REPUBLIQUE DE CÔTE D'IVOIRE
Année Universitaire: 1996 - 1997
Union-Discipline-Travail
Ministère de f'rr,nseignement Supérieu0 de fa
Centre 'Universitaire tfe tJ(echerche et
!Rtcfœrcfœ Scientifique et de f' Innovation
a'.9Lppfication en 'Téfévision
rrechnowgique
C.I).D.A.T
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'Université de Cocody
:Facufté des Sciences et Techniques
La6oratoire .9lssocié !francophone (LftJ)
'Département des Sciences de ra terre
iJ.f 401
9f 261/97
THE8E
Présentée à la
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES
Pour obtenir le grade de
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SAVANE ISSIAKA
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Chargé de Recherche
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D~cUlDellt3tioD/ ~J
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\\t:nreaistre sous Il U 1..,. ~
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THEME
\\ - - - . . . . . . . - - _ . "
CONTRIBUTION A L'ETUDE GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE DES
AQUIFERES DISCONTINUS DU SOCLE CRISTALLIN D'ODIENNE (NORD-OUEST
DE LA COTE D'IVOIRE). APPORT DE LA TELEDETECTION ET D'UN SYSTEME
D'INFORMATION HYDROGEOLOGIQUE A REFERENCE SPECIALE.
..
....III1l"
' ~
Soutenue publiquement le 11 Octobre 1997
devant la Commission d'examen Composée de :
TOURE Siaka. Professeur. Université de Cocody
Président
BIEMI Jean. Maître de Conférence. Université de Cocody
Rapporteur
SAWADOGO N. A.. Professeur à l'Université de Ouagadougou
Rapporteur
CHEIK BECAYE Gaye. Professeur à l'Université Cheick Anta Diop
Examinateur
GOZE Benié B .. Professeur Agrégé. Université de Sherbrooke
Examinateur
POTHIN Kablan K. B.. Maître de Conférence. Université de Cocody
Examinateur
__.-
---------~. . .

---

Savané I.
II
AVANT PROPOS
Le travail présenté dans ce document est le résultat de douze années de recherche à
l'Institut d'Ecologie tropicale, sur des programmes concernant les eaux souterraines en
milieu de socle.
Au moment de le soumettre à l'appréciation du jury, je tiens à exprimer ma gratitude à tous
ceux qui y ont contribué.
Monsieur le Professeur TOURE Siaka, a toujours été pour moi un modèle, un symbole de la
rigueur et du travail bien fait. Malgré ses multiples occupations, il m'a fait 1'honneur
d'accepter de présider ce jury. Qu'il soit assuré de ma profonde gratitude et de mon respect.
Monsieur le Professeur SA WADOGO Nindoua Alain est le diercteur de cette thèse, et
aussi un guide dans le domaine de 1'hydrogéologie de socle en Afrique. Malgré ses multiples
occupations, il n 'a cessé de me prodiguer des conseils de maître qui ont été très déterminants
dans le choix de ce sujet. Sa présence ici aujourd'hui est un grand reconfort. Qu'il en soit
infiniment remercié.
Monsieur le Professeur CHEICK BECA YE Gaye de l'Université Cheick Anta Diop, en
affectuant le déplacement de Dakar à Abidjan pour participer à ce jury, démontre là
l'importance qu'il attache non seulement à la collaboration scientifique en Afrique, mais
aussi à la formation des hydrogéologues. Il m 'a fait 1'honneur de me recevoir à Dakar et me
faire bénéficier de son expérience. Il présentera, je pense ici, l'avis du praticien confronté
régulièrement au problème de la gestion de l'eau souterraine en milieu de socle. Qu'il soit
assuré de mon profond respect.
Monsieur le Professeur GOZE BERTIN Bénié, est aussi un guide dans le domaine de la
télédétection et du système d'information géographique. Il est également un ami, celui-là
même qui par son dynamisme et son courage, a su s'imposer sur le plan international dans le
domaine de la télédétection . Il a, en personne, participé à la conception de mon projet de
recherche, qui a bénéficié d'un financement de l'UREF. Durant toutes ces années, ces
conseils ne m'ont pas fait défaut. Aujourd'hui il a accepté de faire le déplacement malgré ses
multiples occupations, pour juger ce travail. Je voudrais le remercier de sa disponibilité et de
son amitié.
Je suis très reconnaissant à Monsieur le Professeur POTHIN KOFFI BLE Kahran de
m'avoir initié aux disciplines des sciences de la terre et d'être là aujourd'hui pour juger ce
travail. Je voudrais ici lui témoigner toute ma gratitude.
Monsieur le Professeur BIEMI Jean est l'encadreur scientifique de cette thèse. Il m'a
soutenu et encouragé tout au long de cette recherche. Ses critiques et suggestions, sa grande
disponibilité et son expérience hydrogéologique des socles m'ont été d'un apport inestimable.
Je lui exprime ici mon affectueuse reconnaissance et mon profond respect.
J'adresse mes remerciements sincères aux responsables du réseau de télédétection de
l'UREF-AUPELF, pour m'avoir accordé une subvention financière dans le cadre du
programme de recherche partagée.
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané L
III
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Au niveau de la Côte d'Ivoire, plusieurs services et directions m'ont accueilli en leur sein
pour permettre de traiter mes données. Sans leur concours matériel, ce travail serait encore
en chantier. Parmi ces services, mes remerciements vont en particulier à la Direction de
DCGTX, pour m'avoir permis de traiter mes images au centre de cartographie et de
télédétectioll.
Mes remerciements vont aussi également aux responsables de la Direction des eaux et en
particulier à Monsieur SERI, SACKO Mamadou, Mme KONE, et ANGOR Germain, pour
leur disponibilité, et leur collaboration pour l'accquis;tioll de certains données. A ces service
s'ajoutent l'ANAM, CIAPOL pour m'avoir facilité (es prélèvements et l'analyse chimique
SODEMI pour l'analyse géochimique, PETROCI pour les photos des lames minces.
Au cours de mes investigations, mon chemin m'a permis de croiser plusieurs personnes
formidables que je me dois de citer ici tant leur conh'ihution à la réalisation de ce travail a
été primordiale.
La première personne qui s'est mise entièrement à ma disposition pour entrer et traiter
certaines de mes données a été Aboubakar Soumahoro, ingénieur des Travaux Publics à la
DCGTX. A tout moment, en plus de sa lourde responsabilité, il était prêt à m'aider, et parfois
en dehors des heures de service comme le Dimanche. Que Dieu le tout puissant et le
miséricordieux le récompense à son tour de sa gentillesse.
L'organisation de la base de données cartographiques et satellitaires était amenagée autour
du système Arc-Info. La seule personne qui maîtrisait ce lo~;iciel en Côte d'Ivoire était Koné
Anzouma. C'est à juste titre que j'ai eu
à solliciter à tout instant son concours et sa
compétence dans les domaines de traitement d'image et le SIG. Qu'il en soit infiniment
remercié.
Vanié Jean-Claude, technicien au Centre de Cartographie et de télédétection de la DCGTX,
pendant plus de quatre mois, a travaillé avec moi souvent très tard la nuit pour charger,
traiter et sauvegarder les données sur le VAX En aucun moment il n'a manifesté un
mécontentement, ou une mauvaise volonté dans ce service. C'est à lui que revient toute la
tâche de traitement numérique des images. Je voudrais ici, lui temoigner toute ma sympathie
et ma profonde reconnaissance.
Yao Kouamé, le technicien du laboratoire d'hydrogéologie, a été le personnage clé dans la
réalisation de ce mémoire. Consciencieux, efficace, rigoureux, il a consacré la majeur partie
de son temps durant ces 5 années à ce travail. Toujours présent même souvent le Dimanche,
Yao a suivi toutes les étapes, des prélèvements des données sur le terrain jusqu'aux
traitements. Homme defoi, sans façon, il a accompli cette immense tâche sans rien demander
en retour. C'est pourquoi je voudrais ici lui rendre un hommage mérité, et lui dire que ce
travail est aussi le sien.
Savané Souleymane, mon oncle, a été la personne qui m'a discrètement le plus apporté,
aussi bien matériellement que moralement durant ces années. Tous les jours, j'étaits chez lui
pour faire des photocopies, reduire ou monter mes planches. A aucun moment ma fréquente
présence ne lui paraissait génante ou embarrassante. Homme de foi, sage pour son âge,
disponible et généreux, il n'a cessé de m'encourager pendant mes moments difficiles. Qu'il
trouve ici, l'expression de ma profonde gratitude.
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGlE', UNIVERSlTE DE COCODY

---

Savané l.
IV
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Mes relllercielllellts s'adressellt à tous mes collègues et al1les de l'lnstihJt d'Ecologie
Tropicale, en particulier SANGA RE Yaya pour sa disponibilité.
A Madame GREGOHl, la secrétaire de l'Institut d'Ecologie Tropicale pour sa disponibilité
et SOfl dévouement.
Les collègues de eRD : AXA Marcel, Dah Etienne et Tapé m'ont accueilli avec joie et ont
participé aux traitements de mes données.
A1es remerciements vont à Touré Seydou pour sa contribution efficace à l'interprétation des
données géologiques, à Doumouya Inza et SORO Nagnin pour leur appui à la finition de
ce travail.
Je tiens à associer à ces remerciements, tous mes parents qui m'ont assisté de près ou de loin
pendant ce travail. Il s'agit de la grande famille SAVANE: Vaboua, Moussa, Vakaba, Mory,
Moustapha, Laciné, Ibrahim Sy, Bangaly, Karamokoba, Sékou-Amadou, Mariam, Sarata,
Vassiriki, Korobassi, Fanta.
Touré djénéba mon épouse, SAVANE Vakaramoko, Kadidia, Nahawa et Hamed mes
enfants, vous êtes au centre de mes préoccupations de la vie et c'est à vous que je dédie ce
mémoire.
Enfin, je voudrais témoigner ma reconnaissance envers ma chère famille, mes amis et toutes
les nombreuses personnes qui ont croisé mon chemin. Ils m'ont fait l'inestimable cadeau de
leur sollicitude et de leur soutien plein de compréhension. Ils m'ont appris le partage et
l'affirmation. Tous m'ont apporté quelque chose que chacun était seul capable de
m'apporter.
J'ai à coeur d'exprimer ma reconnaissance à tous ceux qui m'ont apporté leur concours
durant ce travail gue je n'ai pu citer ici.
Je ne saurais terminer ces remerciements sans citer cette phrase du Professeur ALVINERJE,
un de mes maîtres: « que les gens sachent que lorsqu'on arrive au bout d'un travail ayant
demandé qu'on lui consacre une partie de sa vie et à certains moments le meilleur de soi-
même, il n'est rien de plus reconfortant et de plus naturel que de se permettre un retour en
arrière et de s'apercevoir que sans le concours désintéressé de beaucoup, on n'en serait
sûrement pas arrivé au bout ».
11fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVEPu..c;ITE DE COCODY

---

1
r
Savané J.
V
\\
RESUME
1
~.
Ce travail est une
contribution à l'amélioration des connaissances sur les eaux
i
souterraines en milieu de socle par l'utilisation des méthodes aussi bien classiques que
f
modernes.
L'identification des fluctuations climatiques comme les périodes sèches, normales et
humides, l'évaluation du bilan hydrologique par la méthode de Thornthwaite ont été analysées
1
grâce à 58 années de données pluviométriques. l'impact de ces fluctuations climatiques sur le
it
comportement des résevoirs a été discuté.
i
Sur le plan géologique et géomorphologique l'utilisation combinée des données existantes,
de la photographie aérienne et l'image Landsat TM, a permis d'établir la carte structurale,
1
d'une part, et les différents paysages morpho-pédologiques d'autre part. Les diagrammes de
fréquence provenant de l'étude des fractures donnent des directions préférentielles suivantes:
NE représente 36 % des observations ; NW 32 %, NS 30 % et EW 2 %. Les formations
1
!
géologiques les plus importantes sont: les granitoïdes migmatitiques et les complexes volcano
~
sédimentaires
L'interprétation des données géophysiques a permis de mettre en évidence certaines
t
fractures décelées par télédetection sur certains sites.
l
Le rehaussement des images satellitaires a permis non seulement de mettre en évidence les
linéaments, et l'occupation des sols, mais aussi de favoriser l'évaluation de la productivité des
1
forages en fonction des directions tectoniques.
L'ensemble des bases de données ont permis d'élaborer dans \\ID système d'information
1
géographique des cartes thématiques telles que l'accessibilité de la nappe, l'exploitabilité de la
nappe, la disponibilité de la nappe, et les indices de forages.
Du point de vue hydrogéologique, les caractéristiques hydrauliques des aquifères ont été
1
déterminées à partir des méthodes: Thiem, Gringarten, Jacob et de Thiery. Les valeurs de
1
transmissivités c~lculées par les quatre méthodes sont de l'ordre de 10-6 à 10-4 rri-/s. Les
l
différents types de nappe et le fonctionnement du système aquifère dans le socle ont été
1
développés. Les perméabilités induites par les fractures calculées à partir de la formule de
11
Franciss varient entre 0.1 10- et 1.7 10"11 mis. Cette étude a permis de déterminer les couloirs
souterrains de circulation d'eau et les axes préférentiels d'alimentation des nappes. Le
rendement des aqUÎÎeres a été déterminé à partir d'\\ID programme de débits classés en fonction
de la profondeur, de l'épaisseur d'altération et de la situation morphologique.
En ce qui concerne les modèles statistiques, l'interprétation du modèle de Brook a
permis de faire l'analyse des profondeurs et de la productivité à partir des caractéristiques des
traces de fractures.
Enfin, les techniques de l'équilibre du système calco-carbonique et isotopiques ont
permis d'étudier l'âge des eaux souterraines et les mécanismes d'alimentation des nappes.
Mots clés: Bilan hydrologique - Fluctuations climatiques - Géologie - Géomorphologie -
Photographie aérienne - Images satellitaires - Hydrogéologie - Perméabilité induite
Modèle de Brook - Système d'information géographique - Système calco-
carbonique - Isotopie.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ . _ - - - - - -
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané 1.
VI
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Abstract
111e purpose of this work was to make use of classical and modem methods to study hard
rock groudwater.
TIle study of the variation in parameters such as rainfall and potential evapotranspiration (
ETP) for fifty eight years in the Odienne area, showed climatic oscillations and allowed the
identification of wet and dry seasons in the region. The potential evapotranspiration balance,
using the Thomthwaite method, allowed to evaluate the water needs of plants and the quantity
of water which can annually percolate and recharge ground waters.
At the geologic and geomorphological level, the combined use of existing data on aerial
photograph and on Landsat TM satellite image allowed to establish a structural map on one
hand and to check a different morpho- pedologicallandscape on the other. Frequeny diagrams
from the study of fractures gave the following preferential directions: NE : represent 36 % of
the obsetvations ; NW 32 %, NS 30 % and EW 2 %. Geological formations most important
are: migmatitic granitoïdes and volcanic sedimentary complexes.
The interpretation of geophysical data allowed to show sorne fractures revealed by remote
sensing at sorne sites.
Geological interpretation of Landsat TM pictures has been done thnough various
euhancement techniques . These techniques allowed to show geological structures such as
fractures.
The bulk of the data base allowed to elaborate a system of geographical information of
thematical maps as the accessibility of the water bearing the exploytability of the bearing, the
availability of the water bearing and its dissing indices.
On the hydrogeological of point of view, hydraulic caractéristics of the aquifers have been
determined using methods such as : TIriem, Gringarten, Jacob, and TIriery. Transmissivity
values, computed from the four methods, are in the order of 10-6· to 10-4 m'lIs. The different
types of water bearing and the fonctioning ,the aquifer system in the bedrock have been
developed permissivity values of the fractures calculated using the Francis Formula ranged
between O. 10.11 to 1.7 10-11 rn/s. The study allowed to determine the underground passage of
water and the referential axes of feed of the underground bearings. The yield of the aquifers in
the region has been determined from classified yield programs, as a fonction of depth,
thickness, the alteration layer and the morphological situation.
Conceming statistical models, the interpretation of the Brook Model allowed to analyse the
depths and the productivity from trace fracture caracteristics.
Finally balancing, technics of the calco carbonique and isotopic systems allowed to study
the age ofunderground waters and the feeding of the water bearing.
Key words: Hydrologic balance - Climatic fluctuations - Geology - Geomorphology -
Geophysic - Aerial photography - Satellite images - Hydrogeology -
Permeability - Brook model- Geographic information system - Calco
carbonic system - Isotopic.
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané.l
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _VIl
SOMMAIRE
AVANT-l)ROPOS
RESUME
INTROPUCTION
3
1. L'ENVIRONNEMENT
13
1.1 PRESENfATION DU SECfEUR D'ETUDE
13
1.2
L'ENVIRONNEMENT CLIMATIQUE ET BILAN HYDROLOGIOUE
16
1.2.1 - PRINCIPE ET METHODOLOGIE
17
1.2. 1.1 - Collecte et calcul des données
17
1.2.1.2 - Principe du calcul du bilan hydrologique
17
1.2.1.3. - Calcul de l'évapotranspiration réelle
19
1.2.2 - ANALYSE, INTERPRETATION ET DISCUSSION
23
1.2.2.1 Le climat
23
1.2.2.1.1 - Les conditions structurales de la pluviogénèse
23
1.2.2.1.2. - La pluviométrie de la région d'Odienné
23
1.2.2.1.3 - La température
26
1.2.2.1.4. - L'humidité
27
1.2.2.1.5. - L'insolation
27
1.2.2.2 - Le bilan hydrologique
27
1.2.2.2.1 - L'estimation de la recharge des aquiferes
28
1.2.2.2.3 - Fluctuation climatique par classe de 10 ans des 6 mois les plus pluvieux
33
1.2.2.2.4. -. Comportement des réservoirs de la région
34
1.2.2.2.5 Conclusion
37
1.3 L'ENViRONNEMENT GEOMORPHOLOGIOUE
38
1.3.1 - RESEAUX HYDROGRAPHIQUES
38
1.3.2 -EXPLOITATION DES RESEAUX HYDROGRAPHIQUES DANS LA RECHERCHE DE
NOUVEAUX SITES DE BARRAGES
40
1.3.3 - APPROCHE METHODOLOGIQUE
41
1.3.4 ANALYSE DES RESULTATS
44
1.3.4.1. - Réseaux hydrographiques
44
1.3.4.1.1 - Densité de drainage
49
1.3.4.1.2 La recherche de nouveaux sites de barrages
50
1.3.4.2 - Analyse des reliefs
52
1.3.4.2. 1. - Les sommets
52
1.3.4.2.2. - Les versants
54
1.3.4.2.3 - Les cuvettes
56
1.3.4.3 - Le modelé
58
1.3.4.3.1 - Le reliefs résiduels
58
1.3.4.3.2 - La pénéplaine
59
1.3.4.4 - La séquence morphologique
60
1.3.4.5 - Les caractéristiques plwsiographiques
62
1.3.4.6 Conclusion
64
mr:sr: D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané .1
VIII
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1.4 - L'ENVIRONNEMENT GEOLOGIQUE
65
1.4.1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
65
1.4.2 ANALYSE ET INTERPRETATION DES RESULTATS GEOLOGIQUES
65
1.4.2.1 Contexte général
65
1.4.2.2 Les différents types d'affleurements
66
1.4.2.3 Description des roches de la région d'Odienné
69
1.4.2.3.1 Repartition spatiale des fonnations
69
1.4.2.3.2 Description des différentes roches
69
1.4.2.4- Etude géochimique des échantillons
85
1.4.2.4.1 - Les métavolcanites
86
1.4.2.4.2 - Les plutonites de la région d'Odienné
102
1.4.2.4.3 - Les quartzites
106
1.4.2.4.4 Conclusion à l'étude géologique
108
II. INTERPRETATION HYDROGEOLOGIQUE
111
2.1. APPROCHES DE LATELEDETEcrlON ET DU SYSTEME D'INFORMATION
HYGROGEOLOGIOUE A REFERENCE SPATIALE
III
2.1.1. - PRINCIPES DE LA TELEDETECTION NUMERIQUE
III
2. 1. 1.1 Approche méthodologique
III
2.1. 1.2.• Rôle de la télédétection dans la recherche des eaux souterraines
112
2.1.1.3 - Les indications de surface de l'eau souterraine
113
2.1.1.4. - Les dépots alluviaux
113
2.1.1.5. - Les zones rocheuses
114
2.1.1.6. - L'exploitation hydrogéologique des linéaments
114
2.1.1.6.1 - Etude des linéaments et des fraeturatiollS
114
a. Les caractéristiques de l'imagerie.
115
b. Approche méthodologique
115
2.1.1.6.2 - L'analyse des linéaments dans l'exploitation des eaux souterraines
116
2.1.2 INTERPRETATION DES RESULTATS
119
2.1.2.1 - Rapport de bandes TM7 - TM4! TM7 + TM4
119
2.1.2.2. - L'analyse des composantes principales
120
2.1.2.3. - Combinaison additive deTM7 -TM6
121
2.1.2.4. - La composition colorée
121
2.1.2.5. - Filtrage directionnel de Sobel
123
2.1.2.6. - Les indices de la présence d'eau souterraine
124
2.1.2.6.1 - Les couloirs de cisaillement
124
2.1.2.6.2 - Les zones d'écoulement
124
2.1.2.6.3. - Recherche des sites d'implantation des forages
126
2.1.2.7 - Réseaux de li néanlents régionaux
127
2.1.2.8 Etude du réseau hydrographique en imagerie satellitaire
129
2.1.2.9 - Relation entre fractures, positionnement. et productivité des forages
130
2.1.2.9.1. - Infl uence des accidents sur le positionnement des forages dans le socle
133
2.1.2.9.2 -Régression des pourcentages des forages en fonction des distances de leur éloignement par
rapport aux fractures
135
2.1.2.9.3 -Conclusion
138
2.1.3 LE SYSTEME HYDROGEOLOGIQUE A REFERENCE SPATIALE
139
2.1.3.1 -L'objectifd'un système d'infonnation hydrogéologique à référence spatiale
140
2.1.3.2 - Constitution de la base de données
141
2.1.3.2.1 - L'ordinateur
141
2.1.3.2.2 - Le logiciel
142
a - La saisie des données
142
b - Le traitement des données
143
c - Les vecteurs et les canevas
145
d - Conversion canevas - vecteur
147
e - Correction et codification
148
f - Projection dans le système de coordonnée
148
2.1.3.3 - Conception et élaboration des requêtes
148
2.1.3.3.1- Choix de classification
148
2.1.3 .. 3.2 - Choix du nombre des classes
148
TllESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané.I
.
~
IX
2.133.3 - Choix des valeurs limites
149
2.1.3.3.4 - Choix du système de notation
149
2.1.3.3.5 - Choix de coefficients pondérateurs
149
2.1.3.4 - Le domaine à cartographier
149
2.1.3.5 Les sources possibles d'erreurs dans le SIG
150
2.1.4 INTERPRETATION DES RESULTATS DU SIG
150
2.1.4.1 - Application: la carte de potentialité en eau souterraine
150
2. 1.4. 1. 1- Démarche suivie
150
2.1.4.1.2 - Classification des facteurs
152
2.1.4.2 Les résultats issus des différentes requêtes
163
2.1.4.2.1- La carte de disponibilité des eaux souterraines
163
2.1.4.2.2 - La carte d'accessibilité des eaux souterraines
165
2.1.4.2.3- La carte d'exploitabilité des eaux souterraines
167
2.1.4.2.4- La carte d'indices ou de potentialité des forages
169
2.1.4.3 Conclusion
171
2.2 CAMPAGNE DE SONDAGES ELECTRIOUES DANS LA REGION D'ODIENNE
172
2.2.1 ANALYSE DES DONNEES ELECTRIQUES
172
2.2.).1 Sondage électrique
172
2.2.1.2. Le traîné électrique
172
2.2.2. INTERPRETATION DES DONNEES GEOPHYSIQUES
173
2.2.2.1
Quelques exemples de sondages électriques
173
2.2.2.2.
L'analyse des résultats
178
2.2.2.3 Conclusion
187
2.3 DETERMINATION DES PARAMETRES HYDRAULIOUES A PARTIR DE OUATRE METHODES
D'ESSAIS DE roMPAGE
188
2.3.1 - METHODE DE THlEM
188
2.3.2 - METHODE DE COOPER-JACOB
190
2.3.3 - METHODE DE GRINGARTEN ET RAMEY
194
2.3.4 -METHODE DE THIERY
198
2.3.5 ANALYSE DES RESULTATS
201
2.3.6 LES DIFFERENTS TYPES DE NAPPES QU'ON PEur RENCONTRER DANS LE MILIEU DE
SOCLE
202
2.3.7 - FONCTIONNEMENT DU SYSTEME AQUIFERE
204
2.4 -PRINCIPE DE CALCUL DES PERMEABILITES INDUITES PAR LES FRACfUBES
206
2.4.1 - LE CALCUL DE PERMEABn...lTE INDUITE APPLIQUEE A LA REGION D'ODIENNE
206
2.4.2 RESULTATS ET ANALYSE DU CALCUL DES PERMEABILITES INDUITES PAR LES
FRACTURES
208
2.5. - RENDEMENT A PARTIR D'UN PROGRAMME DE DEBITS CLASSES
213
2.5.1. - OBJECTIFS DU PROGRAMME
213
2.5.2. - DESCRIPTION DE L'ALGORITHME
213
2.5.3 - PROGRAMME DE CALCUL DU TAUX DE SUCCES EN FONCTION DE LA SITUATION
MORPHOLOGIQUE ET DE LA TECTONIQUE
214
2.5.4 -RENDEMENT DES AQUIFERES DE LA REGION D'ODIENNE
216
2.5.4.1- L'analyse des résultats du programme appliqué aux données des forages de ta réJ,tion d'Odienné 216
2.5.4.2 -Correlation entre l'épaisseur d'altération et le pourcentage de succès
220
2.5.5 - LES AQUIFERES DE FRACTURE
221
2.5.5.1 - Le débit en fonction de la profondeur
221
2.5.5.2 - La profondeur des arrivées d'eau
222
2.5.5.3 - L'influence de la géologie sur la productivité.
223
2.5.5.4 - L'analyse des résultats du programme appliqué aux données des forages de la région d'Odienné 224
2.5.5.5 - Tableaux déduits du programme
225
2.5.5.6 - Conclusion
226
2.5.6. - QUANTIFICATION DE L'INFLUENCE DE LA roSlIlON GEOMORPHOLOGIQUE
227
2.5.7. - ANALYSE DES VARIANCES DES VARIABLES TOrooRAPHIQUES
229
2.5.8- CONCLUSION
230
TllESE D'ETAT EN /lYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané.I
X
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.6 LES MODELES STATISTIQUES DANS LA PRQDUCnVITE DES QUYRAGES
231
2.6.1
ANALYSE STATISTIQUE DES LlNEAMENTS
231
2.6.2 - LE MODELE DE BROOK
235
2.6.3. -L' ANALYSE DE LA SENSIBILITE DES MODELES
240
2.6.3.1 - Précis des modèles intégrés
240
2.6.3.2. - Les modèles de simulation
241
2.6.3.3 - Méthode d'analyse de sensibilité
241
2.6.3.3.1
Le modèle mathématique
242
2.6.4 ANALYSE, INTERPRETATION ET DISCUSSION DES RESULTATS DES MODELES
STATISTIQUES DANS L'HYDROGEOLOGIE DES SOCLES
246
2.6.4.1. - L'analyse statistique des linéaments
246
2.6.4.2. - Analyse et interprétation des modèles de Brook
247
2.6.4.2.1 -Analyse de la profondeur à partir des variables de traces de fractures et topographiques
247
2.6.4.2.2 -La prédiction de la productivité en utilisant comme variables la profondeur du puits et les
caractéristiques des traces de fractures
248
2.6.4.2.3. -Comparaison des 3 variables topographiques et des variables de profondeur à la distance à
['intersection la plus proche
252
2.6.4.2.4. -Analyse et discussion
256
2.6.4.3 -Conclusion
257
2.6.4.4 - La simulation des modèles
258
2.6.4.4.1 - Analyse des correlations entre les paramètres
258
2.6.4.4.2. - Sensibilité de certains paramètres sur le débit
259
2.6.4.4.3. - Recherche d'une bonne correlation entre le débit et la profondeur
260
2.6.4.4.4. - Evaluation des paramètres
260
a - Le premier exemple de modèle
260
b - Le deuxième exemple de modèle exponentiel
261
2.6.4.5
Conclusion
264
111- CHIMIE ET CHIMIE ISOTOPIQUE
267
3.1 LA QUALITE DES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D'OPlENNE
267
3.1.1- CONCEPfS D'INVESTIGATION DE L'EAU SOUTERRAINE
267
3.1.2 SYSTEME DE ROCHES FRACfUREES
268
3.1.3 METHODOLOGIE DE L'ECHANTILLONNAGE
269
3.1.3.1 - Collecte des échantillons
269
3.1.3.2 - Protocole d'analyse
270
3.1.3.3. - La manipulation
270
3.1.4 PRINCIPE DES MILIEUX OUVERTS ET FERMES A L'ATMOSPHERE
272
3.1.5 - PRINCIPES DES TECHNIQUES ISOfOPIQUES
274
3.1.5.1 - Les isotopes stables
275
3.1.5.2. -Les facteurs gui contrôlent la teneur isotopique de la précipitation
276
3.1.5.3. - Relation entre bD et 180 dans les diverses eaux
279
3.1.5.4 - Tritium
280
3.1.5.4.1. - Concentration de tritium dans la précipitation
280
3.1.5.4.2 - Interprétation des données
281
3.1.5.5 - Applications
281
3.1.5.5.1 - La recharge et le taux d'écoulement
281
3.1.5.5.2 Les investigations de l'écoulement de l'eau souterraine dans les roches fracturées
282
3.1.5.5.3 -Evaluation de l'écoulement souterrain et les caractéristiques de
stockage
282
3.1.5.5.4 - Datation de l'eau souterraine
283
3.2 RESULTATS ET INTERPRETATION DES DONNEES CHIMIQUES
284
3.2.1 EXPRESSION DES RESULTATS EN MILLIEQUIVALENTS PAR LITRE
284
3.2.2 - ANALYSE DES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES
284
3.2.2.1- Les paramètres physiques
284
3.2.2.1.1 La température
284
3.2.2.1.2 La conductivité
286
3.2.2.1.3 Le pH
286
3.2.2.1.4
Matières en suspension
286
__
. _ .
. _ _. - - - - - - -
nlESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNWERsrœ DE COCODY

---

Savané 1
XI
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
].2.2.1.5 Le gaz carbonique dissous.
287
].2.2.2 Qualité des eaux souterraines destinées à la consommation humaine
287
].2.2.2.1 Variation des concentrations en Ammoniaque.
288
].2.2.2.2 Variations des concentrations en nitrates
288
].2.2.2.] Le potassium (K)
288
].2.2.2.4 Le phosphore (PlO,)
289
].2.2.2.5 Le sodium ( Na)
289
].2.2.2.6 Le calcium ( Ca2)
289
].2.2.2.7 Le magnésium (Mg2)
289
].2.2.2.8 Le chlore ( Cr)
290
].2.2.2.9 Les sulfates (SO/')
290
].2.]
ABONDANCES IONIQUES ET PRINCIPAUX FACIES CHIMIQUES
291
].2.3.1. Variations des teneurs en ions majeurs dans les différents secteurs du bassin.
291
].2.].2. Caractérisation des principaux faciés chimiques
292
].2.3.2.\\
Eaux bicarbonatées calciques
29]
].2.].2.2
Eaux bicarbonatées magnésiennes
295
].2.].2.]
Eaux bicarbonatées sodiques
298
].2.].2.4 Les eaux chlorurées calciques
]00
].2.].2.5
Eaux sulfatées sodiques
]01
].2.].] Origine des ions majeurs
]02
].2.4. VARIATION DE LA MINERALISATION
]02
].2.4.1. Variations verticales
]02
].2.4.2.
Variations spatiales
302
].2.4.] Conclusion
]0]
].2.5 -INFILTRATION ET VITESSE DE CIRCULATION DES EAUX DANS L'AQUIFERE A
PARTIR DE L'EVOLUTION DU SYSTEME CALCo- CARBONIQUE
]04
].2.5.1. - Variables du système calco-carbonigue dans les eaux souterraines de la
région d'Odienné304
].2.5.1.1 Diagramme ISC - ISD
304
].2.5. 1.2 AI ignement des familles et âge des eaux
307
].2.5.1.3 Etude des eaux souterraines par famille
308
].2.5.1.4 Evolution des teneurs en alcalino terreux par famille notion d'indice cationique de
vieillissement (ICV) dans la région d'Odienné
308
3.2.5.1.5 Evolution Générale des teneurs en alcalino terreux par familles d'eau
309
].2.5.1.6 Diagramme ISD - ISC des eaux souterraines de la région d'Odienné
]10
].2.5.1.7
Variation des ions dans lesfamilles en fonction de la distance par rapport à l'origine
312
3.2.5.2 Relations entre pH et teneurs en bicarbonates dans les eaux souterraines de la région
d'Odienné
314
].2.5.3 L'analyse en composantes principales
315
].2.5.4 Conclusion
317
3.2.6
TEMPS DE SEJOUR ET ORIGINE DES EAUX SOUI'ERRAINES DANS L'AQUIFERE A
PARTIR DES VARIATIONS DES TENEURS ISarOPIQUES
318
].2.6.1 Variation des teneurs en tritium
] 18
].2.6.1.1 Relations avec la profondeur des ouvrages et l'épaisseur des aItérites
318
].2.6.1.2 Effets de Latitude et d'altitude
]20
].2.6.1.3 Relations entre les indices d'échanges de base, la minéralisation, l'épaisseur d'altération le
tritium.
]22
].2.6.2 Variations des teneurs en oxygène 18 et en Deutérium
]24
].2.6.2.1
Relations avec la latitude et l'altitude
]24
].2.6.2.2 Relation avec la profondeur totale et l'épaisseur d'altération des ouvrages
326
].2.6.] - Relations entre oxygène-18 et Deutérium
]28
3.2.6.4 -Comparaison entre les excès en deutérium et les teneurs en tritium
]29
3.2.6.5 - Relations entre excès en Deutérium et minéralisation totale
330
3.2.6.6 -Comparaison avec les résultats obtenus par l'évolution du système caIco- carbonique
3]2
].2.6.7 - Comparaison avec les résultats du Mali
]]2
].2.6.8 Conclusions
]]5
17fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSfTE DE COCODY

---

Savané 1
XII
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
V. CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIYES D'AVENIR
339
4.1 CONCLUSIONS GENERALES
339
4.2. LES PERSPECTIVES D'AVENIR
344
3.3 . BIBLIOGRAPHIE
346
LISTE DES FIGURES
383
LISTE
DES
TABLEAUX
391
LISTE DES PHOTOS
395
--
__
...._~.
. _ - - - _ . _ - - - - - -
THr.:SE D'ETAT EN Hl'DROGEOLOGIE, UNIVERSrœ DE COCODY

---

Introduction
_
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSm' DE COCODY

---

Savané 1.
2
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
17fESE D 'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrEDECOCODY

---

Introduction
3
INTRODUCTION
L'eau est Wle ressource vitale qu'il importe de gérer avec rigueur. La consommation
d'eau par les ménages, l'agriculture, le secteur de l'énergie et l'industrie, devrait rester en forte
augmentation jusqu'à la fin du siècle et au délà. Et si, d'Wle manière générale, les ressources de
la planète dépassent largement la demande prévisible, celles-là comme celle-ci ne sont
malheureusement pas reparties de manière égale. Certaines régions souffrent d'ores et déjà
d'insuffisances marquées, qui risquent de s'aggraver encore à l'avenir. Dans d'autres,
l'approvisionnement est sujet à des fortes fluctuations en termes aussi bien de quantité que de
qualité. La société reste tributaire pour sa survie de la manière dont les ressources en eau sont
mises en valeur et gérées.
Une bonne gestion de l'eau, comme de la plupart des ressources naturelles, doit reposer
sur les principes de solidarité, de « subsidiarité » et de participation. La réalité physique exige
habituellement de considérer que ces ressources sont un héritage commun de tous les êtres
humains d'aujourd'hui et des générations futures. La « subsidiarité » voudrait que la gestion de
l'eau soit aussi décentralisée que possible: ce qu'un particulier ou un organisme social mineur
peut faire ne doit pas être fait par un autre supérieur. Par exemple, ce qui est à la portée d'une
administration locale ne doit pas être fait par un gouvernement régional. La participation
signifie que, selon la structure sociale et culturelle de chaque pays, les usagers de l'eau
interviennent le plus possible dans la prise de décisions relatives à l'eau. Cette participation
exige bien entendu un certain niveau culturel et technique de la part des usagers, soit une
formation en hydrologie.
La participation des usagers est encore plus pressante dans le cas de l'exploitation des
eaux souterraines car les usagers ont l'habitude de puiser l'eau de façon indépendante. Ils
ignorent souvent que leur pompage affecte les autres personnes qui partagent le même aquifère
jusqu'au moment où les conséquences économiques et écologiques graves deviennent notoires.
La société est de toute évidence fortement tributaire de la protection de ses ressources en eau,
au double plan de la quantité et de la qualité. Partout dans le monde, il est régulièrement fait
état de problèmes tels que la contamination des aquifères et des eaux de surface par l'activité
industrielle et les accidents qu'elles peuvent provoquer l'inondation de zones situées au bord
de l'eau, la baisse du niveau des nappes souterraines, les sécheresses majeures.
1
La persistance de la croissance de la population et l'exigence de développement socio-
r
économique qui découle, obligeront à investir des fonds et des moyens toujours plus
importants dans la bonne gestion des ressources en eau.
Au cours des decennies à venir, il faudra continuer à fournir, à un coût supportable, de l'eau de
1
bonne qualité pour les besoins des ménages et de l'eau douce pour l'industrie alimentaire et le
secteur de l'énergie, à protéger et gérer l'environnement de manière qu'à long terme, son
potentiel de production de nourriture et d'eau reste intact, et même accru, et que la société soit
moins vulnérable aux variations des ressources en eau.
L'hydrogéologue, l'hydrologue, l'hydraulicien et les autres spécialistes de l'eau ont
pour tâche de développer et d'assurer l'information concernant les ressources en eau
disponibles, d'évaluer et de surveiller la qualité des masses d'eau et de l'environnement des
systèmes aquifères, de prévoir les effets des activités humaines sur les composantes du régime
hydrologique, y compris sur les climats, et de donner des avis sur la gestion des ressources en
eau et leur repartition entre les différents secteurs de l'économie.
771ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSfTE DE COCODY

---

Savané 1
4
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Cependant, le développement futur des sociétés dépendra de plus en plus de stratégies
à long tenne qui ne sont pas nécessairement compatibles avec les objectifs à court tenne. n
n'est donc pas toujours possible de fonnuler une politique ou Wl programme satisfaisant, sauf
s'il se rattache à Wle recherche de solutions globales dans lesquelles la science et la technologie
ont un rôle essentiel à jouer. Chaque pays doit en outre trouver le moyen d'aménager sa
politique de manière à tirer parti des possibilités qui s'offrent à lui.
Problèmes d'eau au niveau africain
Depuis
plus
de
20
ans,
les
états
africains
se
sont
attachés
à améliorer
l'approvisionnement en eau des populations rurales. Près du tiers des aides bilatérales aux pays
du Sahel a été consacré aux programmes d 'hydraulique villageoise et pastorale. Des sommes
considérables investies dans la construction de puits et dans la réalisation de forages.
Cependant les évaluations des besoins estimés au milieu des années soixante, ne sont satisfaits
qu'au tiers. En matière d'eau potable compte tenu de la croissance démographique et de
l'augmentation individuelle des besoins, liées à l'urbanisation et aux progrès de l'hygiène,
notamment, on est très au-dessus de cette estimation.
La conférence de Mar dei Plata a 15 ans. La Décennie Internationale de l'Eau Potable
et de l'Assainissement (DIEPA) s'est achevée en 1991, et pourtant alimentation en eau et
désertification n'ont jamais fait autant de victimes. Un peu de statistique pour illustrer cette
situation.
- L'alimentation en eau du tiers monde, soit 4.8 milliards de personnes (les trois quarts de la
population mondiale dont 40 % à moins de 15 ans) n'est couverte qu'à 20 %. il est
classiquement admis que 1250 millions de personnes, dont 700 millions d'enfants ne disposent
pas
de
suffisamment
d'eau,
40.000
personnes
meurent
chaque
jour
faute
d'un
approvisionnement en eau adéquat. Seulement 38 % des habitants du tiers monde ont accès à
l'eau potable (9 % à 37 % suivant les pays du Sahel). Chaque année, quatre millions d'enfants
de moins de cinq.ans meurent de maladies d'origine hydrique ( UNESCO, 1984).
- La désertification menace plus 20 % des terres émergées, soit 30 à 40 millions de km2 de
zones arides ou semi-arides (chaquë année 0.3% du sol arable du tiers monde est perdu; depuis
1980, 200.000 km2/an sont perdus). Les conclusions de la conférence de Nairobi sur la
désertification (United Nation, 1977) prévoit que « le tiers des terres arables du monde aura
cessé d'être productif dans les 50 ans à venir»
La maîtrise de l'eau est l'un des thèmes majeurs de notre monde. La DIEPA a abouti à des
nombreuses réalisations dans les domaines de l'alimentation en eau, de la désertification, de la
maintenance, de la gestion des grands bassins des aménagements agricoles etc...
Problèmes d'eau dans l'ensemble de la Côte d'Ivoire
En Côte d'Ivoire, leeaux de surface et les eaux souterraines sont exploitées par
différents systèmes ( pompes, barrages... ) pour satisfaire les besoins domestiques, agricoles et
industriels. Face aux exigences du développement socio-économique et de la croissance
démographique, ces besoins s'accroient d'année en année.
Après les années 70, les autorités politiques ivoiriennes ont pris conscience de la menace que
constitue le manque d'eau et ont débloqué d'énonnes moyens pour lancer de vastes campagnes
d'hydraulique villageoise dans tout le pays. Cette campagne avait pour objectif l'implantation
d'Wle pompe manuelle dans les villages d'au moins 200 habitants.
17IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Introduction
5
Aujourd'hui avec le développement industriel et agricole, la demande d'eau a triplé. La
pluviomértrie n'est plus aussi généreuse que dans les années 60. la nécessité de réaliser
d'autres points d'eau pour la commWlauté urbaine et rurale devient de plus en plus pressante;
la construction des barrages pour la production de l'électricité et le développement des
systèmes d'irrigation pour l'agriculture s'impose.
En ce qui concerne la production d'énergie électrique, en raison de la baisse régulière de la
pluviométrie depuis Wle vingtaine d'année, le gouverne cherche à diversifier ses ressources en
exploitant le gaz pour faire l'équilibre entre l'hydraulique et le thermique.
La disponibilité de la ressource en eau constitue Wl élément majeur pour l'amélioration
de la productivité agricole. La Côte d'Ivoire possède deux zones climatiques: deux saisons
sèches et deux saisons de pluie au Sud, et une saison sèche et une saison humide au Nord. Les
zones de déficit hydrique vont en croissant du Sud vers le Nord.
L'agriculture est la plus importante activité consommatrice d'eau de la Côte d'Ivoire.
Pour le moment, les surfaces irriguées sont limitées ( riz, bananerais, cultures maraîchères et
fiuitières, ... ), mais le taux d'accroissement est très important. En ce qui concerne le riz, on
distingue les exploitations irriguées qui font l'objet d'Wl culture intensive au plan des engrais
(80 %) et les exploitations pluviales une fertilisation raisonnée ( 20 %).
La SODECI ( Société de Distribution de l'eau en Côte d'Ivoire) est chargée de
l'exploitation du service de distribution d'eau potable urbaine ( production, distribution,
facturation, recouvrement) par concession de l'Etat ivoirien, pour une durée de 20 ans ( 1987-
2007). La population désservie est de l'ordre de 4 millionsd d'habitants, soit environ 30 % de
la population de la Côte d'Ivoire, l'hydraulique villageoise étant de la responsabilité de la
Direction de l'Eau.
Le prix moyen de l'eau facturé par la SODECI s'élève à 284 FCFA le m3 , se décomposant de
la manière suivante:
- Fonds National de L'Eau ( FNE), 30 F CFA
- Fonds de développement 62 F CFA
- Rénumération exploitant, 187 F CFA
-TVA
5FCFA
i Letauxmoyenderecouvrementdesfacturess'établità98%.LeFondsNationaldel'Eau
résulte de la fusion du Fonds National de l'Hydraulique (FNH) et du Fond de l'Assainissement
(FNA). Les fonds collectés par l'intermédiaire du FNE permettent notamment de financer
l'assainissement d'Abidjan ( réseau de collecte, collecteur principal unitaire et émissaire en
mer). La SODECI exploite ce réseau par un contrat de prestation avec l'Etat.
La croissance urbaine et industrielle est certes le moteur du développement mais la
politique menée à cet égard est imparfaite car insufisamment maîtrisée: à mesure que la rareté
de l'eau et la pollution obligent à exploiter des ressources plus lointaines, le coût marginal pour
satisfaire l'accroissement de la demande augmente de manière exponentielle.
Dans de nombreux cas, la charge polluante produite par l'industrie et par les ménages à
dépassé depuis longtemps le seuil des capacités d'auto-épuration des cours d'eau, avec des
conséquences néfastes sur la santé et l'environnement. Par ailleurs, l'insuffisance de
l'approvisionnement en eau, le manque d'installations sanitaires aggravent les conditions de vie
des populations, ainsi que les risques de maladies liées à l'eau.
L'extrême complexité des relations existant entre le milieu naturel, l'eau et les activités
humaines ne peut se satisfaire d'une approche sectorielle.
La gestion doit désormais être globale et intégrée. On l'a vu, l'eau ressource finie malgré son
apparente abondance, sert à une multitude d'usages qui, dans certains cas, peuvent être
contradictoires, donnant aussi naissance à des conflits. Les activités humaines engendrent de la
pollution, laquelle, outre les nuisances qu'elle occasionne, correspond à un appauvrissement de
la ressource. Enfin, des phénomènes naturels comme l'érosion ou les inondations peuvent être
aggravés par l'homme. Pour toutes ces raisons, il est nécessaire d'intervenir de manière
TllESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1
6
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
cohérente, coordonnée: ceci suppose une prise de conscience de la dimension multisectorielle
de l'amenagement des ressources en eau dans un contexte de développement durable en Côte
d'Ivoire. Il faut, pour cela, développer des méthodes de gestion intégrée, assorties notamment
de plans de lutte contre la pollution, d'une utilisation optimale de l'eau et d'une démarche
globale quant à la conservation des écosystèmes.
Il faut donc une politique de l'eau en Côte d'Ivoire. La création récemment d'un Haut
Commissariat à l'Hydraulique chargé de promouvoir une politique cohérente d'eau, est un
témoignage éloquent de la prise de conscience du pouvoir publique de s'attaquer aux
problèmes de sa gestion rationnelle.
Problèmes d'eau au niveau du Nord de la Côte d'Ivoire
Jusqu'en 1972, l'alimentation en eau des habitants des zones du Nord de la Côte
d'Ivoire, se faisait principalement à partir des eaux de surface (pluies marigots, et étangs)
pendant les saisons pluvieuses (Juin-Octobre) et à partir des nappes aquifères des plateaux (
collines et alluvions) pendant la saison sèche (Novembre - Mai) où les eaux de surface sont
rares. Les populations captent les eaux souterraines en creusant à la main des ouvrages
rudimentaires appelés puisards et puits paysans. Les puisards sont de petites cavités peu
profondes (0 à 2 mètre ou plus) réalisées 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 une semaine ou un mois) mais
jamais d'une saison à une autre. Pendant la saison des pluies les puisards sont inondés, noyés et
détruits ( Biémi 1.,1992 ).
Quant aux puits paysans, ce sont des ouvrages de 3 à 10 m de profondeurs dans les
nappes aquifères superficielles, sur les plateaux et les collines à l'intérieur des villages et loin de
tout marigot. Malheureusement, au cours de la saison sèche, le niveau piézométrique des
nappes diminue, provoquant le tarissement général des puits paysans dont la profondeur
s'arrête dans la zone de battement des nappes. Pendant la saison sèche, les femmes vont
chercher les eaux des étangs et des marigots sur de longues distances. Ces eaux sont
évidemment de qualité chimique et bactériologique douteuse et exposent les populations à de
nombreuse maladies hydriques (diarrhées, goîtres, dysenteries, bilharzioses, vers de guinée)
décelées à maintes reprises en Côte d'Ivoire.
En 1964, 68 % des villages de Côte d'Ivoire souffraient de problèmes d'eau amenant le
gouvernement à initier à partir de 1973, un vaste programme national de l'hydraulique
villageoise ayant pour mission l'adduction d'eau potable de tous les chefs lieux de sous-
prefecture et plus généralement de toutes les agglomérations de plus de 3.000 habitants et la
réalisation de 15.000 points d'eau dans les villages.
Au 1er janvier 1982, environ 10.764 ouvrages avaient été réalisés dont 8.151 dans le
domaine de l'hydraulique villageoise. De 1973 à 1980, cette opération a mobilisé des
ressources évaluées à
119.426.000.000 F CFA.
De
1981
à 1985, le programme
complémentaire de l'hydraulique villageoise a coûté en plus 43.044.000.000 F CFA, à quoi
s'ajoutent encore des dépenses de 1.941.200.000 F CFA pour 1986 et de 3.376.000.000 F
CFA pour 1987. En 1988 les objectifs du programme national d'hydraulique ont été rédefinis
et on prevoyait la réalisation de 15.000 points d'eau pour les prochaines années dont 1.500
correspondant à des renouvellements de puits.
171ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSfTE DECOCODY

---

1nt roduct iOIl
7
Le financement du programme national de l'hydraulique est assuré par des prêts
extérieurs provenant du BIRD, de la Banque Mondiale et du Conseil de l'Entente et il
correspond à Wle proportion importante de la dette extérieure du pays.
Malheureusement bien que le nombre d'ouvrage réalisés soit important, les débits des
forages restent généralement faibles (1.5 à 2 mJ/h) pour Wl rabattement égal à 12 m dans les
arènes, ü.5 à 1 m3/h pour Wl rabattement égal à 20 m dans les formations birrimiennes.
Aujourd'hu~ les probèmes d'alimentation en eau des milieux ruraux de la Côte d'Ivoire et plus
particulièrement de la zone sub-sahélienne restent encore tristement d'actualité. En effet, de
nombreux points d'eau réalisés ne sont pas fonctionnels à cause de pannes mécaniques, du
mauvais choix des sites d'implantation des ouvrages, de l'insuffisance des réserves captées, du
tarissement et parfois de la mauvaise qualité de l'eau.
D'autres programmes d'hydraulique villageoise sont préws pour les années à venir.
Cette nouvelle campagne serait plus facile, plus rapide et moins coûteuse si on disposait pour
chaque région d'wle banque de données sur l'alimentation en eau, sur non seulement les
forages déjà réalisés, mais et surtout des propositions des sites d'implantation pour les
campagnes futures.
1
Problèmes d'eau au niveau d'Odienné
t
1
,
Le département d'üdienné se distingue par deux périodes nettes dans son évolution
l
climatique: la période des années 60 marquée par Wle abondance pluviométrique et la période
des années 70 marquée par la sécheresse.
Période des années 60
1
:1
De 1950 à 1960, le département d'üdienné était une région très arrosée pendant la
t
saison humide. La hauteur moyenne de pluie atteignait 2200 mm. Tous les cours d'eau qui
jalonnent la région étaient en crue à partir des mois d'Août et Septembre, rendant impossible la
circulation. Ces cours d'eau débordaient dans les grandes plaines alluviales amenagées pour la
culture de riz. C'est dans cette période qu'on enregistrait au mois d'Août, les 7 jours
consécutifs de pluie, appelés dans la région « les 7 jours en Toutou ». Ces 7 jours de pluie
étaient devenus pour la population, une sorte de calendrier pour évaluer la saison. On savait
par exemple qu'après les 7 jours, la saison allait amorcer son recule, et que la période de
semence du sorgho s'annonçait.
Pendant la saison sèche, les fleuves et les cours d'eau amorçaient leur décrue. Malgré
sa durée particulièrement longue ( 7 mois), ces fleuves gardaient suffisamment d'eau dans leur
lit, permettant ainsi à la population de mener aux mois de Mars, Avril et Mai des campagnes de
pêche populaire qui étaient en fait une activité économique postculturale.
Période 1970-1992
La région d'üdienné à l'instar de toutes les régions tropicales situées au Sud du Sahara,
est régulièrement soumise à l'épineux problème d'approvisionnement en eau potable de la
population. Les influences des sécheresses intermittentes au Sahel se manifestent par une forte
évaporation et le tarissement des eaux superficielles.
Avec la sécheresse des années 75, la population de cette région revoit les périodes précédentes
avec beaucoup d'amertune. En effet, la pluviométrie est devenue déficitaire. Les paysans ont
pris conscience de ce phénomène à partir de quatre faits:
THHSE D'ETAT EN HYDROGEOI.OGIE, UNIVERSITH DECOCODY

---

Savanél.
8
-------------------------~--
- certaines sources qui constituaient leur point d'approvisionnement en eau près du village ou
du champ, ont disparu;
- les pluies de 7 jours de l'hivemage ne manifestent plu's;
- certains cours d'eau qu'ils avaient l'habitude de traverser ne contiennent plus d'eau;
- les grands fleuves de la région qui inondaient les grandes plaines alluviales ne débordent plus.
Sur le plan social, les femmes sont désonnais obligés de faire tous les jours des
kilomètres, à la recherche d'un point d'eau, les puits étant secs pendant la saison sèche. C'est
le triste spectacle du joug de la jarre sous laquelle ploient les femmes en revenant des puits, qui
est donné de voir~ ou l'interminable file qui serpente jusqu'à la pompe où les gens attendent si
longtemps pour remplir leurs récipients de fortune.
Pendant nos investigations sur le terrain, dans le département d'Odienné nous avons
constaté que sur 380 ouvrages réalisés près de 35 % étaient en panne mécanique, 10 %
abandonnés à cause de leur eau de mauvaise qualité et 15 % avaient complètement tari. En
plus, certains villages importants réclament au moins 2 forages supplémentaires parce que leur
point d'eau ne suffisait pas pour la population. Ces régions ont encore des besoins importants
en point d'eau. Cependant ces forages coûtent chers: environ 6.000.000 F CFA pour un
forage de 60 m de profondeur. L'idéal serait de faire en sorte que les tarissements nombreux et
les renouvellement des points qui en résultent soient réduits au minimum. Les ressources en
eau souterraines, véritables «
réserves sécrètes», longtemps méconnues, constituent
aujourd'hui un enjeu considérable pour les zones démunies en ressource en eau naturelle.
Les principaux objectifs de ce travail
La conférence de Mar dei Plata en 1977 (Argentine), la conférence des Nations-Unies
sur l'eau se proposait entre autre d'évaluer les problèmes auxquels sont confrontés les pays en
développement pour émettre des recommandations en vue d'améliorer les activités ayant trait à
la mise en valeur des ressources en eau dans le Tiers Monde. La proclamation de la Décennie
Internationale de l'Eau Potable et de l'Assainissement (1981-1991) fut l'aboutissement d'une
de ces recommandations. L'optimisme manifesté à l'issue de cette conférence fut cependant
déçu par le faible taux de mise en oeuvre des recommandations. Parmi les facteurs pouvant
expliquer la lenteur avec laquelle les résultats sont atteints, citons:
- Les contraintes financières auxquelles de nombreux pays en développement doivent faire
face.
- La faible priorité accordée aux programmes de mise en valeur des ressources en eau et le
manque de continuité de ces programmes.
- Les crises économiques et différentes catastrophes naturelles qui ont affecté un grand nombre
de pays en Afrique, particulièrement au Sud du Sahara,
- Le manque de collecte de l'infonnation, de son stockage et de sa difiùsion.
Ces constatations appellent de nouvelles stratégies et de nouvelles options si l'Afrique
veut sortir de sa situation et avoir une croissance hannonieuse et soutenue. Une de ces
stratégies consiste en l'évaluation des succès et échecs de certaines méthodologies et procéder
à des échanges d'idées sur les solutions à adopter.
Les objectifs de ce travail sont les suivants :
- Offiir une méthodologie fiable et peu coûteuse aux utilisateurs et aux techniciens pour
réaliser l'approvisionnement en eau potable des populations rurales.
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

Introduction,
9
- La recherche des procédés adéquats pour les programmes d'approvisionnement en eau dans
notre pays. La quantité et la qualité des ressources en eau doivent être détenninées avant
exploitation.
- La recherche pure et appliquée doit être développée d'urgence pour un véritable
développement et l'amélioration des projets d'approvisionnement en eau.
- Améliorer le rôle de l'apport de la Télédetection dans la recherche des eaux souterraines en
milieu de socle.
- La conception et la réalisation d'un système d'infornlation à référence spatiale dans la
recherche des eaux souterraines.
- Détermination des rapports entre les fractures d'une part et de
l'extension possible des
réseaux de fractures à rôle hydraulique d'autre part.
Pour atteindre ces objectifs, on utilisera les différentes méthodes suivantes : la géologie, la
géomorphologie, l'hydrogéologie, la télédetection, la géophysique et le système d'infornlation
géographique, et l'hydrochimie.
Les principaux résultats des activités de recherche, consignés dans ce mémoire, proviennent
essentiellement :
- Des activités de recherche entreprises dans le cadre de la convention de recherche partagée
entre UREF réseau de Télédetection, LE.T. (Institut d'Ecologie Tropicale) et CARTEL
Centre d'Application et de Recherche en Télédetection) de l'Université de Sherbrooke
(Canada).
- Des activités de recherche entreprises dans le cadre de la convention de recherche entre ADF
(Africa Development Foundation) et I.E.T.
•,,
- Des résultats des programmes de recherche initiés dans le cadre de nos activités de recherche
au sein de l'InstitUt d'Ecologie Tropicale.
Ce travail comprend quatre parties.
1
La première partie intitulée environnement s'articule autour de trois chapitres.
Le premier chapitre est une présentation du secteur d'étude aussi bien sur le plan géographique
que sur le plan climatologique et hydrologique.
Le deuxième chapitre présente le contexte géomorphologique.
Le troisième chapitre analyse l'environnement géologique du cadre d'étude.
La deuxième partie qui est l'interprétation hydrogéologique, se présente sous six chapitres.
Cette partie aborde l'étude hydrogéologique à travers les différentes méthodes d'investigation
utilisées telles que la télédétection et le système d'information hydrogéologique à référence
spatiale, la géophysique, les essais de pompage, la pernléabilité induite par la formule de
Franciss, le programme de débits classés et les modèles statistiques.
La troisième partie met l'accent sur la qualité chimique et
l'analyse isotopique des eaux
souterraines de la région d'Odienné.
Enfin la quatrième partie est une présentation des conclusions générales et des perspectives
d'avenir.
-----~-------_._-------------------------
11fESED'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNWERSrŒDECOCODY

---

Savané 1.
10
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
mESE D'ETAT EN HYDROGEOWGIE, UNIVERSfl'E DE COCODY

---

Partie 1.
11
11IESE D'ETAT EN I/YDROGEOLOGIE, UNIVER..')fl'E DE COCODY

---

Savane 1.
12
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
11fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DECOCODY

---

Partie I.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 13
1.
1.1
IIUt:SENTATION ()(! SECrElIU IrEllJDE
Située au Nord-Ouest du tenitoire ivoirien et à près de 880 km de la capitale économique
Abidjan, la région d'Odienné conselVe encore pour les abidjanais le charme et le système des régions
lointaines. Limité respectivement à rOuest et au Nord par les Républiques de Guinée et du Mali, à
l'Est et au Sud par les département de BOWldiali, de Touba et de Séguéla, le département d'Odïenné
s'étend sur Wle superficie de près de 10343 km2, soit 4.14 % de la superficie totale du pays (figure
1). La carte d'Odienné couvre la région comprise entre les longitudes 7° et 8° 15 Ouest et les
latitudes 9° et 10°25 Nord.
ili
,
Fig. 1: Localisation de la région étudiée
Carte des bassins versants extraite du rapport de pays de la Côte
d'Ivoire in « Evaluation hydrologique de l'Afrique sub-saharienne;
pays de l'Afrique de l'Ouest» (Banque Mondiale - PNUD - BAD -
FAC,juin 1991)
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNll'ER8lTB DE COCODY

---

Savane 1.
14
----~---------------------~-
Le département compte près de 150.000 habitants constitués en majorité de Malinkés et de
Sénoufos. Cette population est inégalement répartie. Seuls les chefs-lieux des sous-préfectilles
présentent des populations supérieures à 5.000 habitants (figure 2).
L'activité essentielle de la région est l'agricultille. Depuis toujours on y cultivait surtout le
nù~ le fonio, le sorgho, le maïs, l'igname, le manioc. Mais les cultures du riz, du coton et de soja
prennent actuellement Wle grande extension, de même que les plantations d'orangers, de manguiers
greffés et d'agrumes. Ces productions nouvelles et l'élevage en pleine expansion, conduits selon les
méthodes modernes doivent constituer Wle importante source de revenus.
Le seul frein à ce développement agricole est la gestion de l'eau. En effet, la durée de la
saison sèche n'offre pas d'alternative aux populations qui connaissent des périodes d'inactivité à cette
époque. L'approvisionnement en eau potable pour les besoins domestiques est p8.Ifois difficile.
Lors des campagnes de terrain, nous avons fait l'inventaire des points d'eau dans les villages
visités.
Le tableau suivant présente le nombre de la population et les besoins en points d'eau.
Tableau 1 : Le nombre de la population et les besoins en points d'eau
Nbrede
Points d'eau
Département
Sous-Préfecture
Population
villages
Besoins
Faits
A faire
Bako
17.676
19
40
36
4
Dioulatiégoudou
4.832
5
12
7
5
Gbeleban
1.670
2
3
3
0
Goulia
18.653
12
21
17
4
Kaniasso
7.438
11
13
11
2
Madinani
21.643
J3
22
18
4
Odienné
Maninian
4.630
6
11
9
2
Odienné
46.202
43
46
38
8
Samango
379
2
15
15
0
Samatiguila
4.806
2
16
13
3
Seuge10n
II.660
17
18
13
5
Seydougou
5.302
7
28
24
4
Tieme
5.259
4
25
23
2
Tienko
10.193
21
40
33
7
Total
14
169.433
164
353
260
50
71lESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGlE, UNfl'ERSfI'E DE COCODY

---

Partie I.
15
\\
8°
1
t
10° 20'
10° 10'
10
- - -
go 50'
9°40'
9°30'
9° 20'
Densité
_
Très fort) 5000
_
Fort 1500 - 5000
_
Moyen 1000 -1500
_
Faï"ble 500-1000
CJJ
o
S~O
Très faible 57 - 500
Fig. 2 :. CARTE DE DENSITE DE POPULATION DE LA REGION D'ODIENNE

---

Savane 1.
16
-------------------~--------
Tableau 2 : Statistique sur les ouvrages de la région d'Odïenllé
Puits
Forages
Sondages
Nbre
d'ouvrages
Nombre total
240
190
67
497
Nombre ayant atteint le socle
0
173
44
217
Nombre n'ayant pas atteint
240
17
23
280
Nombre limité au toit du socle
0
2
10
12
Nombre ayant un débit maximum
131
105
03
236
Nombre sans débit maximum
108
86
67
261
Un débit> 5 mlfh
2
13
0
15
Profondeur
7 < P< 27
8<P<92
6<P<94
6<P<94
La région d'Odïenné a été choisie en raison d'une part de la durée de la saison sèche et des
difficultés que la population éprouve dans ces périodes pour s'approvisionner en eau, et
d'autre part en raison de sa proximité avec les régions sahéliennes, très souvent victimes des
sécheresses intermittentes.
1.2
L'ENVIRONNEMENT CIJMATIOUE ET BU,AN BYDROlllGIOITE
Le climat à l'échelle d'une région ou d'un bassin-versant se caractérise par les valeurs d'un
ensemble de paramètres hydroclimatiques : températures, humidité relative de l'air, pression
atmosphérique, vitesse des vents, pluviométrie, écoulement, déficit d'écoulement etc.
Les valeurs de ces paramètres sont caractéristiques non seulement du domaine dans lequel
elles ont été mesurées, mais aussi de la fréquence et de la durée des obseIVations. Dans l'espace,
chacun des paramètres climatiques montre généralement une grande hétérogénéité de distribution
due aux différences d'altitude, d'exposition aux vents dominants, de la distance à la mer, etc. De
plus, l'hétérogénéité régionale du climat va souvent de pair avec les contrastes saisonniers et les
contrastes interannuels qui changent avec la latitude : distnoution homogène et climat contrasté en
régions équatoriales ; distnoution hétérogène et climat contrasté en régions tropicales ; distribution
chaotique ou erratique en régions sub-désertiques (Tardy et Probst, 1992).
Pendant ces dix dernières années, les régions sahéliennes et sub-sahéliennes ont été soumises
à une sécheresse de proportions catastrophiques, les périodes les plus marquantes étant 1968-74 et
1983-84. La région Nord de la Côte d'Ivoire étant voisine des régions désertiques, l'effet de ces
sécheresses a une répercussion sur les conditions de vie économique et sociale de la population.
C'est dans le but de suivre et de surveiller cet environnement que nous avons essayé de fàire l'état de
la situation climatique de cette région de 1935 à nos jours. Dans ce travail, les données
pluviométriques et de la sécheresse ont été analysées afin d'évaluer si l'effet de la sécheresse
continue ou non, la conséquence sur la recharge de l'eau souterraine, et la perturbation causée dans
le système culturale dans cette région.
lliESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIJ'ERSrrE DE COCODY

---

Partie 1
17
1.2.1 - PRINCIP~: ET METHODOWGIE
1.2.1.1 - Collcctc et calcul des données
L'étude porte sur 58 années: 1935 - 1993. Les données utilisées proviennent de l'Agence
Nationale des Aérodromes et de la Météorologie (ANAM) et de l'Agence pour la Sécurité de la
Navigation Aérienne (ASECNA). Elles concernent la station d'Odienné qui constitue le point de
référence et la plus ancienne des stations de la région.
1.2.1.2 ~ Principe du calcul du bilan hydrologique
Définition : l'évapotranspiration potentielle (ETP) désigne la quantité maximale
d'évaporation vers laquelle tendent 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).
Par un ajustement statistique des mesures expérimentales d'ETP obtenues sur des cases
lysimétriques, aux données climatologiques de température, Thornthwaite aboutit à la formule
empirique suivante :
101 "
(E. T P.lle) == 16( --,-)
Qu'il convient de multiplier par Wl terme correctif F(À-) fonction de la durée théorique
d'implantation pour obtenir l'ETP
1
101
~r
ETP == 16(- /'. F( À){2)
/
1
l
Dans cette expression :
t == est la température moyenne de la période considérée
a == est Wle fonction complexe de l'indice 1
a = 6.7S 10-7 e-7.7 10-512 + 1. 79 102 [ + 0.49
1= représente Wl indice thennique annuel somme de douze
indices thermiques mensuels i.
Chaque indice mensuel étant calculé par la formule:
[ == (01.514
S
t -= température moyenne de la période considérée (mois, décade). Des tables donnent les
paramètres intermédiaires (Gerbier N. 1968).
- -
.
.
~
. __.~.. -'-0- .
.__
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVE/lSrrE DE cacoDr

---

Savané 1
18
- - - - - - -
valeur de i, indice mensuel, en fonction de la température moyenne en degrés celsius
évapotranspiration potentielle non conigée en fonction de i (I = Li) et de la température
moyenne
coefficient de correction en fonction de la latitude [F(À)]
La méthode de Thomthwaite n'exige qu'lUl minimum de données climatiques puisque dans
la formule (2) seule la température de l'air est prise explicitement en compte. Mais les valeurs
obtenues doivent être utilisées avec prudence étant donné l'adoucissement des fluctuations réelles
del'ETP qui résulte de l'emploi de cette formule. En particulier le déficit de saturation n'est pas pris
en compte. Or, pour lUle même température moyenne, le pouvoir évaporant de l'air dépend pour
beaucoup de son degré hygrométrique, ainsi que de la vitesse du vent. Toutefois, lorsqu'on travaille
àgrande échelle (bassin versant par exemple) et en valeurs cumulées (cas des bilans hydrologiques),
les résultats obtenus sont satisfaisants.
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 du sol (RU) qui désigne la quantité d'eau pouvant être mobilisée par l'évapotranspiration.
La RU possède deux: limites en réalité:
lUle 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 diminuent
lorsque la plante commence à souffiir de la sécheresse (régulation stomatique) a conduit les
agronomes à définir le terme de "réserve facilement utilisable" (RFU) par les plantes, correspondant
sensiblement àla moitié de RU. La valeur de RFU varie en fonction du type de soL
TlIESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DE COCODY

---

Partie 1
19
- - - -
1.2.1.3. - Calcul de l'évapotranspiration réelle (Tableau 3)
Tableau 3 :
Bilan de l'eau à la station d'Od.ïenné établi par la méthode Thomthwaite (moyennes
mensuelles et annuelles de la période 1962 - (992)
J
F
M
A
M
J
J
A
S
0
N
D
Total
\\- Evapotranspiration
123
128
160
162
163
143
132
128
126
131
118
112
1626
potent ielle
2· Précipitations
5
12
37
80
119
163
289
358
267
149
41
11
1531
mm
3- Variation de la
-
-
-
-82
-18
20
157
230
141
18
-77
-23
réserve d'eau du sol
(humidité)
4-Réserve d'eau
0
0
0
0
0
20
100
100
100
100
23
0
utile
5- ETR (mm)
5
12
37
80
119
143
132
128
126
131
118
34
1065
6- Déficit du bilan
118
116
123
82
44
0
0
0
0
0
0
78
561
ETP-ETR
7-Excédent du
0
0
0
0
0
20
157
230
141
18
-77
-23
466
bilan P-ETR
8- Ecoulement
0
0
0
0
0
0
38
134
138
78
1
0
389
9- P-ETP
-118
-116
-123
-82
-44
20
157
230
141
18
-77
-101
83
10-ARFU (Ri-RFU)
-100
-100
-100
-100
-100
80
0
0
0
0
-77
-100
11- Coefficient
-1,04
-1,10
-1,30
-1,97
-3,70
7,15
0,84
0,55
0,89
7,27
-l,53
-4,86
mensuel d'humidité
l~" cas Si les précipitations mensuelles sont supérieures à l'évapotranspiration potentielle
(ligne 2):
a)
l'évapotranspiration réelle (5) est égale à l'évapotranspiration potentielle;
b)
"l'excédent" (3) des précipitations par rapport à l'évapotranspiration potentielle est
emmagasiné dans l'humidité du sol dont il augmente les réserves (4) jusqu'à ce que ce dernier soit
saturé. Thomthwaite admet que Ja saturation est atteinte lorsque les réserves d'eau surperficielles
cumulées, c'est-à-dire uniquement les réserves d'eau constituant l'humidité du sol et susceptibles
d'être mobilisées par les racines des végétaux et qui dépendent de la structure du terrain et de sa
couverture végétale atteignent 100 mm d'eau mais ce chiffre doit être adapté à chaque cas
particulier;
c)
la partie de "l'excédent" dépassant éventuellement la réserve cumulée de 100 mm
admise ci-dessus, constitue le surplus d'eau (ligne 7) et se trouve dispom1>le pour l'alimentation de
J'écoulement de surface et des nappes profondes suivant une répartition assez arbitraire que nous
préciserons pJus Join.
P» ETP concerne surtout Jes mois de Juillet, Août, Septembre. C'est la période de la grande saison
de pluie, et les précipitations sont nettement supérieures à l'évapotranspiration. On note 289,358 et
267 mm respectivement en Juillet, Août et Septembre contre 132, 128 et 126 mm pour l'ETP.
TlfESE D'ETAT EN IIYDROGEOLOGJH, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1
20
------------------------~--
Dans ces conditions, l'évapotranspiration se réalise sans difficulté (ETR == ETP) et la RU,
sous-saturée en juin (20 mm) va atteindre la saturation aux mois de juillet, Août et Septembre (RFU
== 100 mm). Durant ces mois, la RFU étant saturée, la pluie efficace P - ETR (466 mm) qui
correspond à l'excès d'alimentation en Juillet, Août et Septembre va s'écouler soit vers les cours
d'eau de surface entraînant les débordements et les inondations dans les plaines, soit en profondeur
en direction des nappes.
P > ETP : au mois de Juin, la pluie (163 mm) est très supérieure à l'ETP (119 mm).
L'évapotranspiration commence à se réaliser normalement : ETR = ETP et il reste encore Wle
certaine quantité d'eau disponible P - ETR (20 mm) qui servira à humecter le sol : c'est la pluie
efficace. Par conséquent le volume total d'eau d'humectation du sol est environ 20 mm
2e cas - Si les précipitations mensuelles (ligne 2) sont inférieures à l'évapotranspiration
potentielle (ligne 1), l'évapotranspiration réelle (ligne 5) est la somme des précipitations du mois
(ligne 2) et de tout ou partie de la réserve d'eau du sol (ligne 4). Celle-ci est supposée mobilisée
comme suit:
a- si la réserve antérieure d11umidité du sol (ligne 4) est assez forte pour compenser
l'insuffisance des précipitations (ligne 2), l'évapotranspiration réelle est encore égale à
l'évapotranspiration potentielle (ligne 5) ; les réserves du sol sont alors réduites de la différence entre
l'E.T.P. et les précipitations du mois considéré,
b- si la réserve d11umidité du sol est insuffisante pour satisfaire l'évapotranspiration
potentielle, l'évapotranspiration réelle reste inférieure à celle-ci et est égale à la somme des
précipitations du mois et des réserves disponibles.
P < ETP : les mois d'Octobre et Novembre correspondant un peu à la période de transition
entre la saison humide et la saison sèche. La pluie reste légèrement excédentaire (149 mm contre
131 mm pour l'ETP), l'évapotranspiration se fait non seulement sur la totalité de la pluie mais encore
sur les réserves de so~ ETR = ETP = P + ~RFU.
118 mm = 41 + 77 mm 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 mm). Ainsi, la RFU 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 - ETP = 0), mais elle
n'atteint la saturation qu'en Août et Septembre.
p« ETP : correspond à la grande saison sèche qui s'étend de Novembre à Mai La pluie
étant inférieure à l'évapotranspiration (41, 11, 5, 12, 37, 80, 119 mm contre 118, 112, 123, 128,
160, 162, 163 mm) les réserves facilement utilisables du sol seront en totalité sollicitées par les
plantes sans que leur besoin réel soit couvert eu égard à la demande de l'environnement aérien. En
saison sèche, les besoins en eau d'irrigation qui s'élève à 561 mm par an dans ce bassin sont
respectivement répartis de la manière suivante: 78, 118, 116, 123, 82 et 44 mm entre les mois de
Décembre, Janvier, Février, Mars, Avril et Mai La RFU étant épuisée depuis Décembre,
l'évapotranspiration ne peut se réaliser uniquement 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.
Le mois de Juillet dégage une quantité: 289 - 132 = 157. Cette quantité correspond à une
dispombilité de 80 mm qui va atteindre le maximum fixé à 100 mm. La réserve d'eau du so~ le solde
soit 77 mm, sera disponible pour l'écoulement et rinfihration profonde. Selon Thomthwaite, la
moitié de ce solde s'écoule dans le réseau hydrographique de surface durant le mois considéré et
771ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UN1VERSrrE DE COCODY

---

Partie 1
21
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
l'autre moitié (écoulement souterrain) est reporté au mois suivant. L'écoulement du mois de Juillet
(ligne 8) sera donc 77/2 = 38 mm
En Août, la réserve du sol ayant atteint son maximurn depuis Juillet, l'eau disponible pour
l'écoulement superficiel et la percolation sera: 38 + 230 = 268 mm Nous admettrons encore que la
moitié de ce total soit 134 mm constituera l'écoulement superficiel du mois ; l'autre moitié devra
renforcer de la même façon l'écoulement du mois suivant. Les calculs nécessaires à l'établissement
du tableau 2 se poursuivent ainsi de proche en proche sans difficulté. Les prélèvements sur les
réserves du sol commencent en Octobre et se poursuivent en Novembre où ces réserves sont
épuisées. Pour la première fois, il n'est plus possible de fournir toute l'eau que le sol et les plantes
pourraient évaporer. L'écoulement superficiel mensueL alimenté par les seules infiltrations profondes
résiduelles, diminue suivant une progression géométrique de raison 1/2 (Réméniéras, 1980). Le
coefficient mensuel d'humidité qui figure à la ligne Il du tableau est un simple paramètre climatique
obtenu en divisant l'ETP (1) par la différence entre les précipitations et l'évapotranspiration (9).
Calcul du déficit agricole
La différence entre l'évapotranspiration potentielle et l'évapotranspiration réelle aInSI
calculée constitue le déficit d'eau que l'on appelle parfois le "déficit agricole" car il représente la
quantité d'eau supplémentaire qui aurait pu être artificiellement complétée par un système
d'inigation.
Calcul de l'écoulement dans le réseau de surface
Pour amorcer le calcul on part du mois de l'année moyenne où les réserves d'eau
commencent à se constituer. Dans l'exemple d'Odienné, cela se produit au mois de Juin. Les
précipitations de ce mois étant 163 mm pour Wle évapotranspiration potentielle de 143 mm, la
réserve d'eau du soL épuisée depuis Décembre, sera à la fin de ce mois (figure 3):
163 mm - 143 = 20 mm
11/ESE [) 'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1
22
360
1
340
1
1
1
320
1
1
1
300
1
1
Eau disponible
f Eau diaponible
pour l'écoulement
1
"
'""" 280
:J
r
pou~ locoulomont
·1
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1
1
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lI.I
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1
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1
1
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389mm
J
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1
0
180
1
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1
1
Q:
1
1
1
160
1
Déficit
1
1
-
1
0
1
;;:
140
..",
1
0
120
100
.'
ao
1
60
1
Restitution à la véoétatlon
de 10 réserve d ~eou
40
1
emmaoaslnée par 10 sol.
L
20
0
S
0
N
F
M
A
M
J
J
A
5
0
N
0
1 J
1
Année
.. 1
Fig. 3 :
BILAN MOYEN ANNUEL DE L"EAU
A ODIENNE
(ANNEE MOYENNE 1962-1992)
77fESE D'ETAT EN IfYDROGEOLO<JIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Partie I.
23
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - -
1.2.2 - ANALYSE, INTERPRETATION ET DlSCllSSION
1.2.2.1
Le climat
L'Afiique occidentale doit essentiellement ses caractères climatiques à l'air continental
chaud et sec de l'Est d'une part et à la mousson atlantique d'origine australe d'autre part, séparés par
l'Equateur météorologique (le FIT : Front Inter Tropical) (Delay M., el al, 1989).
1.2.2.1.1 - Les conditions structurales de la pluviogénèse
Les précipitations de l'Afiique de l'Ouest proviennent de façon non négligeable de la
Méditerranée ainsi que de multiples réutilisations (l'évapotranspiration suivant immédiatement la
précipitation), mais l'essentiel du potentiel précipitable est issu de l'Atlantique el affecté par la
mousson. La mise en oeuvre de ce potentiel est fonction de la structure aérologique ; trois
conditions différentes étant ainsi offertes à la pluviogénèse :
\\
la structure la plus septentrionale de l'Equateur Météorologique, la structure du FIT
1
ou "Front Inter Tropical" est stérilisant à cause des discontinuités brutales
d1lUmidité entre la mousson d'Ouest de basses couches et l'harmattan d'Est qui la
sunnonte ; les formations nuageuses sont cisaillées ou évaporées; la non pluviosité
est donc de règle en dépit d'Wl abondant potentiel précipitable ;
associés à des situations conflictuelles passagères, les précipitations sont brèves,
violentes, principalement orageuses, mais relativement peu abondantes. La structure
"centrale" de l'Equateur Météorologique, la structure ZIC (Zone Intertropicale de
Convergence), qui se situe sur le continent dans les couches moyennes et à l'aplomb
de la plus forte épaisseur de mousson, est l'axe de confluence entre la strate
supérieure de l'alizé austral et l'alizé boréal soulevé au-dessus de la mousson ; ces
deux flux ramènent vers le ZIC l'humidité évaporée aux dépens du flux, de mousson
de basses couches. La concentration de l'énergie venue du Nord comme du Sud fiût:
de cette structure l'axe de formations nuageuses denses (principalement composées
d'altocumulus et d'altostratus) ; les pluies sont abondantes, de caractère contin~ peu
orageuses dans l'ensemble mais avec des foyers d'activités plus intenses, la ZIC
constituant le point d'aboutissement des lignes de grains de la structure FIT;
au Sud de la ZIC se rencontre la structure habituelle de l'alizé, caractérisée par sa
stratification rigoureuse, cisaillement du vent el contrastes de caractères rendent
cette structure habituelle stérilisante ; sa pénétration sur le Sud de l'Afiique
occidentale au coeur de l'été se traduit par la petite saison non pluvieuse sur la basse
côte.
1.2.2.1.2. - La pluviométrie de la région d'Odienné
L'analyse fréquentielle de la série chronologique de 58 années (1935 - 1993) donne les
principales caractéristiques pluviométriques de la région d'Odienné. Le Tableau 4 montre le bilan
des données climatiques à la station d'Odienné de 1960 à 1990.
Les données pluviométriques présentent une grande variabilité interannuelle (figures 4, 5,6).
L'étude plus fine de cette variabilité dans le temps sur la série (1950 - 1992) illustrée par le
cas d'Odienné fait ressortir :
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
I1fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Cf)
~
<
~
-n
Tableau 4:
DONNEES· CLIMATOLOGIQUES DE LA STATION D'ODIENNE
PERIODE 1960- 1990
ANAM
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ti;
~
t'l
DONNEES CLIMATOLOGIQUES DE LA STATION D'ODIENNE
tJ
!
--
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PERIODE 1960- 1992
,
1
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1
1
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"'i
1
1
1
i
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Janvier
Fé~er
Mars
A~I
Mai
Juin
/Jui/let
IAoût
jSeptembre
rDetobre
1Nowmbre
iDécembre
Moyenne
. . .
1
Si
Température moyenne
24,13
27,15
28,e
28,6
27,52
25,96
24,67/
24,5
24,45i
25,03:
25,00
Z3,Z3
25,7
~
Température mllldmum moyenne
33,37
35,74
35,95
35,17
33,63
31,78
29,75
29,59
3:>,29:
31,471
32.4;
32.32
32,58
Tempénlture minimum moyenne
14,97
18,œ
21,36
22,21
21,8
20,88
20,35
20,22
19,85!
19,71
18,15 1
14,75
19,3
-- ---------
§
Tempénlture mllldmum absolue
34,6
36,4
37,5
37,3
35,4
32,8
31,4
3:>,1
31,3
32,2
33,41
33,6
Température minimum absolue
11,5
17,2
18,7
18,8
21,6
18,7
18,6
18,7
18,2
18,5
18
12,6)
.~
Humidité relatiw moyenne
47
47
56
86
74
n
811
82
811
79
701
59;
68
~
Humidité relatiw mllldmum moyenne
71
62
74
88
91
96
93
99
93
93
97 1
88;
i
Humidité relatiw minimum mO)'9nne
26
16
31
43
48
57
61
ES
62
52
&l
34 1
~
Humidité relatiw maximum absolue
100
95
93
00
100
100
100
100
100
100
1001
100
~
Humidité reatiw minimum absolue
5
5
7
9
26
40
42
48
33!
3:>1
16!
11
Ewpollltion moyenne ( PICHE )
Z33,6
236,6
221,1
151.1
111,2
77
00,3
53,1
56,11
75,e/
100,21
157,7,153,35 mm
R
Durée moyenne d'insolation
225,2
231,4
238,6
193,9
227,2
217,4
172,9
158,8
179,7
223,7
244,6
245,312593,5 heures
g
Nombre mo)'9n de Jour de pluie
1
2
5
8
11
15
19
Z3
20
17
6
1 1
128
.....
Pluie mo)'9nne mensuene ro.92
3
10,6
3:3,8
78,9
118,1
153,2
280,9
343
153,3
140,6
31,6
13,5:
1300,5
ETP calculée
123
128
100
1621
163
143
1321
128
126i
131
118
112'
136
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2
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5
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7
8
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10
11
12
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...
1
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Mols
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Fig. 5 :" Variation mensuelle moyenne de la température
~
200
300
de 1960 à 1995
~
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.Fig. 4 : - Courbe des hauteurs de pluie mensuelle
::1
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moyenne et histogramme du volume total de pluie
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mensuelle de 1935 à 1990 ..
500
~--
N
VI
~
L
o
1
i
i
i
J
1990
i
1980
1970
1980
r950
1935
Ann4es
1 Fig. 6 : Hauteurs annuelles de pluie de 1935-1990

---

Savane I.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _~
2.6
- des pluies excédentaires par rapport à la moyenne de 1950 à 1957,
- des pluies déficitaires par rapport à la moyenne de 1958 à 1972,
- des pluies excédentaires par rapport à la moyenne de 1963 à 1975,
- des pluies déficitaires par rapport à la moyenne de 1976 à 1992.
L'alternance des périodes de pluies excédentaires et déficitaires montre la grande incertitude
dans laquelle se trouve l'agriculteur de la région quant à la quantité de pluie dont il peut disposer
pour ses productions végétales. A cette incertitude, il faut ajouter celle tout aussi redoutable relative
à la distribution des pluies au cours de la période végétative.
En effet, des pluies abondantes de début de cycle de cultures suivies d'une période de
sécheresse prolongée en milieu de cycle à un moment où la plante est très senSible peuvent être
aussi catastrophiques qu'une année à pluviosité annuelle faible.
Le climat de la région Nord-Ouest de la Côte d'Ivoire est de type tropicale humide. 11 est
caractérisé par :
- Wle grande saison sèche de Novembre à Ma~
- Wle grande saison des pluies de Juin à Octobre,
- Wle hauteur de précipitation annuelle de l'ordre de 1530 mm,
- Wle température moyenne annuelle de 26°.
La majeure partie des précipitations (80 %) tombe en cinq mois, de Juin en Octobre. Les
trois mois les plus pluvieux sont Juillet, Août et Septembre, avec une prédominance du mois d'Août
(moyenne 385 mm près du quart de la pluviométrie annuelle).
Le mois de janvier est toujours sec, les autres mois de la saison sèche recevant des pluies
non négligeables de 30 à 80 mm
TI y a en moyenne 129 jours de pluie par an dont 32 pendant la saison sèche.
Les pluies journalières (Roche et Chaperon, 1966) sont:
- pluie médiane: 85 mm
- pluie décenale: 153 mm
- pluie trentenaire: 170 mm
Les pluies ont un caractère orageux marqué, les intensités sont fréquemment supérieures à
70 mmIh, le maximum observé sur une période de trois ans étant de 180 mmIh (Roche et Chaperon,
1966).
1.2.2.1.3 - La température
Cette région subit les effets de la continentalité dont la manifestation est la suivante: une
température moyenne annuelle de 26° C ; les températures moyennes mensuelles oscillent entre
24°C et 28°C, les amplitudes thermiques moyennes sont fiubles pendant la saison des pluies (8 à
HOC), plus élevées pendant la saison sèche, en particulier en Décembre et en Janvier (17 à 18°C),
les températures minimales absolues sont fiubles (7 - 8°C) nocturnes et se produisent en période
d'harmattan.
illESE D'ETAT HN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Partie 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _27
- - - -
1.2.2.1.4. - L' humidité
L'hwnidité relative moyenne de l'air varie de 44 % en Janvier à 83 % en Août (V
Eshenbrenller et Badarello, 1978) ; les amplitudes journalières sont élevées. L'hannattan, vent sec de
secteur Nord à l'Est, dont l'action est sensible de Décembre à Mars est la cause des valeurs
d'humidité relative minimale absolue très faibles (5 %).
1.2.2.1.5. - L'insolation
Il y a en moyenne 2.362 heures de soleil par an, le maximum d'ensoleillement a lieu en
Octobre, Novembre, Janvier, Février, Mars et Avril; le minimum en Juillet, Août, Septembre.
1.2.2.2 - Le bilan hydrologique
Le bilan de l'eau calculé par la méthode de C.W. 1l1omtbwaite (1954) à la station d'Odienné
a fourni les illfonnatiolls suivantes:
BILAN ANNUEL DE L'EAU A LA STATION D'ODIENNE
· Précipitation
1531 mm
1
· ETP
1.626 mm
1
l
.ETR
1065 mm
l'
l
· Excédent (E + 1)
466 mm
t
· Ecoulement
389 mm
· Infiltration
77 mm
· Déficit
561 mm
· Volume d'eau d'infiltration
796411000 ml
L'évapotranspiration est toujours supérieure aux précipitations annuelles, ce qui ne permet
pas aux plantes d'avoir les quantités d'eau suffisantes pour leur croissance optinmm dans la région.
En effet, la valeur de l'évapotranspiration réelle imposée par les conditions naturelles
d'humidité du sol n'est que de 1.065 mm.
L'écoulement superficiel et l'infiltration représentent en moyenne 466 mm d'eau pour la
période de 1962 - 1992. A l'exutoire du bassin de Baoulé, la lame d'eau écoulée étant de 389 mm, il
ne reste plus que 77 mm pour l'infiltration. La superficie du bassin étant delO.343 kJn2, ce qui
représente un volume d'eau d'infiltration de 796.411.000 m3 suscepboles d'alimenter les nappes
chaque année.
Une étude similaire a été menée dans le bassin de la Marahoué ( Biémi,1992). Pour une
superficie de 12500 km.2, le bilan hydrologique est le suivant:
- - - - - - - - -
11IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSffE DE C:OCODY

---

Savane 1.
28
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Précipitation
1324 mm
ETP
1545 mm
ETR
1172 mm
Excédent (E+1)
152mm
Déficit
373 mm
Volume d'eau d'infiltration
575.000.000 m3•
Ces deux études reflètent les mêmes tendances dans les résultats. La différence vient
surtout de la pluviométrie moyenne, de l'évapotranspiration, du déficit hydrique, de la superficie du
site et de la durée d'observation des données.
1.2.2.2.1 - L'estimation de la recharge des aquifères
On admet qu'il doit exister Wl équilibre entre les précipitation d'une part et le ruissellement,
l'évapotranspiration et l'infiltration d'autre part sous la forme de l'équation (G. Réménièreas, 1980) :
P=R+E+I
P = précipitation; R = ruissellement; E = évapotranspiration réelle; 1= infiltration.
Dans ces quatre termes, seule l'infiltration contribue à la recharge des aquifères. L'estimation
de l'évapotranspiration est particulièrement délicate et le plus souvent est approchée par les formules
de Penman, Turc, Coutagne ou Thomthwaite.
Ces formules présentent Wl inconvénient majeur ; elles ne tiennent pas compte de la
répartition joumalière des averses dans le temps, ni la relation intensité-durée de pluie. Différentes
approches ont été effectuées dans le cadre d'études antérieures dans les conditions similaires pour
connaître l'ordre de grandeur de la recharge des aquifères.
Une approche de l'évolution de la recharge a été effectuée à partir de programme de
simulation de bilan hydrique mis au p~int par le CIEH (Centre International d'Etude Hydraulique,
1992) sur une période végétative pour une culture. L'ETP adoptée a été celle de Penman et les
calculs ont été effectués à un pas de temps joumalier. Les résultats de la simulation menée montrent
que durant la période Mars-Avril, il n'y a presque pas d'évapotranspiration et de drainage
(infiltration profonde) à cause du manque d'eau de surface. Le début de drainage a lieu en Juillet
avec un maximum en Septembre. Le drainage moyen annuel (infiltration profonde) est de l'ordre de
5.8 % des précipitations.
Ces différentes approches du coefficient de recharge des aquiîeres de socle évaluent ce
paramètre du simple au triple selon les méthodes, soit 6 % à 18 %. Dans la programmation des
opérations hydrauliques et notamment des pOSSibilités d'exploitation, il conviendrait de retenir la
valeur la plus pessimiste, soit une recharge d'environ 6 % de l'apport annuel par les pluies.
17JESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Partie 1.
29
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1.2.2.2.2 - L'écurt pluviométrique
L'étude pluviométrique porte sur 58 années de prélèvement. Les moyennes annuelles de la
pluviométrie ont été calculées et les écarts de la pluviométrie annuelle Xij ont été calculés à partir de
la fonnule suivante (Nicholson, 1980):
Xi) = (rl/-.r,) (1)
01
où rij représente la hauteur de pluie interannuelle totale pour une station i à Wle année j, ri la
moyenne annuelle de pluie à la station i pendant la durée entière de fenregistrement, et ai est l'écart
type de la pluviométrie annuelle à la station i
Le calcul du coefficient hydroc1imatique moyen a pennis d'avaluer depuis 1935 les
différentes fluctuations climatiques et de détenniner les périodes nonnales, les périodes hwnides et
les périodes sèches. La période normale correspond à une période où la somme des pluviométries
moyennes annuelles tend vers la moyenne de la pluviométrie totale. La période hwnide correspond à
Wle période où la somme des pluviométries moyennes annuelles est supérieure à la moyenne de la
pluviométrie totale.
La période sèche correspond à la période où la somme des pluviométries moyennes
annuelles est inférieure à la moyenne de la pluviométrie totale.
On peut noter en observant l'écart pluviométrique (figure 7) que la région d'Odienné se
divise en quatre périodes, deux périodes normales allant respectivement de 1935 à 1944 et de 1970
à 1982 ; Wle grande période humide allant de 1944 à 1970 ; et enfin Wle période sèche allant de
1982 à 1992.
f'tOricde ncrm.tlt
Pericde
humide
Péricdf' norm,ale
1
1
\\
~
:3 -,
...
1
_ 1
1
1
-J
\\
_ _ ,
• _ __ 4 - - _ _ _ + -
~
~
1
-4
.
-
.
_
~
-
1
1'160
Fi~. 7:
ECART
PLUVIOMETRIOUE DE LA REGION D'ODIENNE
DE 1935 A 1992
11fESE V 'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrΠDE COCODY

