[PDF] [PDF] Caractérisation et modélisation dune nappe phréatique en hausse

[PDF] La nappe phréatique des angads (maroc oriental) - Geomaghreb

Mots-clés : Angads, Maroc oriental, nappe phréatique, modélisation, gestion, eau souterraine, calage Abstract Points d'eau captant la nappe phratique Arzs

[PDF] Caractérisation et modélisation dune nappe phréatique en hausse

Le puits foncé en 1903 capte à 30 m la nappe phréatique dans "des sables tn9s fins blencs-jaunâfres et des si&s argileux grsSatres" (Boeckh, 1965)

[PDF] SAGE Nappes profondes de Gironde Evaluation - Gesteau

département est aussi la première nappe rencontrée (nappe phréatique) effe ts du changem ent c lim atique Im pa ct de s ch an ge m en ts clim atiq ue s in té

[PDF] C3 Pluriel 1.4 HDi bvm5 - 68 cv - Essai

[PDF] c3 table basse

[PDF] C3 – Les messages secrets de Jules César - Gestion De Projet

[PDF] C3 – Plancher en bois avec support de sol coulé

[PDF] C3, le tour de France de l`innovation ouverte face aux défis - Hindouisme

[PDF] c3-builder 2.51

[PDF] C3-Seniorenchorleitung in Heek

[PDF] C3.3 Modul 2_ Mittagstisch - Rudolf-Koch

[PDF] c300 cs300

[PDF] C301dn Imprimante A4 couleur très abordable, conçue pour - Imprimantes

[PDF] C311 Lisp Introduction

[PDF] C32 - Machine à Courant Continu (MCC) à excitation - Le Style Et La Mode

[PDF] C33 - Machine Synchrone (MS) - Tir À L'Arc

[PDF] C35409 WCAF1705

[PDF] C369 Psaume de la création

Guillaume FAVREAV

CARACTÉRISATION ET MODÉLISATION D'UNE NAPPE PHRÉATIQUE EN

HAUSSE AU SAHEL

dynamique et géochimie de la dépression piézométrique naturelle du kori de Dantiandou (sud-ouest du Niger)

Les abords du puits cimenté de Fandou Béri, & 50 km à l'est de Niamey en juillet

1997. Le puits foncé en 1903 capte à 30 m la nappe phréatique dans "des sables tn9s

fins blencs-jaunâfres et des si&s argileux grsSatres" (Boeckh, 1965). thèse préparée à l'Institut de Recherche pour le Développement de Montpellier et à l'université de Pans XI - Orsay 2000
ORSAY no d'ordre : 6393

THÈSE de DOCTORAT

présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Paris XI spécialité : Sciences de la Terre par

Guillaume FAVREAU

CARACTÉRISATION ET

MODÉLISATION D'UNE NAPPE

PHRÉATIQUE EN HAUSSE AU SAHEL : dynamique et géochimie de la dépression piézométrique naturelle

du kori de Dantiandou (sud-ouest du Niger) version définitive - préface de Jacques Greigert soutenue le 14 décembre 2000 devant la commission d'examen : M. Pr. Antonio PULIDO-BOSCH Université d'AImerfa, rapporteur

Mme Dr. Anne COUDRAIN-RIBSTEIN CNRS,

rapporteur M. Dr. Christian LEDUC I RD, codirecteur de thèse Mme Dr. Christelle MARLIN Université de Paris-Sud, w-directrice de thèse M. Pr. Laurent DEVER Université de Paris-Sud, examinateur M. Pr. Wolfgang KINZELBACH IHW Zürich, examinateur

PRÉFACE

par Jacques GREIGERT Monsieur Favreau me fait l'honneur de me demander quelques lignes en guise d'introduction à sa thèse. Cette démarche me touche profondément mais en même temps m'embarrasse beaucoup car mon seul mérite dans cette affaire est dé^tre né au bon moment pour,

après un peu de vraie guerre, arriver au Niger en 1948. Le directeur général des Mines de 1 'A. O.F.

me chargea pour commencer du levé des cartes géologiques de reconnaissance de Kidal et Niamey- est, quelques 900 km en Nord-Sud sur 300 km en Est-Ouest. Les cartes régulières et les photos

aériennes étaient alors impensables et, dans un monde encore proche du néolithique, cette tâche

relevait encore de l'exploration, si riche en émotions.

Arrivé à Niamey après 3 jours d'avion ce fut le contre-ordre. J'abandonnais le levé de carte

pour remplacer provisoirement à Tahoua le chef du service des Mines, Monsieur Jean Roure, qui est le véritable fondateur de 1 'hydrogéologie nigérienne et du service de 1 %lydraulique de ce pays. M. Roure langait une campagne de construction de puits en pays touareg. Ces puits étaient du

modèle décrit par la figure 143 de la thèse et certains devaient dépasser la profondeur de 90 m.

Les moyens d éxécution sont impensables aujourd'hui, des chameaux assuraient les transports.

J'appris ainsi beaucoup de

choses que mes maîtres ne m avaient pas enseigné.

