1 ~ELAT'ONS ENTRE LES FRACTURES ET L'ALTERATION
DES ROCHESPAR L'ELECTROMAGNETISME ET LA
PROSPECTION ELECTRIQUE
124
A) ROSPECTION ELECTROMAGNETIQUE VLF
DES ENVIRONS DE WOROFLA
124
B)PROFILS DE RESISTIVITE APPARENTE
ET SONDAGES ELECTRIQUES
132
Cl 1NTERPRETAT 1ON DES COURBES
DE SONDAGES ELECTRIQUES
134
3-4 INDICES D'ALTERATION ET QUALITE HYDROGEOLOGIQUE
DES FORMATIONS DU BASSIN
139
3-4-1 VULNERABILITE DES ROCHES A L'ALTERATION
142
A) ALTERABILITE ET ORDRE DE CRISTALLISATION
DES MINERAUX DANS UN MAGMA
142
B) ROLES DE LA MICROFRACTURATION ET DES
FORMES GEOMETRIQUES A L'ECHELLE MINERALE
144
3-4-2 FIGURES D'ALTERATION
157
3-4-3 EPAISSEUR, NATURE ET GEOMETRIE DES NIVEAUX
D'ALTERATI-ON-
159
3-4-4 EVOLUTION MINERALOGIQUE DES ALTERITES PAR
RAPPORT A LA ROCHE-MERE: NEOFORMATION ET NOTION
DE MATURITE DES ARENES GRENUES
162
CONCLUSIONS TROISIEI'1ES
166
CHAPITRE 4. PARAMETRES HYDRAULIQUES, FONCTION DRAINANTE
ET CAPACITI VE DES FRACTURES ET ALTERITES,
PRODUCTI V.ITE ET PERENNITE DES CAPTAGES
4-1 EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CAPTAGES D'EAUX
SOUTERRAINES EN AFRIQUE DE L'OUEST
168
4-2 TECHNIQUES D'EXPLOITATION D'EAUX SOUTERRAI NES DANS
LE BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE
169
4-2-1 SOURCES NATURELLES ET PU 1SARDS
169
4-2-2 PUITS-PAYSANS
169

---

- 487 -
4-2-3 PUITS-MODERNES'
172
4-2-4 ~ORAGES D'EAU
172
4-2-5 SYSTEMES DE POMPAGE
173
4-2-6 PROBLEMES D'ENTRETIEN DES POMPES
173
4-3 MISE EN EVIDENCE ET CARACTERISATION DE LA PRESENCE
D'EAU DANS LE SOCLE CRISTALLIN
173
4-4 PARAMETRES HYDRAULIQUES ET FONCTIONNEt"IENT DES SYSTEME
AQUI FERES DANS LE SOCLE
176
4-4-1 PRESENTATIONS DES METHODES DE CALCUL DES VALEURS
DE TRANSMISSIVITE ET DE LEURS RESULTATS
177
A) METHODE DE THIEM
B)METHODE DE COOPER-JACOB
178
C) METHODE DE GRINGARTEN
181
D) METHODE DE THIERY
186
4-4-2 1NTERPRET ATION DES RESULTATS: ORDRE DE GRANDEUR
ET SIGNIFICATION DES PARAI'1ETRES
189
A) COEFFICIENT D'EMMAGASINEt"IENT
189
B) VAR 1AT IONS DE DEB 1TS ET PRODUCT 1V1TE DES FORAGES
191
Cl VARIATIONS DES VALEURS DE TRANSMISSIVITE
193
Dl DIFFICULTES DE CHOIX D'UNE METHODE ET SIGNIFICATION DES
PARAMETRES
195
4-4-3 RELATIONS ENTRE LES DIFFERENTS PARAMETRES
CARACTERISANT LES AQUIFERES
196
A)RELATIONS DEBITS OPTIMUMS-PROFONDEUR TOTALE
DES OUVRAGES
196
B)RELATIONS DEBITS OPTIMUMS-EPAISSEUR DES
ALTERITES
196
C)RELATIONS DEBITS DES VENUES D'EAU-
PROFONDEUR TOT ALE
196
D)RELATIONS DEBITS OPTIMUM ET COLONNE D'EAU
198
4-5 LIMITE INFERIEURE DES FRACTURES OUVERTES: DROITE DU FORAGE
IDEAL ET NOTION DE SURCREUSEMENT INUTILE (Sl)
198
4-5-1 EVOLUTION DES VENUES D'EAU EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR DES FORAGES
198
4-5-2 BLOC DIAGRAMME ET LIMITE INFERIEURE
DES FRACTURES OUVERTES DANS LE SOCLE
201