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Savane 1.
30
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Ces résultats pennettent de faire deux remarques. La première est qu'en dépit de son
éloignement de la zone côtière, cette région n'a pas été affectée par la première grande sécheresse
de 1968 - 1974. La pluviométrie est restée excédentaire, favorisant la recharge normale des nappes
souterraines.
La deuxième remarque est qu'à partir de la sécheresse de 1983, la région est devenue de
plus en plus sensible. La pluviométrie est devenue très déficitaire.
Une étude similaire de l'écart pluviométrique réalisée par Jean Emmanuel Paturel et al (
1995 ), a permis d'apprécier au niveau du Sud et du Centre de la Côte d'Ivoire le caractère très
nettement déficitaire de la décennie 70 au regard d'une moyenne établie sur la période 1950-1979.
Cette étude montre, pour les années 50, un léger déficit circonscrit aux seules régions de
Yamoussokro et d'Agnibilékro. Partout ailleurs, cette période exprime une tendance excédentaire
qui peut être très marquée dans certaines régions du pays. C'est les cas, notamment de deux régions
aux climats tout à fait différents: le Sud-Ouest et le Nord-Est. La décennie 60 fait état d'un
comportement plus proche de la moyenne. Les régions à pluviométrie excédentaire ne le sont que
faiblement et les zones déficitaires ne présentent pas d'écarts pluviométriques inférieurs à - 0.2.
Seule exception notable, l'extrême sue-ouest du pays, dans le secteur de Tabou, où la valeur atteint
- 0.4.
Cette étude de Jean Emmanuel Paturel et al ( 1995) montre également une tendance au déficit sur
l'ensemble de la zone côtière, habituellement la plus arrosée du pays. La période 70 est très
nettement repreprésentative de l'importante chute de la pluviométrie survenue depuis la fin des
années 60. L'ensemble du territoire ivoirien y présente un caractère très déficitaire, le maximum
étant atteint dans la basse vallée du Sassandra, dans la région de Soubré.
La tendance de la chute de la pluviométrie des années 70, a été constatée dans les pays comme le
Bénin et le Togo.
Cette étude confirme les résultats que nous avons enregistrés dans la région d'Odienné à savoir
qu'il y a une tendance de déficit pluviométrique, mais cette tendance n'a été perceptible qu'à partir
des années 80.
On sait que le climat en Afrique suit la position du FIT ou du Z1C. D'après Leroux, (1988),
on peut distinguer deux scénarios (figure 8) :
lorsque le FIT est maintenu en position méridionale, soit parce que les anticyclones
polaires mobiles, originaires du Pôle Sud, sont moins actifs que de coutume, soit
parce que leurs homologues septentrionaux venus du Pôle-Nord sont au contraire
plus longtemps et plus fortement actifs, le déficit pluviométrique est généralisé sur le
Sahel de l'Ouest. Seule la Côte d'Ivoire où la saison estivale (petite saison sèche)
peu pluvieuse est écourtée, peut recevoir ainsi plus d'eau que de coutume. C'est le
cas des années 1942, 1944, 1948, 1970, 1971, 1972, 1973 ;
les années 1947, 1949, 1966, 1968, 1977 et 1979 présentent un déficit au Nord de
10° N et un excédent au Sud de cette latitude.
lorsque le FIT remonte haut vers le Nord sous la haute poussée des anticyclones
mobiles, originaires du Pôle Sud, on enregistre un excédent pluviométrique sur
l'Afrique sahélienne de l'Ouest.
Ainsi, avec les mouvements du FIT qui sont sous l'influence de la montée vers le Nord de
masses d'air polaire venant du Pôle Sud ou de la descente vers le Sud des masses d'air polaire venant
du Pôle Nord, on saisit aisément la relation qui peut exister entre les fluctuations de température et
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

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Partie 1.- - - -
_ _ _JI
-~------
celles de 111Ulllidité, ainsi que l'effet de compétition entre Hémisphère Nord et Hémisphère Sud. Le
jeu est complexe.
La persistellce des déficits extrêmes de la pluviométrie du début jusqu'à la fin de 1970 est
intéressante en fonction de l1Iypothèse de Chamey (1975) et d'autres auteurs qui pensent qu'un
mécanisme de boucle ou "feed back" biogéophysique opère dans le Sahel pour favoriser des
sécheresses intenses et persistentes.
Ainsi, Wle pluviométrie limitée et Wl couvert végétal réduit associés à un épisode sec
modifient les paramètres de surface qui en retour renforcent les conditions de sécheresse. Chamey
(1975) avait suggéré que le feed back constituait WI mécanisme où les activités hwnaines pouvaient
changer les conditions pluviométriques dans le Sahel, le mécanisme physique qu'il proposait
impliquait l'effet d'Wle augmentation de la température et de l'albedo d'Wle sUiface de terre dégradée
sur le bilan de la radiation.
Rehaussant le bilan déjà négatif de la chaleur de la saison, ces effets augmenteraient la
subsidence climatique dans la région du sub-Sahara.
D'autres mécanismes proposés impliquent la réduction de la température de surface à travers
l'albedo qui augmente quand le couvert végétal est détruit (Ottennal1, 1974) ; Wle humidité de sol
faible diminue la répartition de la chaleur latente à l'ensemble de l'énergie atmosphérique (Walker et
ROWIltrée, 1977) ; Wle réduction de l'apport biogénique se produit lorsque la végétation se dégrade
(Schnel~ 1976, Hare, 1977) ; il existe des effets radiatifs de la poussière produite à partir des sols
dégradés dans le Sahel (Macleod, 1976).
lUESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERsrrE VE C(XODY

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Savané 1.
32
Les variations climatiques en
Afrique tropicale: hypothèses
1- Période sèche pour le Sahel
et froide pour l'Europe
2- Période humide pour le Sahel
et chaude pour l'Europe
Trace au sol de t'Equateur
météorologIque
Trace au sol de la
connuence inte~·océar:ique
Limite d'intervention des
structures actives de
l'Equateur météorologique
1
Jan"ier : hiver bcréal
1
7
Juillet: hiver austral
j
PlUies hivernales, tempérées
" '.....:. faibles
} Pluies
. ,29 période chaude
~ abondantes tropicales
Fig.8:
POSITION. DU FIT ET SCENARIOS
CLIMATIQUES POUR L'AFRIQUE
l D'après Leroux 1983)
ChaCWl de ces mécanismes représente une relation pOSItIve de "feed back" où les
changements de surface, imposés l'Wl par l'activité humaine, ou l'autre par la sécheresse
météorologique peuvent agir en réduisant l'activité convective, provoquant ou renforçant ainsi. les
conditions de sécheresse.
Le phénomène climatique étant très complexe, ces hypothèses ne suffisent pas à expliquer
sur le plan régionallcs différents changments qui peuvent se produire d'wle année à l'autre.
Les changements SlUvcnus dcpuis 1980 sont-ils suffisants pour affinner que le climat a
changé durablement dans le Nord de la Côte d'Ivoire?
.'
n ms!:" () '!:"7il T EN III'DROGEOLOG/E, UNIVERSrTE DE COCODt'

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Partie 1.
33
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1.2.2.2.3 - Fluctuation climatique par classe de 10 ans des 6 mois les plus pluvieux
Nous avons consigné dans le tableau 5 les hauteurs moyennes de pluie enregistrées sur dix ans
pendant les six mois les plus pluvieux. Cette démarche vise à montrer l'importance de la fluctuation
climatique sur cette région depuis cinquante ans.
Tableau 5 :
50 ans de fluctuation climatique par classe de 10 ans des 6 mois les plus pluvieux
1940-50
1950-60
1960-70
1970-80
1980-90
Mai
127
114
134
117
106
Juin
174
203
162
150
149
Juillet
313
298
303
304
234
Août
457
340
364
344
310
Septembre
300
298
282
284
200
Octobre
154
165
180
154
94
Total
1525
1418
1425
1353
1093
- - - - - - - - - " , - - - - - - - - ' - - - - -
.Mai
.Juin
lJJuillet
CAoOt
• septembre
BI Octobre
1940-50
1B50.00
1900-70
1970-80
1980-00
Figure 9 : Fluctuation climatique par classes de 10 ans pour les 6 mois les plus pluvieux
7HESE D'ETAT EN HYDROGHOLOGIE'. UNIVERSrm DE COCODY

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Savané 1.
~_ _34
Une analyse de ce tableau et de la figure 9 pennet de constater :
- la prédominance de pluie au mois d'Août,
- la période 1980-90 est la période la plus sèche,
- le mois de Juillet connaît une légère diminution,
- depuis 1940, la pluie diminue progressivement d'intensité sur l'ensemble des 6 mois les
plus pluvieux de l'année,
1.2.2.2.4. - Comportement des réservoirs de la région
Nous avons mené deux campagnes de mesures du niveau dynamique des points d'eau à
travers tout le département d'Odienné.
La première campagne s'est déroulée au mois de Mai 1992, en pleine saison sèche, et la
deuxième campagne au mois de Novembre 1993, à la fin de la saison pluvieuse. Une campagne
antérieure a été menée au mois de Mars 1976 par l'entreprise de Forage sur la plupart de ces mêmes
points d'eau juste après l'exécution, en saison sèche. Nous avons comparé les résultats de nos
mesures avec celles de l'entreprise de forage.
L'objectif de ce travail est d'évaluer l'effet des prélèvements d'eau sur les réservoirs après 16
ans d'exploitation, et la capacité d'infiltration des eaux de surface et des eaux météoriques, c'est-à-
dire la recharge,
Ainsi, pendant les saisons sèches, si le niveau dynamique de la plupart des points d'eau, est
presque équivalent au niveau enregistré en 1976, alors on peut en déduire que le réservoir est assez
stable, et que la recharge arrive à compenser les prélèvements,
Si en saison sèche le niveau dynamique des points d'eau est très inférieur au niveau de 1976,
ceci implique que le réservoir est en train de tarir, et que la recharge est insuffisante.
En obsevant les courbes des différentes périodes de mesure, on note les remarques suivantes:
- la courbe du niveau dynamique de la nappe représentant la période sèche de Mai 1992, est non
seulement différente de celle de 1976 mais elle est aussi plus profonde ( figure 10). Sa profondeur
moyenne est d'environ 14 m alors que la profondeur moyenne de 1976 est 8 m
- la courbe du niveau dynamique de la nappe, de Novembre 1993, représentant une période
humide, se situe presque au même niveau que celle de 1976 (figure Il). Sa profondeur moyenne
est environ 9 m
En comparant les courbes Mars-Avril 1976 'et Novembre 1993 , on note que ces deux
courbes se superposent dans plusieurs endroits, et qu'en plus, elles ont sensiblement la même
profondeur moyenne. Tout se passe comme si la quantité d'eau en réserve pendant les périodes
sèches des années 76 est équivalente à la quantité d'eau stockée pendant la recharge au cours des
périodes de pluie des années 93. Ce constat montre en effet la tendance des nappes de cette région à
l'assèchement après de longues périodes de déficit hydrique.
La figure 36 montre pour la plupart des cas, une tendance au tarissement.
77fESE D'ETAT EN f[}DROGEOLOGlE, UNlVE'RSfTE DE COCODY

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Effet de tarissement
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Fig. 10 : EFFET DE LA VARIATION CLIMATIQUE SUR LE RESERVOIR E~TRE
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1972 et 1992

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Savané 1.
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36
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17l/:"Sb' D'ETAT HN lfrtJROGb'Of.OGIE, UNIVERSrfE DE COCODY

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Partie 1.
37
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Ces résultats confinnent donc Wl assèchement du climat dans cette région depuis 50 ans. La
conséquence de cet assèchement est sans doute la perturbation du calendrier agricole des paysans.
En effet, les paysans de cette région étaient habitués avant 1970, à réaliser les premiers
labours à la fin du mois de Mai. Les premières pluies de Juin favorisaient la germination; les pluies
de Juillet la croissance et le mois d'Août la maturation. Les premières récohes se déroulaient en
Septembre.
Ce calendrier était si ancré dans l'esprit des paysans qu'ils continuent aujourd'hui encore à le
respecter. Mais, la culture de riz de 3 mois, qui est en fait l'activité agricole principale de cette
région commence àposer des problèmes.
En effet, en continuant à respecter l'ancien calendrier, le mois de Juin ne leur offre plus de
pluie suffisante, par conséquent, toutes les semences faites à la fin de Mai se perdent. 11 faut donc,
en attendant le retour à la nonnale, pour cette culture de riz à trois mois, commencer à semer au
début de Juillet pour être en sécurité.
1.2.2.2.5 Conclusion
Nous avons essayé de coller les résultats de l'analyse des données pluviométriques
régionales aux réalités continentales pour informer. Le problème climatique étant très complexe, il
n'est pas facile d'aborder tous les aspects physiques. Les crises climatiques, les épisodes secs et les
épisodes humides sont téléconnectés, c'est-à-dire interdépendants les uns des autres dans le temps et
dans l'espace à l'échelle de la terre entière.
Dans la région d'üdîenné les variations climatiques alternent entre les périodes humides et les
périodes normales. L'analyse des données pluviométriques montre que cette région connaît un
déficit hydrique depuis 1980. Ce déficit affecte la réselVe souterraine dont la profondeur de captage
augmente.
- - - - - - - - - - - - - -
17fESE D'ETAT EN HrDROGEOLOGIE. UNIVERsrrE DE COCODY

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Savané 1.
38
1.3 J,'ENymONNEMENI GEOMORPHOLOGIOIJE
1.3.1 - RESEAUX HYDROGRAPHIQUES
L'wte des étapes dans l'analyse du drainage d'un bassin est la désignation des ordres du
cours d'eau, suivant un système introduit par Horton (1945) et légèremnet modifié par Strahler
( 1968).
Melton (1960) a introduit le concept mathématique impliqué à l'ordre des cours d'eau. Selon
lui, sur une carte de réseau hydrographique donné comprenant tous les cours d'eau intermittents ou
permanents, les bouts les plus petits du tributaire sont considérés comme l'ordre 1. L'endroit où les
deux premiers ordres se joignent, forment IDI segment d'ordre 2 ; l'endroit où deux ordres 2 se
joignent, un segment d'ordre 3 est formé, ainsi de suite. Le tronc du cours à travers lequel tout le
débit de l'eau et les sédiments passent est donc le segment du cours d'eau de plus grand ordre.
L'utilité du système de l'ordre du cours d'eau dépend de l'hypothèse que si IDI échantillon
suffisamment grand est traité, le nombre d'ordre est directement proporitionnel à la dimension du
bassin versant sollicité, des dimensions des réseaux et du débit du cours d'eau à cet endroit dans le
système. Le nombre de l'ordre étant sans dimension, deux réseaux de drainage fortement différents
dans l'échelle linéaire peuvent être comparés en fonction des points correspondants dans leur
géométrie à travers l'utilisation du nombre de l'ordre.
Strahler (1968) a classé les cours d'eau selon la procédure suivante (figure 12) :
1.
les chenaux qui donnent naissance à une source, sont définis comme étant les premiers
ordres des cours d'eau,
2.
quand deux cours d'eau d'ordre W se joignent, un cours d'ordre W + 1 se forme
3.
quand deux cours d'eau d'ordre différent fusionnent, le segment du cours d'eau
immédiatement en aval est pris pour être la suite de l'ordre le plus grand,
4.
l'ordre du bassin est le plus grand ordre il du cours d'eau.
L'ordre du cours d'eau de Strahler, plus grand que 1, peut être composé de plusieurs liens
intérieurs.
Horton (1945) se démarque cependant de Strahler en ce sens que dans son système, après
avoir classé tous les éléments de la source à l'embouchure, il procède à un reclassement en partant
de l'embouchure vers la source, de telle sorte que le drain le plus important ou le plus direct s'il y a
hésitation entre deux drains, se retrouve avec l'ordre le plus élevé.
Une approche complémentaire de l'étude des caractères graphiques du réseau en vue d'Wle
interprétation géologique a été proposée par R. Prud'homme et 1.1. Naudin (1971). Elle concerne:
1.
les longueurs relatives des tributaires:
+ la répartition constante d'éléments de drains plus courts sur une rive et d'éléments plus
longs sur l'autre rive peut traduire plusieurs phénomènes géologiques,
mESE D'ETAT EN IIYDROGEOLOGfE. UNlVERSn'E DE COCODY

---

Partie 1.
39
+
le cours d'cau principal ou cours subséquent a de forte chance de couler suivant
111Orizontai des couches,
+ les tributaires les plus longs (cours conséquents) couleraient en général dans le sens
du pendage des couches tandis que les tributaires les plus cours, couleraient quant à eux
dans le sens contraire du pendage général de ces couches ~
2.
l'orientation des subséquents: elle peut être influencée soit:
- par la direction des couches,
- par des accidents cassants (élements de réseau trop linéaire). Le jeu de l'accident peut
toujours être déduit de la comparaison respective des aftluents de deux rives;
3.
l'alignement et l'angle de confluence : l'alignement des confluences, l'angle
d'ouverture de deux éléments confluents peuvent être le fait d'obstacles tuineurs ou
majeurs (bancs durs, joints, diaclases, failles, etc) ;
4.
ordonnancement des variations de tracé et de densité de drainage: les anomalies de
tracé des éléments d'Wl réseau, tout comme les variations brusques de densité de
drainage ou d'ordonnancement dans son dessin peuvent souligner des alignements
d'obstacles structuraux à l'écoulement nonnal ou des domaines à caractères
lithologiques particuliers.
LOI DE NOMBRES DE COURS D"EAU
- . J L - 1
N\\.V .. RB
AVQ ( N.... -I )
Nw
W
.. 2 .... .n.N'"
RB • Rapport de blfurCOflon
-.f"L .. 3 • Ordre du bassin
Nombre de cours d'eau d'ordre 1
N2
..
:3
Nombre de cours d"eau d"ordre 2
Nombre de cours d'eau d'ordre 3
Fig. 12: HYPOTHETIQUE RESEAU ILLUSTRANT
L'ORDRE DE COURS D'EAU DE STRAHLER
71/ESH V'éTAT EN l/rIJRUGEOLOGIE. UN1VERSrŒ DE CeX;ODY

---

Savané L
40
Le réseau de drainage de surface est Wl élément important dans l'identification
de la
lithologie des roches. Un système de drainage qui se développe sur Wle surface régionale est
contrôlée par la pente de la surface, les types et les altitudes des roches sous-jacentes.
Le réseau de drainage de surface développé sur Wl type de terrain particulier est composé de
cours d'eau principa~ de tributaires et de sources.
Le type de réseau de drainage développé sur lUI terrain est Wle fonction de la quantité de
précipitations qui peut s'infiltrer dans le sol contre celle qui devient le ruissellement de surface. Cette
relation infiltration-ruissellement est contrôlée largement par la perméabilité du terrain. Par exemple,
en comparant deux types de terrain, celui qui contient le plus grand nombre de chenaux de drainage
par Wlité de surface est généralement le moins perméable. Le ruissellement de surface dans ce cas,
domine sur l'infiltration et il résulte Wle texture de réseau de drainage plus dense.
Un terrain fracturé ou fissuré crée Wl réseau de drainage contrôlé consistant en des
segments droits ou angulaires. Pour les investigations hydrogéologiques, la présence de ces chenaux
tributaires angulaires dans Wl substratum étanche, imperméable peut d'Wle manière ou d'Wle autre
indiquer des zones fracturées ou faillées contenant l'eau souterraine.
Pour l'interprétation géologique régionale, les réseaux de drainage constituent Wl puissant
instrument pour tracer les limites des différentes lithologies. li est important de noter que sur l'image
Landsat, comme sur les photographies aériennes, les changements de réseaux de drainage de
surface peuvent indiquer Wl changement complet dans la lithologie.
1.3.2 -EXPWITATION DES RESEAUX HYDROGRAPHIQUES DANS LA
RECHERCHE DE NOUVEAUX SITES DE BARRAGES
Les critères hydrographiques et topographiques ont Wle importance primordiale dans la
recherche de nouveaux sites de barrages au moyen de la télédétection.
- Critères hydrographiques
Le bassin hydrographique devra être suffisamment grand pour assurer l'alimentation de la
retenue d'eau. La première étape consiste à dresser Wle carte de réseau hydrographique basée sur
Wle carte topographique mise à jour avec des données Landsat. Sur les images satellitaires prises au
début de la saison sèche, il est possible d'identifier le réseau hydrographique grâce à la végétation
qui croît en bordure des cours d'eau. Le relevé du réseau hydrographique peut aisément se faire à
l'échelle de travail de 11200.000.
- Critères topographiques
Les critères topographiques et géologiques jouent Wl rôle essentiel dans la détermination de
l'emplacement des barrages. n faut que les barrages soient situées de préférence dans des vallées
profondes (Engalenc, M., 1975) afin de réduire le coût de construction et de minimiser la perte
d'eau par évaporation, qui contribue à environ 85 % des pertes.
En effet, la topographie en général oblige la construction de barrages qui ne dépassent pas
trois mètres de profondeur pour la plupart et leur tiers supérieur représente plus de la moitié du
stockage (Baldy, ch. 1986). Les sites caractérisés par les parois étroites des vallées convergentes
contribuent ainsi à optimiser le rapport sUlfacelvolume. Les traits escarpés de ce type sont souvent
.
associés à de petits talus dominant de part et d'autre de l'emplacement potentiel du site. Ces
11lESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie 1.
_ _ _ _ _ _~
~41
- - - - - - - - - - - - - - - - -
étranglements entraînent généralement wle réduction de la végétation en bordure des cours d'eau,
laquelle constitue l'wle des clefs pennettant à WI habile photo-interprète de répérer ces
rétrécissements sur les images satellitaires Landsat (M. Yergeau et al., 1991).
Sur le département d'Odienné, nous avons utilisé des photos aériennes à 1150000 pour inventorier
les sites correspondant aux critères de choix définis plus hauts.
1.3.3 - APPROCHE METHODOWGIOUE
Pour réaliser cette étude, nous avons exploité plus de 200 photos aériennes en noir et blanc
à l'échelle 1150.000, couvrant le site d'étude, des missions NC 29 - XI - xn et NC 29 xvn -xvm
de 1979. L'observation a été faite grâce au stéréoscope IST4".
A partir de ces photos, nous avons observé et dessiné les structures telles que les différents
sommets, les versants et les bas-fonds. Nous avons établi plusieurs cartes morphologiques
représentant les différents paysages à 1/50.000, et aussi décrit plusieurs éléments morphologiques.
Dans Wl premier temps, toute la zone a été étudiée à partir d'w1e image Landsat. Les
réseaux de drainage ont été tracé sur une image Landsat, rehaussée, couleur composite et à l'échelle
11100.000. A partir de la carte obtenue, nous avons sélectionné des zones qui présentaient des
configurations différentes. Les réseaux de drainage de ces zones ont été repris également à partir
des photographies aériennes à l'échelle 1/50.000.
Après avoir repérer les réseaux de drainage sur l'image satellitaire, les photographies
aériennes peuvent être acquises sélectivement pour investiguer les zones sélectionnées à l'intérieur
des régions contenant différents réseaux de drainage. L'image satellitaire devient ainsi Wle sorte de
guide cartographie régional réduisant la quantité subséquente d'interprétations photographiques
nécessaires pour la phase photogéologique des investigations d'eau souterraine.
Le graphisme du réseau a été traité à la lumière de la classification de Howard (1967). En
effet, Howard qui" résumant les travaux de ses prédécesseurs classe en 8 types principaux les
arborescences des réseaux. Il subdivise par ailleurs ces grands genres par des espèces en nombre
variable et donne Wle signification à chaque type en fonction du contexte stIUetural ou lithologique,
des conditions d'écoulement ou des facteurs météorologiques. Ceci pour la bonne raison qu'il existe
une intime relation entre la géométrie des drains et le cadre géologique.
L'ordre du cours d'eau a été déterminé à partir de la classification de Strahler. Toutes les
sources et tous les joints ont été énumérés. Ensuite, nous avons mesuré les longueurs des différents
cours d'eau répertoriés.
La détermination de l'ordre pennettra de calculer certaines caractéristiques du bassin en
utilisant des lois telles que la loi des nombres du cours d'eau, la loi des longueurs du cours d'eau, la
loi des surfaces, la loi des débits, etc.
Pratiquement, pour réaliser la densité de drainage, nous avons établi une grille superposable
à la carte des réseaux de drainage élaboré à partir de l'image Landsat à l'échelle 1/100.000. La carte
a fait l'objet d'un maillage constitué de carrés de 1 km x 1 km de côté. Nous avons mesuré à l'aide
d'un curvimètre la longueur totale des drains à l'intérieur de chaque carré du maillage et la valeur de
la mesure est reportée en son centre. Lorsque toute la carte sera parcourue, les valeurs obtenues sur
la carte seront interpolées avec le logiciel Surfer. L'interpolation donnera des courbes isovaleurs
représentant la densité de drainage. L'objectif de cette démarche est de dégager des axes de forte
densité correlables à des zones de faiblesse (figure 13).
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané 1.
~
42
3
5
7
9
Il
13
15
17
19
21
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9
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1~2
-E}
.
Fig~ 13 :i MAILLAGE DU SITE POUR DETERMINER
LA DENSITE DU DRAINAGE
L'analyse des fonnes est bien appliquée quand le travail avec les photographies aériennes
pennet l'obselVation du paysage dans les trois dimensions, dans les conditions presque similaires à
l'obseIVation de terrain, avec l'avantage de la vue synoptique.
Cependant, avec les images non stéréoscopiques comme celles enregistrées par la majorité
de satellite (sauf les images SPOT), une meilleure analyse des fonnes du paysage est aussi possible,
favorisée dans ce cas par une vue panoramique plus large, ce qui pennet une obselVation des
caractéristiques de grandes dimensions et la corrélation dans un réseau cohérent de ces
caractéristiques encore éparses.
Les images Landsat en noir et blanc des bandes proch€>-infrarouge peuvent être suffisantes
pour évaluer les unités des fonnes. Les bandes de l'infrarouge en fait, ne sont pas affectées par les
dispersants atmosphériques et ceci résulte d'une présentation plus claire de la surface du terrain. De
plus, l'absence de dispersants cause un contraste fort d'ombres contre des zones illuminées, avec une .
conséquence d'apparence plastique des fonnes morphologiques. La comparaison avec les images
T1/ESED'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UN1VERSfl'EDECOCODY

---

Partie 1.
43
mosaïques fausses couleurs peut être utile pour réaliser le détail des formes lié aux différentes
lithologies au sol et aux conditions d11wuidité du sol et pour détecter les caractéristiques dans les
zones ombragées.
Pour l'évaluation des sites de barrage, nous avons recensé les différentes pluviométries de la région
et le débit annuel moyen des cours. Les pluviométries proviennent de II stations reparties sur le
département, et nous avons calculé la moyelme annuelle des treize dernières années (tableau 6).
Tableau 6: Hauteur de pluie annuelle moyenne des II stations de 1980 à 1993
Stal.iœs
Bougousso
Goulia
Manill'lllll
Moroodo
OdiaIDé
Samaliguila
Sanhala
Sirana
Tiané
Tiwko
Dioulatiédougoo
MoyCl1DCS
1294
1201.91
1285.90
1293.28
1226.95
1278.76
1261.12
1342.68
1376.75
\\305.24
1269.41
(nun)
Pour le calcul de débits annuels moyens, nous avons considéré les deux principaux bassins de la
région Sankarani-Niger et Bani-Niger. Les 9 stations de jaugeage installées sur les 5 principaux
cours ont permis de déterminer les débits annuels moyens sur quatre années sèches ( tableau 7 ).
Tableau 7:
Débit annuel moyen en m3/s des cours d'eau
Bassins
Sankarani-Niger
Bani-Niger
Rivières
Kourou
kelé
Douni
De
Gou
Banifing
Baou
lé
Nom
des Sirana
Iradougou
Point 398
Manankor Diolala Ziemougoula
Sarnatiguila Djirila
stations
d'Odienné
0
1990
5.63
7.65
0.280
3.83
1.97
4.56
5.16
12.54
1991
8.88
15.43
0.546
5.57
2.04
6.06
5.52
21.885
1992
7.15
11.47
0.079
8.25
2.67
6.24
5.17
19.69
1993
7.18
11.34
0.165
3.55
1.21
7.38
6.25
17.77
Moyenne
7.21
11.47
0.26
5.30
1.97
6.06
5.52
17.97
Superficie
1287
1990
397
1550
450
990
1813
3970
(krn2)
Les pluviométries annuelles moyennes des II stations couvrant le département, les débits
moyens annuels des cours d'eau, les superficies des bassins, ont permis de calculer la lame
d'eau écoulée dans chaque bassin, et par la suite le coefficient de ruissellement.
Qxt
Qx31.6106
Lame d'eau
=
= - - - - -
S
Sx 106 m2
Le coefficient de ruissellement est calculé à partir de la lame d'eau sur la pluviométrie annuelle
moyenne.
Ces données ont été prises en compte dans le calcul des retenues potentielles des petits
barrages.
THESED'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNTVERSITEDECOCODY

---

Savané 1.
44
1.3.4 ANALYSE ()ES RESULTATS
1.3.401. - Réseaux hydroerll(lhi()ues
Le drainage régional est assuré (figure 14) :
7'22"
9°!)
9°50"
9'30
9°30'
o
T
14 km
===="I::======:::t'
l::::"
7'36'
.6. : Borro9es
Fig. 14:1 SITES POTENTIELS DE PETITS BARRAGES POUVANT ETRE
.
AMENAGES POUR DES RETENUES D'EAU
Vers le Nord par des rivières tributaires du Niger. Cest ce bassin qui fait l'objet de
notre étude.
Gbanala et kourou-Kellé, aftluents du Sankarany, Banifing et Baoulé dont la
confluence avec le Bagoé fonne le Bani.
Vers le Sud par des rivières tributaires du Sassandra : Sien, Sangara, Tienba.
. _.
__.-._------_ .._ - - - - - - - - - - - - - - - - - _ . _ - - - - - - - -
'I1II:"SI:" J) '!nil T EN IlrDROGEOI.OGIE, UNIVERsrœ DE COCODY

---

Partie 1.
45
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Nous avons fait l'inventaire des ordres des cours d'eau du bassin versant de BaolÙé en
utilisant la méthode de Strahler exposée plus haut. On note les résultats suivants:
- les cours d'ordre 1 : NI =3. 129 c'est à dire sur l'ensemble des réseaux hydrographiques de
la région, nous avons compté le nombre de cours d'eau d'ordre l, et nous avons obtenu 3129.
- les cours d'ordre 2 : N2 = 801
- les cours d'ordre 3: N3 = 187
-les cours d'ordre 4: N4 =47
- les cours d'ordre 5 : Ns = 13
- les cours d'ordre 6 : N6 = 3
- les cours d'ordre 7: N7 = 1
SelÙs les cours d'eau d'ordre égal ou supérieur à 6 sont pennanents avec des débits d'étiage
très faibles, les années sèches, leur cour supérieur se réduit souvent à une succession de mares en
Mars, Avril et Mai, à partir de Juillet, des débits commencent à augmenter et la crue majeure a lieu
en Septembre provoquant, pendant 15 jours à un mois, la submersion des plaines alluviales. Pour les
cours d'eau de cinquième ordre, l'écolÙement commence fin Juillet et se termine début Mars (Roche
et Chaperon, 1966). Les cours d'eau d'ordre inférieur ont un régime très irrégulier, selÙes certaines
petites rivières et ruisseaux des massifs montagneux de l'Est ont un débit pennanent en tête de
réseau.
La connaissance de l'ordre des cours d'eau peut permettre de calclÙer de façon empirique
certaines lois sur le cours d'eau: loi des nombres du cours d'eau, loi des longueurs du cours d'eau,
loi des superficies des cours d'eau, loi des débits des cours d'eau, etc ...
Sur le plan graphisme du réseau, cette région présente plusieurs types de réseaux
hydrographiques ayant un chevelu peu dense dans l'ensemble. Le système se développe sur une
swface régionale contrôlée par la pente, les types et les altitudes des roches sous-jacentes. Les
réseaux visibles sur une image satellitaire ou sur les photographies aériennes réflètent donc à des
degrés divers la lithologie et la structure de la région.
Nous avons relevé quatre types de configuration qw sont
le type dendritique,
subdendritique, dendritique à parallèle et le type treillis.
La configuration dendritique se retrouve dans les secteurs suivants : Sud d'Odienné,
Zievasso, Odienné Sienso, Tiemé, KoroolÙé, Karasso. On la retrouve également à Férédougou,
Mafélé, Maninian et Diandeguela. Ce type de réseau se caractérise par des ramifications irrégulières
des cours d'eau tnoutaires dans toutes les directions et sur tous les angles, mais normalement moins
qu'un angle droit. Ceci implique un caractère lithologique généralement uniforme et homogène des
roches sous-jacentes et une absence générale de contrôle structural
Les variations brusques de densité soulignent des alignements d'obstacles structuraux à
l'écolÙement normal ou des domaines à caractères lithologiques particuliers. Ces obstacles
proviennent en général des structures géologiques composées de roches dures caractérisées par des
granites hétérogènes à biotites, les migmatites et le gneiss dOlwant de la kaolinite comme produit
d'altération.
La configuration dendritique a une texture moyenne dans la région ( figure 15 ).
La configuration dendritique à parallèle se retrouve dans les secteurs suivants : région de
Kotouba, Gbahala, Tougoussou et la région de Fanala, Sambadougou.
Dans ce type de réseau, les premiers tributaires sont habituellement presque parallèles aux seconds.
Le parallélisme dénote aussi l'unifonnité de la pente.
171/:"SE {J'ETAT EN flYDROGEOU>GIE. UNIVLmSn'E DE COCODY

---

Savané 1.
.
46
La présencc des tributaires linéaircs traduit dcs accidcnls cassa.nls mais ces accidcnts se manifestcnt
par des intrusions granitiques, On trouvc égalemcnt des fonnations tellcs quc les migmatites el lc
gneiss,
Ce sont des configurations de texture grossière parfois moyenne (figure 16 ).
1
1
1
g"
1
\\.'.)
\\
/ . - '
,............../.
o
z
4km
Fig. 15: R~seau de dralnaCJe d d 1 l
'
1
1
en r t Que 0 texture mOyenne de la rdolon d'Odlennl1
f
o
Z
4km
'-'_.....'_-"
Fig. 16:
Ré seau de drainaCJe dendritlQue 0 parallèle 0 texture
moyenne ou parfois CJrosslère
17IESE D'HTAT EN IIYDROGfiOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODr

---

Partie 1.
47
La configuration subdcndritique se retrouve dans les secteurs suivants: Foula, Seydougou,
Gucleban. Ce type de réseau est Wle modification du type dcndritique. Il montre W1e faiblesse du
contrôle des pentes des cours d'eau de second et troisième ordre. Cest un résultat de l'écoulement
des cours d'eau d'w1e zone de matériaux moins résistants à travers une autre de contrôle structural
faible. Ces matériaux proviennent d'argile qui est le produit d'altération des roches comme les
granites à deux micas, les migmatites et le gneiss.
. L'angle de confluence du drainage dendritique nonnal est moins que 90° et celui du drainage bamelé
est supérieur à 90°.
Ce sont des zones caractérisées par des textures moyennes ( figure 17 ).
La configuration treillis se retrouve dans les secteurs suivants : Tyine, Dioranzo, Sokoro,
Djirila, Nabala, Koutala, Konela. Ce type de réseau est Wle modification du type dendritique avec
des tributaires parallèles et la présence des rigoles courts et parallèles à angles droits, Ce réseau
indique une structure du substratwn plutôt qu'un type de substratum et présente habituellement des
roches sédimentaires inclinées, interstratifiées dans lesquelles les principaux chenaux parallèles
suivent la direction des lits.
Des anomalies de tracé des éléments de réseau constatées soulignent également des alignements
d'obstacles structuraux à l'écoulement nonnal. L'orientation multidirectionnelle du subséquent est
influencée par des accidents cassants sur les formations géologiques représentées par plusieurs
faciès imbriqués qui sont les schistes et le gneiss.
C'est Wle configuration de texture fine ( figure 18 ). Ce sont des zones caractérisées par des
fonnations granitiques et schisteuses.
11°110
o
2
4km
1
!
!
Fig. 17:
Réseau de draina~e subdendrlliQue 0 fexfure moyenne de la r~~lon d'Odlenné
..
71IESE V'ETA.T EN IIYDROGEOLOGIE. UNlVERSnE DE COCODY

---

Savané I.
· - - - - - - - - - -
48
Fig. 18: 1 Rl!seau de dralnaoe treillis ~ texture fine de la r4glon d'Odlenn'
17IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSfΠDE COCODY

---

Panic 1----
49
1.3.4.1.1 - I)ensité de drll inllge
La carte de densité de drainage établie à partir des réseaux hydrographiques a pennis de
cemer les zones de recharge ou d'infiltration (figure 19). Les zones de forte densité de drainage
représentent les zones impennéables où le ruissellement est important.
Les guides d'interprétation des cartes synthétiques obtenues après traitements statistiques
sont les suivants:
la densité du réseau hydrographique est anticolTelée à l'aptitude à l'infiltration des
eaux: plus le réseau est dense, plus les eaux ruissellent. Les zones potentiellement
favorables à la recharge sont caractérisées par une faible densité des drains d'ordre 1
des zones proches des interfluves. Ce seront donc les zones centrales du bassin et
les zones à l'Ouest ~
Ales de fortu denslrés de dralnalle
Ales de denslré de dra1nalle moyenne
Fig. 19: VARIATIONS SPATIALES DE DENSITES DE DRAINAGE
PRESENTANT LES PRINCIPAUX AXES DE CIRCULATION
DE l'EAU DE LA REGION D'ODIENNE
')
14km
_ _ _ _L . -_ _- - ! '
71fESE D'ETAT EN IIrrJR(XiEOUJGIE, UNlVl:JlSrrE m: COCODY

---

Savané 1 .
~_~
_
50
les incisions du réseau hydrographique, vallées rectilignes bien marquées,
superposées aux fractures profondes, soulignent la fragilité du milieu. Direction et
densité du réseau sont donc des indicateurs de la perméabilité régionale parce que la
zone étant très fracturée faciliterait les infiltrations des eaux superficielles.
dans la zone des reliefs résiduels de roche acide de l'Est, le réseau fortement
influencé par des lignes de fracture de direction N25°, NI 10° et Nl40 est de type
rectangulaire ; dans la zone des reliefs résiduels de roche basique, il est de type
dendritique, dans la pénéplaine, il est de type alvéolaire, localement à tendance
parallèle.
Le fait régional le plus marquant est le net contraste dans la morphologie des grandes vallées:
les tnbutaires du Niger (Ghanala, Kourou-Kellé, Banifing, Baoulé) coulent avec de
nombreux méandres, dans de vastes plaines alluviales d'inondation qui débutent à
moins de quinze kilomètres des têtes de réseau;
les tributaires du Sassandra (Ouassa, Sien, Tiemba, Sangoua) montrent des plaines
alluviales restreintes, discontinues et leur lit mineur est fréquemment accidenté de
seuils rocheux. Le réseau du Sassandra (en particulier celui de la Tiemba) est très
actifet se développe au dépens du Niger. Par exemple, dans la région de KokoWl, le
haut cours de la Bagoué (Kouroukono) a probablement été capturé par le Lokono
(Eschenbrenner et Badarello, 1978).
Ces observations et celles concemant les pentes régionales de la pénéplaines semblent
indiquer d'Wl point de vue tectonique:
- que la zone Est est Wl horst complexe, de direction générale NNE-SSW,
- et qu'il existe, de part et d'autre d'lUI axe SW-NE, lUl léger basculement négatif au
Nord, positifau Sud.
Ces mêmes mouvements tectoniques seraient à la base du partage des eaux entre le bassin
du Niger et celui de Sassandra.
Les zones de partage des eaux proviennent d'Wle discontinuité à grande échelle, avec lUle
pennéabilité plus ou moins grande en fonction de la nature de matériaux de remplissage, de l'âge et
des contraintes de la masse de roche dont elle dépend.
1.3.4.1.2 La recherche de nouveaux sites de barrages
Les sites potentiels de barrage ont été définis sur la base de la carte de réseau hydrographique
établie à partir des photographies aériennes à 1/50000. Cinquante sept (57) sites ont été identifiés
selon les critères hydrographiques et topographiques définis ci-dessus.
Pour classer les sites en fonction du volume potentiel de retenue d'eau, le volume d'eau écoulé à
l'endroit même du site potentiel de barrage a été calculé suivant lUl scénario portant sur l'année la
plus sèche de la série climatique 1980-1990 . Cette démarche a pernis d'intégrer les données
relatives aux précipitations annuelles recueillies dans les II stations pluviométriques recencés sur le
site, et les coefficients annuels de ruisellement de la zone du bassin calculés à partir de la hauteur
moyenne annuelle de la lame d'eau écoulée.
TllESE D'ETAT EN llYDROCEOLOGlE, UNIVER.')ITE DE COCODY

---

Partie L
51
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Le tableau 8 nous donne Wle estimation du volume d'eau fowni par chacWl des sites.
Tableau 8 : Volume de déperdition des nouveaux sites de barrages
~àc
oodIiàcm
de
lnIcipilâiaw
minimo1a1 RuilIdIanml minimum
Banugœ
du blL'Ilin
rui.oIdICIDlD (1)
(mm)
1980-1990(')
m' )(106 (4)
(1anl)(I)
1
.59.98
0.071
873.8
3.721
2
.58..53
0.071
1249.1
.5.190
3
26.66
0.071
1606
3.009
4
3.5.84
0.071
874.4
2.22.5
.5
136.67
0.106
1281.4
18..563
6
23.08
0.106
10.53.3
2..576
7
10.5.33
0.068
1046..5
7.49.5
8
27.8.5
0.068
Il.58.2
2.193
9
28.1.5
0.068
112.5
2.1.53
10
98.91
0.068
1141
7.674
Il
49.17
0.068
Il.50
3.84.5
12
94.32
0.106
942
9.418
13
133.68
0.068
1334.4
12.13
14
1.5.70
0.068
1246.2
1.33
1.5
30.41
0.106
1237.2
3.988
16
78.90
0.068
1356.1
7.27.5
17
60.5.5
0.068
1508.9
6.212
18
.58.96
0.106
1457.2
9.107
19
2.5..53
0.068
1311.9
2.277
20
40.60
0.068
1134.6
3.132
21
102.05
0.068
1388
9.631
22
42.23
0.068
1246
3..578
23
27.17
0.068
1126
2.08
24
65.14
0.106
1053
7.27
25
60.77
0.068
1131
4.673
26
96.17
0.068
1225.6
8.014
27
81..53
0.145
1194.4
14.12
28
97.83
0.068
1190.3
7.918
29
37.67
0.068
1297.1
3.322
30
103.81
0.106
1156.1
12.721
31
72.84
0.145
1194.4
12.61.5
32
.50.83
0.Q\\8
1038.2
0.949
33
236.3.5
0.106
12.51.6
31.356
34
33.11
0.018
1099.3
0.65.5
35
21..50
0.14.5
1317.1
4.106
36
. 44.86
0.14.5
1327.1
8.632
37
74.36
0.Q\\8
12.51.9
1.67.5
38
180.41
0.106
1300.9
24.877
39
31.12
0.14.5
1434
6.47
40
.59.73
0.Q\\8
991.7
1.066
41
37.4.5
0.14.5
1567.1
8..509
42
47.46
0.018
1169.1
0.998
43
32..54
0.14.5
1064.9
.5.024
44
72.64
0.Q\\8
1240.7
1.622
45
76.47
0.14.5
1091.6
12.100
46
40.90
0.018
14.57.1
1.072
47
39..54
0.106
1224.8
.5.133
48
113
0.106
842.4
10.09
49
93.20
0.018
1263
2.118
.50
48.62
0.018
1110.3
0.971
.51
20.86
0.14.5
1288.9
3.898
.52
19.9.5
0.106
1156
2.444
53
47.89
0.106
1224
6.213
.54
.51.41
0.14.5
138.5
10.324
55
100..58
0.106
1156.1
1232.5
56
73.19
0.106
1110
8.611
57
44.11
0.106
1224.6
.5.72.5
(1) La superficie du bassin-versant n'inclut pas le bassin -versant d'un barrage potentiel situé en amont.
(2) Ou indice d'écoulement qui est égal à la hauteur moyenne annuelle de la lame d'eau écoulée divisée par la
précipitation moyenne annuelle sur le bassin-versant.
(3) Selon les données de onze stations pluviométriques reparties dans la région.
(4) Volume de ruissellement = précipitations annuelles x coefficient de ruissellement x swfaœ du bassin-versant.
11Ib"SE D'ETAT EN HYDROGb"Of..OG/b", UNfl.P.RSfTE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _52
Il apparaît d'après les chiffres relatifs à l'évapotranspiration qu'environ 1.8 à 2 m d'eau
seront perdus par évaporation au cours de la saison sèche, ce qui signifie que le barrage doit avoir
lile profondeur au moins égale à 3 ou 5 m pour fournir de l'eau en permanence. Au niveau du site
les profondeurs moyennes sont comprises entre 3 et 5 m et 7 à 9 m pour les profondeurs les plus
fortes.
Ces barrages ne retiennent en réalité qu'une fraction du ruissellement. Les volumes
calculés ne sont qu'une représentation théorique de la situation. Mais en réalité, à cause de la durée
assez longue de la saison sèche, ce volume doit être w à la baisse. En effet, pendant la saison sèche,
les cours d'eau d'ordre l, 2 et même 3 perdent la quasi totalité de leur eau, et cessent parfois de
couler.
Néanmoins, la réalisation de ces barrages demeurent un bien inestimable pour les populations
rurales. En effet, ces petits barrages peuvent générer des ressources supplémentaires en saison sèche
période considérée comme morte, en favorisant des activités agricoles
comme la. culture
maraîchère, ou développer des plantations fiuitières comme les manguiers, oranger, citronniers, etc..
1.3.4.2 - Analyse des reliefs
Les unités morphologiques majeures dont l'organisation donne les paysages analysés
présentent huit types de sommets, quatre types de versants et quatre types de bas-fonds ( Savané I.
et a~ 1991), (figure 20, 21, 22).
1.3.4.2.1. - Les sommets
- Le reliefde commandement
C'est un massif résiduel élevé. Les pentes sont fréquemment supérieures à 30 % et les
dénivelées varient entre 200 et 300 m Le sommet est généralement aigü et peut se présenter sous la
fonne d'une ligne de crête.
- L'inselberg granitique
Ce type de sommet est une colline rocheuse de forme massive très accidentée, convexe et
présentant des flancs très raides. Les pentes sont supérieures à 30 % et peuvent atteindre 90 %. Les
dénivelées sont comprises entre 30 et 300 m Les limites des unités adjacentes sont nettes. Ce type
de sommet constitue une composante d'un interfluve ou non.
- Chaœ ou dœ de baleine
Ce type de sommet est rare dans les secteurs cartographiés; il présente un modèle en forme
de dome aplati (dos de baleine) ou constitué par des choaos de blocs hétérométriques. Les
dénivelées sont inférieures à 30 m
- Sommet plan cuirassé
Ce sommet d'interfluve (plateau ou butte) est limité par une rupture de pente nette plus ou
moins continue et localement par une corniche de 1 à 5 m de hauteur. Son contour très irrégulier
17/ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNl~1~RSrfE DE COCODY

---

Partie 1. ~------------------------------- 53
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Fig. 20 a :1 ESQUISSE IAORPIIOLOGIQUE DE TlEME
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111ESE J)·ETAT EN IIYDIWGEOLOGIE. UNlYERSrm DE COCODY

---

Savané 1.
54
-----------~-------------
comporte de nombreuses indentations. Le modelé est plan ou très faiblement ondulé. Les pentes
sont inférieures à 2 % souvent voisines de 1%. Ce type de sommet porte généralement Wle cuirasse
femtgineuse.
- Sommet plan carapacé
Ce sommet d'interfluve présente les mêmes caractéristiques que le précédent. fi en diffère
surtout par l'allure plane plus régulière de son modelé par l'aspect plus découpé de ses contours et
par la faible dénivelée de sa corniche lorsqu'elle existe (5 à 10 m).
- Sommet plan convexe
Ce sommet d'interfluve est Wle forme dégradée du sommet plan cuirassé. Le modelé est
ondulé, parfois plan ou faiblement convexe. Les pentes varient entre 1 et 3 %. Les limites avec le
versant sont progressives, parfois marquées par Wle rupture de pente irrégulière. Les dénivelées
varient entre 5 et 15 m Ce type de sommet peut se trouver en contrebas des sommets plans,
fOffila.llt ainsi Wl replat relativement cuirassé.
- Sommet convexe gravi//onnaire
Cet interfluve présente en fait Wl modelé faiblement convexe, parfois plan-convexe. La
fonne du sommet est régulière, amiboïde. Sa largeur varie entre 100 et 500 m Les pentes varient de
2 à 5 % et les dénivelées sont faibles, comprises entre 2 et 10 m La limite avec le versant est
fréquemment progressive, rarement nette. Ce type de sommet peut se trouver autour des sommets
plan~cuirasses et former ainsi Wl haut de versant nettement convexe, à pente moyenne à faible (1 à
3 %).
- Sommet convexe altéritique
Cet interfluve présente Wl modelé fortement convexe dont les pentes varient entre 2 et 6 %.
La forme de l'interfluve est irrégulière. Sa largeur varie entre 100 et 500 m La limite avec le versant
est progressive et les dénivelées sont comprises entre 5 et 20 m Ce type d'interfluve se rencontre
dans un contexte de roches leucocrates largement affieurantes, rarement isolées. fi se situe en contre
bas ou prolonge les sommets plans carapacés.
1.3.4.2.2. - Les versants
- Versant rocheux rectiligne
Le versant est rectiligne et concave, souvent raide et très irrégulier; les pentes varient de 15
% en amont à 20 % en aval Le modelé de détail des versants est très disséqué par des thalwegs
assez rapprochés les WlS des autres.
- Versant rectiligne gravi//onnaire
Ce type de versant est rectiligne à l'amont, sa pente varie de 2 à 5 % et sa longueur de 200 à
1.500 In, la moyenne étant de 800 m La dénivelée varie de 10 à 20 m Sa limite avant est soit
progressive, soit nette et marquée par Wl ressaut discontinu.
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

---

55
Fig. 21 a : ,ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE BALALA'
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-Fig. 21 b
MORPHOLO~IQU: N'OOLO~~ASSo
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17fESE D'ETAT EN UYDROGEOLOGIE. UNIVERSfΠDE COCODY

---

56
Savané 1
- Versant irrégulier
Ce type de versant présente un modelé fréquemment irrégulier, surtout aux alento~s des
inselbergs. Les pentes varient de 3 à 10 % sur des distances assez courtes. Les longueurs vanent de
100 à 700 m, la moyenne étant de l'ordre de 300 m Les dénivelées sont comprises entre 10 et 30 m
- Corniches
Ce sont des ruptures de pente nettes, cuirassées ou carapacées. Elles présentent un modelé
rectiligne et une pente moyenne à forte (10 à 30 % dans la partie concave). La dénivelée de ces
corniches varie de 10 à 20 m et leurs longueurs de 40 à 100 m
1.3.4.2.3 - Les cuvettes
- Cuvettes de décantation
Fréquente sur sommet plan-cuirassé, c'est une zone d'affaissement de la cuirasse, de fonne
concave et caractérisée par un sol hydromorphe. La largeur moyenne est de 50 m, avec des pentes
intérieures très faibles (0 à 1 %).
- Bas versant
Cette unité s'étend de part et d'autre des thalwegs ou des plaines alluviales. Les pentes
varient de 10 % à l'amont à 3 % à \\'ava~ la dénivelée est comprise entre 2 et 10 m La limite aval est
marquée soit par le lit du marigot, plus ou moins incisé, soit par une diminution rapide de la pente et
WI passage concave à la plaine alluviale lorsqu'elle existe.
- Plaine alluviale
Ce type de bas-fonds présente des largeurs variées: grandes zones alluviales de plus de 300
m de large (autour du Baoulé), ces plaines sont plus étroites autour des drains d'ordre 3 ou plus. Le
modelé général est plan. Les dénivelées sont inférieures à 5 m et les pentes transversales sont faIbles.
Le modelé de détail est plus complexe : levées de berge, levées de débordement, bourrelets
alluviaux, sont fréquents, surtout autour des grandes rivières.
- Zones inondables
C'est en fait Wle cuvette de décantation située dans les bas-fonds autour des thalwegs ou à
proximité des confluences importantes.
TllESE [J'ETAT E"N /lYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie I.
57
---~-----------
Fig. 22 a : ,ESQUISSE MORPHOLO~IQUE DE DABADOUGOU OUEST
Fig. 22b : ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE SEGUELQN
l'MQIO . - ' "
n· ..c·"
a'.lu
"
11IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1.
58
-------~-------
1.3.4.3 - Le modelé
Le modelé de la région d'Odîenné est caractérisé par la présence de nombreux reliefs
résiduels dominant Wie vaste pénéplaine.
1.3.4.3.1 - Le reliefs résiduels (inselbergs)
Selon leur occurence et en fonction de la nature pétrographique du substratwn, on distingue
des reliefs résiduels de roche acide, et de roche basique peuvent être isolés ou groupés en massifs.
- Les reliefs résiduels de roche acide groupés en massif.
Us occupent environ 3 % de la superficie totale:
à l'Est ( les zones de Goulia, Tiémé et Séguélon), plusieurs chaînons orientés SSW -
NNE, le point culminant est le Tiouri (913 m près de Tiemba) et de nombreux
sommets ayant des altitudes supérieures à 500 ID, ils donnent la pénéplaine de 100 à
400 m Le Sud-Ouest d'Odîenné est caractérisé par le massif du Foulakourou qui
forme un biseau granitique orienté WSW-ENE et qui domine la pénéplaine de plus
de 400 m et culmine à 893 m
- Les reliefs résiduels de roche basique, groupés en massif
fis occupent environ 1.2 % de la superficie totale. Us comprennent:
au Nord: (les régions de Sélé, Férédougou, Samatiguila, Bougousso, Maninian) le
massif de Boka dont le sommet tabulaire cuirassé a une ahitude de 514 m ;
au NNE de Syola, le massif de Kotabolo, culmine à 542 m ; dans la région de
Lossogo à Kimbirila Sud, le massif du KonzankoUfOU culmine à 565 m et constitue
une longue chaîne discontinue orientée WNW-ESE ;
le massif du Gbandekourou au Sud dans la région de Mehinoussadougou culmine à
730 ;
le massif du Niéri à l'extrême Sud-Ouest dans les reglOns de Sokorani et
Mahandougou, culmine à 880 m ; son sommet est cuirassé tabulaire;
le massif de Denguelé à l'Ouest d'Odîenné est complexe : sa partie ouest, granitique,
culmine à 813 m tandis que sa partie Est, développée sur roches basiques, est
couverte d'une cuirasse tabulaire vers 580 m
- Les reliefs résiduels de roche acide isolés
Us occupent environ 1.5 % de la superficie totale. En forme de dôme ou de coupoles, ils
sont le plus souvent entièrement rocheux; d'altitude comprise entre 450 et 650 In, ils dominent la
pénéplaine de 30 à 250 m On les trouve un peut partout, surtout dans les régions de Kimbirila Sud,
Biramadou.
THESE D'ETAT EN HnJROGEOLOGIE. UN1VERSfIE DE COCODY

---

Partic 1. ---------------- ___________59
- Les reliefs résiduels de roche basique isolés
Ils occupent moins de 0.3 % de la superficie totale. De faibles amplitudes, ils fonnent de
petites collines à versants irréguliers où les affleurements rocheux sont rares. Ces reliefS, inselbergs
isolés ou massifs de grandes dimensions font partie de la retombée orientale de la dorsale guinéenne.
1.3.4.3.2 - La pénéplaine
Cest une vaste surface faiblement ondulée, son altitude varie de 320 à SOO m ; les dénivelées
locales entre sommets d'interfluve et réseau de deuxième ordre ne dépassent pas SO m et les pentes
sont inférieures à 6 %, sauftrès localement.
Au nord de la ligne de partage des eaux des bassins du Niger et du Sassandra, la pente
régionale Sud-Est est de l'ordre de 4 %. En fait, la pénéplaine est constituée par la juxtaposition de
nombreuses facettes s'organisant de façon centrifuge par rapport aux reliefS résiduels ; les modelés
élémentaires varient entre deux pôles:
l'Wl avec plateau sommital à rebords cuirassés se raccordant à un versant rectiligne
concave par Wl talus en pente forte (figure 23a),
l'autre avec un sommet-plan convexe passant en continuité à un versant convexe-
concave (figure 23b).
LA PENEPLAINE
IOm
'-.----.J
200m
b~
IOm
L----I
200m
a: Modelé avec plateau ou butte témoin
Fig. 23" '
b: Modelé de croupes aubapianles convexes-concaves
11IESE /J'ETAT EN IIYDROGEOUJG/E, UNfJlF.RSfm DE COCODY

---

Savané 1.
60
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Les modelés avec plateau ou butte témoin dominent au Nord de la ligne de partage des
eaux, les croupes subaplanies convexes-concaves dominent au Sud.
1.3.4.4 - La séquence morpholo2ique
- Les relieft résiduels de roche acide
Filleron et Richard (1972) distinguent deux niveaux d'aplanissements anciens (+ 700 m et
600 - 640 m) et les attnbuent respectivement à la surface bauxitique et à la surface intermédiaire.
- Le niveau bauxitique
A l'amont d'w1e cuirasse de pente conglomératique, le sommet du Koutabolo (524 m) porte
de nombreux blocs de même faciès dans la cuirasse de pente ainsi qu'à l'amont du haut-glacis; cette
cuirasse pisolitique est alumino-ferrugineuse ; eUe est composée de gibbsite, boehmite et hématite;
elle a été signalée par Couture ( 1968) comme un indice de bauxite.
Elle constitue la seule preuve de l'existence du niveau bauxitique dans la région. Compte
tenu de l'orientation de la cuirasse de pente, le témoin supposé de ce niveau dont le démantèlement
a fourni les blocs observés devrait se situer au NNE de Koutabolo.
- Le niveau intermédiaire
Le niveau illtennédiaire dont certains faciès sont très caractéristiques (Boulange et al, 1973)
a été rencontré:
en place: butte témoin de Boba (514 m), quatre sommets tabulaires (580 - 610 m)
au Nord-Est du Neguelokourou, butte témoin à l'Est du Denguélé (560 m) (Filleron
et Richard, 1972), butte témoins du Niéfi (880 m) ;
Démantelé: centre et extrémité nord-Ouest de Konzankourou (500 et 536 m),
sommet du Nyarakourou (480 m) replats (490 m) sur le flanc Est du Koutabolo,
épéron sud Gbandekourou (620 m) ;
remanié: sous fOITIle de graviers, cailloux et blocs dans les cuirasses postérieures en
de nombreux endroits.
- Le niveau très haut-glacis
Distinct du niveau intermédiaire, il domine le niveau haut-glacis de 20 à 50 m Le faciès le
plus fréquent de sa cuirasse est conglomératique avec des cailloux et blocs de cuirasse du niveau
intermédiaire et matrice alumino-ferrugineuse rose. TI est présent en butte témoin au Sud de Sélé et
à l'Est du témoin de niveau intermédiaire du Denguélé, on trouve souvent des blocs de la cuirasse de
ce niveau remanié dans le haut-glacis.
- Les cuirasses de pente
Elles présentent un faciès conglomératique marqué avec de nombreux cailloux ferrugineux à
lithostructure conservée. En pente forte (20 à 30 %) ; eUes raccordent l'amont du niveau haut-glacis
au niveau intermédiaire démantelé (Konzankourou, Nyarakourou, Gbandekourou).
llib:SE D'ETAT EN ll1VROGEOLOG/E. UNIVERSITE Db: COCODr

---

Partie 1.
61
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- Le niveau haut-glacis
Si les témoins des niveaux précédents sont rares d'extension limitée et souvent démantelés,
les témoins en place du niveau haut-glacis sont très nombreux en particulier dans le quart Nord-Est
de la région.
Les cuirasses de ce niveau, ferrugineuses ou alumino-ferrugineuses ont des faciès poreux
et/ou conglomératiques. La morphologie en glacis de piedmont se raccorde à un relief de
commandement par une courte pente concave et encore bien conservée en périphérie
(Kongankourou, Koutabolo, Nyakourou) ou au coeur (Gbandekourou) des reliefs résiduels de
roche basique. Les formes dérivées du modelé glacis par dissection et/ou altération sont :
- des plateaux témoins,
- des buttes témoins,
- des croupes gravillonnaires subaplanies, convex~concaves.
Ces formes antérieurement décrites (Eschenbrenner, 1969, Eschenbrenner et Grandin,
1970), sont classiques.
L'essentiel de la morphologie de la pénéplaine résulte de la dégradation du nIVeau
d'aplanissement haut-glacis. Celui-ci constitue un repère morphologique régional majeur.
- Le niveau moyen-glacis
A proximité des grands axes de drainage, le niveau moyen glacis se présente comme une
surface plane, à pente très w1>le (1 %), emboitée dans le haut-glacis et limitée à l'aval par un rebord
cuirassé (figure 24a). Mais le plus souvent, le niveau moyen-glacis est représenté par un versant
raccordant un témoin du niveau haut-glacis (en place ou démantelé) au réseau hydrographique ~ ce
versant, rectiligne, en pente w1>le (2 à 5 %), limité à l'aval par un réseau cuirassé ou par une simple
rupture de pente concave est qualifiée de glacis-versant (figure 24b).
- Les graviers sous berge et le remblai alluvial (Vogt, 1968)
Les graviers sous berge sont présents dans le lit mineur de Kourou-Kellé, au Nord de
Maféléni
Le remblai alluvial (Figure 25) est continu dans les grandes vallées des tributaires du Niger ~
son niveau est en général plus bas que celui de l'aval du moyen-glacis, mais localement le remblai
alluvial peut le recouvrir partiellement.
111HSE D'ETAT EN HYDROGEOf.()GIE, UNIVERSITE DECOCODY

---

Saval\\é 1.
62
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
FORMES DERIVEES DU MODELE GLACIS
L:-::J------'-----::=Yd~~
&OOm
Fig. 24a:
Plateau temoln
• t
&OOm
Fig. 24b:
Butte témoin
&OOm
.Fig•. 25: \\ Croupe oravlllonnaire lubaplanle
1.3.4.5 - Les caractéristiques physiographigues
Le site est intégralement réparti entre les tranches d'altitude 300 à 913 m, avec plus de 80 %
pour les tranches d'altitude 340 - 600 m et 13 et 7 % pour les tranches supérieures et inférieures
respectivement à 600 et 400 m
Les différents pourcentages de la superficie totale du site (13. 340 km2) en fonction des
variations de pente des terrains sont les suivants :
i = 0
76.29 %
( 10 000 kJn2)
0<i<5%
18.50 %
(2000 kJn2)
5<i<15%
4.35 %
( 730 kJn2)
10<i<15%
0.35 %
( 470 kffi2)
i> 15 %
0.10 %
( 160 knr)
Les plateaux à surface plane (horizontal ou suhhorizontal et les plateaux étagés) sont les
plus développés. Ils représentent plus de 95 % de la superficie totale. Ce qui favorise la fonnation
des étangs, l'infiltration des eaux et donc la recharge éventuelle des nappes.
11lESE D'ETAT EN IlYDROGEOLOGIE, UNIVERSmi DECOCODY

---

Pallie 1.
63
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Le modèle d'élévation de terrain établi à partir des cartes de courbes altimétriques, pennet
dc scindcr lc sitc cn trois domaincs (figurc 26):
1-
Domainc à condition pennanente dc potentiel d'eau (zones facilement inondables),
Ce sont toutes les zones comprises entre les altitudes 0 et 340 ln Ce sont en général
les zones représentées par les bas-fonds, les plaines alluviales, les cours d'eau et les
vallées.
2 -
Domaine à condition irrégulière de nux. Ce sont toutes les zones comprises entre
360 et 500 m. et qui représentent la charnière entre les sommets et les bas-fonds. Ce
sont ces zones qui favorisent l'écoulement des nux vers le réservoir.
3 -
Domaine à écoulement superficiel dominant. Ce sont toutes les zones comprises
entre 571 à 893 m, et qui représentent les sommets et les plateaux à surface plane.
6)·09
-400.00
350.00
300.00
Fig. 26: MODELE NUMERIQUE D'ELEVATION DE TERRAIN
0,00
0.20
0.40
-.J
0.60
0.80
. . _-_. _.-._---._-
-- .. --. . -
-_._-------------------~--_._._~----_._--_._--
77fESE V't.7AT EN JfYDROGI:'OUXiJE. UNJVERSm~ DE CacOD!'

---

Savallé 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _64
1.3.4.6 Conclusion
L'étude des réseaux hydrgraphiques a pennis non seulement d'évaluer le nombre de cours d'eau
de différents ordres, mais aussi de déterminer les quatre principaux types de configuration qu'on
trouve dans la région.
La carte de densité de drainage établie à partir des réseaux hydrographiques, donne des indications
sur les différentes zones favorables à la recharge et au ruissellement. Ces réseaux ont pennis
également de déterminer cinquante sept sites potentiels de petits barrages suscepu1>les d'être
amenagés pour des éventuels développements agricoles.
Enfin, l'inventaire des différents paysages morphologiques a été réalisé grâce à la
photointerprétaton. Les unités morphologiques majeures présentent huit types de sommets, quatre
types de versants et quatre types de bas-fonds.
11lESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie 1---------------------------
65
1.4 - L'ENVIRONNEMENT GEOIJ)GIOIIE
1.4.1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
De nombreux travaux sur le plan géologique ont été réalisés en Côte d'Ivoire en généraL et dans
la région du Nord, en particulier, par plusieurs organismes tels que l'Université, la Direction de la
Géologique, la SODEMI, Géomines et certains particuliers.
Dans ce travail nous nous sommes limités à l'étude macroscopique, microscopique et
géochimique des différents échantillons prélevés sur le site. Les travaux de Pothin ( 1988 ) et de
Tagini (1971) ont mis l'accent sur cette étude dans le département d'Odienné.
Nous avons dans Wl premier temps réwti le maximum de documents cartographiques sur le
site, pour en faire Wle synthèse et ensuite élaboré des esquisses de cartes qui ont pennis d'effectuer
les sorties de terrain. Ces documents cartographiques sont les suivants:
- la carte géologique au 11500.000, publiée par la Direction des Mines et de la Géologie en 1968,
mais sans notice explicative,
- les cartes topographiques au 11200.000 avec des courbes de niveaux. à équidistance de 40 mètres,
- les cartes topographiques au 1150.000 établies par IGN et mises à jour par l'Institut de Géographie
de Côte d'Ivoire,
- enfin, de la couverture photographique aérienne au 1150.000 et les images Landsat TM et MSS de
1986.
La carte définitive a été à la fois reproduite sur calque pour être tirée à l'échelle 11200.000,
ensuite numérisée sur ARC INFO afin d'être plus tard introduite dans Wl SIG dans le cadre de
l'étude hydrogéologique.
Pendant la campagne de terrain nous avons prélevé une centaine d'échantillons de roches
de diverses origines à travers le département. L'étude a consisté aux observations des lames mfuces
confectionnées- et aux interprétations des résultats des analyses chimiques à partir de certains
nombres de diagrammes qui ont permis de classer les roches et de remonter à leur origine. Parmi ces
échantillons, 33 échantillons appartenant aux différents types de formations géologiques rencontrées
dans la région, ont été portés à la SODEMI pour l'analyse géochimique, 30 ont été taillés en lames
minces. Les résultats des analyses ont pennis de fàire l'étude géologique détaillée de la région.
1.4.2 ANALYSE ET INTERPRETATION DES RESULTATS GEQLOGIQUES
1.4.2.1 Contexte général
Les interprétations les plus répandues admettent que l'Afrique est constituée de trois
cratons ( Clifford, 1964-1970): le craton du Congo, le craton du Khalaha~ et le craton ouest
africain.
Le craton ouest africain comprend quatre grandes unités structurales:
- le socle ancien granitique et métamorphique~
- les chaînes plissées panafricaines (600 MA) et calédono-hercyniennes~
- les bassins sédimentaires d'âge paléozoïque, englobant souvent la base du Précambrien
supérieur;
- et les bassins récents qui regroupent les terrains mésozoïques à actuel.
71IHSE D'ETAT EN I/YIJROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané 1,
_
66
Du point de vue orogénique, trois grands cycles ont été identifiés sur le craton ouest africain:
- le mégacycle léonien ( 3500-2850 MA) qui affecte le Précambrien D2 ( Catarchéen);
- le mégacycle libérien ( entre 2850- 2500 MA) qui affecte les fonnations du Précambrien DI
( Archéen);
- et le mégacycle éburnéen ( 2500- 1500 MA) qui affecte les terrains birrimiens
( Précambrien Cou Protérozoïque inférieur).
La Côte d'Ivoire appartient au craton ouest africain. A ce niveau, le craton ouest
africain est fonné d'un socle constitué de granitoïdes associés à des roches métamorphiques
redressées le plus souvent à la verticale et dont la direction générale est sensiblement Nord-
Sud. Il est recouvert en discordance par les formations non métamorphiques ( Pothin, 1988).
Au niveau de la région d'Odienné, Couture ( 1962) a décrit et établit une chronologie
relative entre les différentes fonnations. Ainsi il distingue de la base vers le haut:
l'Antébirrimien, le Birrimien, et le Tarkwaien.
Les différentes études menées dans la région ont pennis d'établir le schéma suivant: série de
sillons volcano-sédimentaires jalonnés par des massifs granitiques et gneissiques concordants,
traversés par de petits massifs discordants. Cet ensemble s'intègre aux formations éburnéennes.
On remarque par ailleurs que les fonnations impliquées dans les orogenèses qui affectent cette
peuvent être divisées en deux groupes: les métamorphites et les plutonites.
1.4.2.2 Les différents types d'ameurements
Les différents aHleurements des fonnations géologiques de la région d'Odienné sont
identiques à ceux signalés par Biémi dans le bassin de la Haute Marahoué en 1992: boules, chaos,
dalles, dômes, dos de baleine et inselbergs granitiques.
Les boules proviennent du découpage en blocs par des fractures de directions variées. Leur
diamètre peut atteindre 3 à 5 mètres ( photo 1).
Les aHleurements en chaos sont formés d'un nombre inpressionnant de blocs entassés,
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 directionnelle.
L'aHleurement se présente sous la forme d'une colline en blocs et envahie le plus souvent par des
végétaux ( photo 2).
Les dalles sont de véritables plate-fonnes rocheuses de nature variée ( granitique, gneissique,
migmatitique) et d'extension plus ou moins grande. Ces dalles dont la swface est généralement
horizontale ou subhorizontale, occupent fréquemment des plaines d'altitude fiu1>le ou moyenne
(photo 3).
Les dômes sont d'altitude fiu1>le et se dissimulent à travers les savanes sous des buissons ou des
bois isolés. Ce sont des aHleurements collinaires envahis de végétaux s'alignant dans les fractures (
photo 4).
Les aflleurements en dos de baleine sont typiques et allongés le plus souvent dans la direction NE
(photo 5).
Enfin, les inselbergs sont des aflleurements « géants », des montagnes de granites gigantesques
assez nombreuses, et regroupés à l'Est et l'Ouest dans la région. Ils présentent une paroi verticale et
abrupte, le plus souvent affectée de mégafractures parallèles, s'étendant du sommet à la base de la
- - - - - - - - - - - - - - -
'l7ŒSE IJ 'ETAT EN UYDROGIWLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

_ _ _ _ _67
•
" · U V
• .
_
PhOIO 1: Alllcurcmcnl de houles
de granite rose uievasso
Photo 2: Affleurement en chaos
de gneiss près de N'goloblasso
( S/P Tiemé)
hoto 3: Dalle de granite près de
Kabangoué (S/P Gou\\ia)

---

_ _ _ _ _ _68
Photo 4· AlllcurCll\\cnl de
dacile en dôme pres
d'Odienné
Photo 5: Amcurcmcnt de
granite en dos de baleine
près d'Odienné
Photo 6: Un in$elhcrg
Le Dcnguelé près de
Niarnasso.

---

Partie 1.
69
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
montagne. On distingue trois types d'inselbergs: les inselbergs à sommet nu, les inselbergs sans
fractures, ni végétation, et ceux portant les traces d'Wle grande attaque par les agents climatiques.
Certains présentent Wl sommet peu fracturé mais couvert d'Wl tapis végétal Ce tapis végétal pousse
dans·des terrains perchés qui coiffent la montagne. D'autres se caractérisent par un sommet très
fracturé en blocs chaotiques. Les cassures commencent par Wle 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 (photo
6).
1.4.2.3 Description des roches de la région d'Odienné
1.4.2.3.1 Repartition spatiale des formations
La région d'Odienné présente une grande diversité lithologique où on rencontre (figure 27):
- des roches magmatiques plutoniques ou volcaniques, basiques ou acides;
- des roches métamorpWques diverses, tant du point de vue degré de métamorphisme ( faciès
amphibolite et schiste vert.) que du point de vue origine de la roche mère ( magmatique ou
sédimentaire).
Dans ce qui suit, nous procéderons à une description macroscopique et microscopique des
roches, puis leur étude géochimique sera abordée afin de déterminer leur nature.
1.4.2.3.2 Description des différentes roches
A - Roches magmatiques plutoniques
1- Les granites
Les différents échantillons de granites sélectionnés sont DEN23, OD50 , DEN20, OD51, ZIEl,
ZIElO, ZIEll, ZIE6, TIE47 provenant respectivement près de Koudougou, du lycée d'Odienné, de
Denguelé, de Sienso,de Zievasso, de N'goloblasso. Ils sont divers tant du point de vue couleur que
du point de vue texture et taille des minéraux. La couleur est généralement gris clair ou rosâtre. Ils
sont soit sous forme des cristaux fins ( 0.5 à 1 mm), moyens ( 1 à 2 mm) ou grossiers ( 3 à4 mm).
La texture est grenue équante ou grenue cataclastique à protomylonitique avec souvent une
tendance porphyrique. Certains échantillons présentent des filons pegmatitiques avec des cristaux
dont la taille varie de 2 à 3 cm.
Au microscope, les minéraux constitutifs sont:
- quartz
-ch1orite
- microcline plus ou moins perthititique
- séricite, épidotes
- plagioclase
- sphène
- muscovite
- minéraux opaques
- biotite
- myrmékite
17fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSrrE DE COCODY

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Savané 1.
70
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
10-:20
Q-;lO
Loc<llités
Unéaments
/ ' . /
B"
7-:l0
Géologie
o
10
20 km
1
1
i!IIlII Granite Homogène
;;~ Of i Granodiorites
.'-~: ~'::. Granite
. . Gneiss
_
Mf!tasédiments
_
Mf!tilvulcilnites
-~'i..;~~ Gnmite à 2 micas
Schistes, Grauwackes
_
Granites, Mgmatites
~.~j Babbros
fig. 21: CARTE GEOLOGIQUE DE LA REGION O'OOIENNE
TlfESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie 1.
71
Le quartz se présente en plages xénomorphes panois interstitielles ou en oùcrocristaux dans des
veinules, seul comme c'est le cas sur la photo 7 ( OD50), ou associé àla séricite comme le cas sur la
photo 8 ( ZIE6).
Le microcline est en plages xénomorphes, et sur certaines lames, il se présente sous forme
de reliques entourées de manteau de quartz réactionnel ( photo 8 ZIE6).
Le plagioclase. généralement automorphe montre un «coeur» brunâtre remplacé par la séricite
avec des bordures blanc laiteux. Certains cristaux sont zonés, d'autres montrent des mâcles tordues
( photo 9 : ZIE10), d'autres encore montrent un début de remplacement par la clinozoïsite et la
zoïsite.
La mynnékite souvent abondante, et le quartz de réaction forment des manteaux autour
des noyaux ( reliques) de microcline.
La Biotite assez abondante dans certains échantillons est relativement rose dans les faciès
rosâtres. Elle est fréquemment remplacée par la chIorite avec dépot de granules d'oxydes opaques
dans les clivages ou sur les bordures. Par endroit la chlorite forme des paquets et pourrait
représenter le remplacement total de la biotite dans le cas des granites mylonitisés.
La muscovite est exceptionnelle ( ZIE6), ce qui at~este le caractère alumineux de ce dernier.
La séricite, produit d'altération des plagioclases, se présente sous forme de fines paillettes ou se
rencontre dans les plans de fractures en association avec le quartz.
Les minéraux opaques montrent soit des bordures brun-rougeâtres ou verdâtres pléchroïques (
produits chloriteux).
Les microfractures affectant les cristaux, les veinules de quartz et ou séricite, et l'extinction
roulante du quartz, temoignent d'une déformation postérieure à leur mise en place.
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savallé 1.
72
Photo 7 ODSO Filonnet de
quartz représenté par une
plage p(llyerislaliine ( teinte
de polarisat ion claire, orun-
rougeàtrc ct vcn.lâlre) Le
miclOdinc s'observe dans les
gauches mferieur et supérieur
La seriei!c dans le coin infé-
rieur droit LP • 100
Photo 8 ZIEü Manteau de
quartz ( plages claires) dans
du feldspath potassique ( mi-
çradine: plages brurultres)
LP • 100.
Photo 9 ZIEIO Lil de biotite
et sérieitc Quartz ( coin supé-
rieur droit) sigmoldc autour
d'un phenoerislallx de plagio-
ela.~e LN' 1flO

---

Partie 1
73
--------------------~-~----
2- Grallodiorite déformée
Les échantillons SA33 (photo 10 et Il ) et NE36 prélevés respectivement à Kabangoué
et Nienesso représentent la fonnation de granodiorite défonnée.
C'est une roche de couleur grise légèrement verdâtre. La taille des cristaux est de 1 à 3 mm. Ces
derniers sont étirés et détenninent une foliation fiuste. Elle contient des enclaves de roches basiques
sombres de 2 cm de diamètre.
Le microscope présente une texture grenue avec une tendance porphyroïde. Les minéraux
constitutifs sont:
- quartz
- hornblende verte
- plagioclase
- biotite avec inclusions de zircon
- microcline
- séricite, chlonte
Le quartz se présente sous forme de plages xénomorphes interstitielles, tandis que le plagioclase
est automorphe ou sub-automorphe. fi montre un début de remplacement par la séricite,
L'amphibole représentée par la hornblende verte montre une destabilisation par la chlorite.
La biotite se rencontre en grandes lamelles à inclusions de zircon, ce dernier développant une
auréole brune pléochroïque.
La chlorite se présente comme produit de destabilisation de la hornblende verte ou de la biotite,
tandis que la séricite représente le minéral de remplacement des plagioclases.
La linéation minérale mise en évidence par l'étirement des minéraux et les trainées discontinues de
biotite soulignent une foliation fiustre.
3- Diorite
Cette formation est représentée par l'échantillon SA29 prélevé près de Mazela sous-
préfecture de Tienko.
EUe présente une teinte gris-cJair et une swface d'altération grisâtre. La texture est grenue
faiblement orientée. La taille des cristaux varie de 2 à 4 mm. Les minéraux constitutifs sont
plagioclases- hornblende verte - biotitë.
Le plagioclase est partiellement remplacé par des épidotes.
TIIESH D'ETAT EN IfYDROGEO/.OGIE, UNIVIlIt.',rJE DEcrX'OIJY

---

74
PhOl01Q SA'>] (,rallodiorite
Section !nolltrnnl le feldspath
plagiodasc nu ccntre, paillette,
de oiotil C sI!:\\Ill11ldc ( dans la
moitie droite lk la photo),
Amphibole ( IH)rnbklldc )
dans ln moit ie gauche
LN .. 100
Photo Il, SA33
Ciranodioritc
Même section à la lumière
polarisée .. 100
11I/:\\/:'/)'/crIÎ 1:"
IIlJ)I(()(;UII(I(;//:, ( ''l'I'N,;III:'/)/. ((Hl)/))

---

Partie 1--------------------------
75
4 - Les Gabbros ( photo 12 et 13 SA30)
Les échantillons SA30, SA3I, SA32 prélevés respectivement à Mazels, Sananférédougou,
et Kabangoué représentent ces fonnations.
Elles ont Wle teinte généralement gris sombre ou brun jaWlâtre à rougeâtre quand eltes sont
ahérées.
Les cristaux ont Wle taille de 0.5 à 1mm
Au microscope, on observe une texture grenue à tendance doléritique ophitique. Les minéraux
constitutifs sont:
- pyroxène (augite)
- plagioclase
- minéraux opaques
- produits chloriteux
Le pyroxène se présente sous forme de plages xénomorphes.
Le plagioclase se rencontre en lattes automorphes enchevêtrées.
Les minéraux opaques forment des plages sombres à bordures rougeâtres. Les produits chloriteux
sont associés aux pyroxènes et indiquent W1 début de destabilisation de ces derniers. L'absence de
structures indique leur caractère post-tectonique.
5- Métagabbros
Les métagabbros sont représentés par les échantillons NIA 12 et DEN22 respectivement de
Niamasso et de Route de Koudougou.
De couleur ( teinte) gris sombre à noire, avec des patines brunes ou noires, ces roches ont des
cristaux grossiers avec une taille de 1 à 1.5 cm. La texture grenue grossière ne présente pas
d'orientation préférentielle.
Les minéraux révelés par le microscope sont:
- pyroxène
- épidote
- hornblende verte
- minéraux opaques
- plagioclases
Le pyroxène se présente très souvent sous forme de reliques plus ou moins ouralitisées.
La hornblende verte se présente sous forme de grands prismes sub-automorphes et montre un
début de remplacement par la chlorite et les épidotes. Elle résulterait du remplacement du pyroxène.
Le plagioclase se présente en grands cristaux automorphes à sub-automorphes et souvent à plages
polycristallines.
fi existe de la cblorite et de l'épidote dans la hornblende.
6 - Les Métado/érites
Les métadolérites sont représentés par les échantillons DEN21 et DEN22 de Koudougou.
Macroscopiquement, ce sont des roches massives, gris sombre à noire et présentant des surfaces
d'altération brun rougeâtre. Elles ont une texture doléritique ophitique (photo 14 DEN22 ).
Elles sont constituées de :
- hornblende verte
- chlorite
- plagioclase
- quartz secondaire
- actinote
- minéraux opaques
- pistachite et c1inozoïsite, zoïsite
71fESE f) 'ETA T ES HYDIWGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

S;)\\,;)l1é
76
Photo 12
Si\\30 (;abbm py-
ro\\èl1l: cn plages claires ou en
sect ions alloll!!.l'es La dcstabi-
Iisation 011 pyroxène par des
proullilS chlorill'U\\ ( plages
vcrdàtrcs assoôtts aux pyro-
xènes) LN' 100
Photo 13
SA.la C;abbro
mèmc sect ion en lumil'rc
polarisee Li> - 100
Photo 14', DEN22 Dolàitc
ialtl's de plagioclases ( sect ion
a\\longées claires) cl lJymxèlws
( sections brunes il fan relief)
ct quclqu~ rares minerau'<
opaques LP- 100

---

Partie 1
77
Le plagioclase se présente sous fonne de petites lattes automorphes, qui avec l'actinote en fines
aiguilles, la chlorite, épidotes et le quartz fonnent Wle sorte de matrice où sont noyés des
phénocristaux de hornblende verte.
La hornblende, en grandes plages ou en prismes, est plus ou moins remplacée par la chlorite.
La pistachite et la clinozoïsite sont présentes dans la matrice en association avec la chlorite. Cette
dernière représente également un produit de destabilisation des amphiboles.
La zoïsite par contre résulte de la destabilisation des plagioclases.
Localement, la matrice constituée d'actinote, lattes de plagioclases, chlorite et épidote, montre une
orientation qui indique Wle orientation des minéraux.
B - Roches MétamOlphiques d'origine magmatique
1- Méfabasites
a- Les Amphiboloschistes
Ces fonnations sont représentées par les échantillons
T1E40, DENI4, SA26, SA32
respectivement de Tiemé, du ranch d'Odienné, de Kimbirila sud, et de Kabangoué.
Ce sont des roches massives ou à schistosité fiuste et de couleur gris verdâtre. Elles présentent une
altération rouge violacé à jaune ocre ou brunâtre.
On note la présence de deux faciès:
- Wl faciès à texture nématoblastique
- lit faciès à texture nématoblastique à reliques de phénocristaux.
Le faciès à texture nématoblastique est constitué d'actinote en aiguilles enchevêtrées et rares
paillettes de chlorite concentrée dans les plans de schistosité. Les minéraux opaques se présentent
sous forme d'agrégats granuleux ou sous forme de plages.
Le faciès à texture nématoblastique avec reliques de phénocristaux, est constitué d'une
matrice formée d'aiguilles d'actinotes enchevêtrées, chlorite, pistachite et clinozoïsite, avec de rares
microcristaux de quartz. Dans cette matrice, on rencontre des amas de chIorites, d'actinotes, et
parfois de pistachites auxquels sont associés des reliques d'amphibole. On y observe également des
minéraux opaques.
Le faciès à texture nématoblastique résulte de la recristallisation de verre volcanique, tandis
que le faciès nématoblastique avec reliques résulterait de roche microlitique porphyrique. Dans les
deux cas, le verre recristallise en actinote, chlorite et épidote, quand les phénocristaux des
ferromagnésiens ( amphibole) se destabilisent en chlorite et épidote.
b- Les Pyroclastites
Ces formations sont représentées par l'échantillon NE38 de Nienesso.
Du point de vue macroscopique, c'est une roche massive formée d'une matrice verdâtre où sont
noyés des fragments d'amphibole de 0.5 à 1mm.
Elle présente une teinte généralement gris verdâtre et une surfàce d'altération brun
rougeâtre.
Au microscope, on observe Wle matrice constituée de microcristaux de quartz, d'aiguilles
d'actinotes, de lattes de plagioclases, de clinozoïsites et pistachites. Dans cette matrice, sont noyés
des fragments de hornblende verte en voie de remplacement par la clinozoïsite et la pistachite. On
note la présence de minéraux opaques (pyrite) souvent disposés dans des veinules millimétriques.
71ŒSE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DECOCODY

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Savané 1
78
---------~---------------~
c- Les Amphibolites
Les arnphibolites sont représentées par les échatillons SA27, SA34, NE37, DEN 19 prélevés
dans les localités suivantes: Kimbirila sud, Kéré, Nienesso, près de Denguelé.
Ce sont des roches massives, de couleur gris sombre à noire ou gris verdâtre. La taille des
cristaux varie de 0.5 à 2 mm. On note localement des veinules d'épidote jaWle verdâtre. Les roches
ont une altération bnm rougeâtre. Les faciès schisteux ont une couleur jaWle verdâtre où on note
des porphyroblastes d'amphIbole moulés par les plans de schistosité.
Au microscope, ces roches présentent une texture grano-nématoblastique, localement
cataclastique à protomylonitique. Les minéraux constitutifs sont:
- hornblende
- plagioclases
- quartz
- épidotes et minéraux opaques
La hornblende se présente en prismes plus ou moins cataclastiques et localement remplacée
par l'épidote.
Le quartz et les plagioclases peu abondants forment des lits clairs alternant avec des lits
d'amplùboles. Ceci met en évidence la foliation.
Les faciès schisteux, et la hornblende cataclastique observables sur certains échantillons
indiquent une tectonique cassante post-foliation.
2- Les Métavolcanites acides
a- Les Métadacites
Ds sont représentés par les échantillons ZIE5, ZIE4, DEN20, respectivement de Zievasso et
du ranch d'üdïenné.
Ce sont des roches massives porphyriques présentant une teinte gris sombre à noirâtre.
Au microscope, la roche présente une texture porphyroblastique.
Les minéraux constitutifs sont:
- quartz
- séricite
- plagioclase
- calcite
- biotite
Le quartz en microcristaux associés à de fines paillettes de séricite , biotite et calcite,
forment une matrice microcristalline.
Dans cette matrice, sont noyés des phénocrîstaux de plagioclases de 2 à 3 mm. Ds montrent
généralement un «coeur» séricitisé et une bordure blanc laiteux. Cette destabilisation est parfois
accompagnée de calcite et albite ( photo 15 ZIE5). La schistosité est mise en évidence par les fines
paillettes de biotite et séricite qui forment des lits sigmoïdes autour des phénocrlstaux de plagioclase
(photo 16 ZIE5 ).
Dans l'échantillon ZIE4, le plagioclase existe en petites lattes dispersées dans la matrice. On y note
également la présence de chlorite et parfois de la zoïsite résuhant d'un début de déstabilisation des
plagioclases.
La biotite primaire montre un remplacement par la ch10rite avec dépôt de granules d'oxydes
opaques, alors que la biotite secondaire en fines paillettes se rencontre dans les plans de schistosité
qui moulent les phénocristaux de plagioclases.
La calcite forme, soit des plages polycristallines, soit dispersée dans la matrice.
l1ŒSE f)'E'!ilT EN ffYDROGEOLOGlE, UNIVERSm'DECOCODY

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Panic 1
.-- -._----
79
Photo i~i: Métadacitc.
Plagioclase en voie de rem-
placement par la séricitc-al-
bite (clivages visibles) et la
calcite ( plages à teintes vives)
LP. • 100.
Photo 16. ZIES.Métadacite
Lit de biotite ( coin supérieur
droit), séricitc et quartz; sig-
moïde autour de plagioclase.
LP. • 100.
..
-------_ _-
..
TI/I:'S/:' {) ';:''{;l'/' {:X 1/ l'ma)(iH(Jf.(XiII:'. (},\\'1I7:'H.'nr: {)I:" COC()/JY

---

Savané 1
80
b- Métarhyodacitc
Les échantillons concernés sont 0052, Z1E8, TlE43 prélevés près du lycée d'Odienné, à Zievasso
ct près de N'goloblasso.
C'est wle roche massive, dure à cassures esquilleuses et de teinte grise.
Au microscope, on note que la roche présente une texture porphyroblastique. EUe est constituée
d'wle matrice grano-Iépidoblastique fine fonnée de quartz, séricite et biotite en fines paillettes. Dans
cette matrice sont noyés:
- des plages polycristallines ou monocristallines de quartz représentant d'anciens phénocristaux de
quartz.
- des phénocristaux de plagioclase plus ou moins remplacés par la séricite, zoiSite et panois de la
calcite
- Biotite primaire en voie de destabilisation par la chlorite avec dépôt de granules d'oxydes
opaques. La biotite secondaire se présente sous fonne de fines paillettes.
- des amas de chlorite et épidotes et parfois muscovite, auxquels sont associés des oxydes opaques
( photo 17 et 18 OD52 ).
- par endroits, on observe des micro-fractures où recristallise la calcite pour donner des veinules
auxquelles sont associées des minéraux opaques ( photo 19 OD52 ).
L'orientation des paillettes de séricite et biotite indique la schistosité fruste.
e- Métarhyolites
Cc sont les échantillons DEN16 , DENI8, Z1E2, Z1E9, T1E44, T1E45, TIE47, TIE48 prélevés
dans les localités suivantes qui représentent ces fonnations:le ranch d'Odienné, près du stade
d'Odienné, Zievasso, N'goloblasso, Zyguitiéla, vers Goulia.
Elles sont massives ( DEN16 ) ou mylonitiques ( ZIE9 ), porphyriques et de teinte généralement
grise ou gris clair à passées brunâtres. Les phénocristaux de quartz et feldspaths ont une taille de 1 à
2 mm, noyés dans.une matrice microcristalline.
Les faciès mylonitiques présentent une schistosité nette à plans soyeux par la présence de la séricite.
Au microscope, on note que la texture est porphyroblastique. Les minéraux constitutifs sont:
- quartz
- épidote
- plagioclase
- biotite
- séricit~ chlorite
- minéraux opaques
Le quartz se présente en microcristaux et en plages polycristallines ou monocristallines.
Le plagioclase se présente également en microcristaux qui, avec le quartz et la séricite forment une
matrice microcristalline. Baignant dans cette matrice, on note des phénécristaux de plagioclases
automorphes à sub-automorphes en voie de remplacement par la séricite et rarement par la zoïsite.
La biotite destabilisée par la chIorite forme par endroit des amas de paillettes vertes pléochroïques.
La matrice microcristalline constituée de quartz, plagioclase ( albite), séricite et rares chlorites,
résulterait de la recristallisation de verre volcanique. Les plages polycristallines ou monocristallines
de quartz et de plagioclase représentent d'anciens phénocristaux. L'absence de calcite comme
produit d'altération des plagioclases atteste leur caractère acide.
.
Dans l'échantillon Z1E9, on note la présence de rares cristaux de pyrite, de taiUe variant de
0.5 à 4 mm.
711ESE D'ETAT EN IIW/UXiEOUXi/E, lfN/V/:ï?Srm DE C(}C()f)Y

---

Partie 1
~I
l'holo 17 01)52
MCIClrhyou;]cilC
Plllges de chluritcss ( laches
verd.llrcs) assol'it"cs cl des
oxydt'S Op3tjUl'S, muscovile.
I.~ * 1(){l
...
Photo 18 0052
, \\t"" ---
1 Mélarhyodacite
meme seclion
,! en lumière pl)laris Ce La mus-
covite presente une teinte vive
rouge vcrd~tre
1~~~~~~~~~~~~~~f~,~~~,~.1YPhOt\\) 19 Me!llrh\\'odacite
~~).~~~ Veinules dt l'akilt microi'ri\\('
tUles (moitie ~i\\UdlC dl' la
rhnto) n:mrlic~ de cilkit(;
(plages d;1irI,;S, vcrJàlrcs
~1~~~~;~ alollges, ttintes Id\\ cs
1
LI) • 1(II)

---

C' ,
S:I\\:Illé 1
"-
('- Il:S Rodll:s 1Ill:1amorphiqlll:s d' origilll: ~l:dillll:llt airl:
I·ïll:s Iq!,l'llupent les Illicasdlistes et les schistes. celtains gneiss ct les qual1/,ites en Sl:lllnt
distingués compte tenu de leur OIigine peu é\\'idellte,
Nous tenterons de déterminer celle-ci dans l'étude des diagrammes géodlimiques.
1- IA's ////msc!lIslt's ( photo 20 et 21
TI F ·n)
Ces I<Hlllations sont rcpréscntécs par Ics échantillons '1'11:46. et '1'11-:42 de la reglon de
Tiemé,
I.es nlicaschistes ont unc tcintc glis clair et dcs clistaux dc taille moyenne 0.5 mm. 1>a schistosité
SI a été plissée avec dévcloppcmcnt dc plis isoclinaux. Dans Ics challlièrcs de ccux-ci, on note une
reclistalliS<ltion de qualtz ( 5 mm;l 1 cm) qui s'associe;) dc grandcs lamellcs de muscovite.
I\\u microscopc. ils préscntcnt une texture grano-Iepidoblastique. 1>cs minéraux const itutils sont:
- qu:ut /,
- muscovite
- plagiodasc
- dllorite
- biotite
- apalite rare
- microcline
- mllleraux opaques
I.c plagioclase sub-automOlllhc est souvcnt cataclasé ct montre ll\\l remplacemcnt par la
séricite,
I.a biotite cst soit s~11cinématique ct se concentrc dans Ics plans dc schistosité. soit posl-
tectonique ( post SI). Dans cc cas, clle sc préscntc cn lamcllcs obliqucs par rappOlt à SI ( photo 21
TIF.42). Elle cst souvent associée à dc l'épidote ou montre Wle destabilisation par la chlolite avcc
dcs bordurcs noircs de granules d'oxydes opaques.
1>ocalcment, le quartz se présente sous-fonne de plages polyclistallines.
Les microrractures affectant les cristaux et les biotites post-cinématiques, indiquellt unc
défonnation postérieure à la génèse de la schistosité SI.
2- Séricilosc!lisle
Ils sont représentés par l'échantillon SA26" provenant Kimbilila sud.
C'cst une roche relativement tendre, de tcillte glisc à passées jaunc orangé. Lcs plans dc schistosilé,
fins ct réguliers, présentcnt Wl aspect soycux.
1)- Gnciss migmatitique
Il cst rcprésenté par l'échantillon TI E39 provenant de Tiemé.
Il présente une tcinte grisâtre avec dcs cristaux grossiers dont la taille varie de 2 à 3 ml11. La
foliation cst mise en évidence par une altemancc de lits biotitiqucs de 3 à 7 mm et de lits de naturc
granitique de plus dc 2 cm. La discontinuité des lits de biotite, relayés par des zones granitiqucs,
montrc qu'il s'agit d'unc roche en début de fusion paltielle.
I\\u microscopc, on distingue dcs zones à texture granoblastique et des zones à tcxturc grano-
lépidoblastiquc. Lcs minéraux constitutifs sont:
- qualtz cn plages xénOmO'l,hcs
- microclinc cl pClthitc
- plagioclases sub-autom0'llhcs paliois zonés 'ct palfois cn voic dc destahilisation par la sélicite
- la biotite. hnm sombrc, montrc llll début dc rcmplaccmcllt par la vClllliculitc.
1111,,',.: /1 '1:"/,1 Î L \\
11/'/ JIU)( ;I:'(}/()( ;11:'. l' \\'11 Î:RSIIJ: nI:' ( '()( '(JI))

---

Par1i~ 1.
83
Photo 20 T1E42: Micaschiste
Biotite syncinématique dis-
posée dans les plans de schis-
tosite ( dnns le sen~ de la lon-
gueur de la photo), el biotite
poSt-cillëIl1Rtiqu~ oblique par
rapport il L'\\ précédente.
LN t'oo
Photo 21. TIE42: Micaschiste
Même section en lumière pola-
risée. Dans le coin supérieur
gauche, on observe un micro-
cline ( section brun-rougeltre).
LP: • 100.

---

Sa va né 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 84
.:- Qulll1ZiH~~_Lnualtzo-sélicitoschistes)
Lcs quartzites sont rcprésentés par les échantillons DEN 17, NE35, ZIE3 de la zonc
DClIguclé, de Nenesso, et de Zievasso.
Ils sont massifs, dures. à cassures chonchoïdales ou esquilleuses. Ils ont Wle teinte généralement
rosàtre. AUClUI minéral n' est observable à l' oeil nu, à l'exception de quelques rares cristaux de pyrite
( 1.1 L:J ) rie lalii(. ;.;[; '" "4:lIimp.triaue.
Au microscope,
ils préselll\\:IIL
~"n t"x1llre grano-Iépidoblastique fine à tendance
pOtVl1yroblastique.
Ils sont constitués d'wle matrice microcristaHine composée de quartz et de fines paillettes de
sélicite.
Dans cette matrice, sont noyés des plages polycristallines de quartz à extinction roulante
patfois associés à de la muscovite, ou en plages monocristallines.
Dans l'échantillon Z1E3, à ces plages de quartz sont associés du plagioclase et parfois de la
calcite. Des amas de séricites observés ça' et là représenteraient des produits de destabilisation de
plagioclase. On observe localement des minéraux opaques à bordures vertes pléochroïques (
ch IOtite?).
La schistosité est mise en évidence par l'orientation des paillettes de séricite. On note des
microliactures où cristallisent quartz et séricite ou parfois quartz seul
F - Quartz filonien
Ce sont les échantillons Z1E7, SA24, SA25, SA28 provenant de la zone de Zievasso, de Kadiola et
dc Kanidougou.
Ils sont blancs laiteux ou brun rougeâtre lorsqu'ils sont ferruginisés.
Les faciès tectonisés montrent des hydroxydes de fer dans les fractures. Ils peuvent aussi fonner
des croûtes ferrugineuses; ce qui confère aux échantillons W1 aspect souvent caverneux.
Les faciès non ferruginisés montrent parfois des couches noirâtres de tounnaline.
11ŒSE /J'EDIT /lN Ifr!J/(()(;t.'O{.oU/E. l/SIl1:ï?SI71:' VI, COCO/J}'

---

Pa rt ie 1.
85
1"'.2.4- Etude céochimiC]ue de!l échlll1tillol1!1
Au total 33 échantillons ont été analysés à la SODEMI (Société dc Développement de Mines). Ils
correspondcnt à dcs amllhiboloschistes, des amphibolitcs, métadacites et métarhyolites : ceux-ci
sont regroupés comme étant des métavolcanites.
Panni les plutonites on distingue des granites, des granodiorites, des gabbros. Des quartzites ont
été également analysés.
Les résultats des analyses sont consignés dans le tableau 9. La correction faite sur le fer total donné
par l'analyse est celle de Le Maître, (1976). Seront abordés successivement l'étude géochirnique des
métavolcanites, puis des plutonites et enfin des quartzites. Ceci nous pemlettra de déterminer les
roches analysées.
Tableau 9: Résultats des analyses chimiques
EchL~
Si02
A1:20
Fc:20
FcO
MoO
MgO
Cao Na::!O K:20
TIO:2
P:!OS
PF
3
3
DEN 14
49,35
Il.35
4.48
3.2:2
0.17
3,33
3.77
1.61
n.ls
1.73
n.1 1
0.95
DENIS
46.91
Il.18
4.55
3.64
0.17
3.27
4.67
1,1:2
1,13
0,90
0,57
:2,60
DEN 16
n,28 Il,68 1,08
0.66
0,04
0.09
0,03
3,96
3,48
2,38
0,34
0,56
DEN 17
84,93
9,87
0.23
0,17 . 0;01
0.02
0.02
0,28
1,79
n,49
0,11
1,15
DEN 18
64,03
13,1 1
3,54
2,63
0,08
0,737
0,:26
8,11
8,38
1.15
0,11
n,R5
DEN 19
58,47
1:2,69
S,II
3,97
0,19
2,51
1,78
3,00
1,15
1,89
:2,85
1,08
DEN 23
76,83
Il,92
1,18
0,87
0,03
0,04
0,02
3,81
5,68
1.56
0,11
0,77
NE35
82,94
0,64
1,08
0,81
D,DI
0,13
0,09
0,40
0.08
0,57
0,11
0,45
NE 36
64,79
1:2,75
1,26
0,96
0,0:2
0,36
O,()6
3,67
3.13
2,32
0,46
:2,15
NE37
55,54
Il,93
2.71
:2,10
0,08
2,23
1,14
3,94
3,77
1.64
:2,16
1,07
NIA 12
49,23
12,23
6,76
5,38
0.14
3,56
3,51
2,05
D,56
2.K8
0,80
0,97
OD~
79,94
Il,54
0,99
o,n
0,03
0,07
0,04
3,28
4,82
1,48
0,90
0.62
0051
74,28
Il,51
0.83
0,62
0,03
0,17
0,08
3,87
3,66
1,15
0,11
0,50
0052
64,24
Il,24
1,98
1,28
D,la
2,64
0,07 ·4,86
2,29
0,74
0,11
l,56
SA26
45,33
7,97
5,07
3,74
0,18
19,65
2,94
1,29
0,11
1,64
2,73
4,00
SA30
46,26
Il,90
8.24
6,60
0,21
3,22
1,78
2,24
0,34
5,45
0,11
1,72
SA32
46,58
Il,20
7,06
5,65
0,19
3,57
2,29
2,30
0,31
2,88
0,34
0,67
SA33
62,27
13,12
2,76
2,11
0,11
2,21
0,57
4,10
2,78
1,64
0,57
1,39
SA34
53,94
10,91
6,32
4,99
0,19
3,34
2,93
1,70
0,14
I,n
l,59
0,67
TlE39
75,21
12,90
1,39
1,03
0,03
0,33
0,07
4,04
4,13
0,98
0,34
0,80
T1E40
46,47
12,69
6,49
5,19
0,18
3,51
2,12
2,39
0,52
2,06
0,11
0,41
TlEA3
68,35
12,41
1,07
0,80
0,04
0,13
0,02
4,49
4,70
1,48
0,23
0,47
TlE44
71,13
12.96
l,55
1,16
0,07
0,32
0,06
5,10
3,81
2,46
0,34
0,49
TIE45
77,09
12,37
1.03
0,76
0,03
0,15
0,08
5,16
3,07
0,82
0,34
0,34
TlEA7
74,62
10,14
1,10
0,82
0,05
0,18
0,04
4,67
4,24
1,16
0,11
0,36
TIEAB
72,49
10,99
0,70
0,53
0,02
0,09
0,01
4,08
4,33
1.39
0,11
1,03
ZJE!
73,93
12,42
1,1 1
0,83
0,05
0,39
0,11
4,24
4,34
n,74
n,II
0,51
Z1E3
71,93
8,66
0,93
0,69
0,05
0,10
0,02
2,24
5,03
1,15
0.23
1,07
ZIEA
67,05
Il,06
2,55
1,61
0,10
1,18
0,14
3,87
2,n
1.40
n.1 1
l,n7
ZIES
56,51
13,74
3,10
2,10
0,08
1,07
0,23
4,37
2.75
1,7~
0,91
1,28
ZIE6
72,00
II,H2
0,79
0.59
0,03
0,03
0,02
3.91
5,40
0.74
O,~3
0,64
ZIE8
65,75
13,00
2,95
2,~4
0,07
1.43
0.25
4.14
2.21
1.B9
0.34
0,74
ZIEII
66.99
11.39
0,79
0,59
0.06
O,I~
O.O~
4,35
4 ,go
2.39
0,23
0.59
17ŒSE D'ETAT EN Ill'nlWGEOLOGIE. UN1VERSrm DECOCODr

---

Savané I.
86
---------~----------~-------
1.4.2.4.1 - Les métavolcanites
A- Analyse du tableau et de la composition nonnative.
Les métavolcanites sont très hétérogènes du point de we composition chimique comme le
montre le tableau 9. Ainsi, la composition en éléments majeurs est la suivante SiÛ2 : 45.33 - 77.09
% (couvrant l'interval des roches basiques intermédiaires et acides) ; Ah03 : 8.66 - 13.74 % ; F~ÛJ
: 0.7 - 7.06 % ; FeO : 0.53 - 5.19 %;
MgO 0.9 - 3.57 (Sauf l'échantillon SA26 qui est
particulièrement riche en MgO: 19.65 %) ; Na20 : 1.29 - 5.26 % (avec 8.11 % pour l'échantillon
DEN 18); K20 : 0.11 - 3.77 Ù (excepté DEN18 : 8.3 %); MnO 0.09 - 0.19 % ; TiÛ2 : 0.74 -2.88
% ; P20s : 0.11 - 2.85 : La perte au feu PF indiquant le degré d'hydratation varie de 0.34 à 1.56 ;
particulièrement marquée pour l'échantillon SA26 (4 %).
La composition nonnative de ces métavolcanîtes, calculée à l'aide
d'Wl logiciel
ClASSVOLC V.l, est consignée dans le tableau 10. On note que toutes les roches sont à quartz
nonnatif avec des pourcentages variant de 4.81 à 36.25. L'olivine nonnative présente est la fayalite
avec des pourcentages de 0.25 à 9.55. A l'exception des échantillons DEN 18 ; TIE 43 TIE 47 et
TlE 48, tous les échantillons contiennent du corindon nonnatif avec des pourcentages de 0.74 à
6.52 : ceci leur confere Wl caractère hyperalumineux. Le caractère hyperalcalin des échantillons
DEN 18 ; TIE 43 , TIE 47 et TlE 48 se manifeste par l'opposition d'aegyrine normative avec des
pourcentages de 0.25 à 6.56. La présence de silicate de Sodium Na2Si03 dans la norme des
échantillons DEN 18 ; TIE 47 et TIE 48 indique des roches hyperalcalines sodiques.
Les forts pourcentages d'Orthose nonnatifO.66 à 49.51 % et d'Albite normative: 10.89 à 43.12 %
et la rareté des échantillons à Anorthite nonnative (17.98 % pour DEN 14 ; 4.14 % pour SA34 et
9.76 % pour TIE 40) sont en relation avec les fortes valeurs d'alcalins: 1.4 % à 9.19 % et les
faibles teneurs en CaO: 0.01 à 3.33 %. Le c1inopyroxène normatif représenté par le diopside Dl
ne se retrouve que dans l'échantillon DEN18 (0.47 %).
Les autres minéraux nonnatifs donnés par le calcul de la norme sont: Hypersthène (Hyp) : 0.23 à
8.74 % et 48.93 % (SA 26), Magnetite (Mt) : 1.05 à 4.8 %, llménite (llm) : 1.41 à 3.59 ;
Hematite (Hem) n'existe que dans 3 échantillons (DEN 14 ; TIE 43 et TIE 44) avec des valeurs
respectives 0.66 % ; O. 6% et 1.03 % et la Rutile dans ces mêmes échantillons: 1.19 % ; 0.17 %
0.57 % et 0.55 % pour TIE 48; patite (Ap); 0.02 à 5.3 %.
Selon les noms IUGS donnés à partir de ces compositions virtuelles, les métavolcanites se
distinguent en :
- Métavolcanites basiques et intermédiaires représentées par des andésites pauvres en potassium
(DENI4 ; SA 34 et TIE 40) ou moyennement riches en K (DEN19),
- Métavolcanites acides représentées par des dacites et rhyolites moyennement riches en K (TIE 45,
DEN 16, ZIE 4 et ZIE 8), rhyolites riches en K (TIE 44, TIE 47), peu potassiques (TIE 48, ZIE
2, TIE 43), des trachydacites (ZIES, NE37),
Les échantillons DENI8 (phonolite potassique) et SA26 (picrite) sont assez particuliers, car l'un est
extrêmement riche en MgO (19.65 % pour SA 26) et l'autre, présente un caractère alcalin très
marqué (Na20 + K20 = 16.49 pour DEN 18). L'utilisation de quelques diagrammes géochimiques
nous permettra de savoir s'il s'agit de caractères secondaires acquis au cours d'un métamorphisme
métasomatique ou de caractère primaires.
17fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

-;
=
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n'
-
Tableau 10 :
CLASSIFICATION
NORMATIVE
1U GS
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Or
Ab
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An
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Sa2.s,()~
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0.17
O.O-l
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0.45
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0
0
0
0
0.8
0
0
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1.0.1
O~ï
0.1
lIi~ K Rh\\oIite
Tlr:rl5
35.09
0.56
[8.16
43.66
0
0
0
0
0.37
0
1,05
1.56
0
0
0,14
~ledium l' Rh)Ohh:
.,.,
~
TlE-n
36,25
0
15.08
28,56
0
1.98
0
0.46
0.25
0
2.2
0
0
0.08
Hilh K Rhvohlt
-..
;.'i
TIE48
32.72
0
25,59
32.41
0
1.37
0,13
0
0.23
0
0
1.6
0
0.55
0.02
Pulauic lligh K Rh)'01II~
è;
zn'"
31.n
0.74
"".66
35.88
0
0
0
0
0.97
0.3.1
1.1
1.41
0
0
0,2
Pucassic Hilh l' Rh)'o/ite
s.
ZlE4
31,75
1.75
16.05
32.76
0
0
0
0
2.94
1,J7
2.15
2.66
0
0
0.26
~lcdiumK Rh)'oIile
~
7JE5
17,96
.1.57
16,28
36.94
0
0
0
0
2.66
2.25
2,J7
.1.27
0
0
0.41
T~1e
~
lJE..'l
30.+1
.1.8
13.05
.15.02
0
0
0
0
3,56
1.46
2.65
3.59
0
0
0,46
Medium K Dacile
~
g
....
. ,
00
-.)

---

Savané l.
88
- - - - - - - - - - - - - - -
B- Traitement des métavolcanites dans les diagrammes TAS
1- Diagramme TAS
Les paramètres TAS des métavolcanites sont regroupés dans le tableau Il
Tableau 11 : Paramètres TAS des métavolcanites
Paramètres
Si02-Alcalins
Métavolcanîtes
;)IUL.
1\\
DEN 14
49.35
1,75
SA26
45.33
1,40
SA32
46.58
2,61
TIE40
46,47
2.91
NE.17
55.54
7,71
DEN 19
58,47
4.15
SA34
53,94
1.85
ZlfA
67.05
6,59
ZIES
56.51
7.12
0052
64.24
7.15
l'lE43
68.35
9.19
l'lEM
71.13
8,91
TIE45
77.09
8,23
TIE47
74.62
8,92
TIE48
72,49
8,41
ZlE2
73,93
8.58
ZIE3
71,93
7,26
ZIE8
65,75
6,35
DEN 18
64,03
16,49
Plutonites
OEN23
76.83
9,49
0050
79.94
8.10
0051
74.28
7,52
ZIE6
72.00
9,31
ZIE11
66,99
9,22
SA33
62.27
6.88
NE36
64.79
6.80
NIA 12
49.23
2.60
SA30
46.26
2,58
SA32
46,58
2.61
17ŒSE D'HTAT EN IIrDROGEOLOGlE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie 1.
89
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Dans le diagramme TAS (total alcali-silica) de la figure 28, les métavolcanites se classent en
basaltes DEN 14, SA 32, TIE 40 et SA 26; l'échantillon SA 26 présente Wl caractère de basalte;
andésite basaltique (SA 34) ; andésite (DEN 19); Trachy-andésite (NE 37 et ZIES); dacite (ZIE 8,
ZIE 4, OD52) ; trachydacite (DEN 18 et TIE 43) ; Rhyolites représentées pour les autres
échantillons.
Dans le diagramme de la figure 29 (SiÛ2 - K20) ; tous les échantillons, à l'exception de DEN 14 et
DEN 19, sont soit moyennement potassiques ou très potassiques: les dacites sont moyennement
riches en K et les Rhyolites riches en K
Dans les deux diagrammes on note la rareté des termes intermédiaires due certainement aux
aléas de l'échantillonnage et Wle nette prédominance des termes acides. Les points représentatifs
des échantillons se distnbuent le long d'Wle droite qui passe par les basaltes et les rhyolites: ceci est.
particulièrement net dans le diagramme SiÛ2 - (Na20 + K20). Cette distnbution traduit Wle
évolution silico-potassique.
Dans le diagramme SiÛ2 - K20, les points représentatifs des métavolcanites se situent dans le
domaine des séries subalcaline moyennement riche en K : ce domaine correspond à celui de la série
calco-alcaline ou alumineuse. Le caractère alumineux apparaît dans le calcul de la norme par
l'abondance du corindon nonnati(
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrfE DE COCODY

---

Snvané 1.
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0
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Fig. 28: ~1t.:la\\·()Ic;u,ileshasiques cl :lcides dans le <tiagr;ullml' '1':\\ S
(Kuno) /968)
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Amphibo\\oschislCS
•
ArnphiboilCS
•
MélaV()\\canilcs
acides
high.K
•
••
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..i..
•
IIll....lium-K
'Z
..,~
• ..
Im\\'-K
()
-'0
-':'i
50
55
(.0
(,:'i
70
75
Si02 wl%
F·
29· Métavolcanites basIques et acides dans le diagramme Si02 - K20
19.
.
(Péccérillo eT Taylor) 1976)
~
~-
---- --~ --~ --- -- - - - -
nfESh,' J)'H1'AT HN J/)'J)ROGh,'oLOGœ, UNJVERSrrE DE C(x"OJ)}'

---

Partie 1
91
--------------------
2- Diagramllle Q-R-F de f)e /a Hoche
Ces diagramllles Q-B- et B-F pennellent une interprétation géochimique des roches ignées étudiées.
Les paramètres sont :
Q = Sil3 - (Na -1- K + ? Ca)
3
Il = K- (Na -1- Ca)
F= Fe + Mg +Ti
Q : représente la silice libre non associée aux feldspaths; 8 oppose l'orthose à l'Albite et
l'Anorthite, tandis que le paramètre F est sensiblement proportionnel à la teneur en minéraux
colorés.
Les pourcentages pondéraux des éléments sont convertis en mi\\liatomes dans 100 g de roche (le
tableau 12 donne les valeurs des paramètres).
Tableau 12: Paramètres Q-B-F des métavolcanites
P'.u-.unètrcs
Q-B·F
Méla\\'olcanilCs
Q
B
F
DEN 14
174,31
122.40
-115,9X
SA26
172.91
135.81
-91.73
SA32
150.95
202.69
-108,24
TlE40
144.90
178.86
-103,55
NE37
87,71
83,45
-67.12
DEN 19
182,44
142.61
-104.25
SA34
206.80
169.n
-104,15
Z1EA
188.14
71,75
-69,64
ZIES
111.80
89.51
-86,32
üD52
150,47,
51,71
-109.22
TlEA3
134,76
42,95
-45,18
T1E44
149,03
66,21
-84,30
TlEA5
195,53
33,59
-102,44
(
TlEA7
173,03
39.66
-61,23
TIE48
178,79
33,48
-39.75
Z1E2
180,24
34,60
-46,37
Z1E.3
220,23
35,61
34,35
ZIER
181,80
91,58
-91,02
DEN 18
-frl,33
95,12
-HR,14
PIUlonitcs
DEN 23
182.92
46.37
2.53
OD50
235,23
40.91
-4.03
OD51
209,22
33.24
-48,37
Z1E6
158,7\\
27,27
-11,55
ZIEII
l'2H.OS
47.90
-37,29
SA33
147,72
K4.27
-83,32
NE36
174,33
58,12
-5'2,67
NIA 12
153.91
116.85
-195.27
SA30
156.34
262.80
-97.02
SA32
150.95
2o:!.69
-108.24
-
. . .
171I:S/:' [)'HTtlT EN llYlJUOGEOUXilE, UNlVliRSn.,.: /JE UX'OlJr

---

Savané 1
92
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Dans le diagramme de la figure 30 sont représentées les métavolcanites basiques et acides
d'Odienné. La partie inférieure du diagramme représente le diagramme partiel Q-F. Le paramètre Q
varie de 87.71 à 220 ( à l'exception de l'échantillon DENI8 Q =: - 87.33), F varie de - 45.18 à
115.98 (à l'exception ZIE 3 avec F =: 34.35). Les points représentatifs des roches se distribuent
dans le domaine des granodiorite et celui des adamellites.
Des tennes basiques aux tennes acides l'axe d'évolution est sensiblement horizontal. La partie
supérieure représente le diagramme partiel B-F. On note que les échantillons se distribuent suivant
un axe métabasites-méta acidites (axe: amphiboloschistes - métavolcanites acides). Le paramètres B
: varie de 33.48 à 202.69; et les roches se placent du domaine des Monzonites (Arnphiboloschistes
et Amphibolites) au domaine des adamellites (métarhyodacites et métarltyolites) : ceci montre une
évolution potassique. Ce phénomène n'est pas mis en évidence dans le diagramme inférieur Q - F du
fait de la mobilité des alcalins Na, K et du calcium Ca.
L'échantillon ZIE 3 à F positif peut avoir subi ml lessivage avec départ de Na, K et Ca, tandis que
l'échantillon DEN 18 à Qnégatif peut avoir subi mIe métasomatose potassique.
TlfESE D'ETAT EN I/YDIWGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie l.
93
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
F
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F
Fig. 30: \\Métavolcanltes basiques et acides dans le diagramme
Q - 8 - F de De La Roche (\\964)
71IESE D'bTAT EN IIYDROGEOLOGIE. UNlYERSlTH DE COCODY

---

Savané I.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _94
3- Diagramme RI - R2
C'est un diagramme conçu par de la Roche et Letérrier (1973) pour la classification des
différents types volcaniques et pour caractériser le magmatisme (plutonisme ou volcanisme) par
rapport aux phases orogéniques. Les différents domaines définis sont:
1 - domaine des roches résultant du fractionnement du manteau;
2 - magmatisme précoce: anté-collision ;
3 - magmatisme post collisionnel
4 - magmatisme tardi-orogenique
5 - le magmatisme anorogénique.
Lors de la cristallisation fractionnée, les roches basiques des défférentes phases orogéniques
évoluent vers un magmatisme acide (domaines 6a et 6 b représentés par les granites ou les
rhyolites). La première bissectrice sépare le domaine sub-alcalin (en dessous) et le domaine alcalin
(au dessus). Les paramètres sont définis par:
>1<
RI = 4 Si - 11 (Na + K) - 2 (Fe + Ti)
>1<
R2 = 6 Ca + 2 Mg + Al.
Comme pour le diagramme QBF, les pourcentages poids d'oxydes sont convertis en milliatomes-
gramme; le tableau 13 donne les paramètres RI et R2.
Dans le diagramme de la figure31, les échantillons se classent dans 3 domaines correspondants au:
- volcanisme précoce (anté-collision) avec émission de basaltes (SA26, DEN14 : amphiboloschistes)
et d'andésite (SA34 : amphibolite) ;
- volcanisme tardi - orogénique avec émission de Basaltes (TIE40, SA32 : Amphiboloschistes) et
andésite (DEN 19 : Amphibolite) ;
- volcanisme anorogénique allant du terme basique (NE37 : AmphIbolite) aux termes acides.
représentés par les dacites et les rhyolites. Dacites et Rhyolites montrent une grande variation du
paramètres RI ; 1394.9 à 2754.03. l'échantillon DENI8 présente RI < 0 (- 760. 96), Ceci - est en
relation avec la mobilité des éléments impliqués dans le calcul notamment Na et K
Cette conclusion est à prendre avec réserve en raison du nombre assez réduit des échantillons.
71IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGm. UNlVERSrrE DE COCODY

---

Partie I.
95
Tableau 13: Paramètres R \\ - R2 des métavolcanites
Mitavolcanites
RI
R2
DENI4
709.88
2440.81
SA26
962.88
2267.71
SA32
553.65
1813.04
TlE40
563.17
1771.34
NE37
411.72
1255.61
OEN19
502.82
2280.04
SA34
610.86
2618.12
ZlE4
261.67
2317.25
ZlE5
320.66
1394.90
0052
293.79
1917.84
TlE43
248.99
1779.08
TlE44
268.21
1909.39
TlE45
254.60
2521.97
TlE47
208.11
2244.14
TlE48
219.12
2304.21
ZlE2
265.08
2338.75
ZlE3
174.93
2754.03
ZlE8
317.73
2215.09
OENI8
303.45
-760.96
Plutonites
OEN23
236.63
2348.42
0050
231.71
2954.38
0051
238.21
2657.57
ZIE6
234.00
2093.28
ZIEll
228.17
1687.45
SA33
373.58
1876.97
NE36
264.74
2168.52
NIAl2
704.41
2035.21
SAJO
504.80
1684.45
SAJ2
553.65
1813.04
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNWEIt.'mE DE cocoor

---

Snvnné 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _96
,\\ 500
1 - t-,'Ianlle rr~lctiollates
~ - Pre-plate collisioll
:\\ - Post-collisioll lIplift
,\\000
4 • 1~ltc·orollcnic
t'
:' - Anorogcnic
.. \\ Illphi 1\\( Il (Ischistes
(la - S\\'Il-co!lisioll
+
2500
..\\ Illj)lli h(llïll'S
6h - Post-orogcllic
•m " kl.:\\:';"',1::1:,
2000
1)00
1000
+
+
500
•(la
~ iSi m (Ih
o-fC.----.---------r-----.,.......-----,.-----r-----~---~
o
500
\\000
ISOO
2000
I()(lll
,1500
Fig. 31: Métavolcanifes basiques ef acides dans le diagramme RI - R2
De La Roche ( \\964 )
150
100
Domaine dei
50
roches loneel
•
0
~;: 1 Volcanisme
alcalin sodique
Amphiboloschistes
-50
Amphlbolites
•
Métavolcanites
acIdes
-100
VolcanIsme
interme'diolre
-150
-200
•
-200
-150
-100
-50
0
50
100
AI/3 - Na
FIC.). 32 :
Metavolcanltes basiques et acides dans le diagramme
(AI/3 - Na)- (AI/3-K) de De La Roche.
71fESE () 'é.TAT EN IfYDROGEOLOG/E, UNfVERSrrE DE COCODY

---

Partie 1.
97
4- Diagramme (A 113 - Na)- (Al13 - K) de De la roche. (1964)
Il est basé sur le comportement différentiel de l'alwlline et des alcalins et pennet de
discriminer les domaines sédimentaires et les domaines ignés. Panni les roches ignées, on peut
discriminer celles albitisées et celles non albitisées.
Les paramètres des échantillons de métavolcanites d'Odienné sont regroupés dans le tableau 14.
Tableau 14: Paramètres (AV3 - Na) - (AU3 - K ) des métavolcanites et des quartzites
Pardmèlrcs dcs
mtlavolcanilcs
cl qu;uUjlCS
AlfJ-Na
AII3-K
DEN l-l
22.40
48.92
SA26
1058
70.82
SAn
-0.85
76.33
T1E40
5.99
66.&4
NE:n
.49.05
2.71
DEN 19
-13.81
46.94
SA34
16.36
69.21
ZIEA
-52.60
31.98
ZIf5
·51.04
14.84
ODS2
·83.34
32.30
TirA)
-63.63
-15.24
TIEM
-79.67
-0.21
TIEAS
·85.58
0.92
TlEA7
-84.44
-18.46
TIfAS
-59.83
-10.96
ZlE2
-55.61
-35.76
llE.:'l
-15.54
-21.97
ZIES
-4852
38.71
DEN 18
·176.02
·\\78.23
DEN 17
55.50
-33.95
NE."5
-8.73
2.52
Le diagramme de la figure 32 montre d'un côté, les métavolcanites acide avec des paramètres
AlI3-Na variant de - 50 à 85.58 et AlI3 - K de - 50 à + 50 ; et de l'autre les métavolcanites basiques
(amphiboloschistes) avec des paramètres AlI3 - Na : 0.85 à 22.40 et AlI3 - K de 48.92 à 76.33.
L'échantillon d'amphibolite SA 32 se trouve en position intermédiaire par rapport aux deux
groupes. L'axe métavolcanites acides - métavolcanites basiques définit une tendance évolutive assez
proche et celle de la lignée alcaline sodique. La grande dispersion de certains échantillons de part et
d'autre et cet axe peut-être le fait de métamorphisme métasomatique.
L'échantillon DENI8, avec des paramètres - 176.02 et - 178.23, se projette très loin des autres, ce
qui est lié à son caractère alcalin.
mES/:" 1)'t:TAT EN IfYDROGEOUJGIE. UNfVERSnE Dt: COCODY

---

Savané 1.
~
98
5- Diagramme de Miyashiro (/975)
Ce sont deux diagrammes conçus pour distinguer les tholéiites abyssales des tholéiites d'arc et la
sélie caleo-alcaline. Les paramètres sont:
- Si02 et FeO "'fMgO.
FeO"'fMgO est utilisé comme indice de délferenciatioll
- FeO '" et FeO"'fMgO
avec FeO'" = FeO + 0.9 Fe20.1.
Les paramètres des échantillons sont consignés dans le tableau 15.
Tableau 15: Paramètres Si02- FeO'" et FeO·' MgO des métavolcanites
Pal~II11~lreS SiO:!-fcO*-
FeO*/MgO des
lllélavolCLIni Les
SiO:!
FeO*/MgO
rcO*
DEN 14
49,35
:!,IH
7.:!6
SA:!6
45,33
0,4:!
H,JO
SA3:!
46,58
3,36
1:!,OO
TIE40
46,47
3.14
Il,0'
NE37
55.54
:!,03
4,53
DEN 1<)
SH,47
3,41
H,57
SA34
53,94
3.20
10,68
ZIEA
67,05
3.31
3,91
ZIES
.56,51
4,58
4,90
OD5:!
64,:!4
1.16
3,06
TlEA3
68,35
13,34
1,76
T1E44
71,13
7,93
:!,55
TlEA5
77,09
Il.28
1,68
TlEA7
74,62
9,85
1,81
TIE'A8
?:!,49
12,74
1,16
ZIE.:!
73,93
4,70
1,82
ZIE3
71,93
15,29
\\,53
ZIEB
65,75
3,42
4,89
DENIH
64,03
7,89
5,81
Dans le diagramme de la figure 33: Si02 - FeO·!MgO les amphiboloschistes se classent
comme étant des tholéiites abyssales; les amphibolites comme des tholéütes d'arc. Les dacites se
placent dans le domaine de la série calco-alcaline, tandis que les rhyolites , tennes de la
différenciation Silico-potassique montrent un indice de diferenciation très elevé: 8 à 12.
Une tendance évolutive nette ne se dégage pas du fait de la mobilité relative de Mg par rapport à Fe
et Si.
Dans le diagramme de la figure 34, par contre, les échantillons appartiennent soit au domaine des
tholéiites d'arc (amphiboloschistes SA32 et TŒ40 amphibolites DEN 19 et SA34), soit au domaine
de la série calco-alcaline pour tous les autres échantillons à l'exception de SA26 qui se trouve dans
le domaine des tholéiites abyssales. Des amphibolosclllstes, amphibolites et métadacites situés dans
le domaine de la série calco-alcalines, aux rhyolites, on note une différenciation magmatique.
De manière générale, ces deux diagrammes mettent en évidence le caractère calco-alcalin des roches
analysées.
~~------------
- - - -
71IESE f)'[{7iIT ES HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODf

---

99
Partie 1.
_
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S.calco-alçallne
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•
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•
1
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Tholelltes
•
•
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1
1
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,\\l\\lphiholoschiSIl:S
•
.\\ III phi hol îles
•
~ Iéla\\'o\\c;uùtcs
Tholelites abyssales
acides
~:,1~T---:-;T5-T7-r'--~'----j1ü"ïL-rï-"'-ï'-2"----1~~-"'-'"i-r~--·---;-l-:---'
~eO'/MgO
Fig.33: Métavolcanites basiques et acides dans le diagramme
Si02- Fe01l' /MgO de Mlyoshiro (1975)
14
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+
"\\ lIlphi hol iks
12
+
• \\ Id:l\\'lIlqllih:s
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Tholeiites d'Arc
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Ig~ 34 : Metavolcanites basiques et acides dans le diagramme
Fe 0* - FeO* / MgO de Miyashlro (1975)
77fESE D'ETAT EN IIYDROGEOLOGIE, UNlJIERSrm DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 100
6- Diagramme AFM de ALLEN (/953)
Ce diagramme triangulaire pennet de distinguer les roches de la série l110Iéiitique et cel1e de
la série calco-alcaline. La série lllOléiitique est caractérisée par un enrichissement en fer (Fenner
Trend) au cours de la differenciation magmatique. Les roches de cette série occupe alors de
domaine l. Pour les roches de la série calco-alcaline, le Fenner Trend n'existe pas et des échantillons
occupent alors le domaine 11.
Les paramètres A = Na20 + K20
F = FeO.' + FeO
M=Mg
sont donnés par le tableau 16.
Tableau 16: Paramètres AFM des métavolcanites
A
F
M
DEN 14
1.754'
7,704
.1 ..125
DENIS
16.-l9
6.168
0.7J7
DEN 19
-l.1-l6
9.078
2.511
NE37
7.71
-l.803
2.229
01)52
7.154
.1.255
2.64
SA2h
I.W8
8.81
19.647
SA.1O
2.577
14.&41
3.224
SA.12
2.605
12.708
3,571
SA.l-l
1.848
Il.307
3.335
TIE-lO
2.909
11.673
3.511
THA.1
.9.185
1.867
0.132
l'lEM
8.907
2.708
0.322
TIFAS
8.2.13
1.783
0.149
TII:A7
8.916
1.922
0.184
TIEA8
8.411
1.23
0.091
llE2
8.582
1.936
0.388
llEJ
7.263
1.622
0.1
llFA
6.587
4.161
1,181
liES
7.119
5.207
1.068
lll-:.6
9..\\ IJ
1.376
0.025
llE8
6,346
5.187
1.429
Dans le diagramme de la figure 35, les métavolcanites d'Odienné se distinguent en 3 groupes.
- les métavolcanites basiques: amphiboloschistes et amphibolites qui se placent au dessus de
la courbe séparant les domaines tholéiitique et calco-alcalin. Leur enrichissement en fer leur donne le
caractère de felTobasaltes (SA30, SA32 ; SA 34 et TIE 40). L'échantillon SA 26, plus proche du
pôle M, se distinge des autres par son caractère magnésien, ce qui dénote sa nature primitive.
11lESE f) 'ETAT EN I/I'f)f(OGEOLOGIE. UNfllERSrrF. DE COCODr

---

Partie 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 101
- les métavolvanites acides qui sc distinguent en deux groupes : les métadncites et les
Métarhyolites, ces demières étant plus riches en alcalin que les précédentes, et donc plus proches du
pôle A.
Un échantillon de métavolcallites basiques occupe le domaine des dacites, ceci est dû à la mobillité
des éléments Na et K. fi a probablement subi un apport de Na et K (NE37).
Certains échantillons (ZIE8 et TIE37) se placent dans le domaine de la série calco-alcaline (de
même que certaines rhyolites) et d'autres dans les domaines tholéiitiques.
fi s'agit soit d'une seule série à tendance calco-calcaline dont la mobilité des éléments Na et K a
entrainé un certain enrichissement en fer, soit de deux séries distinctes passant insensiblement de
l'wle à l'autre. L'étude des diagrammes précédents nous amène à opter pour la première hypothèse.
F
1- Séri e thol éi i ti que
11- Séri e cal co- al cal i ne
. Métav<;>1 C?a~i tes basi ques
1n~ermedl al res (poi nts noirs)
Metavol cani tes aci des (croix)
Il
.,(
)(
M
Fig. 3S: !Metavolcanites dans le diagramme AFM
de ALLEN
(1953)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
77/ESF. D'ETAT EN /fJ'DROGEOLOGIE. UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 102
c- Conclusion à l'étude géochimique des Métavolcanites d'Odienné :
Les métavolcanites d'Odienné sont constituées de métabasaltes ou métaandésites
transformés en ampbiboloschistes ou en amphibolites et de métavolcanites : dacites et rhyolites. Les
termes acides sont plus fréquents que les termes basiques, et les termes intermédiaires sont rares. Ce
fait, en plus du caractère calco-alcalin, des échantillons, rattache les métavolcanites d'Odienné à Wle
série calco-alcaline, mais le mélange de magmas est possible et ceci pour plusieurs raisons:
- Wl magma primitifde la série calco-alcaline évoluerait pour donner des roches acides dont le
volume ne dépasserait pas 10 % du total (Bowen, 1979) ;
- les laves les plus acides dans les cas de différenciation ne dépassent pas 65 % de Si O2. De
telles roches acides existent dans les métavolcanites acides (OD52), et sont nettement plus
abondantes que celles dont la teneur en Si02dépasse 65 %.
Pothin (1988) explique cet état de fait par Wle fusion crustale : fusion sialique provoquée par Wl
magma basique. Cette fusion crustale peut avoir fonctionné concommitamment avec Wle
différenciation magmatique qui s'opérait dans Wl volcanisme calco-alcalin de type arc comme en
témoignent les pyroclastites.
Le mélange de ces deux types de magmas, couplé d'Wle contamination crustale (apport important
de K20 et Na20) genère Wl volcanisme complexe d'où la rareté des termes intermédiaires.
1.4.2.4.2 - Les plutonites de la région d'Odienné
lis sont répartis en gabbro, granodiorite et en granites. Les résultats des analyses des
éléments majeurs sont consignés dans le tableau 9. Les pourcentages poids des éléments majeurs
sont les suivants: Si02: 46.26 - 79.94 % ; Ah03 : 11.24 - 13.12 % ; F~03 : 0.79 - 8.24 %, FeO :
0.59 - 6.60 % ; CaO: 0.02 - 3.51 ; Na20 : 2.05 - 4.35 % K20 : 0.31- 5.68 % MgO : 0.03 - 3.57 % ;
MuO: 0.03 - 0.21 %. Ti02: 0.74 - 5.45 % ; P20 S : 0.11 - 0.90 % ; PF (perte au feu) : 0.50 - 2.15
%/
A- Etude des diagrammes des roches plutonites
Dans le diagramme Si02- (K20 + Na20) de la figure 36 tous les échantillons de gabbro
tombent effectivement dans le domaine des gabbros (NIA12, SA30 et SA32). Parmi les échantillons
de granodiorite par contre, l'Wl tombe à la limite des Syénodiorite et des diorites quartziques
(SA33) et l'autre dans le domaine des granodiorites (NE36).
Les échantillons de granites se répartissent en granites (DEN23, OD50 et OD51) ou Syénite
quartzique (ZIE 6). Dans le diagramme SiÛ2 - K20 de la figure 37, à l'exception des échantillons de
gabbro, les granites, les granodiorites , et les diorites quartziques montrent Wle tendance riche en K
Les gabbros situés dans le domaine moyennement potassique ne présentent pas d'équivalents
évolués avec lesquels ils peuvent montrer Wle tendance évolutive. On peut donc penser à l'existence
de 2 types de magmas différents:
- un magma gabbroïque moyennement riche en K
- et un magma dioritique riche en K évoluant pour donner des granites à tendance alcaline
potassique.
TlIESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Pallie 1.
103
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+
Granites
~
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Fig. 36: 'Plutonites dans le diagramme TAS
(KUNO,
1968)
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+
Granites
~
•
Granodiorite
•
Gabbro
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45
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55
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70
75
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Sia2 wt%
Fig. 37: Plutonites dans le diagramme Si02 - K20 de Péccérillo et TAYLOR!
(l976)
mESE D'ETAT EN IIYDROGEOU>G/E, UNIVERSITE DE cacOOy

---

Savané 1.
~
104
2- Plutoni/es dans les diagrammes Q - F et B - F, de De La Roche
Les valeurs des paramètres Q, B et F des échantillons sont consignées dans le tableau 12.
Leurs projections dans les diagrammes Q- B et B - F sont données par la figure 38.
Dans le diagramme partiel inférieur et en se referant à la grille de classification, on note que tous les
échantillons de granites se placent effectivement dans le domaine des granites avec des paramètres
Q compris entre 120 et 240, et F variant de -11.55 à - 48.37. Cependant les échantillons 0050 et
0051 se classent comme peracidites. Les échantillons de granodiorites (SA33 et NE36) se placent
dans le domaine des adamellites alors que les échantillons de gabbro tombent dans le domaine des
granodiorites. Deux groupes d'échantillons se distinguent:
-le groupe constitué de peracidites, de granites et l'échantillon de granodiorite NE 36.
- le groupe constitué par les échantillons de gabbro et l'échantillon de diorite quartzique SA33.
Dans le diagramme partiel B-F, le premier groupe présente un chimisme allant des adamellites aux
granites, tandis que le deuxième groupe présente un chimisme allant des Monzonites aux
granodiorites - adamellites.
La mobilité de Na et K influe sur le paramètre F ce qui entraine un décalage des échantillons de
gabbro. La considération du paramètre B permet de rattacher l'échantillon SA33 au premier
groupe, tandis que le deuxième ne renfenne que les échantillons de gabbro avec des valeurs de B
variant de 116.85 à 202.69. Ceci pennet la distinction entre magma basique gabbroïque et WI
magma acide qui évolue des granodiorites et diorites quartziques aux peracidites en passant par les
adamellites et granites.
TlfESE D'ETAT EN HYDIWGEOl.OGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Panic 1.
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Fig. 38 :' Plutonites dans le diagramme Q - B - F de De La Roche (1964)
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mESH IJ'é'TAT EN IImlWGEOLOGlE, UNIVE:RSrn:: DE COCOlJY

---

Savané I.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 106
3- Diagramme RI- R2 de La Roche modifié
Dans le diagramme RI - R2 de la figure 39
indique la projection des échantillons de
plutonites. Les échantillons de gabbro se placent soit dans le domaine du plutonisme post
coIlisionnel (NIA 12), soit dans le domaine tardi-orogénique (SA30 et SA32). Tous les échantillons
de granite et granodiorites se situent dans le domaine anorogénique. En général, les roches
anorogéniques se trouvent dans les zones mobiles. Or, on se trouve sur le vieux: craton de l'Ouest
afiicain, ce qui est contraditoire. II s'agit en fait de roches calco-alcalins qui ont des caractéristiques
anarorogéniques. On note une tendance à une évolution silico-potassique, cependant les
granodiorites et diorites quartziques ne se distinguent pas nettement des granites ; ceci est dû à la
mobilité des éléments Na et K qui entrent dans le calcul de RI. Les échantillons OD50 et OD51
sont plus enrichis en Si02 et représentent les termes ultimes de l'évolution d'WI magma
granodioritique.
B- Conclusion à l'étude géochimique des plutonites d'Odienné
L'étude géochimique des plutonites montre deux: types de magmas:
- un magma basique de nature gabbroïque
- et un magma de chimisme diorite quartzique à granodiorite qui évolue vers les granites et les
peracidites.
Ce magmatisme acide est postérieur au magmatisme basique. Ces roches acides présentent un
caractère Silico - potassique très marqué.
Deux: hypothèses sont possibles pour la genèse de ces magmas acides à tendance calco-alcaline :
soit par différenciation magmatique à partir d'un magma parental calco-alcalin ayant genéré
des diorites, quartziques, granodiorites, granites.
soit par fusion crustale : les premiers liquides formés sont Silico-potassiques ce qui donnerait
les peracidites. Plus le taux: de fusion augmente, plus le chimisme évolue vers celui des granodiorites
et des diorites quartziques. nexiste des preuves de fusion partielle comme le montrent les anatexites
roses et les gneiss migmatiques, ce qui n'exclut pas cependant l'existence d'un magma calco-alcalin
qui subit une différenciation magmatique.
1.4.2.4.3 - Les quartzites
Ils sont caractérisés par leur extrême richesse en Silice avec des pourcentages poids de Si02
de l'ordre de 82.94 à 84.93 % et leur faible teneur en alcalins Na20 : 0.28 à 0.40 % ; K20 : 0.08 à
1.79 %. Les autres teneurs en éléments majeurs sont les suivantes: Ah03: 0.64 - 9.87 % : F~Os :
0.23 - 1.08 %, FeO: 0.17 - 0.81 % ; 0.02 - 0.13 % ; MnO: 0.01 % ; CaO: 0.02 - 0.09 %; Ti02 :
0.49 - 0.57 % ; P20 S : 0.11 % ; PF : 0.45 à 1.15 %.
1- Diagramme (A113 - Na) - (A113 - K)
Dans le diagramme (AV3-Na)- (AV3-K), les deux: échantillons de quartzites DEN17 et
NE35 se distinguent nettement. En effet NE35 tombe dans le domaine des roches ignées avec des
paramètres: AV3 - Na = - 8.73 et AV3 - K = 2.52. L' échantillo~ DEN 17, par contre tombe dans le
domaine sédimentaire avec des paramètres AV3 - Na = 55.50 et AV3 - K = - 33.95.
L'échantillon NE35 pourrait représenter une exhalaison volcanique tandis que DEN 17 serait
d'origine sédimentaire. De tels résultats ont été obtenus par POTIIIN (1988). A partir des
caractères lithologiques et pétrographiques de ces quartzites, il a montré leur origine double :
exhalative et sédimentaire.
'mESE /J'ETAT EN IIrtJROGEOLOGlE. UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie 1.
107
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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Fig. 39 :1Plufonifes dans le diagramme R1- R2 de Bachelor et Bowden (1985)
_.. _.. ---_._-- . --------~---- - - - - - - - - -
TIlESE D'/:.'1'AT EN /It'DROGEOLOG/E. UNIVERSm" DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 108
1.4.2.4.4 Conclusion à l'étude géologique
L'étude pétrologique des fonnations de la région d'Odienné a pem1Ïs de mettre en évidence
sa diversité géologique. On y rencontre des roches d'origine magmatique : plutoniques ou
volcaniques plus ou moins métamorphisées, des roches d'origines sédimentaires et des roches
hautement métamorphiques.
- Les roches magmatiques renfennent des métavolcanites basiques et acides. Les premières sont
constituées de basaltes ou d'andésite transformés en amphtboloschistes dans le faciès schiste -vert
ou en amphibolite dans le faciès amphibolite . Les volcanites acides renferment des dacites et des
rhyolites dont les verres volcaniques ont subi une récristallisation. Ces dernières sont prédominantes
sur les métabasites.
L'étude géochimique a revélé le caractère caloo-alcalin de ces roches. L'existence de
pyroclastite indique un volcanisme explosif comparable à celui des zones orogéniques.
- Les plutonites sont composés de gabbro, de diorites, de quartziques, de granodiorites et de
granites. Leur étude dans les diagrammes géochimiques a montré l'existence d'un magma
gabbroïque ou d'wl magma du chimisme dioritique évoluant en granites et en peracidites. Ce
dernier résulterait soit d'une fusion crustale, soit correspondrait aux: équivalents plutoniques des
métavolcanites. Cependant l'existence simultanée des deux: n'est pas impossible ce qui rend leur
étude complexe.
- Les roches d'origines sédimentaires
ce sont des micaschistes à biotite et muscovite, des
séricitoschiste et des quartzites.
- les roches métamorphisées dans le faciès amphtbolite au début anatexie sont représentées par des
gneiss migmatitiques avec leurs produits de fusion: les anatexites pauvres en ferro-magnésiens. Les
anciens travaux: rattachent ces migmatites à un socle anté-birimien (libérien) remobilisé au cours de
l'orogenèse éburnéenne.
- L'ensemble de ces formations sont recoupées par des filons de quartz seul ou de quartz et
tourmaline. Certains de ces filons ont subi une cataclase plus ou moins importante avec dépôt
d'hydroxyde de fer dans les plans de fractures.
- Du point de we structurale plusieurs phases tectoniques peuvent être distinguées:
• Une phase principale au cours de laquelle les amphtbolites, micaschistes et les séricitoschistes
ont acquis leurs structures ( schistosité ou foliation) au cours de la phase principale de
l'orogenèse éburnéenne.
• Une phase tardive correspondant à une déformation ductile avec plissement de la Schistosité
SI des micaschistes. Les roches magmatiques plutoniques, de composition diorite quartzique à
granodiorite, mises en place durant cette phase présentent une linéation minérale.
• Une phase de tectonique cassante s'est manifestée par la mylonitisation de certains faciès:
amphibolites schisteuses, métavolcanites acides mylonitiques, cristaux: cataclastiques de certains
granites et les fractures des filons de quartz.
• La phase ultime correspond à la mise en place des granites à texture grenue équante.
Remarquons cependant que certaines de ces phases peuvent être strictement locales du fait des jeux:
et rejeux de la faille de Sassandra.
nIEs!:' D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie Il
109
11fESE [J'ETAT EN IIWROGBOLOGIE, UNIVHRSrrE DE C(X'OOf

---

Savané 1
llO
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
---------_._------~-----_._------------
I1lESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODr

---

Partie ((
III
--------------~--------------
II.
Cette deuxième partie constitue une application hydrogéologique des différentes
méthodes utilisées dans ce travail. L'étude consistera principalement à l'application de la
télédétection numérique dans la recherche des eaux souterraines en milieu de socle; la
géophysique pour vérifier l'existence des fractures décelées à partir de la télédétection;
à
l'exploitation des données des essais de pompage, les paramètres étudiés, pennéabilité et
transmissivité sont ceux qui gouvernent l'hydrodynamique dans le milieu de socle; au calcul de
la pennéabilité induite par le modèle de Franciss; au calcul d'un programme de débits classés;
et à l'élaboration des modèles statistiques dans ta recherche de la productivité des puits.
2.1. APPROCgES DE LATEI,EDETEO]ON ET Dn SYSTEME D'INFORMATION
DYGROGEOWGIOJJE A REFERENCE SPATIAI,E
2.1.1. - PRINCIPES DE LA TELEDETECfION NUMERIQUE
Cette étude a pour objectifs la mise en évidence des structures géologiques qui peuvent
contribuer à l'évaluation des eaux souterraines en milieu de socle d'une part, et l'établissement
de la relation débit de forage et directions de fractures de la région d'Odienné d'autre part.
2.1.1.1 Approche méthodologique
L'étude du site a nécessité trois scènes Landsat Thematic Mapper. Ce sont les images de
Janvier 1986 en format 6250 BPI dont les caractéristiques sont les suivantes:
Paths
Rows
Quadrant
199
53
2 et4
198
53
1 et 3
198
54
1 et 2
Ces images ont été acquises en l'absence de nuage, en pleine saison sèche. Pour l'étude des
untiés géologiques et de la tectonique cassante nous avons retenu les bandes 3 (rouge), 4 (proche
infrarouge), 5 (infrarouge moyen), 6 (infrarouge thermique) et 7 (infrarouge lointain).
La création de la mosaïque du site 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 50 x 50 mètres,
comtpe tenu de la grandeur de la superficie du site 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 les chapitres
suivants.
Les traitements d'images ont porté sur la recherche des combinaisons d'images rehaussées
favorisant la discrimination des ensembles lithologiques et la perception des linéaments sur les
compositions colorées. Ainsi, l'étude géologique a été menée à partir des composantes principales,
du rapport TM7-TM4! TM7+TM4, de la combinaison TM6 + TM7 et des filtres directionnels de
Sobel utilisant une matrice 3 x 3 ou 7 x 7,
TlŒSE D'ETAT EN llYDROGEOLOGlE, UNlVERSffH DE COCODY

---

Snvané 1
112
2.1.1.2. - Rôle de la télédétection dans la recherche des eaux souterraines
L1\\ydrogéologie conccme les eaux dans les zones saturées au-dessous de la surface du sol.
Les infonnations des eaux souterraines les plus utiles aux gestionnaires des ressources en eau sont la
présence ou l'absence de l'eau souterraine dans les surfaces sélectionnées, la profondeur de l'eau, la
quantité et la qualité de l'eau disponible pour le développement, le taux de recharge de l'aquifère, les
localisations des zones de recharge et de décharge et l'interaction entre la nappe aquifère et les eaux
de surface,
Partout ces infonnations sont généralement exploitées par les hydrogéologues utilisant les
méthodes conventionnelles. La télédétection peut aider dans la planification des mesures
conventionnelles et peut être utilisée pour estimer quantitativement certaines variables
hydrogéologiques et qualitativement les autres. Dans les paragraphes suivants, nous discuterons sur
les caractéristiques observables les plus utilisées dans les infonnations offertes aux gestionnaires de
l'eau.
L'cau de surface arrive dans les fonnations aquifères à partir des zones de recharge. La
capacité de stockage des réservoirs souterrains dépend de leur extension qui dépend à son tour des
propriétés géologiques de la surface. L'eau souterraine favorise récoulement de base de plusieurs
cours dleau par l'intermédiaire des sources et des percolations. Les forages qui captent les eaux
souterraines constituent parfois la source d'eau pour la majeure partie de l'année de plusieurs
localités.
- - - , - , - ,.... ~
/-/'1//1/ /
/
P,éclpltOtion
IIIII~'III,II
~ / / //1 1 /
T,on.p',otlon
/
/
1
1 /
Evaporation
Imperméable
Perméable
Fig. 40: COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT,
LA PROVENANCE DE L EAU SOUTERRAINE
H ŒSr: f) '1':7:·1 T r:S ffmfUXifWUXiŒ. IINlVIUt.'m1:· DE COCODr

---

Partie 11
113
Les eaux de surface fonnent lU1 système qui peut être directement touché, mais l'eau
souterraine par définition n'est pas disponible pour les observations directes. Les extensions spatiales
de réservoirs d'eau souterraine et leur profondeur sont déterminées principalement par déduction.
Des mesures verticales sont possibles dans les forages. La détection du mouvement de l'eau à
l'intérieur du terrain est difficile parce que l'eau souterraine en général se déplace lentement et les
temps de repos sont longs. Certains telmes hydrologiques associés au système physique d'eau
souterraine sont représentés par la figure 40.
La télédétection a été appliquée pour :
a- trouver des zones d'existence probable d'eau souterraine,
b- trouver les indications de la présence d'eau souterraine,
c- indiquer des zones de recharge et de décharge d'eau souterraine,
d- suggérer les zones où les forages peuvent être creusés,
2.1.1.3 - Les indications de surface de l'eau souterraine
La recherche des zones probables contenant l'eau par l'utilisation de la télédétection implique
l'identification de certains indicateurs tels que: les structures géologiques favorables, les traces
d'activités passées d'eau de surface, l'existence de la transpiration de la végétation dans les zones non
irriguées et la présence de décharge active provenant des percolations et des sources.
Les deux premiers indicateurs ont beaucoup en commun. Des détails spécifiques au sol et à
la topographie ont été discutés par Maxey (I964). TI note que la pelméabilité du sol influence
beaucoup la dispomoilité de l'eau. Cette perméabilité détermine la quantité d'eau provenant de la
précipitation et dispomole pour des taux d'évaporation très élevés.
Dans les zones très perméables, l'eau s'infiltre rapidement dans l'aquiîere. Les fOlmes
géologiques composées de matériaux fortement perméables sont identifiables par les méthodes de
télédétection à cause de leur apparence géomorphologique ou dans le socle par la présence des
zones de fracture.
La géomorphologie, l'étude des formations de surface, a été appuyée depuis plusieurs
années par la photographie aérienne. Les plaines alluviales, les dépôts alluviaux, les moraines, tous
fOlment généralement des zones perméables, idéales pour stocker l'eau. La présence de ces types de
paysage (qui sont généralement identifiables par télédétection et photos aériennes), suggèrent
souvent l'existence de l'eau souterraine.
Certaines généralisations peuvent être faites à propos de diverses formations géologiques ou
des types de roches. Les paragraphes suivants sont une série limitée de ces attributs.
2.1.1.4. - Les dépots alluviaux
Dans certains dépôts alluviaux, les lits imperméables peuvent former des sources, et des
puits artésiens. Dans les vallées de grand fleuve, d'énolmes réservoirs d'eau souterraine sont trouvés.
Les chenaux des rivières sont des indicateurs de la présence de dépôts alluviaux. Des études
extensives ont été menées sur ce sujet (UNESCO, 1975 et Hoyd, 1981). Les dépôts alluviaux sur
les lignes côtières produisent généralement des quantités significatives d'eau, cependant, l'intrusion
d'eau salée, à l'intérieur de ces aquiîeres limite souvent la qualité de l'eau.
- - - - - - - - - - - - - - - -
17/ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 114
2.1.1.5. - Les zones rocheuses
Les principales zones d'aquifère dans les fonnations rocheuses sont trouvées le long des
failles ou des lignes de fracture. Ces zones sont souvent indiquées par des linéaments ou des lignes
sur la surface géologique de la zone.
Les linéaments qlÙ peuvent être détectés à la fois dans l'imagerie vis1ble et le radar sont
souvent associés aux zones de faille et de fracture. Les deux zones forment des zones très
perméables pour la recharge de l'eau souterraine.
Les indicateurs de l'existence et la qualité d'eau souterraine près de la surface sont donnés
par la croissance de la végétation près des points de décharge ou ayant des racines qui tirent l'eau
d'un aquifère. Le type et la vigueur de la végétation sont à la fois des indicateurs de la qualité de
l'eau. Les endroits où les suintements et les sources, ou les lacs saisonniers existent, le résidu de l'eau
évaporée apporte le témoignage de minéraux qui sont présents dans l'eau de surface et seraient
disponibles dans l'eau souterraine (Coker A E et al, 1969).
L'obtention d'une large we par photographie aérienne et image satellitaire (par comparaison
à l'information limitée obtenue à partir de l'investigation sur le terrain) montre la relation entre les
sources, les zones de suintement, les rivières et d'autres sites sur le terrain, en aidant à interpréter la
forme du système hydrogéologique. Ceci est très utile dans le choix des sites favorables à Wle
exploitation harmonieuse de l'eau souterraine.
2.1.1.6. - L'exploitation hydro2éolo2igue des linéaments
2.1.1.6.1 - Etude des linéaments et des fracturatiODS
L'analyse des linéaments, appliquée comme l'analyse des fractures, consiste essentiellement à
l'étude de tous les traits linéaires observés sur les images satellitaires et photographiques ; ce sont
tous les traits qui ont en commun la caractéristique de couper la surface du terrain avec une ligne
droite ou légèrement courbée.
L'hypothèse qui sous-tend ce choix particulier est que la déformation cassante de la croûte,
résultant de la fracturation est caractérisée par des trajectoires presque droites. Les traits linéaires
sont donc considérés comme l'expression superficielle des fractures affectant la roche mère, même
couverte par des couches de sol épaisses ou la végétation.
L'analyse des linéaments aide à révéler des zones de concentration de fractures et, à travers
une interprétation claire, aide dans la reconstruction des déformations struturales survenant dans
une région donnée, la détermination des caractères de la structure superficielle et la localisation des
traits structuraux enfouis.
Les traits linéaires comme observés sur les images satellitaires ou les photographies
aériennes sont généralement le résultat des détails morphologiques alignés tels que les crêtes, les
dépressions, les escarpements, le drainage ou les lignes de rivage, les trous dans les crêtes, les
rangées de sources, les suintements, les mares ou les dépressions karstiques, les alignements dans la
végétation, les alignements et les limites de différents tons et couleurs, les alignements et limites
révélés par les différences texturales.
TlfESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DECOCODY

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Partie 11
115
Les traits linéaires contribuent de plusieurs manières à différentes études. Ceux reconnus
comme des failles ou des dykes considérés d'une importance capitale et classés selon leur longueur
et leur expression photographique peuvent être appliqués comme des traces de fracture. Ceux
beaucoup plus longs mesurés dans les 10 et souvent dans les 100 km, sont appelés linéaments.
Les linéations sont considérées comme l'expression de déformation tectonique affectant une
épaisseur de roches, même petite, réflectant ainsi le détail de la structure locale, quoique les
concentrations et les ceintures puissent aider à délimiter les traits régionaux. Les linéaments, à cause
de leur longueur sont généralement l'expression de la structure régionale.
En imagerie satellitaire, seuls les linéaments sont habituellement reconnaissables. Dans ce
cas, lUle subdivision plus grande peut être introduite séparant les traits dont la longueur est à
l'intérieur des 10 km, de ceux s'étendant à 100 km ou plus qui peuvent être considérés comme des
zones de fractures majeures. Les linéaments sont fréquemment droits dans le plan et peuvent ne pas
être affectés par la topographie ; d'où ils sont considérés comme des manifestations superficieielles
des zones verticales ou subverticales de concentration de fractures. Les expressions topographiques
de certains traits linéaires sont suffisamment bien développés pour leur permettre d'être distinguées
sur les cartes topographiques et les images photographiques ; cependant, plusieurs d'entre eux sont
formés par les évidences subtiles et par l'association de plusieurs différents petits traits.
3. Les caractéristiques de l'imagerie.
Dans l'imagerie Landsat, les linéaments sont mieux représentés dans les bandes du proche
infrarouge, de la bande 4 du scanner multispectral (MSS) (bande 7 pour Landsat 1, 2 et 3), les
bandes lM4, 5 et 7, comme la dispersion de l'énergie est inversement proportionnelle à la longueur
d'onde puissance 4 et ainsi, les bandes infrarouges y sont les moins affectées. En conséquence, les
ombres définies arrivent sur la position des crêtes et les vallées en face venant des sources de
lumière montrant ainsi les traits du terrain tels que les linéaments dans les grands détails.
Bien que les bandes du proche infrarouge sont préférables dans l'analyse de linéaments, la
bande 2 (5) MSS et la bande 3lM peuvent aussi fournir des informations valables particulièrement
quand l'humidité du sol augmente le long des portions de dépression.
Des échelles convenables pour l'analyse des linéaments utilisant les images Landsat MSS
sont les 1/250.000 à 11200.000. Les images lM permettent des extensions photographiques jusqu'à
1/100.000 et souvent 1150.000 permettant une analyse plus détaillée qui peut aussi prendre en
considération les traits inclus dans la classe de linéation.
Comme complément à l'interprétation visuelle des images photographiques, certaines
techniques simples de traitement numérique peuvent être appliquées pour rehausser les traits
linéaires en particulier. Ces techniques comprennent l'extenstion des bandes simples, qui augmentent
les contraintes des traits, le rehaussement de direction de bordure et le filtrage par convolution qui
sont particulièrement commodes pour rehausser tous les traits linéaires et les limites présentées par
les images.
b. Approche méthodologique
Sur le plan pratique, nous avons procédé à la méthode de travail suivante. Sur la zone
d'étude, les fractures répertoriées sur les images satellitaires seront reproduites sur une carte
topographique à
1/200.000. Les changements d'échelle entraînent en général certaines
approximations et certaines erreurs. C'est ainsi que l'étude détaillée des photographies aériennes à
71JESE D'ETAT EN IIYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

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Savané l.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 116
1/50.000 est nécessaire pour localiser proprement les structures sur la carte topographique.
L'interprétation de ces photos révèle une multitude d'autres fractures de directions diverses. TI est
important d'insister sur le fait que les fractures provenant de l'interprétation de Landsat sont
probablement les principales lignes tectoniques de la zone (réseau régional) pendant que les autres
sont d'importance secondaire (réseau local). L'orientation des fractures le long des directions
indiquées comme les directions de tension, sera marquée sur la carte comme digne de certaines
considérations.
Une première estimation à faire est que les fractures traversent généralement les zones de
granites et de schistes sans être apparemment affectées par les différentes lithologies comme
conséquence, le socle est considéré comme isotropique dans la définition de Larson (1977). Ceci
peut être considéré comme suffisant dans une première approche d'analyse. Cependant, les
courbures de failles sont observées aux voisinages de certaines limites granites-schistes et qui
peuvent indiquer la présence de fortes inclinaisons anisorropiques pouvant être ouvertes et ainsi
stocker de l'eau souterraine,
Larson (1977) a divisé les fractures en fractures verticales et inclinées. Cette classification
est immédiate sur le terrain. Par contre, ceci paraît difficile, sinon impossible dans l'analyse des
images satellitaires.
Toutes les fractures sont signalées sur la carte de base sans considération de leur nature.
Cependant, certaines différenciations entre les failles de tension et de cisaillement apparaissent dans
les diagrammes de fréquence. Actuellement, les failles de tension, celles parallèles à la direction de
contraintes principales, peuvent être supposées ouvertes et un peu plus large que les failles de
cisaillement qui sont orthogonales ou inclinées en fonction de la direction des contraintes
tectoniques, donc étanches. Sur la base de cette hypothèse de travail, il sera beaucoup plus aisé dans
les mêmes conditions (saison, lumière, position du soleil, etc) de reconnaître les failles de
cisaillement.
En conséquence, les diagrammes de fréquence réalisés à partir des images satellitaires, des
photos aériennes, montreront des pics évidents dans la direction des failles de tension.
2.1.1.6.2 - L'analyse des linéaments dans l'exploitation des eaux souterraines
Dans l'exploitation des ressources en eau, les linéaments sont importants dans les roches où
les perméabilités et la porosité secondaire dominent et où les caractéristiques intergranulaires
combinent avec les porosités secondaires pour influencer l'ahération, l'eau du sol et le mouvement
des eaux souterraines.
Une relation importante entre la présence des eaux souterraines et les traces de fractures a
été établie par plusieurs travaux dans les aquifères carbonatés et elle indique en particulier que les
traces de fracture sont existantes dans les zones d'altération, de perméabilité et de porosité
croissante. Les traces de fracture et les linéaments doivent être probablement des zones de
perméabilité secondaire et de développement de porosité dans les roches cristallines. Les zones de
fracture forment un réseau interlacé de forte transmissivité et servent de conduit aux eaux
souterraines de roches massives dans les domaines d'interfracture.
Dans les roches cristallines, les zones de fracture et le point d'intersection de fracture sont
généralement les seuls sites où les eaux souterraines arrivent. Les techniques d'analyse de linéament
ont été appliquées avec succès à l'exploitation des eaux souterraines dans plusieurs zones de roche
dure à travers le monde.
1HESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie II
117
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Après le traitement numérique des images et le filtrage directionnel de Sobe~ nous avons fait
l'inventaire des réseaux linéamentaires à partir de la présence de cours d'eau rectiligne, des segments
de vallées des changements brusques dans la vallée et alignement de ravin, des trous dans les crêtes,
des changements de ton du sol révélant des variations dans l'humidilité et par les changements dans
le type et la hauteur de la végétation.
On a créé avec ces linéaments un fichier graphique. Ce fichier a été transféré dans le logiciel
Arc-Info où il a été transfonné en fichier vecteur. Ce fichier vecteur avec le contour du site, va subir
quatre types de traitement qui seront décrits dans les paragraphes suivants.
a - Les cartes des quatre grandes directions
Le fichier vecteur des linéaments ( figure 41)
va être traité selon forientation des
linéaments. Nous avons regroupé en 4 grandes classes de 45° toutes les orientations des linéaments.
Ces quatre grandes classes sont : N-S, NE-SO, Est-Ouest, No-SE. A partir de cette classification
nous avons établi des diagrammes de fréquences pour déterminer les directions les plus sollicitées
L'objectifde ce travail est d'étudier la relation débit de forage et directions des linéaments.
b - Distance des ouvrages par rapport aux fractures de toutes les directions
Nous avons supetposé dans un même plan le fichier des linéaments et le fichiers des
ouvrages. Nous avons fait fétude de la distnbution des ouvrages à l'intérieur des classes de distances
d'éloignement de 200 en 200 m par rapport aux fractures. Cette étude met en évidence une couroe
de décroissance en nombre des forages.
c - Télédétection et productivité des forages
Une étude des influences des linéaments (assimilabes à des réseaux de fractures) sur la
productivité des forages a été menée suite au classement des linéaments selon les 4 direction
structurales : N-S, NE-SO, E-O et No-SE. On a calculé la distance séparant chaque forage du
linéament le plus proche pour chacun des groupes d'orientation précédents.
Après avoir déterminé la densité des fractures, défini les points de localisation des noeuds de
fracture, ainsi que leur importance (noeuds entre deux, trois ou plusieurs fractures de direction
variées), et calculé les pourcentages des fractures dans les quatre directions, nous avons procédé à
une supetposition dans un même plan des cartes de distnbution des accidents et de la répartition des
forages dans le site.
Cette opération a pennis de mesurer la distance qui sépare chaque point d'eau de la fracture
la plus proche dans chacune des quatre directions précitées. Ce travail a permis de se faire une idée
sur l'importance des directions préférentielles d'accidents sur la productivité des ouvrages.
THESE [J'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, U/I'fVERSrrE DE COCODr

---

Savané 1.
- - - -
.
118
o,
000
1000
1
•
points représentant les puits et les forages
Fig. 41 : REGION D'OOIENNE: CARTE DE L1NEAMENT
TllESE IJ'ETAT 1'.N /lYD/WGEOUJGtE, UNIVERSn1': IJE UX:ODI'

---

Partie Il
119
2.1.2 INTERI)RETATION UES RESULTATS
Les opérations de rehaussement ont porté sur les rappOlts de bandes, les combinaisons de
bandes, l'analyse en composantes principales, les compositions colorées, le filtrage directionnel de
Sobel en utilisant la matlice 3 x 3 ou 7 x 7.
2.1.2.1 - Rapport de hnndes TM? - TM4! TM? + TM4
Les rappOlts de bandes TM7 - TM4rrM7 + TM4 qui ont pennis de produire des images
d'indice nomlalisés, pellnettent de visualiser les linéaments rattachés au réseau hydrographique :
alignement de végétaux en bordure des cours d'eau, des inselbergs granitiques et des affleurements
(photo 22).
Photo 22 Rapport de bandes TM 7 - TM 4 / TM 7 + TM 4 soulignant les alignements
de végétaux et le contour des inselbergs granitiques
Les zones blanches sur l'image représentent les zones d'inondation, les plaines alluviales, les
points d'eau et les zones de végétation active. Ce sont aussi des bas-fonds, les sources et les zones
d'écoulement superficiel.
.
Les tons très noirs et foncés représentent les villes, les contours de roches et des
allleurements.
Le ton gris représente les sols nus et les cuirasses.
11l1:S/:' /)"10: 1rIos 1lI1>IUJ(il;"()U J( al:'. (1.\\'/1 '1011.\\,11:" /JI;" ("(W()/)!"

---

Savallé 1.
120
2.1.2.2. - L':malyse des composantes principales
Les images obtenues à partir de rehaussement en composantes principales ont pennis de
mettre en évidence les variations lithologiques sur les réflectances enregistrées par le capteur TM.
L'analyse des composantes principales à partir des canaux 4, 7, 3 (photo 23).
Photo 2!. A.C.P. à partir des canaux 4,7,3, mettant en évidence
les variations lithologiques
-la couleur bleue représente la végétation intense
- le fouge ocre représente les aflleurements rocheux, les cuirasses et les sols nus,
- la couleur violet représente les zones à végétation moins intense.
forêts galeries.
1111:'S/: I)'/:Tlf /:,\\' Il)'f)!?()(il:()f.()(iœ. /!S/I'/:ï?SrtH IJ/:' ('()('()f))'

---

Partie Il
121
2.1.2.3. - Comhinaison ;,dditive de TM7 - TM6
Les images obtenues à partir de la combinaison additive des canaux .ùlel1uiques (TM6) et
infra-rouge lointain (TM7) pennettent de rehausser de façon importante les linéaments régionaux et
tes structures circulaires (photo 24 ).
PT
Photo 24. Combinaison additive de TM 7 - TM 6 permettant de réhausser
de façon importante les linéaments régionaux et les structures circulaires
2.1.2.4. - La composition colorée
Les images en composition colorée obtenues à partir des canaux 4, 7, 3 pennettent de
mettre en évidence la végétation (photo 25).
Les images en composition colorée obtenues à partir des canaux 4, 7, 5 pennettent de
mettre en évidence la structure du sol, les contours géologiques (photo 26) :
- la couleur rouge représente les zones de verdure, la végétation intense,
- tes zones bleues représentent les zones brûlées,
- la couleur jaune représente les inselbergs granitiques etlcs af1leurcments,
- la couleur blanche représente les villes et les zones d'occupation (champ, route, aéroport, etc.. ).
FI I/:'S/:' /) '/:"'1>1 T /:"V 1/)'1>11( )(;JWU){ iIH. t '''/l'HUS/TH OH cocon}'

---

Sav:lné 1.
122
Photo 2~
Composition colorée à partir des canaux 4,7,3, mettant
en évidence la végétation
PhOTo 26. ComposiTion colorée à parTir des canaux 4,7,5 , mettant
en évidence "occupaTion du sol
111I·.SI':I)'1;r·lr 10'.\\ Ill'l)J({)(iH)J.()(ill-..I'.\\II'/-./lSIII-.IJI,'(·()(·()J))'

---

Partie Il
123
- - - - - - - - - - - -
2.1.2.5. - Filtnll!C dircctionnel dc Sohcl
Les images obtenues à partir du filtre directionnel de
Sobel pennettent de mettre en
évidence les structures du sol en fonction des directions choisies. Nous avons choisi quatre
directions: N-S, E-O, NE-SO, SE-NW.
La photo 27 représente la structure du sol de la fenêtre (9) de l'image dans la direction N-S.
Photo io
Filtrage directionnel
de Sobel, motrice 3 x 3 1ans la direction N. S.
'I1ŒSH f)'H1AT E,V Il}'/)fu)(a~'()U)(aH. UNIVHRSI71:' f)H ('OC()/),

---

Savallé 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 124
2.1.2.6. - Les indices de la présence d'eau souterraine
Ce sont des indices qui pennettront d'orienter sur les images les recherches après l'utilisation
des différentes techniques de rehaussement.
2.1.2.6.1 - Les couloirs de cisaillement
Les couloirs de cisaillement sont de grandes zones de fractures du subtratwn qui drainent les
eaux souterraines à Wle grande échelle. C'est la raison pour laquelle en hydrogéologie de socle, c'est
l'Wl des éléments les plus visés.
Les images obtenues à partir de la combinaisson additive des canaux TM6+TM7,
pennettent de mettre en évidence cette structure.
La photo 28 met en évidence des zones de couloirs de cisaillement après rehaussement des
images TM.
Les images de la combinaison additive font ressortir également plusieurs structures liées aux
accidents tectoniques. Ainsi, on peut distinguer des structures circulaires, des structures en étoile,
des structures en damiers (photo 29 ).
2.1.2.6.2 - Les zones d'écoulement
Les zones d'écoulement sont mises en évidence par la présence de la végétation active. Ces
zones représentent des bas-fonds et les sources ou les marigots, les dépôts alluviaux. Il y a deux
possibilités pour mettre en évidence ces zones.
a)
on peut les mettre en évidence par la création des images à partir des rapports de
bande TM7 -TM4rrM7 + TM4,
b)
par les images de la composition colorée.
mESE [)'E7iIT EN llmROGEOLOGlE, UNIVERSrrE DE COCODr

---

P:lItic Il
125
Photo 28: Combinaison additive des canaux TM 6 et TM 7 mettant en évidence
des couloirs de cisaillement
Photo 29
Comblnaison additive des canaux TM 6 et TM 7 mettant en évoldence
des structures circulaires, en étoile et en damier s
/JI/:SI:° nO'JII HS l!iJ)f(()(ii:"()'o()<iIl~o l:o\\ïJOHRSIJI:OIJHco("()n)"

---

Sa\\ëlllé 1.
126
2.1.2.(1.3. - Rerherrhe des sites d'illlJlllllltlltioll des forll~es
L'ohtellt ion d'un grand débit dépend en grande paltie du positionnement des (orages. La
position la plus
convoitée est œlle située sur l'illterse<.:tion de deux ou plusieurs fractures
kilométliques.
Le rehaussemellt des images TM par le (litre directionnel de Sohel. pennet de mettre en
évidence les grandes ll"a<.:tures dans les dil1ërentes directions. Par l'intennédiaire d'lUi système
graphique. on peut traœr œs tractures et ensuite détellniner les difierentes illtersectiolls qui offrent
plus de chan<.:c de succès (la photo 30).
Photo 30: Filtrage directionnel de Sobel,matrlce 3 x 3 p(',rmp.tTGllt de rehausser
les linéaments

---

Partie II
127
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.1.2.7 - Réseaux de linéaments régionaux
La carte du relevé détaillé des linéaments a été établie àpartir des images Landsat TM et des
photographies aériennes. Les linéaments ont été identifiés sur les images TM décrites aux chapitres
précédents en exploitant les pOSSlbilités du système de traitement d'images qui permet l'affichage des
compositions colorées et l'édition de fichiers vectoriels. Une carte présentant des linéaments
d'importance régionale associés aux accidents majeurs dans le socle a été établie à l'aide
principalement de la combinaison TM6 + TM7. Ces linéaments et ceux identifiés à partir des
photographies aériennes ont été superposés aux fractures observées sur les afHeurements. Les
rosaces de direction représentées à partir de ces observations, ont permis de déterminer les grandes
directions de fractures régionales (figure 42). On a pu noter une très forte correspondance entre les
traits géologiques dominants perçus sur les trois données. Ceux-ci se répartissent selon les
prillcipales directions tectoniques: ND-20°, N30-60°, NSD-IOO°, NI2D-170°.
Direction NO-20
Elle correspond aux grands couloirs de cisaillement de Zievasso qui est le prolongement de
la faille de Séguéla et aux fàilles de Niamasso, Tiéme, Sokoro, Odienné et Sirana d'Odienné.
Direction N30-60°
C'est la direction la plus powvue en accidents majeurs. On y distingue les couloirs de
cisaillement de Samango et les failles de Kaniasso, Mafeleni et Sangouani
Direction N120-170
Elle caractérise les couloirs de Ngoloblasso, Sambadougou, Goulia et les accidents de Tiela,
Samakona, Kimbirila Sud, Tougousso.
Les deux premières méthodes à savoir l'expliotation des images satellitaires et la photographie
aérienne, présentent des directions presque similaires. Le diagramme de fréquence à partir des
obsetVations sur les affieurements est légèrement différent des deux autres observations. Cela
s'explique par le fà.it que la couverture totale et effective sur le terrain d'm site à grande échelle
étant humainement impossible, le nombre de fréquence d'observations de direction des fractures est
fiuble et même incomplet par rapport aux méthodes de télédétection.
Les observations des images offrent donc beaucoup plus d'avantage et de temps dans
l'élaboration d'une carte de fractures que celles de terrain.
Sur la base de l'analyse statistique et des informations géologiques dispombles, la
direction NE correspondant à la direction du Birrimien a été considérée comme celle de
déformation tectonique.
TIIESE D'ETAT EN HYDROGEOUJGlE. UNlVERSrrE DECOCODY

---

Savané 1.
128
MIITOO"A"''''I DI ""IOUINCI DI ""ACTU"IS
'U" Ils l'HOTOI AIIIIINNU
HISTOGRA"''''E DE 'REQUENCE DE "RACTURES
"AR LES IMAGES SATELLITAIRES
HISTOGRAMME DE 'REOUEN CE DE "RACTURES
SUR LE TERRAIN
Fig. 42: HISTOGRAMME DE FREQUENCE DE FRACTURES

---

Partie II
129
Les fractures proches du NE seraient donc considérées comme des fractures de tension.
D'aure part, les fractures d'orientation NW étant orthogonales aux contraintes de compression
seraient dans les plans de cisaillement et ainsi elles sont étanches. Les fractures d'orientation NS sont
assez nombreuses sur le département.
La superposition de différentes phases. tectoniques se traduit par l'existence d\\me intense
fraeturation. Certains accidents s'observent sur des longueurs atteignant plusieurs centaines de
kilomètres comme c'est le cas pour la faille du fleuve Sassandra. Cette orientation NS appartiendrait
à la contrainte de compression des séries précambriennes et les fractures ayant cette orientation sont
considérées comme des fractures de tension et ainsi être prometteuses pour des investigations des
eaux souterraines. Par contre, l'orientation E-W étant perpendiculaire à la contrainte d'orientation
NS, serait donc étanche.
D'une façon générale, ces accidents s'intègrent parfaitement dans la tectonique cassante de la
Côte d'Ivoire. Les couloirs de cisaillement correspondent à des directions majeures dans le socle
africain. Ces cassures dans le socle seraient apparues au cours des orogenèses libériennes (2.500
MA), panafricaine (600 MA) hercynienne (350 MA) ou au moment de l'ouverture de l'Atlantique, il
y a 200 MA (Biémi et al, 1991). Cependant, nombre d'entre elles auraient subi continuellement des
phases de remobilisation depuis le Crétacé.
L'étude des linéaments et des fractures présente certaines limites dans leur interprétation. On
doit notamment tenir compte du facteur humain. En effet, pendant l'interprétation, les copies
peuvent subir une rotation et ainsi les traits linéaires observés à différents angles. Dépendant de
plusieurs facteurs (inclinaison du soleil au moment de l'enregistrement de la scène, position de
l'observateur en fonction du viseur, etc) les linéaments préférentiels peuvent être ws différemment.
Les fractures relevées sur les documents aériens sont avant tout des alignements morpho-
struturaux, terme à la fois général et précis car il ne traduit que les accidents d'origjne structurale qui
ont une incidence sur la morphologie. L'analyse des photographies aériennes repose essentiellement
sur l'observation géomorphologique.
2.1.2.8 Etude du réseau hydrographique en imagerie satellitaire
L'analyse porte sur le réseau hydrographique, les états de surface et les "discontinuit~imagesu.
• Le réseau hydrographique
L'étude du réseau hydrographique a pour objectif de différencier les zones de ruissellement
des zones de recharge et d'orienter la recherche des secteurs les plus perméables.
L'analyse, effectuée sur des compositions colorées à 1/200.000 ou 1/50.000 traitées pour
rehausser les marqueurs du réseau, comprend deux étapes:
squelettisation du réseau hydrographique et digitalisation pour faciliter les études
statistiques,
hiérarchisation du chevelu selon la méthode de Strahler pour évaluer la densité du
réseau.
111ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGŒ, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané .l
130
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Les guides d'interprétation des cartes synthétiques obtenues après traitements statistiques
sont les suivants:
la densité du réseau hydrographique est anti-correlée à l'aptitude à l'infiltration des
eaux : plus le réseau est dense plus les eaux ruissellent. Les zones potentiellement
favorables à la recharge sont caractérisées par une fAible densité des drains d'ordre 1
,
les incisions du réseau hydrographique, vallées rectilignes bien marquées
superposées aux fractures profondes soulignent la fragilité du milieu.
Direction et densité du réseau sont donc des indications de la perméabilité régionale.
• Les discontinuités images et photo-linéaments
L'interprétation des discontinuités-images est effectuée sur des compositions colorées,
simultanément avec la recherche de photo-linéaments sur des couples stéréoscopiques de
photographies aériennes qui offrent un pouvoir de résolution supérieur.
Une première interprétation "visuelle"
permet
de répérer les grands accidents
plurikilométriques auxquels sont associées les zones de fracturation intense et qui présentent, par
leur développement, les plus fortes capacités de drainage de la ressource.
Dans un deuxième temps, l'étude statistique des discontinuités (longueurs, directions) fuit
apparaître la distribution des orientations et permet un classement en "1àmille de directions". Cette
analyse devrait également permettre, par rapprochement avec l'histoire tectonique régionale, de
déterminer les directions pour lesquelles l'ouverture des fractures, donc la perméabilité, est
maXImum.
2.1.2.9 - Relation entre fractures, positionnement, et productivité des forages
Si l'on tient compte des critères d'implantation des forages dans le socle qui sont:
être dans le croisement de fractures les plus longues, les plus nettes et si pOSSloles
les plus nombreuses.
être en un point topographiquement bas,
être en aval d'un bassin versant le plus large possible,
être à proximité d'un marigot permanent.
On doit admettre que chaque forage réalisé dans le socle est: positionné par rapport à au
moins un accident appartenant à une direction tectonique déterminée. Par conséquent, l'étude des
relations entre forages et fractures peut s'avérer intéressante pour expliquer le rôle hydraulique de
certaines directions d'accidents.
La carte de linéaments réalisée à partir des images satellitaires a été introduite dans le
système Arc-Info. Dans ce système, nous avons classé les fractures selon les directions N-S, NE-
SW, E-W et NW-SE ( figure 43, 44, 45, 46). Sur ce fichier, nous avons superposé la base des
données sur les ouvrages à la carte de linéament, après avoir produit une carte thématique
représentant la distance de tout point de la zone d'étude par rapport au linéament le plus rapproché.
On a déterminé par le système Arc-Info, la distance séparant chacun des 134 ouvrages de la fracture
la plus proche dans chacune des quatre directions précitées.
TlJESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

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131
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Figo 43 : CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES
DIRECTION NORD- SUD
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Fig. 44;;: CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES
OIRECTION NORD- EST

---

Savané I.
- - - - - - - - - - - - - - -
132
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Fig, 45 ,: CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES
DIRECTION EST-OUEST
Fig. 46
CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES
DIRECT/ON
SUD - EST

---

Partie II
133
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.1.2.9.1. - Influence des accidenu sur le positionnement des forages dans le sode
Le calcul des pourcentages d'ouvrages liés à chaque direction tectonique au moment de
l'implantation des ouvrages donne les résultats suivants:
Pourcentage de forages liés à chaque direction tectonique
N-S
: 22.35 %
NE-SW
: 29.10%
E-W
: 22,68 %
NW-SE
: 25.88 %
Ces pourcentages permettent de classer les accidents en fonction de leur influence dans le
positionnement des forages: NE-SW > NW-SE > E-W > N-S.
Les accidents NE-SW et NW-SE qui s'associent aux directions libériennes et éburnéennes
d'Afrique, sont les mieux visibles sur les images satellitaires.
Pourcentage des forages captant directement les fractures dans chaque
direction
N-S
:3
%
NE-SW
:3
%
E-W
:2
%
NW-SE
: 1.5
%
Total: 9.5 % pour1es quatre directions
Quand on calcule les pourcentages des forages captant directement ces fractures, on obtient
: 3 ; 3 ; 2 ; 1.5 dans les accidents de direction N-S , NE-SW, E-W et NW-SE, , soit au total pour les
quatre directions 9.5 % des ouvrages situés sur les accidents.
Ce résultat montre clairement que ce sont plutôt les accidents N - S et NE-SW qui sont les
plus visés durant les travaux de forages, viennent ensuite ceux de E - W et NW - SE.
_ .._ - - - - _•._ - -
- - - - - _ . _ - - - _ . - - - - _ . _ - -
771ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNTVERSn'E," DE COCODY

---

Savané I.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 134
Quand on étudie la répartition des gros débits suivant les quatre directions, on constate que:
I)ourcentage de gros débits et des débits moyens dans chaque direction
% de débit> 6 mJ/h
N-S
: 2.73 %
NE-SW
: 29.80 %
NW-SE
: 32.36 %
E-W
: 35.12 %
% de débit J < Q < 6 mJIh
N-S
: 23.83 %
NE-SW
: 31.74 %
NW-SE
: 26.93 %
E-W
: 17.50 %
Pour les débits supérieurs 6 m3/h, on note 35.12 % liés aux fractures E-W, 32.36 % liés à
NW-SE et 29.80 % à NE-SW, et seulement 2.73 % à N-S. Donc, du point de vue productivité, ce
sont les accidents E-W et NW-SE qui sont les plus importants.
L'influence des accidents N-S et NE-SW n'est remarquable que sur les débits moyens. En
effet, dans ce cas, 55 % des ouvrages à débits moyens sont liés à ces fractures.
En faisant une étude comparative avec des travaux effectués par Biémi (1992) dans le
bassin de la Marahoué, on note les résultats suivants:
Tableau 17: Résultats de la productivité des forages en fonction des fractures dans
le bassin de la Marahoué.
Pourcentage des forages captant directement les
fractures dans chaque direction
27
Importance des accidents en fonction de leur
influence dans le positionnement des forages
NW - SE > NE - SW > E - W > N - S
Pourcentage de débit> 6 mJ fh
NW-SE
63 %
N - S
25%
E-W
12 %
NE-SW
0%
Pourcentage de débit 3< Q< 6 mJfh
NW-SE
21 %
N - S
21 %
E-W
14 %
NE-SW
43 %
Si l'importance des accidents en fonction de leur influence dans le positionnement des forages
est presque identique, en revanche les débits captés restent différents.
Cette différence viendrait de la nature des roches en présence et surtout du type et de
l'épaisseur d'altération.
- - - - - _ . - - - - _ . _ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
71fESE D'HAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DECOCODY