---

-
488 -
4-5-3 DROITE DU FORAGE IDEAL EN MILIEU DE SOCLE
FISSURE ET NOTION DE SURCREUSEMENT INUTiLE
201
4-6 INFLUENCE DES ACCIDENTS SUR LES CARACTERISTIQUES
HYDRAULIOUES DES AQUIFERES DE SOCLE: PERMEABILITES
INDUITES PAR LES FRACTURES ET CONDITIONS D'ECOULEMENT
DES EAUX EN MILIEU FISSURE
203
4-6-1 THEOHIE DE LA METHODE
203
A) CALCUL DELA TRANSMISSIVITE HYDRAULIOUE
D'UNE MEGAFRACTURE
203
B) CALCUL DE LA PERMEABILITE
205
() CALCUL DE LA VALEUR DE PERMEABILITE
DANS LE CAS DE PLUSIEURS FRACTURES
207
D) PERMEABILITES MAXIMALE, MINIMALE ET MOYENNE
207
4-6-2 PERMEABILITES INDUITES PAR LES FRACTURES
DANS LE BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE
208
A) CONDITIONS D'I,\\PPLICATIONS
208
B) PRINCIPAUX RESULTATS ET INTERPRETATION
209
4-7 INFLUENCE DES PRINCIPALES DIRECTIONS D'ACCIDENTS
SUR LE POSITIONNEt"IENT ET LA PRODUCTI VITE DES OUVRAGES:
NOTION DE LA ·CROIX DE SURVIE -DES FORAGES
EN MILIEU DE SOCLE FISSURE
217
4-7-1 INFLUENCES DES ACCIDENTS SUR LE POSITIONNEMENT
DES FORAGES CREUSES DANS LE SOCLE
217
4-7-2 NOTION DE ·CROIX DE SURVIE" DES FORAGES
EN MILIEU DE SOCLE FISSURE
224
4-7-3 ·CROIX DE SURVIE" ET DECROISSANCE EN NOI'"'IBRE
DES FORAGES PAR RAPPORT AUX DIST ANCES
D'ELOIGNEMENT DES FRACTURES
224
4-7-4 RELATIONS ENTRE LES GROS DEBITS OPTIMUMS
ET LES DISTANCES MINIMALES O'ELOIGNEMENT
DES FORAGES PAR RAPPORT AUX FRACTURES
227
4_7-5 RELATIONS ENTRE LES GROS DEBITS
ET L'EPAISSEUR DES ALTERITES
229
4-7-6 EXEMPLES D'UTILISATION DU SIHRS ET DE
LA " CRO 1X DE SURV 1E" DANS L'ETUDE
DES IMPLANTATIONS DES FORAGES
229
A)"CROIX DE SURVIE" ET CONTROLE DES TECHNIQUES
D'IMPLANTATION DES FORAGES UTILISEES
PAR LES FOREURS
229

---

- 489 -
B)"CROIX DE SURVIE" ET CARTOGRAPHIE DES ZONES
POTENTIALITES ELEVEES EN EAU
231
CONCLUSIONS QUATRIEMES
231
DEUXI EME PARTI E
ABONDANCES IONIQUES} AGE DES EAUX
SOUTERRA 1NES ET MECAN 1SMES D' AL 1MENT AT 1ON
DES NAPPES
CHAPITRE 5. CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES,
ABONDANCESIONIQUES ET POTABILTE DES EAUX
SOUTERRAI FNESB DE LA HAUTE MARAHOUE
5-1 PARAr"'IETRES PHYSICO-CHIMIQUES
237
5-1-1 TEMPERATURE. CONDUCTI VITE ET PH
237
5-1-2 TURBIDITE ET MATIERES ENN SUSPENSION (MES)
239
5-1 - 3 OXYGENE ET GAZ CARBONIQUE DI SSOUS
239
5-2 ABONDANCES IONIQUES ET PRINCIPAUX HYDROFACIES
240
5-2-1 VARI AT IONS DES TENEURS EN IONS MAJEURS DANS
LES DIFFERENTS SECTEURS DU BASSIN
240
5-2-2 CARACTERISATION DES PRINCIPAUX HYDROFACIES
242
A) EAUX BI CARBONATEES CALCIQUES
242
B) EAUX BiCARBONATEES MAGI\\IESIENNES
246
c) EAUX BICARBONATEES SODIQUES
248
D) 4 EAUX SULFATEES CALCIQUES
249
E) EAUX SUlF.A.TEES MAGNES 1ENNES
252
F) EAUX SULF AT EES SOD 1QUES
254
G) EAUX CHLORUREES CALCIQUES
254
H) EAUX CHLORUREES MAGNESIENNES
254
1) EAUX CHLORUREEES SODIQUES
256