---

Partie Il
135
2.1.2.9.2 -Régression des Ilourccnta~es des forll~es en fonction des distances dc Icur éloigncmcnt par
rapport aux fractures
La distribution des ouvrages à l'intérieur des classes d'éloignement de 200 en 200 m par
rapport aux fractures est représentée dans le tableau 18. Elle a été interpolée dans le système Are-
Info.
Tableau 18
Distribution des ouvrages à l'intérieur des classes d'éloignement de 200 en 200 m
par rapport aux fractures
Xl
Nombre
% deforagcs
d'ouvrages
0
12
9.5
200
17
12.7
400
19
14
600
16
12
800
15
II
1000
13
10
1200
12
9.5
1400
7
6.2
1600
6
4.1
1800
5
3.5
2000
4
3
2200
3
1.5
2400
2
1
2600
1
0.5
2800
0
0
3000
0
0
La figure 47 permet de distinguer 3 parties:
16
14
12
•
.,
en 10
~•., 8
'0
.,
en
CI
6
ë.,u..:J 4
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2
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0
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Distance en mêtres
Fig. 47 : Courbe de décroissance des pourcentages de forages en fonction des
distances d'éloignement par rapport aux fractures
TIIES/:" D'ETAT /:"N IIYDUOGEOWGIE. UNI11:R.Sfl'E OH cocolJr

---

Savané I.
~_ _-
_
136
Wle droite des implantations idéales localisées sur l'axe des ordonnées, évaluée à 9.5
% et qui renseigne sur le nombre de forages captant directement les fractures.
une courbe de croissance entre 0 et 1000 Ill, avec Wl pic à 400 m Cette croissance
correspond à 69.2 % du nombre de forages. Ce sont des ouvrages à la fois les plus
proches des accidents et les plus sollicités par les campagnes de forage;
enfin, Wle courbe de décroissance faible entre 1200 met 3000 m représentant 20.8
% du nombre de forages. Ce sont les ouvrages les plus éloignés des fractures.
En généra~ les ouvrages issus des campagnes d'hydraulique villageoise, réalisés dans les années
1976, ont été implantés de façon aléatoire. Les 9.5 % des ouvrages captant directement les fractures
correspondent à ceux qui offrent de~ pourcen.tages de déb:t fort, sup~eur ou éîal à 6 ~3Ih. Parmi
eux, on peut noter Doumbala ( 20 m- Ih), KadJola ( 17.6 m' lb ), Geowsso ( 12 m"lh ), Nlenesso ( 10
m3/h ) etc..
Les 69.2 % des ouvrages qui sont plus ou moins proches d'Wle fracture, offrent des pourcentages
de débit intermédiaires compris entre 2 et 4 m3/h. Ce sont des ouvrages tels que Sélé
et
N'goloblasso ( 2.9 m3/h ), Bougousso ( 3.3 m3/h), Nabagala ( 4.5 m3/h ) etc... Ces ouvrages
constituent la majorité.
Les 20.8 % des ouvrages sont ceux qui offrent des pourcentages de débit inférieur ou égal 2 m3/h.
Ains~ on constate qu'Wl forage réalisé dans le socle sur la base des photographies aériennes
et/ou de la géophysique doit être distant d'Wl accident au plus de 2 km pour être productiC Par
conséquent, chaque forage doit se situer à proximité d'au moins une fracture dont il est censé capter
les eaux souterraines. En général dans le socle, les mégafractures n'ont jamais wle influence
transversale supérieure à 500 mètres.
il existe quatre types différents de courbes de décroissance du nombre de forage en fonction
des distances d'éloignement des ouvrages des fractures dans chaque direction (figure 48) :
le premier type correspond à des implantations hasardeuses ou par tâtonnement,
auCWl forage ne capte Wle fracture dans les quatre directions;
le second traduit des implantations dans les petits villages où la taille assez réduite
des agglomérations est source du laisser-aller dans le travail, fimplantation est dans
ce cas influencée par l'intervention arbitraire des chefs locaux, le pourcentage des
forages qui captent les fractures varie de 20 à 30%;
le troisième caractérise les programmes de grandes communes et chefs-lieux de
sous-préfecture qui utilisent majoritairement les photographies aériennes et la
géophysique comme critère d'implantation des ouvrages ; ce qui exclut toute
ingérance de la part des chefs locaux; dans ce cas plus de 50 % des forages captent
directement les fractures;
enfin, la perfection vers laquelle nous tendons est que, à l'avenir, futilisation de la
télédétection numérique et du SIG, complétée par les méthodes classiques de
photographies aériennes et de géophysiques, permettra de faire des implantations
très précises pour que 100 % des forages d'un programme hydraulique villageoise
captent directement les fractures dans toutes les directions ; ce qui équivaut à Wle
absence totale des courbes de décroissance.
- _ .__
__
. .
. . _- -----_._-----------_._._----_ .._ - -
TIIESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UN1VERSfl'E DE COCODY

---

Partie Il - - - - - - -
~
137
100°/0 r-----------"""t
100°/0 r---------------.
AO::O
A o :: <eo·l.
Il >Okm
0<11<1.1
o
OEF (km)
'--.L..-..>...---,-_ _~~"----J
o
2
2
3
Premier COI: Pire
Deuxième cos: Ao:: 2~o/0
A :: 0 et 0
OEF 300m
o OEF 1000m,Impiantation par
Implantation hasardeuse et par .
photol aériennes avec peu ou pas
tatonnement
de prospection électrique
\\00°/0 r - - - - - - - - - - - ;
100"/0 t-----------...,
Ao>~OOfO
Ao::IOO%
x < Ikm
x:: 0
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OEF {km}
OEF (km)
- -..........--..----t---.....J
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o
2
3
0
1
2
3
Trol slème cos: A:: ~O%
Quatrième cos:
A:: 100%
o OEF eOOm, Implantation par
OEF:: O,lmplantatlon par traitement
photol aériennes avec utllilation
numérique d' Imogel 10tellltolr.I,
mallive de la prospection électrique
IYltème d'Information géographique
et prospection électrique
Fig. 48 : j DIVERS CAS THEOR1QUES DE COURBES DE REGRESSION DES
POURCENTAGES DE FORAGES EN FONCTION DE LA DISTANCE,
D'EL01GNEMENT PAR RAPPORT AUX FRACTURES
EN RELAT10N AVEC LES TECHN1QUES DE FORATION
(Biemi,1992 )
17fESE [)'J:TAT El. IlYDROGEOLOGJE. UNIVERSITE DECOCODJ'

---

Savané 1.
138
---------------------~------
L'interpolation des distances d'éloignement par rapport aux fractures présente Wl certain
nombre de sources d'erreurs. En raison de sa grande dimension, le pixel du site a été échantillonné à
50 Ill. Compte tenu des différentes sources d'erreurs, on a accepté pour cette étude Wle marge de ±
2 pixels, ce qui correspond à 100 Ill. Les sources d'erreur sont les suivantes:
-la correction géométrique,
- l'interpolation plus ou moins tordue,
- les erreurs dans les relevés des linéaments,
- les traces de crayon,
- les erreurs de lecture.
2.1.2.9.3 -Conclusion
L'étude des images foumies par les satellites permet d'extrapoler, à l'échelle régionale, les
données ponctuelles de forage et de délimiter rapidement, sur de vastes régions, les secteurs à priori
favorables.
Les opérations de correction et rehaussement des images ont permis de mettre en évidence non
seulement les structures géologiques comme les linéaments, les contours des inselbergs granitiques,
les cuirasses, mais aussi la végétation, les cours d'eau et l'occupation des sols.
L'étude des réseaux de linéaments a mis en évidence trois grandes directions tectoniques: NO-20°,
N30-60°, et NI20-170°.
La superposition de la carte des linéamentsrégionaux et la carte des points d'eau a permis
non seulement de déterminer les meilleurs sites de forages, mais aussi d'évaluer la productivité de
ces forages en fonction des directions tectoniques. Des études statistiques ont menées pour
examiner les meilleures chances d'obtention de gros débits.
fi faut remarquer que le problème de positionnement des forages par rapport aux linéaments
géologiques déterminés à partir des images est un problème de précision sur le terrain. La question
est de savoir comment localiser sur le site de façon précise les linéaments repertoriés sur la carte à
une échelle. Nous pensons qu'avec l'avènement des GPS ( positionnement des points par les
satellites) associés à la géophysique, il sera désormais plus facile d'aplanir cette difficulté.
71fESE D'ElilT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie Il
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 139
2.1.3 LE SYSTEME HYDROGEOLOGIQUE A REFERENCE SPATIALE
Que signifie les tennes « Système d'Infonnation Géograplùque »? La signification des trois mots
de cette expression est la suivante:
- Un Système est un ensemble organisé globalement et comprenant des éléments qui se
coordonnent pour concourir à un résultat. Comme le montre cette définition, un système sous-tend
les notions d'ensemble ( le système est un tout ), d'organisation ( cette notion est fondamentale si
l'on veut éviter un fouillis total), de globalité ( le système est un tout non réductIble à ses parties,
sinon il perdrait sa raison d'être ), et d'éléments ( entités physiques ou conceptuelles identifiables
individuellement qui composent l'ensemble). Ces éléments sont liés entre eux par certaines relations
bien détenninées qui se doivent d'être coordonnées pour plus d'efficacité. Cette coordination entre
les différents éléments du système doit être établie en fonction d'un résultat ou d'un objectif
commun.
Un système possède une certaine structure dont on peut dégager quatre composantes:
1. des limites qui le séparent de son environnement;
2. des éléments qui peuvent être identifiés, dénombrés et classés;
3. Wl réseau d'acheminement et de communication;
4. des contenants dans lesquels sont stockées des matières.
Quatre autres composantes sont relatives à son fonctionnement:
1.
des acheminements variés qui circulent dans les réseaux et transitent par des zones
d'accumulation ou réselVoirs;
2. des centres de décision qui reçoivent les données et les transfonnent en action;
3. des circuits de retroaction;
4. des delais qui pennettent de s'ajuster.
Les entrées et sorties matérialisent les rapports entre un système et son environnement.
L'Information est le résultat de l'interprétation de l'ensemble des relations qui existent entre un
certain nombre d'éléments distincts les uns des autres appelés données. Autrement dit, les données
sont des représentations symboliques décrivant la population, les lieux, les objets ou évènements
qui, une fois assemblées, ou placées dans un contexte spécifique, deviennent une infonnation pour
l'utilisateur. Exemple de donnée et d'infonnation; une radiographie du poumon ( donnée) pennet de
diagnostiquer la présence d'une tumeur (information).
Les données doivent être considérées comme une source d'information. Le choix des données et de
leurs relations, en tenant compte de leur traitement ( assemblage ou intégration, transfonnation,
contexte) et de leur représentation pennettant d'obtenir les informations désirées, s'appellent la
modélisation.
- Géographique. La principale caractéristique d'un système d'information consiste à permettre le
rattachement de chaque donnée à une position de l'espace. La référence spatiale peut être une
projection cartographique (UTM, MTM, etc.) ou un plan quelconque lié à l'espace. De façon
générale, cette position peut être une mesure quantitative ( coordonnées cartographiques d'un
point), une mesure qualitative ( nom d'un quartier) ou une combinaison des deux premières (
adresse civique complète d'un lot).
-----~--------
- - -
n/ESE D'ETAT ES IlmROGEOLOGIE, UNIVERSfTE DECOCODY

---

Savélné 1.
140
- - - - - - - - - - - - - - _ .
- - - - - - - - -
En résumé, un système d'information est un ensemble organisé globalement comprenant des
éléments ( données, équipement, procédures, utilisateurs, préposés à l'équipement) qui se
coordonnent pour concourir à un résultat ( information).
L'expression « Système d'Information Géographique» sapplique actuellement à des
systèmes automatisés de mémorisation, de traitement et de restitution de données dont le matériel et
le logiciel ont été spécialement conçus pour traiter des données spatiales géographiquement
référencées et les infonnations qualitatives correspondantes. Les données spatiales se présentent
généralement sous forme de cartes décrivant la topographie, les dispom1>ilités en eau, les types de
sols, les forêts et herbages, le climat, la géologie, la population, le statut de propriété, les limites
administratives, les infrastructures (routes principales, voies ferrés, réseaux électriques ou de
communication), etc. La possibilité de synthétiser plusieurs cartes en une seule opération, connue
sous le nom de "superposition", est l'une des principales fonctions du SIG. (FAO, 1989).
La manipulation d'une énorme quantité de données provenant de plusieurs sources telles que
les données des forages, de géophysiques, de géologie, de cartes topographiques, pluviométriques,
de la population etc, exige l'utilisation d'une sorte de système de données de base. Le système
d'infonnation géographique (SIG) s'est avéré idéal pour cet objectif Une fois le noyau de la base de
données établi, il est facile de complèter les données ou ajouter de nouveaux types de données, avec
les calculs immédiats de statistiques.
fi est important de considérer le SIG comme une base de données dynamique ou de "vie",
reflectant la connaissance présente d'une zone de projet, plutôt qUUnjuste instrument produisant les
belles cartes en couleur, et des tables de données impressionnantes dans le stade final d'un projet. La
conception d'un SIG comprend quatre grandes étapes: la définition de l'objecttt: la constitution de la
base de données, la conception et l'élaboration des requêtes ou indicateurs, et enfin l'analyse et
l'interprétation des résultats.
2.1.3.1 -L'objectif d'un système d'information hydrogéologigue à référence spatiale
La complexité des logiciels SIG et de traitement numérique des images a apparu
antérieurement dans bon nombre d'approche de grands projets autres que les projets
hydrogéologiques. La formation des opérateurs, la saisie des données et la sortie etc ..., ont été
d'énorme perte de temps. Ainsi, une nouvelle approche numérique a été envisagée. Pendant ces
dernières années, un grand nombre d'utilisateurs, de système économique de traitement d'image, et
de système d'infonnation géographique ont émergé, ouvrant les pOSSl1>ilités de l'utilisation d'une
approche numérique dans plusieurs projets d'exploration d'eau souterraine.
Une des approches efficaces de l'exploration de l'eau souterraine dans les zones tropicales
subsahumides, est la possibilité de comparaison des données existantes dUne zone, telles que les
infonnations de forage, des profondeurs, des fractures, de densité de drainage, de l'épaisseur
d'altération et les investigations géographiques, les photographies aériennes et les cartes de données
satellitaires pour identifier les cibles qui promettent. Les cibles par les investigations détaillées de
terrain sont sélectionnés sur les critères tels que la pennéabilité des roches, la présence de l'aql.lÎÎere,
les linéaments, les anomalies géophysiques, etc. La recherche est aussi fonction d'autres facteurs tels
que la distance au centre de la population, l'exploitation existante de l'eau souterraine, la chimie de
l'eau souterraine, etc. Les modèles hydrogéologiques établis sont souvent utilisés comme une
platefonne rigoureuse, équitable pour les travaux subséquents et les résultats des investigations
détaillées y sont incorporées.
THE"SE I),E1'A1' EN HYDROG/WLOGIE. UNIVERSffE DE COCODY

---

Partie II
14 1
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
L'exploration de l'eau souterraine dans une zone tropicale subhwnide peut comprendre
plusieurs milliers de kJn2 et inclure divers types de données quantifiables. La quantité de données
rend souvent impossible la réalisation de meilleure analyse, si on ne les saisit pas dans une base de
données. La saisie et l'édition des données sont des opérations de longue haleine, qui demandent
beaucoup de temps machine.
2.1.3.2 - Constitution de la base de données
C'est dans cette partie que se situe toute l'information sur la ou les zones d'études. Sa
conception et sa gestion sont en de nombreux points similaires à une base de données thématique
conventionnelle avec cependant une différence fondamentale. Une structuration de l'information
selon la localisation des unités spatiales, quelque soit le format des couches ou strates, en tableau,
condensé ou en tétrarbre, le système de gestion doit garantir que les strates qui seront combinées
lors de l'analyse décrivent bien la même zone d'étude selon les unités spatiales - les pixels de
dimension identique. L'organisation de cette base de données géographiques varie sensiblement d'un
système à l'autre, mais possède certains éléments communs. En gros, le système d'information
géographique permet de prendre toutes sortes d'informations, de les transformer en séries de
données compatibles, de les combiner et d'afficher les résultats sur une carte. Citons parmi les
fonctions habituelles:
l'interprétation de cartes ayant des échelles, des projections et des légendes
différentes ;
la superficie de plusieurs couvertures cartographiques d'une même zone pour
réaliser une nouvelle carte qui regroupe les attributs de celles qui le comportent. par
exemple, une carte de végétation peut être superposée à une carte indiquant la
longueur de la période de végétation pour réaliser une carte indiquant l'aptitude des
terres à telle culture ;
la création des zones tampons ou de couloirs à proximité des lignes ou des
polygones d'une carte. Cette technique permet d~dentifier des zones qui se trouvent
à une distance donnéee des routes, cours d'eau, etc, ou de certaines conditions
thématiques. Ces zones tampons peuvent à leur tour être utilisées comme
couverture supplémentaire dans les opérations de superposition;
la modification de l'échelle, des projections, des légendes, de la topographie, etc, des
cartes.
Les systèmes d'information géographique s'appuient sur trois éléments principaux:
un ordinateur
divers logiciels
les ressources humaines et l'organisation qui font fonctionner le système.
2.1.3.2.1- L'ordinateur
Les composantes de matériel d'un SIG comprennent plusieurs éléments comrmms à tous les
systèmes informatisés de gestion d'une base de donnnnées, tels que: une unité centrale, (UC) ; une
unité à disque dur pour la mémorisation des données et programmes; un système d'entraînement de
bandes magnétiques pour la mémorisation de données supplémentaires, une unité d'affichage visue~
et d'autres périphériques à usage général Le SIG a en outres plusieurs éléments spécialisés,
notamment: un numériseur ou scanner, utilisé pour convertir les informations géographiques des
mESE D'ETAT I....N HYDROGEOLOGIE, UNIVERSfTE DE COCODY

---

Savané l.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 142
cartes en format numérique et les envoyer à l'ordinateur ; une table traçante, qui imprime les cartes
et autres sorties graphiques du système ; et une unité d'affichage visuel graphique en couleur (poste
de saisie) sur laquelle l'utilisateur peut éditer les données spatiales et les afficher.
.
2.1.3.2.2 - Le logiciel
Les principaux éléments des logiciels du SIG sont conçus pour les fonctions suivantes:
- la saisie des données (nwnérisation)
- la mémorisation des données et la gestion de la base de données
- l'analyse et le traitement des données
- le dialogue avec l'utilisateur (édition graphique/cartographique)
- la sortie et la présentation des données (traçage).
a - La saisie des données
L'opération de saisie doit être vue comme la transformation d'une image analogique
continue en une image numérique composée d'un nombre fini d'éléments, les pixels, ou noeuds et
arcs. La taille optimale du pixel sera définie en fonction des facteurs énumérés précédemment. II est
certain que plus la taille du pixel est réduite, plus l'information est riche, mais aussi volumineuse.
L'information numérisée, qu'elle soit sous une forme vecteur ou raster, est appauvrie par rapport à
celle du document analogique original. Cette perte est due à une sélection thématique voulue, mais
aussi à Wle simplification de la description spatiale des objets. En mode objet, on parle d'une
généralisation pour décrire le processus de réduction à des polygones, des lignes ou des points
(Collet, 1992). En mode image, ce processus correspond à l'aggrégation de l'information dans la
surface du pixel
L'entrée des données suppose la conversion des données provenant de cartes, de levés de
terrain, d'images de satellites traitées et de photographies aériennes en forme numérique compatible.
Pour ce faire, on dispose de plusieurs méthodes, toutes difficiles à appliquer et coûteuses. Plus la
précision et la cohérence souhaitées sont grandes, plus l'opération est coûteuse et diffic1e.
Aujourd'hui, la plupart des SIG utilisent une méthode de numérisation manuelle
pourl'entrée des données des cartes. Autrement dit, il faut s'installer avec la carte à une grande table
plane de numérisation et, à l'aide d'un viseur à curseur, suivre les milliers de petites lignes qui
constituent la carte, en gardant soigneusement le viseur sur les lignes, et en veillant à ce qu'elles ne
soient ni numérisées deux fois, ni omises, que les intersections soient soigneusement fermées et que
les lignes ne soient pas interrompues.
Certains SIG utilisent des systèmes automatisés de numérisation tels que les scanners. Ceux-
ci effectuent l'opération qui consistait auparavant à suivre manuellement les lignes et assurent des
résultats réguliers et cohérents chaque fois qu'une carte est scannée. Les scanners sont coûteux et
complexes, mais efficaces lorsqu'il y a un gros volume de travail Bien que le scannage soit plus
rapide que la numérisation, seules des cartes de bonne qualité s'y prêtent, et même alors, la qualité
des résultats n'est en général pas aussi bonne. Toutefois, les techniques s'améliorent constamment
comme dans presque tous les domaines de l'informatisation. En outre, une fois qu'une carte a été
numérisée, elle peut être reproduite et transférée à volonté (de même qu'un document écrit peut être
rapidement édité ou corrigé, une fois entré dans une machine de traitement de textes).
Quel que soit le degré de perfectionnement des machines et du logicie~ la qualité des
produits du SIG est tributaire de celle des données entrées. Souvent les inventaires des ressources
7HESE D'ETAT EN HrDIWGEOLOGIE. UNIVERSITE DE CacODY

---

Partie II
143
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
naturelles sont incomplets ou périmés, et il peut être nécessaire de revoir les informations figurant
sur les cartes avant la numérisation.
Le système de gestion de la base de données de SIG sert à mettre les données en mémoire
dans la base et à gérer celle-ci 11 s'agit de la manière dont les données sont structurées et manipulées
par l'ordinateur et dont l'utilisateur y a accès et les perçoit.
b - Le traitement des données
Le traitement des données comprend deux types d'opérations: premièrement, la préparation
des données par mise à jour et suppression des erreurs, ou le rapprochement de ces données avec
d'autres séries de données (prétraitement) et deuxièment, l'analyse des données en we de repondre
aux questions que l'utilisateur pose au SIG (traitement). Le traitement porte pour ce qui concerne
l'étude des eaux souterraines de la région d'odienné sur quatre types de données (figure 49 ):
1) Les données cartographiques
Pour cette étude, nous disposons de différentes cartes à l'échelle 1/200 000. Ces cartes
matérialisent :
les limites de la zone d'étude
la topographie du site sous forme de courbes de niveaux
du réseau hydrographique
de la carte géologique
de la carte de linéament
les valeurs de débits, de l'épaisseur d'altération, du niveau piézométrique, de la
profondeur, des annotations des sites
2) Les données numériques
Ces données concernent essentiellement les résultats de traitements numériques appliqué
aux données satellitaires Landsat TM. ce sont les données de pente, le fichier graphique des
linéaments et le modèle numérique de terrain (MNT).
3) Les données statistiques
Ce sont les données de la population, de densité de drainage et de pennéabilité induite.
4) Les données scannérisées
Ce sont les données qui n'ont pu être numérisées sur une table plane en raison du volume de
travail à réaliser. Ceci concerne le réseau hydrographique.
nIEs/!: D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE cocon y

---

Savané I.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 144
------ ------J--
DONNEES
1
DONNEES DIGITALES
[
DONNEES
STATISTIQUES
IMAGE
CARTOGRAPH1Q~1
-
-------
~
NUMERISATION
l
AFFECTATION
DES COORDONNEES
x y Z
INTERPOLATION
INTERPOLATION
CLASSIFICATION
REGROUPEMENT
REGROUPEMENT
DES CLASSES
DES CLASSES
VECTORISATION
t
CORRECTION ET
COOl FICATION
~
PROJECTION DANS
LE MEME SYSTEME
DES COORDONNEES
r
SIG
COMBINAISON
ET
REQUETE
Fig. 49: SCHEMA D'INTRODUCTION DES DONNEES DANS UN SIG
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
11IE81': {J'ETAT EN /lYD/W(;IWLOGIE, UNlVl':IŒm: m: COCODY

---

Partie Il
145
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
5) La démarche suivie
Certaines données cartographiques traitées étant essentiellement des données ponctuelles
telles que, l'épaisseur d'altération le niveau piézométrique, la profondeur, les débits, il est donc
indispensable de transformer ces points irrégulièrement espacés en données "néfaciques". Ceci
requiert Wle interpolation dans un réseau maillé régulier qui est réalisé avec le logiciel Surfer selon la
méthode de "l'inverse de distance". Cette méthode procède par pondération des points connus dans
le but de minimiser la variance de la valeur du point estimé grâce àla formule (Collet, 1992) :
n
'Ln/(di)'
X == -'..1--=-'_ _-
"
'Ll/(di /
1-/
Où
X
est la valeur du point à estimer
Il:
nombre de points dans le rayon choisi
di :
distance entre le point avoisinant et le point X
11 résulte donc pour chaque série de points, un fichier canevas dont les valeurs varient entres
les valeurs minimum et maximum des points numérisés.
On procédera ensuite au regroupement des classes selon des critères définis par l'opérateur
correspondant au norme imposée par l'étude. Le fichier canevas résultant sera ensuite vectorisé et
codé selon des codes spécifiques et leurs correspondances choisies par l'opérateur. D'autres données
cartographiques proviennent de la numérisation sous le logiciel ArclInfo des cartes telles que la
géologie, le linéament, les courbes de niveau. Ces données se caractérisent par le fait qu'elles ont été
saisies sur une table ànumériser, et qu'elles constituent un fichier vecteur.
Les données numériques provenant des données satellitaires, ont subi une classification
avant d'être vectorisées.
Les données statistiques ont subi trois étapes de traitement : la première étape consiste à
affecter à ces données, un système de coordonnée relative à leur position dans l'espace
(géoréférençage).
La deuxième étape du traitement est l'interpolation. En effet, après le calcul de
normalisation, ces données seront interpolées sur Surfer, en ramenant les coordonnées à celle de la
carte. Le rapport d'interpolation 159/206 était conforme avec la taille de l'image. On a ramené
l'échelle àl'hectomètre pour minimiser le nombre de données à traiter.
La troisième étape consiste à regrouper les données en cinq classes selon les critères que
nous avons déterminés en fonction des différentes données. Après cette classification, les données
seront vectorisées sous le logiciel Idrisi.
c - Les vecteurs et les canevas
Il existe essentiellement deux méthodes fondées l'une sur les canevas, l'autre sur les vecteurs
de représentation géographique d'une carte, utilisée dans les système d'information géographique
(figure 50) avec le système du canevas ou des cellules, la carte est représentée par un ensemble
71!ESE D'ETAT EN IlYDROGEOLOGIE, UNIVERSfœ OH COCODY

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Savané 1.
146
géométrique de cellules canées ou rectangulaires, chaclUle ayant une valeur attribuée. dans le
système des vecteurs, le tracé de la ligne est représenté par lme série de segments de lignes droites
appelées vecteurs. Les coordonnées x et y de l'extrémité de chaque segment (vecteur) sont
numérisées et explicitemetll mises en mémoire, et la liaison est implicitement assurée par
l'organisation des points dans la base de données (FAO, 1989),
Carte Initiale.
Carte numérisée en format à
vecteurs. Chaque vecteur est
une ligne droite définie par les
coordonnées de ses extrémités.
1 1 1 1 1 1 1 ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;,
1 1 1 1 2 1 1 1 ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;,
1 1 , 2 2 1 1 1 ;, ;, ;, ;, 4 ;, ;, ;, ;, ;, ;, ;,
Carte numérisée en format à
1 1 2 2 2 2 2 2 2 ;, 4 4 4 ;, ;, ;, ;, ;, ~ ~
1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 ;, ;, ;, ~ ~ ~ ,
canevas. Chaque cellule contient
1 1 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 ~ ~ ~ ~ ~ .
1 1 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 ~ ~ ~ ~ ~ .
un numéro qui Indique soit un
1 1 2 2 2 2 2 2 44 4 4 4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ .
polygone, soit une classe thématique.
1 Il 1612 2 2 2 2 4 4 4 4 ~ ~ ~ li li ~ ~ li
6 6 45 45 45 2 2 4 4 4 4 ~ ~ li ~ ~ li li li ~ .
66 6 45 45 45 45 45 6 6 6 ~ ~ ~ ~ ~ li ~ ~ ~
45 45 45 45 6 6 6 45 6 6 66 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
Fig. 50 : :COMPARAISON DES FORMATS A VECTEURS ET A CANEVAS
.._ - - - - - - - _ .
- -----._---
"/1fESr: /)'HTAT HN IfrtJRUG/WUXiœ, UNIVEUSI11{ /JI;' COCO/Jf

---

Partie II.
147
Chaque système a des avantages et des inconvénients. On peut citer les avantages suivants
pour le système à canevas:
les algorithmes de traitement sont beaucoup plus simples et plus faciles à écrire que
pour les systèmes à vecteur
les systèmes à canevas sont plus compatibles avec les entrées à canevas telles que
les images numériques de télédétection
les systèmes à canevas sont plus compatibles avec les appareils de sortie tels que les
imprimantes ligne par ligne et de nombreux terminaux graphiques.
Les inconvénients d'un système à canevas sont les suivants:
les données à mémoriser sont beaucoup plus nombreuses que celles des systèmes à
vecteurs,
la taille de la cellule détermine la résolution à laquelle la ressource est représentée. TI
est en particulier difficile de représenter correctement les caractères linéaires lignes
topographiques, routes, voies ferrées, etc,
les données d'entrée sont le plus souvent numérisées en forme vectorielle et doivent
être converties en forme à canevas pour être mémoriser dans un système à canevas.
Les avantages des systèmes à vecteurs sont les suivants:
les données à mémoriser sont beaucoup moins nombreuses que dans les systèmes à
canevas
la carte initiale peut être représentée à sa résolution originale
les caractéristiques des ressources types de végétation, routes, cours d'eau peuvent
être saisies et traitées individuellement.
Les inconvénients des système à vecteurs sont les suivants:
les algorithmes d'exécution des fonctions sont beaucoup plus complexes et moins
fiables que ceux utilisés dans les système à canevas
les données spatiales qui évoluent constamment (par exemple, les images de
satellites) ne peuvent être représentées sous forme vectorielle. Pour les traiter, il faut
opérer une conversion en canevas. Etant donné qu'il existe deux types de système, la
plupart des SIG contiennent des composantes de matériel et de logiciel capables de
manipuler et de convertir des données dans ces deux types de systèmes.
d - Conversion canevas - vecteur
Pour notre étude, nous avons eu à travailler avec le système vecteur. la saisie automatique
d'un documement analogique décrivant les zones par leur limite, entraîne des anomalies dans les
polygones. Ainsi, ces polygones restent entremelés alors qu'ils sont sensés représenter une épaisseur,
TlI/:'SE o 'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITb' OECOCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 148
wle pente ou une profondeur. On doit alors procéder à une reconstruction de ces polygones en
fonction de leur représentation logique. Ceci consiste à supprimer ou à ajouter des arcs.
e - Correction et codification
Tous les fichiers vecteurs réunis dans le logiciel ArclInfo, vont subir à la fois une correction
et une classification. La correction consistera à vérifier que tous les arcs sont bien refermés et que
tous les arcs équivalents aient un code commwl.
La codification permet à l'opérateur d'affecter WI code spécifique à chaque polygone.
f - Projection dans le système de coordonnée
Tous les fichiers corrigés sont ensuite projectés dans \\Dl système de coordonnée UTM.
2.1.3.3 - Conception et élaboration des requêtes
2.1.3.3.1- Choix de classification
Pour chaque objet, simple (exemple, profondeur d'accès à l'eau souterraine) ou composé
(exemples : coût, qualité), la gamme de variations de valeurs est divisée en un certain nombre
(voulu) de classes selon des valeurs limites choisies, non nécessairement équidistantes mais
significatives du point de vue des applications pratiques. A chaque classe, on fait ensuite
correspondre une "note", selon \\Dl système de notation voulu (progression arithmétique ou autre),
dont les "points" puissent être additionnés avec ceux des classifications relatives aux autres objets,
ce qui rend la classification ordinale. Enfin, des "coefficients de pondération" différents peuvent être
attribués à chaque objet de classification, afin de les pondérer en fonction de l'importance qu'on leur
accorde, eu égard à la gamme présumée et aussi large que pOSSlole des objectifs de leur
combinaison ( Collin et al, 1987).
On a opéré pour cette étude à quatre choix successifs pour chaque classification.
2.1.3..3.2 - Choix du nombre des classes
Nous avons procédé à deux types de classification. Au niveau de l'identification des facteurs
physiques, nous avons déterminé cinq classes allant du plus falole au plus fort. Ainsi, on a fait la
classification suivante:
1 - Très falole
2 - FaIble
3 - Moyen
4 - Fort
5 - Très fort
Les résultats des combinaisons des cinq classes des différents facteurs sont groupés en
quatre classes définissant un indicateur donné. Ces classes sont du plus falole au plus fort :
1- Mauvais
2 - Médiocre
3 - Bon
4 - Excellent
11mSH [) 'ETAT EN llYDROGEOLOGIE, UN1VERSrrE DE COCODY

---

Partie II
149
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Le nombre de combinaisons qui permet d'obtenir les quatre classes des indicateurs est donné
par la formule suivante:
N = nombre de combinaisons
a = nombres de classes
fi = nombre de facteurs
2.1.3.3.3 - Choix des valeurs limites
Ce choix s'est opéré en fonction d\\me part de la faculté de discernement de l'opérateur et de
son sens de jugement, et d'autre part, des valeurs affichées par les histogrammes des facteurs. Ce
choix est beaucoup guidé par les objectifs que l'opérateur se donne et qu'il veut atteindre.
2.1.3.3.4 - Choix du système de notation
Le système de notation retenu a été la progression arithmétique.
2.1.3.3.5 - Choix de coefficients pondérateurs
Nous n'avons pas choisi un coefficient pondérateur pour les paramètres, parce que les
jugeant tous de même importance.
2.1.3.4 - Le domaine à cartographier
Tenitoire, réseau hydrographique, etc ... sont divisés en aires ou "mailles élémentaires"
(pixels) ou encore en sections ou biefs de cours d'eau élémentaires, présumés assez homogènes
relativement à tous les objects de classification considérés, pour qu'il soit pOSSible de les affecter à
l\\me des classes définies de chacune des classifications. Autrement dit, cette division est dictée par
l'objet qui offre le plus de variété. Ces mailles peuvent être régulières aussi bien qu'irrégulières et
définies par des conditions sturctura1es. Les contours sont ensuite interpolés.
- A chaque pixel est attribué le jeu des notes des différentes classifications appliquées sur la
base des connaissances acquises ou des hypothèses jugées les plus plaUSIbles et ces notes sont
mémorisées.
- Des logiciels appropriés de "sommation ou multiplication" d'images tels que ArdInfo et
Idrisi ont pennis le tracé automatique de cartes croisant les différentes classifications :
soit les résultats de "mixage" suivant les variations de notations et de coefficients de
pondération choisis, appliquant une classification combinatoire
soit les résultats de sélections de zones correspondant à des classes ou groupes de
classes choisis dans chaque gamme de paramètre.
De nombreuses cartes "sur mesure" peuvent ainsi être éditées et s'adapter chacune à des
utilisations spécifiques. Seule la structure des mailles reste stable, mais elle peut aisément être
modifiée - subdivision ou aggrégation de mailles - si nécessaire.
-~_._---
17fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Sav3né 1.
150
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.1.3.5 Les sources possibles d'erreurs dans le SIG ( P.A.Burrough, 1986).
1. Les sources évidentes d'erreurs
- l'âge des données
- la couverture de swface: partielle ou complète;
- \\'échelle de la carte;
- la densité d'obselVations des données;
- la validité ou la pertinence des données;
- le fonnat des données;
- \\'accessibilité;
- le coût.
2. Les erreurs résultant des variations naturelles ou des mesures originales.
- la précision de l'emplacement;
- la précision du contenu: qualitatif ou quantitatif;
- les sources de variation dans les données
+ la saisie ou les fautes de sortie
+ le préjugé de l'obselVateur
+ les variations naturelles;
3. Les erreurs survenant au cours du traitement.
- les erreurs numériques dans \\'ordinateur: les limitations des représentations des nombres
de l'ordinateur;
- les fautes survenant au cours des analyses topologiques:
+ mauvaise utilisation de la logique
+ problèmes associés aux superpositions des cartes;
- classification et généralisation des problèmes:
+ la méthodologie
+ définition des classes d'intelValIe
+ l'interpolation.
2.1.4 INTERPRETATION DES RESULTATS DU SIG
2.1.4.1 - Application: la carte de potentialité en eau souterraine
Ce travail a nécessité la création d'un système d'information hydrogéologique à référence spatiale
mWlÎ d'une capacité de modélisation des données mu1tisources qui a permis de combiner : les
dérivées des images satellitaires, les caractéristiques des données de forages, des données
altimétriques, des données pluviométriques, d'altération, de profondeur, les cartes d'interprétation
géologique, les principaux cours d'eau, la localisation des ouvrages et les données géophysiques.
2.1.4.1.1 - Démarche suivie
Dans un premier temps, nous avons cherché à identifier des facteurs physiques quantifiables,
caractérisant la ressource en eau souterraine. Nous avons sélectionné sept facteurs:
1-
un facteur "probabilité de réussite" ou "pourcentage de succès" des ouvrages de
captage,
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Partie II
15 1
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2-
Wl facteur "profondeur d'ouvrage" à forer pour obtenir le débit optimal que
l'aquifère considéré est susceptible de fournir,
3-
un facteur "débit de production" (débit potentiellement délivrable par le captage),
4-
Wl facteur "profondeur d'extraction ou de puisage de l'eau" (équivalent au niveau
dynamique) et correspondant à la hauteur manométrique totale de relèvement
(HMT),
5-
Wl facteur "grandeur du flux d'apport" aux aquiferes, considéré comme Wl indice
par excès de la recharge et représenté par les précipitations efficaces (mm),
6-
Wl facteur "taux d'infiltration d'eau des précipitations efficaces" représenté par la
densité de drainage et considéré comme Wl indice par excès de la perméabilité ou
non de la couche superficielle,
7-
Wl facteur "pente de la topographie" pour obtenir les conditions de réalisation des
forages. Plus les pentes seront fortes, plus les conditions de réalisation des ouvrages
seront difficiles.
Ces facteurs physiques ont été ensuite associés, soit deux par deux, soit quatre par quatre
ou soit cinq par cinq pour constituer quatre composantes ou descriptems, susceptibles de donner
Wle notion globale de l'état d'une ressource en eau souterraine. Cette démarche permet d'apprécier
la valeur et son utilisation potentielle. Au travers de ces descripteurs, émerge également l'incidence
économique comme le coût d'investissement et le coût d'exploitation:
le descripteur DISPONIBILITE qui associe la profondeur, le niveau dynamique, le
taux d'infiltration et la pente, traduit la notion de l'existence d'un aquifère. Ce sera
déjà la première condition à savoir, avant tout autre activité,
le descripteur ACCESSmILITE qui associe les facteurs profondeur d'ouvrage et
probabilité de succès, en même temps qu'il traduit \\Dl coût d'investissement pour
atteindre Wl aquifere et construire Wl ouvrage productif( Collin et al 1987),
le descripteur EXPWITABILITE, lié aux facteurs productivité et profondeur
d'extraction ou puisage de la ressource (deux termes dépendant des propriétés
hydrodynamiques de l'aquifere et de la piézométrie), reflétant le coût d'exploitation
ou énergétique nécessaire à l'extraction d'un volume déterminé ( Collin et al, 1987),
le descripteur INDICE PRODUCTIVITE DE FORAGE, qui associe les facteurs
profondeur d'ouvrage, niveau dynamique, épaisseur d'altération, pente, et débit,
constitue le moyen de déterminer à Wl endroit donné la possibilité de prédire le
rendement, le coût d'investissement et le coût d'exploitation d'un ouvrage qui doit
être réalisé dans un aquifère.
fi a enfin été procédé à Wle classification en adoptant une échelle de valeurs pour chacun des
fàcteurs, valeurs qui seront associées deux par deux ou quatre par quatre ou cinq par cinq lors de la
combinaison des cartes.
La cartographie entreprise a dès lors consisté à définir des aires ou plages élémentaires
présumés homogènes en regard des ordres de grandeurs classés des différents facteurs, puis des
17iESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1.
152
. _ - - - - - -
descripteurs et enfin de potentialité en eau souterraine, synthèse combinatoire finale des classes
ordinales des quatre descripteurs précédents.
2.1.4.1.2 - Classification des facteurs
Chaque descripteur est le résultat de la combinaison de deux, quatre ou cinq cartes issues de
la sommation de deux, quatre ou cinq facteurs. Nous allons présenter les différentes classifications
qui ont été opérées sur les différents facteurs.
a) Le facteur profondeur
Nous avons déterminé cinq classes de profondeur qui sont les suivantes:
< 15 m
très faible
15 - 25 m
faible
25 - 40 m
moyenne
40- 60 m
forte
60- 85 m
très forte.
La carte élaborée à partir de ce facteur permet de déterminer les différentes profondeurs sur
la carte figure 51.
b) Le facteur niveau piézométrigue
Les cinq classes du niveau piézométrique sont les suivantes:
<lOm
très faible
10- 15 m
faible
15 - 25 m
moyen
25 - 40 m
fort
>40m
très fort.
La carte issue de la combinaison des classes permet de d'estimer les différents niveaux de -
l'eau sur le site (figure 52).
771ESE f) 'ETA T EN IlnJROGEOLOGIE, UNIVERSn1J: DE COCODY

---

7°55'
0°101"1-----
-r°38'
N
•
LOCALITES
FOFONDEUR D'ALTERATION
TRES FAIBLE
ECHELLE: 1 1700000 ème
FAIBLE
_TRESMOYEN
Fig. 51: CARTE DE PROFONDEUR DES FORAGES
~;;&~ MOYEN
DE LA REGION D'ODIENNE
FORT
IV

---

154
- - - - -
ODIENNE
•
••
/
7 0 22'
LEGENDE
N
•
LOCALITES
NIVEAU AEZOMETRIQUE
. . TRES FAIBLE
ECHELLE: 1 1700000 ème
_
FAIBLE
_
TRES MOYEN
Fig. 52 : CARTE DU NIVEAU PIEZOMETRIaUE DES
'.'~~'" MOY EN
FORAGES EN SAISON SECHE DE LA
TRES FORT
REGION D'ODIENNE
/\\
1

---

Partie II
155
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
c) Le facteur épaisseur d'altération
Les cinq classes de l'épaisseur d'altération sont les suivantes:
<
10 m
très faible
10 - 15 m
faible
15 - 20 m
moyenne
20 - 30 m
forte
>
30m
très forte.
La carte provenant de cette classification a pemlÎS de déterminer les épaisseurs d'altération
du site (figure 53).
d) Le facteur pente
Les cinq classes de la pente sont les suivantes:
i=O%
très fiuble
0<i<5%
faible
5<i<1O%
moyenne
10 < i < 15 %
forte
i> 15
très forte
La carte élaborée à partir de ce facteur de pente a pemlÎS de localiser les meilleurs sites des
ouvrages (figure 54).
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1.
.
156
.0010 1 - - - - -
9°~OI---
7°55'
7°38'
LEGENDE
N
•
LOCALITES
A
ALTERATION
_
TRES FAIBLE
FAIBLE
ECHELLE: 1 1700000 ème
_
TRES MOYEN
_
MOYEN
Fig. 53 :
CARTE D'EPAISSEUR D'ALTERATION
C'·'·
TRES FORT
DE LA REGION D'ODIENNE

---

Partie Il
157
8
7 50'i
7 40'1
10
1
9 30'
9 20'1

---

Savané 1.
158
- - - - - - - - - - - - -
e) Le facteur débit
Les cinq classes retenues pour la carte de débit sont les suivantes:
< 1 m3t11
très faible
1 - 2
3
m t11
faible
2 - 4 m3t11
moyen
4 - 6 m3f1l
fort
> 6 m3t11
très fort.
La carte issue de ce facteur a pennis de détenniner les débits probables des différents site
(figure 55).
f) Le facteur densité de drainage
Les cinq classes de la densité de drainange sont les suivantes:
0-7
très faible
7-9
faible
9 - Il
moyenne
11 -17
forte
> 17
très forte.
Cette carte a permis de cerner les zones d'infiltration, dans les zones de recharges (figure 56).
11IESE D'ETAT EN /fJ'l)ROGHOLOGIE, UNIVERSITE DECOCODY

---

- --_.- ..._ - - - - - - - - - - . . , . - - - - - - - - - - -
' ..' ,
.J
~,' r, :
10°101-----
9°50'..--
•
7 0 38'
N
LEGENDE
A
•
LOCALITES
DEBIT
TRES FAIBLE
ECHELLE
1 1700000 ème
FAIBLE
TRES MOYEN
Fig. 55
CARTE DE DEBITS DES FORAGES
.ç. !)\\";', MOY EN
TRES FORT
DE LA REGION D'ODIENNE

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 160
1
\\
10°20'
- - - - -- -- --1 -
10
o
10
ZOkm
Final
_ - L '_...JI
L '
Très faible
faible
_
Très moyen
lllIIII Moyen
~ Fort
~ Très fort
Grid1
Fig. 56: CARTE DE DENSITE DE DRAINAGE
-
- - - - -
--------------
-------_.------------------ ------- ------- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
17lESE D'ETAT EN 1IJ'[)fWGEOLOGlE. UNlVEK<:;flE DE COCODY

---

Partie Il
161
" - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
g) Le facteur pourcentage de succès
Les cinq classes sont les suivantes:
<30%
très faible
30 - 50 %
faIble
50 - 65 %
moyen
65 - 80 %
fort
>80%
très fort.
"" La carte issue de ce facteur permet d'évaluer la probabilité de succès des différents sites
(figure 57).
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOG1E. UNJVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1.
.
1"'>
8
7 50'
7 40'
7 20'
7 10
10 20'
10 10'
10
9 50'
9 40'
9 30':.
!
----~---~-------~+---~~--~~
9 20'
Débit
_
TRES FAIBLES
FAIBLE
=- TRES MOYEN
~ MOYEI\\J
RI FORT
o
500
1000
Fig. 57: Carte de pourcentage de sucees des forages de la Région d'Odienné

---

Partie II
163
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.1.4.2 Les résultats issus des différentes requêtes
Les requêtes élaborées à partir de ces bases de données au sein du système
d'infonnation géographique ont pennis de 46terminer quatre cartes d'indicateur des eaux
souterraines dans le socle,
2.1.4.2.1- La carte de disponibilité des eaux souterraines
L'élaboration de la carte de la dispombilité dépend des fàcteurs suivants:
- le climat: la pluviométrie et l'évapotranspiration
- le relief: la pente du terrain
- le sol :
+ le taux d'infiltration
+ la profondeur d'ouvrage
+ le niveau piézométrique.
La combinaison des classes de la somme des cinq fàcteurs identifiés a permis de générer la
carte de disponibilité de l'eau souterraine de la région (figure 58).
Cette carte se caractérise par la présence de trois classes au lieu de quatre. En effet, cette
carte qui provient de la combinaison des cinq classes des cinq facteurs, devrait aboutir à un résultat
de quatre classes qui sont, du plus fiuble au plus fort: mauvaise, médiocre, bonne et excellente.
On remarque la prédominance de la classe "Mauvaise" dans toute la partie ouest du site.
Cela signifie que la recherche de débit optimum sera plus difficile et un coût certainement élevé en
raison de la profondeur, de la pente et des difficultés de recharge de la nappe. Ces zones doivent
faire l'objet d'une grande attention au moment de la réalisation des points d'eau et les études doivent
être plus approfondies,
La deuxième classe, qui se caractérise par une disponibilité "Médiocre" occupe environ les
35 % de la superfice du site. Cest la partie Est qui est la plus concernée. Ces Zones sont des zones à
risque comme la précédente classe avec une dispombilité légèrement meilleure.
La troisième classe, qui se caractérise par une dispombilité "Bonne" couvre toute la partie
centrale et le sud avec environ 5 % de la superficie de la carte. Ces zones sont représentées en
général par les grandes plaines alluviales. Ce sont des zones représentatives d'une bonne
dispombilité et favorable à la réalisation d'un point d'eau.
La quatrième classe, qui devrait représenter la dispombilité "Excellente" n'apparaît pas sur
cette carte. Cela signifie que la dispombilité idéale des nappes aquiferes n'existe pas sur cette carte .
Cette disponibilité idéale serait la présence de l'eau à une très faible profondeur, à une pente nulle,
Wle recharge permanente et Wle eau subaffieurante.
- - -_._- _._-- - - _ . _ - - - - - - - - - - - _ . _ - - - - - -
THHSE D'ETAT HN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSJJ'E DE COCODY

---

Savallé 1.
164
--------------------------------
1
• Tienko
10° 10'1------
Minignan
•
•
Goulia
---19°50'
.;."
~.' 1 .," ~
.' . i.
.
"..~.; ::
..
"'.",:
"
,;.:........
LEGENDE
N
• LOCALITES
ECHELLE 1 1700000
L\\
Excellent
Bon
Fig. 58 : 'CARTE DE DISPONIBILITE DES NAPPES
Médiocre
Mauvais
SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODIENNE
"
1

---

Partie II
165
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.1.4.2.2 - L.a carte d'accessibilité des eaux soutêr'raines
La disponibilité de l'eau peut ne pas être évidente, mais avec une certaine accessibilité, on
peut aniver à satisfàire les besoins les plus essen\\ÏE.1s en eau. surtout en milieu rural.
La carte d'accessibilité provient de la combinaison des cinq classes des deux facteurs qui
sont le facteur profondeur d'ouvrage et le facteur probabilité de succès. Le résultat qui constitue la
carte d'accessibilité (figure 59), se regroupe en quatre classes.
La classe l, qui se caractérise par une accessibilité Mauvaise, regroupe toutes les zones à
captage à haut risque et/ou coûteux.
La classe 2, qui se caractérise par une accessibilité Médiocre, regroupe toutes les zones à
captage à risque et/ou onéreux.
La classe 3, qui se caractérise par une accessibilité Bonne, regroupe les zones à forage peu
profond et à succès probable.
Enfin la classe 4, qui se caractérise par une accessibilité Excellente, regroupe les zones à
forage peu profond et à forte probabilité de succès.
On note par ailleurs, que la zone d'étude est constituée à 95 % des clases 3 et 4, ce qui
signifie que la zone a une eau souterraine dont l'accessibilité est très bonne dans l'ensemble.
1
1
1
1
77/ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVER..'::rrE DE COCODY

---

Savané 1.
166
1
/') 55
100Idf---
_
- - - - - - 1 9° 30
LEGENDE
•
LOCALITES
ACCESSIBILITE
ECHELLE.
_
excellent
o
30
Kilometers
bon
la
20
medlocre
mauvais
Fig. 59: CARTE D'ACCESSIBILITE

---

Partie Il
167
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.1.4.2.3- La carte d'exploitabilité des eaux soutërraines
La carte d'exploitabilité provient de la combinaison des cinq classes des deux facteurs qui
sont le facteur débit et le facteur niveau pilfométrique. Le résultat qui constitue la carte
d'exploitabilité (figure 60) se regroupe en quatre classes.
La classe l, qui se caractérise par Wle exploitabilité Mauvaise, regroupe les zones qui
constituent le seuil de swvie de forage.
La classe 2, qui se caractérise par Wle exploitabilité Médiocre, regroupe toutes les zones qui
constituent le domaine favorable à l'hydraulique villageoise et le domaine de recherche de l'eau de
boisson.
La classe 3, qui se caractérise par Wle exploitabilité Bonne, regroupe toutes les zones qui
constituent le domaine favorable pour la petite irrigation et les approvisionnements en eau potable
de centres secondaires.
La classe 4, qui se caractérise par Wle exploitabilité Excellente, regroupe toutes les zones
qui constituent le domaine favorable pour l'hydraulique urbaine et agricole motorisée.
La classe 1 représente près de 80 % de la superficie du site. Cela signifie que la nappe
souterraine de la région d'Odienné est difficilement exploitable dans l'ensemble.
17lESE D'ETAT EN IfYDROGEOUJG/E, UNIVI!:RS/TE DE COCODY

---

~avanc 1.
168
Inlgnan
•
•
---I9°SC
ODIENNE
•
•
- - - - - . . . J 9 ° 3 0
LEGENDE
ECHELLE:
•
LOCALITES
EXPLOITABILITE
_
bon
o
10
20
30 Kilomelers
mediocre
'"
-- --
mauvais
Fig. 60 : CARTE D'EXPLOITABILITE

---

Partie Il
169
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.1.4.2.4- La carte d'indices ou de potentialité déS (orages
La carte d'indices de forage est le résultat de la sommation de plusieurs facteurs essentiels
ayant Wl impact important sur les principaux in~teurs. Nous avons retenu les facteurs suivants: le
débit, la profondeur, le niveau piézométrique, l'epaisseur d'altération, la pente. La combinaison des
cinq classes des cinq facteurs, regroupée en quatre classes, a permis d'établir cette carte d'indices de
forage (figure 61 ).
Les quatre classes qui permetivïil .1,;; ~é~' le;; Z~ir.es sont les suivantes.
La classe l, caractérisée par un indice Mauvais, présente les caractéristiques suivantes:
- la profondeur
>40m
- l'épaisseur d'altération
<lOm
- le niveau piézométrique
>30m
- la pente
> 16°
- le débit
< 1m31b
La classe 2, qui se caractérise par un indice Médiocre, présente les caractéristiques suivantes
- la profondeur comprise entre 25 et 40 ID,
- l'épaisseur d'altération comprise entre 10 et 15 ID,
- le niveau piézométrique compris entre 20 et 30 ID,
- la pente est comprise entre 6° et 8°,
- le débit est compris entre 1 et 3 m3lb
La classe 3, caractérisée par un indice Bon, présente les caractéristiques suivantes:
- la profondeur comprise entre 15 et 25 ID,
- l'épaisseur d'altération comprise entre 20 et 30 ID,
- le niveau piézométrique compris entre 10 et 15 ID,
- la pente est comprise entre 2° et 4°,
- le débit est compris entre 3 et 6 m3lb
La classe 4, caractérisée par un indice Excellent, présente comme suit :
- la profondeur est inférieure à 15 ID,
- l'épaisseur d'altération comprise entre> 30 ID,
- le niveau piézométrique compris entre 2 et 5 ID,
- la pente est inférieure à 2°,
- le débit est supérieure à 6 m3lb
Toutes les quatre classes d'indice de productivité de forage sont presque équitablement
représentées sur le site avec une légère prédominance pour la classe d'indice Médiocre. Une
consultation rapide de cette carte avant le démarrage des projets permettra de prédire les différentes
probabilités de succès des ouvrages.
11IESE f)'HTAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVER..'ITE DE COCODY

---

~dV(lll\\,; l.
_ _ _ _ _ 170
7"22'
..';r"
'i'.':'
..'
9 0 50'1-------01
..
7°55'
LEGENDE
N
•
ECHELLE: 1 / 700000 ème
EXCELLENT
Fig.
"BON
(1 \\
CARTE DES INDICES DE FORAGE
.-·;":.-'7:,{
MEDIOCRE
~; ~f:'::'/\\:I
DE LA REGION D'ODIENNE
MAUVAIS

---

Pallie Il
171
2.1.4.3 Conclusion
., .J
Les résultats quantitatifs décrits dans cette étude, bien que fondés sur les données
disponibles de la plus haute qualité, nécessitent lJ.9F, validation sur le terrain. Toutefois, notre objectif
est de mettre au point Wle méthode basée sur l'umisation du plus grand nombre possible de sources
de données et de procéder à la démonstration des concepts d'intégration des données par satellite et
des infonnations géographiques auprès des experts travaillant sur le terrain et des décideurs.
L'utilisation de ces technologies pennet d'améliorer considérablement la qualité des
méthodes de gestion et de rendre ainsi moins vulnérable la population confrontée aux fluctuations
climatiques,
Un SIG est caractérisé par trois composantes essentielles à son bon fonctionnement. Ce sont
les équipements, le logiciel et le contexte organisationel. Les deux premières composantes
constituent le système infonnatique utile au SIG. En d'autres termes, Wl SIG n'est pas Wl
ordinateur, Wle base géographique, Wle solution toute faite, Wl système qui prend les décisions à la
place du gestionnaire mais plutôt Wl concept qui vise l'intégration des données en leur attribuant
Wle référence spatiale, Wle façon logique d'obtenir l'information requise, un ensemble de ressources
coordonnées entre elles, Wle organisation de fichiers qui facilite l'accès à la bonne infonnation, et
enfin Wl outil de gestion des ressources ( efficace, rapide et à coût relativement bas) applicable à de
nombreux domaines.
11IESE f) 'ETAT EN IIY1J/uXiEUL(}(jI/{. UNIVEIŒrœ DE COCODY

---

Savané 1
172
---~.
2.2 LA SIGNATURE GEOPHYSIOUE DES FRACTURES DANS LA REGION
p'ODIENNE
Initiée par le gouvernement Japonnais en 1993 cette campagne avait pour but de
détenniner des sites pour réaliser des forages d'eau dans plusieurs villages du. département
d'Odienné en collaboration avec le seMce de Géophysique de la direction de l'hydraulique
villageoise de Bouaké.
Les méthodes utilisées sont: le sondage électrique et le trainé électrique.
Le sondage électrique a pour but de détenniner le nombre de couches de terrain et si possible
de définir la profondeur des fractures et des arènes.
Le traîné électrique pennet de rechercher des discontinuités dans le socle rocheux. Ces
discontinuités peuvent être des fractures, des fissures, ou des filons de quartz ou des arènes
gorgées d'eau.
L'application de la géophysique dans la recherche des eaux souterraines conduit donc
a:
- la recherche de la géométrie aussi précise que possible des résevoirs ;
- avoir une idée sur le profil du manteau altéré;
- confinner éventuellement l'existence et surtout la situation d'une fracture ou d'un noeud de
fractures, indiqué par la photo interprétation.
2.2.1 ANALYSE DES DONNEES ELECTRIQUES
2.2.1.1 Sondage électrique
La représentation des résultats enregistrés sur le résistivimètre permet d'obtenir une
courbe de sondage électrique qu'on trace habituellement sur du papier bilogarithmique ou
qu'on obtient automatiquement par le biais d'Wl logiciel. En abscisse on représente le demi
écartement de AB c'est à dire AB/2 en fonction du déplacement des électrodes. En ordonnées,
on représente la résistivité apparente pa calculée à partir du courant et de la différence de
potentiel (d.d.P) relevés sur terrain.
L'interprétation à partir d'abaques ou de logiciel, permet de déterminer les valeurs de
pa et ha c'est à dire la résistivité appparente et l'épaisseur des différentes couches au-dessus du
socle.
Ce qui permet d'avoir:
couche 1
: p 1 et h 1
couche 2
: p2 et h2
couche 3
: p3 et h3
couche n
pn et hn-I
2.2.1.2. Le traîné électrique
Longueur AB
Longueur MN
Longueur du profil
Azimuth A B
Pas de mesure
l55
grades
ou
400
10 In
220 In
140
dégrés
10 In
T1ŒSH [J'ETAT H1I' Hl'1l/UX;tWu)uœ, UNf/'HRSrm!)E COCO!)}'

---

Partie II
173
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Selon le dispositif utilisé Schlumberger, Wenner, carré, rectangle ou gradient, il existe
des formules qui permettent de calculer la résistivité à chaque station. C'est le dispositif
Schlumberger qui a été utilisé pour ce travail.
Dans la mise en oeuvre, le profil a été réalisé perpendiculairement à la direction de
fissuration.
La précision de l'interprétatioq. ou l'affirmation qu'un sondage implanté
perpendiculairement à la direction de fissuration, donnera de meilleurs résultats que s'il l'avait
été dans la direction parallèle (ou vice versa).
Le profil unique de résistivité par traîné a été employé car sa mise en oeuvre est rapide
et peu onéreuse. Mais il ne donne qu'une image ponctuelle et ne pennet pas de vérifier
l'extension longitudinale d'une anomalie.
Les résultats sont présentés sous fOIme de profils sur une feuille semi-logarithmique.
A partir de ce profil, on distingue des anomalies conductrices qui sont des zones de basses
résistivités par rapport à la moyenne du profil et des anomalies résistives qui sont des zones de
fortes résistivités.
Dans le cadre de la recherche des eaux souterraines, nous nous sommes interessés aux
anomalies conductrices.
2.2.2. INTERPRETATION DES DONNEES GEOPHYSIQUES
2.2.2.1 Quelques exemples de sondages électriques
Le village N 'Do/liegue.
Les résultats de l'interprétation des 2 courbes de sondages électriques réalisés à
N'Dolliegue, sont représentés par les points 4 - SWI et 4 - 05.
Résultats de sondage électrique
Résultats de sondage électrique
de N'Doniegue 4-SWI
de N'Doniegue 4 - 05
Longueur AB/2
Résistivité ( pa )
Longueur ABI2
Résistivité ( pa)
1
923.3
1
1463
2
847.7
2
Il 89
3
932.4
3
1064
4
898.04
4
824
5
834.6
5
702
6
742.7
6
550
7
651.6
7
422
8
543.2
8
398
9
479.3
9
344
10
472.1
10
355
Il
484.3
Il
361
12
495.1
12
373
13
519.9
13
376
14
541.1
14
452
15
627.7
15
527
16
719.4
16
602
17
786.7
17
703
18
856.6
18
783
19
938.2
19
847
20
1001. 7
20
976
21
1084.5
21
1101
22
1I56.8
22
1213
23
1245.01
23
1298
--~-_._-_ .._-----------~--------~---------~._-._------_._---------_._--
._-_...
- . - -_._--------~_.-
THESR D'ETAT EN IIYDROGHOLOG1E, UNlVE1Œrœ DE COCOlJr

---

Savané 1---------------------------
174
La courbe du premier sondage 4-SW 1 se présente sous la fonne de fond de bateau,
caractéristique des sondage 3 terrains. On a détenniné cinq couches.
La première couche est constituée de terre latéritique mélangée de graviers humides.
L'épaisseur est évaluée à 1.30 m.
La deuxième couche est constituée d'argiles et de graviers, avec Wle épaisseur de 0.70 m.
La troisième couche est fonnée de sables et de graviers secs. l'épaisseur est de 2.9 m.
La quatrième couche est constitueé d'argile sableuse de 8.10 m d'épaisseur.
La cinquième couche enfin constituée d'arênes granitiques est située à 13 lU de profondeur et
fait une épaisseur de 4 111.
Le forage réalisé sur ce sondage a été négatif( figure 62 ) parce que les arènes et les fractures
étaient sèches. Ce village est situé sur un dôme où les fractures sont superficielles, moins de
20111
o
1000 : -
:II
...
:II
%
o
~
~ 100 :-
~
0:
'0 '-,-JL.-...l.--'-l-U..l...LJ------'---L-l-l..l-.1.J.LJ.,o:-----l..--'----L..J.....l..L.L,ooJJ......--'-----'--...L..L.L..LL.Ll,ooo
Fig. 62 : \\COURBE O'INTERPRETATION DE SONDAGE ELECTRIQUE
A N'OONIEGUE DANS LA REGION O'OOIENNE
La courbe du deuxième sondage 4 - 05 se présente également sous la forme de fond de bateau,
caractéristique des sondages de 3 terrains. Les couches 1 et 3 sont très résistantes.
La première est constituée de terre latéritique avec des graviers d'épaisseur 1.30 In. La
deuxième couche très peu résistante, est constituée des formations sableuses et de graviers
humides. L'épaisseur de cette couche est de 2.20 m.
La troisième couche résistante est constituée d'argile sableuse avec Wle épaisseur de 7 m.
La quatrième couche est constituée d'arênes granitiques avec 11.50 m d'épaisseur. La zone
d'arènes se trouve à 10.50 m de profondeur.
Le toit du socle se situe à 22 m de profondeur. Avant le toit du socle, on rencontre Wle zone
d'arène grenue, également très resistante. Le forage réalisé sur ce sondage, a 35 ln de
profondeur, et 3.7 m3/h de débit. C'est l'existence d'arène et de fracture qui ont pennis d'avoir
llll tel débit ( figure 63 ).
71I1:'S/:' [)'/:TAT EN IIYIJfl(XiHOU)(ill:'. UNW/:ïlSflE DECOCODI'

---

Partie Il
175
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
~e 1000
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0
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OO~ 0
1
,
Lonoueur de A8/2 en mitre
.
.
, N'Doniegue
Fig. 63: Deuxième courbe d'interprétation de sondage electnque a
dans la région d'Odienné
Le traîné électrique
Pour le traîne nO 1 le point choisi est à 105 SW. Sur le profil de résistivité, il apparaît deux
anomalies: la première au NE, et la deuxième au 70 SW ( figure 64 ).
Ces anomalies présentes sur le profil de résistivité, ne sont pas favorables à l'implantation d'un
forage dans les 40 m à partir du puits négatif.
1
Le profil de resistivité du traîné n02 a permis de mettre en évidence des accidents à 60 m d'un
premier puits négatif. C'est sur cette anomalie conductrice que le forage a été implanté, ce qui
a permis d'avoir un bon débit.
Sur ce profil, l'endroit du forage négatif se situe à la situation O. Ce point a été mal implanté
car le point ne se trouve pas sur l'anomalie conductrice.
il faut noter qu'une anomalie conductrice peut produire un forage négatif en ce sens que la
fracture peut contenir de la boue ou dans d'autre cas, l'eau qui a circulé dans cette fracture a
migré vers un autre zone.
1
1
!
!1
THESb: j)'ETAT h"N IIYDROGEOLOGIB. UNIVERSrrE DE CCX;ODY

---

Savané 1.
- - - - - - - - - - - -
176
i~
1
Fig. 64 :
Diagramme de traîné électrique à N'Doniegue

---

Partie 11
177
Le village de TougoussP
<'t-'4->
Sondage électrique
S 1 AB == 400 m, 23 mesures par sondage
S2 AB == 400 m , 23 mesures par sondage.
#!,
Le résultat du sondage électrique réalisé à Tougousso est représenté par le point 39 - 03.
Résultat de sondage électrique à Tougousso
Longueur ABI2
Résistivité apparente (pa
)
1
741
2
615
3
540
4
557
5
628
6
803
7
990
8
860
9
648
10
481
Il
380
12
338
13
324
14
297
15
295
16
331
17
389
18
406
19
415
20
420
21
400
22
410
23
473
Cette courbe de sondage 39 - 03 (figure 65 ) se présente en fond de bateau, ce qui
permet de mettre en évidence cinq terrains. La première couche très résistante représente la
terre latéritique argileuse d'épaisseur 1.20 ID.
La deuxième couche, peu résistante représente de l'argile sableuse avec une épaisseur
de 3.20 m.
La troisième couche très resistante est formée de sable graveleux sec de 5 m d'épaisseur.
La quatrième couche, très peu resistante, avec une grande épaisseur de 8 ID, représente la
couche d'altération composée d'argile humide.
Enfin la cinqième couche, très résistante correspond à une zone de gneiss, avec un léger passé
de gneiss altéré,
Le toit du socle se situe à 25.14 m de profondeur. Ce sondage a permis de mettre en
évidence des zones de fissuration, d'arènes, et de fractures. Le forage réalisé a atteint 60 ID,
produit 1.2 m3/l1. de débit.
11IESE D'/n'AT EN m'DRrXit;O/.OGlE. lJNIVERSrœ DE COCO})Y

---

Savané I.
178
e
"-
e 1000
x
0
c
•~0:ï;..cr 100
LonQUeur de AB 12 en mètre
Fig. 6S :ICOURBE D'INTERPRETATION DE SONDAGE ELECTRIQUE
A TOUGOUSSO DANS LA REGION D'ODIENNE
Le traîné électrique
Sur le profil de résistivité ( figure 66 ), on note des anomalies conductrices et résistantes,
caractéristiques des zones de fracture.
La courbe de résistivité présente plus de chance de réalisation de forage du côté SE grâce à la
présence des fractures.
Après analyse de plusieurs courbes de sondages électriques, nous allons ICI citer les
principales tendances rencontrées dans la région d 'Odienné.
2.2.2.2. L'analyse des résultats
D'we manière générale les S.E. dOiment des diagrammes en fond de bateau qui se terminent
par we branche montante correspondant au substratum résistant. La pente de cette branche est
égale à 1 (45°) pour un substratum sain théoriquement infiniment résistant.
L'épaisseur maximum d'altération se traduit par les résistivités apparentes les plus basses à
condition que les résistivités vraies demeurent constantes sur la zone étudiée (ce qui n'est pas
toujours le cas).

---

Paltie Il
179
- - - -
1
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,
J
1
1
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Fig. 66 : Diagramme de traîné électrique à Tougousso
1111:'.'\\1:' lJ'I:'DlT /;,,,. IIHJ/uXi/;'Of.(Xill:'. l'NII'HUSrœ /J/;'('UCUIJJ'

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 180
La précision apportée dans l'évaluation des profondeurs est assez critiquable. D'mIe façon
générale, les profondeurs données par la géophysique sont surestimées par rapport à celles
trouvées par les forages.
Le S.E. donne en général mIe limite située dans la zone fissurée c'est à dire quelques mètres
plus bas que la base des arènes « tendres» et quelques mètres plus haut que le toit de la roche
« dure » des foreurs.
Assez souvent le passage des altérites à la roche saine s'effectue avec mIe dureté
progressive qui ne pennet pas de tracer une limite précise.
La variation de la limite donnée par le S.E. est fonction du contraste de résistivité entre
l'altération argileuse et la roche fissurée, si le contraste est grand, le S.E. suit le mur de
l'altération, la roche fissurée et la roche saine se comportent comme un ensemble résistant
unique (Comtec, 1968).
Si le contraste est reduit, l'altération argileuse et la roche fissurée se confondent, il y a
surestimation de l'épaisseur des altérites.
Si le passage de l'altération à la roche est progressif, le contact électrique est mal défini avec
mIe superposition de niveaux à résistivité décroissante de bas en haut. La résistivité moyenne
adoptée conduit à une indétennination par défaut du toit du socle.
L'emploi de plusieurs profils de résistivités est très fréquent. Les profils sont, en
général, parallèles entre eux, mais on trouve aussi des dispositifs croisés, perpendiculaires, en
triangle, en rectangle, en carré.
Les profils ne présentent d'intérêt que pour la recOimaissance générale dans une zone inconnue
et lorsque la position du point d'eau n'est pas imposée par un village déjà existant.
• Courbe en fond de bâteau
Ces courbes caractérisent les régions à lessivage important en surface, avec accumulation de
fer sous forme de cuirasse latéritique. La forme en fond du bateau traduit la superposition de
trois terrains de nature électriquement différente (fig.67 )
La première couche est un horizon de recouvrement superficiel dont la résistivité apparente est
très élevée (environ 14000 ohm/m. Cette couche correspond à la branche ascendante jusqu'à
la rupture de pente. C'est la carapace ferrugineuse latéritique dont la valeur de la résistivité
est d'autant plus élevée que le dégré d'induration est important. L'épaisseur déterminée
automatiquement à partir d'un logiciel de géophysique varie autour de 1.5 mètres.
TlfESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSffE DE COCODY

---

Pallie Il
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ \\8\\
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Fig. 67 : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE DANS LE GRANITE
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A I l Z
Fig. 69 : COURBE O'INTERPRETATION DE SONDAGE ELECTRIOUE
A SEREDENI n DANS LA REGION O'OOIENNE

---

Savané 1.
184
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Le deuxième niveau est un complexe conducteur constitué d'altérites sablo-argileuses,
avec des passées d'arênes grenues, ou de kaolinite. L'épaisseur de cette couche est d'environ
14 m. Les résistivités sont très variées en fonction des fonnations traversées. Elles varient de 5
à 75 ohm/Ill.
Le troisième niveau, qui peut être considéré comme la zone broyée, a une résistivité qui varie
entre 22 et 23 ohm/m.
. Courbes incomplètes
Ce type de courbes a été décrit par Sawadogo N.A (1984) (in Biémi 1., 1992), 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.
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 fenne le circuit. Ce cas a été observé sur le sondage de
Farakoro 1 ( figure 70 ). Il serait dû, comme nous l'avons signalé plus haut, à des phases de
réactivations actuelles des failles qui affectent les niveaux indurés des altérites dans le socle
précambrien d'Afrique de l'Ouest.
. Courbes en escalier sur la branche montante
Les exemples de ces cas ont été observés à Tiesserila (figure 71). Ce sont des courbes
qui après avoir amorcé leur remontée, vont subir
des inflexions liées à l'intersection des
fi'actures affectant le socle cristallin. Il en résulte l'amorce d'une remontée à 45 0 si le socle est
sain; ou inférieure à 450 s'il présente à son toit une zone broyée. Le professeur Sawadogo N.A.
( 1984) attribue la présence des inflexions sur les courbes de remontée à l'influence des
fractures obliques. Mais sur le diagramme, il est difficile de différencier si les fractures sont
verticales ou inclinées. Seuls des sondages pluridimensionnels peuvent concrètement le
montrer.
. Courbes avec sauts à l'embrayage
Les diagrammes de sondages électriques peuvent également rendre compte de la
présence des mégafractures dans les sols 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 différence de potentiel ( d.d.p) est difficilement mesurable devant une ligne AB
devenue trop grande (figure 72 ). Une mégafracture sera détectée dans ce cas par des valeurs
de résistivité écartées à l'embrayage.
. Courbes en cloche dans le fond de bâteau
La remontée en forme de coupole au fond du bâteau ( figure 73 ) 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.
Cette étude géophysique a permis non seulement de montrer que la zone est assez fracturée,
mais aussi d'évaluer l'ampleur de l'altération. En effet, à partir des différents sondages
électriques, nous avons déterminé le toit du substratum au niveau du site.
7III-:SE /)'ETAT EN lIYDROGHO/.OGIH, UNIVER..'rlE DI-: cacaoy

---

Partie Il
185
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Le tableau 19 récapitule les différents résultats acquis pendant ces campagnes de sondages
électriques.
. De ces résultats nous avons évalué les épaisseurs des couches d'altération et dressé une
calte.
La carte de l'isohypse du toit du substratwn établie à partir des sondages électriques réalisés dans
la région ( figure 74 ) , montre une extrême variabilité de l'épaisseur de l'altération. Elle varie dans
l'ensemble de 3 à 60 lU La répartition spatiale semble favoriser les région Ouest et Nord-Ouest où
on note des épaisseurs entre 40 à 60 lU Par contre vers l'Est, la moyenne des épaisseurs d'altération
toume autour de 10 lU
A travers cette étude, il semble que les épaisseurs d'altération les plus importantes sont
observées sur les migmatites et les gneiss. On note cependant certaines épaisseurs importantes sur le
granite notamment dans le secteur de Lossogo. Cela signifie que les altérations sont bien
développées sur toutes les untiés géologiques à l'exception des migmatites anciennes. La variation
de l'épaisseur semble liée à la morphologie tounnentée du substratum.
Tableau 19: Résultats récapitulatifs des sondages électriques dans la région d'Odienné
Localités
Toit du substratum en mètrcs
pa 00mIm
Débit m'lb
Arrivée d'cau en mètres
Sirana
35.00
2.500
4.000
45 - 55
Sicnsmi
25.47
425
3.. 375
10 - 41
OdiClUlé - Sicnso (00.36-D4)
23.14
2200
7..200
0
OdiClUlé - SiCllsà 36 - SWO
1580
2480
0
0
Siau~.l1i
25.47
425
3..375
10 - 41
NianUisso
24.41
400
13.50
18.5 - 36
Nianl:llla
24.34
1080
2.700
14.5 -41
N'dola 33 - NW. Il
42.61
2000
0.729
0
Mhcguu
36.51
1380
7.700
15 -32
Ma=ldougou
30.00
1500
10.800
0
Ualala 1 - NE.93
46.3
1800
1.5
0
Ghcssasso 2-W
51.19
360
1.740
0
SandjougolUla
26.85
1.350
13.500
16.5 - 30
I)iolola S- 1 B
32.2
500
0
9.6 - 26
Diolola
21.00
2700
0.470
19 - 36
Kimhilila Nord 6-NE 7
48.50
860
5.400
0
Kœgolila 1SW-I
25.10
1560
7.200
0
K{T1golila \\1
32.85
3.000
2.540
19·53
Mazcla 9-ûO-A
26.00
180
0.500
0
Mazcla 9 - NW-4
71.50
102
0
II-55
Nanguina
38.70
250
10.800
10,5 - 30
Tidinw
25.50
840
7.200
6.2 -24
Kw.Wgouara 12-8&15
27.82
3900
0.915
0
Ticsscrila
24.22
270
6.000
25-39
Farakoro 14-S&3
27.50
4150
0
14 -28
farakoro
7.40
1 100
15.00
20-40
Karahiri
31.25
32.000
3.200
25 - 56
Sifl..'liClU 17 - SE - 3
20.75
5250
0
0
Sircdwi \\1 17-D0-UI.
29.80
3950
1,05
0
N'golohlasso
11.90
1250
1.5
10 - 18
N'd<llicdougou NE-5
23.45
2050
0
21 - 32
N'dUlicdougou UI.
21.30
125
0.480
12 -22
1~lS.';nguc
18.30
68
5.400
13 - 18
Kara.'<S<1
28.77
1260
5.400
Fcngulu
14.54
2600
5.400
16.5 - 30
Fandas.""
10.70
156
1.600
10 -21
Dicnguclc
23.10
1250
7.200
16-17,5
Dahadougou
14.87
1900
0.500
36 -38
lluurowna.'<S<1
16.55
\\300
8.000
6.8-15
Ticny SE 1
1950
30
S"k"f(\\ W - Il
22.08
1100
0.840
S"koro 1\\ E W
30.41
2400
1.862
26
Sok".... 1\\ S.E.
32.76
288
0
21.25
Samhad"ugou
26.70
338
3.600
42·52
Naha!"ala
40.66
250
3.272
50
Madina 44 - R.S. - 3
49.62
570
1.000
52 -60
Madin3 44 .. NW - 9
30.41
213
0.220
0
I.illguck,~·" 43 .. W. Il
27.39
2650
0
0
mESE V 'ETAT EN llYOROGEOL0G1E, UN1VERSJTE DE COCODJ'

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 188
2.3 DETERMINATION DES PARAMETRES nyoRAULIOlJES A PARTIR DE
OUATRE METHODES D'ESSAIS DE POMPAGE
Les pompages de longue durée (24 h) n'existent pratiquement pas dans les campagnes
hydrogéologues antérieures. Le pompage le plus long est celui de Goulia qui se caractérise par une
durée de 13 heures.
En effet, l'insuffisance habituelle des débits et l'urgence des besoins hwnains à couvrir
nécessient souvent que des pompages exceptionnels soient réservés aux ouvrages de gros débits et
devant alimenter les grandes agglomérations.
Par conséquent, le pompage le plus couramment appliqué est "l'essai de puits" qui utilise
plusieurs paliers de débits le plus souvent enchaînés pour Wle courte durée (4 à 6 heures).
De tels pompages ne permettent dans notre cas que la détennination exclusive de la
transmissivité de l'aqlÙfère, celle du coefficient d'emmagasinement étant rendue impossible par
manque de piézomètres d'observation au voisinage des forages.
En Afiique de l'Ouest, les méthodes d'interprétation des pompages d'essai utilisées sont
nombreuses: 11leis, Jacob et Logan (les plus anciennes) ; Papadopoulos, Cooper-Jacob, Gringarten
et Witherspoon, Wanen et Root, lllÏery et al.
Gringarten et Witherspoon (1972), lllÏery, Vanden Bensch, Vaubourg (1982) ; Castany
(1967).
Dans ce travai~ nous avons utilisé quatre méthode de détermination des valeurs de
transmissivité des aqlÙfères : lllÎem, Cooper-Jacob, Gringarten et Thiery.
2.3.1 - METHODE DE THIEM
Cette méthode a été utilisée pour calculer les valeurs de transmissivité à partir des mesures
de remontée des puits , relatives aux essais de pompage de courte durée, réalisés sur quatre
ouvrages captant les altérites dans les villages de Bako, Samatiguila, Goulia et Tienko.
Après l'arrêt du pompage, l'eau continue de s'écouler dans le puits, en provoquant une
remontée du niveau dynamque. Le rabattement initalement induit va décroître et à partir du débit
pompé depuis un temps (t) et du débit naturel de remontée de la nappe depuis un temps (t'),
marquant l'arrêt du pompage, on peut calculer le rabattement résiduel par la relation:
~' = 0,183 Q/ T log tlt'
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 75.
Pour les quatre localités, la méthode a pennis d'obtenir les valeurs de transmissivité suivantes:
TlIESE D'ETA.T EN If1DROGEOLOG/E, UNIVERS/TE DE COCODY

---

1',utle Il
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 181
1
1
,
1.000
-
","•
Q
a
Q
~
100
~
"
LOftQ"'.'"
&11/1:
Fig. 67 : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE DANS LE GRANITE
A TlENFIZO DANS LA REGION D'ODIENNE
1000 =-
z
...
"•
a·~ 100
·
"
'0:-,-....L..-'-...I...J..........:..ll---'-----'-'-..J....l..L.1.':::'o:----'-----'--l...L...J..u"O~O---'----'-............'o"'-o&Jo
Lon,veur A 81 r
Fig. ~8 : I--OURBE D'INTERPRETATION DE SONDAGE ELECTRIOUE
,
1
A ZANGOHABA DANS LA REGION D'ODIENNE
100 ~
","•
a
~
.. '0 -
.
Fig. 69 : COURBE D'INTERPRETATION DE SONDAGE ELECTRIOUE
A SEREOENI II DANS LA REGION D'ODIENNE

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _182
La deuxième couche est WI complexe très conducteur de résistivité apparentes assez faibles
environ entre 186 et 875, et correspondant au fond de bâteau. 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. Ce niveau correspond à la branche descendante
jusqu'au point d'inflexions; L'épaisseur de la deuxième couche varie en fonction des zones
choisies. A Doniegue on l'évalue à 14.66 m.
Enfin la dernière est une remontée à 45° de la courbe de sondage. Ce qui traduit, la présence
d'une zone très résitante caractérisée par le socle sain, de nature cristalline, éruptive ou
métam0'lJhique.
La résistivité apparente varie de 1500 à 6000 ohm/m. Son épaisseur reste indétenninée.
L'inconvénient des courbes en fond de bateau, vient du fait qu'elles ne donnent pas
d'indications sur la zone fissurée ou broyée au toit du socle sous-jacent. En effet, cette couche
dont les traces n'apparaissent pratiquement sur aucune de nos courbes en fond de bateau, est
en fait présente, mais le plus souvent elle est masquée à la base des altérites sablo-argileuses ou
confondue au socle, du fait de sol de sa faible épaisseur à des profondeurs assez grandes. Dans
les diagrammes de sondages électriques sur papier bilogarithmique, plus une couche est mince
et profonde, plus elle aura tendance à disparaitre dans le diagramme.
Cependant, cette insuffisance des courbes en fond de bâteau 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.
. Courbe à une seule branche montante
La première couche du diagramme débute directement par les altérites sablo-argileuses (
niveau 2 des courbes en fond de bâteau). Dans ces cas, l'horizon cuirassé latéritique est absent.
Ce cas a été observé à Zongohaba ( figure 68 ).
Les résistivités apparentes du niveau sablo-argileux varient de 151.10 à 201.02 ohm/m et leur
épaisseur est comprise entre 8 et 21 m . Ces terrains reposent sur un socle cristallin très
résistant ( de 1407 à 1957.67 ohm/m ). Confonnément à ce qui a été dit précédemment, les
zones les plus conductrices sont assimilables à des zones fracturées qui de ce fait sont les plus
altérées.
. Courbes à remontée trainante
Les exemples enregistrés sur la région sont Seredeni II et Kéré II. Dans ces cas, les deux
branches de la courbe présentent une asymétrie par rapport au fond des bâteau, du fait de la
pente plus faible de la remontée que d'ordinaire ( angle de la remontée inférieure à 45°) ( figure
69).
Ces cas traduisent l'influence des mégafractures sur les courbes de sondages. TI se produit
chaque fois que 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. 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 elle se situe
à des profondeurs assez grandes non décélables graphiquement. Par contre, 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/ou la profondeur assez faible.
Pour Seredeni II, on peut considérer trois terrains. Le premier niveau correspond à la
carapace ferrugineuse qui fait environ 1.02 m d'épaisseur, pour une résistivité de 440.08
ohm/m.
TIIESE /J'ETAT EN IIYJJUOGEOLOGIE, USlVERSfTEDECOCODY

---

---

Savané l.
184
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Le deuxième niveau est un complexe conducteur constitué d'altérites sablo-argileuses,
avec des passées d'arênes grenues, ou de kaolinite. L'épaisseur de cette couche est d'environ
14 m. Les résistivités sont très variées en fonction des fonnations traversées. Elles varient de 5
à 75 ohm/m.
Le troisième niveau, qui peut être considéré comme la zone broyée, a une résistivité qui varie
entre 22 et 23 ohm/m.
. Courbes incomplètes
Ce type de courbes a été décrit par Sawadogo N.A (1984) (in Biémi 1., 1992), 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.
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 fenne le circuit. Ce cas a été observé sur le sondage de
Farakoro 1 ( figure 70 ). Il serait dû, comme nous l'avons signalé plus haut, à des phases de
réactivations actuelles des failles qui affectent les niveaux indurés des altérites dans le socle
précambrien d'Afrique de l'Ouest.
. Courbes en escalier sur la branche montante
Les exemples de ces cas ont été observés à Tiesserila (figure 71). Ce sont des courbes
qui après avoir amorcé leur remontée, vont subir
des inflexions liées à l'intersection des
fractures affectant le socle cristallin. Il en résulte l'amorce d'une remontée à 45° si le socle est
sain; ou inférieure à 45° s'il présente à son toit une zone broyée. Le professeur Sawadogo N.A.
( 1984) attribue la présence des inflexions sur les courbes de remontée à l'influence des
fractures obliques. Mais sur le diagramme, il est difficile de différencier si les fractures sont
verticales ou inclinées. Seuls des sondages pluridimensionnels peuvent concrètement le
montrer.
. Courbes avec sauts à l'embrayage
Les diagrammes de sondages électriques peuvent également rendre compte de la
présence des mégafractures dans les sols 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 différence de potentiel ( d.d.p) est difficilement mesurable devant une ligne AB
devenue trop grande (figure 72 ). Une mégafracture sera détectée dans ce cas par des valeurs
de résistivité écartées à l'embrayage.
. Courbes en cloche dans le fond de bâteau
La remontée en forme de coupole au fond du bâteau ( figure 73 ) 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.
Cette étude géophysique a permis non seulement de montrer que la zone est assez fracturée,
mais aussi d'évaluer l'ampleur de l'altération. En effet, à partir des différents sondages
électriques, nous avons déterminé le toit du substratum au niveau du site.
11ŒSE /J'ETAT EN 1ll'DR(XIEOLOGlE. UNlVER..<;rJE DE COCOOY

---

~
Partie Il
185
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1
f
Le tableau 19 récapitule les différents résultats acquis pendant ces campagnes de sondages
1
électriques.
~
1
De ces résultats nous avons évalué les épaisseurs des couches d'altération et dressé une
1
calte.
La carte de l'isohypse du toit du substratwn établie à partir des sondages électriques réalisés dans
1
(
la région ( figure 74 ) , montre Wle extrême variabilité de l'épaisseur de l'altération. EUe varie dans
1
l'ensemble de 3 à 60 lU La répartition spatiale semble favoriser les région Ouest et Nord-Ouest où
1
on note des épaisseurs entre 40 à 60 lU Par contre vers l'Est, la moyenne des épaisseurs d'altération
!
toume autour de 10 lU
1
!
A travers cette étude, il semble que les épaisseurs d'altération les plus importantes sont
!
}
observées sur les migmatites et les gneiss. On note cependant certaines épaisseurs importantes sur le
granite notamment dans le secteur de Lossogo. Cela signifie que les altérations sont bien
développées sur toutes les untiés géologiques à l'exception des migmatites anciennes. La variation
de l'épaisseur semble liée à la morphologie tourmentée du substratum.
Tableau 19: Résultats récapitulatifs des sondages électriques dans la région d'Odienné
Localités
Toit du sub!trlllum al mdrcs
pa 00m/m
Débit m'lb
Arrivée d'eau al mdrcs
Siran:!
35.00
2.500
4.000
45 - 55
SiclIsnli
25.47
425
3.. 375
10 - 41
OdiCJUlé - SiCJISO (00-36-04)
23.14
2200
7..200
0
OdiCJUlé - Sialsà 36 - SWO
15110
2480
0
0
Si"'lsr.1Î
25.47
425
3..375
10 - 41
Ni:Ull:!sso
24.41
400
13.50
18.5 -36
Ni:unana
24.34
1080
2.700
14.5 -41
N'dola 33 - NW. II
42.61
2000
0.729
0
Mhegou
36.51
1380
7.700
15 - 32
M:l$:IdouBOU
30.00
1500
10.800
0
Ualala 1 - NE.93
46.3
1800
1.5
0
Ghcssasso 2-W
51.19
360
1.740
0
SandjougOWla
26.85
1.350
13.500
16.5·30
Diolola S- [ B
32.2
500
0
9.6 - 26
Diolola
21.00
2700
0.470
19 - 36
Kill1hiliJa Nord 6-NE 7
48.50
860
5.400
0
KœgoliJa 1 SW-I
25.10
1560
7.200
0
Kœgolila U
32.85
3.000
2.540
19-53
Mazela 9-o0-A
26.00
180
0.500
0
Mazela 9 - NW-4
71.50
102
0
11-55
N:mguina
38.70
250
10.800
10,5 - 30
Ticfmw
25.50
840
7.200
6.2 -24
Kalingouara 12-SE-15
27.82
3900
0.915
0
Ticsscrila
24.22
270
6.000
25-39
Farakoro 14-8&3
27.50
4150
0
14 -28
Farakoro
7.40
1100
15.00
20-40
Karahiri
31.25
32.000
3.200
25 - 56
SircdalÎ 17 - SE - 3
20.75
5250
0
0
Siroowi II 17-oO-ZA
29.80
3950
1,Q5
0
N'goloblas.'io
11.90
1250
I.5
10 -18
N'd"'licdougou NE-5
23.45
2050
0
21-32
N'd...ticdougou ZA
21.30
125
0.480
12 -22
1.llS.,ingue
18.30
68
5.400
13 -18
Karas,'io
28.77
1260
5.400
Falgolo
14.54
2600
5.400
16.5 - 30
Fandasso
10.70
156
1.600
10-21
Dicnguc1e
23.10
1250
7.200
16-17,5
Dahadougou
14.87
1900
0.500
36 - 38
Ilourownasso
16.55
1300
8.000
6.8 - 15
Tial)' S.E 1
1950
30
Sokoro W - Il
22.011
1100
0.840
Sokoro Il E W
30.41
2400
1.862
26
Sokoro II S.E.
32.76
21111
0
21.25
Samha<!ougou
26.70
338
3.600
42 - 52
Nahagala
40.66
250
3.272
50
Madina 44 - R.S. - 3
49.62
570
1.000
52 - 60
Madina 44 - NW - 9
30.41
213
0.220
0
Lill~uekoro 43 - W. Il
27.39
2650
0
0
l1ŒSE IJ'ETAT EN IIrDROGEOLOG!E, UNIVERSfŒ DECOCODY

---

Savané 1.
- - - - -
186
1AIIguckoro
22.30
108.5
.5.200
12.27
( l(lUCIlI'.OU
2.5.96
800
2.348
lloug(llll>."l3 41-e-SW - 9
23..50
.5.5
0.480
ll<KIgou.'BI 41 • 0.5
22.67
ZicvlI.'&J 40.SW.(j3
36.92
1100
2.2.50
Zicv~ 40. SE-I
107.5
Fiela
30.42
1.0.50
1.73
12.19
Karalu 6.5 - NE - 8
40.97
800
11.22
Karala 6.5 - RS - 3
13.27
1240
1.460
0
Tic:mbu 18 - NE·6
22..50
4.200
3.900
0
ZlIugdlObu
13..50
2.160
0 ..5.50
17.19
Zuugdtooa 19.02 • 5-1
18.00
9.000
0
24 -36
Zmgdtooa 19 - 2A - 01
2.5.30
400
0.617
3.5..5.5
IH
Zchcnin 20 - 01 - NE-3
25.00
31.5
1.400
0
ZchaJ.in 20 - 02 - E - 1
33.60
70.5
2400
17.22
Uiramadougou
30.47
630
1.420
27.46
Djirila
26.32
4.600
1.800
24.293
' ; i
Ghahanlu
24.18
2.02.5
1.200
17.40
Ghclcla 24 - SE - 1
3.5.32
102
0
20-48
Ghelelu
31.72
2900
0.290
21-40
Kcnc 1- 2.5 - NW 4
26.93
1.020
0.88.5
0
Kate U - 26 - SE - 4
30.4.5
270
1.800
0
Kimhirila Sud 27 - 1 - E-4
17.10
1000
1.200
0
Kimbirila NW - 7
21.63
2100
0.964
0
KOlldougou
27..56
1000
2.250
1.5 - 40
Kagclta
31.99
10.50
0.700
33
M:uuougoola
18.24
1.800
10.000
18.2.5
N'J)micquc
20.60
1240
0
0
N' Dmicquc
14.8.5
7.200
3.700
12 -22
TOlIgol\\SS()
2.5.14
1530
1.200
2.5 -47
''. .
TOUBllUSSO 39 -02
29..5.5
700
0.280
4.5
KoroOlllé NE 7
2.5
738
0
Koroolllé 2 A
19
31.5
l.lOO
24
Nafadllllgoll SW 7
16.08
2100
1.620
33
Sanafcrcdollgou
28
42.50
20
.51 -.56
Sillia SW-6
32.87
460
1
1.5 ,16
Sokouraba 2 B
29.2.5
64
0,3
26.31
Sokouroola NE - 1
38.78
690
0.2
33
Zcgud.iela SW 1
.58.5
3 100
2..5
Tiolasso
.50.20
1200
l.lOO
.50..5.5
Sokouraba 2 61 a 2 b
32.4.5
288
7.2
20.52
Sokour::tba 2 NE - 3
30.84
720
0
Segucbe SW - 1
22 -40
10.50
Scgucbc 02
24.30
1.5.50
1.397
2.5
S::alaba 2 A
17.60
1.53
U
12..5 - 18
S"l:1ba SW-.5
22 ..58
3000
0
771ESE /)'E1i1T LV lIYlJROGEOlDGlE, UNJVERSn'E DE COCODY

---

Pill1ic Il
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 187
10.40!
10.30
10.20
55.00
10.10
! 10.00
40.00
i
35.00
30.00
1
25.00
1
t
20.00
1
15.00
1
10.00
t
f
5.00
1
J
0.00
~~
rj
,
~(;:
9.30
~f,;
'-------r---~--~--.~.------r-.-~
-8.10
-8.00
-7.90
-7.80
-7.70
-7.60
-7.50
-7.40
-7.30
-7.20
-7.10
Fig. 74 :' Epaisseurs des altérites déterminées à partir des sondages électriques
2.2.2.3 Conclusion
Grâce à ces sondages électriques, plus de 80 forages viennent d'être implantés sur des
fractures dans cette région. Plus de 90% de ces forages ont fourni un débit compris entre 0.4 et 15
m3/h. Par contre certains forages ont été négatifs.
Cette technique a l'avantage non seulement de localiser les fractures et les zones d'arrivée d'eau,
mais aussi d'estimer l'épaisseur des couches d'altération qui couvre le substratum en place.
A partir de différents sondages électriques, on a identifié la nature des couches de terrain
représentées sur le site grâce à leur résistivité.
Nous voulions identifier la nature des couches de terrain à partir de la résistivité, mais cette
démarche nous a paru peu fiable en raison parfois de la similitude dans la variation des valeurs des
roches de dim~reJltes natures.
11ŒSE !J'ElA rIos IIr!)/(( )(iI:"O/.OGŒ, IJNJl1~H.SrŒ /JE nXODr

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 188
2.3 DETERMINATION DES PARAMETRES ID'J)RAIJLIQIJES A PARTIR DE
QI JAIRE METHODES D'ESSAIS DE POMPAGE
Les pompages de longue durée (24 h) n'existent pratiquement pas dans les campagnes
hydrogéologues antérieures. Le pompage le plus long est celui de Goulia qui se caractérise par Wle
durée de 13 heures.
En effet, l'insuffisance habituelle des débits et l'urgence des besoins hwnains à couvrir
nécessient souvent que des pompages exceptionnels soient réservés aux: ouvrages de gros débits et
devant alimenter les grandes agglomérations.
Par conséquent, le pompage le plus couramment appliqué est "l'essai de puits" qui utilise
plusieurs paliers de débits le plus souvent enchaînés pour Wle courte durée (4 à 6 heures).
De tels pompages ne permettent dans notre cas que la détermination exclusive de la
transmissivité de l'aquifère, celle du coefficient d'emmagasinement étant rendue impossible par
manque de piézomètres d'observation au voisinage des forages.
En Afiique de l'Ouest, les méthodes d'interprétation des pompages d'essai utilisées sont
nombreuses: 11leis, Jacob et Logan (les plus anciennes) ; Papadopoulos, Cooper-Jacob, Gringarten
et Witherspoon, Wanen et Root, 11Iiery et al.
Gringarten et Witherspoon (1972), Thiery, Vanden Bensch, Vaubourg (1982) ; Castany
( 1967).
Dans ce travaiL nous avons utilisé quatre méthode de détermination des valeurs de
transmissivité des aquifères: lltiem, Cooper-Jacob, Gringarten et Thiery.
2.3.1 - METHODE DE THIEM
Cette méthode a été utilisée pour calculer les valeurs de transmissivité à partir des mesures
de remontée des puits , relatives aux: essais de pompage de courte durée, réalisés sur quatre
ouvrages captant les altérites dans les villages de Bako, Samatiguila, Goulia et Tienko.
Après l'arrêt du pompage, l'eau continue de s'écouler dans le puits, en provoquant Wle
remontée du niveau dynamque. Le rabattement initalement induit va décroître et à partir du débit
pompé depuis Wl temps (t) et du débit naturel de remontée de la nappe depuis Wl temps (t'),
marquant l'arrêt du pompage, on peut calculer le rabattement résiduel par la relation:
!!.,' = 0,183 Q / T log tlt'
qui permet de calculer graphiquement, dans Wl cycle logarithmique, la valeur de la transmissivité : T
= 0,183 Q/~ à partir des droites expérimentales de remontée de pente (i) données dans la figure 75.
Pour les quatre localités, la méthode a permis d'obtenir les valeurs de transmissivité suivantes:
TflESE V 'ETAT EN Jf}DRrxiEOLOGIE. UNlVERS[JE DE Crx'ODY

---

Partie Il
189
-------------------------------
Bako:
2.46. 10"5 m2/s
Samatiguila :
4.85.10"5 m2/s
Goulia:
l.63.1O".s m2/s
Tienko:
l.60.1O-.s m2/s
..
.
..
J
~ 6 70910 2
2
J
4
lit'
..
2
J
~ 6 7 a 9 10
2
0
...
. ...,
•••
2
.
4
6
8
Bako
10
\\2
14
16
•
ë
•
Cl>
•
E
•
18
Cl>
~Samo1Îguila
0
~ 20
•
•
oc
22
24
26
28
30
Goulio
32
34
Fig. 75: !"'éthode de Thlem: COURBE DE RABATTEMENT
THESE D'ETAT HN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODr

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 190
2.3.2 - METHODE DE COOPER-JACOB
Cette méthode s'adapte surtout à des essais de pompage par paliers en régime de non
équilibre. Lors d'un essai de pompagne par paliers, il arrive que l'on n'obtienne pas la stabilisation du
rabattement pour les débits constants choisis.
o
t
Figure 76: Schéma d'un essai de pompage par paliers
Dans ce cas, pour le calcul de la transmissivité, il faut établir un diagramme /)JQ en fonction
de log (t) en utilisant le rabattement maximum L\\n observé à la fin du palier de débit Qn et de durée
tn.
Le rapport du point équivalent de la première partie ne pose pas de problème.
Dans les autres parties, il faut chercher les temps conigés correspondant aux différents
paliers.
Comme on utilise une échelle logarithmique des temps, on passera du temps mesuré au
temps corrigé par l'intermédiaire de la moyenne logarithmique pondérée des temps.
* On calcule le temps tn écoule depuis le début du pompage jusqu'à la fin du palier
considéré.
* On calcule (tn - ti) ; tn-ti = durée du ou des paliers antérieurs aux paliers n
* On calcule log(tn - ti)
* On calcule L\\QI x log (tn - ti)
T71ESE D'ETAI' EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE CacODY

---

Pal1ie Il
191
--~--- - - - - - - - - - - - - - - - - -
... On fait la somme des ~Qi x log (tn· ù) successifs, ce qui donne la fonnule suivante:
L ~Qilog(lll- li)
log(Ell) ==
L~Q
A titre d'exemple, nous allons détenniner la valeur de la transmissivité dans un aquifère
de fissures capté par le forage de Seguelon. Ic~ les réselVes d'eau se développent dans des
fissures profondes, recoupées par un forage de 80.10-fi de profondeur dont la coupe
lithologique se limite à quatre terrains:
0- 05 fi
: horizon d'argile latéritique
5 - 10 fi
: argile micacée
10-15,5m
: argile grisâtre micacée
15,5 - 80 m
: granite fissuré
L'arrivée d'eau à 56 m a fourni un débit optimum de 1.200 m3lb pour un rabattement de
18.26 fi et un niveau dynamique de 24.49 m. La nappe est captive dans le socle puisque son niveau
statique est de 6.23 m
Les caractéristiques techniques du forage sont les suivantes:
- profondeur équipée
: 17.5 m
- packer
: 15.5 m
- diamètre interne du tubage
: 5" surIes 17.5 m
Ainsi, l'aquifere des altérites sus-jacentes a été isolé par un remblayage de l'espace annulaire,
dont l'étanchéité est assurée par une cimentation à la base comme au sommet. Le pompage d'essai,
de comte durée (7 h au total) a été exécuté par trois paliers enchainés à débits croissants, sans aucun
dispositif.d'obselVation. La remontée a été obselVée pendant 8 heures (-figure 77)
L'utilisaùon des techniques de Cooper-Jacob pour la détermination de la valeur de
transmissivité de cet équifère nécessite la construction d'un diagramme dans lequel seront portés les
trois points représentatifs correspondant aux trois paliers. Dans ce diagramme, le report du point
représentatifdu 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 converti en temps corrigé par l'intermédiaire de la moyenne logarithmique
pondéré des temps.
Pour cela, on calcule:
------------~-------_.~
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------,-
--
TIIESE D'ETAT EN IIYDROGEOUXiJE, UNIJ1;'RSITE DE COCODr

---

1ZJ
NS .. 8.4lm
:>:>
<
1
~
12 H 20
14H20
16 H 20
,
1
1
18 H20
1
1
1
29 H20
Temps (hl
O,
~
1
!""""
2
4
6
8
0(m 3 /hl
1
0
51
2
1
4
1
6
:i!~
10
t>j
8
Oc ,,7.600m3/h
tl
~
/:::'c,,13.BOm
~
10
:..:
...,
NDc" 22.21m
~
0, = 2.640m 3/h
:;::
12
\\
15
....
-.
NO, ,,12.0Sm
.~
14
8
;:,;,
6, ,,3.71m
'i\\
[COTE POMPE: 35m
\\\\
1
~
16
\\
~
20
0
\\
1
18
Cl
Oz = 5.280m 3/h
.til
\\
1
20
§i
N0 2 = 19..12m
~
tii
62 = 10.78m
~
25
~II
>i
0
30
~
1
0 3 = 8.081 m3/h
6 (ml
ND '(
N03=.27. 59 m
(m)
COTE POMPE : 3~ m
6 3 ".19.25 m
1-'-0N
Fig.
N'DEOU S/P SEGUELON
Fig. 77:
SCHEMA DE REMONTEE
D EAU
DANS
UN
PUITS

---

Partie ([
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 193
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 antérieurs au palier d'ordre Il,
le facteur log (tn - ti) x ~Qi et la somme des trois facteurs pour les trois paliers
successi(l\\.
Dans l'exemple de Madinani, le temps et les débits correspondant aux différents paliers sont
premier palier : TI = 120 mn QI = 10 Vmn
second palier
: TI = 120 mn Q2 = 20 Vmn
troisièpe palier: T3 = 180 mn Q3 = 35 Vmn
Ce qui donne à partir des calculs pour le deuxième et troisième palier.
Palier 2 :
Tn = 120 + 120 = 240 IUn
Tn-Tl =240-120= 12001n
log (Tn) = 2,38
et
log (Tu - Tl) = 2,07
~Ql = 10
~Q2 = Q2 - QI = 20 - 10 = 10 VnUl
~Ql x log (Tn)= IOx2,38=23,8
~Q2 x log (Tn - Tl) = 10 x 2,07 = 20,7
23,8 + 20,7 = 44,5
t:,
loge E:) =
/0 + /0
20
f-
~
I
E2 = 168 am
j
1
Palier 3 :
Tn = 120 + 120 + 180 = 420 mn ~t log(Tn) = 2.67 '\\ .
Tn-Tl =420-L20=300et log(Tn-TL)=2.47
Tn - TI - TL = 420 - L20 - L20 = 180 et log (Tn - TI - TL) = 2.25
~QI = 10 Vom ~Q2 = 20 - LO = LO Vnm
~Q3 = Q3 - Q2 = L5 Vnm
~Ql x log (Tn) = LO x 2.67 = 26.7
~Q2 x log (Tn - TI) = 10 x 2.47 = 24.7
~Q3 x log (Tn - TI - TL) = L5 x2.25 = 33.75
26,7 + 24,7 + 33,75
85,/5
log(EJ)=
/0+/0+/5
=]5
E3 = 271 mn
Le report dans les axes de coodonnées des
variables: 19(t) en abscisse et MQ en ordonnée, donne
Wle droite de pente ~ permettant de calculer la valeur de la transmissivité de raquifère à partir de la relaùon :
----~----------
- - - - - - - - - _ . _ - - - - - - _ . ~- - - - -
17Œ,'iI:' /J'ETAT EN /{1'/JurxiEOLOGIE. UNlVEusnl;; /JE crX:O/J1'

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
194
T=0.183 =0,183 =15,25./O-J m2 / h
i
12
T = 4.23 10-6nr/s
La méthode de Cooper-Jacob a été utilisée dans la détermination des valeurs de pennéabilité de plusieurs
forages réalisés dans le socle. Certains sont représentés dans la figure 78 .
6Q
60
50
40
30
20
10
o
2
:5
4
~
6
1
8910
2
3
4
0
6
T 8 9102
LOQ. Hmn)
/ (
~ig. 78 ::METHODE DE COOPER-JACOB: DIAGRAMME 6/Q.LoQW
2.3.3 - METHODE DE GRINGARTEN ET RAMEY ( 1973)
Cette méthode s'applique surtout à des forages captant une fracture unique pouvant être
inclinée, verticale ou horizontale. Dans notre cas, nous avons supposé que les ouvrages intéressés .
par la méthode (Samatiguila, Nienesso, Maninian, Bako, Goulia) sont en communication avec une
fracture approximativement horizontale.
Dans ce cas, si l'éponte est impennéable, Gringarten et Ramey (1973, in N'Guessan A,
1985) proposent la fonnule suivante pour la détermination des paramètres:
THESE D 'E1';' T EN HYnROGEOLOCilE. UNlVERSrrE DE COCODY

---

195
Partie 11
_
~o
~
1
c ,
l
_~
S:J
2 '[ e-~ c:'
[
rv
4
d 1
(0) _
=-,-
- - - - - :
I o ( 2rfr: ) e
t
v v
ho
no a
t
avec
h ~ Kr
(3) -h = -
- -
D
::
Kz
&
ta = le temps réduit
Sa = le rabattement réduit
Kr = la perméabilité radiale dans la direction parallèle à la fracture
circulaire centrée sur le puits de rayon rc et d'épaisseur nulle
Kz =représente la perméabilité verticale
h = épaisseur de l'aquifère
L'équation (0) est représentée en diagramme logarithmique avec les valeurs de (Sd) en
ordonnées et (ta) en abcisses. On obtient ainsi une famille de courbes théoriques dont chacune
dépend de la hauteur réduite (bd). Ces courbes sont utilisées comme abaques pour le calcul des
paramètres hydrauliques de l'aquifère par les méthodes de Theis et Jacob ( figure 79 ):
le débit est capté par l'aquifère 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.
- - -
- - - - - - - - - _ . _ - -
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrΠDE COCODY

---

Sav8né I.
- - - - - - - - - - - -
196
Sa
(ml
10+----------------,.----------------I~~}(hd)(m) ,
0,1
.
o
CD td = T.t
Kr.h. t
=
S<rf)2
S<rf)2
OJ
411s. rf VKr. Kz
® sd = a
@
rr vv::.
hd = h
Kz
0,01 t-_~--l..._L..___J.....JU_1~---J-..l-...I.-IL....l..I.-U.+__-l-..---L--L--..LLLl..J..i--.l...--L-L..L.l...J..J..4___;..
0,0\\
0,1
\\0
100 'des)
Fig. 79: !DIAGRAMME (MC) ET ABAQUES (hd) DE GRINGANTEN:
CAS 0 UNE FRACTURE HORIZONTA LE
- ~-- --- . _ - - -
17 ESt: D'Hf. T EN IfYDROGEOLOGIE, UNI;;;':;'ffiE DE COCODY

---

Partie II
197
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Au début de pompage, l'évolution des rabattements au puits est donnée par la relation de
Carslawet Jaeger (1959, in Faillats J. ; J.P., 1986):
S = Q x ed rrSr? avec ed = e/rf
(e étant l'épaisseur de la couche aquifère)
I I
Cette méthode nia pu être appliquée qu'à 5 forages pour lesquels les mesures de descente
ont duré 6 h. Les valeurs de transmissivité généralement plus faibles par rapport aux autres
méthodes varient de 1.93 10.5 à 1.95 *10-4 m2/s.
Elles ont été calculées par la relation : T = Sd x hd x Q / 41ts, après l'établissement des
courbes expérimentales des différents essais de pompage (figure 80).
100
1()
Fig. 80 : M,;'hodo de G,'n9O"on; COURBES EXPERIMENTALES OE QUE LOUES POMPA
O.
GES
ESSAI REALISES OANS LA REGION O'OOIENNE
11fESE D'ETAT EN IIrDROGEOLOGIE. UNIVERSITE' DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 198
2.3.4 -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 sur toute la
zone influencée par le pompage.
Dans le cas d'une fracture horizontale circulaire unique, le modèle de Thiery correspond au
schéma donné dans la figure 81.
piézomètre
puIts e~pompooe
a
1-
1 1
I l
fi
' l
I l
: 1
I l
1
I l
R
fissure horizontale
circulaire de
faible épalaseur
/ ' - - - éponte
Fig. 81 : ! Méthode de Thiery: MODELE DE LA FRACTURE HORIZONTALE CIRCULAIRE
Outre les hyptothèses de Theis en milieu poreux, on suppose que:
- le forage traverse, en son centre, Wle fissure de rayon rf située à mi-hauteur de la couche
aquifère;
- la fissure est de fuible épaisseur par rapport à son rayon et à l'épaisseur de l'aquifère.
En coordonnées bilogarithmiques, on aura Wle droite de pente 1/2. Les courbes types
établies en fonction du paramètre (et) sont représentées à la figure 82. Les variables réduites sont:
Sa = 47tTsiQ et ta = 4Ttfr2(8
,
La fin de la pente 1/2 dépend des caractéristiques géométriques et hydrodynamiques de
l'aquifère. L'interprétation se fait par la méthode d'identification en relevant Wl point de coïncidence
entre la courbe-type et la courbe expérimentale:
11ŒSE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSflE DECOCODY

---

Partie Il
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 199
M(S,T) et Ma (Sa, ta)
. /
. /
/ '
/ '
/
/
-cCl
/
E
~
-o.ao
a:::
/
/
/
/
/
~/
Cl/
'/
~I
•
.;;
.1
~I
~r
10 -1 +--yL-+-+-J----- u , - - t - - - - - - - - + - - - - - - - - I
1
1
,1
Sd=~ /
1
1
1
1
1
1
\\0- 2~_=_..--.--ïT"TTrr+---r----f--r-"nï~,.----,.-r--"1r-r.,.",.....I..--.........--.-....,.....,r-T"T...-.l
10-2
10-'
101
10-2
Temps réduit ta: 4 Tr/rf S
Fig. 82: Méthode de Thiery: COURBES TYPES POUR UN FORAGE DANS L.' AXE
D'UNE FRACTURE HORIZONTALE CIRCULAIRE
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODf

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _200
100
Madinanl
---e:::;S---
_~~r_~--Seouelon
la
1LI---L.....J.......LJ...J...J..JU.IO~--L---1.-ULJ...iu..uIO-O-..L.-....L-L-L-..L..L1~I OO=O=--'"--"--'-':'t'7:(m
....n~)
Fig. 83: Méthode de ThIery: COURBES EXPERIMENTALES POUR LE CALCUL DE (T)
DE QUELQUES POMPAGES D" ESSAI REALISES
DANS .LA REGION D'ODIENNE
T1IESE D'ETAT EN HYDROOEOLOG/E, UNTVERSfTE DE COCODY

---

Pallie 11
201
On obtient ainsi :
T = Q/41t x SaiS
Sr2r= 4T x tiSa = Q/1t x tlta x SaiS
La méthode de Thiéry (1983), a pennis de calculer les valeurs de la transmissivité de 4
forages dont les courbes expérimentales sont représentées dans la figw-e 83. Ces valeurs varient de
1. 10'5 à 3.3 10-4 m2/s.
2.3.5 ANALYSE DES RESULTATS
La fraeturation et l'altération qui affectent les roches de cette région contribuent à la mise en
place des aquifères exploités par une multitude de forages. A partir des tableaux de mesures
relatives aux différents essais de pompages réalisés sur ces forages dans le socle, nous avons calculé
par des techniques appropriées : TIùem, Cooper-Jacob, Gringarten et Thiery les valeurs de
paramètres hydrauliques des aquifères.
Le tableau 20 présente la conductivité hydraulique moyenne des localités de la région.
Tableau 20: La conductivité hydraulique moyenne
Localités
Méthode de Jacob
Méthode de
Méthode de Thiéry
Méthode de Thiem
Gringarten
Bako
4.7 10~
3.6 10'3
1.7 IO~
1.8 10~
Samatiguila
2.1 IO~
1.68 10.3
7.910~
0.8 10~
Goulia
0.8 10~
1.27 \\0,3
0.6 10~
0.6 IO~
Tienko
2.1 IO~
6.5 10~
0.3 10~
0.3 10~
Sé!,'Ué\\on
0.7 10~
1.63 IO'~
7.7 IO~
0.8 10~
Madinani
4.7 10~
5.7 IO~
2.7 10~
0.2 10~
Tiémé
0.1 IO~
7.910~
3.7 IO~
0.3 10~
Maninian
3.6 10~
1.8 10'~
1.3 IO'~
1.4 10~
Nienesso
lJ 10~
0.1 10~
4.7 10~
0.5 1O~
Le coefficient d'emmagasinement est le seul paramètre dont la détermination est toujours
difficile à cause de l'absence totale de piézomètres d'observation à proximité des ouvrages de
captage. L'ordre de grandeur de 10-4 à 10.3 préconisé par les anciens auteurs en Côte d'Ivoire ne
fournit qu'une information grossière sur ce paramètre.
Les valeurs de transmissivités calculées par les quatre méthodes évoquées plus haut sont de
l'ordre de 10-6 à 10-4 m2/s.
Valeurs des paranlètres hydrauliques
EnUllag,asinement :
Transmissivité :
THJEM:
8 10-6 à 9.8 10~ m2/s
COOPER-JACOB:
2.4 1O'~ à 2.55 10'3 11\\2/S
GRINGARTEN :
1.93 10'~ à 1.95 10-4 m2/s
THIERY:
6 IO-~ à 9.2 IO-~ m2/s
TlfESE D'HAT EN IfrDROGEOUXi/E. UNIVERSn"E DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _202
Ces valeurs de transmissivité sont assez dispersées dans l'ensemble. Cette dispersion est
due au fait que certaines méthodes telles que Cooper- Jacob sont plus précises dans le cas des
pompages de longue durée alors que d'autres comme l1liery s'adaptent mieux au milieu de socle.
Du fait de la durée généralement courte de tous les essais de pompage qui ont eu lieu dans
le département (6 heures en moyenne), les valeurs de transmissivité que nous avons obtenues
devraient correspondre simplement aux caractéristiques de la fracture recoupée par le forage et non
à l'ensemble du milieu fissurai dans son ensemble.
2.3.6
LES DIFFERENTS TYPES DE NAPPES QU'ON PEUT RENCONTRER DANS LE
MILIEU DE SOCLE
Un massif granitique apparaît comme la superposition de deux horizons lithologiques (1.
Vouvé, 1982):
- Wle zone arénisée en surface,
- Wle zone massive mais fracturée en profondeur.
li en découle des conditions hydrogéologiques totalement différentes pour les deux systèmes
(figure 84):
1) La zone arénisée superficielle dont l'épaisseur peut atteindre 20 m constituera Wl vaste
réservoir aquifère emmagasinant les infiltrations d'eau de pluies. Mais la présence d'argiles liées aux
grains de quartz empêchera les transferts rapides d'eau au sein de ce réservoir d'où les fiubles débits
ponctuels qui peuvent être obtenus dans ces arènes.
Ainsi, la zone arénisée aura une porosité importante mais sa transrnissivité sera faible.
2) Par contre, le granite fracturé sou~jacent sera une zone préférentielle pour le drainage de
ces arènes jusqu'à des profondeurs importantes (100 à 200 m). La densité du réseau de fractures,
leurs ouvertures et le degré d'arénisation profonde détermineront l'importance de ce drainage.
Ainsi, le granite fracturé apparaîtra avec une transmissivité élevée malgré une porosité faible.
L'association de ces deux systèmes hydrogéologiques constituera un aquifere des plus intéressant :
- les arènes jouent le rôle de réserves régulatrices et les fractures du granite celui de drains
de grandes extensions pour l'obtention de débits ponctuels importants.
Dans les zones du socle, en général on distingue en principe trois systèmes aquiferes
superposés (figure 85) :
- les aquifères des altérites regroupant les argiles, les argiles sableuses, sables argileux,
- les aquifères de fissures avec des arènes grenues non argileuses, de socle fissuré, altéré,
fracturé,
- les aquifères de fissures avec le socle fracturé.
Généralement, les aquifères sont en contact hydraulique avec les aquiferes des roches
fracturées sou~jacentes. fis forment un système aquifère bi-couche avec la zone altérée surtout
capacitive et le milieu fissuré surtout conducteur. La zone altérée peut être décrite comme un milieu
à porosité d'interstices où les lois classiques basées sur celle de Darcy sont applicables.
THESE J)'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSnF. DE COCODY

---

203
Partie 11
- - - - - - - - - - - - - -
PuIts don. 'e. orin. .
oéolt folOIl
Forage profond,
,
Emmoçl.lnement élevé
Oéblt moyen ou eleve
ZOlle orèlll.ée: Tron.mlnlvlte
LP
folble_..".-:"":"'"7~"""_
.UIVOllt \\0 flssurotlon
• •
4 .
~
0:~·~·>:.
.. .\\.,
.. . . .. ...... '.
....
. .. .. ..'
....
.. ...
4
Granite
.. monlf
..
Zone fl ..urée:
...
EmmOQOelnement faible
..
Tron.mlsslvlte élevée
Fig. 841 SCHEMA HYDROGEOLOGIQUE DANS UN
MASSIF GRANITIQUE
(D'après J. Vouvé, 1982)
LITHOLOGIE
POROSITE
VOLUME
VOLUME
UTILE
DISPONIULE
D'SPONIBLE
TOTAL pa' ....
1")
rer ..-
en')
cfa .url.ce (an 1)
AIU,.Uon_
o
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AfOU •••
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1 0 ' .0
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cui.r•••••
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15
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Of.nU • • Aon
1 •
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no. 100
aroll.u•••
ro
Soclo
25
n••urt.
D,' • t
5 ,
'0
50 •
'00
olt'r'.
fr.ot .....
30
.oole
f,ac1ar'
0.".11' de
fe.cturaUon
0.05
0.5
0.5
0.5
d'crol•••nte
• • • 0
la pro•
.. fondeur
Fig. 85 : i - COUPE SCHEMATIOUE TYPE ET VOLUMES STOCKES
ID'oprèl Rlcolvl 19921
- - - - - - - - - - - - -
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrœ DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _204
Le milieu fissuré sous-jacent par contre est hétérogène et ses caractéristiques hydrauliques
sont plutôt déterminées par la densité et la géométrie des fissures. Celles-ci se forment
progressivement avec la profondeur, créant parallèlement la base du système hydrogéologique de
position mal définie. La continuité hydraulique des systèmes hydrogéologiques n'est pas encore bien
claire. On peut remarquer que:
- la zone altérée à porosité d'interstices peut certainement assurer Wle telle continuité;
- en milieu fissuré, la continuité dépend de l'interconnexion des fissures.
Par conséquent, les conditions les plus favorables à la fonnation des nappes discontinues
sont rencontrées là où la surface de la nappe se situe à Wle position inférieure à celle du toit du
socle, c'est-à-dire dans les conditions où:
- le toit du socle se trouve en faible profondeur,
- la surface de la nappe se trouve en forte profondeur.
Dans les latérites posées sur Wl substratum d'argiles imperméables d'altération, on trouve
parfois des aquifères superficiels perchés. Dans la plupart des cas, ces nappes ont un caractère
temporaire et local et ne présentent pas Wl grand intérêt pour l'approvisionnement en eau potable à
grande échelle.
2.3.7 - FONCTIONNEMENT DU SYSTEME AQUIFERE
En considérant les caractéristiques physiques des réservoirs cités ci-dessus et le mode de
circulation possible de l'eau, on distingue habituellement deux types de milieux :
- le milieu poreux continu, comportant des vides interconnectés dans le sens de
l'écoulement (réservoir d'argiles) ;
- le milieu fissuré discontinu, dans lequel l'eau s'écoule à travers Wl réseau de fissures
ou fractures ouvertes et diversement interconnectées (réservoirs de fissures ou de
failles).
En fait, la distinction entre ces deux milieux n'est pas toujours facile.
En pratique, il est commode de dire qu'en milieu poreux, les mêmes vides assurent les fonctions de
conduction et de stockage, tandis qu'en milieu composite (altérite sur roche fracturée) les vides des
altérites assurent le stockage qui est à prendre en compte, mais pas la conduction, la conduction est
alors assurée par les fractures de la matrice fracturée sous-jacente qui en revanche n'a qu'un rôle
capacitifmineur (figure 86).
En milieu cristallin, les fonctions capacitives et conductrices coexistent au sein de chaque
niveau aquifère, le milieu altéré étant essentiellement capacitif et le socle stricto sensus étant à
tendance conductrice marquée.
Le mode conceptuel d'aquifère de socle généralement admis est constitué d'un recouvrement
semi-perméable (résevoir d'altérite) surtout capacitif et alimenté par la surface, surmontant un
aquifere de fissures ou de failles (socle stricto sensus), captifs drainant la couverture à fonction
essentiellement conductrice (Margat J, 1988 ; CEFlGRE, 1984).
Ce schéma simple est loin d'être général, mais il fournit un guide commode au raisonnement.
Nous considérons ici que le système aquifère en milieu cristallin présente la structure d'un aquifere
bicouche (figure 86 - bcd) ou même multicouche (figure 86 -ai). Des aquifères monocouches
d'altérites, de fissures ou de faille (figure 86 c) peuvent éventuellement exister de façon isolée
(CIElL 1978-79; Bemardi et al, 1988).
17/ESE D'ETAT EN llYDROGIWLfXi/E.lJNlVERSrrE DE cocom'

---

Partie Il
205
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
a
b
c
A+ll+C
A+C
ll+C
d
c
f
...................
:.:-:.:-:.:-:.:.:-:.:-:.:.:.:.:-:.:.:-:
......................
.............................................
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:-:.:.:
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
~:~:~:~:~:~:~:~:~:~:~:~:~:~<:}~:~:~:~:~ A
-:.:-:.:-:.:.:-:.:-:.:.:-:.:-:.:.:.:-:.
.:.:-:.:-:-:-:-:-:.:.:.:.:.:.:-:.:.:.:.:.:-:.
.
.
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+
+
+
+
+
+
+
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++
+
+
+++
++
+
C
++++++++++
++++++++++
A+C
C
A : Altérations (Ea)"
milieu capacitif .. Réservoir d'altérites
B : Zone fissurée" milieu conducteur" Aquifère de fissure
C : milieu fracturé" milieu conducteur" Aquifère de fissure
f : Modèle équivalent du système aquifère a
Fig~ 86:: MODELE CONCEPTUEL DES DIVERS SYSTEMES AQUIFERES
EN ZONE DE SOCLE
(D'après Engalencl979)
- - - - - - - - - - - ----~--------~
1711:"SE f)'t.TAT EN IIYDROGEOlfXilE, UN/VERSm: /JE coco/Jr

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _~
206
2.4 -PRINCIPE DE CALCIlL DESPERMEARILITES INDIlITES PAR LES
FRACfIIRES
En 1970, Franciss F.O a proposé Wle méthode d'exploitation des champs de fractures
relevés en photographies aériennes. Cette méthode est basée sur l'estimation des pennéabilités en
grand des massifs fissurés, à partir des données de l'analyse photogéologique. Les hypothèses
simplificatrices de base sont les suivantes: les fractures sont supposées 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.
La méthode de Franciss n'est applicable qu'aux régions où le socle est affecté par des
fractures voisines de la verticale.
2.4.1 - LE CALCUL DE PERMEABILITE INDUITE APPLIQUEE A LA REGION
D'ODIENNE
Le calcul de la perméabilité induite par les fractures a nécessité au laboratoire W1 maillage du
site, d'wle superficie de 10.342 km2, en 99 cercles de 12.000 mètres de diamètre, inscrit chaCW1 à
l'intérieur d'llil carré dont le côté est égal au diamètre du cercle correspondant. A l'intérieur de
chaque cercle, il a été calculé (figure 87) :
- le nombre total des fractures,
- la longueur individuelle et totale des fractures,
- et l'orientation cas par cas des fractures.
Au préalable, des mesures de directions et de l'ouverture des longueurs des fractures sur les
affleurements ont permis d'estimer deux variables indispensables au calcul des pennéabilités induites
: la conductivité hydraulique (Kc) de la région et le coefficient empirique de proportionalité entre
l'ouverture et la longueur des fractures (C).
La conductivité hydraulique est assimilable à la pennéabilité moyenne apparente
caractérisant toute la surface étudiée. A partir de l'expression de la transmissivité dans une zone
fracturée traversée par un forage.
avec
Ti = transmissivité de la zone (m2/s)
ej = épaisseur de la zone (m)
K; = conductIbilité de la zone (mis).
Cette variable est donnée par la relation :
Kj(m/ s) = (I TI)
el
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
une trentaine de forages, par les méthodes d'approximation de Thiem, Cooper-Jacob, Gringarten et
lllÎery.
---
- ._~---- _... _.-
- _. - --.. _-----,- - ----------_._-----~-- -'-- - - - - - --- _. -_.- -------------_..-._------- ---_._-----
11IESE D'ETAT lfN HYDROGEOLOGIE, UNfVERSITE DE COCODY

---

_ _ _~
207
1
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13
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·
·
·
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•
•
·
·
·
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A:1 89 C9 09 E9 F9 09 H9 19 J9<
·
·
·
·
·
·
·
·
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E8
F8
08
H8
18
J8
·
·
·
·
·
·
·
·
·
8
07·7 87 C7 07 E 7 F7 07 H7 17 V J7
·
·
•
·
·
·
·
·
·
7
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A6? 8e ce 06 E6 F6 06 H6 16) J 6
·
·
·
•
•
•
•
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15
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·
·
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·
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B
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F
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H
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,
Fig. 87 :CALCUL DES PERMEAB\\LITES INDUITES PAR LES FRACTURES:
QUADRILLAGE EN 99 CERCLES INSCRITS A L'INTERIEUR
DE 99 CARRES. DE LA REGION D' ODIENNE
11ŒSH V 'ETAT ES UrD/WGHOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCOD,.

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _208
Dans le cas de la variable (C), le problème de la mégafracture visible en image satellitaire
peut être envisagé à deux dimensions parce que l'épaisseur de la croûte terrestre fracturée est très
négligeable par rapport à son étendue. En généraL cette épaisseur ne dépasse guère 100 m pour 10
km2 de surface autrement dit elle varie dans Wl rapport < 10.5. En conséquence, l'épaisseur de la
zone broyée peut être considérée comme Wle fonction linéaire empirique de la longueur apparente
de la mégafracture telle que:
e=C.L
avec: e = épaisseur de la zone broyée (m)
L : longueur apparente de la mégafracture mesurée en photograplùe aérienne
(m)
C: coefficient de proportionalité empirique (sans dimension)
La variable (C) a été déterminée de façon empirique en mesurant sur le terrain, les longueurs
et les ouvertures et les directions des milliers de fractures affectant le socle et en faisant le rapport
entre l'ouverture et la longueur.
Ainsi, après Wle détermination des valeurs de la conductivité hydraulique
(Kr = 254. 10'5 mis) et du coefficient de proportionalité entre l'ouverture et la longueur des fractures
(C = 0.0068), le résultat des calculs sur la carte des réseaux de linéament, à savoir la somme des
longueurs des fractures et des directions est introduit dans le logiciel de Franciss avec les autres
paramètres. Ainsi on va introduire les paramètres suivants : les longueurs, la direction, l'échelle, Kr,
C et le diamètre du cercle. Les valeurs de perméabilité induite ont été calculées par le logiciel à
partir de la formule (Franciss, O., 1970) ( in Biémi J., 1992):
et
avec
~ = C.L.cos21
KWN = C.L.sin21
Km. =- C.L.sinlcosl
2.4.2 RESULTATS ET ANALYSE DU CALCUL DES PERMEABILITES INDUITES PAR LES
FRACTURES
En plus des paramètres longueur et orientation des fractures, le logiciel Franciss exige, pour
être opérationneL les paramètres C, Kr, l'échelle et diamètre des cercles:
- C = 0.0068 représente le coefficient de proportionalité empirique obtenu sur le terrain.
- Kr(mls) = 2.54.10'5
la conductivité hydraulique.
- E = 1 donné par le logiciel
- Diamètre = 12000 m représente le diamètre du cercle inscrit à l'intérieur de chaque carré
du maillage du site.
mESE D'ETAT EN IIYDf((XiEOLOGIE. UNIVERRrrE DE COCODY

---

Pal1ic Il
209
--~----------------------
Après traitement des données de fractures recueillies par des images sateUitaires, on obtient les
résultats consignés dans le tableau 21.
Tableau 21 : Pennéabilités induites par les fractures àpartir de la méthode de Franciss
srms
KMAX
KMIN
KMOY
DlRI
DIR2
RAl'I'ORT
A4
0.33
0.08
0.20
-90
90
4.58
A5
0.22
0.13
0.17
-90
90
1.73
A6
0.29
0.13
0.21
-90
90
2.20
A7
0.32
0.18
0.25
-91
89
1.77
A8
0.29
0.15
0.22
-90
90
1.89
A9
0.46
0.24
0.35
-90
90
1.91
AIO
0.29
0.13
0.21
-90
90
2.16
ll3
0.41
0.23
0.32
-90
90
1.78
B4
0.28
0.14
0.21
-91
89
2.03
H5
0.36
0.22
0.29
-91
89
1.63
H6
0.37
0.23
0.29
-90
90
1.62
117
0.48
0.24
0.36
-180
0
2.00
Bl!
0.35
0.30
0.32
-'lI
89
1.16
1\\9
0.47
0.27
0.37
-91
89
1.75
BIO
0.42
0.29
0.36
-180
0
1.46
BII
0.47
0.30
0.3l!
-179
1
1.59
C2
0.20
0.73
0.17
-180
0
1.49
C3
0.33
0.19
0.26
-180
0
1.70
C4
0.32
0.19
0.26
-180
0
1.61
C5
0.26
0.24
0.24
-90
90
1.06
C6
0.36
0.16
0.26
-180
0
2.20
C7
0.32
0.15
0.23
-180
0
2.18
Cl!
0.62
0.29
0.45
-180
0
2.07
C9
0.67
0.33
0.50
-'lI
89
2.01
CIO
0.54
0.48
0.51
-90
90
1.13
CIl
0.41
0.28
0.34
-90
90
1.45
D2
0.18
0.12
0.15
-90
90
1.55
D3
0.49
0.27
0.38
-180
0
1.83
\\)4
0.52
0.26
0.39
-179
1
2.03
D5
0.43
0.24
0.34
-90
90
1.86
D6
0.35
0.04
0.22
-90
90
5.25
m
0.76
0.56
0.65
-90
90
1.38
D8
0.60
0.40
0.50
-90
90
1.49
D9
0.67
0.38
0.52
-90
90
1.77
DIO
0.63
0.42
0.53
-180
0
1.53
DII
0.47
0.42
0.44
-90
90
1.14
DI2
0.44
0.21
0.32
-90
90
2.06
E2
0.03
0.03
0.01
-90
90
1.33
E3
0.48
0.35
0.39
-180
0
1.20
E4
0.61
0.33
0.46
-91
89
1.82
E5
0.41
0.26
0.33
-180
0
1.58
E6
0.42
0.21
0.31
-90
90
1.94
E7
0.50
0.43
0.46
-90
90
1.15
E8
0.56
0.22
0.39
-90
90
2.56
E9
0.47
0.41
0.44
-'lI
89
1.13
ElO
0.50
0.38
0.44
-179
1
1.32
E11
0.59
0.40
0.49
-180
0
1.48
EI2
0.59
0.39
0.49
-89
91
1.58
EI3
0.65
0.20
0.42
-90
90
3.19
1"3
0.18
0.12
0.15
-180
0
1.58
1'4
0.51
0.18
0.34
-179
1
2.81
1'5
0.43
0.30
0.36
-90
90
1.42
1'6
0.48
0.24
0.36
-179
1
1.97
1'7
0.43
0.22
0.32
-89
91
1.93
1'8
0.54
0.16
0.35
-180
0
3.33
1'9
0.39
0.27
0.33
-90
90
1.41
1"10
0.42
0.24
0.33
-91
89
1.72
FIl
0.53
0.40
0.46
-90
90
1.31
Fl2
0.59
0.42
0.51
-90
90
1.42
1'13
0.84
0.24
0.54
-180
0
3.57
(;3
0.1l!
0.11
0.15
-180
0
1.59
(;4
0.56
0.34
0.45
-180
0
1.62
(;5
0.4l!
0.16
0.32
-91
89
3.04
G6
0.3')
0.21
0.30
-91
89
1.88
en
0.61
0.25
0.43
-90
90
2.49
G8
0.40
0.24
0.32
-179
1
1.64
G9
0.49
0.36
0.43
-180
0
1.36
-----_.~- - - -
---
--- ---- ---- ----_._----~-------------
17IESE D'ETAT EN f1YDR(XiEULUGIE. UNlVERSI7E DECOCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.210
GIO
0.60
0.30
0.45
-90
90
2.00
011
0.48
0.22
0.35
-90
90
2.20
012
1.70
0.17
0.92
-90
90
9.35
GI)
0.50
0.14
0.32
-180
0
3.53
113
0.16
0.08
0.12
-180
0
2.00
114
0.48
0.27
0.38
-90
90
1.76
115
0.80
0.33
0.56
-179
1
2.45
116
0.49
0.28
0.38
-180
0
1.75
117
0.47
0.38
0.42
-180
0
1.21
118
0.63
0.44
0.53
-90
90
1.43
119
0.34
0.32
0.33
-91
89
1.07
1110
0.72
0.28
0.50
-180
0
2.57
1111
0.52
0.09
0.30
-180
0
5.23
H12
0.37
0.33
0.35
-180
0
1.12
14
0.27
0.18
0.22
-180
0
1.52
15
0.37
0.28
0.32
-180
0
1.34
16
0.56
0.36
0.46
-179
1
1.54
17
0.50
0.34
0.42
-90
90
1.48
18
0.43
0.22
0.33
-180
0
1.93
19
0.43
0.26
0.34
-90
90
1.66
110
0.40
0.26
0.33
-179
1
1.51
III
0.30
0.20
0.25
-180
0
1.52
17
0.19
0.13
0.16
-90
90
1.49
J8
0.32
0.22
0.27
-90
90
1.45
J9
0.38
0.24
0.31
-90
90
1.56
JIO
0.13
0.07
0.10
-90
90
1.85
L'interprétation des valeurs de longueur de fractures sur la carte à l'échelle 1/200 000 a peffilis de
détenniner les zones à forte densité de pennéabilité induite et les zones à fiuble densité (figure 88 ).
Ce qui peffilet également par interprétation de déterminer le sens de l'écoulement et de situer les
différents réselVoirs qu'on pourrait trouver sur le site (figure 89 ).
Les valeurs de peffiléabilité induite calculées varient de 0.1 10-11 à 1.7 10-11 mis. Ces
valeurs comparées aux résultats des travaux antérieurs sur le bassin de la Marahoué (10-4 mis
et 10-6 mis) (Biémi, 1992) s'avèrent très faibles. Cette baisse de la valeur des pennéabilités est
due en grande partie à la faiblesse de la densité des fractures de la région. Ainsi, plus la région
est fortement fracturée, plus la peffiléabilité induite est forte. Cette zone d'étude se caractérise
par la présence de très peu de chaînes d'inselbergs et d'aftleurements granitiques et
migmatiques affectés par de nombreuses mégafractures.
L'étude des couloirs de circulation des eaux souterraines a été réalisée en superposant, dans
un même plan, la carte des variations spatiales des peffiléabilités induites et la densité de drainage .
Ce travail fait ressortir une parfaite concordance entre les axes de densité de drainage et la
répartition des différents axes de fortes peffiléabilités et ceux des mégafractures.
TlfESE {J'ETAT EN IlYDROGEOLOGŒ, UNIVERSITE DECOCODY

---

A
8
C
0
E
F
G
H
1
J
1
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l
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o
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o
7
14 km
1
1
,
'
,
Voriotions spotloles des voleurs de perméobllltés Indulles
Fig. 88 :
moxlmoles 1en 10- 11 mIs) dons 1" aQuifères de fissures
présentont les Qrond~ axes tectoniQues de la région d'Odlenné
~
Sens d'écoulement souterrain
N
L.es axes de fortes perm40blllt4. Induites
@ Réservoir d'eau souterrain
L.es axes de faibles per-m4abllltfs Ind-ultes
Fig. 89 :
Couloir souterrain de circulation d' eau
et a;r;es
préférentiels d'alimentation des nappes défer_
minés à partir des interprétations des valeurs
de perméabilités Induites par les fractures.
~;,:·"<;"".·"(;""",,',,,,,,-:y,,,,,,,,,,,;,",',,,,",,,,,,,,,·,';"'<A'''·.-o'',,·,,,~·~''''·'e'-;f''W''·'·''''''"'''''''~·_~'''''·~''''''''~,.•'''.'''.''·'-:-':'''''~'''~;''''·;'',~j''''",·Z·~~,''-_·_~.",,,~,_ .•'1',y','''''.''_·.''"''' "'''''"'~'"''''''''~i""",,,,,,,,,,,,~~-,''''~''',''''',,,"''''-'''''J''''''''''''''~~~'-''-'''''' ''''''''"~''''';'''~~'''·'·'''''''''"P'~'C.?''''''~'''''''?''''''''\\~",~",,,,,,,,,,-,,,,,,·,"'.,""'""<) __....~"-.....;''''"'~·~..'.·_-.-'·'..,r.''~y .,~. -,.---,.-..-~,..' ..>......~p.,..""',-.'-.".• ,"_,.".,.,,~~*"}"".~."'~ ..,_.,''''''_~.,~.'''".~ ..:<:'''"__''''''._"'{.r...'''..';<,'''>.,,'".,.'~

---

Savané 1.
_ _ _~
212
Les grands cours d'eau se superposent presque exactement à l'axe principal Nord-Sud de
fortes pennéabilités comme constaté également par Biémi (1992). Ce qui confinne l'appartenance
du bassin de la Marahoué et le bassin de Baoulé au même mouvement tectonique.
Ainsi, les différents axes de fortes pennéabilités induites qui constituent des
zones
d'alimentation en eaux souterraines pour le bassin correspondent approximativement à des fractures
majeures dans le socle de sorte qu'il existe une étroite relation entre les écoulements superficiels et
souterrains, en particulier, le long des principaux axes de drainage que constituent les
mégafractures,
Si la méthode de Franciss est Wle opération indispensable dans la recherche et l'exploitation
des eaux souterraines dans le socle, il n'en demeure pas moins vrai qu'eUe présente des limites.
En effet, c'est une méthode qui exige:
- la représentation de très nombreuses fractures sur la carte : ce travail demande beaucoup de
temps de dessins et de mesures manuelles,
- de l'interprétateur beaucoup d'habileté et d'expérience dans l'exploitation des images satellitaires,
- Wl minimum de connaissance informatique pour la saisie et le traitement des données.
lliESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSfI'E DE COCODY

---

Paltie II
213
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.5. - RENDEMENT A PARTW D'llN PRQGRAMME DE DEBITS CI,ASSES
Si on obselVe les débits de tous les ouvrages réalisés sur ce site, on remarque qu'ils ont tous
lil débit exploitable dans les conditions de l'approvisionnement en eau en milieux ruraux. A partir
d'un programme de débits classés nous avons déterminé la productivité des ouvrages dans les
altérites et dans le socle,
2.5.1. - OBJECfIFS DU PROGRAMME
Ce programme permet de répartir les débits en cinq classes (Faye, 1982):
- première classe: débit inférieur à 0.7 m3/h
- deuxième classe: débit comprie entre 0.7 et 2 m3/h
- troisième classe : débit compris entre 2 et 5 m3/h
- quatrième classe: débit compris entre 5 et 10m3/h
- cinquième classe: débit supérieur à 10 m3/h
Les forages de la première classe sont considérés comme un échec et ne sont souvent pas
équipés.
Ce programme permet également de :
calculer pour chaque classe la profondeur moyenne des forages, l'épaisseur
moyenne des ahérites et l'épaisseur moyenne des formations argileuses;
calculer le nombre total de forages par classes et la fréquence de chaque classe.
2.5.2. - DESCRWfION DE L'ALGORITHM:E
Sur une droite des débits, on peut représenter les classes comme suit :
0.0 m2/h
Al = 0.7 m3/h
A2 = 2 m3/h
A3 = 5 m3/h
A4=lOm3/h
1------------------[-----------------------[------------------[---------------------[--------------»
classe 1
classe 2
classe 3
classe 4
classe 5
Le débit rencontré est d'abord comparé à Al. S'il est inférieur à Al, il est rangé en première
classe, sinon il est comparé à A2. fi n'est rangé en deuxième classe qu'au cas où il est inférieur à A2
et supérieur ou égal à Al. Le test continue à chaque fois que le débit rencontré est plus grand que la
borne supérieure de la classe considérée. Au niveau de la borne supérieure, de la quatrième classe
(A4), le débit rangé en quatrième classe, s'il est inférieur à A4 au cas contraire, il est rangé en
cinquième classe.
Pour chaque débit classé, on lit la profondeur, l'épaisseur d'altération et l'épaisseur des
formations argileuses du forage correspondant. Toute donnée indéterminée est rejetée. Sinon, il est
comptabilisé par les compteurs 1\\, h, 13, Lt ou Is et les valeurs lues sont respectivement cumulées
dans les mémoires FOR, ALT, ARG. Les noms des mémoires sont suivis 1,2,3,4, ou 5 suivant les
classes. Par exemple, pour la classe l, on a FORl, ALTI, ARGI.
77IESE D'ETAT ES HrDROGEOLOGlE, UNIVERSrrE DE CacODY

---

Savané 1.
214
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Si toutes les données sont examinées, il suffit pour chaque classe, de diviser les valeurs
contenues dans les mémoires réservées aux profondeurs, altérations et recouvrement par la valeur
du compteur correspondant pour avoir la moyenne. Quant à la fréquence de chaque classe, elle est
donnée par le quotient lIN, 1étant la valeur du compteur, N le nombre total des ouvrages.
Remarques:
1.
les classes sont ouvertes à droite. Ceci permet de ranger les débits égaux à 0.7 m3lb
dans la deuxième classe. Le taux d'échec correspond ainsi à la fréquence de la
première classe ;
2.
on peut modifier les valeurs des frontières des classes. TI suffit d'affecter à At, A2,
A3, ~ différentes valeurs. TI faut cependant s'assurer qu'on aura au moins un forage
dans chaque classe. Ceci évitera dans le calcul des fréquences la division par zéro ;
3.
nous avons initialisé les mémoires à O. Ceci a pour but d'éviter les erreurs de calcul
dans le cas où un programme antérieur aurait utilisé les mêmes noms de variables.
En résumé, ce programme de traitement permet de détecter des cas où le pourcentage de
succès s'améliore nettement par rapport à la moyenne générale. Si le nombre de données permettait
de faire Wle analyse pareille pour chaque type de formation, on aurait certainement une amélioration
beaucoup plus nette, ce qui peut avoir une incidence importante sur le coût des campagnes. en effet,
même une économie de 5 % sur un investissement important peut toujours être utile. Ces fonds
pourraient servir à financer d'autres ouvrages ou à assurer la maintenance qui constitue un réel
problème pour l'hydraulique villageoise en Côte d'Ivoire.
2.5.3 - PROGRAMME DE CALCUL DU TAUX DE SUCCES EN FONCTION DE LA
SITUATION MORPHOLOGIQUE ET DE LA TECTONIOUE
a) Objectifdu programme
nconsiste à repartir les forages en neufclasses (Faye, 1982):
- forages situés sur marigot et linéament douteux,
- forages situés sur marigot et linéament net,
- forages situés sur marigot et croisés de linéaments,
- forages situés sur flanc de thalweg et linéaments douteux,
- forages situés sur flanc de thalweg et linéaments nets,
- forages situés sur flanc de thalweg et croisés de linéaments,
- forages situés sur plateau et linéament douteux,
- forages situés sur plateau et linéament net,
- forages situés sur plateau et croisés de linéaments.
Pour chacune de ces classes, le taux de succès sera calculé.
TIIESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DECOCODY

---

Partie Il
215
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
b) DeSCliptioll de l'algorithme
La première partie correspond au dimensionnement d~s tableaux, à la lecture des données, à
l'initialisation des mémoires des compteurs à 0 et à l'élimination des premières cartes du fichier. On
note l'affectation de la valeur 0.7 à Y 1 et 500 à Y2.
La deuxième partie comporte Wle boucle DO avec:
1°)
neuf tests sous forme IF logique avec GOTO calculé. Pour chacun des tests, on se
branche à Wle étiquette bien précise si toutefois la valeur de la case réselVée à la
morphologie et celle réselVée à la situation tectonique valent chacune 1 ;
ex : IF (lA (1). EQ,) AND (ID (I).EQ,) GOTO 40
2°)
les étiquettes où l'on se branche si les tests sont vrais (40, 50, 60, 70, 80, 90, 100,
110 et 120) comportent des instructions qui permettent d'incrémenter le compteur
de la classe du forage testé de 1 ;
ex : 40 lAD = lAD + 1
3°)
l'instruction suivante pennet de passer à Wl autre forage si le débit de celui testé est :
- soit inférieur à Y, = 0.7 m3/11 (cas de forage négatif),
- soit supérieur à Y2 = 500 m3!1l (cas de forages de débit indéterminé où on
remarque 999)
ex. : IF (X(I).LT.Y, OR (X(I).GT.Y2) GOTO 200
4°)
si le test ci-dessus n'est pas vrai, c'est que nous avons un forage positif On le
comptabilise dans Wle mémoire J et on passe au forage suivant:
ex: 11 =11 + 1
GOT0200
La troisième partie consiste d'abord à calculer le nombre total des forages testés (J TOT =
lAD +
+ ICG)
Ensuite, on place les nombres entiers (11, J2, 13, ..., J9) dans les mémoires de nombres réels
(Rn à RJ9). Ceci peut également se fàire par l'instruction REAL. Enfin, nous avons dans cette
partie les instructions d'impression avec les conditions suivantes:
1-
s'il y a au moins un forage par classe, on calcule le taux de succès pour cette classe
et on imprime le nombre de forages de la classe, le nombre de forages positifs et le
taux de succès;
2-
si on n'a aucun forage dans une classe, on imprime "pas de forage dans cette classe".
Cette instruction évite la division par zéro si on passe le programme avec des
données pour lesquelles une des neufs classes est vide.
La quatrième et dernière partie est composée uniquement d'instructions de format d'entrée
des données et de sorties des résultats.
71/ESE /J'ETAT EN HYDROGEOUJG/E. UNlVER...'\\rrE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _216
2.5.4 -RENDEMENT DES AQUIFERES DE LA REGION D'ODIENNE
L'exploitation d'un forage ou d'un puits intéresse à la fois les &hérites et les zones des
fractures. Nous allons considérer ces deux types d'aquifère et leur rendement dans l'exploitation des
eaux souterraines de la région d'Odienné.
2.5.4.1 - L'analyse des résultats du pr02ramme appliqué aux données des forages de la réeion
d'Odienné
Le programme de traitement décrit ci-dessus nous pennet de noter l'évolution des
paramètres en fonction du débit.
a) Fréquences
On peut tout de même constater W1 taux d'échec de 16.18 %. Si nous calculons l'inteIValle
de confiance à 80 % , on a W1 taux d'échec qui va varier entre:
0.1618±d où
d = 1 28J P(l- P) = 1 280-
.
N
.
où P=0.1618
N = nombre de forage = Il
d = 0.14212
D'où on a 80 chances sur 100 d'avoir un taux d'échec qui varie entre x - d et x + d. Ce qui
correspond pour notre étude à 1.97 % et 30.39 %. Avec un nombre de forages plus grand ce taux
d'échec peut être plus élevé.
Si on s'intéresse au cas le plus défavorable, on peut dire, toute chose restant égale par
ailleurs, que nous avons plus de 80 % de chances que le taux n'excède pas 40 %. Cette affirmation
peut servir dans l'évaluation ou le calcul des coûts des projets futurs.
Le tableau 22 montre les résultats du programme.
Tableau 22 : Résultats statistiques du programme
Classes
Débitm m3At
Nbre de forages
Fréqumees
Prof. moyennes
Ep.moy.
altérites
le classe
<0.7
11
16.18
69.27
20.44
2e classe
deO.7 à 2.00
17
25.00
59.34
22.89
3e classe
2.0 à 5.0
28
41.18
54.74
28.00
4e classe
5.0 à 10.0
7
10.29
57.11
20.59
5e classe
> 10.0
5
7.35
56.82
24.04
77ŒSE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNiVERSITE DE C(XODY

---

Pllrtie 11
_
217
100
100,001-- -
--1
1
92,65 r- . -
. -
.•
90
1.~. -- Fréquences ClJmlJl~es
1
82,36 -, - ' - .
80
1
1
1
70
1
1
60
1
\\
50
1
1
40
41,18 r'-'- i - --- --1
1
1
1
1
1
1
30
1
1
i
1
1
.
J
1
1
1
:
20
1
i
1
1
1177~
:
:1 Fréquences
///1;
ECHEC
-----~
10
1
1
1
1
l
, - - - - ,
1
1
1
1
1
1
1
1
Fig. 90: COURBES DES FREQUENCES ET DES FREQUENCES CUMULEES
MONTRANT LE POURCENTAGE DE FORAGES EN FONCTION
DES CLASSES DE DEBITS DANS LA REGION D'OOIENNE
771Jo.'SH f)'1'.TAT EN IfYnR()(;EOUX;m.lJNII?-:tt.,>rœ m: cocon)"

---

Savané 1
218
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Si on évalue les besoins en eau, on a une forte chance de les satisfaire en majorant les
moyens nécessaires d'environ 40 %. On peut constater que la fréquence varie avec le nombre de
forage comme le montre la figure 90. Ceci vient du fait que cette classe n'est pas bornée à droite.
3
Elle contient tous les forages de débit supérieur à 10 m nl.
La courbe des fréquences cwnulées montre que près de la moitié des forages ont Wl débit
inférieur à 2 m3nl alors que la courbe des fréquences montre que moins de 7 % ont un débit
supérieur à 10 m3nl. Ceci montre les difficultés de recherche de gros débits dans les agglomérations
situées dans la région de socle.
b) Profondeur des forages, épaisseurs moyennes des altérites
Le tableau 22 donne des valeurs moyennes par classe des profondeurs des épaisseurs des
altérites et des épaisseurs des formations argileuses. Pour calculer une moyenne globale de toutes
ces valeurs, on peut utiliser la fonnule suivante:
/Il Pl + /I~ p, + /lj pj + Il.f p, + Il.l P.l
Pmoy =
-
•
N
où nt, n2, n3, 14, ns sont respectivement le nombre de forage de la première, deuxième, troisième,
quatrième et cinquième classe. PI, P2, P3, P4, P5 les profondeurs moyennes.
N = nombre total des forages.
Pour les profondeurs, on a :
P = Ilx69,27 + 17x59,33 + 28x54, 74 + 7x57, II + 5x56, 82
68
P= 58.62 m
De même, on a une épaisseur moyenne des altérites qui est de :
A=24.41 m
Les moyennes que nous venons de calculer peuvent avoir une certaine importance. En effet,
connaissant la demande en eau, on peut, en tenant compte de tous les paramètres, estimer le nombre
d'ouvrages à réaliser. La profondeur moyenne des ouvrages permettra alors d'avoir une idée sur le
nombre de mètres linéaires à forer. Connaissant le coût moyen par mètre linéaire de forage dans la
roche saine et celui du mètre linéaire dans les altérites, il est facile de prévoir le coût des travaux.
La courbe de variation des profondeurs est représentée par la figure 91. On note dans
l'ensemble que la profondeur moyenne baisse par classe de débits et que l'épaisseur d'altération
augmente. Ceci s'explique simplement par le fait qu'on arrête le forage dès que l'on obtient un débit
suffisant pour le village. Les forages négatifs sont beaucoup plus profonds car on espère toujours
rencontrer une fracture productrice. On n'abandonne souvent pas le trou en deçà d'une certaine
profondeur. Par contre, il est intéressant de remarquer que les débits importants sont parfois
obtenus là où les altérites sont relativement épaiSses. Mais aucune relation directe n'existe entre eux.
l1/ESE D'ETAT EN IIYf)R(Xi/iOUXi/E. UNIVERSITE DECOCODY

---

Pallie Il
219
Epal ...un Cou proland.unl may.nn . .
100
90
80
70
69.21
- - - - - 1
1
Courbe des profondeurs moyennes des forooes
I~
60
1
1- 59.34
,
1
r _ ~1.:..."__ ... _5~.~?_,
L _5~.!4__ 1
50
40
30
28.00
r'--'!
22.89
i
1
r
.24.<?~:-,
._._.1-'-'-'
i..~..~.J
20
L Epolneur moyenne des oltérllel
10
Fig. 91 : \\ COURBES DES PROFONDEURS MOYENNES MONTRANT
1
LES VARIATIONS DES PROFONDEURS ET DE L'EPAIS
SEUR D'ALTERATION EN FONCTION DES CLASSES
DE DEBITS
. _ ~ . _ - - ~ . -
17fHSE V'HTAT HN IfrDU(XiHUI.OGŒ. UNIVHU.Sf/;'·-m; C(x:o/;r

---

Savané 1.
_ _ _~
~
~
220
2.5.4.2 -Correlation entre l'épaisseur d'altération et le pourcentage de succès
. Le pourcentage. de su~~ a été ,c~culé à p,artir ~'Wle population d~ 280 forages rep~ ~ le
sIte, pouvant offiir Wl deblt supeneur ou egal a 2 m"/h, en fonctIon des classes d'epmsseur
d'altération.
Tableau 23 : Correlation entre l'épaisseur d'altération et le pourcentage de succès
Epaisseur d'altération
% de succès
0-5 m
25
5 - 10 m
60
1O-15m
50
15 - 20 m
30
20- 25 m
58.33
25 - 30 m
60
30 - 35 m
83.33
35 - 40 m
62.5
40 - 45 m
100
45 - 50 m
100
50 - 55 m
100
55 - 60 m
100
Les taux de réussite dans les altérites semblent en moyenne plus élevés dans les 20 à 40 m
d'épaisseur. Ces taux sont fatblement correlés. Le coefficient de corrélation est R: 0.60.
Avec pour équation de droite y = 1.26X + 33.70
Plus l'épaisseur d'altération est importante, plus on a la chance d'obtenir des débits
exploitables. Ces pourcentages de succès sont calculés sur la base de débit d'exploitation supérieur
ou égal à 2 m3/h. Dans les zones rurales, les 2 m3/h sont suffisants pour satisfaire le besoin quotidien
de la population.
TI est difficile d'analyser les débits des formations altérées en raison de la pénétration variable
des puits et de la diversité des horizons captés.
La profondeur des puits dépend de celle du niveau statique, de la tenue des terrains, du type
de l'ouvrage et de facteurs qui ne sont pas techniques. Suivant la profondeur du niveau de l'eau, les
horizons supérieurs du profil d'altération peuvent fournir des débits très intéressants pour une faIble
profondeur de l'ouvrage.
L'épaisseur de la zone non saturée inteJVÏent dans le régime de l'alimentation de l'aquifère, en
immobilisant un importrant volume d'eau infiltrée destiné à compenser le déficit d'humidité lié à la
porosité élevée des altérites. Dans les zones sèches où le niveau de l'eau est profond, l'eau ainsi
retenue peut parvenir à l'aquifère.
La hauteur de captage d'un puits dépend de la pennéabilité des ahérites d'où l'intérêt de
pousser le creusement jusqu'au substratum rocheux à la recherche des arènes sableuses ou de la
zone fissurée. La faiblesse des pennéabilités explique celle des débits. D'après Soeiro Dessaint
(1970), la pennéabilité diminue au cours du drainage de l'aquifère. La chute de la pennéabilité est de
l'ordre de 25 % pour Wle dimWlition absolue de la teneur en eau de 1%. On observe régulièrement
THESE' D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie Il
221
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
de bons débits dans les premiers mètres puis WJe chute progressive des débits spécifiques avec la
profondeur. Ce phénomène a été mis en évidence par Steward (1962).
A la profondeur du niveau statique à l'étiage, il faut ajouter Wle hauteur captée de 7 à 10 m
dans la meilleure hypothèse de perméabilité afin d'assurer la pérennité d'Wl débit de 1m3/h. Si la
perméabilité des altérites est faible, la hauteur captée sera de 12 à 15 m Une bonne analyse des
débits est donnée dans le rapport de Burgeap (1972) et celui de Biscaldi (1967).
Par suite, la profondeur d'WJ puits c'est-à-dire l'épaisseur minimal de la poche altérée doit
être la suivante :
Niveau statique (m)
5
10
15
> 15
Profondeur des puits (m)
12 à 17
17 à 22
22 à 27
>27
Ces valeurs montrent que le puits est ml moyen de captage dont l'extension géographique
est limitée aux zones où le niveau statique n'est pas trop bas et où l'altération est épaisse (zone
humide en général). D'où la nécessité de rechercher les poches les plus profondes au droit des
fractures pour implanter les puits.
2.5.5 - LES AQUIFERES DE FRACTURE
L'aquifère fissuré est très hétérogène et anisotrope. L'eau souterraine emmagasinée
circule dans des interruptions de la roche qui sont multiples et très variées en nature et en volume.
A l'échelle du forage, nous avons retenu les zones multifissurées et les fractures
kilométriques. Ce sont celles qui sont le plus facilement repérables sur les documents au 1150 000 et
qui donnent les meilleurs résultats. La cartographie donne la répartition assez précise et l'importance
relative des fractures. Sur une verticale, la répartition générale des ouvertures obéit à certaines
règles établies d'après les coupes des forages et les variations de débits.
Dans le cadre des campagnes d'hydraulique villageoise, plusieurs ouvrages ont été réalisés et
ont permis de cerner certaines caractéristiques des aquiîeres d'Odienné. Nous avons effectué des
analyses statistiques afin de montrer les rapports qui existent entre les différents paramètres.
2.5.5.1 - Le débit en fonction de la profondeur
Sur l'ensemble de la région, les ouvrages ayant un débit et une profondeur totale donnés ont
été recensés. Les profondeurs varient entre 7 et 93.5 m Si nous analysons le débit en fonction de la
profondeur (figure 92 ), nous constatons que les débits les plus significatifs (supérieurs à 2 m~/h) se
situent à tous les niveaux de profondeur. Le débit ici n'est pas fonction de la profondeur mais
certainement de l'état de fraeturation du substratum en place.
71fESE f)·t.TAT EN IJYV/WGEO!.OGIE. UNlVERSrrE DECOCODY

---

Savané I.
222
20
18
16
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14
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M
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Ln
0
.-
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CD
o:t
Ln
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0
N
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M
CD
N
Ln
,....
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N
N
Ln
CI)
(j)
-
.-
-
CD
N
M
CD
,....
.-
N
~
Ln
o:t
CD
0
,....
N
N
N
N
N
M
o:t
Ln
CD
CD
Profondeur
Fjg. 92: Relation entre le débit et la profondeur
2.5.5.2 - La nrofondeur des arrivées d'eau
Le tableau 24 montre le pourcentage d'arrivée d'eau sur l'ensemble des ouvrages de la
région.
Tableau 24: pourcentage d'arrivée d'eau en fonction de la profondeur.
Profondeur total
Nombre de puits avec
Nombre total de
% arrivée d'eau
arrivée d'eau
puits
0-20
1
206
0.48
20-40
Il
177
6.27
40-60
24
35
68.57
60 -80
53
58
91.37
80 - 100
4
10
40
On note que les fréquences des arrivées d'eau sont plus importantes entre 40 et 80 m de
profondeur. Ce pourcentage est encore plus élevé entre 50 et 70 m de profondeur. Ce qui
correspond environ à 80 % des arrivées d'eau.
Tableau 25 : L'arrivée d'eau dans les granites-gneiss
Profondeur totale
% d'arrivée
0- 20
0
20 -40
10.52
40 -60
34.21
60- 80
44.73
80 - 100
10.52
71fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNJV1':RSITE DECOCODY

---

Partie Il
223
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
L'anivée d'eau est plus marquée entre 40 et 70 ID dans les granites-gneiss. Ce qui représente
plus des 79 % des anivées d'eau sur un total de 38 ouvrages.
2.5.5.3 - L'influence de la géologie sur la productivité.
Tableau 26 : Influence de la géologie sur la productivité des ouvrages
Nature de roche
Débit max
Nombre de
Forages
Forages
% forages Q>
absolue m1/h
forages
Q<6001Jh
Q>6001Jh
6001Jh
Granites
10
3
5
33
86 - 84
Gneiss
7.6
1
3
9
75
Rhyolite
1.8
1
0
1
Roche verte
4.6
1
0
1
Sdliste
2.8
1
0
1
Grès
4.9
1
0
1
Syenite
10
1
0
1
Granodiorite
2.7
1
0
1
Amphibolite
1.8
1
0
1
Qumtzite
2.2
1
0
2
Migmatite
2.2
1
0
3
Dolérite
4.5
1
0
1
Diorite
1.5
1
0
1
Les roches les plus productives sont les granites-gneiss. Dans ces roches, on a noté des
débits dépassant 20 m3/h. Ces roches constituent aussi l'aquifere le plus étendu et le plus sollicité.
Les roches ayant Wle extension géographique très réduite, ont été très peu sollicitées par les
campagnes.
Soulios G. et al (1990) ont montré que la perméabilité dUne roche cristalline décroît en fonction de
la profondeur à cause de la fermeture des discontinuités géologiques sous l'influence du poids des
couches sus-jacentes.
Diverses études ont en effet vérifié la décroissance de la perméabilité K en fonction de la
profondeur Z (A Carlson et T. Oison, 1977, 1981 ; 1.C. Sharp et Y.T., Maini, 1972).
Une formule empirique a été établie par Engalenc (1978) donnant un ordre de grandeur de
la profondeur X à forer dans la roche dure, connaissant l'épaisseur Y du manteau ahéré.
X + y = profondeur totale de l'ouvrage
Xm = (110 - 2y)/2.6
Epaisseur d'altération (m)
0
\\0
20
30
40
50
60
Profondeur des forages (m)
42.5
45
47
50
52
54
60
17IESE D'ETAT EN HYDROGEOUJGIE, UNIVbwmE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _224
2.5.5.4 - L'analyse des résultats du prowamme appliqué aux données des forages de la région
d'Odienné
a) Forages situés sur marigot
Tableau 27 : Résultats statistiques du programme
Nombre de forages
Forages de débit> 0.7 Pourœntage de
m31h
réussite
Forages situés sur flanc
de thalweg et linéaments
douteux
82
56
68.29
Forages situés sur flanc
de thalweg et linéaments
nets
27
15
55.56
Forages situés sur flanc
de thalweg et croisée de
linéaments
3
2
66.67
Le tableau 27 montre que pour les forages situés sur le marigot, le linéament n'influence pas
la productivité. En effet, nous avons des pourcentages de même grandeur. Le fait que le
pourcentage de réussite pour les forages situés sur marigot et linéament soit plus fàible, montre que
les résultats obtenus ne sont pas en accord avec ce à quoi on devrait s'attendre. Cependant les
résultats du tableau peuvent s'interpréter de la façon suivante:
1°)
dans le socle, les cours d'eau (chenaux) suivent généralement les fàilles, donc la
quasi-totalité des marigots sont sur des fractures ouvertes;
2°)
Les linéaments douteux que l'on repère sur les photographies aériennes sont des
failles comblées par une épaisse couche d'altérites donc plus productives.
Cependant, on ne peut prendre au sérieux cette hypothèse qu'en incluant dans le
programme le calcul de l'épaisseur moyenne des altérites, pour chacune des classes.
b) Forages situés sur plateau
Nous avons un accroissement logique du débit en fonction de la situation par rapport aux
discontinuités tectoniques. On peut dire que pour les plateaux, il est nettement plus intéressant de se
placer sur une croisée de linéaments. Notons toutefois que le taux de succès n'est de loin supérieur à
celui trouvé pour les forage situés sur marigot et croisée de linéaments.
c) Forages situés sur flanc des thalwegs
Les résultats sur le tableau 27 montrent que le pourcentage de succès varie nettement avec
la position par rapport aux fractures. Le taux de succès est très intéressant. On note un fort
pourcentage de succès en particulier pour les forages situés sur croisée de linéaments. On peut sans
se tromper, affirmer que cette position offie nettement beaucoup plus de chances de succès que les
autres.
THESE /J'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrœ DECOCODY

---

Partic ((
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _225
- - - - - - - - - - -
L'augmentation de la productivité des forages situés sur flanc de thalweg peut provenir du
fait que les éléments fins des altérites et des fissures secondaires sont drainés vers le fond du
marigot. Donc l'écoulement naturel de l'eau crée à ce niveau Wl développement de la fonnation qui
devient plus perméable que celle du marigot.
2.5.5.5 - Tableaux déduits du programme
1) Productivité des forages suivant la morphologie
Tableau 28 : Productivité des forages en fonction de la morphologie
Situation
Nbre forages Nbresuccès Taux succès (%)
Intervalle de confiance
Marigot
15
7
46.66
30.4 à 62.84 %
Plateau
64
33
51.56
43.77 à 59.35 %
Flanc de thalweg
112
73
65.17
59.41 à 70.93 %
Note : la dernière colonne du tableau correspond à la probabilité à 80 % de tomber sur
l'intelvalle indiqué.
Si le tableau 28 ne permet pas de faire une distinction entre le taux de succès des forages
sur plateau et celui sur marigot (les deux intervalles de variation se recoupent), on constate
cependant une nette amélioration du taux de succès pour les forages situés sur le flanc de thalweg.
2) Productivité des forages suivant la position par rapport aux fractures
Tableau 29 : Productivité des forages en fonction de la position par rapport aux fractures
Linéaments
Nbre forages Nbresuccès Taux succès (%)
. Intervalle de confiance
Lin. douteux
138
81
58.70
54.58 à 62.89 %
Lin. net
43
26
60.46
51.50 à 69.42 %
Croisée des linéaments
10
6
60
40.28 à 79.72 %
Les intervalles de variation des linéaments nets et linéaments douteux se recoupent.
Toutefois, les linéaments nets sont en général un peu plus productifs que les linéaments douteux. En
fait, un linéament douteux peut correspondre à :
- une fracture ouverte bien comblée et donc productive,
- une fracture fermée, peu productive.
Suivant que l'on se situe dans l'un des deux cas, le taux de succès peut être influencé.
Toutefois nous accordons d'après les résultats, Wle priorité à la croisée de linéaments qui donne une
probabilité de succès nettement meilleure.
Etant donné que les linéaments douteux et les linéaments nets donnent des résultats
comparables, pour les raisons que nous venons d'évoquer ci-dessus, nous allons regrouper ces deux
entités sans tenir compte de leur spécificité.Cette approche se justifie par le simple fiüt que la
11fESE 0 'ETA 7' EN HYDROGHOLOGIE. UNII'liRSITE DH COCODY

---

Savallé 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _226
distinction entre les linéaments nets et douteux a été faite par photointerprétation qui relève donc du
jugement subjectifde l'observateur.
3) Regroupement des forages sur linéaments nets et des forages sur linéaments douteux
a) Forages situés sur marigot
Tableau 30: Résultats statistiques des forages situés sur marigot
Linéaments
Nbre forages Nbresuccès Taux succès (%)
Intervalle de variation 80 %
Net + douteux
13
6
46.15
28.36 à 63.9 %
Croisée
2
1
50
2.75 à 97.25 %
On peut dire que la nature du linéament intervient très peu pour les forages situés sur
marigot.
b) Forages situés sur plateau
Tableau 31 : Résultats statistiques des forages situés sur plateau
Linéaments
Nbre forages Nbresuccès Taux succès (%) Intervalle de variation 80 %
Net + douteux
59
30
50.84
41.11 à 51.57 %
Croisée
5
3
60
31.26 à 88.74 %
Le nombre de forages implantés sur plateau est plus important que le précédent. C'est
pourquoi nous avons une variation du taux de succès. On peut, d'après ces deux tableaux, conclure
que:
pour les linéaments simples (net ou douteux) il est plus avantageux d'implanter
l'ouvrage sur un marigot que sur un plateau;
pour les croisés de linéaments, il est plutôt préférable d'être sur plateau.
c) Forages situés sur flanc de thalweg
Tableau 32: Résultats statistiques des forages situés sur thalweg
Linéaments
Nbre forages Nbre succès Taux succès (%) Intervalle de variation 80 %
Net + douteux
109
71
65.13
59.39 à 70.87 %
Croisée
3
2
66.66
31.91 à 100 %
Il existe plus de forage sur le thalweg que sur le plateau et sur marigot. On a donc plus de
chances de succès que dans le cas d'un plateau. Pour une croisée de linéaments, le flanc de thalweg
est nettement meileurs.
2.5.5.6 - Conclusion
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrm DE COCODY

---

Partie Il
_ _ _ _ _~
227
Cc programme sur la situation morphologique et tectonique montre que certaines conditions
d'implantation peuvent augmenter le taux de succès. Les conditions pourraient être mieux
définies si on faisait ces classements pour chaque fonnation géologique. L'inconvénient de ce
traitement est qu'on a parfois très peu de forages par classe, ce qui entraîne un pourcentage du
succès non représentatif.
2.5.6. - QUANTIFICATION DE L'INFLUENCE DE LA POSITION
GEOMORPHOWGIQUE
La position morphologique du village (sur crête, sur W1 versant, dans W1 bas-fond)
l'importance du bassin versant amont, la présence de cours d'eau, les possibilités d'existence d'une
nappe de sous écowement, etc ..., constituent des facteurs déterminants dans la quantification de
l'influence de la position géomorphologique. En première approximation, si on admet la
superposition de bassins versants hydrologiques et hydrogéologiques, il est possible de limiter l'aire
de drainage d'W1e fracture, les directions d'écoulement dans le réseau de fraeturation et d'estimer
l'aire d'alimentation d'Wl point d'eau.
Trois descripteurs géomorphologiques peuvent être retenus; la position du village dans W1
bas-fond, dans Wle interfluve et à mi-pente. La figure 93 montre l'influence de la position
morphologique du village en fonction de ces descripteurs géomorphologiuqes. Les résultats obtenus
dans les différents cas sont consignés dans le tableau suivant :
Bas-fond
Le nombre d'ouvrages: 55
% d'ouvrages
>5
10
2.5 - 5
9.09
1 - 2.5
21.81
0.5 - 1
18.18
0-0.5
23.63
0-0
20
Interfluve
Le nombre d'ouvrages: 20
débit (m3I1l)
% d'ouvrages
>5
10
2.5 - 5
15
1 - 2.5
50
0.5 - 1
5
0-0.5
15
0-0
5
-- --- -- ---------
--- ----~ - - - - - - - - - - -~-------._------
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané I.
_ _ _- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2 8
Mi-pente
Le nombre d'ouvrages: 84
% d'ouvrages
>5
5.81
2.5 - 5
8.14
1 - 2.5
44.18
0.5 - 1
20.93
o -0.5
12.79
o - 0
8.13
Classes de débits
100
90
80
W 5
70
0 2,5-5
60
[ ] 1-2,5
50
\\!\\\\\\!\\\\\\!!\\\\\\\\!\\I!\\\\\\\\!\\\\\\!\\
40
\\\\\\\\!\\\\\\\\!!\\\\\\!!\\\\\\\\!!\\\\\\!ll
§ 0,5-1
30
20
~ 0-0,5
10
ITIIJ 0- 0
o
80s-fond
Interfluve
Mi-pente
Fig. 93 :/DISTRIBUTION EN POURCENTAGE PAR CLASSES DES DEBITS (m 3/h)
SUIVANT LA POSITION .GEOMORPHOLOGIQUE DES FORAGES
THESE D'ETAT t'N IIJ1JROGEOLOG/E, UNlVERSnE DE COCODY

---

Paltic Il
229
---~--------------------------
2.5.7. - ANALYSE DES VARIANCES DES VARIABLES TOPOGRAPHIQUES
Pour détenniner si les différences constatées dans le débit moyen du puits dans les
différentes classes topographiques sont significatives statistiquement, une analyse de variance a été
menée. Cette analyse de variance montre que les moyennes sont significativement différentes à 0.05
de niveau de confiance. L'analyse statistique des données de débit de puits a donc révélé que bien
que les débits moyens dans les différentes classes topographiques peuvent être différents, ces
différences ne sont pas toujours significatives statistiquement parce que de grandes variations sont
indiquées à l'intérieur des classes par le coefficient de variation. Si nous considérons les trois classes
topographiques (bas-fond, Interfluve
et Mi-pente) on constate que les débits moyens
respectivement 1.683, 2.570 et 2.217 m3/h sont différents, mais cette différence n'est pas très
significative statistiquement; cependant les coefficients de variation présentent une différence
notable, notamment celui des Interfluves (40.4 %). On peut donc dire que l'échantillon dans
l'ensemble présente des moyennes significativement différentes (tableau 33).
Tableau 33 : Débit en fonction de la position morphologique
Interfluve
Mi-pente
Totale
Nombre de
20
84
159
puits
Intervalle de débit
0-20
0-15
0-12
0- 20
Débit mOY61 (m31h)
1.68
2.57
2.21
6.47
Ecart type
1.146
1.040
1.26
3.455
.
Coeffici61t de variation
68.2
40.0
56.9
165.5
%
Profondeur moyenne
28.278
37.385
43.49
Tableau 34 : débit en fonction de la position morphologique dans le granite
Bas-fond
Interfluve
Mi-pente
Totale
Nombre de puits
36
13
62
111
Débit mOY61 (m31h)
1.45
2.70
1.87
6.03
Ecart type
0.94
1.87
1.27
4.09
Coeffici61t de variation
64.9
69.3
69.0
202.2
%
Profondeur moyame
23.56
31.30
35.25
7HESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DE C(X;ODY

---

Savané 1.
230
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Tableau 35 : débit en fonction de la position morphologique dans le gneiss
Bas-fond
Interfluve
Mi-pente
Totale
Nombre de puits
13
0
16
29
Débit moym (m31h)
1.4
0
1.76
3.23
Ecart type
0.8
O,
0.84
1.73
Coefficient de variation
0.60
0
0.48
%
Profondeur moyenne
26.2
0
37.04
Si nous considérons les trois classes topographiques, seulement dans le ~anite, la différence
constatée dans les débits moyens à savoir respectivement 1.45, 2.70 et 1.87 m lb, ne se réfiète pas
sur le coefficient de variation. En effet, les trois coefficients de variation sont sensiblement
identiques avec respectivement 64.9, 69.3 et 68 %. Donc dans ce cas, l'échantillon ne présente pas
de moyennes significativement différentes. li en est de même pour les deux classes topographiques
(Bas-fond et mi-pente) dans le gneiss.
En conclusion, l'étude des débits dans les trois classes topographiques n'offre pas
d'indication suffisante sur le site géomorphologique favorable à la prédiction d'un débit optimum des
forages. La position topographique seule ne peut pas être utilisée pour prédire le débit du puits il
faut y associer d'autres facteurs tels que les variables de fractures et la profondeur.
2.5.8- CONCLUSION
Les quatre méthodes d'interprétation des essais de pompage utilisées donnent une
transmissivité moyenne qui varie entre 10-6 à 10-4 m2/s. Ces valeurs correspondent aux
caractéristiques de la fracture recoupée par le forage et non à l'ensemble du milieu fissural.
Les valeurs de la perméabilité induite calculées à partir de la formule de Franciss est de W-ll
rn/s. Cette valeur est très petite en raison de la faiblesse de la densité de fractures. Plus le
nombre de fractures est important, plus la valeur de la perméabilité induite est significative.
La superposition de la carte de la variation spatiale déduite de la perméabilité induite et celle
de la densité de drainage a permis de déterminer les couloirs de circulation des eaux
souterraines.
Grâce à un programme informatique, nous avons évalué les probabilités de succès de certains
forages en fonction de la position morphologique et tectonique.
nmSE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

(l'\\I1ic Il
231
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.6
I/ES MODEI/ES STATISTIOIJES DANS LA PRODUCfMTE DES OINRAGES
2.6.1 ANALYSESTATISTIOllE DES LlNEAMENTS
Les infonnations fournies par un champ de linéaments sont généralement très riches et un
essai d'analyse sans les moyens logiques appropriés repose presque toujours sur un nombre infini de
combinaisons et d'interprétations. Pour cette raison, une analyse statistique est généralement
appliquée. Ceci s'adresse principalement à deux séries de données:
- l'orientation et l'importance relative des directions de fractures reconnaissables,
- la répartition de la densité de fractures.
Pour le premier point, l'orientation et la longueur de chaque linéament sont mesurées et les
résultats sont traités pour obtenir les diagrammes de répartition des azimuts. Les diagrammes
peuvent être calculés par wlité de surface, par unité stratigraphique et structurale ou uniquement par
des caractéristiques d'intérêt.
Le second type de traitement du champ total prend en considération la densité de répartition
spatiale des linéaments, par opposition aux azimuts pour produire la carte de densité du champ total
ou les cartes de densité des directions sélectionnées.
Les traits linéaires sont numérisés selon leurs coordonnées et un code de catégorie quand
on a besoin. Ces données permettent la reconstruction de la position, de la longueur de l'azimuth et
du type de chaque trait linéaire enregistré et par conséquent, chaque traitement subséquent se réfère
à la répartition des azimuths, à la répartition spatiale, à la sélection des directions, relevant du champ
total ou d'une partie des linéaments simples ou ces catégories de linéaments et des directions
sélectionnées.
L'analyse des fréquences de répartition de l'azimuth et leur variabilité reposent sur la
définition des secteurs azimutaux pour lesquels on suppose que les traits linéaires appartenant à ces
endroits, soient l'expression des dynamiques structurales discrètes. Chaque direction structurale est
définie comme directions générales.
Au départ, l'importance est accordée aux directions sur la base purement statistique, ensuite
vérifée avec les données géologiques, les réseaux de failles majeures et les lignes de fractures ; ainsi
chaque direction acquiert une signification structurale.
Pour faire les statistiques qui décrivent les caractéristiques des séries entières de vecteurs,
nous devons travailler directement avec elles-mêmes. Notons que nous suivrons la convention
géologique et mesurons les angles suivant les aiguilles d'une montre partant du Nord, ou du point
final dans le sens positif de l'axe des Y. Dans la plupart des documents sur les statistiques
directionnelles, les angles sont mesurés suivant le sens des aiguilles d'une montre partant de l'Est, ou
du point final dans le sens positifde l'axe des X.
La direction dominante dans une série de vecteurs peut être trouvée en calculant le vecteur
résultant (John C, 1986). Les coordonnées X et Y du point final d'un vecteur unité dont la direction
est donnée par l'angle 8 sont (figure 94) :
Tl/ESE [)'ETAT EN l/YlJIUX iEOUXi/E. UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _~
232
h
lb}
(a}
Fig.94: Détennination de la direction moyenne d'une série de vecteurs unité. (a) trois vecteurs
recencés, ( b ) vecteur résultant, R obtenu par combinaison de trois vecteurs unité.
L'ordre de la combinaison est immatérielle. (D'après Davis, 1986 ).
Xi = cosei
Yi = sinSi
Le vecteur résultant est obtenu en faisant la somme des sinus et des cosinus des vecteurs
individuels :
1/
X r = 2: cos Bi
/-1
De la résultante, nous pouvons obtenir la direction moyenne e, qui est l'angle moyen de tous
les vecteurs dans un échantillon. Ceci est analogue à la valeur moyenne d'une série de mesures
scalaires.
"
"
B= tg-I (Yr / Xr) = tg-I (2: sin Bi / 2: cos Bi)
/-"
1-"
Evidemment, la grandeur et la longueur de la résultante dép.endent en partie de la quantité
de dispersion dans l'échantillon des vecteurs, mais aussi dépendent du nombre de vecteurs. Afin de
comparer les résultantes des échantillons de différentes dimensions, il faut les convertir dans une
forme ordinaire. Ceci se fait simplement par la division des coordonnées de la résultante par le
nombre d'observation n.
71fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. lfNWERSrrE DE COCODY

---

Partie"
233
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
-
1 "
C = Xr / II = - L cosBi
II /-11
-
1 Il
s= Yr/II=- LsinOi
II /-11
Notons que ces coordonnées définissent aussi le milieu de IUnité des vecteurs individuels.
La résultante donne des infonnations non seulement sur la direction moyenne d'une série de
vecteurs, mais aussi sur la dispersion des vecteurs concernant cette moyenne (fi~e 95).
•
lb}
la}
Fig. 95: L'utilisation de la longueur de la résultante pour exprimer la dispersion dans une
collection de vecteurs unité. ( a ) trois vecteurs réunis en bloc autour d'une direction
commune. La résultante R est relativement longue approchant la valeur de Il.
( b ) Trois vecteurs très dispersés; la longueur résultante est moins que n .
( D'après Davis, 1986 ).
La longueur de la résultante désignée R, est donnée par le théorème de Pythagore.
n
J
n
~
R = .Jxt1 + Y~ = (L cosBi) , +Πsin Bi)"
I-n
I-n
La longueur de la résultante peut être normalisée en divisant R par le nombre des
observations. La longueur de la résultante normalisée peut être aussi trouvée à partir des points
finaux normalisés.
R= R = ~C"!+S,.t
11
La quantité R est appelée la longueur de la résultante moyenne et varie de 0 à 1. C'est une
mesure de dispersion analogue à la variance, mais exprimée dans un sens opposé. Les grandes
valeurs de R indiquent que les observations sont groupées ensemble en bloc avec une petite
dispersion, alors que les valeurs de R près de 0 indiquent une dispersion très grande des vecteurs
(figure 96).
l1fESE [J'ETAT EN HYlJIWGEO/.OGLE, UNWERSfl'E DHCOCODf

---

Savané 1.
234
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(al
(6'
(cl
(dl
If)
Fig. 96: Séries de vecteurs unité illustrant la valeur de la longueur de la résultante moyenne,
produite par les différentes dispersions des vecteurs. Dans les différents exemples, la
direction moyenne est 52°. (a) R = 0.997, (b ) R= 0.90, (c) R= 0.75 ( d) R= 0.55
( e ) R= 0.40, (f) R= 0.10. (D'après Davis, 1986 ).
Afin d'avoir une mesure de dispersion qui augmente avec l'accroissement de la dispersion, R
est souvent considéré comme le complémentaire de la variance, appelé la variance circulaire.
s = /- R = (n - R) / n
D'autres statistiqu~s directionn~lles peuvent être calculées comprenant les analogues
circulaires de l'écart type, lé'mode et la médiane. Les équations 'qui ~ rattachent sont données dans
une table pratique proposée par Gail et Burt (1980).
Sur le plan pratique, les linéaments et les fractures à partir des images satellitaires et les
photographies aériennes ont été portés sur une carte au 11200.000. Nous avons mesuré la direction
et la longueur de chaque linéament. Ces mesures ont été introduites dans les formules pour évaluer
les différents paramètres.
L'ensemble des mesures de direction a été divisé en classes de 5 degrés et leurs fréquences
ont été étudiées sous forme de rosaces. .
THESE [) '/Œ-I T EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSnE DE COCODY