---

- 490
5-3 IMPORTANCE RELATIVE DES IONS
257
5-4 VARIATIONS DE LA MINERALISATION TOTALE
260
5-4-1 VARIATIONS VERTICALES
260
5-4-2 VARIATIONS SPATIALES
260
5-5 COMPARAI SON AVEC LES RESULTATS
ANTIEURS EN COTE D'IVOIRE
263
5-6 QUALITE DES EAUX SOUTERRAINES DESTINEES-
AUX ACTIVITES AGRICOLES
265
5-7 QUALITE DES EAUX SOUTERRAINES DESTINEES
A LA CONS0M'1ATION HUMAINE
265
5-7-1 QUALITE CHIMIQUE DES POINTS D'EAUX INDESIRABLES
270
A) VARIATIONS DES CONCENTRATIONS EN AMMONIAQUE
270
B) VARIATIONS DES CONCENTRATIONS EN FER
270
l
'
C) VARIATiONS DES CONCENTRATIONS EN NITRATES
272
i
D) DURETE TOT ALE
273
5-7-2 QUALITE D'EAUX DE PUISARDS CONSOMMEES
PAR LA PLUPART DES VILLAGES
273
5-7-3 QUALITE CHIMIQUE D'EAUX ISSUS D'OUVRAGES
MODERNES LES PLUS DESIRES DES POPULATIONS
274
CONCLUSION CINQUIEMES
276
CHAPITRE 6 INFILTRATION ET VITESSE DE CIRCULATION
DES EAUX DANS L'AQUIFRE A PARTIR DE
L'EVOLUTION DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
6-1 VARIABLES DU SYSTEMES CALCO-CARBONIQUES:
PRESSION PARTIELLE EN C02. PH D'EQUILIBRE
ET D'INDICES DE SATURATION DES EAUX PAR
RAPPORT AUX CARBONATES
278
6-1-1 PRESENTAT ION DU SYSTEME C02-H20-CARBONATES
279
6-1-2 PRESSION PARTIELLE EN C02 (PC02) ET TENEURS
EN C02 DISSOUS
281
6-1-3 pH D'EQUILIBRE, ôPH ET INDICES DE SATURATION PAR
RAPPORT A LA CALCITE (ISC) ET A LA DOLOMITE (lSD)
281
6-2 VARIABLES DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE DANS LES
EAUX SOUTERRAINES DE LA HAUTE MARAHOUE
282

---

- 491 -
6-2-1 C;AS DES EAUX ,...lSUES D'AQUIFERES DE FISSURES
282
6-2-2 CAS DES EAUX ISSUES D'AQUIFERES ALTERITIQUES
289
6-2-3 VARIABLES DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION DE LA ME
289
6-2-2 VARIABLES DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION DE MAN
293
6-2-3 VARIABLES DU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION
DE D'ABIDJAN
293
6-3 NOTION DE MILIEU OUVERT ET FERME A L'ATI10SPHERE
A PARTIR DE L'ETUDE DES VARIATIONS DU PH EN FONCTION
DES TENEURS EN B1CARBONATES
298
6-3-1 PRINCIPE DE LA METHODE
298
6-3-2 RELATIONS ENTRE PH REEL ET TENEURS EN
BICARBONATES DANS LES EAUX SOUTERRAINES
DE LA HAUTE MARAHOUE
300
6-3-3 RELATIONS ENTRE PH REEL ET TEI\\IEURS EN BICARBONATES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA HAUTE LA REGION DE MAN
302
6-3-4 RELATIONS ENTRE PH REEL ET TENEURS EN BICARBONATES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA HAUTE REGION DE LA ME
302
6-3-5 RELATIONS ENTRE PH REEL ET TENEURS EN BICARBONATES
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA HAUTE REGION D'ABIDJAN
304
CONCLUSIONS SIXI EMES
304
CHAPITRE 7.TEMPS DE SEJOUR ET ORIGINE DES EAUX
SOUTERRAINES DANS L'AOUIFERES A
PART 1R DES VAR 1AT IONS DES TENEURS
1SOTOPIOUES
7-1 HISTORIQUE DES TECHNIQUES 1SOTOPIQUES DANS LES ETUDES
HYDROGEOLOGIQUES EN AFRIQUE DE L'OUEST
306
7-2 ETUDE DES COMPOSITIONS ISOTOPIQUES DES EAUX SOUTERRAINES
DES BASSINS VERSANTS DE LA ME ET DE LA HAUTE MARAHOUE
308
7-2-1 ISOTOPIE DES EAUX SOUTERRAINES DE LA ME
309
A) VARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM
309
B) VARIATIONS DES t.W 180 ET 2H
310