---

_ _ _ _ _ _ _235
1
H I ' I\\",
I l
2.6.2 - I.E MOln:LE nE UROOK
Le rendement d'wl puits peut être exprimé en tenues de débit spécifique qui est défini
cOlllme le débit en m"/h rapporté au rabattement en mètre pour un temps de pompage donné. Le
débit spécifique est afiècté non seulement par les propriétés hydrauliques de l'aquifère, mais aussi
par le temlls de pompage et le nombre de zones pennéables recoupées par le forage. Pour comparer
les débits des puits, les données de débit spécifique doivent être ajustés au temps de pompage et
rapporté à l'épaisseur de roche saine captée pour donner une valeur de productivité en rnJ/h/m de la
roche saturée pénétrée.
Dans le but d'étudier les effets de la lithologie du substratum sur la productivité du puits,
l'emplacement de 108 puits a été marqué sur wle carte topographique à 1/200.000 de la région et le
substratum près de chaque puits a été détenniné. Sur les 108 puits, 27 ont été sélectionnés en raison
de la fiabilité de leurs données, pour examiner les relations possibles entre la productivité et les
caractéristiques de fracture du substratum. Ces 27 puits sont répartis à travers le site, pénétrant
environ 11 types de roches. La majorité de ces Plùts sont localisés dans les granitoïdes. La
profondeur des jmits varie entre 17 et 80 m et les débits de 0 à 20 mJ/h.
Après la vérification des emplacements des puits sur le terrain, ils ont été reportés sur Wle
calte au 11200.000. Nous avons ensuite détenniné les caractéristiques de fracture du substratum
près de chaque puits, en cartographiant les traces de fracture dans wle zone circulaire, de diamètre 3
km approximativement centré sur chaque puits (figure 97).
Les traces de fracture sont supposées être les manifestations de surtace des zones de
fracture de substratum (Lattman, 1958). Elles ont été cartographiées à partir des photographies
aériennes à l'échelle 1/50.000. Les traces de fracture ont été identifiées par la présence de cours
d'eau rectiligne et des segments de vallée, des changements brusques dans la vallée et alignement de
ravins, de trous dans les crêtes, des changements de ton du sol révélant des variations dans
l'hwnidité et par les changements dans le type et la hauteur de la végétation.
Bogodougou n° 85
Zégboo 0° 290
Fig. 97: EVALUATION DES CARACTERISTIQUES
DES FRACTURES A L'INTERIEUR D'UN
CERCL E DE :3 KM DE DIA METRE
71ff';Sf n'/t/il'" ft.. trmU(Xif;(JUJGŒ, UN/I'1:ïlSnE m: nx:()()l'

---

Savané r.
_ _ _~
236
Cinq propriétés de trace de fracture ont été définies et mesurées dans les zones circulaires
tests autour des puits. Ces variables et leur signification géologique et hydrogéologique sont
reportées sur le tableau 36.
Ce sont:
- le nombre de traces de fractures (Ntf),
- le nombre d'intersection de fractures (Nintf),
- la distance à la fracture la plus proche (Distf),
- la distance à l'intersection de fractures la plus proche (Distf),
- et la longueur de la fracture la plus proche (Lontf).
Tableau 36 :
Signification hydrogéologique de l'eau de puits et des variables environnementales
utilisées dans les études de regression multiple
Description des variables
Abréviations des
Signification hydrogéologique
variables
Nombre de traces de fracture
Ntf
Estimation de la perméabilité
(n°1km2)
secondaire moyenne dans le
substratum autour du puits creusé
et du degré d'intégration des lignes
de perméabilité secondaire. Le
mouvement d'eau souterraine vers
le puits augmenterait avec les
augmentations de ces variables
Nombre d'intersection de traces
Nintf
de fracture (n°fkm2)
Distance de la fracture la plus
Estimation de la proximité d'un
proche (m)
Distf
puits à des zones pOSSIbles de forte
perméabilité secondaire.
L'écoulement souterrain vers un
puits augmenterait avec la
diminution de ces variables
Distance de l'intersection de
traces de fracture la plus proche
Distin
(m)
Estimation de la grandeur de
l'écoulement souterrain dans la zone
Longueur de la trace de
de forte perméabilité secondaire la
fracture la plus proche (m)
Lontf
plus proche. L'écoulement
soutemain vers un puits
augmenterait avec la diminution de
cette variable.
Estimation de la fréquence et de
l'ouverture des fractures rencontrées
par le sondage. L'écoulement
Profondeur du puits (m)
Prof
souterrain vers le sondage par m de
puits diminuerait avec une
augmentation de cette variable.
-----------~-~~-~----~~~--------~--------~--~-~------------~--
l1fESE /J'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie Il
237
----~--------
._--~------
Les modèles suivants ont été testés (tableau 37) :
Tableau 37 : Données des 27 puits soumis aux différentes études de fractures
N°
log (Prod)
Ntf
Nintf
Distf(m)
Distin
Lontf(m)
Prof. (m) 5 x prof +
nOlkm2
n°1krn2
(m)
Distf
1
1.38
5.09
7.64
100
100
320
54.7
375
2
1.6
3.39
3.96
50
75
4650
20
150
3
0.98
4.95
8.06
75
100
3250
80
475
4
3.50
2.83
2.40
75
100
2650
14.6
150
5
1.16
3.39
3.82
50
100
1950
18
140
6
3.198
1.27
1.13
100
200
1100
18
190
7
3.125
1.41
0.99
75
100
1900
68
415
8
1.10
2.68
4.24
50
75
2650
65.9
380
9
2.40
2.89
3.96
50
75
2700
73.6
420
10
1.94
3.25
3.82
25
50
2600
61.4
330
, 1
2.06
2.68
5.66
50
75
3450
19.9
130
12
2.74
1.41
1.84
150
400
2200
17.3
235
13
3.33
2.97
6.22
50
75
4000
18.6
18.6
14
3.65
5.66
9.05
75
100
2150
14.8
150
15
1.61
1.84
2.21
100
100
2350
24
220
16
3.75
2.12
2.54
75
100
3250
15.5
155
17
3.33
2.26
2.26
50
75
3250
18.4
140
18
2.21
169
2.12
50
75
3300
66.3
380
19
2.24
0.99
1.27
50
75
2400
55.7
330
20
1.82
1.69
0.84
50
75
2550
80.1
450
21
2.90
1.84
0.84
100
150
2100
21.2
205
22
3.54
1.55
1.55
75
300
3100
22.7
190
23
2.95
3.25
1.84
75
100
4050
17.1
160
24
3.76
1.84
1.84
100
50
3350
25.8
230
25
3.08
3.68
4.24
50
75
3800
60
350
26
1.74
2.97
3.11
50
75
1700
51.8
310
27
4.58
0.99
0.28
300
110
1650
19.5
400
Ce sont le nombre de traces de fractures (Ntf), le nombre d'intersection de traces de
fractures (Nintf), la distance à la fracture la plus proche (Distf), la distance à l'intersection de
fractures la plus proche (Distin) et la longueur de la fracture la plus proche (Lontf). Les modèles
suivants ont été testés :
THESF. D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSfm DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _238
Tableau 38 :
Données des 27 puits sownis aux différentes études de fractures associées aux
vana
.
es
bl
topog;rapl uques
l'
N°
Débit mJ/h Débit spéc.
Productivité
Distin (m)
Topo
Distiv(m)
Elev.
Prof. (m)
mJ/h/m
mJ/h/m/m
1
1.8
0.18
4
100
9
400
117
54.7
2
3.5
0.175
5
75
4
1600
51
20
3
1.8
0.18
2.69
100
10
200
8
80
4
2.2
0.41
33.2
100
8
400
16
14.6
5
0.4
0.05
3.2
100
7
200
10
18
6
2.2
0.39
24.5
200
8
400
9
18
7
4
1.48
22.78
100
6
400
40
68
8
2f.o
0.13
1.10
75
4
200
57
65.9
9
, 4.6
0.35
11.12
75
9
600
32
73.6
10
2.7
0.24
7
50
9
300
Il
61,4
II
0.4
0.14
7.9
75
7
2.000
40
19.9
12
0.5
0.25
15.6
400
9
400
30
17.3
13
0.6
0.43
28.15
75
8
400
24
18.6
14
2.9
0.48
38.6
100
10
1.200
140
14.8
15
2.5
0.14
1.61
300
12
200
40
24
16
1.5
0.60
42.8
100
8
1.200
20
15.5
17
0.8
0.42
28
75
9
400
13
18.4
18
8
0.50
9.2
75
9
400
13
66.3
19
1.3
0.19
9.4
75
8
600
44
55.7
20
l.l
0.12
6.2
75
10
400
110
80.1
21
1.8
0.33
18.3
150
8
400
99
21.2
22
2.7
0.63
34.5
300
7
600
98
22.7
23
1.3
0.29
19.2
100
4
1.000
32
17.1
24
15.6
0.97
43.2
50
9
300
47
25.8
25
3.3
0.94
21.9
75
15
200
32
60
26
5.7
0.27
5.7
75
9
500
262
51.8
27
17.6
1.76
97.7
110
8
400
9
19.5
- profondeur == ftDistin)
- productivité == ftprofondeur, Oistin).
Le nombre de traces de fractures (Ntf) et le nombre d'intersection de traces de fractures
(Nintf) sont des mesures de la pennéabilité secondaire moyenne de l'aquiîere de la roche cristalline
et donc de la grandeur de l'écoulement d'eau souterraine autour du puits. Si ces variables
augmentent, les productivités dans l'ensemble de la région devraient augmenter. La distance entre
un puits et la trace de fracture la plus proche (Distf) et la distance entre un puits et l'intersection de
traces de fractures la plus proche (Distin) sont des mesures de la proximité du puits à des possibles
zones localisées d'aquifère de plus grande perméabilité. Les puits sur ou proches de telles zones
auraient des productivités plus élevées.
17IESE D'ETAT EN IIYDUOGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Partie Il
239
- - - - - - - - -
Un cerlain nomhre de puits sont situés sur les traces de fractures et WI autre sur
l'intersection. La distance maximum entre un puits et w\\e trace de fracture est 300 111 et la distance
maximulII à une intersection de trace de (racture est aussi de 300 nl L'écoulement d'cau souterraine
à un sondage doit probablement aussi s'accroître avec l'augmentation dans la longueur de la fracture
la plus proche (Lontt), ceci parce que les zones de fracture d'extension horizontale considérable
doivent probablement être les plus impOItantes voies d'écoulement souterrain.
En plus de la profondeur et de la distance à l'intersection des traces de fractures, trois
variables topographiques ont été considérées. Ce sont: le point pondéré de LeGrand (Topo). la
distance horizontale du forage à la vallée la plus proche. ou à l'axe du ravin (Distv) ; et la différence
d'élévation entre la vallée la plus proche ou l'axe de ravin et le site du puits (Elev) (Tableau 38).
Les points pondérés de LeGrand sur une échelle de 0 à 18 Ollt été assignés à chaque site
suivant le schéma de la figure 98. Les valeurs de Oistv et Elev. ont été détenninées à partir de la
carle topographique à 1/50.000.
A'
C'
•
AI~A'
. 6 ·
•
'
•
1
2
O. sommet de chaîne escarpée
9. partie de la pente la plus basse d'une hauteur
2. pente raide de hauteur
10. pente raide la plus basse d'une hauteur
4. hauteur accentuée arrondie
12. fond de la vallée ou plaine d'innondation
5. milieu de pente de chaîne
15. ravin proche d'u~e étroite zone de captage
6. pente forte en hauteur
16. hauteur prononcée aplanie
7. pente faible Cil hauteur
10. pente raide la plus basse d'une hauteur
Fig. 98: Système de valeur de points utilisé pour évaluer les caractéristiques
topographiques de l'emplacement des ouvrages; la carte topographique
et les profils montrent les valeurs des points pour les diverses positions
topographiques
(D'après LeGrand. 1967)
71Œ~E [)'1:1ilT EN /IIV/UXi/iOf.(XifH. UNIVEus/m m: ClX:()[))'

---

Savané l.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2.40
L'écoulement souterrain vers les puits augmenterait avec une diminution de ces deux
variables.
Les regressions bivariées et multivariées ont été conduites pour déterminer l'ampleur avec
laquelle la profondeur et la productivité des puits peuvent être prédites en utilisant ces trois variables
topographiques.
2.6.3. -L'ANALYSE DE LA SENSIBILITE DES MODELES
Les processus géologiques liés à la présence de l'eau souterraine sont compliqués et aucun
modèle ne peut simuler ces processus de façon exacte. L'analyse de sensibilité d'un modèle est un
examen compréhensif de la manière dont les résultats du modèle sont influencés par le changement
dans les hypothèses les paramètres du modèle et les erreurs dans les données.
A partir de l'analyse des senSIbilités, nous pouvons détenniner quel intervalle d'erreur dans
les données d'entrée est permis afin de donner des résultats précis et comment les modèles
dépendent fortement des hyptohèses émises, faisant ainsi du modèle un instrument plus efficace dans
['analyse du site.
Les objectifs de cette étude sont les suivants:
1.
examiner la sensibilité des modèles aux vanatIons des données d'entrée, les
paramètres des équations et les hypothèses du modèle;
2.
estimer la probabilité des résultats produits correspondant aux variations dans le
point (1) ;
3.
donner les conditions de contrainte pour les variations dans les données d'entrée, les
paramètres des équations et les hypothèses d'un modèle.
Afin de donner une investigation compréhensive des réseaux de comportement, nous
limiterons exclusivement notre discussion à un modèle d'écoulement à une dimension bien que les
analyses similaires peuvent être exécutées sur n'importe quel modèle.
2.6.3.1 - Précis des modèles intéJ:rés
Les paramètres qui ont besoin d'être examinés dans l'analyse de senSIbilité sont: le débit, la
profondeur, l'épaisseur d'altération, le niveau piézométrique, la géologie, la pente, la topographie,
les distances des ouvrages aux fractures. Tous ces paramètres seront analysés en fonction soit du
débit soit de la profondeur,
Il Ya trois groupes de variables qui ont besoin d'être examinées: les données d'entrée, les
paramètres d'équation et les hypothèses intrinsèques.
1.
les données d'entrée. il existe régulièrement des erreurs dans les mesures de données
géologiques, géomorphologiques, pluviométriques, hydrogéologiques. Les variables
qui ont besoin d'être testées dans les données d'entrée sont: le débit, la profondeur,
l'épaisseur d'altération, la distance des ouvrages aux fractures et la topographie.
nœSE D'ETAT EN HnJR(XiEOLOGIE, UNWERSIT'E DE COCODY

---

Paltie li
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _241
2.
les paramètres d'équation. La plupart des paramètres ou des constantes utilisées
dans les équations des modèles sont basés sur des données empiriques.
3.
les hypothèses. Les hypothèses suivantes ont été testées dans le modèle
productivité à des fonctions exponentielles.
Selon Yukler et Kokesh (1984) les modèles mathématiques sont utilisés pour simuler des
processus complexes avec W1 ou plusieurs variables et ainsi ils deviennent essentiels dans
l'évaluation des ressources en eau. Les modèles mathématiques sont appliqués comme des modèles
statistiques, ou comme des modèles déterministiques pour reconstruire et prédire les processus
géologiques en supposant que ces processus sont détenninistiques. Les modèles statistiques sont
principalement utilisés dans l'estimation des ressources en eau parce qu'ils ne peuvent pas
directement analyser les processus dynamiques de l'infiltration et le stockage d'eau. La simulation
Monte Carlo est généralement utilisée dans les modèles statistiques pour construire les diverses
courbes de probabilité, et la plupart des méthodes d'évaluation communément utilisées étant
l'analogie géologique (weeks, 1952, Conybeare 1965 ; Warren, 1979), le rendement spatiale et
volumétrique (Stoian, 1965 ; Roadifer, 1975)
2.6.3.2. - Les modèles de simulation
En choisissant un modèle mathématique, les aspects suivants sont importants:
1.
la raisonnabilité du modèle: le modèle est-il quantifiable en termes des principes sur
lesquels le modèle est basé ; peut-on
saisir les facteurs géologiques,
hydrogéologiques et géomorphologiques considérés dans le modèle, et trouver une
méthode satisfaisante à utiliser dans la solution technique?
2.
la praticabilité du modèle. Le modèle est-il d'une utilisation pratique en considérant
les données d'entrée, le temps machine et le stockage etc ?
3.
la précision du modèle. comment établir la comparaison des résultats avec les
données géologiques et hydrogéologiques observées?
Un modèle de simulation présente généralement trois conditions:
1.
la supposition que les données d'entrée sont correctes sans aucune erreur ou avec
des erreurs négligeables;
2.
la supposition que les paramètres d'équation dans le modèle sont indépendants des
données d'entrée ;
3.
la supposition que les simplifications faites dans le modèle n'affectent pas la
précision de la simulation.
2.6.3.3 - Méthode d'analyse de sensibilité
L'analyse de sensibilité est une étude de la sensibilité d'un système de réponse aux diverses
perturbations dans le système. Ces perturbations peuvent avoir des caractères fortement différents.
Elles peuvent être liées aux conditions initiales, aux coefficients et aux paramètres, etc (Yukler,
1979).
HIES!:" fJ'!:"f4.T EN IlYDUOGEOUJGlE. CJNlVERSrm DE COCODY

---

Savané I.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _242
Dans cette étude, les perturbations suivantes liées au modèle à une dimension sont
considérées :
- des erreurs dans les données d'entrée, par exemple la profondeur, ou le débit;
- des erreurs dans les paramètres d'équation, exemple la productivité
- des erreurs dans les hypothèses.
Il Y a généralement deux façons de manipuler la sensibilité paramétrique : les méthodes de
perturbation et les méthodes directes. L'inconvénient des méthodes de perturbation est la quantité
excessive de temps machine. A cause de ces inconvénients, les méthodes directes ont été
développées (Tomorie, 1963 ; Anderson, 1965 ; Yulder, 1979 ; Fiacco, 1984).
Les méthodes directes dérivent premièrement une équation de sensibilité en prenant la
dérivé partielle de l'équation utilisée dans un système et enSlÙte résoudre cette équation de
sensibilité.
Dans cette étude, une méthode de perturbation type est utilisée parce que:
1.
le modèle à une dimension est un système complexe qui implique plus qu'une
équation différentielle partielle. Dans certains cas, il est possible d'imaginer une
fonne d'équation de sensibilité proche par la méthode directe,
2.
une méthode de perturbation type a plus de flexibilité à manipuler le problème de
test de sensibilité des hypothèses émises dans le modèle.
2.6.3.3.1 Le modèle mathématique
Le modèle mathématique est une procédure d'analyse de sensibilité. Les différentes couches
d'information enregistrées sont des variables indépendantes qui vont être testées dans un modèle. La
variable "Débit" sera considérée comme la yariable dépendante. Toutes les autres informations
seront testées en fonction de ce paramètre et analysées en fonction de leur sensibilité par rapport à
cette donnée.
La procédure général d'analyse de sensibilité consiste à :
1.
déterminer les relations de probabilité entre les variables indépendantes (les
différentes couches d'information recueillies) et la variable dépendante (débit),
2.
estimer les relations de probabilité entre les variables indépendantes et les variables
dépendantes,
3.
définir les conditions restrictives pour les variables indépendantes.
a -
Détermination des relations entre les variables d'entrée et les
variables de sortie
Soit X la variable indépendante et Y la variable dépendante. Pour n valeurs données de X,
soit x\\, X2, X3, ..., Xn, nous avons n valeurs de y, y\\, Y2, Y3, ..., Yn en construisant le modèle n fois.
Les techniques de moindres carrés permettent la détermination de la relation fonctionnelle
entre x et y, si nous supposons:
77ŒSE () 'ET·lr RN [[YDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Panic Il
243
- - - - - - - - - - - - - -
qu'il existe Wle relation entre x et y,
Il
que l'influence des autres variables indépendantes sur la quantité y du modèle peut
être négligée,
III
ou que toutes les autres variables indépendantes ont au moins des valeurs
approximativement sensibles pendant le calcul du modèle (Brownlee, 1960 ;
Shchigolov, 1965).
Les suppositions (ii) et (iii) sont les plus satisfaisantes parce qu'on fait varier seulement une
variable indépendante et on garde les autres variables indépendantes constantes dans l'analyse de la
sensibilité.
La supposition (i) est vérifiée par la répartition graphique des points de y == t{x) et le
coefficient de corrélation (r) entre les variables x et y est donné par l'équation:
"
- rl
-
'I/xi - x), (yi - yi
r~== ,,1-/
"
(1)
IJxi -~I -L(yi - y/"
/-/
1-/
où r est le coefficient de correlation linéaire, x est la moyenne de la somme Xi, y est la moyenne de
la somme Yi.
La valeur du coefficient de correlation linéaire r est comprise ente -1 et 1 indu. Une valeur
de r proche de 0 signifie que x et y ne sont pas corrélables (Press et al, 1986).
Une procédure de construction établit une relation fonctionnelle entre x et y. La
construction consiste en trois parties:
- Détermination des paramètres (minimisation de CID-deux)
Les paramètres dans la fonction des n points à construire, peuvent être estimés par la
minimisation de CHI-deux.
l
"
J
X' == L(yi - y(xi,al... an)) (2)
1-/
où n est le nombre de points à construire, m est le nombre de paramètres dans la fonction à
construire Y(Xi, al ... am).
Sept fonctions à constfiÙre sont utilisées dans cette procédure. Ce sont :
a)y==al exp(-a2x)
b)y==al exp(a2Inx)
c) y == al + a2x
d) y == al + a2x + a3x2
e) y == al + a2x + a3x2 + a4x3
f) y == al + a2x + a3x2 + a4x3 + a5x4
g) y =: al + a2x + a3x2 + a4x3 + a5x4 + a6x5
TIJESE D'ETAT EN UrDROGEOLUGlH, UNIVf:RSrrE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _~
.
244
La meilleure fonction à construire est déterminée en choisissant la plus petite erreur de la
racine carrée de la moyenne des septs fonctions. Une méthode singulière de décomposition de
valeur est utilisée en résolvant l'équation (2).
- estimation des erreurs sur les paramètres,
- mesure statistique sur la meilleure approximation.
b -
Relation de probabilité entre les variables d'entrée et les variables de sortie
Quand la relation fonctionnelle entre la variable d'entrée x et la variable de sortie y est
établie, nous détenninons alors la relation de probabilité entre x et y,
Supposons que nous avons déjà eu la relation fonctionnelle entre x et y à partir de la
technique de moindre carré, y = f{x) et nous posons:
b
Pra ~ x < b) = l B(c)dc
a
où B(c) est la fonction de probabilité de densité de la variable d'entrée x.
Si y = f{x) est monotone, nous pouvons écrire a f. x < b <=> f{a) f. y < f{b) et
inversement (BroWll1ee, 1960, Lurnley, 1970).
B'(c)dc = B'(f{c»df{c)
où B'(c) est la fonction de probabilité de densité de la variable de sortie y.
Dans cette étude, nous supposons que l'erreur de la variable d'entrée x est normalement
répartie sur la fonction de probabilité de densité.
B(x) = (2m:/ /11 exp(-(x-ç)f 1((4rr2 ))
où x et s sont la moyenne et l'écart type de x
c - Les conditions restrictives pour les variables d'entrée
Une condition restrictive pour une variable d'entrée est définie ici comme un intervalle
d'erreur permis dans la variable d'entrée correspondant à un intervalle d'erreur donné dans une
variable de sortie particulière. Par exemple, l'erreur petmise sur le paramètre profondeur (variable
de sortie) peut être ± 100 et nous appelons l'erreur de ± 100 la condition restrictive pour la
profondeur, la variable de sortie.
Il y a deux raisons d'impossibilité de saisie d'tme condition restrictive générale et absolue
pour lile variable d'entrée.
1)
la relation quantitative entre une variable d'entrée et une variable de sortie dépend
du modèle et des données utilisées dans l'analyse de la sensibilité, et pour les
différents modèles et les différentes données la condition restrictive pour la variable
d'entrée peut changer,
- - - - - - - - - _ . - . - - -
THESE D'ETAT EN IIl"1JROGEOUJGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

l'anle Il
245
--~---------------------
2)
wle condition restrictive pOUf wle valiable d'entrée correspondant à wle variable de
sortie, est baséè sur l'hypothèse que toutes les autres variables d'entrée sont gardées
constantes ou ont WI effet négligeable sur la variable de sortie, Mais dans la
pratique, nOliS savons que cette hypothèse ne tient pas toujours.
Donc les conditions restrictives pour les variables d'entrée détenninées dans cette étude sont
relatives. La figufe 99 illustre la méthode utilisée pour saisir les conditions restrictives pour wle
variable d'entrée x correspondant à wle variable de sortie y. Pour wle erreur donnée dans la variable
d'entrée x. la relation lonctionnelle entre x et y peut être détenllinée par y =J{x).
Variable
de sortie
y = flx)
\\
\\
<0
..,
\\
\\
..,
<0
C
..,
\\
\\
'0
<0
..,
\\
\\
3
III
<0
\\
1
\\
.
\\
Variable
\\
L------4:_:=====~.I:-------___:_~--
.. d'entrée
1
ho.-- erreur permise
~
DETERM\\NAT\\ON. DES CONDITIONS RESTRICTIVES
1Fig. 99 :
POU.R LA VAR\\ABLE 0' ENTREE
11ŒSH /J'/:'TAT I:'N !H'J)JUXi/:"OJ.(JGIE, UNIVER.'lf/1i OliCOCOOY

---

Savané 1.
246
-------------------~--------
2.6.4 ANALYSE, INTERPRETATION ET DISCUSSION DES RESULTATS DES
MODELES STATISTIQUES DANS L'HYDROGEOLOGIE DES SOCLES
2.6.4.1. - L'analyse statistique des linéaments
Cette analyse statistique a pour but de détenniner à partir de la fonnule de Davis J. C.
(1986), les directions des accidents tectoniques les plus importants ayant un rôle hydrogéologique.
La direction moyenne eest l'angle moyen de tous les vecteurs.
L'inventaire des fractures de plusieurs sites par photographie aenenne, a permis de
déterminer cette direction moyenne. Les résultats du calcul statistique sur les fractures sont
consignés dans le tableau 39.
Tableau 39: Résultats des analyses statistiques sur les fractures du département d'Odienné
Sites
Densité de
Longueur des
Orientation
Direction
Longueur de
fractures
fractures
des fractures
moyenne des
la résultante
( km )
fractures
(azimuth)
1
moyen
1 à 4
NE-SO
87.6°
90.0
E-O
SSE-NNO
2
moyen
1 à 3
NNE-SSE
87.JO
95.4
E-O
SE-NO
3
moyen
1 à 3.5
NE-SO
87°
85.8
E-O
SE-NO
4
moyen
1 à 4
NE-SO
88.6°
72.3
ESE-ONO
5
moyen
1 à 5
NE-SO
88.6°
71.6
E-O
SE-NO
6
moyen
1.5 à 5
NE-SO
86.3°
74.1
SE-NO
7
moyen
1 à 5
NNE-SSO
84.9°
81.0
NE-SO
SE-NO
8
moyen
1.5 à 4.5
NE-SO
88.1°
53.0
SE-NO
9
moyen
1 à 5
NE-SO
88.5°
72.6
SE-NO
10
moyen
1 à 5.5
NE-SO
83.5°
80.1
NNE-SSO
11
moyen
2 à 4.5
NNE-SSO
89.4°
83.8
NE-SO
SE-NO
12
moyen
1.5 à 3
NE-SO
86.3°
67.6
SE-NO
THESE D'ETAT liN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DECOCODY

---

Partie I[----------
247
La direction moyenne varie sur notre site entre 83° à 90°. Ce qui correspond aux
orientations NE et E-W, deux orientations identifiées également par l'étude faite à partir des
diagrammes de fréquence et de la télédétection. Ce sont les directions de grandes fractures de
tension.
2.6.4.2. - Analyse et interprétation des modèles de Brook
Z.6.4.2.J -Analyse de la profondeur à partir des variables de traces de fractures et topographiques
Dans W1 premier temps, nous avons étudié l'effet des caractéristiques des traces de fractures
sur la profondeur des forages. C'est ainsi qu'en utilisant le paramètre profondeur comme variable
dépendante et Distin, Ntt: Nintt: Distif et Lontf comme variables indépendantes, l'analyse de la
régression linéaire montre que certains paramètres ont plus d'influences sur la profondeur que
d'autres. En effet, considérons les modèles suivants:
Prof = 49.5139 - 0.099 Distin (1) explique 12.18 % de la variabilité de la
profondeur;
Prof= 49.5141- 0.1495 Distif(2) explique [0.33 % de la variabilité.
Ces modèles sont significatifs respectivement à 0.074 et 0.102 de niveau de signification.
Cela veut dire que si nous testons l'hypothèse de la non influence de Distin et Distif sur la
profondeur à 5 % de niveau de signification, nous ne pouvons pas rejeter cette hypothèse car 0.074
et 0.102 sont supérieurs à 0.05. Cela signifie que ces 2 paramètres n'ont aUClUle contribution dans
l'explication de la profondeur. Cette fonction n'est pas correlée.
Ces modèles indiquent que la profondeur dépend de l'emplacement du puits. Les puits les
plus profonds sont situés à une distance très grande d'une intersection de fracture. La conclusion
évidente qu'on tire de cette relation est que chaque fois qu'on creuse un puits à proximité d'une
intersection de fracture on peut s'attendre à avoir un puits peu profond produisant la quantité d'eau
espérée.
D'autre part, un puits foré à une certaine distance de l'intersection de fracture ne produit pas
un approvisionnement suffisant et par conséquent il a une profondeur de plus en plus grande en
fonction du besoin de lutilïsateur. Ce résultat est important parce qu'il montre que les différentes
relations entre les mesures de la production par mètre du puits et la profondeur sont trompeuses.
Ces relations peuvent être considérées comme des estimations quantitatives précises de l'effet de la
profondeur sur la production du puits, ceci parce que la variable profondeur (fortement correlée
avec Distin, Distit) incorpore les influences à la fois de l'emplacement (exemple Distin) et de la
profondeur sur la productivité. fi est clair à partir de ce résultat que tout modèle de prédiction de la
productivité doit inclure les effets de la profondeur et de l'emplacement du puits.
THP:SH n'ETAT EN HYOROGHOUX,/F., fJNWEf?SfTB nH coconr

---

Savané (
248
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2.6.4.2.2 -La prédiction de la productivité en utilisant comme variables la profondeur du puits
et (es caractéristiques des traces de fractures
Une exploitation graduelle des analyses de la regression linéaire a été entreprise avec la
productivité (PROD) comme variable dépendante et les traces de fracture comme variables
indépendantes. Une transfonnation logarithmique des productivités a été opérée pour avoir des
relations plus étroites entre les variables dépendantes et les variables indépendantes linéarisables. Les
résultats de ce calcul statistique sont consignés dans le tableau 40.
Tableau 40 :
Les relations de regressions entre la productivité, la profondeur et les variables
topographiques
Variable dépendante
Variable
Cœfficient de
Niveau de
R2
indépendante
regression
signification
Constante
1.8414
0.054
0.0178
Topo
0.0715
0.510
Constante
2.3992
0.000
0.0004
logprod.
Distiv.
0.0001
0.918
0.000
0.0136
Constante
2.5584
0.562
Elev.
-0.0026
0.000
0.0146
Constante
2.5125
0.874
Distiv.
0.0001
0.561
Elev.
-0.0026
0.183
0.0425
Constante
1.6148
0.646
Distiv.
0.0003
0.507
Elev.
-0.0031
0.423
Topo
0.0975
Constante
18.3896
0.362
0.0508
Topo
2.3499
0.221
Constante
49.0091
0.000
0.1399
Profondeur
Distiv.
-0.0196
0.055
Constante
35.2164
0.000
0.0143
Elev.
0.0513
0.544
Constante
459679
0.000
0.1654
Distiv.
-00205
0.048
Elev.
0.0675
0.400
Constante
38.1067
0.108
0.1730
Distiv.
-0.0187
0.104
Elev.
0.0638
0.442
Topo
0.8537
0.632
TlfESE D'ETAT EN 1fYfJROGEOfDGW, UNwr-:nSfTE nI? {'()('()/) r

---

Partic Il
249
Tableau 41:
Matrice de corrélation des variables dépendantes et indépendantes utilisées en
modèle de regression multiple
PROD
Distin
Distif
Ntf
Nintf
Lontf
Prof
PROD
1.00
0.014
0.734
-0.279
-0.273
-0.170
-0.434
Distin
1.00
0.355
-0.329
-0.265
-0.290
-0.349
Distif
\\.00
-0.313
-0.299
-0.368
-0.321
Ntf
\\.00
0.902
0.328
0.117
Nintf
\\.00
0.320
0.121
Lentf
\\.00
-0.027
Prof
1.00
Si on étudie l'influence des 3 paramètres tels que la profondeur, Distif et Distin sur la
productivité, on obtient les résultats suivants:
log (PRüD) = 3.31644 - 0.0213617 Prof (3) explique 22.09 % de la variabilité dans la
productivité et est significatif à 0.01338 de niveau de signification. Cela signifie que l'hypothèse de
la profondeur n'a aUCW1e influence sur la productivité à 5 % de niveau de signification et est rejetée
car 0.013 < 0.05. Cela signifie que le modèle est
signicatif et qu'il
contribue de façon très
importante à l'explication de la productivité.
Log (PRüD) = 1.81568 + 0.0089 Distf(4) explique 17.68 % de la variabilité dans la
productivité et est significatif à 0.029 de niveau de signification. L'hypothèse que la distance à la
fracture la plus proche (Distf) n'a aucune influence sur la productivité à 5 % de niveau de
signification est à rejeter car 0.029 < 0.05. Cela signifie que le modèle est bon et qu'il contribue à
l'explication de la productivité.
log (PRüD) = 2.48119 + 0.0002 Distin (5) explique 0.03 % de la variabilité dans la
productivité et est significatif à 0.932 de niveau de signification. L'hypothèse que la distance à
l'intersection la plus proche (Distin) n'a aucune influence sur la productivité à 5 % de niveau
signification est retenue car 0.932> 0.05. Cela signifie que le modèle n'est pas significatif et qu'il
n'apporte pas d'explication évidente dans la productivité. La fonction n'est pas bien correlée.
Nous avons développé plusieurs modèles dans lesquels les différentes variables ont été
introduites. Dans le premier modèle, la variable profondeur a été introduite la première. Ce modèle:
log (PRüD) = 3.6718 - 0.0240 Prof - 0.00216 Distin (6) explique 24.54 % de la variabilité
dans la productivité et est significatifà 0.96 niveau de confiance. Le modèle est bon (figure 100).
Dans le second modèle l'accent sera mis sur la variabilité de l'emplacement Distf(r = 0.734)
parce que cette variable offre la plus grande probabilité d'obtention de grande productivité. Le
modèle est:
log (PRüD) = 2.6560 + 0.0043 (Distf) - 0.0169 (prof) (8) qui explique 30.17 % de la
variabilité dans la productivité. Les coefficients de regression respectifs sont significatifs à 0.98 % de
niveau de confiance. Le modèle (8) est significatif(figure 101).
.
--~-'---'--~'-------------'------... _--_._._------"----~--
- - - _ . _ -
TJfF.SH n'RTAT EN Ffmno("wr.'! omE. UA'llIHRSfTE DE ('(){'ODY

---

Savané 1
250
0
4
0
0
0
0
0
0
3
'8
0
"-
Q.
0
o 0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
200
300
400
500
Prof + disHn
Fig. 100 :' REGRESSION DE LOGPROD EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR ET DE DISTIN
o
4
g 0
o
o
o
~3
o
e
o 0
Q.
o
.3
2
o
o
o
o
o
OIatt + Prof
Fig. 101 :' REGRESSION DE LOG PROD EN FONCTION
DE LA DISTF ET DE LA PROFONDEUR
11fESE D'ETAT EN IIrDROGEOLOGIH. UNlVERSrrH DECOCODY

---

Partie ((
251
Les relations négatives dans ces modèles entre la productivité et la profondeur et entre la
productivité et (Oistin et Oistf) s'expliquent par le fait que dans les roches cristallines l'eau se tient
dans les fractures et que le nombre et l'ouverture des fractures diminuent avec la profondeur et avec
la distance à la zone fracturée. Il est probable que la productivité des puits creusés au-dessus d'une
intersection de fracture tirent l'eau directement des deux principales zones de fracture de
substratum Par comparaison, les puits creusés sur Wle fracture mais à Wle certaine distance de
l'intersection de fracture, tirent l'eau directement d'tme zone de fracture du substratwn
Bien que les deux modèles fournissent Wl degré d'explication assez élevé de la variabilité
dans la productivité, ni l'Wl ni l'autre ne donne Wle estimation précise de l'effet individuel de l'Wl ou
de l'autre sur la productivité du puits. Ceci parce que ces deux variables sont fortement correlées
raisonnablement afin que la variable introduite en premier dans la régression donne Wle explication
de la productivité qui serait justifiée par l'autre variable. Si on considère le rapport des coefficients
de regression, on constate que la profondeur à 10 fois plus d'effet sur la productivité que Oistin.
Les résultats des régressions indiquent que la PROD des puits est fortement affectée par les
deux variables (Profondeur et Oistin) et que l'effet de la profondeur est approximativement 10 fois
celui de Oistin par mètre de changement.
Comme la profondeur du puits varie de 6.1 S à SO m et Distin varie de SO à 400 rn,
l'intelValle pour Oistin est approximativement S fois celui de la profondeur. Ainsi, bien que la
profondeur affecte la productivité 10 fois plus que Distin par mètre de changement, l'intelValle des
valeurs entraînées par Distin est 5 fois plus grande que par la profondeur. Ceci signifie que l'effet de
la profondeur sur la productivité est approximativement 2 fois, sinon le même que l'effet de Distin
en tenant compte des aléas d'échantillonnage.
L'évidence indique que les trois variables les plus utiles dans l'explication et dans la
prédiction de la produetivîté du puits sont la profondeur, Distt: Dstin et qu'un problème utilisant ces
variables dans un modèle multivarié pour prédire la productivité doit fitire en sorte qu'elles soient
fortement correlées raisonnablement. Pour vaincre ce problème d'auto-correlation, une nouvelle
variable (S x Prof + Distf) a été créée partant des précédents résuhats. L'analyse de la regression
linéaire multiple avec log (PROO) comme variable dépendante et (S x Prof + Distt: Lontt: Nintt:
Ntf) comme variables indépendantes montre que le modèle:
log (PROO) =3.50S3 - 0.3961 (5 + Prof+ Distin) (7) explique 15 % de la variabilité dans la
produetivîté du puits est significatifà 0.95 niveau de confiance. Comme le montre la figure 102, le
modèle prédit les productivités des 27 puits examinés avec un degré de précision raisonnable.
La simplicité du modèle signifie qu'il peut être utilisé pour prédire la productivité du puits
avant que le forage ne commence si les traces de fractures au voisinage du site du puits sont
cartographiées.

---

Savané 1
252
5
0
4,5
4
4)
"4)
0
:3,~
:J
OSlnJ
U
0
0
0
u
:3
0
"4)
0
-> 2,~
-
0
U
:J
0
'U
0
0
....
2
0
0...
0
\\,5
0
0
0
0,5
0 \\,5
2
2,5
:3
Productivité estimée
Fi~. 102 : PRODUCTIVITE EN FONCTION DE LA PROFONDEUR
2.6.4.2.3. -Comparaison des 3 variables topographiques et des variables de profondeur à la
distance à l'intersection la plus proche
Les régressions multiples et bivariées ont été menées pour détenniner l'importance avec
laquelle la profondeur et la productivité pourraient être prédites en utilisant les trois variables
topographiques à savoir Topo, Distiv et Elev (tableau 42). La regression bivariée a montré que
Topo, Distiv et Elev expliquent respectivement 1.78 ; 0.4 et 1.36 % de la variation dans la
productivité, la première étant la plus significative mais seulement à 0.493 niveau de confiance.
En régression multiple, le meilleur modèle de double variable est Distiv et Elev avec 1.46 %
de la variabilité dans la productivité, mais le modèle est significatif seulement à o. 15 niveau de
confiance. Vintroduction de Topo dans la regression a amélioré l'explication de la productivité à
4.25 % mais le modèle reste non significatif statistiquement, seulement à 0.210 de niveau de
confiance. Les trois variables topographiques ne sont pas non plus d'assez bons prédicateurs de
profondeur de puits avec respectivement 5.08, 13.49 et 1.43 % seulement de variation. la deuxième
relation est la plus significative avec 0.89 de niveau de confiance.
Dans l'analyse des regressions multiples, le meilleur modèle de double variable est également
Distiv et Elev ; il donne 16.54 % de la variation dans la profondeur du puits, et lc modèle est
significatif à 0.87 de niveau de confiance. L'introduction de Topo pennet d'améliorer la variation à
17.30 % mais le modèlc reste sigllificalifseulemcnt à 0.76 de niveau de confiance.

---

Partie II
253
Tableau 42 :
Les études de regression dans l'explication de l'augmentation de la production et de
la profondeur des puits par les variables topographiques quand elles sont associées
avec les modèles de trace de fracture de Brook (1988)
Variable dépendante et
Coefficient de
Niveau de
nombre du modèle de
Variable indépendante
regression
signification
Rl
Brook
Constante
64.5839
0.000
0.3003
Distin.
-0.1167
0.027
Distiv.
-0.228
0.019
profondeur modèle 1
Constante
46.9869
0.000
0.1345
pistin.
-0.0984
0.066
~Iev.
0.0483
0.551
k:onstante
27.4594
0.152
0.1975
Distin.
-0.\\074
0.053
Topo
2.7841
0.135
Constante
2.3690
0.000
0.0006
Distin.
0.0002
0.960
Distiv.
0.0001
0.915
k:onstante
2.5463
0.000
0.0137
Distin.
0.0001
0.981
Log. Prod. modèle 2
Elev.
-0.0026
0.570
Constante
1.8377
0.067
0.0179
Distin.
-0.0001
0.971
Topo
0.0719
0.518
~onstante
2.4895
0.000
0.0147
lDistin.
0.0002
0.964
Elev.
-0.0026
0.570
Distiv.
0.0001
0.873
Constante
4.1810
0.000
0.187
5 x profondeur +Distin.
-0.0047
0.0273
Distiv.
-0.0005
0.3518
~onstante
3.6527
0.161
5 x profondeur
-0.0037
0.0505
ft Distin.
IElev.
-0.0017
0.7148
Constante
2.6472
0.0021
0.22
5 x profondeur + Dist.
-0.0046
0.0192
og. prod. modèle 3
Topo
0.1443
0.1692
çonstante
4.1935
5 x profondeur + Dist.
-0.0045
0.0363
0.182
Elev.
-0.0011
0.8345
Distiv.
-0.0005
0.3877
lliESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGLE. UNlVl!."RSITE DE CacODY

---

Savané 1
254
Tableau 43 :
Résultats de l'application des variables topographiques dans la productivité et la
profondeur des puits
Variable dépendante et.
Coefficient de
Niveau de
Niveau
nombre du modèle de
Variable indépendante
regresSlon
signification
R2
de
Brook
confiance
K:onstante
64.2886
0
Distf
-0.1762
0.041
0.2757
0.98
Distiv.
-0.0224
0.0250
IProfondeur modèle 1
Constante
47.3639
0.0001
10.95
Distf
-0.1447
0.1222
0.75
Elev.
0.034255
0.6848
Constante
29.5176
0.1134
0.1578
0.87
Distf
-0.1522
0.0935
rropo
2.4359
0.2246
tonstante
1.506931
0.0032
0.2131
0.94
Distf
0.009449
0.0222
Distiv.
0.000468
0.3022
Constante
1.917385
0.0002
0.1835
0.91
Distf
0.008666
0.0374
Log. Prod. modèle 2
Elev.
-0.00162
0.6592
Constante
1.627002
0.0549
0.1791
0.91
Distf
0.008666
0.0328
trop0
0.087701
0.7955
Constante
1.6157
0.0043
0.2228
0.88
Distf
0.009204
0.0290
Elev.
-0.00194
0.5975
Distiv.
0.000488
0.2917
Constante
3.226728
0.0001
0.0960
5 x Prof + Distf
-0002745
0.1593
0.71
Distiv.
2.874810
0.9956
!constante
3.316162
0.0000
0.1080
0.75
5 x Prof + Distf
-0.002642
0.1333
Elev.
0.003778
0.5820
Constante
2.751897
0.0029
0.1153
d.77
5 x Prof + Distf
-0.003049
0.0943
tropo
0.067056
0.4813
log. prod. modèle 3
k:onstante
3.272394
0.0002
0.1083
0.56
5 x Prof + Distf
-0.002588
0.1957
Elev.
T1ŒSH D'ETAT EX I/YDROGBOU)GIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

Paltie Il
255
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
4
%0
0
0
00
3
'0
0
...Q.
8'
-J2
0
0
0
0
0
0
100
200
300
400
topo-+- disll
Fig.J03.: REGRESSION DE LOG PROQ EN FONCTION
DE TOPO ET DISTf.
100
80
0
°
0
0
0
cs>
560
0°
0
o 0
"~
e
0. 40
20
o
o
o
400
800
1200
1600 2000
2400
distv • distf
Fig. 104: REGRESSION DE LA PROFONDEUR EN
. FONCTION DE DISTV ET DISTF
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
11IESE D'l:.TAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané 1.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
256
Les études de regression bivariée et multiple ont été menées pour détenniner si
l'association des variables topographiques et des variables de fracture pourraient offiir une
explication complémentaire (tableau 43).
Dans le modèle l, l'introduction de ces variables améliore très sensiblement l'explication de
la profondeur. En effet, les variables Distiv, Elev et Topo expliquent la profondeur dans l'équation
(1) respectivement de 19.75 et 30 %. SeuIe la variable Elev n'offre pas un bon modèle à 0.05 de
niveau de signification. Par contre avec les variables Distv et Topo, le modèle est significatif avec
respectivement 0.987 et 0.93 de niveau de confiance (figure 103).
Ces trois variables n'ont pu améliorer l'explication de la productivité donnée par l'équation
(2) avec 0.006, 1.37 et 1.78 % respectivement Distiv, Elev et Topo associés au paramètre Distin.
Aucun des modèles n'est bon. Cependant avec le paramètre Distt: on note une amélioration très
sensible de la variabilité de la productivité. En effet, ces 3 paramètres expliquent respectivement
21.31, 18.35 et 17.91 % de la productivité et sont significatifs à 0.94, 0.91 et 0.91 de niveau de
confiance. Les modèles ne sont pas significatifs à 5 % de niveau de signification.
Dans le modèle 3, l'explication de la productivité se trouve améliorée avec respectivement
18.74, 16.16 et 22.20 % de variation. Les modèles sont significatifs respectivement à 0.9172,
0.8795 et 0.95 de niveau de confiance. SeuIe la variable Topo offre un modèle significatif(figure
104).
L'association des paramètres Elev et Distv améliorent légèrement la variabilité de la
productivité mais le modèle n'est significatif qu'à 0.82 de niveau de confiance seuIement.
Une comparaison avec les résultats de Brook permet de montrer que dans les différentes
équations, on note de grandes différences. En effet, en considérant le modèle l, le Distf et Distin ont
tous deux les mêmes influences sur la profondeur quand ils sont associés aux paramètres
topographiques. A part les couples (Distt: Distv) et (Distin, Distif) qui présentent un modèle
significatif: tous les autres présentent un modèle approximativement bon dans l'ensemble.
2.6.4.2.4. -Analyse et discussion
Comme les fractures ouvertes diminuent en général avec la profondeur dans les roches
cristallines (Davis et Turk, 1964), le débit spécifique rapporté à l'épaisseur de la roche saine captée
diminuerait avec l'augmentation de la profondeur (Summers, 1972, Welby et Wilson, 1982). Distin
et Distf sont des mesures de proximité d'un puits par rapport à des zones ( souvent verticales) de
grande perméabilité l'une et l'autre définies par les traces de fracture ou par les vallées ou les axes
de ravin qui peuvent être contrôlées structuralement. La conductivité d'un puits augmenterait avec
une diminution de ces deux variables.
Les valeurs élevées de Elev et des valeurs réduites de Topo signifient que le substratwn
sous-jacent est résistant à l'altération et à l'érosion, et qu'il peut avoir plusieurs fractures ouvertes,
mais peu d'eau souterraine peut être captée par le puits. La productivité attendue serait donc petite.
L'augmentation des valeurs de Elev et la diminution des valeurs de Topo indiquent
probablement une augmentation de la profondeur du niveau de la nappe, étant donné que le niveau
de la nappe est parallèle à la topographie, mais d'une façon basse. Donc, quand Elev augmente et
que Topo décroît, les puits devant atteindre obligatoirement le niveau de la nappe seront très
profonds.
TlfESH D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

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Ilartic "
257
~~-----
De plus, si les fractures ouvertes dans les roches diminuent avec la profondeur, la
productivité des puits diminuerait aussi étant donné que la profondeur du niveau piézométrique
augmente. Elev et Topo sont aussi des mesures de conditions de l'écoulement souterrain près du
puits en ce sens que l'écoulement s'éloigne des puits sur les sommets des collines (forte élevation,
faible topographie) et va vers les puits dans les vallées et dans les ravins (faible élevation, forte
topographie). En résumé donc, la productivité augmenterait avec l'augmentation de Topo et la
diminution de la profondeur, de Distin et de Elev. La profondeur du puits diminuerait avec
l'augmentation de Topo et la diminution de Distin et augmenterait avec la croissance de Distiv et
Elcv.
Les résultats présentés ici indiquent que la productivité des puits est faiblement liée aux
seules caractéristiques topographiques expliquant peut-être pourquoi tant de puits creusés dans les
roches cristallines ont WI débit faible ou sont secs sans considération de leur site topographique.
La variable Topo de Legrand (1967) donne seulement 1.78 % de la variabilité dans la
productivité des 27 puits. Les variables Distiv et Elev ensemble ne donnent que 1.46 % de la
variation de la productivité des puits, ce qui représente Wle petite quantité. Par contre, ces variables
topographiques présentent Wl succès certain dans l'explication des variations de la profondeur de
puits, en effet, Wle variable comme Distiv donne à eUe seule 14 % de la variation de la profondeur et
est significative de 0.95 % de niveau de confiance. Les variables Topo et Elev donnent 6.4 % de la
variation de la profondeur.
Les variables de fracture Distin et Distf ont contredit les 3 vaiables topographiques dans
l'explication des variations de la productivité et de la profondeur des puits.
Distin a donné 10.33 % de la variation de la profondeur et 17.68 % dans la productivité
(équation (1) et (4». La variable topograplùque ayant le plus de succès (Distiv) a donné 14 % de
variation dans la profondeur et seulement 0.04 % dans la productivité. C'est en associant ces 3
variables topographiques aux équations (1), (5) et (9) que nous notons une nette amélioration dans
l'explication de la profondeur et de la productivité. Grâce à cette association, on obtient des modèles
très significatifs qui peuvent servir pour la prédiction des débits des forages. En résumé, les résultats
montrent que la productivité du puits est liée à la fois à la situation topographique et les traces de
fracture.
2.6.4.3 -Conclusion
L'étude des puits de la région d'Odienné montre qu'il n'y a pas de relation significative entre
la productivité et la lithologie. Ces résultats sont en accord avec la recherche conduite par Davis et
Turk (1964). Cependant les données ont montré que la productivité diminue de façon significative
quand la profondeur augmente. Ceci a été également montré par d'autres travaux (Mundorfl: 1948,
Davis et Turk, 1964, Summers, 1972, Welbyet Wilson, 1982).
Certains modèles indiquent qu'il y a une réduction similaire dans la dispomoilité de l'eau loin
d'une intersection de fracture vraisemblablement parce que les fractures ouvertes, remplies d'eau
sont concentrées près des zones de substratum fracturé. Ces fractures diminuent quand la distance
de ces wnes augmente.
Si les puits sont localisés aussi proches que possible d'une intersection de fractures, ceci
n'augmentera pas seulement le débit potentiel mais aussi la profondeur, donc le coût des puits. Ce
travail est une indication supplémentaire que la cartographie des fractures peut grandement
améliorer les débits des puits et donc conduire à l'exploitation la plus satisfaisante des eaux
souterraines des roches cristallines.
TflES/;, D'ETAT EN IIYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

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Savané 1
258
--------~---
2.6.4.4 - La simulation des modèles
2.6.4.4. t - Analyse des correlations entre les paramètres
L'objectif de tout projet hydraulique est d'obtenir WI débit optimum à Wl coût très bas. Par
conséquent, il faut faire en sorte que le débit que l'on cherche s'obtienne pour Wle profondeur la plus
faible possible.
Considérons dans un premier temps l'influence de tous les paramètres utilisés dans cette
étude, sur le débit pris comme la variable dépendante. La matrice issue de l'analyse de la regression
multiple, ne présente aucune valeur au-dessus de 0.2951 représentant la correlation entre le débit et
la profondeur.
Tableau 44: Matrice de Correlation Bravois - Pearson
[fopo
Prof
Débit
Ep-alter
Niv-Piezo
DistIFract
Topo
1
Kl.2752**
10.1033
Kl.9767***
0.9957***
b.1402
Prof
1
0.2951**
0.2351**
0.2771**
0.0446
Débit
1
0.0935
0.0899
0.0834
Ep-alter
1
0.9786***
k>.1637
Niv-Piezo
1
0.1438
DistIFract
1
*** Forte correlation
** Moyenne
Seuls deux modèles sont fortement correlés.
Le premier modèle est l'épaisseur d'altération comme variable dépendante et la variable
indépendante est la topographie. L'équation du modèle est le suivant :
y == 0.948 x - 5.443
Ce modèle a pour coefficient de correlation R égal à 0.9957 et est correlé à 99.95 % de
niveau de confiance. fi existe Wle bonne corrélation entre l'épaisseur d'altération et la topographie.
Le deuxième modèle a comme variable dépendante le niveau piézomètre et la variable
indépendante est la topographie. La regression linéaire a donné le modèle suivant:
y == 0.9799 x - 3.1388
Ce modèle est correlé à 99.95 % de niveau confiance avec un coefficient de correlation égal
à 0.9957. fi existe également Wle bOlme corrélation entre les deux paramètres.
La correlation entre ces trois paramètres est logique, car dans les paragraphes précédents,
nous avons montré qu'il y avait Wle relation entre le niveau piézométrie, l'épaisseur d'altération et la
topographie, même si cette relation était parfois difficilement quantifiable.
En effet, l'épaisseur d'altération est fonction de la topographie et pl~s elle est importante,
plus on a des chances pour obtenir Wle quantité d'eau suffisante pour l'alimentation.
17/ESE J)'HTIIT EN IIYDROGEOI.or.œ. UNIVERSITH DE COCODY

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Partie Il
259
2.6.4.4.2. - Sensibilité de certains IlurI.mètres sur le débit
Tcstons deux paramètres sur la productivité du puits, à savoir la profondeur et le niveau
pib.ométriquc.
L'idéal dans Wle campagne est d'arriver à obtenir Wl débit maximwn à panir d'Wle
profondeur minimale d'ouvrage, dans lute quantité suffisante de réserve . Le modèle proposé donne
le débit comme la variable dépendante, la profondeur et le niveau piézométrique comme les
variables indépendantes. On a obtenu Wl modèle dont le coefficient de correlation est. 0.0806, à 0.43
de niveau de confiance.
Cela signifie que ce modèle n'est pas bon. Notre objectif est de réaliser Wl modèle qui
présente Wle bonne correlation entre les paramètres. Ainsi nous avons joué sur les paramètres
d'entrée, en supprimant la constante. On obtient alors le modèle suivant:
y = 0.03939 XI + 0.09235 X2
Ce modèle est significatif à 95 % de niveau de confiance. Donc le modèle est bon.
La représentation de la courbe dcs résidus montre que les points se placent presque sur l'axe
des X, ce qui motnre que le modèle est bon, car les résidus représentent l'expression suivante (fig
105):
Résidus y = (débit) - [0.03939 (prof) + 0.09235 (piezo)]
Ces valeurs tendent vers 0, preuve que le modèle est significatif:
18,0000000
16,0000000
•
14,0000000
•
12,0000000
10,0000000
'.E
8,0000000
'Q)
=
6,0000000
•
4,0000000
•
-
~:~=t"~~":''''·.IHH'H'''':
~ •.1IIII"II'r"-_-
•.!i~''t-H++++!.H'H'''~I1:'f'
<.D." ~ .. ~
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-2,0000000
-
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00.
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• •
""'.
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~ ~ 'lS r:::. ~. co· ~ m ~
-4,0000000
•
•
index
Fig. lOS: Gaphique des résidus
77lESF. D'éTAT EN IIYDROGEOLOGIE. UNlJIERSrŒ DE COCOOY

---

Savané 1
260
- - - - - -
2.6.4.4.3. - Recherche d'une bonne correlation entre le débit et la profondeur
En regardant la matrice précédente, on constate qu'il n'y a pas une bonne correlation entre le
débit et la profondeur, le coefficient de correlation étant 0.65.
Nous allons chercher à partir du modèle précédent, un autre modèle plus représentatif: II
s'agit de trouver d'autres coefficients pour obtenir le modèle suivant:
débit = C + Bprof
li s'agit de déterminer les deux paramètres C et B de sorte que le modèle soit significatif:
Pour cela, on va utiliser "Loss fonction" de Systat, par la méthode de regression des moindres
valeurs absolues. On obtient les résultats suivants:
C=0.124
B=0.20
perte: 0.135
D'où l'équation y = 0.124 + 0.202 X
Le modèle est significatif à 0.86 de niveau de signification et le coefficient de correlation est
0.62.
2.6.4.4.4. - Evaluation des paramètres
Dans le souci de déterminer le meilleur modèle qui puisse représenter une bonne étude
statistique sur certains paramètres, nous avons testé plusieurs fonctions mathématiques qui
permettent de correler les regressions non linéaires. Cette démarche vise à atteindre une meilleure
approximation.
a - Le premier exemple de modèle
Considérons un modèle exponentiel dont l'équation est la suivante:
Débit = exp(C +Bl x profondeur)
II s'agit de déterminer C et BI. On obtient après calcul :
C= 0.198
BI =0.016
La valeur de R2 est de 0.405.
TIIESE D'HTAT EN llYDROGEOl.OGIE. UNlVERSrfE DE COCODY

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Partie Il
261
b - Le deuxième exemple de modèle exponentiel
Dans un modèle de régression non linéaire, la procédure de régression non-linéaire
permet d'obtenir une estimation des moindres carrés des paramètres.
Les modèles non linéaires sont ceux dans lesquels les paramètres entrent de façon non linéaire.
Si notre modèle est linéaire dans les paramètres, mais non linéaire dans les variables
indépendantes il est encore linéaire, et il utilise l'une des procédures de régression linéaire. On peut
réduire certains modèles non linéaires à des modèles linéaires en transformant les données (par
exemple, en prenant le log de la variable dépendante et les variables indépendantes). Si une telle
transfonnation est appropriée pour nos données, on les transformerait et on utiliserait l'une des
procédures de régression linéaire.
Si aucune solution exacte nlest disponible pour les modèles non linéaires, la procédure de
régression non linéaire utilise une recherche d'algorithme itérative dans un essai pour déterminer les
estimations qui minimisent la somme résiduelle des carrés.
L'algorithme utilisé dans cette procédure a été développée par Marquardt (1963) et est un
compromis entre l'utilisation d'une méthode de linéarisation droite et la méthode de la descente
brusque. Pour plus de détail sur la régression de moindre carré, voir Draper et Smith ( 1981).
Pour conduire cette procédure, on doit définir la fonction avec laquelle le système traitera
les données. On doit aussi fournir les estimations initiales pour les paramètres. Si l'algorithme de la
procédure de regression non linéaire est fortement dépendant sur ces paramètres initiaux, on doit
faire attention en développant des estimations initiales raisonnables.
L'un des dangers dans la sélection des estimations initiales est que le modèle peut converger
vers un minimum local plutôt que vers le minimum global. On peut se protéger partiellement contre
cette situation en exécutant plusieurs fois l'analyse avec des conditions initiales largement
différentes. On prendra toutes les connaissances pratiques dispomoles àpropos du système qu'on est
en train de modeliser , en incluant les obselVations concernant leur comportement. Draper et Smith
( 1981) ont apporté un certain nombre de suggestions pratiques sur le développement des
estimations initiales utiles.
Nous avons appliqué cette procédure de régression non linéaire à l'étude de la productivité
des ouvrages en fonction de la profondeur.
Dans la pratique, quand la profondeur tend vers 0, le débit tend également vers 0, sauf dans
le cas où nous rencontrons une nappe de résurgence. Par conséquent, nous estimerons le débit initial
de façon minimum. Donc, le débit initial sera évalué à 0.1 m3/h.
Si nous proposons un modèle pour conduire les 108 données que nous avons enregistré en
fixant Wle profondeur initiale à 1 tu, on aura l'équation suivante:
y = a + (yo - a)e·ll(x.l) + E
TIIESE D'ETAT El·.. IIYDlUXiEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

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Savané 1
262
Posons que la valeur initiale du premier coefficient est égale à a = O. Quand la profondeur
tend vers l'infin~ le débit va tendre vers a. Donc, a == 0 est Wle estimation initiale raisonnable pour le
premier coefficient.
En donnant certaines valeurs de débit enregistrée dans la campagne, on pourra détenniner la
valeur du coefficient Il, directement dans la fonnule. Ainsi, pour un débit égal à 3 et une profondeur
de 17 m, on aura:
y = 0 + (0.1 _O)e'~I7' Il = 0.le'166
3 = 0.le·16B => Il == - 0.211
Par conséquent, les paramètres vecteurs introduits seront :
a = 0 p == - 0.211
La fonction y contient l'expression suivante:
Pann[l] + (0.1 - pann[l]) * exp (-pann[2] * (prof- 1))
ce qui représente l'équation modèle sans le tenne d'erreur.
Plusieurs modèles ont été tentés. Celui qui a présenté le plus grand nombre d'itération, a fait
l'objet des études approfondies.
1) Le graphe du modèle construit est représenté par la figure 106.
2) Le graphe des valeurs prédites contre les valeurs obseIVées est représenté par la figure
107.
Le modèle n'est pas correlé, mais présente Wle bonne approximation.
Le modèle se présente ainsi :
y == 0, lx e 0,111 (X· 1) == l-eO.111(X.I)
ID
Ce modèle n'est applicable que pour les zones où il a été conçu. Mais le principe peut être utilisé
dans tous les milieux hydrogéologiques.
17IE8E D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERBITE DE COCODY

---

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Ac t u 1
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Fig. 10~.-: ;LA COURBE OU MODELE
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Fig. 107 ::. LA COURBE DE DEBIT

---

Savané l.
264
- - - - - - -
2.6.4.5
Conclusion
Après plusieurs tests, nous avons pu établir trois types de modèles qui peuvent réfléter la
sensibilité du débit en fonction de la profondeur. Cette étude doit concerner tous les paramètres
impliqués dans l'étude des productivités des puits. Nous nous sommes limités à ce modèle en guise
d'exemple, et montrer la complexité du problème à analyser.
La conception du modèle mathématique n'est valable que pour chaque cas, mais la
démarche est Wliverselle, Ce type d'étude est indispensable pour pouvoir comprendre chaque
mécanisme qui régit le système afin d'optimiser les différents projets.
Cette étude va se poursuivre et sera appliquée à tous les autres paramètres pour établir les
cOITélations existant entre eux.
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

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Partie III
265
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
71fESE D'ETAT EN /lYDROGEOI.OG/E. UNIVE'RSn'E DE ceX:ODY

---

Savané .1
266
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DECOCODY

---

Partie III - - - - -
267
3.1 LA QIJALITE DES EAUX SQ1rrERBAINES DE LA REGION D'ODIENNE
3.1.1- CONCEPTS D'INVESTIGATION DE L'EAU SOUTERRAINE
Les réseaux d'écoulement souterrain dans Wl système hétérogène tridimensionnel de
matériaux géologiques sont complexes. L'eau souterraine peut être captée presque partout si le
sondage est effectué correctement. La ressource ne peut être échantillonnée que par l'intennédiaire
d\\m puits, d'Wl sondage, d\\me source ou Wle zone de suintement. En plus, seuls les puits qui
respectent certains critères peuvent être échantillonnés (Barcelona et al, 1985 ; Gillltam et al, 1983).
La qualité chimique de l'eau souterraine est fonction de la qualité de l'eau de recharge et les
réactions
swviennent le long du sens de l'écoulement, particulièrement entre les fluides en
mouvement et les matériaux géologiques. La variabilité spatiale de la qualité de l'eau souterraine
tend à décroître avec la profondeur.
Cependant, deux caractéristiques de simplification existent pour l'eau souterraine en rapport
avec l'eau de surface.
Premièrement, les vitesses de l'eau souterraine sont généralement lentes ; ainsi, les
contaminants se déplacent très lentement et la qualité de l'eau souterraine tend à changer lentement
avec le temps.
Deuxièmement en l'absence de mouvements de l'eau de surface près des puits, des terrains
karstiques ou de roches fracturées, la contamination à partir des sources de surface tend à diminuer
avec la profondeur. En plus, les processus et les transformations chimiques et biologiques qui
swviennent dans la zone d'aération retardent le mouvement de plusieurs contaminants et atténuent
leurs concentrations.
Les investigations sur l'eau souterraine conduites comme Wle partie du programme
d'évaluation ont les principaux objectifs suivants:
l.
décrire les conditions générales de qualité de l'eau souterraine dans les cadres
hydrogéologiques majeurs,
2.
décrire la répartition géographique à l'intérieur des Wlités d'étude de constituants
sélectionnés de la qualité de l'eau et les zones à problèmes,
3.
définir les orientations à long terme en matière de qualité de l'eau souterraine,
4.
identifier, décrire et expliquer si pOSSIble les principaux facteurs qui affectent les
conditions actuelles et les orientations dans la qualité de l'eau souterraine.
------------~---.--_.-_
. . _ - - - - - - - - _ . _ - - - - - - - - - . _ . _ - - - - -------
111ESE D'ETAT EN f[J'DR(XiEOI.OGIE. UNII'ER.<;ITE DE nXOD}'

---

268
Savané 1" - - - - - - - -
3.1.2 SYSTEME DE FRACfURES DANS L'ECOULEMENT DES FLUIDES
Plusieurs masses rocheuses consistent en de blocs de roches limitées par des plans de
fractures discrets. Les blocs peuvent être poreux, pennéables telles que les grès ou peuvent avoir
lUte porosité faible et une pennéabilité très faible telle que le granite. Le rapport de perméabilité des
blocs de roches à la pennéabilité des fractures détennine la signification des fractures dans un
système d'écoulement donné (Gale, 1982).
Les études d'eau souterraine dans les roches plus pennéables ont généralement supposé que
le système de fractures des blocs de roches est un milieu poreux, et un petit essai à été fait pour
distinguer la contnlmtion à l'écoulement du système de fracture provenant de celui des blocs de
roches. Dans les roches métamorphiques, et magmatiques la conductivité hydraulique primaire est
inférieure à 10-8 mis (Freeze and Cherry, 1979), et l'écoulement significatifpeut survenir seulement à
travers le système de fracture. D'où la focalisation des intérêts sur l'effet des fractures sur
l'écoulement dans ces systèmes. De même, l'écoulement de fracture dans les schistes argileux et
d'autres roches argileuses de faible pennéabilité est aujourd'hui d'actualité.
Dans la plupart des cas généraux, la fracturation ajoute une porosité secondaire à certaines
porosités originales. Les pores à l'intérieur des roches ont la longueur et la largeur de dimension
similaire dans un réseau d'interconnection fortement tortueux, alors que les fractures donnent plus
d'ouvertures continues avec des longueurs plus importantes (Shapiro, 1987). Les discontinuités
dans les milieux fracturés peuvent être considérées comme des fissures des zones de fractures et des
zones de partage des eaux (Gale, 1982).
Les fissures sont des fractures individuelles qui sont habituellement discontinues dans leur
propre plan. Quand plusieurs familles de fissures étroitement espacées sont présentes, elles peuvent
former un réseau tri-dimensionnel fortement interconnecté par l'écoulement. A l'intérieur d'une
roche donnée, un nombre relativement grand de séries de fissures peut être présent, chacune avec sa
propre orientation dans l'espace.
Les zones de fractures sont des zones discrètes, étroitement espacées et fortement
interconnectées et qui ne sont généralement pas remplies avec l'argile ou d'autres matériaux.
La prédiction du mouvement du fluide et le transport chimique dans les roches fracturées
sont très complexes parce qu'il est difficile de caractériser la variabilité spatiale des propriétés
hydrauliques sur les diverses dimensions des longueurs. Ce problème est commun à tous les régimes
de subsurface mais il est particulièrement sévère dans la roche fracturée à cause de l'extrême
variabilité spatiale et les changements spatiaux brusques dans les propriétés hydrauliques.
La présence des fractures dans les unités géologiques ajoute une complexité significative à la
compréhension de l'écoulement de fluide et la contamination de l'eau souterraine. Les fractures
peuvent représenter des arrivées de grande pennéabilité à l'intérieur d'une matrice de faible
pennéabilité.
Ainsi, les fractures ont la capacité de transporter rapidement le fluide et les contaminants sur
de grandes distances et la majorité de fluide et les constituants chimiques peuvent être conduits à
travers un petit volume de roche. Même dans les cas des roches fortement fracturées, la formation
n'est pas nécessairement analogue à un milieu poreux, parce que toutes les fractures ne sont pas
capables de conduire des fluides.
Le nombre relativement grand de processus géologiques qui causent la fracturation montre
que les fractures sont des facteurs dominants contrôlant la migration du fluide dans toute sorte de
structures géologiques (National Research Council, 1990).
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
l1lESE f) 'ETAT EN flYDROGEOLOGIE. UNIVERSn'E DE COCODY

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l'UllIe III
269
--------------~---------
Ainsi, plusieurs systèmes aquifères voient leur extension contrôlée par la fraclUralion. Les
inteq,rétations théoriques du mouvement du fluide ct du transpon chimiquc ont significativemcnt
progrcssé dans l'histoire relativement jewlc dc l'hydrogéologie de rochc fracturée (Shapiro, 1987 ;
N.R.C., 1990). Il est diflicile, cependant, de transfércr quantitativement l'illfonnation actuelle aux
étudcs régionales de la qualité de l'eau souterraine.
3.1.3 ME1110nOLOGIE DE L'ECHANTILLONNAGE
3.1.3.1 - Collecte des échantillons
Les échantillons d'eau out été prélevés dans des puits ou dans des forages repartis sur le
site. Ils ont été recueillis directement dans des flacons d'échantillonnage en plastique (polyét.hylène).
Ces flacons sont fennés de façon étanche par Wle capsule. Pour les puits non équipés de pompe
manuelle, l'échantillonnage est fait à l'aide d'un seau muni d'une corde. Le programme
d'échantillonnage et d'analyse a été mené par le laboratoire de CIAPOL (Centre Ivoirien
Antipollution). La figure l08 représente les points de prélèvement des échantillons d'eau.
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Fig. 108:
CARTE DES POINTS DE PRELEVEMENT CES ECHANTILLONS
------------------_.~--_._---
mES!': O·tTAr EN IJ)'OROGEOLOGIB. UNIVERSrŒ OE cocoor

---

Savané .1
270
3.1.3.2 - Protocole d'analyse
Les analyses physico-chimiques se répartissent en trois groupes, en fonction des
recommandations de conservation exigées pour la détennination des différents paramètres qui sont:
les paramètres qui se conservent bien et qui ne changent pas dans le temps: Ca2+,
M 2l
l"N+K+
g,c,
a,
les paramètres qui ne se conservent pas, et qui changent dans le temps sans pouvoir
être stabilisés. Os sont mesurés in situ. Ce sont : la température, le pH, la conductivité.
les paramètres qui se conservent mal et changent dans le temps, mais qui ne peuvent
être stabilisés par un traitement approprié (blocage ou fixation par ajouts de réactifs) au laboratoire.
C'est le cas des carbonates, bicarbonates et les sels nutritifs pour lesquels une conservation des
échantillons au froid est nécessaire mais pour Wle durée maximum de 2 à 12 heures.
Pour l'ammoniwn dont la fixation est nécessaire, on utilise pour l'échantillonnage deux
flacons avec les réactifs suivants:
flacon 1:
RI + R2 pour mettre en évidence l'ammonium par le développement dime
coloration bleue
flacon 2 :
RI + R3 pour peInlettre de masquer les autres éléments au cours du dosage.
avec:
RI:
solution de phenol nitroprussiate
R2 :
solution alcaline d'hypocWorite
R3 :
solution alcaline (citrate trisodique + soude)
Les échantillons sont conservés dans des glacières contenant de la glace puis acheminés au
camion laboratoire équipé pour ce type de campagne. Les difficultés rencontrées dans la campagne
sont dues essentiellement aux mauvais états des pistes et des ponts. Ce qui a provoqué un retard
dans l'exécution du programme.
Pour faciliter une telle campagne, l'idéal aurait été le reprofilage des pistes par les travaux
publics. Ce qui limiterait les grands détours pour éviter des ponts à hauts risques, mais aussi et
surtout faciliterait la tâche aux échantillonneurs pour les mesures in situ et les dosages dans le
camion laboratoire.
3.1.3.3. - La manipulation
a) Pour les mesures des paramètres in situ (T', pH, conductivité), on a utilisé des appareils
de campagne: phmètre, conductivimètre électronique ;
...--- - _...._._- --._ .. __ .._.__ . . . .- . _ - _ . _ - _ . _ - - - - - - - - - - - - -
mese D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSfJE DECOCODY

---

Partie III --------------------------
271
b) Analyse des sels nutritifs: N02-, N03', NHt", pol
Le dosage se fait au spectrophotomètre d'absorption moléculaire ayant un maximum de
transmission à 630 nm pour l'ammoniwn, à 540 nm pour les nitrites et nitrates et 650 DOl pour les
phosphates avec une cuve de 5 cm de trajet optique.
Dans le cas particulier de l'ammonium, c'est Wle méthode semi-automatique dans la mesure
où elle combine une addition manuelle de réactifs sur le terrain et Wle analyse automatique des
échantillons après réaction durant au moins 7 heures par le MAS (multi-analyseur-système).
Le dosage est basé sur la réaction de Bertholet (1950; in KorolefI: 1969); en milieu alcalin
(8<pH<11,5) l'ammoniac réagit sur l'hypochlorite pour former Wle monochloramine. Ce composé,
en présence de phenol et d'Wl excès d'hypochlorite (milieu oxydant) donne lieu à la formation du
bleu d'indo-phenol. A 20° C, la réaction, catalysée par l'ion nitroprussiate, demande 7 heures pour se
développer.
c) Détennination du titre alcalimétrique (TÀ) et dosage des carbonates CO/"
Il s'agit d'wl dosage volumétrique avec comme indicateur coloré de la phénolphtaleine. Si
après ajout de l'indicateur sur l'échantillon, il n'y a pas de coloration rose, le TA = O. C'est le cas des
eaux dont le pH < 8, 3 et par conséquent la concentration en carbonate est nulle.
d) Détennination du titre alcalimétrique complet et dosage des bicarl>onates
Les ions bicarl>onates sont neutralisés essentiellement par Wle solution d'acide titrée en
présence d'un indicateur coloré. La concentration en bicarl>onate est obtenue par la relation: HCÛ)"
=61 x TAC
e) Dosage du CÛ2
Le CÛ2 est dosé par volumétrie avec de la soude juste après le prélèvement. La précision est
de l'ordre de 3 % pour des teneurs de l'ordre de 50 mgIl de.CÛ2.
C'est un dosage volumétrique.
Quand aux ions Na+ etK", ils sont dosés au spetrophotomètre de flamme.
g) Dosage de la matière minérale totale et organique
La minéralisation totale a été fàite au four à moufle à 105° et à 580° C.
11fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrm /JE COCODY

---

Savané 1
272
3.1.4 PRINCIPE DES MILIEUX OUVERTS ET FERMES A L'ATMOSPHERE
Les relations entre le pH et les teneurs en bicarbonate peuvent pennettre de définir la
présence d'un système fenné ou ouvert à l'atmosphère dans lUI socle cristallin. Ces relations ont
donné des résultats intéressants dans l'étude isotopique et hydrochimique des systèmes
hydrogéologiques de la région de Ribeirrao Preto au Brésil (Gallo G., 1978) ( in Biémi J., 1992).
Dans Wl système ouvert, l'évolution chimique des eaux: a lieu sous lUIe pression partielle de
CO2, variable dans l'espace et dans le temps, se produisant dans la zone d'aération des sols et des
réservoirs : zone non saturée siège des écoulements diphasiques où la phase gazeuse, associée à
l'eau favorise Wle réalimentation inintemompue de l'aquifère en CO:!'
Dans le so~ la dissolution, l'hydratation et la dissociation du CO:! et de l'acide carbonique
(H CO]) qui en dérive concourent à la production des ions HCU] ainsi que des protons +H dans
2
l'eau. De telle sorte que les eaux: acquièrent leur pH et leur teneur en CO2 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.
Au contraire, quand Wl milieu est fenné, l'évolution chimique des eaux: a lieu avec lUIe
quantité de CO2 et HCU] invariable dans la zone saturée, où l'écoulement monophasique,
caractérisé par l'absence de la phase gazeuse ne pennet plus la réalimentation en CO:! de la nappe.
Dans IDI tel système, le carbone total dissous (CTD) dès sa formation est soustrait du contact de
CO2 de l'atmosphère des sols et ne subit désormais 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 CO:! des sols et en partie des carbonates solides.
Dans les systèmes fennés à l'atmosphère, les eaux: sont logiquement exemptés du tritium
d'origine thennonucléaire et elles doivent parcourir une grande distance avant d'atteindre le réservoir
qui évolue en l'absence du CO2• Le système fenné indique que l'alimentation de la nappe par
infiltration àtravers la zone non saturée est arrêtée, ce qui rend logiquement la nappe captive, parce
que la fracturation n'est plus suffisante pour pennettre une alimentation directe décelable
chimiquement.
Cette méthode utilise des courbes théoriques établies par Gallo G. en 1979. Celles-ci sont
obtenues à 25° C pour une force ionique moyenne de 10-3 molesll et une pression partielle en CO:!
de 2.5 10-2 atmos (pour l'air du sol) et 3 10-4 atmos (pour l'atmosphère).
Ces diagrammes comportent trois courbes correspondant à l'air du sol (en bas), aux:
systèmes mixtes et fennés (au milieu) et à l'atmosphère (en haut). Ces trois courbes définissent en
tout cinq domaines hydrogéologiques notés de 1 à V (figure. 109).
Les données 1 et ID correspondent à des systèmes hydrogéologiques pennéables, 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'alimentation des nappes est à peu près évidente.
Le domaine II désigne des conditions de circulation des eaux: peu favorables par rapport à
celles de 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.
TllESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DE COCODY

---

Partlc III
273
Le domainc IV corrcspond à dcs systèmcs hydrauliqucs mix1es, c'cst-à-dirc à comportcment
imprévisible:
- ou ils apilanicnnent au système feOllé et sont privés de toute alimentation,
• ou ils évoluent vers des systèmes aérés pouvant recevoir les eaux de précipitations
actuelles.
Enfin, le domaine V est celui qui caraetense les systèmes hydrologiques feOllés à
l'atmosphère, il est limité à Wle 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'wle quantité invariable de Ca2+ vers l'état d'équilibre représenté par le point de
précipitation du carbonate (CaC03) en présence d'Wle concentration constante de C02 gaz.
PH
1
9
__ !.... __ Precipitation
du CaCo 3
E
-
8
otm\\so\\)
PC0 2 = 2.:...:..::
1°=-_----
syst. ouvert
6
50
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
HCO]
(mo/l)
109: DIAGRAMME DES RELATIONS PHREEL- TENEURS EN BiCARBONATES
(Courbe théorique à 25°C et pour une force Ionique de 10-3)
( D'après I3iéllli. 1992 )
71lESE O'ETAT EN IlYDROGEOLOGIH, UN/VERsm DE cocoor

---

Savané 1,
_
274
3.1.5 - PRINCIPES DES TECHNIQUES ISOTOPIQUES
L'lydrochimie isotopique est Wle technique nouvelle dans rétude des ressources en eau des
régions. A partir de 1970, l'utilisation des isotopes a commencé à occuper une place de choix dans
l'étude du cycle de reau. Depuis près de 20 ans, les isotopes stables et radioactifs apportent de
précieuses infonnations en hydrogéologie; cependant, leur utilisation n'est pas totalement wlgarisée
en Afiique de rOuest à cause du coût élevé de la méthode,
Les isotopes dits de "l'environnement hydrogéologique" sont des éléments dont les
variations naturelles de concentration au cours du cycle de reau permettent leur utilisation comme
traceurs.
Le but de la technique est d'expliquer les abondances isotopiques en we d'en déduire les
données utilisables pour rétude de phénomènes variés. On utilise les isotopes pour vérifier les
résultats des méthodes hydrogéologiques classiques et pour résoudre les problèmes de nature
complexe,
Le principe est basé sur la mesure des abondances isotopiques des constituants de la
molécule d'eau, de carbone, du soufre, de l'azote, de l'uranium, etc ."
En hydrogéologie, on utilise généralement deux types d'isotopes du milieu:
- les isotopes stables: oxygène 18, deutérium, carbone 13,
- les isotopes radioactifs: Tritium, carbone 14.
Les isotopes stables permettent de détenniner la vulnérabilité des nappes à la pollution, de
se faire Wle idée sur rorigine des eaux souterraines et aussi rorigine des sels dissous.
Les isotopes radioactifs pennettent d'estimer le taux de renouvellement et les vitesses de.
circulation des eaux souterraines.
Les caractéristiques des principaux isotopes utilisés en hydrogéologie et les méthodes
d'étude géochimiques isotopiques ont été présentées par Diluca (1985) dans les tableaux 45 et 46.
L'oxygène -18 et le deutérium sont deux isotopes de la molécule d'eau souvent utilisés
comme traceurs dans les études hydrogéologiques. Leur teneur dans l'eau est définie comme étant
Wl écart relatif de la composition de cet échantillon par rapport à une référence internationale
standard de composition bien connue. Ainsi, on étudie les rapports isotopiques 180/160 et 2H/IH en
se référant à reau de mer (SMOW).
11lESE D'ETAT EN Ifrf)ROGEOUX,IE, UNIVTJRSffE DECOCODY

---

Partie (li
275
-------~-------------------
3.1.5.1 - Les isotopes stables
C'est parce que l'hydrogène et l'oxygène sont intimement associés dans la molécule de l'eau
les fractionnements isotopiques des deux sont généralement covariants. Par conséquent, le taux
d'isotope de ces deux éléments est considéré ensemble.
Tableau 45 : Caractéristiques des isotopes utilisés en hydrogéologie
Isotopes stables
Isotopes radioactifs
Isotopes
Deutérium
Oxygène - 18 Carbone I3 13C
Soufre 34
Tritium
Carbone 14
2H(D)
180
34S
JH(T)
14C
Forme
HDO
H 18
2 0
13COJHo13C032o 34S042034SH2
lITO
14C03Hol4COJ2·
moléculaire
liquide. solide. Liquide. solide.
Liquide, solide.
vapeur
vapeur
13COl13C03Ca
34S04Ca
vapeur
14CÛlI4C03Ca
Unité de
S%oR=O
S%oR= 180
S%oR= 13C
S%oR= 34S
U.T.
Yo Activité de
mesure
H (1)
160
12C
---us
~arbone
moderne
Période (6)
12.26 ans
5.730 ans
Standard
SMOW(2)
SMOW(2)
P.O.B. (3)
C.O. (4)
1lII' = 3H.IO·18 Acide oxalique
IH
N. 8.5 (5)
Valeur du
R= 158
R = 1993.4
R = 11237.2
R=45004.5
1lII' = 7.29.10'
1.176.10-6
standard en 10'
3dpm/ml
13.55 dpm/g de
6
C
Variation
Naturel : 18 à Naturel < 85 %
naturelle dans
+ 30%oà
+ 5%0 à
+15%0 à
+30%0 à
20 lII'
Thennocluéair
les eaux
• 150 %0
- 20%0
-30%0
-30%0
hennonucléair
e>85 %
le : 20 à 100 ur
. (1) L\\%o [R Echantillon - R Standard]. 1000
RStandard
(3) P.D.B. :
belenmite de la formation
du Crétacé de la caroline (USA)
(2) : SMOW = Standard Mean Ocean Water
(4) C.D. :
Troutolite de la sétécrite de
Canyon, Diablo (USA)
(5) N.B.S. :
National Bureau of
Standard (USA)
(6) Période:
Temps nécessaire pour que
l'activité diminue de moitié
mE8E D'ETAT EN HYDROGEOLOG1E, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané 1
_
276
Tableau ,46 : Résumé des principales méthodes d'étude géochimique et isotopique
Méthodes
Objectifs
Avantages
Inconvénients
• potablité des eaux
• Méthode simple
~ produits et réactifs
• pollution des eaux
• rapide
délicats à conserver
Physico-chimiques ~ caractéristiques
~ déternlination qui est
hydrogéologiques
exécutée sur le terrain
~ relation eaux-roches
• origine des eaux
déterminer les origines
• risque d'évaporation des
souterraines
pes eaux souterraines et échantillons faible si on
Isot0r.es stables
~ localisation entre eaux de
es sels dissous
prend W1 minimWll de
IRO H
,
, De
~utface et eaux souterraines
précaution
1- drainage et mélange entre
aquifères
• estimation de temps de
• difficulté d'évaluation
Isotopes
transit ("âge" des eaux)
1- déternlination de la
de l'activité initiale
radioactifs JH, 14e ~ taux de renouvellement
~ntinuité des aquifères ~ il faudrait disposer d'W1
• vitesses radiométriques
~and nombre de
données
• durée de vie courte
• étude des directions
donc difficile à
Isotopes enrichis
d'écoulement
conserver
• estimation de la vitesse de
~ contraintes inhérentes à
Darcy
'importation et à la
manipulation des
produits
L'eau souterraine dans tous les systèmes se constitue normalement à partir de la
précipitation. Ainsi, les variations spatiales et temporelles en teneur isotopique de la précipitation
peuvent être utilisées pour évaluer la recharge de l'eau souterraine (I.AE.A, 1981a).
3.1.5.2. -Les facteurs qui contrôlent la teneur isotopique de la précipitation
Le AlEA (Agence Internationale de l'Energie Atomique), en coopération avec l'O.M.M
(Organisation Mondiale de la Météorologie) a mensuellement collecté et analysé la teneur de
deutérium et de 180 des échantillons de précipitations depuis 1961 (AlFA, 1981a).
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGiE, UNIV!"RSrm DE COCODY

---

Partic III
277
.~--
Coplcn (1993) Il 1I\\0ntré que ùD ct 1MO de III précipitation sont liées à plusieurs factcurs
spécifiques qui sont les suÎvallls (figure. 110):
CONTINENT
Ô'B O = 0%0
dO ., 0%0
Fig. 110 :: La teneur cn dcutériulI\\ et en oxygène 18 de l'eau de mer et des précipitations
( D'après Coplen, 1993 )
.
Du~ a~ fractionnemenl cinétique de l'isotope pendant l'évaporation de la vapeur humide
oceanique, la teneur de l'hydrogène et de l'oxygène isotopique de la vapeur d'eau au-dessus de
l'~ ~ resp~tivement - 86 % et - 12 %. La teneur isotopique de la précipitation est en
équilibre Isotopique avec celle de la vapeur dans le nuage. Ainsi, les valeurs des teneurs du
deutérium et de l'ox.ygène - 18 de la première pluie sont respectivement - 14 % et -3 %
appauvrissant les nuages en deutérium et en oxygène -18, pendant que la précipitation se'
poursuit. Donc, la précipitation est d'autant plus propre qu'elle est issue des nuages.
- Effet d'altitude : sur la face du côté du vent d'une montagne, la composition de ôD et de 180
décroît avec l'augmentation de l'altitude. Cette composition dépend de la topographie et du climat
local, des gradients typiques pour 180 qui sont -0.15 à -0.5 %0 pour 100 m et ceux., des ôD qui
sont de -1.5 à -4 %0 pour 100 m (Yurtsever et Gat, 1981). Quand la pluie tombe, elle peut
s'évaporer en donnant un effet d'altitude supplémentaire,
- Effet de latitude. La composition isotopique diminue quand la latitude augmente. Ceci est
en relation directe avec la thermodépendance de l'oxygène -18 et du deutérium qui subissent des
variations saisonnières dans les précipitations en fonction de la latitude. Les Ô%o de 180 et 2H sont
en moyenne annuellement plus élevés à l'équateur et deviennent progressivement plus négatifs au fur
et à mesure qu'on monte en latitude. La température de l'air est un facteur fondamental du
fractionnement isotopique,
- Effet de continentalité: les précipitations sont plus pauvres en ISO et 2H vers l'intérieur des
terres. En effet, au cours de son passage sur le continent, Wle masse d'air originellement riche en
isotopes lourds subit plusieurs stades de refroidissement notamment au passage des banières
montagneuses en condensant préférentiellement les isotopes lourds du réservoir atmosphérique. li
en résulte W1 appauvrissement progressif de cehû-ci en isotopes lourds (%0 1110 et 2H devenant
71ŒSl': O'W/iIT /:,., III'/J/WG/Wf.()(i/E, UN/VEuSn'E /JE COCO/JI'

---

Savané l_~
~_~
~_ _~-
278
plus négatifs). Si l'on ne tient pas compte des proportions de vapeurs condensées par rapport à la
vapeur non condensée qui conditionnent illl bilan de flux (teneur de la masse) au fur et à mesure que
l'on s'éloigne de l'Océan, la vapeur d'eau dans les nuages présentera des valeurs 'fj%o de -12, puis-
14, puis -16, etc ..., tandis que les pluies présenteront des 'fj%o de -2, puis -4, puis -6, puis -8, etc
... ; plus la température lors des précipitations est faible, plus la condensation des isotopes lourds est
importante
- les variations saisonnières. Les différences de température entraînent des différences de
composition isotopique des pluies suivant les saisons. En Europe, les pluies d'été sont en général
moins négatives que celles d1tiver. En Afiique de l'Ouest, les teneurs en deutérium et oxygène -18
des précipitations peuvent présenter de fortes fluctuations lors d'illle même averse d'illle part et au
cours de la saison des pluies et en fonction de l'intensité des averses d'autre part: les 'fj%o de 2H -
IlIO étant plus négatifs dans les averses les plus importantes et plus particulièrement en Juillet-Août
(C. Jusserand, 1976). Les teneurs en isotopes stables peuvent varier également en fonction du type
de perturbation.
L'estimation de la valeur isotopique moyenne d'illle zone rechargée directement par les
pluies doit donc d'illle part prendre en compte le seuil à partir duquel on considère qU'illle pluie
devient efficace, d'autre part faire la pondération des volwnes inflitrés par la composition isotopique
des événements pluvieux. Inversement, cette observation peut être fort utile pour déceler en quelle
saison les pluies sont effectivement utiles pour la recharge naturelle de l'aquifère,
- Effet de quantité: plus la pluviométrie est importante, plus la teneur de deutérium et de
IlIO est élevée.
- Effet d'évaporation : le fractionnement général par l'évaporation partielle donne Wle
composition isotopique particulièrement significative à l'eau : d'une part, l'eau s'enrichit en isotopes
lourds et d'autre part, le rapport 'fj%o, pH, 'fjo/00180 change. Ceci permet d'identifier
indiscutablement l'eau d'un aquifère qui a subi illle évaporation avant son infiltration (recharge à
partir d'illl réservoir naturel soumis à évaporation, évaporation partielle de rivière). Dans les régions
semi-arides, il est fréquent que des rivières disparaissent complètement pour recharger un aquifère.
Une étude isotopique détaillée peut dans ce cas aider à la détermination des zones préférentielles de
recharge.
La corrélation entre les teneurs en oxygène -18 et en deutérium dans les précipitations
n'ayant pas subi d'évaporation est de la forme (Craig, 1961) (figure. Ill).
"a" la pente de la droite de regression varie de 3 à 8 ("a" est égal à 8 pour les pluies sans
évapotranspiration et "a" est inférieur à 8 pour les pluies ayant subi une évapotranspiration avant
intiItration).
"d" est une constante appelée excès en deutérium et dépend du régime des précipitations
("d" est égal à +10 en régime océanique non perturbé, + 22 en régime méditerranéen, semi-aride et
dans les bassins fermés et est négatif sous l'effet de continentalité).
-
- - - -
------- ----~--
mESE /)'HTAT EN IIYDROGEOJ.OGIE. UNJVERSrrE DE COCODY

---

Pallie III-----------
279
- - - - - - - - - - - - - - - - -
/
+ 50
J:
,.
o
,.
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......
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'L~----~E~c~h~O~n<l~e~<l:..:éo::.:t.:.;,he.:.:r~m:..:.;I..;.QU-e---
_
-
-
-
+\\0
-5
o
-\\0
YGENE 18- DEUTERIUM DANS LES EAUX NATURELLES
OX
Fig. Ill: RELATIONS
(D'aJlr~sfontes, \\976 )
1
3.1.5.3. - Relation entre 00 et INO dans les diverses eaux
- L'eau d'évaporation : l'évaporation à partir des nappes d'eau de surface est un processus
non équilibré qui enrichit le deutériwn et l'oxygène -18 dans l'eau de sorte que la pente 00/0180 soit
inférieure à 8 (figure 112). La pente est une fonction compliquée de l'humidité, de la température,
de la concentration en sel et bien d'autres facteurs. quand la concentration en sel augmente à des
valeurs très élevées, la teneur isotopique peut se renverser et décrôJtre la composition de deutérium
et d'oxygène -18 (Gat, 1981).
- L'interaction eau-roche : l'échange d'oxygène dans l'eau et dans les roches à des
températures élevées des systèmes géothennaux, augmente la teneur en 180 de l'eau et décroît celle
de la roche (figure 112). Une réaction diagénétique commune, l'hydrolyse de silicate, produit des
minéraux hydratés. Cette réaction augmentera la teneur en 180 de la roche et diminuera la teneur en
180 de l'eau ; elle fait aussi diminuer la teneur en deutérium de l'eau. Ainsi, sur un graphe de 00
comme une fonction de IRO, les eaux impliquées dans l'hydrolyse du silicate, peuvent être
représentées à gauche de la ligne de l'eau météorique (figure 112).
71IJ-:SJ-: V'ETAT J-:N III'IJ/UXiJ:"()UXi/E. UNIVE/t.<in'E VE COCOVI'

---

SaVRllé .1-----------._-.----_.._ - - - - -
280
-_._-----------
+ 20 r - - - r - - . . - - - - , - - -__---T--_...--~--
.....
totO
o
® VSMOW
-10
L1one. de l'eau
météorique
-20
60 = a&" O.d
E -30
:J
'S -40
..;: -~O
a -60
-70
Echange oéothermol
-80
-90
Echange de l'eou de frocture de bOlle T-
-100 1 - - -.........---'-------'---..l...-_----I.._ _....L.-_--L_ _4
-12
-10
-8
-6
-4
-2
a
1-2
+4
Oxygène -18
Fig. 112:
LA RELATION ENTRE LE DEUTERIUM ET L: OXYGENE- lB
.DE L'EAU METEORIQUE, VAPEUR D'EAU, ET L'EAU DES FRACTURES
(D'après Coplen 1993)
3.1.5.4 - Tritium
Paron les isotopes radioactifs, le tritium contribue à détenniner l'âge des eaux du fait de sa
présence dans l'atmosphère depuis les explosions thennonucléaires qui ont eu lieu entre 1954 et
1962. Il est admis les critères suivants relatifs aux teneurs en tritium :
-OàIUT:
eau ancienne antérieure à 1952
- 5 à 20 UT : eau constituée d'un mélange entre eau ancienne et apports récents, ou apport
récent dans les cas des zones côtières où les précipitations actuelles sont appauvries en Tritium,
- 20 à 30 UT: eau infiltrée après les explosions thennonucléaires.
Les teneurs comprises entre 1 et 5 UT sont délicates à interpréter.
3.1.5.4.1. - Concentration de tritium dans la précipitation
Le tritium est injecté dans l'atmosphère par le vent du système solaire et est produit
naturellement par l'interaction des rayons cosmiques avec l'atmosphère (Plummer, L.N" et al, 1993).
De 1952 au milieu 1960, d'énonnes quantités de tritium ont été déversées dans l'atmosphère durant
les essais des bombes nucléaires. Le tritium est concentré dans 111émisphère nord, au dessus de la
latitude 30°, La concentration dans la précipitation est la plus grande source quand l'échange des
7111:.'\\/:" f)'t:TAT t:,v lIWIUXit:OI.OGIE, UNIVERBnJo: DE COCODY

---

Partie III---------------------------
281
masses d'air swvient entre la troposphère et la stratosphère. La plus petite concentration durant
l'hiver précoce peut être 40 % de celle de la haute source.
La concentration de tritium est beaucoup plus petite dans l'hémisphère sud due au faible
taux d'échange d'air dans la stratosphère entre les deux hémisphères. Les mesures de tritium du
réseau global de précipitation de l'I.AE.A pennettent l'estimation des valeurs du tritium entre les
stations (Gat, 1980).
3.1.5.4.2 -Interprétation des données
Le récent apport du tritium trouvé par l'homme est son utilisation dans certains types
d'études. Cependant, l'interprétation des données peut être parfois ambigüe à moins que les données
soient associées à l'infonnation hydrologique ou hydochimique. Les deux cas dans lesquels les
données de tritium ne sont pas ambigiies sont :
]a teneur de tritium indétectable (en dessous de 1 UT) indique une non
contamination par l'eau moderne (post 1952),
la teneur de tritium au-dessus de 50 UT indique que l'échantillon contient une
proportion significative de l'eau post 1952.
Le problème fondamental dans l'interprétation de l'eau avec une teneur en tritium faible est
que l'eau d'Wle teneur donnée n'est pas formée par une proportion unique d'eau ancienne et de
recharge moderne. Ceci parce que la teneur en tritium de ]a recharge moderne a été extrêmement
remaniée.
3.1.5.5 - Applications
3.1.5.5.1 - La recharge et le taux d'écoulement
1) La zone non saturée
La variabilité saisonnière dans la teneur de Deutérium, L80 et ~ n'a pas obtenu de résultats
significatifs dans la détermination des taux de recharge dans la zone non saturée parce que les
variations à court terme dans la composition isotopique sont marquées par la dispersion. Cependant,
le pic 3H produit par les essais nucléaires peut s'identifier aux profils verticaux de ~ dans les zones
de recharge faible. Si la quantité de l'eau du sol au-dessus de ce pic peut être déterminée, le taux de
recahrge peut également l'être.
2) Les zones arides
Comme dans le cas précédent, les profils verticaux de 3H et la composition 36cVcl dans les
puits peuvent être utilisés pour identifier la profondeur moyenne des isotopes produits par la bombe
et pour calculer le taux de recharge de l'eau souterraine. De telles investigations démontrent que la
recharge survient même dans les climats arides. Phillips et al (1988) ont montré que 36cl et 3H
provenant des retombées radioactives des essais nucléaires ont pénétré de 1 à 3 m dans les sols du
désert de New Mexico. Le mouvement de 3H est supposé aniver par le transport de vapeur qui
n'affecte pas le 36cl.
THJ<:SJ<: D'ETAT EN HWROGEOLOG/E. UNIVERSfΠDE COCODY

---

Savané 1
282
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
3.1.5.5.2 les investigations de l'écoulement de l'eau souterraine dans les roches fracturées
Bien que les roches fracturées donnent fréquemment des volumes d'eau relativement faibles
pour le stockage, ils peuvent être très importants parce qu'étant la seule source d'eau comme dans
les zones de grande fracture rocheuse de la Méditerrannée.
Dans les systèmes de roche fracturée, les isotopes stables (Fontes, (983) peuvent être
utilisés pour déterminer :
1)
l'origine de l'eau par l'utilisation de la diminution de la teneur en 180 et en deutérium
avec l'augmentation de l'altitude (Gonfiantin~ et a~ (976),
2)
le taux de mélange de l'eau souterraine à l'intérieur d'un système fracturé en
considérant la variation spatio - temporelle de la teneur en Deutérium, oxygène -18 et 31-1,
3)
le taux d'écoulement ou le temps de résidence dans les petits bassins versants en
employant la variation saisonnière de la teneur en oxygène -18 et en Deutérium (Dinger et Payne,
1971 ),
4)
l'âge moyen et le type d'écoulement (écoulement en piston ou réselVoir mélangé) en
utilisant la concentration de 3H (Pearson and Truesdelt, 1978).
3.1.5.5.3 -Evaluation des caractéristiques de l'écoulement souterrain et de
stockage
1) Le système local
Un écoulement en piston est indiqué où la variabilité saisonnière de la teneur en Deutérium
et en oxygène -18 peut être obselVée en dessous de 5 ans.
2) Les sources de constituants dissous
La teneur en oxygène -18, en Deutérium et 3H peut être utilisée pour détenniner le
mécanisme de salinisation (Payne, (983). La faible température de salinisation peut survenir par :
la concentration de sels dissous par l'évaporation,
l'ultrafiltration (Coplen et Hanshaw, 1973),
la recharge ou l'intrusion de l'eau de mer ou d'autres eaux de surface,
la dissolution ou le lessivage des sels dans la zone non saturée ou les unités
évaporitiques de l'aquifère de la roche sous-jacente par la percolation de l'eau souterraine.
Les concentrations évaporatives - mécanisme 1 - augmenteront la teneur en oxygène -18 et
en Deutérium de l'eau comme le montre la figure 112. Sur un graphe de BD comme une fonction de
180, la pente de la ligne de l'évaporation de l'eau varie de 4 à 6 (Gat, (981). La recharge ou
l'intrusion de quantités majeures d'eau salée - mécanisme 2 - peut généralement être identifiée par
lUte corrélation linéaire entre le chlorure (la concentration doit être tracée en molarité), et BD et 180.
Cependant, pour quantifier l'intrusion des petites quantités « 10 %) de l'eau salée, le chlorure sera
lUt indicateur plus sensible, et ùD et Ilia seront insensibles.
nIEs/! D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNWERSlTE DE COCODY

---

I>artic III
283
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ . _ - - - - -
L'identification de la recharge de l'eau souterraine enrichie en sels dissous par le lessivage de
la zolle non saturée - mécanisme 3 - dépend du fait que la recharge est distinguable de l'eau
souterraine par la teneur en deutérium et en oxygène -18.
3.1.5.5.4 - Datation de l'cau souterraine
L'âge d'un échantillon d'eau souterraine est la durée de l'isolement de cet échantillon à
l'atmosphère. Dû à la disp(~sion hydrodynamique, un échantillon d'eau sera nonnalement composé
d'eau de différents âges.
Dans les systèmes compliqués, les eaux d'âge fortement différents peuvent se mélanger.
C'est seulement dans le système le plus simple que J'écoulement peut être comparé à celui d'un long
tuyau. D'autre part, J'âge de l'eau de décharge d'un réservoir mélangé de volume constant est le
temps de séjour moyen de J'eau dans le système, Cependant, J'âge relatif entre deux points
d'échantillonnage dans les aquifères homogènes donne des infonnations sur le taux d'écoulement.
L'eau souterraine est datée le plus souvent par J'une de ces trois techniques. La première
technique compte sur l'identification des isotopes dans l'eau souterraine qui mette les limites sur l'âge
minimum ou maximum de l'échanti11on, a~felés les marqueurs d'événement. Par exemple, les grands
niveaux de 3H ou les grands rapports de cl/cl indiquent une proportion significative de l'eau après
1952.
La deuxième teclmique dont 14C est un exemple, repose sur la mesure de la désintégration
de la composition d'isotope radioactif dans J'eau souterraine produit dans J'atmosphère le long du
trajet d'écoulement. Dans le cas le plus simple, l'âge est calculé par la loi de désintégration
radioactive.
La troisième technique repose sur la détermination d'un isotope produit dans un aquifere
captifpar exemple 4He (voir Pearson et aL 1991).
1) Moins de 5 ans d'âge
Dans les systèmes aquifères d'écoulement en piston, la variabilité saisonnière de la teneur en
deutérium. en oxygène -18 et en 3H de la recharge de l'eau souterraine peut être utilisée pour dater
de l'eau de quelques années d'âge, si les points d'échantillonnage sont suffisants et dispombles le long
du trajet d'écoulement pour quantifier le nombre de cycles annuels.
2) 5 à 50 ans d'intervalle d'âge
3H, 14C et 36cl produits lors des essais nucléaires depuis 1952 et 85Kr, produit par la fission
nucléaire artificielle sont habituellement dans cette variation.
Tf/ESE D'ETAT EN I/YDROGEOU)GIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané 1
284
---------~--------------------
3.2 RESIlLTATS ET INTERPRETATION DES DONNEES CHIMIOIlES
Tous les résultats des analyses chimiques sont groupés dans le tableau 47.
3.2.1 EXPRESSION DES RESULTATS EN MILLlEQUIVALENTS PAR LITRE
Une concentration en milliéquivalents d'un ion se calcule en divisant la concentration en mg/l
par le rapport de la masse atomique M de l'ion à son électrovalence Y
C en méqll = C mgII = C mg/l x Y
MN
M
Cette notation en milliéquivalents permet le contrôle de la valeur d'une analyse grâce à la
balance ionique: en effet la somme YC des cations exprimés en milliéquivalents doit égaler la
somme y A des anions. fi existe en fait toujours une légère différence due aux erreurs
d'analyses et aux ions non analysés.
e = 100 . YC - y A
VC+YA
,
si e est supérieur à 5, il y a une erreur d'analyse.
..H
Remarque: le fait que e soit inférieur à 5 indique, soit que l'analyse est assez précise, soit que
les erreurs d'analyse sur les cations ont été compensées par des erreurs équivalentes sur les
amons.
L'étude de la balance ionique effectuée sur les eaux souterraines de la région d'Odienné
montre que 50 % des ouvrages analysés ont une balance ionique inférieure à 5 %, et 50 %
supérieurs. Le déséquilibre ionique provient sans doute des cations et des anions des éléments
non dosés.
3.2.2 - ANALYSE DES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES
Cette analyse concerne les paramètres paramètres physico-chimiques suivants
la
température, la conductivité et le pH, les matières en suspension, le gaz carbonique dissous,
l'ammonium, les nitrates, le potassium, le phosphore, le sodium, le calcium, le magnésium, le
chlore, les sulfates
(tableau 47 ).
3.2.2.1- Les paramètres physiques
3.2.2.1.1 La température
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.
THESE V'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrΠDE COCODY

---

------.--- . H
. ,._-._.•c.-==,-_.~====-
=
=-
ITABLEAÛDES RESULfÀTS' !kSANÂLYSES:
- --. d
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--
- - <-
::::-:-:-=:=:'::::;":--=='-h
l '
!
1
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-
T
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iP04
:MES
,MINE TOTAL ~S04
'
,
l
1
1
Birimadougou
25,3
6.4
335,0
4.8
266,30
52,40
38.70
6,60
13,85
8,601
12,8010,312: 0,083t0:030T
Çl.021 i
33S
2SO
6,40
Farala
25,6
5.6
120,5
0.6
16.00
76.30
13.42
3,42
11.40
6,40:
14.2010,0071 0,521; 0,0761
O,014i
350
145,
6,40
-;:
:.>
Tyimba
22,8
6.3
88,2
1,3
70,15
54,17
6,42
0.68
1,61
_2,601
3,0010,380, 1,1351 0,143!
0,0621
205:
95:
9,40
:::4.
Manadou
i 21,01
6,21
241,01
0,81
74.101 56.171
10.22\\
1,56\\
2,66\\
5,971
3,10\\ 0,0741 1,1201 0,270\\
0,1521
2601
1881
7,40
n
Fana/a
121,61
6,21
99,01
0.01
56,90153,201
6,401_0,691
2, 121
3,201
3,1010,4OO11,132i 0,16410,0611
2051
9O!
8.40
-
~Ô)eOla
89,0
105:
85
Madîna
129,0
1051
90
Kimbirila Nord
1
21.2/
6,11
228,01
1,41
88,SOI 66.001
11,63/
4.401
0.531
11.301
3,0010,0101 1,135/ 0,0671
0,246/
1601
901
2,20
~bahalan
410,0
0,207'
0,064\\
1801
_
SOl
8,40
Kimbirilasud
163,7
0,114!
0,4221
1751
~
=i
samatiguila
660,0
28,3010,1201 O,992j 0,0501
0,082~1
9,SO
Nafadougou
306,0
4,3010,030
1,116
0,0191
0,4961
200
185
6,40
Sokouraba 2
106,0
2,2010,0101 1,142
O,047!
0,070i3OO)
230
6.40
Koro-ouIé
/
21,21
6,41
495.01
2,71
164,701 55,441 45,701
14,601 22,011
9,301
19,1010,3121 0,7171 0,068\\
0,064\\
3601
1451
20,30
-+
Samakona
21,5
140,0
7,0010,10011,014/ O,038i
0,1161_ .J30[
1251 ~
Bogodougou
21,0
81,0
4,0010,082
1,0361 0,4121
0,1831~
8,40
GoUia
1
21,01
5,51
75,01
0.21
12.201 43,121
3,611
0,801
8,901
6,201
5,2010,0501 1,085/ 0,1231
0,0851
751
601
6,40
Koma
1
20,71
6.51
249.01
2.31
140.001 89,701
10.821
17,SOI
2,841
16,ooi
4,4010,013j 0,0001 0,0161
0,1531
2151
1551
10,SO
119,0
80
69,4
-----=95=+----==~71 Tableau 47 :
449,0
160
Diandeguela
20,4
5,4
262,0
0,3
18,30
20,24
8.02
8,51
11.40
14,20
7,SOI0,130
1,000
0,3001
0,0851
3951
1701
20,30 Résultats des
Ber
19,7
5,9
144,0
0,6
36,60
56.76
4,01
2,92
2.13
7,20
4,00 0,070
1,076
0,0411
0,079
1441
55 1
8.40
1
hl
1
Tiemé
20,2
5,7
53.0
0,6
36.60
56,80
3,61
6,56
1.42
3,60
2,40 0,000
0,101
0.1051
0.003
90
50
6,40
ana yses C
m Ques
ITanhasso
19,4
5,4
76.0
0.6
36.60
66,80
1,60
O,SO
1.80
6,50
3,80 0,030
1,000
O,069i
0,116
75
15
2,20 des eaux souter-
NgoIobIasso
19,7
5,8
169,0
1,3
79.30 109,10
8,02
21,63
1.80
11.80
2,60_ 0,000
0,1SO
0.047!
0,3671
110
90
7,44
Z
bao
155.3
100
raines d'Odienné
Odienné
224,0
60
Zievasso
72.0
0,0341
0,000
105
Nîenesso
107,1
0,1051
0,003
135
Ferefougoula
2~6,21
1
932.01
1,61
97.601 66.441 51.701
16,801 52.901 29,301
~SOJ 0,8141 0,0001 0,2811 0,0001
SOOj
1751
8,40
Bougousso
1
25.31
5,91
~-16T.1l
1.01 61,001 70.931
7,211
10,941
3,551 11,SOI
6,7010,0001 0,0001 0,173J
O.oooj
1351
101
18,40
FoUa
193,5
TOU'Or!!!!~er) _.
---:;63~.O+-';':';+----;~:::+-"':":::~+---=:':+---:::!';::::+--~=-l-~'=f--~~~~_~~~~
Neguela
65.0
Koudougou
1 25,61
6,01
358.01
1.01
61,001 61.601 21.241
7,301
11,01L!!.30J
4,0010,0001 0,00Qj 0,0031
O,343j
3751
2101
10,50
Niamasso
25,2
5,8
-
54,3
0,7
42.70
39.80
4.01- 1.94'-11,01
4,10
1,30 0,000
0,053
0,0461
0,018
155
70 1
6,461
Gbessasso
25,0
6,2
196,0
1.6
97.60
35.20
25,25
2,SO
2,13
3,40
4,90 0,000
0,039
0.0271
0,036
-2251----- 195
8,40
BadioUa
25,1
5,2
64,4
0.5
3O.SO
66.00
2.81
O,SO
0.36
3.70
1,80 0,000
0,000
0,0011
0,015
170
115
6,40
Touaousso
26,2
5,8
146.3
1,0
61.00
56.32
12.83
43.50
1,07 ~70
0,80 0,000
1,164
0,0421
0,100
265
225
18,40
Kadiola
1
24,9r
6.11
147,41
1.61
97.601 «.001
14.03T 36,45/ o,t1~1
1,001 0,0001 0,4781 0,0021
0,0421
2201
210;
20,30
Sok<U3ba1
----14,0
851
8,40
Kabangoué
224.0
1051
7,40
Tienko
1 21,61
5,91
~ T29~ol
1.31
79.301 66.001
9.221
4,131
0,401
8.501
2,8010,0101 1,133\\ 0.0551
0,2881
160~------gQf
8,00
Ojirila
1 23.41
5.71
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0,91
54.901 52,401
6~411
2-;-921
2.13~101
2...9OI.Q,401j 0,593/ 0,168/
0,061/
1051
95:
6,40
Oirila
J
21,7/
5.7) -~~78.3T
0.8/
48.80r 57,201
4.01/
1.001
1.10~L3,101 0,000) 0.075i 0,.0331 0,098)
95i
90i
6,40
N
Kere
1
21,21
5.91
148.01
0.51
3O.SO/ 20.701
12,83/
13.401
3.ooL ~.801
1,5010,1201 1,0141 0,1731
0,085/
1151
501
6.40
00
\\J'o
Niamana
1
25,31
6,81
647.01
3.31
201.301
17.601 23.~1
14.82/
11.01~2OL43~ 0.0001 1.173J 0,004/ 0,0211
4S01
3801
14,50
GouaI1ni
1 25,71
6,3\\
362.01
2.61
158.601 43~121 24.041 4O-;34l
4.001
~.101
4,0010.0881 0,0001 0,0011
0,0701
3501
2901
8,10
Kabala
1
25,31
5,71
335.01
0:71
42.701 48.401 _21.641
6,601
12.80L l!.80L _8~ 0.0671 1..Q72J 0,0291
0,0981
3351
2S01
6,40
iBogodougOU
120.4
4201
16,40
IGueleban
497.0
90
6.00
1
_ _ ....
M
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_

---

Savané 1
286
- - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Toutefois, cette valeur impérative est difficile à observer en Afiique de l'Ouest où la
température moyenne de l'eau est environ de 30°C.
Si nous observons les résultats des analyses d'eau au Nord-Ouest dela Côte d'Ivoire, au mois
d'Avril, nous constatons en fonction de cette hypothèse que les valeurs extrêmes enregistrées
sont de 19.4°C et 27.4°C. La température moyenne est de 23°C. Les valeurs les plus
représentées sont comprises entre 19°C et 25°C. Les températures inférieures à 25°C
représentent 68 % des ouvrages étudiés. Par conséquent, la température moyenne de cette eau
est très proche de la valeur guide des commWlautés européennes.
En général, la température a tendance à augmenter dans les eaux de fissures. En effet, c'est
dans les forages qu'on a enregistré les valeurs extrêmes voisines de 27°C.
3.2.2.1.2 La conductivité
La conductivité mesure la capacité d'wle eau à conduire le courant électrique. Elle est liée à
la minéralisation et augmente avec elle.
Les valeurs de conductivité mesurées dans les eaux souterraines du département
d'Odienné varient de 14 J.lS/cm à 932 J.lS/cm . Les valeurs faibles enregistrées varient de 14 à
89 J.lS/cm.
Les valeurs moyennes enregistrées varient de 106 à 410 J.lS/cm et les valeurs fortes sont
supériennes à 410 J.lS/cm. Une analyse de la repartition des conductivités dans les ouvrages
montre que d'Wle manière générale les valeurs de conductivité les plus élevées se retrouvent
dans les roches basiques ( Amphibolites et pyroxénites) et les plus faibles dans les roches
acides telles que les granites hétérogènes, les gneiss et les migmatites.
3.2.2.1.3 Le pH
L'étude des variations du pH dans les eaux souterraines pennet de mieux connaître les
caractères corrosifs ou incrustants de celles-ci, caractère responsable des dommages qui
peuvent être causés au système de captage et provenant des interactions complexes entre le pH
et d'autres paramètres: matières en suspension et gaz dissous, température, alcalinité, dureté,
etc. Pour Wl pH inférieur à 6.5, les effets corrosifs deviennent significatifs. Au contraire, à pH
supérieur à 8.5 les risques d'incrustance de l'eau augmentent. L'analyse des valeurs de pH des
régions d'Odîenné, montrent une variation de 4.7 à 6.9 . La majorité étant comprise entre 5 et
6. Dans les aquifères de fissures, les valeurs sont comprises entre 5.4 et 6.4.
Dans les aquifëres d'altérites, les eaux souterraines ont un pH un peu plus élevé. Les valeurs
varient en général entre 5.5 et 6.9.
D'une façon général, toutes les eaux étudiées ont un pH inférieur 8. Cela signifie qu'elles sont
a priori toutes acceptables par rapport à la fourchette de 6.5 à 8.5 recommandée par certains
pays africains comme le Maroc.
L'alcalinité de ces eaux 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 C02 dissous qui contribuent probablement à la mise en solution d'ion ft et
HC03. L'ion C03 commence à être présent dans l'eau à partir d'un pH supérieur à 8.30, seuil
à partir duquel le C02 dissous cesse d'exister en quantité suffisante.
3.2.2.1.4 Matières en suspension
Les matières en suspension (MES), sont dues à la présence dans l'eau des matières
colloîdales,
minérales
ou
organiques
limons,
argiles,
phytoplancton,
complexes
organométalliques, etc.
En observant les résultats des différentes analyses, on constate que les valeurs sont différentes
d'Wl ouvrage à Wl autre. Ceci est certainement dû aux différentes couches d'horizon
TIlESE D'ETAT EN IlYDROGEOUJGIH, UNIVERSrfE DE COC'ODY

---

Partie III
287
- - - - - - - - - - -
traversées. Cela montre que les MES sont reparties de façon quelconque sur les ouvrages et
leurs moyennes ne présentent pas une signification particulèrement rigoureuse sur le plan
statistique.
Dans l'ensemble tous les points d'eau examinés ont une teneur en MES très élevée. Ces
valeurs sont nettement supérieures à la nonne internationale qui est inférieure ou égale à 30
mgll. Ce taux élevé de MES est dû au fait que les puits sont en permanence exploités par les
femmes qui utilisent les moyens artisanaux puiser de l'eau. Ceci provoque la présence des
matières colloïdales, ou de l'argile dans l'eau.
3.2.2.1.5 Le gaz carbonique dissous.
Le C02 dissous renseigne sur le renouvellement des eaux souterraines ou la pennéabilité de
l'aquifère. li pennet également d'évaluer l'agressivité de l'eau.
Les valeurs extrêmes de CO2 enregistrées sont respectivement de 12.32 mgll à Odienné
ville et 109.1 mgll à Ngoloblasso. Mais ces valeurs de CO2 mesurées sont nettement inférieures
à celles qui ont été calculées dans ces mêmes eaux et qui dépassent dans certains cas les 297
mgl1. EUes sont en général plus importantes dans les forages que dans les puits modernes. Dans
les eaux analysées, 68 % ont une agressivité forte, et 32 % ont une agressivité forte moyenne.
3.2.2.2 Qualité des eaux souterraines destinées à la consommation humaine
En Côte d'Ivoire, les nonnes de potabiIité des eaux naturelles ne sont pas encore fixées,
les nonnes en vigueures sont tacitement celles que recommande l'Organisation Mondiale de la
Santé (OMS) . Nous avons consigné dans le tableau 48 le résultat des analyses des principaux
éléments chimiques intervenant dans la définition de la potabilité d'une eau.
Tableau 48. Les teneurs ( mgll) des éléments chimiques en fonction des localités
Localiés
NIt.
NOl
K+
Na+
Ca2+
Mg2+
cr
50/-
P20~
Manadou
0.27
1.12
3.10
5.97
10.22
1.50
2.60
7.40
0.15
Bogodougou N
0.41
1.03
4
6.10
4.41
1.22
4.62
8.40
0.18
Diand~uela
0.31
1
7.50
14.20
8.02
8.51
11.40
20.30
0.08
ferefou~ouJa
0.28
0
8.50
20.30
51.70
16.80
52.90
8.40
0
Gueleban
0.23
0
Il.60
13.40
31.70
Il.40
9.60
6
0.02
~bao
1.25
1.15
5.10
Il.70
9.22
3.90
5
5.30
0.64
Tyimba
0.14
1.13
3
2.60
6.42
0.68
1.61
9.40
0.06
Niamana
0
1.17
43.90
4.20
23.65
14.82
11.01
14.50
0.02
Bogodougou 5
0.08
0.51
37.60
7.50
82.16
77.03
24.85
16.40
0.02
Korooulé
0.06
0.71
19.10
9.30
49.70
14.60
22.01
20.30
0.06
Sanaferedougou
0.02
1.09
16
3
32.90
26
21.30
12.50
0.15
Farala
0.07
0.52
14.20
6.40
13.42
3.42
Il.40
6.40
0.01
Kimbirila sud
0.11
1.11
2.50
12.70
9.22
6.32
1.80
20.30
0.42
Koudougou
0
0
4
. 11.30
21.24
7.30
11.01
10.50
0.34
Gbahalan
0.20
0.02
2
16
32.05
21.90
2.84
8.40
0.06
Nafadougou
0.02
1.11
4.30
8.20
20.44
30.32
0.71
6.40
0.49
N~oloblasso
0.04
0.15
2.60
Il.80
8.02
21.63
1.80
7.44
0.36
Gouarini
0
0
4
8.10
24.04
40.34
4
8.10
0.07
Nienesso
0.10
0.10
7.30
24.80
4.01
4.13
44.02
8.40
0
Kotoula
0.02
0.02
4
10
6.81
9.50
1.42
52.70
0.11
Samatiguila
0.05
0.99
28.30
II
30.50
4.62
40.12
9.50
0.08
THESIi D 'IiTAT liN IIYDROGEOUXi/E, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané 1
288
- - - - - - - -
3.2.2.2.1 Variation des concentrations en Ammoniaque.
La concentration limite de l'ammoniaque (NH/) recommandée par les normes guides
internationales de 1995 pour l'eau de boisson étant de 0.05 mgll, tous les points d'eau du
tableau 50 du fait que leurs teneurs en NIL+ soient comprises entre 0.004 mgll et 1.251 mgll
présentent dans l'ensemble une eau acceptable.
Seuls les points comme Manadou,
Bogodougou nord, Diandeguela, Ferefougoula, Gueleban et Zegbao ont des teneurs largement
supérieures à la norme internationale. Ces points ont respectivement des teneurs égales à
0.270, 0.412, 0.30, 0.281, 0.230, 1.251 mgll. La concentration maximale admissible sur le
plan international est 0.5 mgll.
Les nuisances liées à l'ammoniague résultent essentiellement de sa capacité à favoriser le
développement des
bactéries 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 NIL+ dans l'eau de boisson est surtout nuisible à cause de la faculté qu'a
cet élément de se combiner avec le CI mono et le déchloramine pour donner à l'eau un goût
très désagréable.
3.2.2.2.2 Variations des concentrations en nitrates
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, fixe la valeur limite en
nitrates des eaux de consommation humaine à 25 mgll. Alors que le texte européen vient de
son côté de definir un nouveau guide encore plus bas de 24.80 mgll qu'il est souhaitable de ne
pas franchir.
Tous les points analysés sur notre tableau ont des teneurs largement en-dessous de ces
normes. La teneur la plus élevée a été enregistrée à Tyimba avec 0.62 mgll.
Les nitrates des eaux souterraines proviennent en grande partie des pesticides et des engrais
repandus par l'agriculture. Un taux de nitrate supérieur à 45 mgll est nocif pour la santé
surtout pour les femmes enceintes.
3.2.2.2.3 Le potassium (K)
Les principaux minéraux potassiques des roches silicatés sont les feldspaths, l'orthose
et le microcline ( KAlShOs ), les micas et les feldspathoïdes leucite (KAlSh06 ). Les feldspaths
potassiques sont résistants à l'attaque de l'eau. Probablement ils sont altérés en silicate, en
argile ou en ions potassiques par le même processus que les autres feldspaths, seulement de
façon plus lente.
Selon les normes guides internationales 1995, la teneur en K+ de l'eau réservée pour la
consommation est de 10 mgll, la concentration maximale admissible étant 12 mgll.
Tous les points d'eau observés dans la région d'Omenné sont compris entre 0.5 mgll et 43.90
mgll.Certains points sont largement supérieurs à cette norme internationale. Ce sont: Niamana
( 43.90 mgll), Bogodougou sud ( 37.60 mgll), Samatiguila ( 28.30 mgll), Koro-oulé ( 19.10
mgll), Sanaférédougou ( 16 mgll), et Parala ( 14.20 mgll). Tous les autres points observés
restent dans les normes. La teneur élevée en potassium provient de l'abondance des roches
calco-alcalines de la région, montrée par l'étude géochimique.
----_._-_._.~----
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSTfE DE COCODY

---

Partie III
289
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Pour qu'wle eau soit potable, il faut que sa teneur en phosphore soit comprise entre 4
. 10'] mgll et 5 . 10.2 mgll selon les normes guides et la concentration maximale admissible.
Tous les points du tableau des résultats sont en-dessous de cette valeur, sauf Kimbirila sud,
Zegbao, Koudougou où les teneurs les plus fortes ont été enregistrées avec respectivement
0.422, 0.64, et 0.343 mgll.
3.2.2.2.5 Le sodium ( Na j
On trouve le sodium dans les feldspaths notamment dans les plagioclases dont la
composition varie de l'albite NaAlShOs, à l'anorthite CaAl2ShOs. Certaines présences sont
liées à la substitution du potassium en orthose et en microcline.
La concentration maximale admissible en ion Na+ exigée dans l'eau destinée à la
consommation humaine est 150 mgll les normes guides étant 20 mgll. Les valeurs les plus
fortes en sodium ( 43.9 et 37.6 mgll ) ont été enregistrées respectivement à Niamana et
Bogodougou sud. On peut également noter une teneur relativement élevée à Samatiguila de
28.30 mg/l.
3.2.2.2.6 Le calcium ( Ca1 j
Le calcium est un constituant essentiel des roches plutoniques, spécialement de la
chaîne des silicates ( pyroxène, amphibole), et les feldspaths. il peut provenir également
d'autres minéraux silicatés des roches métamorphiques. Par conséquent, on peut le trouver
dans les eaux ayant été en contact avec des roches plutoniques et métamorphiques.
Pour le calcium, la norme internationale exigée est une teneur inférieure ou égale à 60 mgll.
Bogodougou sud, avec une teneur égale 82.16 mgll est le seul point qui dépasse cette norme,
tous les autres points étant largement en-dessous. Les normes guides de 1995 vont jusqu'à 100
mgll. Ce qui permet de dire que tous les points analysés restent dans les normes de potabilité
par rapport au calcium.
3.2.2.2.7 Le magnésiwn (Mg1j
Le magnésium est un constituant principal des minéraux ferromagnésiens tels que
l'olivine, le pyroxène, l'amphibole et la biotite. Dans les roches altérées, on trouve les minéraux
magnésiens tels que la chlorite et la serpentite. Sous la forme sédimentaire, le magnésium s
trouve dans les carbonates tels que les magnésites et l'hydromagnésite, l'hydroxyde bmcite, et
le mélange du magnésium avec le carbonate de calcium.
La teneur en ions Mg2+ exigée pour une eau de bonne qualité, est 30 mgIlla concentration
maximale admissible étant 50 mgll. En observant les résultats des analyses sur le site on
remarque qu'en plusieurs endroits, certaines valeurs enregistrées sont très élevées par rapport à
d'autres. Ainsi, les valeurs les plus fortes (21.90, 30.62, 14.60, 17.50, 26, 21.63, 16.80,
43.50, 36.45, 13.40, 14.82, 40.34, 77.03 mgll) ont été enregistées respectivement à Gbahalan,
Nafadougou, Koro-oulé, Koma, Sanaféredougou, Ngoloblasso, Ferefougoula, Tougousso,
Kadiola, Kéré, Niamana, Gouarini, et Bogodougou sud.Seuls les points comme Nafadougou,
Tougousso, Kadiola, Kéré, Gouarini et Bogodougou Sud ont une teneur qui dépasse
largement les normes guides.
TlIllSE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané .1
290
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
3.2.2.2.8 Le chlore ( cn
Le chlorure est présent dans divers types de roches à des teneurs plus faibles que celles
des autres constituants majeurs de l'eau naturelle. Panni la provenance des minéraux de
chloruret se trouvent le sodalite ( feldspathoïde )t Nas[Ch(AlSi04)6] et le phosphate apatite.
En résumé, les roches plutoniques ne peuvent pas donner de fortes concentrations de cWorure
à une eau naturelle en circulation normale. Les plus importantes sources sont associées aux
roches sédimentaires, particulièrement les évaporites.
La teneur maximale de chlore exigée pour une eau potable est de 48 mgll. A part
Ferefougoula qui a Wle teneur de 52.90 mg/l, et à un degré moindre Nienesso 44.02 mgll, et
Samatiguila 40.12 mgll, tous les autres points dteau analysés ont une teneur largement en-
dessous de la nonne exigée.
3.2.2.2.9 Les sulfates ( SO./">
Le soufre est largement reparti dans les roches plutoniques et sédimentaires sous une
fonne réduite comme les sulfures métalliques. Quand les minéraux sulfureux en contact avec
l'eau aérée, subissent Wle altération, le soufre est oxydée pour donner les ions sulfates qui
entrent en solution. Les ions hydrogènes sont produits en quantité considérable dans ce
processus d'oxydation.
Le pyrite se trouve dans de nombreuses roches sédimentaires et constitue une source de fer
ferreux et de sulfate dans l'eau souterraine.
Les sulfates se trouvent également dans certains minéraux du groupe feldspathoïdet mais les
plus importantes sources sont les sédiments évaporites. Les sulfates calciques comme le gypse
CaS04.2H20, ou comme l'anhydride, qui ne contiennet aucune eau de cristallisation,
constituent une part considérable de différentes séquences de roches évaporites.
La teneur en ion sulfate exigée par les nonnes guides pour une eau de bonne qualité est 25
mgll , la concentration maximale admissible étant 250 mgll. Les valeurs les plus élevées (
52.70, 20.30, 20.30 mgll ) ont été enregistrées respectivement à Kotoula, Kimbirila sud, et
Koro-oulé. Seul Kotoula dépasse largement les normes guides. L'ensemble des points analysés
présente des valeurs très faibles.
En conclusion, l'eau souterraine utilisée pour la consommation domestique est de
bonne qualité dans l'ensemble. Parfois, par endroits, certains ions comme le magnésium
présentent des taux nettement supérieurs à la norme internationale, mais ce qui ne saurait
mettre en question la potabilité de cette eau, surtout quand on considère l'ensemble de tous les
ions analysés. Il est rare de trouver une eau dont les teneurs de la totalité des ions soient
strictement comprises dans les normes internationales. Cependant un village comme
Bogodougou sud présente une qualité d'eau assez médiocre par rapport à l'ensemble de la
région. En effet, la plupart des ions analysés dans ce village ont une teneur qui dépasse la
nonne internationale.
71fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIJIERSITE DE COCODY

---

Partie III
291
3.2.3
ABONDANCES IONIQUES ET PRINCIPAUX FACIES CHIMIQUES
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 Wl deséquilibre de la balance
ionique. En effet, la majeure partie des échantillons d'eau présente tantôt Wle nette dominance
des anions par rapport aux cations, tantôt le contraire.
Dans la région d'Odienné, le déséquilibre de la balance ionique affecte surtout les
ouvrages moins profonds : 60 % des puits modernes. Les forages sont légèrement moins
touchés: 40 %.
En Afrique de l'Ouest, l'ion carbonate (C0 2
3 -)
est généralement absent dans les eaux
souterraines de la plupart des aquifères de socle (pH < 8.30). Ce sont
par contre les ions
nitrates (N03°) qui se rencontrent souvent en concentration très appréciables dans les eaux
souterraines. Le carbone organique dissous ( R- COO- ) et les ions aluminium généralement
non dosés peuvent également exister en quantités non négligeables dans l'eau et donc
constituer Wle 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 IP, 1987).
3.2.3.1. Variations des teneurs en ions majeurs dans les différents secteurs du bassin.
Il s'agit de voir la variation spatiale des ions dans les eaux souterraines souterraines
d'aquifères de fissures et d'altérites.
a) Les aquifères de fissures
1
Tableau 49: variations des teneurs en ions ( en méqll ) dans les eaux souterraines issues
d'aquifères de fissures dans les différents secteurs du site.
Secteur
Car-
Mgr-
Na+
K+
HC03" cr
S042"
NO)-
Nord
1.02
2.52
0.35
0.11
2.10
0.02
0.13
0.01
Est
0.08
0.04
0.28
0.09
0.59
0.05
0.04
0.02
Ouest
1.58
0.93
0.58
0.29
3.19
0.27
0.13
0
Centre
0.64
3.57
0.16
0.02
0.99
0.03
0.38
0.01
Sud
2.58
1.38
0.88
0.21
1.59
1.49
0.17
0
Moy.Bassin
1.18
1.68
0.45
0.14
1.69
0.37
0.17
0.01
Nous avons dans le tableau 49 la variation spatiale des ions dans les eaux souterraines issues
d'aquifères de fissures.
Du Nord au Sud, les teneurs en Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HC03", cr, S042" et N03-, passent
respectivement de : 1.02 ; 2.52 ; 0035; 0.11 ; 2.10 ; 0.02 ; 0.13 et 0.01 méqll à 2.58 ; 1.38;
0.88 ; 0.21 ; 1.59 ; 0.17 et 0 méqll, en passant par des intermédiaires plus ou moins élevés. La
migration des ions dans les eaux souterraines en provenance du côté orientale semble plus
importante que celle du côte occidentale. En effet, on enregistre 0.08 ; 0.04 ; 0.28 ; 0.09 ; 0.59;
0.05 ; 0.04 et 0.02 méqll dans les eaux prélévées à l'est, contre respectivement 1.58 ; 0.93;
0.58 ; 0.29 ; 3.19 ; 0.27 ; 0.13 et 0 méqll à l'Ouest, à l'exception des nitrates dont l'évolution
est inverse.
La différence qu'on observe dans la repartition des ions entre les bordures du bassin rejoint les
résultats obtenus par l'étude des pennéabilités induites par les fractures : l'écoulement des
eaux est plus important à travers des axes de drainage bien développés à l'Est qu'à l'Ouest.
- - - - - -
JlIE~'E D'ETAT EN llrDROGEOLOGlE, UNlVERSrrE DECOCOIJY

---

Savané 1
_
292
h) Les aquifères d'altérites
Le tableau 50 présente la variation spatiale dans les eaux souterraines issues d'aquifères
d'altérites.
Tableau 50: variations des teneurs en ions ( en méqll ) dans les eaux souterraines issues
d'aquifères altéritiques dans les différents secteurs du site.
Secteurs
Ca:t
M~:t
Na+
K+
HCOl' cr
S04:.l,
NOl'
Nord
0.46
0.34
0.36
0.07
1.29
0.01
0.16
0.014
Est
0.40
1.78
0.51
0.06
1.29
0.05
0.15
0.002
Ouest
0.14
0.04
0.16
0.46
0.49
0.01
0.13
0
Centre
0.46
0.52
0.55
0.06
2.59
0.05
0.42
0.01
Sud
0.20
0.34
1.07
0.18
0.39
1.24
0.17
0.001
Bassin
0.33
0.60
0.53
0.16
1.21
0.27
0.20
0.006
Dans l'ensemble, les ions Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO]', cr et SO/, augmentent du Sud au
Nord. Seuls les ions K+, cr, et SOi' sont plus abondants au Sud qu'au Nord.
Aussi, les concentration en Ca2+ et Mg2+, nettement plus élevées dans le secteur Est (0.40,
1.78 méqll) que dans les secteurs Ouest et Sud du bassin (0.20, 0.34 méqll) confirment la
circulation de l'eau souterraine par les fractures du côté Est vers le centre et le Nord du bassin.
Ailleurs, les teneurs plus élevées en ions, seraient la conséquence d'Wle surconcentration locale
en ces éléments à travers les altérites argileuses.
En conclusion, dans les deux types d'aquifères étudiés : aquifères de socle et aquifères
altéritiques, l'évolution des concentrations en ions entre le Sud et le Nord, 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 privilègiés
d'écoulement dans le secteur. Dans ces conditions, le déplacement des masses d'eau du Sud au
Nord, se ferait à travers des directions préférentielles imposées par l'orientation des fractures
au sol, de sorte que, pendant son déplacement une masse d'eau déterminée ne peut se mélanger
qu'à Wle autre masse d'eau située sur son trajet, et jamais à celles appartenant à d'autres
directions d'écoulement ou à des systèmes hydrauliques différents.
3.2.3.2. Caractérisation des principaux faciés chimiques
L'évolution des concentrations en ions majeurs dans le diagramme de STIFF, met en
évidence Wle nette similitude entre la composition des eaux souterraines issues d'aquifères de
fissures et celles issues d'aquifères altéritiques. Ce qui suggère l'existence d'une certaine
continuité entre les systèmes hydrauliques formés par les deux types d'aquifères. En général,
les teneurs en Ca2+, Na+, HC03' et NO/" sont plus élevées dans les eaux issues du socle que
dans celles issues d'aquifères altéritiques. Au contraire, le magnesium est assez constant dans
les deux cas et les ions K+, cr , sol et NO/" dont les teneurs dépendent des activités
biologiques dans le sol, sont plus abondants dans les altérites que dans le socle.
Les éléments de base de la composition chimique de l'eau (Ca2+, M g2+, Na+, K+) et (HC03',
sa/- et Cr) se combinent deux à deux pour former les neuf principaux hydrofaciés :
- eaux bicarbonatées calciques, bicarbonatées magnésiennes et bicarbonatées
sodiques;
- eaux sulfatées calciques, sulfatées magnésiennes, et sulfatées sodiques;
- eaux chlorurées calciques, chlorurées magnésiennes et chlorurées sodiques;
TIfESE D'ETAT EN ImJROGEOLOGIE, UNIJIEIl..'iITE DECOCODY

---

Partie III
293
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
3.2.3.2.1
Eaux bicarbonatées calciques
L'hydrofaciés bicarbonaté calcique est le groupe d'eau le plus important dans le bassin,
tant en nombre (35.25 % des obselVations) qu'en abondance individuelle des ions.
Les eaux bicarbonatées calciques se présentent sous les formes suivantes:
rC0 H' > rCr > rS042
3
• et rCa 2+> rNa+ > rMg2+
ou
rC03H'> rcr > rSO/- et rCa2+> rMg2+> rNa+
- Eaux issues d'aquifères de fissures ( Fig 113 ).
Tableau 51: Concentrations en ions majeurs (en méqll) des eaux bicarbonatées
calciques les plus minéralisées issues d'aquifères de fissures
Localités
Ca~
M~~
Na+
K+
HC03
SOl
cr
N03
MT
Sokouraba 2
0.79
0.14
0.11
0.05
0.89
0.13
0.02
0.02
2.15
Tienko
0.46
0.33
0.36
0.07
1.29
0.16
0.01
0.01
2.69
Gueleban
1.58
0.93
0.58
0.29
3.19
0.12
0.27
0
6.96
Kaban~oué
0.64
0.27
0.54
0.01
1.59
0.15
0.02
0.001
3.22
Foula
052
0.30
0.38
0.09
1.29
0.17
0.06
0
2.81
Birimadou~ou
1.93
0.54
0.37
0.32
4.36
0.13
0.39
0.001
8.04
Frefougou\\a
2.57
1.38
0.88
0.21
1.59
0.17
1.49
0
8.29
Les aquifères de fissures sont caractérisés par la constance des ions HC03', Mg2+ Ca2+ et Na+,
les plus réguliers et les plus abondants. A aucun moment, leur concentration ne tombe à 0
méqll, même dans les eaux les plus faiblement minéralisées. Au contraire, les ions K+, cr,
N0 2
3 • et S042• sont à des degrés divers, des ions occasionnels, pouvant être absents dans
certains cas, mais dont les teneurs peuvent devenir subitement considérables dans certaines
eaux.
Les eaux bicarbonatées calciques les plus minéralisées, sont essentiellement marquées par les
couples de cations: Ca2+> Mg2+, Ca2+ > Na+, et Ca+> K+ ; et par ceux d'anions HC03" > sot,
HC03' > cr et HC03' > NO/.
Les eaux bicarbonatées calciques se caractérisent par leur repartition régionale qui ne semble
pas liée à un faciés pétrographique ; on en trouve dans les granites à biotite hétérogènes, les
migmatites anciennes ou récentes et dans les métasédiments.
A faible minéralisation, les mêmes couples d'ions présentés plus haut prédominent sur les
autres éléments dans les eaux bicarbonatées calciques. Cependant, les teneurs en Ca2+, Mg2+,
Na+, HC03' et NO/" y sont assez reduites.
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 cr seul ou ensemble chaque fois que
les concentrations en sels dissous deviennent importantes dans l'eau. Au contraire, à faibles
valeurs de la minéralisation totale, les ions occasionnels K+, sol' et cr n'existent qu'à des
teneurs insignifiantes, voire nulles.
mESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVEUSITE DE COCOD}'

---

_ _ _ _ _ _294
Sa\\'allé .1
-_.-_._-~ - - - - - - - - - - - - - - - -
Milliéquivalcnts par litrc
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Ca
Mg
SO~
CI
Na+K
Fe
Fig 113 : Le diagramme de STlFF représentant les eaux bicarbonatées calciques des aquifères
de fissures du forage de Sokouraba 2.
MiIliéquivalents par litre
2
1.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
2
Ca
HCO)+CO)
Mg
SO~
Na+K
CI
Fe
NO)
Fig
114
: Le diagramme de STLFF représentant les eaux bicarbonatées calciques des
aquifères altéritiques du puits de Gbessasso.
fi {fSf 1)'f~"IA 1 1,,\\' 1/rIJ/U)( il:'()fJ)(iŒ. /J.\\'WAUSI1E 1JI:' cocon!'

---

Pat1ic III
295
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- Eaux d'aquifères d'altérites
Tableau 52: Concentration en ions majeurs ( méq/\\) des eaux bicarbonatées calciques les plus
minéralisées issues d'aquifères altéritiques.
Localités
Cal+
M~l+
Na+
K+
HCOl-
S04:.l-
cr
NOl-
Mt
Farala
0.31
0.05
0.13
0.07
0.93
0.17
0.05
0.01
1.72
Odienné
1.70
0.18
0.13
0.23
2.29
0.17
0.02
0.008
4.73
Kabala
1.07
0.54
0.38
0.22
0.69
0.13
0.36
0.017
3.41
Korooulé
2.28
1.20
0.40
0.48
2.69
0.42
0.62
0.011
8.10
Gbessasso
1.26
0.20
0.14
0.12
1.59
0.17
0.06
0
3.54
Neguela
0.22
0.04
0.11
0.06
0.49
0.22
0.08
0
1.22
Kimbirila n
0.58
0.36
0.49
0.07
1.45
0.04
0.01
0.02
3.02
Tyimba
0.32
0.05
0.11
0.07
1.15
0.19
0.04
0.02
1.95
Sokouraba 1
1.20
0.06
0.12
0.07
1.39
0.17
0.03
0.02
3.06
Djerila
0.75
0.24
0.24
0.08
1.06
0.17
0.05
0.01
2.6
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,
sont essentiellement contrôlées par les alcalino-terreux : Caz+> Mgz+, et par les couples
d'anions HC03" > SO/" HC03" > cr, et HC03" > NO/". Ici encore, l'abondance simultanée de
Caz\\ Mgz+, K+, HC03- et Cl- traduit le plus souvent Wle minéralisation totale assez forte dans
les eaux souterraines (figure 114 ).
Dans les altérites, aucWl couple d'ions ne prédomine dans les eaux bicarbonatées calciques les
plus faiblement minéralisées. Les ions Ca2+ et HC03- les plus constamment abondants n'y
présentent des teneurs de
0.31 à 2.28 méq/\\ pour les Ca2+ et de 0.49 à 2.69 méq/l pour les
HC03- .
3.2.3.2.2 Eaux bicarbonatées magnésiennes
Elles représentent 29.41 % des échantillons d'eau étudiés dans la région et se caractérisent par
des valeurs de minéralisation totale nettement inférieures à celles des eaux bicarbonatées
calciques.
Elles se présentent sous les formes suivantes:
rC03H> rCr > rSO/" et rMg2+> rCa2+> rNa+
ou
rC03H> rCr > rSO/-
et
rMg2+> rNa+ > rCa2+
- Eaux issues d'aquifères de fissures ( figure 115 )
Les plus fortes valeurs de minéralisation totale oscillent entre 4.07 et 6.23 mé~/l. Elles sont
dominées exclusivement par les alcalino-terreux: Mg2+> Ca2+ et par HC03- > N03 -, HC03- >
cr et HC03- > S042-. Les ions Mg2+, HC03" et Ca2+ y sont les principaux éléments chimiques.
Leurs teneurs varient de (Tableau 53):
' - - - ' " --------~---_.---------_
. . .__ . -
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DECOCODY

---

Savan6.1
296
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - '
Milli6quivalents par litre
5
4
3 2 1 0 1 2 3
5
Ca
HCO)+CO)
Mg
50.
Na+K
CI
Fe
NO)
Fig 115: Le diagramme de STlFF représentant les eaux bicarbonatées magnésiennes
issues d'aquifères de fissure du forage de Koma.
Milliéquivalents par litre
0.8
0.6
004
0.2
0
0.2
004
0.6
0.8
1
Ca
HCO)+CO)
Mg
•
50.
Na+K
CI
Fe
NO)
Fig 116 : Le diagramme de STIFF représentant les eaux bicarbonatées magnésiennes issues
d'aquifères altéritiques du puits de Tieme.
TIlESE D'ETAT EN JlrDROGEOLOGlE. UNIVERSITE DE COCODY

---

PaJ1ic III
297
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
0.33
à
l.02
méqll
0.78
à 2.51
méqll
0.99
a 2.29 méqll
Tableau 53: Concentration en ions majeurs (méqll) des eaux bicarbonatées
magnésiennes les plus minéralisées issues d'aquifères de fissures.
1
Localité
Ca 2+
Mg~
Na+
K+
HCOJ'
S042•
cr
NOJ
MT
2
Bougousso
0.36
0.89
0.50
0.17
0.99
0.38
0.10
0
3.39
3
Koma
0.53
1.44
0.71
0.11
2.29
0.21
0.08
0
5.37
4
Nafadou~ou
1.02
2.51
0.35
0.11
2.09
0.13
0.02
0.017
6.23
5
Kotoula
0.33
0.78
0.43
0.10
1.29
1.09
0.04
0.013
4.07
Les ions Na+, S042• et N03" y sont secondaires, leurs concentrations maximales 0.71, 1.09 et
0.017
rnéqll ne sont enregistrées qu'occasiOimellement. Le potassium et les cWorures
n'existent qu'à des teneurs très faibles ( leurs concentrations ne dépassent pas 0.17 et 0.10
méqll). Au contraire, dans les eaux peu minéralisées, Mg2+> Ca2+prédomine sur tous les autres
couples, en association avec HC03" > NO/" essentiellement ou avec HC03" souvent seul en
solution.
- Eaux issues d'aquifères altéritiques (figure 116 )
Les valeurs de la minéralisation totale varient entre 2.09 et 17.83 méqll. Les valeurs des
teneurs des ions sont consignées dans le tableau suivant:
Tableau 54: Concentrations en ions majeurs (en méqll) des eaux bicarbonatées
magnésiennes les plus minéralisées issues d'aquifères d'altérites.
1
Localité
Ca2+
Mg~
Na+
K+
HCOJ"
SOi
cr
NOJ
MT
2
Kadiola
0.70
2.99
0.23
0.02
1.59
0.42
0.02
0.007
5.99
3
Tiemé
0.18
0.53
0.15
0.06
0.59
0.13
0.04
0.001
1.68
4
Sananferedo~ou
1.64
2.14
0.13
0.41
2.99
0.26
0.60
0.017
8.18
5
Tougousso
0.64
3.57
0.16
0.02
0.99
0.38
0.03
0.018
5.80
6
Touroni
0.21
0.68
0.19
0.02
0.79
0.17
0.04
0
2.09
7
Ngoloblasso
0.40
1.77
0.51
0.06
1.29
0.15
0.05
0.002
4.23
8
Gbahalan
1.59
1.80
0.69
0.05
2.95
0.17
0.08
0
7.33
9
Gouarini
1.19
3.32
0.35
0.10
2.59
0.16
0.11
0
7.82
10
Kere
0.64
1.10
0.16
0.03
0.49
0.13
0.08
0.016
2.64
Il
Bogodougou sud
4.09
6.33
0.32
0.96
5.09
0.34
0.70
0.008
17.83
Tous les échantillons d'eaux bicarbonatées magnésiennes issues d'altérites se caractérisent par
des valeurs faibles de la minéralisation toale, comprises entre 50 et 290 mg/l. Elles ont pour
éléments dominants: Mg2+> Ca2+ et Mg2+ > Na+ qui s'associent à HC0
2
3' < N03 • et HC03' >
SOl" majoritairement ou à HC03" seul. Les teneurs maximales en éléments dominants: Mg2+,
Ca2+ et HC03' sont respectivement 4.09 , 6.33 et 5.09 méqll. Tous les autres ions existent
parfois en teneurs assez importantes.
17IESH D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNWERSrrl!: DE COCODY

---

Savané.I
298
---------------~-----------
3.2.3.2.3
Eaux bicarbonatées sodiques
Elles représentent 23.52 % des échantillons d'eau étudiés, et se caractérisent par des
valeurs de minéralisation totale nettement inférieures à celles des eaux bicarbonatées calciques.
Elles se présentent sous les fonnes suivantes:
rHC03' > rCr > rSOl- et rNa+ > rMg2+> rCa2+
ou
rHC03' > rCr> rSOt et rNa+ > rCa2+> rMg2+
- Eaux issues d'aquifëres de fissures ( figure 117 )
Les plus fortes valeurs de minéralisation totale sont rares. Les teneurs les plus élévées oscillent
entre 1. 18 à 2.96 méqll. Elles sont sous la dépendance exclusive de Na+ > Ca2+ et HC03- > cr.
Les ions Na+, Ca2+, K+, HC03' et cr éléments de base de la minéralisation totale présentent
des teneurs suivantes:
,
Ca2+
0.08
a
0.97 méqll
K+
0.09
à
0.17 méqll
Na+
0.28
a
0.41
méqll
HC03'
0.59
à
1.29 méqll
cr
0.01
à
0.14 méqll
Les couples d'ions les plus remarquables sont: Na+ > Ca2+ et Na+ > Mg2+ en associant avec
HCO .> SO 2- HCO' > cr et HCO'> NO 2-
3
4 ,
3
3
3 ·
Tableau 55: Concentration en ions majeurs (en méqll) des eaux bicarbonatées sodiques les
plus minéralisées issues des aquifëres de fissures
1
Localité
Ca~
Mg~
Na+
K+
HC03'
SOl-
cr
N03-
MT
2
Tanhasso
0.08
0.04
0.28
0.09
0.59
0.04
0.05
0.016
1.18
3
Dirila
0.20
0.08
0.37
0.07
0.79
0.13
0.03
0
1.67
4
Z~bao
0.46
0.32
0.50
0.13
1.29
0.11
0.14
0.018
2.96
5
Samakona
0.57
0.06
0.41
0.17
0.99
0.13
0.01
0.016.
2.35
Elles sont issues en grande partie des formations gneissique, rhyolitique et granitique.
- Eaux issues d'aquifëres altéritiques ( 118 )
Chaque échantillon d'eau est contrôlé par des couples d'ions qui lui sont propres.
Na+> Mg2+ et HC03' > cr (Bogodougou)
C'est la preuve qu'aucun mécanisme d'acquisition des ions par l'eau ne prédomine
fondamentalement dans les aquifëres altéritiques. Le potassium, le sodium et le bicarbonate y
atteignent les teneurs maximales de 0.55méqll et 3.29 méqll. Les ions comme SO/', Cl- et
Mg2+ peuvent exister avec des teneurs appréciables.
. ----.- -_ .. _--_.._--~-------------~-----
111ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSfI'E DECOCODY

---

P:1I1ic III
299
- - - - - - - - - - - -
Milliéquivalents par litre
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Ca
.....,...------+---------~HCO,+CO,
Mg
Na+K
CI
Fe
NO,
Fig 117 : Le diagramme de STIFF représentant les eaux bicarbonatées sodiques issues
d'aquifères de fissure du forage de Samakona.
MiUiéquivalents par litre '
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
Ca
HCO,+CO,
Mg
S04
Na+K
CI
'/
Fe
NO,
Fig 118: Le diagramme de STIFF représentant les eaux bocarbonatées sodiques issues
d'aquifères altéritiques du puits de Niamalla.
71IESE /)'/:'1:4.1' I:"N 11I1JIUXiEOLUGIE, UNIVERsrrE DE C(X'ODY

---

Savané .1
_ _ _ _ _ _ _ _300
Tableau 56: Conccntration cn ions majcurs (cn méql1) des caux bicarbonatées sodiques
Ics plus minéralisécs issues dcs aquifères d'altélitcs.
1
Localité
Ca2+
M~2+
Nat
K+
HCOJ-
so.t cr
NOl-
MT
2
Kimbirila sud
0.46
0.51
0.55
0.06
2.59
0.42
0.05
0.017
4.65
3
Bogodougou Il
0.22
0.10
0.26
0.10
0.69
0.17
0.13
0.016
1.68
4
Niamasso
0.20
0.15
0.17
0.03
0.69
0.13
0.13
0
1.68
5
Badioula
0.14
0.04
0.16
0.04
0.49
0.13
0.01
0
1.01
6
Beredou~ou
0.20
0.24
0.31
0.10
0.59
0.17
0.06
0.017
1.68
7
Djirila
0.30
0.24
0.26
0.07
0.89
0.13
0.06
0.01
1.95
8
Niamana
1.18
1.22
0.18
1.12
3.29
0.30
0.41
0.018
7.72
9
Zievasso
0.14
0.02
0.09
0.06
0.39
0.17
0.02
0
0.89
Dans les eaux bicarbonatées sodiques faiblement minéralisées, la prédominance du couple
d'ions Na+ > Ca2+ est nette dans 80 % des ions; cependant, de façon isolée, le couple K+ > Na+
peut également exister selon les lieux.
La présence d'un nombre impOltant de couples d'anions dans ces eaux: HC03- > cr, HC03- >
sol, HC03- > Not montre bien que tous ces éléments ysont aléatoires comme le sont aussi
la plupalt des cations.
3.2.3.2.4 Les eaux chlorurées calciques
Elles occupent 9.88 % de l'ensemble des échantillons.
- Eaux chlorurées calciques
Elles représentent 5.88 % des échantillons d'eau étudiés et se présentent sous les formes
suivantes:
Les couples d'ions Ca2+ > Mg2+ et cr > HC03' y sont les plus nombreux. Aucun échantillon
ne présente ces eaux, aussi bien dans les aquifères de fissures que dans les aquifères d'altérites.
Les teneurs des ions majeurs varient de ( tableau 57):
cr
: 1.13
à
2.84 méq/l
C0 H-
3
: 0.26
a
0.99 méq/l
sol
0.13
à
0.42 méq/l
Ca2+
0.13
à
1.52 méq/l
Mg2+
0.02
a
0.38 méq/l
Tableau 57: Concentration en ions majeurs (méq/l) des eaux cWorurées calciques les plus
minéralisées issues d'aquifères altéritiques.
Localités
Ca2+
Mgl+
Nat
K+
HCOJ-
So./
cr
NOl-
Mt
Kerebadougou
0.31
0.02
0.11
0.02
0.59
0.42
2.84
0.018
4.33
Fanala
0.66
0.28
0.27
0.36
0.26
0.13
0.32
0.01
2.29
Samati~uila
1.52
0.38
0.47
0.72
0.99
0.19
1.13
0.015
5.41
'I1IESH J) 'H1il T EN I/Yf)RO(i[<;OLOGIE. UNIVERSITE DE rOCUIJY

---

Pal1ic III
30\\
Elles représentent 3.92 % des échantillons d'eau étudiés et se
présentent sous la forme
suivante:
Les eaux chlorurées sodiques ne se rencontrent que dans WI seul forage. Les couples d'ions
Na+> Mg2+ , Na+ > Ca2+ et cr > HCOJ' contrôlent toutes les eaux dans lesquelles leurs teneurs
sont élevées. Cette eau est représentée par les forages de Nienesso et de Goulia.
Tableau 58 : Concentration en ions majeurs ( en méq/l) des eaux chlorurées sodiques les plus
minéralisées issues des eaux souterraines de la région d'Odienné.
Localités
CaH
M~2+
Na+
K+
HCO)'
S042.
cr
NO)'
Mt
Goulia
0.18
0.06
0.26
0.13
0.19
0.13
0.25
0.017
1.21
Nienesso
0.20
0.33
1.07
0.18
0.39
0.17
1.24
0
3.58
Milliéquivalents par litre
2
1.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
2
Ca
HCO)+CO)
Mg
/ /
SO~
Na+K
/ ' ~
CI
Fe
~
NO)
Fig 119: Le diagramme de STIFF représentant les eaux clùoruées sodiques issues
d'aquifères de fissure du forage Nienesso.
3.2.3.2.5 Eaux sulfatées sodiques
Elles sont caractérisées par les couples d'ions Na+ > Ca2+ et SO/" > NO/" et rarement
SO/" > HC03-. Elles occupent une proportion de 1.96 % de l'échantillon.
- Eaux issues des aquifères d' altérites
C'est un hydrofaciés dans lequel les valeurs de la minéralisation totale sont toujours reduites :
2.75 méqll.
Oaus les eaux d'altérites, les teneurs varient:
Ca2+ : 0.40 méqll et HCOJ'
0.29 méq/l
Mg2+ : 0.70 méqll et
cr
0.32 méqll
Na+
0.62 méqll
et
S042.
0.42 méqll
K+
0.19 méqll
et
NO 2-
J
0.016 méqll
Dans l'ensemble les eaux bicarbonatées représentent près de 88.18 % des échantillons d'eau
étudiés. Cette valeur est très importante si on la compare à la région du grand Abidjan (
Jourda, 1987), où les eaux bicarbonatées occupent 40 % de l'ensemble des échantillons. Par
TI/ESE D'ETAT EN IIYD/uXi/WUXi[E, UNIVERSITE DE ClKO[)Y

---

Savané 1
302
contre dans cette même région les eaux chlorurées sont plus représentées ( 60 %) alors que
dans le bassin du Bani Niger, elles ne représentent que 9.88 %.
Dans le bassin de la Mé (Soro N., 1987), les eaux bicarbonatées représentent 92 % et les
eaux chlorurées 7%.
Dans le bassin de la Marahoué ( Biémi 1., 1992), les eaux bicarbonatées occupent 72 % de
l'ensemble des échantillons, les eaux sulfatées environ 22 % et les eaux chlorurées 6 %. Dans
le bassin de Bani Niger les eaux sulfatées sont très peu représentées ( 1.96 %).
3.2.3.3 Orieine des ions majeurs
Le mécanisme d'acquisition de la minéralisation se fait selon plusieurs processus dont la
mise en solution des éléments constitue certainement le premier stade ( Schoeller, 1962). Les
roches traversées par les eaux sont le siège d'une dissolution et attaque des éléments
constitutifs. Il s'établit entre la roche et l'eau qui l'imprègne des échanges d'ions.
L'importance de la minéralisation provient du contact entre la roche et l'eau.
L'abondance relative des alcalins dans nos eaux est compatible avec la nature géologique des
terrains rencontrées; la décomposition des silicates libère surtout des alcalins qui constituent la
fi'action dissoute la plus importante.
Les eaux sont peu chargées en chlorure; elles circulent dans la frange fissurée et altérée des
roches cristallines. Lors de sa circulation en profondeur, l'eau s'enrichit en minéraux portant
les traces des terrains.
3.2.4. VARIATION DE LA MINERALISATION
3.2.4.1. Variations verticales
La comparaison des teneurs de la minéralisation totale dans les eaux souterraines issues
d'aquifères de fissures et dans celles issues d'aquifères altéritiques, montre que les plus fortes
teneurs en ions Ca2+, Mg2+, et SO/- qui sont de :
82. 16 ; 77.03; 3 II. 1; 8.4 mgll dans les aquifères de fissures
38.7 ; 40.34; 266.4; 52.7 mgll à la base des altérites
4.01 ; 8.30; 48.8 ; 8.4 mgll au sommet des altérites
évoluent en fonction de la profondeur des aquifères.
Ces résultats montrent que la production des ions est relativement plus importante en
profondeur que dans la partie supérieure du sol, à cause probablement du lessivage des
éléments dans les couches supérieures (zone éluviale) et de leur accumulation conséquente en
profondeur (zone illuviale).
3.2.4.2. Variations spatiales
Dans le diagramme de la figure 120, les valeurs de la minéralisation augmentent du Sud
vers le Nord, c'est à dire dans le même sens que l'écoulement des eaux de surface. L'évolution
des ions met en évidence un seul « front ionique» , le front ionique de base.
Un « front ionique de base» porte les marques d'une faible minéralisation des eaux,
observable à toutes les altitudes et caractéristique des zones à lessivage plus important.
nIEs/:, f)'EUT EN IlrD1WGEOLOG1E, UNIVER:m'1'.: DE C(x~()f)r

---

Partie III- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ .
303
L'étude de la répartition spatiale des valeurs de la minéralisation totale dans les
aquifères fissurés, continue assez bien cette hypothèse. Il existe de grands axes de circulation
d'cau reliés au bassin d'accumulation situé Nord.
Dans le secteur d'étude, les différents réservoirs d'eaux communiquent assez bien entre
eux. C'est la preuve que dans certains cas, les aquifëres de socle peuvent présenter WI
caractère continu, notamment suivant les directions préférentielles de circulation d'eau à
travers les mégafactures drainantes. Les grands fleuves de la région constituent les directions
préférentielles d'écoulement des eaux de surface comme dans le sous-sol.
10::\\- -------
0001
600
Fronl
lonlque de bo1.e
(OQultër" molM perméoble)
,2
,.
400
, l i
Fig. 120 : Relations entre la ~éra~sati?n t~tale des eaux souterraines et
l'altitude dans la reglon d Odlenne
3.2.4.3 Conclusion
L'analyse chimique des eaux du bassin de Bani Niger a permis de montrer que les eaux
sont peu minéralisées et variées dans l'espace. Les eaux dans leur grande majorité sont peu
chargées en sels dissous.
A partir de l'analyse du diagramme de STIFF, nous avons classé les différents hydrofaciès de
la région. Dans l'ensemble les eaux sont bicarbonatées calciques ou bicarbonatées sodiques ou
bicarbonatées magnésiennes. Elles contiennent une faible part d'eaux chlorurées et d'eaux
sulfatées.
Les eaux souterraines du bassin de Bani Niger sont dans l'ensemble faiblement minéralisées.
Ce sont des eaux qui ont WI temps de séjour très court dans les formations géologiques.
11ŒSE f)'ETAT EN IfrIJROGEOLOGfE. UNfVERSnE DE COCODY

---

Savané .1
.~
304
3.2.5 - INFILTRATION E:T VITE:SSE: DE: CIRCULATION DES EAUX DANS
L'AQIIIFE:RE: A PARTIR DE: L'EVOLUTION DU SYSTEME CALCO-
CAIU10NIQlIE
3.2.5.1. - Vurinblcs du système culco-carbonique dans les eaux souterraines de la
région d'Odicnné
3.2.5.1.1 Diagramme Ise - ISO
L'ensemble des Jloints des eaux souterraines de la région d'Odienné, se trouve dans le
domaine ISC <0 et ISO <0, c'est à dire dans le domaine de sous-saturation. Les résultats des
calculs sont consignés dans le tableau 59.
Dans le diagramme ISC - ISO, les points représentatifs des échantillons sont placés en fonction
de l'importance de leur âge dans l'aquifère ( fig 121). Les eaux incrustantes, représentées par
le point d'équilibre, sont inexistantes sur ce site. Ce point représente les forages dont le temps
de séjour de l'eau est très long, et la vitesse de circulation très lente.
Dans cette étude, nous avons détenuiné quatre familles d'eau.
Les deux premières familles sont plus ou moins proches du point d'équilibre. Les ouvrages
représentant ces familles ont un temps de séjour long et une vitesse de circulation des eaux
lente. Ils sont constitués pour la plupart de forages et de puits plus ou moins profonds. On peut
citer comme exemples les forages de Bogodougou sud (51) 61.4 m de profondeur, Gueleban
(52) 55.6 m , Bilimadougoll ( 1) 73.6 m , Ferefougoula, (31) 39.5 fi, les puits de Odienné (28)
37.8 m, Koma (14) 30 m, Gbessasso (38) 25 m. On trouve cependant dans ce domaine
quelques puits moins profonds qui semblent contenir de l'eau ayant lil séjour plus ou moins
long. C'est le cas par exemple des puits de Niamana (48) 19 fi, Sanaferedougou (21) 12.7 ID,
GouaIini (49) 18.7 m, Kimbirila sud (10) 14.6 m.
Des eaux moyennement agressives sont représentées par la famille 3. Les valeurs de ilpH et
ISO dans cette famille varient de -3.86 à -2 et de -7.97 à -5. Cette troisième famille d'eau se
caractérise par des temps de séjour assez moyen et donc par des vitesses de circulation des
eaux moins lentes. Ou peut citer les puits suivants comme exemples: Tyimba (3) 25 m de
profondeur, Madina (7) 48 m, Fanala (5) 22 m, Samakona (Il) 19.1 m.
Enfin, les eaux de forte agressivité s'observent dans les échantillons. (Famille 4). Dans cette
demière famille, les variables ilpH et ISO présentent des valeurs négatives entre -4.41 et -3.59
(pour ilpH) et - 9.42
et -7.62 (pour ISO). C'est le domaine de sous-saturation élevée en
dolomite. Le temps de séjour est bref et la vitesse de circulation des eaux est très rapide.
En général, tous les forages de cette famille présentent des eaux plus récentes dans l'aquifère
que celles des familles précédentes, tout au moins en ce qui concerne les points représentatifs
situés à l'extremité inférieure du diagramme tels que Maféleni (53), ou les points de l'eau les
plus distants des ordonnées. Donc les eaux du forage de Maféleni sont les plus récentes.
Les valeurs négatives de ilpH et ISO dans les différents ouvrages montrent non seulement que
les eaux sont en général plus jeunes, mais aussi que les ouvrages sont ouverts à l'atmosphère.
1JWSH /)'H1/11' HN IIYlJR(XiH()fJJG/E, UNIVI:"RSI11~'UI:" ("(X'()f)Y

---

IJartlc III
305
-----~--------------------
Tableau 59: Résultats des analyses de l' équili~re calco-carbonique des eaux souterraines
de la région d'Odienné.
17fESE D'ETAT EN IIYDROGEOLOGIE. UNIYERSrrE DECOCODY

---

1:"'!dl'"'IlI1 ..... 1 - - - - - - - - - -
306
1S C -...4,.J.'-5
-_4.'":.0~~_:_:_:"-3-:-'._5~ :__.-3..'O-_---2...i..5.:.---_-2:..L:0---_-.J.1.5=_
-.::I•.:0_ ___=-.=..0•.5 Point
EAUX SURSATUREES PAR RAPPORT A LA OOLOMITl!: IISO~OI
d"qulllbr.
famlll.1
Eoui tr'. anol.nn••
T.mp. d •••jour trt. lonl
VI"", cM olroulatlon cM••aUII."t.........
-f
ou nun..
"
DomaIn. d. IOU' .alUrat'on
41"" .n oalon.
Famlli. 2
1
l '
•
-,
T.mpl d . . .jour lon9
•
I.nl'I
Famille 3
.4
..:>
d.
0
...
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CIl
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-
c
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Jct.
"
U
ct.
J
oct
.6
l-
a::
0
d.
d.
oct
a::
a::
ct.
Q.
-7
Famlll. 4
UI
ILl
\\al
T.mp. d••tjour br.'
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Vlfe". d. circ
::J
lotion d. . .oux
!;t
UI
tr', rapld.
0::
::J
III
-8
)(
Domain. d. ,oue .aturatlOn
::J
oct
41.".••n dolom'"
\\al
Fig. 12": RELATIONS ENTRE INDICE DE SATURATION PAR
.10
RAPPORT A LA CALCITE (1 SC) ET CEUX PAR
ISO
RAPPORT A LA DOLOMITE (ISO) DANS LES EAUX
SOUTERRAINES D'ODIENNE
- - - - - • . -
•
_ .
-
-
' _ 0 0
mESE D'ETAT EN I/YDROGEOLOGIE. UN/JIERSrœDECOCODY

---

Partie III---------------------------
307
3.2.5.1.2 Alignement des familles ct âge des eaux
Les échantillons sont groupés en cinq familles qui s'alignent le long d'Wle droite dans le
diagramme ISO = f{ISC). L'équation de la droite d'alignement est (6g.122 ):
ISO = 1.90 ISC - 0.86
Avec un coefficient de corrélation égal à R = 0.95.
Ceci montre qu'il existe Wle bonne relation entre les iodces de saturation par rapport à la
dolomite et les indices de saturation par rapport à la calcite dans les eaux souterraines de la
région d'Odienné.
ISC
- 4.3
-3.3
-2.3
-1.3
Ca + Mq n...;...,.---ir-----=.-r----:.;::~--~
m~q/l
"
-3.4
1.86
1.04
ISO
-7,4
0.40
-9.4
Fig. 122 :RALATION ENTRE Ise ET ISO DANS LES EAUX
SOUTERRAINES D'ODIENNE
11IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNllŒRSrrE DE COCODY

---

Savané 1
308
3.2.5.1.3 Etude des eaux souterraines par famille
A partir d'Wle étude statistique réalisée sur les éléments comme ISC, ISD, Ca2\\ Mg2+,
H
2t
Ca IMg
et
sol, nous avons comparé les différentes familles entre elles. Au regard du
tableau 60 issu de cette étude nous constatons que:
- en ce qui concerne les paramètres ISC et ISD, les valeurs diminuent des familles 1 à 4, c'est
à dire dans le sens du rajeWlissement de l'eau.
Tableau 60 : Résultat de l'étude statistique sur les différentes familles.
Maximum
Minimum
Moyenne
cr ( écart-type)
FI
- 0.82
- 3.60
- 1.36
- 0.85
1SC
F2
- 1.09
- 2.84
- 1.93
-0.45
F3
- 2.11
-3.49
- 2.61
- 0.28
F4
-3.38
- 4.24
- 3.88
- 0.28
FI
-2.34
- 8.03
- 3.43
- 1.74
F2
- 3.66
- 5.74
-4.34
- 0.59
[S D
F3
- 5.06
- 7.17
- 5.99
- 0.55
F4
- 7.62
- 9.34
- 8.55
- 0.57
FI
10.44
1.88
4
2.62
F2
4.51
0.44
1.86
1.32
Ca 2+ + Mg2+
F3
4.21
0.12
1.04
0.85
F4
1.10
0.15
0.40
0.30
FI
15.51
0.64
3.47
5.31
F2
20
0.37
3.38
5.29
Ca2+/ Mg2+
F3
13.77
0.18
3.10
3.26
F4
7
0.53
2
5.02
FI
20.30
6.40
12.91
4.53
F2
20.30
2.20
10.85
5.49
sot mg/I
F3
52.70
2.20
9.80
9.70
F4
20.30
6.40
9.4
5
2
2
2
- les valeurs Ca2+ + Mg + et Ca +1Mg +diminuent dans les familles 1 à 4.
- enfin, les ions S042- diminuent également dans le même sens.
3.2.5.1.4 Evolution des teneurs en alcalino terreux par famille notion d'indice cationique de
vieillissement (leV) dans la région d'Odienné
Nous avons calculé pour chacune des familles d'eaux rencontrées, le rapport moyen
2
2
2
Ca +/Mg + et la somme des teneurs des alcalino-terreux (Ca ++ Mg2+) en méq/l.
2
2
Les résultats font apparaître que les rapports Ca +/Mg + augmentent au fur et à mesure que les
familles d'eau se rapprochent de l'origine des axes dans le diagramme ISO = F(ISC), c'est à
dire dans le sens du vieillissement des eaux. En effet, nous avons obtenu dans le tableau 60
2
respectivement pour les familles l, 2, 3, 4 des valeurs moyennes de Ca +/Mg2+ égales 3.47,
3.38, 3.102.6 méq/l.
Les valeurs de la somme (Ca2+ + Mg2+) augmentent également avec le vieillissement des eaux.
Elles varient de 0.40 méq/l pour la famille 4 à 4 méq/l dans les eaux anciennes de la famille 1 en
passant par des valeurs intermédiaires comme 1.04 méq/l pour la famille 3 et 1.86 méq/l pour
la famille 2.
-
- - - - - - - - - - - - - . ' -------------------------- --,-------~--_ . , - - - - - - - - - - - - - - - - -
Tl/ESE D'ETAT EN lfYDROGEOLOGIE, UNlVERSffE DE COCODY

---

Partie III
309
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Il a été montré dans d'autres travaux, notamment à Dabou (Sy A., 1995) et au Marahoué
(Biemi, 1992), que les valeurs de (Ca+ Mg) des familles 1 à 4 suivent Wl comportement de suite
de la fonne U"+I = .,JU" (1 < n < 3 ).
Dans la région d'Odienné, nos résultats ne suivent pas à priori cette loi. La raison est
certainement due, d'une part au découpage des familles, et d'autre part aux disproportions du
nombre d'échantillons appartenant à chaque famille.
En effet, le découpage qui se fait de façon aléatoire, peut influencer les résultats si certains
échantillons d'wle famille donnée étaient attribués à Wle autre. Aussi la représentativité du
nombre des échantillons est de rigueur. Plus le nombre d'échantillons dans une famille est
important, plus les valeurs du rapport (Ca2+ IMg2+) et de la somme (Ca2+ + Mg2+) sont
homogènes statistiquement. Pour que cette loi de suite se vérifie, il faut que le nombre
d'échantillons dans chaque famille soit supérieur ou égal à 20.
On constate cependant que lorsqu'on passe d'wle famille d'eau d'âge ancien à une autre d'âge
immédiatement inférieur, la valeur de Ca2+ + Mg2+ diminue par rapport à la précédente.
On en deduit alors que les alcalino-terreux, en particulier leur rapport et leur somme, peuvent
être utilisés comme WI indice cationique de vieillissement (ICV) pour déterminer l'âge relatif
des eaux dans leur aquifère.
3.2.5.1.5 Evolution Générale des teneurs en a1calino terreux par familles d'eau
Dans les paragraphes précédents, nous avons étudié de façon générale les eaux
souterraines par famille. Ici nous allons étudier les eaux souterraines par famille, mais· en
considérant individuellement les eaux souterraines provenant des puits et celles des forages.
Dans le tableau 61 sont consignées les valeurs du rapport Ca2+IMg2+ en méqll. Au niveau des
puits les valeurs moyennes du rapport Ca2+ IMg2+ sont respectivement 6.33, 4.37, 3.95, et
3.77, méqll pour les familles l, 2, 3 et 4 . Ces valeurs sont conformes à celles obtenues au
cours de l'étude effectuée sur l'ensemble des eaux souterraines à savoir que les rapports
augmentent au fur et à mesure que les familles d'eau se rapprochent de l'origine des axes dans
le diagramme ISO = f (ISC).
Les valeurs moyennes de la somme sont repectivement 3.59, 1.83, 1.13, 0.22 méqll pour les
familles 1,2,3,4. Elles augmentent également avec le vieillissement des eaux.
Au niveau des forages, on note les mêmes phénomènes dans l'évolution des valeurs moyennes
du rapport Ca2+ IMg2+ et la somme (Ca2+ + Mg2+) dans les puits.
Cependant, on remarque que les valeurs du rapport Ca2+ IMg2+ de la famille 3 et 4 sont égales,
alors qu'elles sont sensées être différentes. Cette situation provient essentiellement du
déséquilibre dans le nombre des échantillons de chaque famille.
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savané.l
310
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
TABLEAU 61 : Valeurs des rapports Ca/Mg, et des teneurs en alcalino - terreux et ions
principaux (en méqll) dans les eaux souterraines d'Odienné.
PUITS
Ca2+ + M~2+
Ca2+fMg2+
HC0
cr
3
S04
FI
3.59
6.33
2.74
0.29
0.2
F2
1.83
4.37
1.46
0.08
0.23
F3
1.13
3.95
0.91
0.16
0.16
F4
0.22
3.77
0.41
0.07
0.21
FORAGE
Ca2
2
+ + Mg +
Ca2+fM 2+
g
HC0
cr
3
S04
FI
4.26
1.75
2.84
0.45
0.30
F2
1.91
1.39
1.58
0.42
0.20
F3
0.96
1.20
1.23
0.05
0.26
F4
0.63
1.20
0.49
0.53
0.24
3.2.5.1.6 Diagramme ISO -ISe des eaux souterraines de la région d'Odienné
Les résultats de l'étude de l'évolution du système calco-carbonique et de la somme des
teneurs en alcalino terreux nous ont permis d'établir un graphe type, d'une part pour les
aquifères de fissures exploités par les forages et d'autre part, pour les eaux de puits issues des
altérites.
Les graphes ainsi définis nous permettent de donner, en fonction de la somme des teneurs en
alcalino terreux (Ca 2+ + Mg2+), un âge relatif aux différents échantillons d'eaux étudiés.
- Cas des puits
L'alignement des familles d'eau est matérialisé par la droite moyenne d'équation (fig. 123 ):
1 S 0 = 1.88 ISC - 1
avec un coefficient de correlation égal à R = 0.95
- Cas des forages
La droite moyenne sur laquelle s'alignent les familles d'eau a pour équation (fig. 124 ):
ISO = 1.91 ISC-0.74
avec un coefficient de correlation égal à R = 0.98
11IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSITE DE COCODY

---

('al1ie III
311
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
ISC
3.~9
-~
1.83
~~
q,tb"
v
-7
•
"Q
"
ISO
1.13
-9
-II
-13
F4
F';\\
Fig. 123 : Relations entre indices de saturation par rapport à la calcite et ceux par rapport
-
à la dolomite dans les eaux issues des puits de la région d'Odienné
ISC
._4.:.;.,.:....1
....:.3:...;~.:....1_~_-....;;2=-;~...:...I
-ïl~r_I-----O.....,.1
Ca· MO r-
m~1I/1
-2.4
4.26
t.91
",e:)
- 4.4
"-
ISO
0.96
-6."
-8.04
F4
F3
F2
FI
Fig. 124 : Relations entre mdlces de saturation par rapport a la calcite et ceux par rapport
à la dolomite dans les eaux issues des forages dans la région d'Odienné

---

Savané .1
.
_
312
3.2.5.1.7 Variation des ions dans les familles en fonction de la distance par rapport à
l'origine
Afin de comprendre si la variation des teneurs des ions est fonction de la distance à
l'origine du diagramme ISD == f (ISC), nous avons mesuré la distance séparant chaque point
représentant la valeur d'un ion à l'origine du diagramme. Ainsi tous les échantillons ont été
repertoriés. Les valeurs des teneurs des ions et leur distance ont été introduites dans un modèle
2
de regression linéaire. Le test concemait les ions suivants: cr, HC03, P04, sol, Ca +,
M 2+
g
.
2
Après les tests, seule la famille 1 offre une bonne correlation avec les ions Ca2+, Mg + et
K+.
L'équation de la droite d'alignement de l'ion Ca2+ est (fig. 125):
Ca = 9.85 X - 10
Avec un coefficient de correlation égal à R == 0.90
L'équation de la droite d'alignement de l'ion Mg2+ est (fig. 126):
Mg = 62.5 - 19.62 X
Avec ml coefficient de correlation égal à R == 0.87
Enfin l'équation de la droite d'alignement de l'ion K+ est (fig. 127 ):
K+ = 39.8 - 9.7 X
Avec un coefficient de correlation égal à R == 0.70.
Les autres ions testés présentent une très faible correlation avec la distance.
On remarque que seuls les alcalino - terreux et à un degré moindre les alcalins sont concernés
par cette correlation. Ceci vient confinner l'étude géologique qui avait donné le caractère
calco-alcalin aux fonnations en place. On trouve comme fonnations géologiques des différents
points d'eau des migmatites, gabbro, granites à 2 micas, granite hétérogène à biotite et gneiss.
Si on considère les points concernés par cet alignement, on constate dans le tableau qu'ils sont
situés soit sur la grande fracture N- S ou sur la fracture E-O. Tous ces points sont situés dans
les bassins de baoulé ou de Kouroukele, et suivent la direction de l'écoulement de ces bassins.
Grâce à de telles études, on peut déterminer le sens de l'écoulement des eaux souterraines dans
ml bassin versant donné.
En resumé, on peut établir une correlation entre la variation de certains ions et la
distance à l'origine dans un diagramme ISD = f (ISC) dans les différentes familles et cette
correlation peut favoriser la détermination du sens de l'écoulement des réservoirs en place. En
plus, l'ion Ca2+ qui a mle minéralisation importante dans la région aura un rôle important à
jouer dans l'évaluation du phénomène minéralisation-temps de séjour.
71fESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIVERSrrE DE COCODY

---

01101
40
..110
10
o -I---.,................~.........~.......,..~ .......-.-r"'"-.........-i
lUI
4.11
1I.1I
Il.11
7.11
Dt.tonce
Fig. 125: Variation de la teneur du Ca en fOI1~tiol1
110,...-
de la distance dans la famille
- . 1
,
7.11
Fig. 126 : i Variation de la teneur du Mg en fonction
de la distance dans la famille 1
1IO,.----------~_---,
•
10
•
o +---.-............,.............-.-...-..~~...._~
~
S.1I
4.11
Il.11
Il.11
7.11
OtetoftC.
Fig. 127 : 'Variation de la teneur du K en fonction
de la distance dans la famille 1

---

Snvané.1
314
------~-------------------
Tableau 62: Caractéristiqucs dcs points d'eau de la famille 1
Localités
Profondeur
Nature dela roche
Direction Fracture
BoJl.odouJl.ou Sud
61.4
MiJl.matite
E.O
Niamana
34,6
p,abbro
E.O
Sananferedougou
12.7
granite à 2 micas
N-S
Gbahalan
18
granite heterogène à biotite
N - S
BiramadouJl.ou
73.6
1granite héterogène
E-O
Koro-oulé
27
AAeiss
N -S
Odienné
44
granite hétéregène à biotite
N-S
Gueleban
71
Migmatite warute migmatiQue E-S
Pour cette étude, seules les eaux d'âge ancien ont pu donner une bonne correlation.
3.2.5.2 Relations entre IlH ct teneurs en bicarbonates dans les eaux souterraines de la
région d'Odienné
La figure 128 montre la relation qui existe entre le pH et les teneurs en bicarbonates.
Les domaines (domaines 1 et Il) regroupent la quasi-totalité des points d'eau étudiés. Seuls
deux forages sont situés dans le domaine du système fenné. Il s'agit de Touroni (32) et
Sokouraba (48). Ce sont des ouvrages qui présentent les valeurs suivantes.
C02 dissous rngll
ôpH
ISD
Touroni
16.72
-3.49
- 6.04
Sokouraba
14.1
- 1.09
- 3.94
Ces résultats bien que décelables par la teneur en CO2 dissoust ntétaient pas si évidentst à
cause des valeurs négatives de ôpH et ISD. ils montrent également que les forages réalisés se
situent dans les nappes libres des altérites pour la plupartt avec des profondeurs assez faibles
dans l'ensemble. Ce qui confinue celui de l'équilibre calco-carbonique à savoir que les
ouvrages sont ouverts à l'atmosphère.
1
PH•
•1 Pr6clpltotlon
-"
---du CGCo,
l01
?-.
e
l: ®
•
1
.n
T
•• 4
...
.- .,. .......
" 4
.11
.U
'11
Il • • •0
•e
...
••• _1.
....
..• •-' "II ....
, ' .
10'
....
•• 4
..,
100
.10
.20
I)()
MO HCO;
10
1"'9/11
Fig. 128 : RELATIONS ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONATES
OANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION O·OOIENNE
--------------------- - - - - - - - - - - - - - - - -
17I1:"S/:' n 'ETAT EN flYDROGEOLOGIE. UNIVERSrrE DE COCODY

---

Partie [[[
3 15
3.2.5.3
L'nnnlyse en comuosnntes nrincipnles
En vue d'identifier les sources de minéralisation, Wle étude statistique ( correlation et
analysc cn composante principale: ACP), des tcncurs dcs paramètres chimiques en fonction des
sites des points d'eau a été réalisée. Un coefficient de correlation significatif entre deux sites,
peut traduire le fait que les éléments chimiques appartenant à ces endroits pcuvent avoir les
mêmes caractéristiques dc minéralisation, ou qu'ils sont associés au sein d '00 processus
commoo de transport ou de dépots.
Les t~bleaux 63 +et 6~+ so~t le+s résult~ts s~atisti~~es de.s d~~ée~ d~ base contenant au total
2
12 vanables: Ca ,Mg ,Na, K , HC03 , CI, SO, ,NOJ , Mmerahsatton totale, pC02, ISC et
la Profondeur.
Tablcau 63: Vccteurs prollfes et coordonnées
des valiables suivant les facteurs
I- l
-
.
Composantes principales
Factor
Factor
Factor
Factor
Variable
1
2
3
4
f - - - - -
PROF
-.289681
.710934*
.032464
.118001
HC03
-.856862*
-.190031
-.095910
-.172689
504
-.115124
-.126089
.249777
.466688
CAl
-.916898*
-.053525
-.080114
-.055691
-
MG2
-.721792*
-.117602
.213335
-.254661
-
CL
-.536456
.540633
-.150719
.332858
NA
-.272760
.603653
-.507123
.252637
K
-.757742*
.123075
.306311
.191125
N03
.062841
-.364071
.481803
.605596
MINE TOT
-.723624 *
-.057056
.392882
-.193946
['C02
.097949
.670932
.517464
-.329304
ISC
-.666422
-.526515
-.401781
.031186
Exp1.Var
4.128129
2.109132
1. 313974
1.054422
Prp.Tot1
.344011
.175761
.109498
.087868
Tableau 64: Valeurs propres, pourcentages
et cumuls,
1
- .
.'
1
1
1
composantes principales
{
\\
Facteurs
Voleurs
% total
Cumul.
Cumul.
Variance
Eigenva1
%
1
1
4.128129
34.40108
4.128129
34.40108
2
2.109132
17.57610
6.237261
51. 97718
3
1. 313974
10.94978
7.551235
62.92696
4
1. 054422
8.78685
8.605657
71.71381
mESE D'ETAT EN I/YDROGEOLOGIE. UNIJIERSffE DE COCODY