---

- 492 -
7-2-2 ISOTOPIE DES EAU;.. SOUTERRAINES DE LA HAUTE MARAHOUE
313
A) VARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM
313
B) VARI ATlONS DES TENEURS EN OXYGENE -18
ET EN DEUTERI UI'1
323
7-3 COMPARAISON AVEC LES RESULTATS OBTENUS
PAR L'EVOLUTION OU SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
339
7-4 COMPARAISON AVEC LES RESULTATS
ANTERIEURSEN AFRIQUE DE L'OUEST
340
7-4-1 SYNTHESE DES EQUATIONS DE DROITES
DE REGRESSION 180-2H
340
7-4-2 COMPARAISON AVEC LES RESULTATS OU MALI
342
CONCLUSIONS SEPTIEMES
346
CHAPITRE 8. ORIGINE DES IONS MAJEURS ET MËCANISMES
D'AQUISTION DES SUBSTANCES DISSOUTES PAR
L'EAU DANS L'AOUIFERE
8-1 ORIGINE SPATIALE ET NOTION DE RESERVOIRS CHIMIQUES
DE PRODUCTION D'IONS A L'AIDE DE L'ANALYSE EN NCOMPOSANïES
PRINCIPALES NORMEES( ACPN) DANS LES EAUX SOUTERRAINES
OU BASSIN VERSANT DE LA HAUTE MARAHOUE
348
8-2 RESERVOIRS CHII'1IQUES ET MECANISMES DE PRODUCTION
D'IONS DANS LES EAUX SOUTERRAINES
350
8-2-1 RESERVOIR CHIMIQUE ATMOSPHERIQUE
351
8-2-2 RESERVOIR CHIMIQUE FLORISTIQUE
352
8-2-} RESERVOIR CHIMIQUE ANTHROPOGENIQUE
357
8-2-4 RESERVOIR CHIMIQl:IE PEDOSPHERIQUE
358
A) RESERVOIR DES SOLS
358
B) RESERVOIR DES ALTERITES
364
Cl RESERVOIR DE FISSURES
370
8-3 RELATIONS ENTRE LA COMPOSITION CHIMIQUE
ET MINERALOGIQUE DES ROCHES ET CELLES DE L'EAU
378
8-3-1 RELATIONS ENTRE LA NATURE PETROGRAPHIQUE
DES ROCHES ET LE CHIMISME DE L'EAU
378
8-}-2 EQUILIBRE ENTRE LA PHASE AQUEUSE
ET LES 1'1INERAUX D'ALTERATION DES ROCHES
382
_.

---

A) EQUILIBRE EAU-PLAGIOCLASES ':'ALCO-~ùDIQUES
(ALBITE ET ANORTHITE ) ET LEURS MINERAUX
D'ALTERATION
383
B) EQUILIBRE EAU-CHLORITE MAGNESI ENNE
ET MICROCLINE ET LEURS MINERUAX D'ALTERATION
391
() EQUILIBRE EAU-CHLORITE MAGNESIENNE ET ALBITE
ET LEURS 1'1INERAUX D'ALTERATION
393
D) EQUILIBRE EAU-I'1INERAUX FERROMAGNESIENS
(TREMOllTE,WOLLASTONITE, CHRYSOTILE ET DIOPSIDE )
ET LEURS l'''IINERAUX D'ALTERATION
395
8-4 QUELQUES CAS PARTICULIERS DE PRODUCTION D'IONS
DANS LES EAUX SOUTERRAI NES EN AFRIQUE DE L'OUEST
401
CONCLUSIONS HUITIEMES
403
QUATRIEME PARTIE
CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTI VES
D'A VEN 1R DEL' HYDR0 GE0 LOG 1E EN .C0TE
D'IVOIRE
I-POINT DES PRINCIPAUX RESULTATS ACQUIS
407
CADRES GEOLOGIQUE
407
CADRE HYDROGEOLOGIQUE
408
TELEDETECTION NUI"'IERIQUE ET SYSTEI'1E
D'1 NFORMATION GEOGRAPHIQUE
411
II-TECHNIQUES ISOTOPIQUES ET EVOLUTION DU SYSTEME
CALCO-CARBONIQUE: AGE DES EAUX SOUTERRAINES, ALIMENTATION
DES NAPPES ET TARRISSEI"'IENT DES FORAGES
414
111- PERSPECTIVES D'AVENIR
416

---