---

Savnn6,I
316
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ .
Le tableau des vecteurs propres penllet de constater que le facteur ( et le facteur 2
représentent 84 % de l'infonnntion totale, Ce sont ces facteurs qui sont représentés sur la
flgure 129,
Prof
o J,
Il
1.
o
0
o
o
I f
1
o .J
l'
.4
.1
0
0 ,
Mini '0'
0
0
'& r
Il
.8t----t-..::....-.-44l----...:::~~.+-5 -----!.e:------.t-
I -11---:::IO~O:t-
..."I~':.-0-~~:u-t---~2 ' 1
Mot
S04.
0
Ou
0
14
0
O ..t
•
o••
oIl
-z
Fig. 129 :IANALVSE EN COMPOSANTES PRINCIPALES MONTRANT LA CORRELATION ENTRE LES
VARIABLES CHIMIQUES ET LES POINTS D'EAU DANS LES FACTEURS 1 ET 2
Les facteurs FI et F2 expliquent la plus grande part de la dispersion des nuages de
points donc de la variabilité du phénomène de minéralisation-temps de séjour qui est le
mécanisme le plus dominant dans le processus d'acquisition des ions par l'eau. L'analyse de la
figure montre trois groupes de fortes correlations.
Le premier groupe de correlation lie les paramètres pC02 et NOl à 34 points d'eau.
Ces deux éléments sont caractéristiques des paramètres de surface qui à la suite d'infiltration,
se retrouvent en profondeur. Le facteur 2 auquel sont associés ces deux paramètres, exprime le
phénomène d'infiltration d'eau superficielle et surtout l'origine spatiale des ions de l'eau. Les
ouvrages concernés par ce groupe seront plus riches en nitrate et en pC02. Les valeurs seront
plus ou moins grandes selon qu'on se trouve plus près ou non du cercle de communauté.
Citons comme exemples les forages suivants: L>iandeguela (22) , teneur en nitrate 1 mglJ,
pC02 0.07 atmos; Samakona (15) , 1.017 mgll de nitrate et 0.09 atmos de pC02; Kimbirila
nord (8), 1.(3 mgll de nitrate et 0.06 atmos de pC02; Sokouraba (42), 1.13 mgll et 0.08
atmos.
Le deuxième groupe de correlation lie les paramètres Ca2+ , la minéralisation totale,
HC03', Mg2+ ,et
K+ à 16 points d'eau. Ces eaux sont caractérisées par une faible
minéralisation. Si on considère le phénomène minéralisation-temps de séjour qui est lié au
facteur de minéralisation totale des ions, on peut dire que ce sont les ions Ca2+ qui seront le
11lESE f)'ETAT EN llYDROGEOLOGIE. UNIVERSJ11! DE COCODY

---

Paltie III
317
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2
facteur le plus dominant. On peut noter dans les forages suivants les teneurs en ion Ca +:
Bogodougou sud (51) 82.16mgll; Korooulé (14) 45.70 mgll; Ferefougoula (31) 51.70 mgll.
Cela montre que les altérites jouent un rôle primordial dans la mise en solution de tous les
types d'ions. La minéralisation étant faible en générale, la circulation de l'eau souterraine est
considérée comme bonne ou que le parcours est faible.
Le troisième groupe de correlation lie les paramètres profondeur et Na+ à 2 points
d'eau. Ces eaux sont caractérisées par un enrichissement important en sodium des eaux
provenant d'ouvrages profonds. li faut noter par ailleurs qu'il existe une bonne correlation
entre le sodium d'ouvrages profonds et les nitrates d'ouvrages peu profonds. On peut penser
que ce sodium aurait Wle origine superficielle. Ce groupe est illustré par le forage de Nienesso
(30) dont la teneur en sodium s'élève à 24.80 mgll. C'est la valeur la plus élevée enregistrée
dans la région.
En conclusion, l'ACP a permis non seulement de déterminer la minéralisation et le temps de
séjour, mais aussi de situer les origines spatiales des ions. Ainsi le facteur 1 exprime la
minéralisation-temps de séjour, et le facteur 2 l'origine spatiale des ions.
3.2.5.4 Conclusion
Le diagramme du système calco-carbonique a permis de déterminer quatre familles
d'eau souterraine dans la région d'Odienné ayant un temps de séjour plus ou mois récent.
Les deux premières familles d'eau constituent un mélange d'eaux anciennes et d'eaux récentes
et les deux dernières contiennent essentiellement des eaux récentes.
Cette étude a montré également le caractère peu profond des puits et le caractère calco-
alcalin de l'eau en place.
Nous avons établi une correlation entre les variations de certains ions et la distance à
l'origine dans un diagramme ISD = !tISC) dans les différentes familles d'eau. Les meilleures
correlations ont été obtenues sur les ions alcalino-terreux et les ions alcalins permettant de
mettre en évidence le sens d'écoulement de l'aquifère.
Les relations entre le pH et les teneurs en bicarbonates ont montré que les puits réalisés
se situent pour la plupart dans les nappes libres des altérites avec des profondeurs assez faibles
dans l'ensemble.
L'analyse en composante principale a permis de déterminer les puits dont les eaux sont
les plus minéralisées, le temps de séjour et les origines spatiales des ions.
THESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Savallé .1_~
~
318
3.2.6
TEMPS DE SEJOUR ET ORIGINE DES EAUX SOUTERRAINES DANS
L'AQUIFERE A PARTIR DES VARIATIONS DES TENEURS ISOTOPIQUES
Les trois isotopes de l'environnement (tritium oxygène 18, et le deutérium) ont été dosés dans
22 échantillons d'eau provenant à la fois des ouvrages de différentes profondeurs et l'eau de
pluie sur la ville d'Odienné ( tableau 65) par le laboratoire EIL ( Environmental Isotope
Laboratory) du département des sciences de la terre de l'Université de Waterloo au Canada.
3.2.6.1 Variation des teneurs en tritium
Dans la région d'Odienllé, les teneurs en tritium sont dans l'ensemble très élevées. La
datation des eaux souterraines se fera par rapport à la teneur en tritium de l'eau de pluie sur la
ville d'Odienné qui servira de référence.
On peut considérer trois catégories de valeurs.
La première catégorie de valeur inférieure à 6 UT regroupe tous les ouvrages dont les
teneurs sont pauvres en tritium . Cinq ouvrages et l'eau de pluie qui sont concernés par ce
cas. Ce sont: Korooulé, le forage de Tanhasso, Foula, le forage Koma, Kimbirila Sud. Ces
ouvrages ayant Wle teneur pauvre en tritium appartiennent à la famille 2 des eaux, d'âge
allClen.
La deuxième catégorie dont la valeur se situe entre 8 < UT < 17, et qui regroupe 9 ouvrages:
Ngoloblasso, Goulia, Odienllé ville, Farako, Lossogo, Tienko, Gueleban, Bogodougou sud,
Bogodougou nord. Ces ouvrages contiennent des eaux constituées d'un mélange entre eau
ancienne et apports récents.
La troisième catégorie de valeur supérieure à 17 et qui regroupe 7 ouvrages. Ces ouvrages
contiennent des eaux infiltrées avant l'arrêt des essais aériens. fis sont riches en tritium. Ce
sont: Tougousso, Sokouraba l, Ferefougoula, Bougousso, Sokouraba2 et Seydougou. Ces
ouvrages contiennent des eaux récentes.
3.2.6.1.1 Relations avec la profondeur des ouvrages et l'épaisseur des altérites
Les forages les plus pauvres en tritium c'est à dire inférieurs à 6 UT, se caractérisent en
général par la présence de forte épaisseur d'altérite (des épaisseur supérieures ou égales 20 m).
Seul un forage est en dessous de 20 m, d'épaisseur, il s'agit du forage de Tanhasso. Les
profondeurs de ces forages sont également dans l'ensemble assez grandes. A part trois forages,
Korooulé (16,5 m), Kimbitila Sud (15 m) et Koma (30 m), tous les autres forages dépassent les
SOm (figure 130).
Les teneurs très élevées en tritium, c'est à dire supérieures à 10 UT se retrouvent de façon
dispersée. On les trouve aussi bien dans les ouvrages moins profonds avec de faible épaisseur
d'altération, exemple le cas de Korooulé, que dans les ouvrages profonds avec de forte
épaisseur d'altérites comme c'est le cas de Lossogo.
En principe, dans les milieux de socle fisssuré, à grande profondeur et sous d'épaisses couches
d'altérites, le tritium est assez rare, voire absent, dans les eaux souterraines; ce qui signifie 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 (Biémi, 1992). Dans cette étude l'effet
de la profondeur n'est pas très sensible, ce serait plutôt l'épaisseur d'altérites. En effet, la
plupart des ouvrages réalisés n'ont pas franchi entièrement toute l'épaisseur d'altérite, par
conséquent les eaux analysées ne peuvent que reflèter les caractéristiques provenant des
couches d'altérites.
71ŒSE [)'E1~IT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSITE DECOCODr

---

•
---~.-,
- --.....
--."",,-,--,.".
__"'" ,_~~, -_~o-'-'__'_.~,.__'•._.
"_~., _ _."'_ _ ...,...,
_ _ _ 1"
J . _......,..;."~
-•
~
~
o
-
--
Tableau 65 : Résultats des analyses isotopiques des eaux souterraines de la région d'Odîenné
SITES
Oxygène-18 smow
Deutérium
Tritium
•• d"
ILatitude
1Altitude
!Prof totale
lEp- Alter
Mt 1 mgJ1)
Niv·Ptézo
-L
1
:
i
1
!
:::l
Eau de Pluie
-3.6
-15.41 <6
13,391
:
~
------
- - -
-
Korondougou
-3,61
-21.65 20 + /- 8
7,9519,19.24
463i
24'
23
135
13,75
t>j
tl
Goulia
-4.39
-25.94
11 +/-8
9,18/10,01,11
416;
18,3:
22,5
60
4,84
~
Ngoloblasso
. - - - - - - -
:10.:
Bougousso
/-
-4,89
-28.65 9 +/-8
10,47 9.41,13
621 !
14,8;
7,2
90
14,2
"'i
-4,75
-28.01
18 +/-8
9,99 9,15.28
4721
601
30.5
10
13,33
- - - - - - - - -
~
Odienné ville
-4.17
-26.45 11 +/- 8
6,91 9.30.25
1
4101
37,81
35,
60
16,16
::::
Seydougou
-4.1
-28.08
24 + /- 8
5.12 9.39,59
1
4531
66.3i
23,65'
115
9,94
~
Ferefougoula
-3.84
-24.23
19 +/- 8
7.13 9,17,18
5121
39,5!
28,88:
175
16,2
~
~
;
Sokouraba 2
-4,27
-28.74 20 +/- 8
5.42 10.03.38
385/
21.21
36
230
8,4
'
§
Farako
-5,06
-35,32
13+/-8
5.16 9,19,02
,
4101
17,3
231
60
13,2
Lossogo
-4.95
-34.05
12 +/- 8
5.55 9,51,30
!
4501
68
43i
170
8,4
!il
Korooulé
-4.82
-38,66 3 +/- 8
4,88 9,44,03
1
4001
16,5
421
145
14.3
~
Tanhasso
-3.77
-28.24 2 +/- 8
1.92 9,35.22
1
4751
69,4
8.51
15
15,1
i
8ogodougou sud
-4.67
-29,71
12 +/- 8
7.65 9,52.40
:
4001
7,5
22'
85
10,8
Fouta
-4,35
-28.6 4 +/- 8
6,2 9,20.29
1
4701
51,8
31.351
105
10,5
~
Koma
-4.81
-30.41 3 +/- 8
8,07 10,05,12
,
3821
30
201
155
5,1
~
8ogodougou nord
-4.48
-29.85
9 + /- 8
5,99 9,41.02
1
4431
61.4/
201
420
10,6
~
Kimbirila sud
-4.81
-29,29 3 +/- 8
9.19 9.42.21
374/
14,6
38'
50
13
§
-Sokouraba 1
-3,88 1
-22,62
17+/-8
8,42 9.34,40
55 1 1
20,5
22,51
85
8,7
f - - -
.
~
Tienko
-4.94
-30.22
16+/-8
9.3 10.13,58
407:
62/
331
90
14,7
--
Tougousso
-4,27
-22,7 17+/-8
11,46 19,37,42
430;
19,9 1
25
225
11,3
-. --
-
'
Gue'eban
-4,56
-28,73 8 + /- 8
1
9,35 9.35,25
3981
55,6i
40j
90
7,7
w
-\\0

---

Snvané .1
320
------------------------------
Trillum
Trillum
(UT)
(UT)
36
32
26
24
.1
.7
21
,21
20
,2
.9
'l'
.6
.6
.~
,~
,19
.'9
16
.20
,20
.10
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60
70
Pt
10
20
30
40
~O
Ep.AI.
Fig. 130 : VARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR
DES OUVRAGES ET DE L" EPAISSEUR DES ALTER'ITES
, DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D' ODIENNE
.,
3.2.6.1.2 Effets de Latitude et d'altitude
Notre site est situé entre la latitude 9° ION et 10°30 N. La figure 131 montre les
variations des teneurs de tritium. Si on compare ces valeurs aux études précédentes effectués
en Côte d'Ivoire dans d'autres bassins, on constate que plus on s'éloigne de la Côte océanique,
plus les teneurs en tritium augmentent globalement dans les eaux souterraines, Cependant, à
l'intérieur d'Wl même secteur, l'influence de la latitude sur la repartition des teneurs n'est pas
marquée pour tous les points d'eau.
11IES/! D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNIJŒRSrœ DB COCODY

---

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Odlenné
Fig. 131 : IVARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM EN FONCTION
DE LA LATITUDE
DEPUIS L OCEAN ATLANTIQUE
. JUSQUE DANS LA REGION D'ODIENNE
Par contre, quant à la relation entre la variation des teneurs de tritium et l'altitude, la figure
132, ne présente aucune influence. On constate une repartition homogène des teneurs de
tritium sur les différentes altitudes. Cette absence d'effet d'altitude pourrait traduire une
certaine fonne de continuité spatiale des aquifêres (tout au moins suivant les grandes directions
des mégafractures) ainsi que l'homogénéité des masses d'eau à l'échelle de certaines parties du
bassin.
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Variations des teneurs en fonction de l'altitude
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Altitude
Fig. 132 : Variations des teneurs en tritium en fonction
'\\
de l'altitude dans la région d'Odienné
17IESE D'ETAT EN I/YDROGEOUXiIE. UNIVERSITE DE COCODr

---

Partie III
322
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
3.2.6.1.3 Itclations entre les indices d'échanges de base, la minéralisation, l'épaisseur d'altération
le tritiulII.
(tableau 66 )
L'analyse multivariée est une méthode statistique de description qui pennet 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 leurs relations réciproques.
Tableau 66 : Relations entre les indices d'échanges de base, la minéralisation, l'épaisseur
d'altération, et le tritium
Sites
I.E.B
PT
EP-ALTER
MT
UT
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-0,027
24
23
135
20
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- - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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Goulia
-0,023
18,3
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11
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Ngoloblasso
-0,06
14,8
7,2
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9
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-0,029
60
30,5
10
18
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-
- - - - - -
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Odienné
-0,03
37,8
35
60
11
Sëydougoü------ --------- _._--
- - - - - - ----- ----- . --.-----~ . -
0,061
66,3
23,65
115
24
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-
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~
~
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-0,038
39,5
28,88
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19
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-0,015
21,2
36
230
20
- - - - - - -
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----
-
.-
Farako
-0,019 _
17,3
23
60
13
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.. -
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-
Lossogo
-0,031
68
48'~-
170
12
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- ~
KorooùTe
-0,015
16,2
145
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_.._-
Tanhasso
-0,116
69,4
8,5
15
4
BogOdougoli~nord .-
---~-- - - - - - - -
-0,026
7,8
22
85
12
--_+_._--
Foula
-~------
-0,043
51,8
31,35
105
----
3
Koma
-0,056
30
20
155
2
----.
Bogodougou sud
-0,027
61,4
20
420
9
Kimbirila sud
-0,024
14,6
38
50
3
Sokouraba1
-0,022
20,5
22,5
85
17
Tienko
-0,046
62
33
90
16
Tougousso
-0,008
19,9
25
225
17
Gueleban
-0,063
55,6
40
90
8
L'analyse de la composante principale nous a pennis de regrouper les échantillons
d'eau en trois grandes familles en fonction de l'évolution des paramètres (fig. 133).
La famille 1 comprend Il échantillons. Elle est caractérisée par des épaisseurs d'altérite
importantes, avec une circulation d'eau difficile, et un temps de séjour de l'eau de l'aquifère
assez long. Ce domaine est illustré par les forages de Ferefougoula (7) 28.88 m d'épaisseur,
Odienné (5) 35 nt, Kimbirila (17) 38 m.
La famille 2 comprend 8 échantillons. Elle est caractérisée par un domaine à profondeur
d'ouvrage importante et à infiltration difficile. La circulation d'eau se fait assez facilement car
la valeur de la minération totale est très peu élevée. Ce domaine est illustré par les forages de
Bogodougou sud (16) 66.3 m de profondeur, Bougousso (4) 60 nt, Seydougou (6) 66.3 nt,
Tienko (13) 62 m, Gueleban (21) 55.6 m.
La famille 3 comprend 2 échantillons. Elle est caractérisée par des ouvrages contenant des
eaux pauvres en tritium, des valeurs d'indice d'échanges de base (ieb) et de minéralisation
totale très faibles: Tanhasso 4 UT, 15 mgfl de minéralisation totale; Ngoloblasso 9 UT et 90
mgll de minéralisation totale. Celte famille est caractérisée par un domaine à temps de séjour
des eaux plus courts dans l'aquifère et une circulation d'eau très bonne.
771I:'SI:' /)'ETAT EN IlYDROGEOU>G/E. UNIVERSrrF. DE COCODY

---

Savané 1
323
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Domaine à épaisseur d'altérlte
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grande et d'Infiltration forte'
Axe 2
Domaine à profondeur grande
à Infiltration délicate
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12e Tonhouo
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N'Goloblouo eS
eUT
Domaine à temps de séjour des eaux
-4
plus court dans "aquifère
Fig. 133 : iAnalyses en composantes principales des teneurs Isotopiques
des eaux souterraines de ta reolon d Odlenne
71IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVl!;RSITE DE COCOIJY

---

Partie III
324
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
3.2.6.2 Variations des teneurs en oXY2ène 18 et en Deutérium
Dans les eaux souterraines de cette région, le deutérium varie entre -34.05 et -21.65 et
l'oxygène 18 entre -5.06 et - 3.61 .
3.2.6.2.1
Relations avec la latitude et l'altitude
En latitude comme en altitude, les variations des
18
%0
0 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 (fig. 134).
Ainsi, les teneurs en 180 et 2H sont de plus en plus négatives à mesure que l'on s'éloigne des
océans en rapport avec l'appauvrissement en isotopes lourds de la vapeur d'eau et des
précipitations lors du déplacement sur le continent. D'Abidajn (Côte d'Ivoire), à Nara (Mali),
les variations des teneurs en IRO et 2H en fonction de la distance à la mer ont été étudiées à
partir des travaux de Baudet 1. (1974 et 1975), Jusserand C. (1976), Dincer T. et al (1983),
Traoré A.Z. (1986), Jourda 1.P. (1987), Soro N. (1987) et Biémi (1992).
D'wle manière générale, dans les vapeurs d'eau atmosphérique, les valeurs de
%0
IRO,
d'abord voisines de - 10 au dessus de l'océan, tomberaient progressivement à :
'.
- 11 à - 10 au dessus de la Mé
- 13 à - 12 sur la haute Marahoué
- 14 à - 13 sur la région d'Odienné
- 15 à - 14 sur la région de Koula Nassombougou (Mali) et
- 16 à - 14 sur celle de Kolokani - Nara (Mali).
Les secteurs concernés sont situés respectivement à 62, 437, 850, 975 et 1125 km des côtes
océaniques.
17/ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrTE DE COCUDY

---

---

Partie III
326
- - - - - - -
3.2.6.2.2 Relation avec la profondeur totale et l'épaisseur d'altération des ouvrages
L'analyse statistique de l'ensemble des échantillons d'eau, montre 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 détaillées de la figure
13 5 les teneurs en oxygène - 18 et en deutérium présentent bel et bien, dans certaines cas, des
correlations fortement négatives avec la profondeur des ouvrages.
L'allure des différentes droites de regression de pentes négatives dans les dia~rammes montre
bien que plus la profondeur des ouvrages est grande, plus les teneurs en 80 et 2 H sont
négatives. En d'autres termes les valeurs des teneurs en 180 et 2H sont moins négatives dans les
horizons proches de la surface du sol, à cause de la reprise d'une partie des eaux par
l'évaporation.
Il en est de même pour les épaissseurs des altérites dont l'influence sur les variations des
teneurs en 180 et 2H est illustrée par des droites de régression de pentes négatives. Les eaux
souterraines sont plus influencées par l'évaporation sous des épaisseurs d'altérites reduites que
lorsqu'elles séjournent dans les altérites très développées.
En conclusion, les différentes observations sur les isotopes des eaux souterraines
d'Odîenné montrent que les teneurs en oxygène-18 et en deutérium varient respectivement de-
5.06 à -3.61 et de -34.05 à -21.65, d'où un appauvrissement de ces eaux par rapport aux
précipitations (-3.60 pour l'oxygène-18 et -15.41 pour le deutérium) dû à un effet de
continentalité marqué.
Lorsqu'on monte en latitude, les valeurs deviennent dans l'ensemble de plus en plus négatives.
Les valeurs les plus négatives proviennent des ouvrages les plus profonds. C'est le cas par
exemple pour les ouvrages de Tienko ( 62 m), Lossogo ( 68 m), Bougousso ( 60 m),
Bogodougou sud ( 60 m) et Gueleban ( 55.6 m) qui ont respectivement -4.94, -4.95, -4.75, -
4.48, -4.58 pour l'oxygène- 18 et -30.22, -35.37, -28.0 l, -29.85, -28.73 pour le deutérium.
Partant de ce constat, on peut dire que les eaux souterraines sont différentes des eaux
météori.ques locales et qu'il existe un fractionnement très fort par évaporation lié une
infiltration plus ou moins faible dans le sous-sol. Les réserves des nappes sont à l'abri de la
reprise évaporante.
TIIESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE. UNlVERSrrE DE COCODY

---

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Fig. 135 VARIATIONS DES TENEURS EN OXYGENE 18 ET EN DEUTERIUM DES EAUX SOUTERRAINES EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR TOTALE DES OUVRAGES ET DE L'EPAISSEUR DES ALTERITES DANS LA REGION
D'ODIENNE

---

Pal1ie III
J2R
3.2.<1.3 - Relations entre oxygène-tH et I)eutérium
Les isotopcs stables sont utilisés pour détermincr l'histoire évaporative d'une eau
soutcrraine,
analyscr
le mélange possiblc cntre le milieu encaissant et les eaux de pluie et
évalucr Ics échanges pouvant cxister entre cc milicu et les eaux d'infiltration.
La rclation entre le deutélium et l'oxygène Il{ se manifeste par la formule de Craig ( 1961):
() %ll ~ Il cc a 8 %ll 1~ 0 + d
La pente a indique le phénomène de condensation.
d qui est l'excès en deutérium donne l'oligine de la vapeur ayant généré la précipitation.
si d ~, 10 on a une vapeur d'eau d'origine océanique
si d .•. 22 on a une vapeur d'eau d'oligine méditerranéenne
si 10"· d < 22 on a une vapeur d'eau d'origine continentale.
Les valeurs de teneur en I~Ü et en ~H des échantillons d'eau de la région d'üdienné sont
p0l1écs sur le graphe de la figure 136 mettant en relief la correlation, entre les couples de
valcurs.
Pour l'ensemble des points expérimentaux pris de façon globale, l'équation de la droite de
rcgression, calculée par la méthode des moindres carrés est de la forme:
% 0 ~H = 7 %" I~O + 2.l{0
(avec R = 0.87)
Cette droite, de pente 7 et d'ordonnée à l'origine 2.8, pOlte les traces d'une sous-saturation
relativement impOltante en deutérium caractéristique des conditions et peut être de l'époque de
condensation des vapeurs d'eau.
En situant les points représentatifs des échantillons par rapport à la droite météorique de
Craig ( 1961) de pente 8, on peut tracer une droite d'évaporation de pente 3.65 ayant pour
origine -32 pour le deutérium et -5.1 pour l'oxygène 18.
Les vapeurs d'eau qui engendrent les précipitations sont d'origine océanique en considérant
la droite météolique mondiale. li s'est produit un enrichissement en isotopes lourds des
précipitations dû à l'évaporation au cours de leur chute.
0 , . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - " 7 1 '
E
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J2H = BJIBO + 10
"-
al
-:>al
0_10
-20
-30
-40+------.:;:=:~----r--_.__------.----.....-----,-----""....------{
-6
-5
-4
-3
-2
-1
Oxygène-lB
Fig. 136 : Relations entre l'oxygène 18 et le deutérium dans
les eaux souterraines d'Odienné

---

Savané 1
329
3.2.6.4 -Comparaison entre les excès en deutérium et les teneurs en tritium
La comparaison entre les excès en deutérium et les teneurs en tritium fait apparaître des
conditions d'infiltration différentes pour les différents sites d'ouvrage ( fig. 137 ).
Le forage 21, qui est celui de Tougousso dont la valeur de « d » est Il.46 pour des valeurs de
%0"10 et 2H de - 4.27 et - 22.70 porte les traces d'une intense évaporation en atmosphère à
fort déficit de saturation en deutérium. Il y a également dans ce groupe le forage de
N'goloblasso qui a un « d » de 10.47. Ces deux forages constituent le premier groupe.
Le second groupe comprend les ouvrages de Bougousso, de Goulia, de Foula, de Kimbirila,
Sud et de Tienko. Les valeurs de l'excès de deutérium sont comprises entre 9.19 et + 9.99.
Dans ces deux groupes, les valeurs de l'excès en deutérium, plus ou moins voisines de + 10,
correspondent à celles des eaux météoriques de Craig H. (1961) ; les fluctuations observées
étant attribuables aux différents types de condensation subie par des vapeurs d'eau au sein
d'une atmosphère plus ou moins saturée et fou surchauffée.
Le troisième groupe comprend tous les ouvrages dont les valeurs des excès de deutérium est
compris entre + 7.5 et + 8.42. Ce groupe porte la marque d'une évaporation partielle. Les
effets de cette évaporation sont encore plus sensibles sur les échantillons du quatrième groupe
dont les valeurs sont comprises entre + 5.16 et +7.23. Dans ce cas la saturation en deutérium
est assez forte.
Ainsi, d'une manière générale, on observe que
- d'une part, les valeurs de « d » des groupes 3 et 4, caractérisées par + 5 < « d » < + 9
correspondent à un type de condensation des vapeurs d'eau dans une atmosphère proche de la
saturation pour laquelle 0 < « d» < + 5 ( fontes et Olivry, 1976) comme c'est le cas pour le
forage de Tanhasso.
- et d'autre part, les valeurs entièrement positives de l'excès en deutérium de l'ensemble des
échantillons, montrent clairement l'absence sur le bassin, de phénomène d'évaporation de type
cinétique, c'est à dire qui suppose un certain déficit de saturation de l'atmosphère ambiante
pendant l'évaporation et qui se caractériserait par des valeurs négatives de « d ».
- - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ---~~----~---
TlfESE D'ETAT EN 1fYf)IUXiHOLOGIE. UNIVERSrrE DE C(XUDf

---

330
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1
Evoporatlon Int.n.. à tril Int.nl' en
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8
14
20
26
32
38
Trltlum (UT)
F'
137
RELA~IONS ENTRE EXCES EN DEUTERIUM ET TENEURS
tg.
:
'1
,EN TRITIUM DANS LES EAUX SOUTERRAINES
3.2.6.5 - Relations entre excès en Deutérium et minéralisation totale
L'étude des variations de la minéralisation totale en fonction des excès en deutérium est
illustrée par la figure 138.
Cette figure montre que les points d'eau analyés se repartissent en deux types de classe. La
première classe constitue les échantillons qui sont représentés de façon quelconque, et la
deuxième classe constitue ceux qui sont alignés sur des droites de regression d'équation
« d Il ::: 0.0 274 Mt + 11.78 (r::: 0,997)
« d Il::: 0.0315 Ml + 10.96 (r::: 0.995)
mESE D'ETAT EN IfYDROGEOLOG/E. UNIVERSf11! DE COCODI'

---

Savllllé 1
331
dont les pentes négatives indiquent que l'enrichissement en isotopes lourds et l'augmentation
, en sels dissous se produisent relativement dans le même sens.
La classe 1 comprend des échantillons pour lesquels les teneurs en sels dissous sont
pratiquement constantes. Il n'apparaît en effet aUCWle corrélation notable entre l'excès en
deutérium et la minéralisation, ce qui montre que les charges salines sont sunout contrôlées par
l'hydrolyse des complexes silicatés (Dinçer et al, 1989). Par conséquent les échantillons
comme ceux des ouvrages de Farako, Bougousso, Odienné ville, Tougousso, dont les teneurs
très négatives en isotopes lourds:
- 5.06, - 4.75, - 4.17, - 4.27 pour %0 1KO
- 35.32, - 28.01, - 26.45, - 22.70, - pour %02H
indiquent une alimentation liée aux orages de fone intensité qui ne présentent aucune trace
d'évaporation. Dans ces conditions, la recharge qui en résulte est d'autant plus imponante,
rapide et directe que l'on s'approche des zones où les fractures sont les plus développées et
sunout les plus pennéables.
La classe 2 met en évidence, une cenaine relation de proponionalité entre l'enrichissement en
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 cette classe, serait due à la présence dans le milieu ambiant
de sels secondaires plus solubles et à Wle évaporation relativement faible.
15
.21
10
.6
.Cl
5
.13
O"--------.......,..------.---------.,----__-r-_~
100
200
300
400
MT
Fig. 138 : IRELATIONS ENTRE LES EXCES EN DEUTERIUM
ET LA MINERALISATION TOTALE.
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODIENNE
---~-------------------._----
771/:'Sl:' lJ'/:'TAT l:'N ((mlWGé·OLOG/1'.·, UN1VE.'RSlTE DE crxom'

---

Partie III
332
- - - - - - - - - - - - - - -
3.2.6.6 -Comllaraison avec les résultats obtenus par l'évolution du système calco-
carbonique
Le diagramme des relations des indices de saturation de la dolomite en fonction des
indices de saturation de la calcite montre que la plupart des ouvrages réalisés se situent dans le
domaine de la famille 2 et 3 correspondant à des domaines où les temps de séjour sont moyens
ou longs. Les ouvrages sont en général plus ou moins profonds. Ceux qui appartiennent à la
famille 4, sont peu profonds et contiennent des eaux récentes.
L'interprétation des données isotopiques a montré également que les ouvrages ayant une
teneur en trtium comprise entre 8 et 17 UT contenaient des eaux constituées d'un mélange
entre eau ancienne et apports récents. La majorité des ouvrages étudiés ( tableau 67)
appartiennent à des aquifères généralement ouverts à l'atmosphère, dont l'alimentation et la
circulation des eaux se font assez rapidement, ce qui confère à ces ouvrages un caractère peu
profond, et la nature assez pennéable des altérites et des dépots de remplissage de fractures.
Tableau 67: Relation entre les résultats de l'analyse du tritium et
ceux du système calco-carbonique.
Localités
Profondeur ISO
Ise
UT
Ngoloblasso
14.8
-5.57
-2.65
9
Goulia
18.3
-9.39
-4.22
Il
Farako
17.3
-6.48
-2.61
13
Bogodougou n
7.5
-8.06
-3.61
12
Tou~ousso
19.9
-5.07
-2.69
17
Sokouraba 1
20.5
-4.72
-1.48
17
On note, cependant, quelques ouvrages qui n'obéissent pas à la règle, qui appartiennent au
milieu ouvert à l'atmosphère, alors que leurs teneurs en tritium sont en réalité assez faibles.
C'est le cas de Kimbirila sud ( 14.6 m de profondeur) dont la teneur en tritium est inférieure à
6 UT. Ce résultat contradictoire signifierait que:
- soit des erreurs ont été commises dans la détermination des paramètres hydrochimiques (ISC,
ISD et C02 dissous) et isotopiques.
- soit cet ouvrage est situé au droit d'Wie zone de mégafractures profonds, siège d'une
remontée du C02 d'origine magmatique. Dans de tel cas, les eaux restent très agressives
malgré l'ancienneté de leur âge.
En conclusion, les analyses isotopiques confirment également les résultats obtenus par
l'évolution des paramètres du système calco-carbonique, notament en ce qui concerne l'âge
relativement jeWle des eaux souterraines issues de ces ouvrages ; à l'exception toutefois de
certains ouvrages pour lesquels la différence entre ces deux techniques est attribuable à la
présence éventuellement d'une source de C02 magmatique dans les aquifères concernés.
3.2.6.7 - Comparaison avec les résultats du Mali
Des études isotopiques ont été menées au Mali, dans une zone située au Nord de la région
d'Odienné, précisement à Koula - Nossombougou et Kolokani - Nara. Ce sont des zones qui
ont une altitude moyenne de 400 m (Biémi , 1992), alors que la région d'Odienné à une
altitude moyenne de 450 m.
TIIESE D'ETAT EN IIrDR(XjEOLOGIE, UNII'1'..·RSfl'E DE COCOOI'

---

~avanc 1-------------"'-------------------
333
Les résultats d'analyse des échantillons d'Odienné ont été regroupés avec ceux
concemant le Mali, la Marahoué, et la Mé.
L'ensemble de ces données couvre le secteur
compris entre le Golfe de Guinée et la frontière de Mauritanie sur Wle distance d'à peu près
1200 km du Sud au Nord. (Fig. 139 ).
Dans toute cette région, les précipitations, reparties entre grande et petite saison 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·.~vaporation sur la forêt tropicale ou même sur le
delta inférieur du Niger.
-I~ ----- -- --t--.:--l-f--.Ç-\\-/-----l
COTE
D'IVOIRE
- 20 1--t----t--/-;!-4I:~'-I-4___J.'oU
1
Riglon Go 10 Morohou,;
- 25 Î---t------:f-+--I.~_il_-I-_I_-A
'__----1
-30~--
Riglon
d'Odlenné
- 35 t----A-.~I-.L~
ReolonGo
KOlllo
NOllombouQ u
- 40 1--'O;~r,Irr---t---+_--4_-_J
-451/-~~i---+--+_-~--__.J
NORD
-6
-3
-2
Fig. 139 :IRELATIONS ENTRE LES TENEURS EN OXYGENE 18 ET LE DEUTERIUM
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DU SOCLE FISSURE
0" AFRIQUE DE L" OUEST
rtœsr: 1)'r:TAT r:N IImIUJGEOLOG/E. UNIVEUSITE DE COCODY

---

Pallie III
334
Les teneurs en tritium des eaux souterraines étudiées montrent comme dans beaucoup d'autres
régions du monde, l'existence d'eaux anciennes très 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'eau
anciennes et d'eaux récentes.
Un grand nombre d'échantillons correspond à des eaux anciennes non renouvelées comme
l'indique déjà la baisse quasi continue des niveaux piézométriques observée ces dernières
années. Contrairement à l'analyse faite dans le bassin de la Marahoué, la part d'eaux récentes
dans les mélanges est très importante, à en juger par la valeur de la teneur du tritium dans les
ouvrages.
Les points représentatifs des teneurs en 180 et 2H de chacune des eaux étudiées se repartissent
dans un diagramme
18
%0 2H
%0
0 sur Wle 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,
mais sur les pentes 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 représentent des teneurs moyennes en tritium
comprises entre 1 et 25 UT. Au Mali, les teneurs en tritium atteignent 50 UT (Biémi, 1992).
Dans les zones tropicales, « l'effet de masse» limite le fractionnement par évaporation devant
affecter l'oxygène-18 et le deutérium. Dans ce cas, l'évaporation ne se traduit que par Wle
réduction de l'excès en deutérium (Jusserand et al, 1979).
La répartition des teneurs en tritium au Mali tout comme dans la région d'Odienné, ne traduit
pas souvent l'effet de la 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 répartition 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 composition isotopique des
précipitations et donc des eaux souterraines (Traoré AZ. et Sarrot Reynauld J, 1988).
La région d'Odienné étant une zone charnière entre deux influences, l'influence océanique et
l'influence continentale, sera très sensible à toute fonne de perturbation d'où qu'elle vienne. n
est donc nonnal de constater dans les résultats des différentes analyses aussi bien l'influence de
la mer avec des résultats parfois très faibles, et l'influence continentale, avec des résultats très
élévés.
Dans les zones saheliennes, l'influence de ces lignes de grains (Joseph A
et al., 1989)
modifient les conditions thenniques lors des précipitations ce qui explique également l'absence
de droites d'évaporation de 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 ouvrages ne s'ordonnent pas de façon
regulière sur les droites de correlation en fonction de la latitude ou de la longitude des points
de prélèvement, ce qui implique l'existence de transferts inégaux entre les zones d'alimentation
par les précipitations et les points de prélèvement, soit à travers les fractures et fissures de
socle parfois sur de longues distances, soit par transit des eaux dans les cours d'eau superficiels
avant infiltration.
TI/ES!': D'ETAT Hi\\' I/Yf)ROGHOI.OGIE. UNIVHUSITe OH COCO/)}'

---

Pallie III
335
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
En fait, dans le socle fissuré, l'infiltration est rapide mais n'est qu'épisodique. EUe ne se
produit que lors d'évènements pluvieux importants et est très faible dans les conditions
habituelles du fait de l'intensité de l'évaporation surtout dans la zone sahélienne, de l'épaisseur
et de la nature de la couverture d'altérites qui détenninent un seuil de recharge des aquifères
profonds.
3.2.6.8 Conclusions
Les données isotopiques peuvent souvent être utilisées pour fournir Wle solution ou
donner une interprétation des systèmes des eaux souterraines, délimiter l'âge des eaux,
détenniner le type d'écoulement, les paramètres hydrauliques, l'origine de la salinité, et
l'origine de l'eau.
Dans ce travail, nous avons essayé d'en faire autant. Ainsi, nous avons noté à partir de
l'analyse de la teneur du trtium, que les eaux souterraines de la zone pouvaient être classées en
trois catégories en prenant comme référence l'eau de pluie. Une eau ancienne qui regroupe
tous les échantillons ayant Wle teneur en tritium inférieure à 6 UT; une eau récente mélangée à
de l'eau ancienne dont la teneur varie entre 8 et 17 UT; et une eau récente ayant Wle teneur
supérieure à 17 UT.
La manifestation de l'effet de la continentalité n'est pas perceptible en raison de la proximité
des points d'échantillonnages les WlS des autres.
Les isotopes stables sont caractérisés par des teneurs assez élevées. La pente issue de la
relation entre l'oxygène 18 et le deutérium est inférieure 8, démontrant que les vapeurs d'eau
qui engendrent les précipitations sont d'origine océanique. Les eaux souterraines de cette
région ont subi une évaporation avant leur infiltration, ce qui a permis d'enrichir l'eau en
deutérium et en oxygène 18.
71lESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané.I
336
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - '
1UESH J) 'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSffE DE COCODY

---

Partie IV
337
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
)
.
TllESE D'ETAT EN /lYDROGEOLOGIE, UNlVERSrrE DE COCODY

---

Savané.I
338
----------------~----------
11IESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNWERSrœ DE COCODY

---

Partie IV
339
---~-----------------
4.1 CONCLUSIONS GENERALES
Le Bilan hydrologique
L'inventaire de 58 années de données a pennis de montrer la variabilité climatique de
la région d'Odienné. Le bilan hydrologique calculé à partir de la méthode de Thomthwaite
donne comme
résultats: précipitation moyenne 1531 mm, ETP 1626 mm, écoulement 389
mm, infiltration 77 mm.
L'évaluation de l'écart pluviométrique a pennis de déterminer les fluctuations climatiques et
de cerner les périodes normales de pluie, les périodes humides et les périodes sèches.
Le comportement des aquifères de la région face aux différentes variations climatiques a été
analysé à partir de l'évaluation du niveau dynamique des nappes à différentes périodes de
l'année et dans le temps. Cette étude a montré que nous traversons une période de déficit
hydrique qui a Wle influence importante sur le niveau de l'eau dans les nappes.
Cette étude a montré également que la variation climatique de cette région a un impact très
important sur le calendrier agricole qui se trouve fortement perturbé par manque de référence.
Sur le plan morphologique
Dans la région d'Odienné, dix paysages sont définis et six ont été cartographiés. Dans
ces paysages, les principales contraintes à la mise en valeur, sur le plan morphologique ont été
soulignées. Elles fournissent les éléments de base indispensables à la détermination des
aptitudes culturales et permettent, par extrapolation à l'échelle des paysages, une estimation
des potentialités régionales.
Les modelés accidentés ne présentent que 10 % de la superficie totale et sont localisés dans les
paysages 4 et 8. La majeure partie de la région est caractérisée par des modelés aplanis où les
pentes sont en général inférieures à 4 %.
Les précautions à prendre lors de la mise en valeur doivent tenir compte des données
climatiques à caractère très agessif et leur grande capacité érosive même sur des pentes faibles.
Par conséquent, les zones où les facteurs sol et modelé sont favorables à une mise en
valeur sont nombreuses et la région d'Odienné est susceptible d'un développement agricole de
grande ampleur.
La géologie
L'étude pétrologique des formations de la région d'Odienné a permis de mettre en évidence
sa diversité géologique. On y rencontre des roches d'origine magmatique : plutoniques ou
volcaniques plus ou moins métamorphisées, et des roches hautement métamorphiques.
- Les roches magmatiques renferment des métavolcanites basiques et acides. Les premières sont
constituées de basaltes ou d'andésite transformés en amp1uooloschistes dans le faciès schiste -vert
ou en amphibolite dans le faciès ampwoolite . Les volcanites acides renferment des dacites et des
rhyolites dont les verres volcaniques ont subi une récristallisation. Ces dernières sont prédominantes
sur les métabasites.
~~-.-------------
Tl/ESE D'ETAT EN HYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

---

Savané .1
- - - - - - - - -
340
- - - - - - - -
Ces métamorphites se caractérisent, suivant leur lithologie, par des associations minérales qui
sont la conséquence et le reflet des transfonnations subies. Ces paragenèses minérales peuvent
ètre classées en deux ensembles:
- les paragenèses obselVées dans les fonnations libériennes
- les paragenèses obselVées dans les fonnations éburnéennes.
Dans les fonnations libériennes, les paragénèses obselVées sont:
-
pour les quartzites à magnétite : quartz, magnétite, orthopyroxène ferrifère et
grunérite.
- pour les gneiss alunùneux : sillimanite, cordiérite grenat et graphite.
Ces paragenèses sont du faciés granulite.
La grunérite obselVée semble liée à une
retro morphose secondaire des orthopyroxène ferrifères.
La présence de la cordiérite témoigne d'un métamorphisme de faible pression dans lequel les
températures atteignent au moins 600°. D'après les calculs de J. Camil (1984) à partir des
échantillon de Man, ces paragénèses ont pris naissance à des températures comprises entre 650
et 750° pour des pressions n'excèdant pas 7 kilobares. fi s'agit donc d'un métamorphisme de
basse pression et de température relativement élevée qui à la vue des études actuelles
caractérise le faciés granulite dans le Libérien de Côte d'Ivoire.
Les fonnations éburnéennens sont caractérisées par deux entités: l'amphibolite de Keré, et le
complexe volcanique et volcano sédimentaire.
La paragénèse de l'amphibolite de Kéré est caractérisée par la présence d'une hornblende verte
qui marque un métamorphisme de grade plus élevé que le reste des formations basiques du
Birrimien de la zone étudiée. Ces amphibolites et les orthogneiss qui représentent la même
intensité de métamorphisme pourraient représenter les complexes de base de la série.
L'étude pétrographique des roches de ce complexe a montré que certains niveaux de
métaacidités sont à biotite albite-quartz, sans aucune trace de chIorite. L'absence de ce minéral
dans ces niveaux laisse supposer que nous sommes au début du faciés amphibolite. Cela se
confirme par l'existence dans des niveaux de schistes amphib0 litiques, d'ampliboles plus
proches de la hornblende que de l'actinote.
fi existe cependant des amphibolites ou autres roches essentiellement actinolitiques (ces
formations sont plus abondantes) dans lesquelles ce minéral est associé à de l'albite, et à de
l'épidote. De toute évidence ces niveaux sont du faciés des schistes verts. fi apparait donc que
le métamorphisme dans les complexes volcaniques et volcano - sédimentaires couvre le faciés
des schistes verts et le début du faciés des amphibolites. Les traces de chloritisation et le
développement de grunérite au dépend de l'OPX, obselVés dans les formations alumineuses
peuvent être considérés comme les traces de retromorphose du matériel libérien pendant le
métamorphisme éburnéen.
Les formations magmatiques sont constituées de granitoïdes et les roches associées. Sur le plan
pétrographique, on propose la subdivision suivante (Pothin, 1988):
- les granodiorites
- les granites hétérogènes à biotite ou à biotite et amphibole et leurs
cortèges filoniens.
- les granites homogènes à biotite
- les granites à biotite et muscovite, considérés habituellement comme
des granites à 2 micas.
- les granites à muscovite ou à muscovite et tourmaline,
- les filons quartzeux.
lffESE D'ETAT UN IIYDROGEOLOGIE, UNIVERSrrE DE COCODY

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Partie IV
341
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
L'étude pétrographique pennet de noter une texture grenue et une minéralogie caractérisée par
du quartz, du plagioclase, du feldspath potassique, de l'amphibole, de la biotite, du sphène, de
l'épidote, de la myrmék.ite, de la clùorite, de la séricite et accessoirement du zircon, de l'apatite
et de l'allanite.
Les données chimiques mettent évidence le caractère calco-alcalin du magma qui a généré les
granitoïdes de la région. Elles montrent par ailleurs l'influence de la microclinisation et la
silicification qui ont affecté ces granitoïdes.
La Télédetection
Les techniques de la télédetection numérique à partir des images Landsat TM ont
pennis d'établir la carte de réseaux de linéaments régionaux. Ces cartes ont permis d'étudier
les sites d'implantation et les critères de productivité des forages dans le socle, les couloirs
souterrains de circulation d'eau et donc des axes préférentiels d'alimentation des aquifères. Ces
réseaux régionaux de fracture ont pu être mis en évidence grâce aux différentes techniques de
correction de l'image: de Landsat : le filtrage de Sobel, la combinaison additive TM 7 + TM 6,
l'ACP, le rapport de bandes TM7-TM4/TM7rrM4, la composition colorée.
L'analyse des différentes directions de fracture donnent le résultat suivant:
NO - 20°, N30 - 60°, N80 , 100°, N120 - 170°
Les accidents sont classés en fonction des pourcentages de leur influence dans le
positionnement des forages. On a:
NE - SO > NO - SE > E - 0> N-S.
Les accidents NE - SO et NO - SE qui s'associent aux directions libériennes et éburnéennes
d'Afrique, sont les mieux visibles sur les images satellitaires. La direction qui favorise
davantage la circulation des eaux souterraines est la direction libérienne (No-SE), qui est de ce
fait, la plus recherchée dans l'implantation des forages dans le socle. Elle intervient pour
environ 62 % des cas, dans le guidage du choix des sites d'implantation de forage.
Pour les débits supérieurs à 6 m31h, on note 35.12 % des forages liés au fractures E - 0, 32.36
% liés à NO-SE, 29.80 % au NE-SO, et seulement 2.73 % au N-S. Donc du point de we
productivité, ce sont les accidents E - 0 et NO - SE qui sont les plus importants.
L'influence des accidents N-S et NE-SO n'est remarquable que sur les débits moyens. Dans ce
cas, 55 % des ouvrages à débits moyens sont liés à ces fractures.
Le système d'information géographique à reférence spatiale
L'exploitation des données de base réalisées au cours de ce travail a permis de
concevoir quatre types d'indicateurs hydrogéologiques. Ces indicateurs sont caractérisés par
quatre classes qui sont: excellent, bon, médiocre et mauvais.
- L'accessibilité qui associe les facteurs profondeur d'ouvrage et probabilité de succès, traduit
le coût d'un investissement pour atteindre un aquifère et construire un ouvrage producti.t:
- L'exploitabilité lié aux facteurs productivité et profondeur d'extraction reflète le coût
d'exploitation ou énergétique nécessaire à l'extraction d'un volume déterminé.
- La disponibilité qui associe les facteurs profondeur d'ouvrage, niveau piézométrique, taux
d'infiltration, et la pente, traduit la possibilité d'existence d'aquifère productif et exploitable.
- Les indices de forage ou potentialités des ressources en eau souterraine, représentent la
synthèse combinatoire des classes des trois premiers indicateurs.
Si cette méthode ne constitue pas une simulation, au sens fort du terme ( puisqu'elle
n'associe pas deux points distincts du domaine par une fonction), elle s'apparente à la
présentation d'w} concours de maquette en architecture. Elle est le moyen de provoquer le
--
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ _ . _ - - - -
TIIHSE D'ETAT EN IIYDROGEOLOGIE, UNWERSrrE DE COCODY

---

Savané.l
_ _ _ _ _~_~---
342
choix des personnes concemées, professionnelles ou non, dès lors que l'enjeu s'applique à un
espace qui ne peut être appréhendé directement; lorsque l'enjeu relève au contraire d'échelles
spatiales et de représentations conceptuelles, qui échappent à la capacité d'imagination de ceux
qui ont à opérer le choix. le SIG nous paraît être la méthode la plus pertinente pour fournir les
outils de prise de décisions.
La eéouhysigue
Cette étude a pennis de vérifier sur le terrain l'existence des fractures révelées par les
images
satellitaires.
Plusieurs
sondages
électriques
effectués
dans
les
campagnes
d'hydrauliques ont pennis de faire l'inventaire des différents terrains rencontrés dans cette
région.
Grâce à ces sondages, on a pu évaluer les épaisseurs d'altération des couches rencontrées, ce
qui a pennis de dresser mIe carte d'épaisseur d'altération.
La prospection électrique reste un moyen d'exploration du sol panni tant d'autres. TI est exclu
de l'utiliser seule. Elle n'aura son rendement maximal qu'utilisée conjointement avec des
méthodes de reconnaissance directe permettant l'étalonnage des mesUres, la rectification des
hypothèses faites et l'établissement d'mIe coupe ou d'une carte.
L'économie apportée par la prospection électrique dans une reconnaissance générale, en fait
mIe méthode d'investigation indispensable pour mener à bien, dans des delais convenables et
moyennant des frais minimes des études de prospection d'eau souterraine dans le socle. Elle
pourra reduire de façon notable le nombre des sondages mécaniques, en donnant des
renseignements de continuité entre les forages qui pourront dès lors être dispersés.
il reste une direction nouvelle vers laquelle la prospection électrique pourrait s'orienter: c'est
la détermination directe, au service du géotechnicien, de certaines caractéristiques physiques
des sols. La difficulté essentielle resterait cependant l'interprétation des mesures devant aboutir
à la connaissance de la résistivité vraie d'une formation.
L'hydrogéologie
Les valeurs de transmissivité obtenues à partir des différentes méthodes sont les
suivantes:
Méthode de llùem:
8 10-6 à 9.8 10-6 m2/s
Méthode de Cooper-Jacob: 2.4 10'5 à 2.55 10'5 m2/s
Méthode de Gringarten :
1.93 10-5 à 1.95 10'5 m2/s
Méthode de TIllery :
6.10.5 à 9.2 10'5 m2/s
Ces valeurs sont caractéristiques des milieux de socle et qui se situent dans les mêmes ordres
de grandeurs que les résultats obtenus dans les différentes régions de la Côte d'Ivoire
répondant au même critère géologique.
A partir de la méthode de Franciss, on a pu déterminer la perméabité induite, ainsi que les
zones d'alimentation des eaux souterraines. La productivité et le rendement des forages ont été
développés grâce à l'étude des fractures, des altérites, et de la morphologie. Les programmes
sur
la
situation
morphologique
et
tectonique,
montrent
que
certaines
conditions
d'implantations peuvent augmenter le taux de succès. Les conditions pourraient être mieux
définies si on faisait ces classements pour chaque formation géologique.
La structure géologique impose celle du réservoir. Elle peut être plus ou moins complexe par
la suite de variations latérales de faciés, de la présence de formations hydrogéologiques semi-
perméables, des lacunes stratigraphiques et d'événements tectoniques qui ont eu pour
conséquence de favoriser les interconnections.
171ESE D'ETAT EN IIYVROGEOLOGIE. UNlVIUlS/TE DE COCODY

---

Partie IV
_ _ _ _ _~
343
Le rendement des aquifères à partir d'un programme de débit classé a montré que la moitié
des forages ont des débits inférieurs à 2 m.llll, et 7 % ont des débits supérieurs à 10 m3/h. Ceci
démontre les difficultés de recherche de gros débits dans les agglomérations situées dans cette
région. La profondeur baisse quand l'épaisseur d'altération augmente, et les débits importants
sont obtenus là où les altérites sont relativement épaisses.
Les roches les plus ~roductives sont les granites et le gneiss. dans ces roches, on a noté des
débits dépassant 20 m 111, et elles constituent aussi l'aquifère le plus étendu et le plus sollicité.
Le programme sur la situation morphologique et tectonique montre que certaines conditions
d'implantation peuvent augmenter le taux de succès. Les conditions pourraient être mieux
définies si on faisait un classement des débits et de profondeurs pour chaque formation
géologique. L'inconvénient de ce traitement est qu'on a parfois très peu de forages par classe,
ce qui entraine un pourcentage de succès non représentatif.
L'identification des aquifères, par leur configuration et leur structures, les fonctions de leurs
réservoirs et leur comportements, est la base indispensable à la gestion de l'eau par des
techniques modemes d'actions. Un premier pas vers cet objectif est représenté par les modèles
mathématiques et les systèmes d'infonnation à référence spatiale.
Les modèles statistiques
Deux modèles statistiques ont été suggérés.
Les premiers modèles inspirés de ceux de Brook, mettent l'accent sur le comportement du
réservoir à partir de l'analyse de la profondeur en fonction des fractures et de la topographie
d'une part, et la prédiction de la productivité des forages en fonction de la profondeur et des
fractures d'autre part. Cette étude a montré qu'il n'y a pas de relation significative entre la
productivité et la lithologie. Cependant, la productivité diminue de façon significative quand la
profondeur augmente. certains modèles indiquent qu'il y a une réduction similaire dans la
disponibilité de l'eau
loin d'une intersection de fractures vraisemblablement parce que les
fractures ouvertes remplies d'eau sont concentrées près des zones
ayant un substratum
fracturé.
Le deuxième modèle provient de l'analyse en composante principale des principaux facteurs
qui contribuent à la recherche de la productivité des puits, le débit étant paramètre dépendant
et tous les autres ( fractures, épaisseur d'altération, pente, profondeur, niveau dynamique,
etc.. ) les paramètres indépendants. Cette analyse aboutit à une équation qui pourrait estimer les
débits quand certaines conditions de profondeur, de fracturation ou d'épaisseur d'altération
sont remplies.
.
Analyse chimique
L'interprétation des données de l'analyse chimique a monté que les eaux souterraines
de la région d'Odienné sont dans l'ensemble de bonne qualité, très peu minéralisées, variées
dans l'espace, et peu chargées en sels dissous. Trois grands groupes de faciès chimique sont
rencontrés: les eaux bicarbonatées calciques, les eaux bicarbonatées sodiques et les eaux
bicarbonatées magnésiennes. On y trouve une faible part d'eaux chlorurées et d'eaux sulfatées.
Le diagramme du système calco-carbonique a permis de déterminer quatre familles d'eau
souterraine ayant un temps de séjour plus ou moins long, et son caractère calco-alcalin.
La relation entre le pH et les teneurs en bicarbonates ont mis en évidence le caractère peu
profond des puits réalisés, situés dans les nappes libres des altérites pour la plupart.
L'analyse en composante principale a pennis de détenniner les zones de minéralisationtotale
élevée et les temps de séjour des eaux, et en plus situer les origines spatiales des ions.
11/HSE J)'E7iIT El\\' llmlWGHOUXilE. UNIVER.''mE DECOCODY

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Savané .1
344
L'analyse isotopique
Les eaux souterraines de la région d'Odienné présentent un taux e tritium très élevé
dans l'ensemble. Les échantillons peuvent être classés en trois catégories:
- < 6 UT ; ces échantillons sont constitués d'eaux anciennes.
- 8 < UT < 17; ces échantillons sont constitués de mélanges d'eaux anciennes et d'eaux
récentes.
- > 17 UT; ces échantillons sont constitués deaux récentes.
La manifestation de l'effet de la continentalité n'est pas perceptible en raison du
rapprochement des points de prélèvement des échantillons.
Les isotopes stables sont caractérisés par des teneurs assez élevées. La pente issue de la
relation entre l'oxygène 18 et le deutérium est inférieure à 8, démontrant ainsi que les vapeurs
qui engendrent les précipitations sont d'origine océanique.
Cette étude serait plus intéressante si les éléments comme la chiorite, le carbone 14 et 13, et
le sulfure avaient pû être dosés. Cela aurait donné des indications sur le mode et le sens de
l'écoulement de l'aquifère, et le phénomène de recharge. Mais le coût de dosage de ces
éléments est onéreux et nous avons limité notre étude au tritium, l'oxygène 18 et le deutérium.
Dans maintes exemples, les données isotopiques sont parfois sujets à de multiples
interprétations. Par conséquent, on n'insistera jamais assez sur le fait qu'aucune étude d'eau
souterraine ne puisse être basée w1Ïquement sur les résultats obtenus avec le simple ou la paire
isotopique. Un programme pluridisciplinaire qui intègre plutôt les données chimiques,
géologiques, isotopiques et hydrologiques, donnera des informations plus détaillées et évitera
des conclusions érronées.
4.2. LES PERSPECTIVES D'AYENffi
La réalisation d'une thèse d'état en hydrgéologie exige qu'on y investisse beaucoup de
temps, d'énergie, de moyens aussi bien matériels que financiers. C'est la raison pour laquelle il
est parfois difficile d'atteindre tous les objectfs qu'on s'est assigné au départ.
Pour ce présent travail, nous avons essayé dans la mesure du possible d'apporter notre
contribution à l'étude hydrogéologique des socles par l'utilisation des méthodes classiques et
automatiques. La tâche n'a pas été facile en raison de la complexité de certaines méthodes qui
exigent pour leur application des moyens logistiques hautement sophistiqués dont l'accès nest
pas toujours aisé dans nos milieux, à cause du coût parfois très onéreux.
Or, il est très difficile, voire illusoire aujourd'hui de vouloir atteindre un degré minimum de
performance dans le domaine de la recherche, sans connaissance informatique ou sans disposer
des moyens informatiques puissants, ou sans avoir à sa portée des laboratoires équipés et
qualifiés permettant de traiter dans les meilleures conditions les données de terrain.
Ce travail nous a amené à exploiter les données satellitaires pour évalueda productivité des
puits, la méthode de Franciss pour déterminer la perméabilité induite, les méthodes statistiques
pour tester le poids de différents paramètres dans l'évaluation de la productivité. Toutes ces
méthodes demandent une technicité de pointe.
L'acquisition d'lUI ordinateur dans les trois dernières années de notre travail nous ont permis
d'exploiter au maximum nos données. en effet, grâce à l'utilisation des moyens informatiques
nous avons fait les progrès suivants:
- en hydrochimie, les différents calcul du système d'équilibrecalco-carbonique ont débuté par
un dépouillement manuel, mais après nous avons élaboré un programme informatique qui
prend en compte tous les processus de calcul et qui affichent tous les résultats sous forme de
tableau.
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Paltic IV
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345
- toutes les anciennes méthodes de travail: calcul de l'évapotranspiration, les rosaces
directionnelles, le coefficients de tarissement ont été traduits sous forme de programmes
in fonualiques.
- des logiciels spécialisés tels que I2S, IDRISI, SYSTAT, SONDEL, nous ont pennis de faire
la correction automatique des images de rehausser les linéaments, de caractériser les différentes
directions, d'établir des études statistiques sur les fractures, de dépouiller les données
géophysiques et d'élaborer des modèles.
Cependant sur le plan de l'utilisation de la télédétection en hydrogéologie, bien des points
restent à revoir pour leur amélioration. Par exemple:
- comment peut-on évaluer les caractéristiques d'Wle fracture: son épaisseur, sa profondeur,
son style d'altération.. ,?
- comment différencier les fonnations géologiques rehaussées sur l'image?
- comment obtenir un programme ionfonnatique pennettant de tracer automatiquement les
linéaments types sur Wle image?
- comment perfectionner la technique de modélisation en hydrogéologie des roches dures.?
Nous sommes convaincus que la technologie existe, il reste à acquérir la technicité. C'est le
cas par exemple des GPS qui apporteront des précisions importantes dans le positionnement
des puits sur des fractures. Cette technicité serait facilement accessible si les autorités
pouvaient doter les instituts de recherche d'Wl minimum de moyens matériels et humains.
L'espoir est pennis, car de nombreux jeWles s'orientent de plus en plus vers la recherche
hydrogéologique. leur contribution à travers les thèses d'état, de 3è cycle et de DEA,
apportera Wle connaissance de plus sur les eaux souterraines en milieu de socle, d'autant plus
qu'ils auront en leur disposition des moyens logistiques puissants, leur permettant d'atteindre
leurs objectifs. Hier les chercheurs travaillaient de façon manuelle, aujourd'hui ils doivent le
faire de façon automatique grâce à l'ordinateur. Ce qui permet aujourd'hui de faire non
seulement Wl gain de temps énorme mais aussi d'être performant.
Le CURAT ( Centre Universitaire de Recherche et d'Application en Télédétection) qui est
déjà opérationnel, sera le point de rencontre entre les physiciens, mathématiciens, géologues et
hydrologues, pour discuter du développement des nouvelles technologies qui sont la
télédétection, le système d'information géographique, la géomatique.
On perçoit bien, dans nos sociétés modernes que le formidable enjeu représenté par la maîtrise
de l'eau, exige des réponses de plus en plus fines. L'eau souterraine est un élément essentiel de
cet enjeu. La réponse aux besoins des générations futures à ce vaste projet que représente
l'action sur les eaux souterraines, pourra se construire autour des grands axes suivants:
- priorité au travail d'équipe et aux travaux de terrain,
- utilisation des techniques de modélisation informatique pour simuler et mieux appréhender la
nature et la complexité des problèmes hydrogéologiques, sur le terrain (modèles de nappe) ou
sur le plan congnitif(systèmes experts);
- utilisation de l'imagerie (image satellitaire, géophysique, informatique...) pour reconnaître et
modéliser les structures aux différentes échelles;
développement et coordination de compétences locales, nationales et internationa-
les dans plusieurs disciplines de la géologie, de l'hydrogéologie, de la géochimie, de
la géophysique;
se placer résolument dans la réalité de l'espace scientifique mondia~ pour la forma-
tion et pour la recherche.
TIlESE [) 'ETAT EN I1WR()GEOLOGlE, UNIVERS/TE DE COCODY

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Savané.I
346
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Partie IV
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Savané 1
-
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380
71/ESE D'ETAT EN HYD1WGEOLOGlE, UNIVERSITE DE COCODY

---

Panic IV
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _381
lUES/<.' [)'HTAT HS IlHJIWlr/WLOGIE, UNIVEltSlTH DE C()CODY

---

Savané .1
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _382
171E81': [J'HTAT EN llYIJ!l(XiEOLUGIH, IfNIVE/l..'-lITE [JE C(XYJDY

---

PaJtic IV
_ _ _~
383
LISTE DES FIGURES
PAGES
FIGURE 1 : LOCALISATION DE LA REGION ETUDIEE
13
FIGURE 2 : LA CARTE DE DENSITE DE LA POPULATION
15
FIGURE 3: BILAN MOYEN ANNUEL DE L'EAU A ODIENNE
22
FIGURE 4: HAUTEURS DE PLUIE MENSUELLE MOYENNE ET HISTOGRAMME
DU VOLUME TOTAL DE PLUIE MENSUELLE DE 1935 A 1990
25
FIGURE 5: VARIATION MENSUELLE MOYENNE DE LA TEMPERATURE DE \\960
A 1995
25
FIGURE 6: HAUTEURS ANNUELLES DE PLUIE DE 1935 A 1992
25
FIGURE 7 : ECART PLUIVIOMETRIQUE DE LA REGION D'ODIENNE DE
1935 - \\992
29
FIGURE 8: POSITION DU FIT ET SCENARIOS CLIMATIQUES POUR L'AFRIQUE
32
FIGURE 9: FLUCTUATION CLiMATIQUE PAR CLASSES DE 10 ANS POUR
LES 6 MOIS LES PLUS PLUVIEUX
33
FIGURE 10: EFFET DE LA VARIATION CLIMATIQUE SUR LE RESERVOIR
A DIFFERENTES PERIODES DANS LA REGION D'ODlENNE
35
FIGURE II : EFFET DE LA VARIATION CLIMATIQUE SUR LE RESERVOIR
ENTRE 1976 ET \\993
36
FIGURE \\2 : HYPOTHETIQUE RESEAU ILLUSTRANT L'ORDRE DE
COURS D'EAU DE STRAHLER
39
FIGURE 13: MMLLAGE DU SITE POUR DETERMINER LA DENSITE
DU DRAINAGE
42
FIGURE 14: SITES POTENTIELS DE PETITS BARRAGES POUYANT ETRE
AMENAGES POUR DES RETENUES D'EAU
44
FIGURE 15: RESEAU DE DRAINAGE DENDRITIQUE A TEXTURE MOYENNE
DE LA REGION D'ODIENNE
46
FIGURE 16 : RESEAU DE DRAINAGE DENDRITIQUE A PARALLELE A TEXTURE
MOYENNE OU PARFOIS GROSSSIERE
46
l1/ESE f) 'ETAT ES IIY/)/U)(i/WUXïlH, UNWl:ïtSI77: !JE crJC()!J)"

---

Sav3né ,[
384
FIGURE 17 : RESEAU DE DRAINAGE SUBDENDRITIQUE A TEXTURE MOYENNE
DE LA REGION D'ODIENNE
47
FIGURE 18: RESEAU DE DRAINAGE TREILLIS A TEXTURE FINE DE LA REGION
D'ODIENNE
48
FIGURE 19: VARIATION SPATIALES DE DENSITES DE DRAINAGE PRESENTANT
LES PRINCIPAUX AXES DE CIRCULATION DE L'EAU DE LA
REGION D'ODIENNE
49
FIGURE 20 A: ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE TIEME
53
FIGURE 20 B : ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE FOULA
53
FIGURE 21 A : ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE BALALA
55
FIGURE 21B: ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE N'GOLOBLASSO
55
FIGURE 22 A : ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE DABADOUGOU OUEST
57
FIGURE 22 B: ESQUISSE MORPHOLOGIQUE DE SEGUELON
57
FIGURE 23 A: MODELE AVEC PLATEAU OU BUITE TEMOIN
59
FIGURE 23B: MODELE DE CROUPES DE CROUPES SUBAPIANTES CONVEXES
CONCAVES
59
FIGURE 24 A : PLATEAU TEMOIN
62
FIGURE 24 B : BUITE TEMOIN
62
FIGURE 25 : CROUPE GRAVlLLONNAIRE SUBAPLANIE
62
FIGURE 26 MODELE NUMERIQUE D'ELEVATION DE TERRAIN
63
FIGURE 27 : CARTE GEOLOGIQUE DE LA REGION D'ODIEENE
70
FIGURE 28 : METAVOLCANITES BASIQUES ET ACIDES DANS LE DIAGRAMME
TAS
90
FIGURE 29 : METAVOLTANITES BASIQUES ET ACIDES DANS LE DIAGRAMME
SI02 - K20
90
FIGURE 30 : METAVOLCANITES BASIQUES ET ACIDES DANS LE DIAGRAMME
Q - B - F DE LA ROCHE
93
FIGURE 31 : METAVOLCANITES BASIQUES ET ACIDES DANS LE DIAGRAMME
RI - R2
96
FIGURE 32 : METAVOLCANITES BASIQUES ET ACIDES DANS LE DIAGRAMME
(AL / 3 - Na) - (AL /3 - K)
96
FIGURE 33 : METAVOLCANITES BASIQUES ET ACIDES DANS LE DIAGRAMME
SI02 - FeO / MgO
99
11ŒSH /)'ETAT EN /H'DIUX"JEOI.OGle. UNIVEIŒrrE DE COCODY

---

Pal1ic IV
385
FIGURE 34 : METAVOLCANITES BASIQUES ET ACIDES DANS LE DIAGRAMME
FeO - FeOI MgO
99
FIGURE 35: METAVOLCANITES DANS LE DIAGRAMME AFM
101
FIGURE 36: PLUTONITES DANS LE DIAGRAMME TAS
103
FIGURE 37 : PLUTONITES DANS LE DIAGRAMME SI02 - K20
103
FIGURE 38: PLUTONITES DANS LE DIAGRAMME Q- B- F
105
FIGURE 39: PLUTONIQUES DANS LE DIAGRAMME RI - R2
107
FIGURE 40: COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LA PROVENANCE
DE 'EAU SOUTERRAINE
112
FIGURE 41: CARTE DES L1NEAMENTS
118
FIGURE 42: HISTOGRAMME DE FREQUENCE DE FRACTURES
128
FIGURE 43: CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES DIRECTION NORD-SUD
131
FIFURE 44: CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES DIRECTION NORD-EST
131
FIGURE 45: CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES DIRECTION EST-OUEST
132
FIGURE 46 : CARTE DE RESEAUX DE FRACTURES DIRECTION SUD-EST
132
FIGURE 47 : COURBE DE DECROISSANCE DES POURCENTAGES DE FORAGE EN
FONCTION DES DISTANCES D'ELOIGNEMENT PAR RAPPORT
AUX FRACTURES
134
FIGURE 48 : DIVERS CAS THEORIQUES DE COURBES DE REGRESSION DES
POURCENTAGES DE FORAGES EN FONCTION DE LA DISTANCE
D'ELOIGNEMENT PAR RAPPORT AUX FRACTURES EN
RELATION AVEC LES TECHNIQUES DE FORATION
137
FIGURE 49: SCHEMA D'INTRODUCTION DES DONNEES DANS UN SIG
144
FIGURE 50
COMPARAISON DES FORMATS A VECTEURS ET A CANAVAS
146
FIGURE 51 : CARTE DE PROFONDEUR DES FORAGES DE LA REGION D'ODIENNE
153
FIGURE 52 : CARTE DU NIVEAU PlEZOMETRIQUE DES FORAGES DE LA REGION
D'ODlENNE
154
FIGURE 53: CARTE D'EPAISSEUR D'ALTERATION DE LA REGION D'ODlENNE
156
FIGURE 54: CARTE DES PENTES DU PAYSAGE MORPHOLOGIQUE DE LA
REGION D'ODlENNE
157
FIGURE 55 : CARTE DES DEBITS DES FORGAES DE LA REGION D'ODlENNE
159
FIGURE 56: CARTE DE DENSITE DE DRAINAGE DANS LA REGION D'ODIENNE
160
771ESE /J'ETAT EN IfmIWGEOU)(i/E, UNIVERSITE DE crxo[)y

---

Savallé 1
386
FIGURE 57: CARTE DE POURCENTAGE DE SUCCES DES FORAGES DE LA
REGION D'ODIENNE
162
FIGURE 58 : CARTE DE DISPONIBILITE DES NAPPES SOUTERRAINES
DE LA REGION D'ODIENNE
164
FIGURE 59 : CARTE D'ACCESSIBILITE DE LA NAPPE SOUTERRAINE
DE LA REGION D'ODIENNE
166
FIGURE 60: CARTE D'EXPLOITABILITE DE LA NAPPE SOUTERRAINE
DE LA REGION D'ODIENNE
168
FIGURE 61: CARTE DES INDICES DE FORAGE DE LA REGION D'ODIENNE
170
FIGURE 62: COURBE D'INTERPRETATION DE SONDAGE ELECTRIQUE A
N'DONIEGUE DANS LA REGION D'ODIENNE
174
FIGURE 63: DEUXIEME COURBE D'INTERPRETATION DE SONDAGE
ELECTRIQUE N'DONIEGUE DANS LA REGION D'ODIENNE
175
FIGURE 64: COURBE D'INTERPRETATION DE TRA]NE ELECTRIQUE
N'DONIEGUE DANS LA REGION D'ODIENNE
176
FIGURE 65: COURBE D'INTERPRETATION DE SONDAGE ELCTRIQUE
TOUGOUSSO DANS LA REGION D'ODIENNE
178
FIGURE 66: COUR.BE D'INTERPRETATION DE TRAINE ELECTRIQUE
A TOUGOUSSO DANS LA REGION D'ODlENNE
179
FIGURE 67 : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE EN FOND DE BATEAU
181
FIGUR.E 68 : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE A UNE SEULE BRANCHE
MONTANTE A ZONGOHADA
181
FIGURE 69 : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE A REMONTER TRAINANTE
A SEREDENI 2
181
FIGURE 70: COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE INCOMPLETE
183
FIGURE 7] : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE EN ESCALIER SUR LA
BRANCHE MONTANTE A TIESSERILA
183
FIGURE 72 : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE AVEC SAUTS A L'EMBRAYAGE
183
FIGURE 73 : COURBE DE SONDAGE ELECTRIQUE EN CLOCHE DANS LE FOND
DU BATEAU
183
F]GURE 74 : EPAISSEUR DES ALTERITES DETERMINEES A PARTIR DES
SONDAGES ELECTRIQUES
187
FIGURE 75: COURBE DE RABATrEMENT DE THIEM
189
F]GURE 76: SCHEMA D'UN ESSA] DE POMPAGE PAR PALIERS
190
F]GURE 77: SCHEMA DE REMONTE D'EAU DANS UN PUITS
192
11IESE /J'HIA'" EN IIfDROGEOI.OGIE, UNIVER..':ITE DE COCODY

---

Partie IV
387
FIGURE 78 : METHODE DE COOPER-JACOB: DIAGRAMME 6. / Q == LOG (T)
194
FIGURE 79: DIAGRAMME ET ABAQUES DE GRINGANTEN
196
FIGURE 80: METHODE DE GRINGANTEN : COURBE EXPERIMENTALS DE
QUELQUES POMPAGES D'ESSAI DANS LA REGION DE ODIENNE
197
FIGURE 81 : MODELE DE LA FRACTURE HORIZONTALE CIRCULAIRE
198
FIGURE 82: COURBES TYPES POUR UN FORAGE DANS L'AXE D'UNE
FRACTURE HORIZONTALE CIRCULAIRE
199
FIGURE 83: METHODE DE THIERY: COURBES EXPERIMENTALES POUR
POUR LE CALCULE DE (T) DE QUELQUES POMPAGES
D'ESSAI REALISES DANS LA REGION D'ODrENNE
200
FIGURE 84: SCHEMA HYDROGEOLOGIQUE DANS UN MASSIF GRANITIQUE
203
FIGURE 85 : COUPE SCHEMATIQUE DE L'ALTERATION SUR GRANITES
203
FIGURE 86 : MODELE CONCEPTUEL DES DIVERS SYSTEMES AQUIFERES
EN ZONE DE SOCLE
205
FIGURE 87: CALCUL DES PERMEABILITES INDUITES PAR LES FRACTURES:
QUADRILLAGE EN 99 CERCLES INSCRITS A L'INTERIEUR DE
99 CARRES DE LA REGION D'ODIENNNE
207
FIGURE 88 : VARIATION DES VALEURS DE PERMEABILITES INDUITES
MAXIMALES (EN 10 ml3) DANS LES AQUlFERES DE FISSURES
PRESENTANT LES GRANDS AXES TECTOt'o.'lQUES DE LA REGION
D'ODIENNE
211
FIGURE 89: COULOIR SOUTERRAIN DE CIRCULATION D'EAU ET AXES
PREFEERENTIELS D'ALIMENTATlON DES NAPPES DETERMINES
A PARTIR DES INTERPRETATION DES VALEURS DE PERMEABI-
LITES INDUITES PAR LES FRACTURES
211
FIGURE 90 : COURBES DES FREQUENCES ET DES FREQUENCES CUMULEES
217
FIGURE 91 : COURBES DES PROFONDEURS MOYENNES
219
FIGURE 92: RELATION ENTRE LE DEBIT ET LA PROFONDEUR
222
FIGURE 93: DISTRIBUTION EN POURCENTAGE PAR CLASSES DES DEBITS
(m3/h) SUryANT LA POSITION GEOMORPHOLOGIQUE DES FORAGES 228
FIGURE 94: DETERMINATION DE LA DIRECTION MOYENNE D'UNE SERIE DE
VECTEURS UNITE.
232
FIGURE 95: L'lJrILISATION DE LA LONGUEUR DE LA RESULTANTE POUR
EXPRIMER LA DISPERSION DANS UNE COLLECTION DE VECTEURS
UNITE.
233
'I1[fS!: /J'HTAT HN J/Y/)RO(i!:OLOGlE, UNlVElt.<;rrE!JE C(X:OO}'

---

Savané 1
_ _ _ _.
388
FIGURE l)6 : SERIES DE VECTEURS UNITE ILLUSTRANT LA VALEUR DE LA
LONGUEUR DE LA MOYENNE PRODUITE PAR LES DIFFERENTES
DISPERSIONS DES VECTEURS.
234
FIGURE l)7 . EVALUATION DES CARACTERISTIQUES DES FRACTURES A
L'INTERIEUR D'UN CERCLE DE 3 KM DE DlAMETRES
235
FIGURE 98 : SYSTEME DE VALEUR DE POINTS UTILISE POUR EV ALUER
LES CARACTERISTIQUES TOPOGRAPHIQUES DE L'EMPLACE-
MENT DES OUVRAGES, LA CARTE TOPOGRAPHIQUE ET
LES PROFILS MONTRENT LES VALE URS DES POINTS POUR
LES DIVERSES POSITIONS TOPOGRAPHIQUES
239
FIGURE 99: DERMINATION DES CONDITIONS RESTRICTIVES POUR LA
VARIABLE D'ENTREE
245
FIGURE 100: REGRESSION DE LOG PROD EN FONCTION DE LA PROFONDEUR
ET DE DISTIN
250
FIGURE 10 1 . REGRESSION DE LOG PROD EN FONCTION DE LA DISTF ET DE
LA PROFONDEUR
250
FIGURE 102 : PRODUCTIVITE EN FONCTION DE LA PROFONDEUR
252
FIGURE 103 : REGRESSION DE LOG PROD EN FONCTION DE TOPO ET DISTF
255
FIGURE 104 REGRESSION DE LA PROFONDEUR EN FONCTION DE DISTV ET
DISTF
255
FIGURE 105 : GRAPHIQUE DES RESIDUS
259
FIGURE 106: LA COURBE DU MODELE
263
FIGURE 107: LA COURBE DE DEBIT
263
FIGURE 108: CARTE DES POINTS DE PRELEVEMENT DES ECHANTILLONS
269
FIGURE 109: DIAGRAMME DES RELATIONS PH REEL-TENEURS EN
BICARBONATES. (courbe theorique à 25°C et pour Wle force ionique
10-3)
273
FIGURE 110: LA TENEUR D'HYDROGENE ISOTOPIQUE DE L'EAU DE L'OCEAN
ET DE LA PRECIPITATION
277
FIGURE III : RELATIONS OXYGENE - 18 - DEUTERIUM DANS LES EAUX
NATURELLES
279
FIGURE 112: LA RELATION ENTRE LE DEUTERIUM ET L'OXYGENE - 18 DE L'EAU
NATURELLE METEORIQUE, VAPEUR D'EAU, ET L'EAU DES
FRACTURES.
280
FIGURE 113: LE DIAGRAMME DE STIFF REPRESENTANT LES EAUX
BICARBONATEES CALCIQUES DES AQUIFERES DU FISSURES
294
11ŒSE 1)'H7i17' EN IJmU(}üEUU)ü!H, lJNII'HUSITH DE COCOJ)Y

---

Partie IV
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _389
FIGURE 114: LE DIAGRAMME DE STIFF REPRESENTANT LES EAUX
BICARBONATEES DES AQUIFERES ALTERITIQUES
294
FIGURE 115: LE DIAGRAMME STIFF REPRESENTANT LES EAUX BICARBONATEES
MAGNESIENNES DES AQUIFERES DE FISSURES
296
FIGURE 116: LE DIAGRAMME STiFF REPRESENTANT LES EAUX BICARBONATEES
MAGNESIENNES DES AQUIFERES DES ALTERITES
296
FIGURE 117 LE DIAGRAMME STIFF REPRESENTANT LES EAUX BICARBONATEES
SODIQUES DES AQUIFERES DE FISSURES
299
F[GURE [18: LE DIAGRAMME STIFF REPRESENTANT LES EAUX BICARBONATEES
SODIQUES DES AQUIFERES DES ALTERITES
299
FIGURE 119: LE DIAGRAMME STIFF REPRESENTANT LES EAUX CHLORUREES
D'AQUIFERES DE FISSURES
301
FIGURE 120: RELAT[ONS ENTRE LA MINERALlSAT[ON TOTALE DES EAUX
SOUTERRAINES ET L'ALT[TUDE DANS LA REGION D'ODIENNE
302
FIGURE [21 : RELAT[ON ENTRE INDICES DE SATURATION PAR RAPPORT A LA
CALCITE (isc) DANS LES EAUX SOUTERRAINES D'OD[ENNE
306
FIGURE 122: RELATION ENTRE ISC ET ISO DANS LES EAUX SOUTERRAINES
D'ODIENNE
307
FIGURE [23: RELATIONS ENTRE INDICES DE SATURATION PAR RAPPORT A LA
DOLOMITE DANS LES EAUX ISSUES DES PUITS DE LA REGION
D'ODIENNE
311
FIGURE 124: RELATIONS ENTRE INDICES DE SATURATION PAR RAPPORT A LA
DOLOMITE DANS LES EAUX ISSUES DES FORAGES DANS LA REGION
D'ODIENNE
311
FIGURE 125: VARIATION DE LA TENEUR DU Ca EN FONCTION DE LA DISTANCE
DANS LA FAMILLE 1
313
FIGURE 126: VARIATION DE LA TENEUR DU Mg EN FONCTION DE LA DISTANCE
DANS LA DISTANCE DANS LA FAMILLE 1
313
FIGURE 127: VARIATION DE LA TENEUR DU K EN FONCTION DE LA DISTANCE
DANS LA FAMILLE 1
313
FIGURE 128: RELATION ENTRE PH ET TENEURS EN BICARBONATES DANS
LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODIENNE
314
FIGURE 129: ANALMYSE EN COMPOSIT[ON PRINCIPALE MONTRANT LA
CORRELATION ENTRE LES VARIABLES CH[MIQUES ET LES POINTS
D'EAU DANS LES FACTEURS 1 ET 2
316
FIGURE 130 : VARIATION DES TENEURS EN TRITIUM EN FONCTION DE LA
PROFONDEUR DES OUVRAGES ET DE L'EPAISSEUR DES ALTE-
RITES DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODIENNE
320
n I/':,W: 1J'H7;11' IfS fin )11()( ;H(li/Xi!E, 1/N1V1:'RSnh /)E C()('O/JY

---

Savané 1
390
- - - - - - - - -
FIGURE 131: VARIATION DES TENEURS EN TRITIUM EN FONCTION DE LA
LATITUDE DEPUIS L'OCEAN ATLATIQUE JUSQUE DANS LA
REGION D'ODIENNE
321
FIGURE 132: VARIATIONS DES TENEURS EN TRITIUM EN FONCTION DE L'ALTI-
TUDE DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODIENNE
321
FIGURE 133 : VARIATIONS DES TENEURS EN OXYGENE 18 ET EN DEUTERIUM
EN FONCTION DE LA LATITUDE ET DE L'ALTITUDE DANS LES
EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODJENNE
323
FIGURE 134: VARIATIONS DES TENEURS EN OXYGENE 18 ET EN DEUTERIUM
DES EAUX SOUTERRAINES EN FONCTION DE LA PROFONDEUR
TOTALE DES OUVRAGES ET DE L'EPAISSEUR DES ALTERITES
DANS LA REGION D'ODIENNE
325
FIGURE 135: ANALYSE EN COMPOSITION PRINCIPALES DES TENEURS ISOTO-
TOPIQUES DES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODIENNE
327
FIGURE 136: RELATION ENTRE L'OXYGENE 18 ET DELTTERIUM DANS LES EAUX
SOUTERRAINES D'ODIENNE
328
FIGURE 137: RELATION ENTRE EXCES EN DEUTERIUM ET TENEURS EN TRITIUM
DANS LES EAUX SOUTERRAL~ES D'ODIENNE
330
FIGURE 138: RELATION ENTRE LES EXCES EN DEUTERIUM ET LA MINERA-
LISATION TOTALE DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA
REGION D'ODIENNE
331
FIGURE 139: REATIONS ENTRE LES TENEURS EN OXYGENE 18 ET LE DETERIUM
DANS LES EAUX SOUTERRAINES DU SOCLE FISSURE D'AFRIQUE
DE L'OUEST
333
111HSé' lJ'E1~IT EN IIY1JROG/WLOGlé'. lfNIVE/Œ/TE DE CUCOny

---

Pallie IV
391
---------~--
LISTE
DES
TABLEAUX
Pages
TABLEAU 1: LE NOMBRE DE LA POPULATION ET LES BESOINS EN POINTS
D'EAU
14
TABLEAU 2: STATISTIQUE SUR LES OUVRAGES DE LA REGION D'ODIENNE
16
TABLEAU 3:
BILAN EN EAU A LA STATION D'ODIENNE ETABLI PAR LA METHODE
THORNTHWAITE(MOYENNES MENSUELLES ET ANNUELLES DE LA
PERIODE EN 1962 - 1990,
19
TABLEAU 4: DONNEES CLIMATOLOGIQUES DE LA STATION D'ODIENNE
PERIODE 1960 - i 990.
24
TABLEAU 5: 50 ANS DE FLUCTUATION CLIMATIQUE PAR CLASSE DE 10 ANS
DES 6 MOIS LES PLUS PLUVIEUX
33
TABLEAU 6: HAUTEUR DE PLUIE ANNUELLE MOYENNE DES II STATIONS
43
TABLEAU 7: DEBIT ANNUEL MOYEN DES COURS D'EAU
43
TABLEAU 8 : VOL UME DE DEPERDITION DES NOUVEAUX SITES DE BARRAGES
51
TABLEAU 9: RESULTATS DES ANALYSES GEOCHlMIQUES
85
TABLEAU 10 : CLASSlFICAl'ION NORMATIVE IUGS
87
TABLEAU Il: PARAMETRES TAS DES MATAVOLCANITES
88
TABLEAU 12: PARAMETRES Q-B-F DES METAVOLCANlTES
91
TABLEAU I3 : PARAMETRES R1- R2 DES METAVOLCANlTES
95
TABLEAU 14: PRAMETRES (AL/3-Na) - (AL /3-K) DES METAVOLCANITES ET DES
QUARTZITES
97
TABLEAU 15: PARAMETRES SI02-FeO ET FeOlMgO DES METAVOLCANlTES
98
TABLEAU 16: PARAMETRES AFM DES METAVOLCANITES
100
TABLEAU 17: RESULTATS DE LA PRODUCTIVITES DES FORAGES EN FONCTION
DES FRACTURES DANS LE BASIN DE LA MARAHOUE
134
TABLEAU 18: DISTRffiUTION DES OUVRAGES A L'INTERIEUR DES CLASSES
D'ELOIGNEMENT DE 200 EN 200 M PAR RAPPORT AUX FRACTURES 135
TABLEAU 19: RESULTATS RECAPITULATIFS DES SONDAGES ELECTRIQUE DANS
LA REGION D'ODIENNE
185
71 /ESE J) 'ETAT HN 1;ynRor,WJLOGfE, UNIVHRSI11i VI:' ('OC()/J1'

---

Savané
392
TABLEAU 20 . LA CONDUCTIVITE HYDRAULIQUE MOYENNE DES LOCALITES
201
TABLEAU 21: PERMEABILITES INDUITES PAR LES FRACTURES A PARTIR DE
LA METHODE DE FRANCISS
209
TABLEAU 22: RESULTATS STATISTIQUE DU PROGRAMME APPLIQUE AUX
DONNEES ET DES FORAGES
216
TABLEAU 23: CORRELATION ENTRE L'EPAISSEUR D'ALTERATION ET LE
POURCENTAGE DE SUCCES
220
TABLEAU 24: POURCENTAGE D'ARRIVEE D'EAU EN l'ONCTION DE LA PRO-
FONDEUR
222
TABLEAU 25: L'ARRIVEE D'EAU DANS LES GRANITES- GNEISS
222
TABLEAU 26 : INFLUENCE DE LA GEOLOGIE SUR LA PRODUCTIVITE DES
OUVRAGE
223
TABLEAU 27 : RESULTATS STATISTIQUES DU PROG~1E APPLIQUE AU
FORAGE
224
TABLEAU 28 . PRODUCTIVITE DES FORAGES EN FÜNCTIONDE LA
MORPHOLOGIE
225
TABLEAU 29: PRODUCTIVITE DES FORAGES EN FONCTION DE LA POSITION PAR
RAPPORT AU FRACTURE
225
TABLEAU 30: RESULTATS STATISTIQUE DES FORAGES SITUES SUR MARIGOT
226
TABLEAU 31 : RES ULTATS STATISTIQUE DES FORAGES SITUES SUR PLATEAU
226
TABLEAU 32 RESULTATS STATISTIQUE DES FORAGES SITUES SUR THALWEG
226
TABLEAU 33 : DEBIT EN FONCTION DE LA POSITION MORPHOLOGIQUE
229
TABLEAU 34 : DEBIT EN FONCTION DE LA POSITION MORPHOLOGIQUE DANS
LA GRANITE
229
TABLEAU 35 : DEBIT EN FONCTION DE LA POSITION MORPHOLOGIQUE DANS
GNEISS
230
TABLEAU 36: SIGNIFICATION HYDROGEOLOGIQUE DE L'EAU DE PUITS ET
DES VARIABLES ENVIRONNEMENTALES UTILISEES DANS LES
ETUDES DE REGRESSION MULTIPLE
236
TABLEAU 37 : DONNEES DES 27 PUITS SOUMIS AUX DIFFERENTES ETUDES DE
FRACTURES
237
TABLEAU 38. DONNEES DES 27 PUITS SOUMIS AUX DLFFERENTES ETUDES DE
FRACTURES ASSOCLEES AUX VARIABLES TOPOGRAPHIQUES
238
TABLEAU 39: RESULTATS DES ANALYSES STATISTIQUES SUR LES FRACTURES
246
11ŒSE /J'ETAT EN IfYlJRrXiEOLUGIE, UNlVliRSITE DE COCODY

---

Savané 1
394
.~----------------------
TABLEAU 55· CONCENTRATION EN IONS MAJEURS DES EAUX BICARBONATEES
SODIQUES LES PLUS MINERALISEES ISSUES DES AQUIFERES DE
FISSURES
293
TABLEAU 56: CONCENTRATION EN IONS MAJEURS DES EAUX BICARBONA.TEES
SODIQUES ISSUES D'AQUIFERES D'ALTERITES
300
TABLEAU 57: CONCENTRATION EN IONS MAJEURS DES EAUX CHLORUREES
CALCIQUES LES PLUS MUNERALISEES ISSUES D'AQUIFERES
ALTERITIQUES
300
TABLEAU 58 : CONCENTRATION EN IONS MAJEURS DES EAUX CHLORUREES
SODIQUES LES PLUS MINERALISEES ISSUES DES EAUX
SOUTERRAINES DE LA REGIONS D'ODIENNE
W i
TABLEAU 59 : RESULTATS DES ANALYSES DES EQUILffiRES CALCe-
CARBONIQUE DES EAUX SOUTERRAINES D'ODIENNE
305
TABLEAU 60: RESULTATS DES ETUDES STATISTIQUES SUR LES DIFFERENTES
FAMILLES
308
TABLEAU 61: VALEURS DES RAPPORTS DES IONS PRINCIPAUX DANS DES EAVX
SOUTERRAINES D'ODIENNE
310
TABLEAU 62: CARACTERISTIQUES DES POINTS D'EAUX DE LA FMtn,LES !
314
TABLEAU 63 : VECTEURS PROPRES ET COORDONNEES DES VARIABLES
SUIVANTS DES FACTEURS
315
TABLEAU 64 : VALEURS PROPRES, POURCENTAGE ET CUMULS
316
TABLEAU 65: RESULTATS DES ANALYSES ISOTOPIQUES DES EAUX
SOUTERRAINES DE LA REGION D'ODIENNE
319
TABLEAU 66: RELATIONS ENTRE LES INDICES D'ECHANGES DE BASE, LA MT,
LA PT, EP-ALT.
326
TABLEAU 67 : RELAnON ENTRE LES RESULTATS DE L' ANALYSE DU TRITIUM
ET CEUX DU SYSTEME CALCO CARBONIQUE
332
llI/::,'H IJ'JnAt HN II1'lJR(XiEOLO(i/I';. UNIVERsn'E /)/{ ('(x~(}lJr

---

Savané 1
396
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
PHOTO 24 . COMBINAISON ADDITIVE DE TM7 + TM6
121
PHOTO 25 : COMPOSITION COLOREE A PARTIR DES CANAUX 4,7,3
122
PHOTO 26: COMPOSITION COLOREE A PARTIR DE CANAUX 4,7,5
122
PHOTO 27: FILTRAGE DIRECTIONNEL DE SOBEL MATRICE 3*3
123
PHOTO 28: COMBINAISON ADDITIVE DES CANAUX TM6 + TM7
125
PHOTO 29 : COMBINAISON ADDITIVE DES CANAUX TM6 + TM7
125
PHOTO 30 FILTRAGE DIRECTIONNEL DE SOBEL MATRICE 3*3
126
1J1ES/i IJ'trlAT EN IIYIJRO(iEOUXiIE. UNIVERSITE /JE COCODY

---