Que les temps ont changé ! et pour nous géologues l'Art a cédé la place à la Technique, à

des procédés qui semblaient alors relever plus de l'alchimie que de la chimie. Le spectromètre de

masse a remplacé le marteau et la loupe. L'échelle des observations n'est plus la même. Mais il

reste toujours des questions en suspens. Par 3 ou 4 fois le pays a été recouvert par d'immenses ergs

sahariens, chacun fké et balayé par de puissants réseaux hydrographiques dont l'artere maîtresse

dans le domaine de l'étude était le dal101 Bosso, descendant du Hoggar. Ces cycles se terminent

par l'époque actuelle qui est d'aridité croissante. Aujourd'hui si le Sahara n'avance pas, 1 'homme

le crée. L'action conjuguée de cette aridité croissante et de 1 'activité de 1 'homme a sur le

comportement des surfaces piézométriques des conséquences inattendues. L'augmentation des réserves de la nappe compense-t-elle avantageusement la disparition des bois, du fourrage et des sols cultivables ? Théodore Monod dans son "Hippopotame et le

Philosophe" dit qu' "ex Africa semper aliquid

nov?. Alors ? Deux photographies (D-1-2) montrant

des scènes de puisage donnent des éléments de réponse. Entre elles un siècle est passé. Dans la

seconde les femmes sont un peu plus habillées, la brousse s'est éclaircie, de la ferraille orne la

margelle. Mais pour les femmes de l'Afrique le puits reste le dernier salon où l'on cause.

Dakar, 3 mai 2001.

Aman, Iman

l'eau, la vie (proverbe touareg)

II 3 xi0 i 0::II

SOMMAIRE

I- INTRODUCTION -11 ORIGINES ET OBJECTIFS DE L'ÉTUDE ........................................... .l

-l- Une problématique sahélienne ................................................ .l -2-Originedusujet ............................................................ ..l -3- Collaborations scientifiques et financements .................................... .2

-2- HISTORIQUE DES ÉTUDES DE L'AQUIFÈRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

-3- ESTIMATION DE LA RECHARGE : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 -l- Méthodes d'estimation de la recharge en zone semi-aride ......................... .7 -l- Mesures dans la zone non-saturée. ........................................... .7 -2- Mesures dans la nappe ...................................................... .8 -2- Méthodes appliquées pour cette étude .......................................... .lO -4- POINTS D'ACCÈS À LA NAPPE, DIFFICULTÉS LOGISTIQUES ........................ .13 -1. Densité et typologie des points d'accès à la nappe ................................ .13 -l-Lespuits...................................................................l 3 -2-Lesforages................................................................l 5 -2 - Difficultés logistiques ........................................................ .17

-5-REMERCIEMENTS..............................................................19 II- LE MILIEU D'ÉTUDE

-l- CONTEXTE GÉOGRAPHIQUE ET HUMAIN ........................................ .21 -l- Situation géographique. ...................................................... .21 -2-Lemilieuhumain ........................................................... ..2 2 -3- L'importance socio-économique de la nappe phréatique ........................... .23 -2- CLIMATS ET PALÉOCLIMATS ................................................... .27 -I- SOMMAIRE -l-Leclimatactuel...............................................................2 7 -7- Cadre climatique régional. .................................................. .27 -2- Caractéristiques climatiques de /a zone d'éfode ................................. .29 -1-Pluviométrie...............................................................2 9 -2- Paramètres de I'évapotranspiration ............................................ .30 -2-Paléoclimats.................................................................3 2 ............................. .32 -2- L'Holocène (depuis 12 000 ans B.P.). .34 -l-

L'Holocène inférieur.

....................................................... .34 -2- La période récente (depuis 7 000 ans) .34

-3-GÉOMORPHOLOGIE, PÉDOLOGIE, VÉGÉTATION, HYDROLOGIE.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

-l- Géomorphologie et pédologie ................................................. .37 -7- Cadre géomorphologique ................................................... .37 -2- Contexte pédologique ...................................................... .38 -l- Toposéquence.............................................................3 9 -2- Propriétés hydrologiques des états de surface. .................................. .40 -2-Végétation ................................................................ ..4 0 -l- Pormations végétales ...................................................... .41 -2 - Evolution du couvert végétal sur les dernières décennies ....................... .41 -3-Hydrologiedesurface.........................................................4 3 -1-Lestypesdemares .. ..................................................... ..4 3 -2- Hydrologie de surface et recharge de la nappe .................................. .45

-4- GÉOLOGIE ET CONTEXTE HYDROGÉOLOGIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . .49

-l-Géologie .................................................................. ..4 9 -7- Cadre géologique régional. .................................................. .50 -l- Structuration et tectonique .................................................. 50 -2- Le socle du Liptako (sud-ouest du Niger) ....................................... .50 -2- Le bassin des lullemmeden ................................................. .52 -l- Esquisse structurale du bassin ............................................... .53 -2- Lithologie et stratigraphie ................................................... 54 -3- Le Continental Terminal du bassin des lullemmeden ............................ .55 -l-Les différentes formations (CT?, CT2, CT3) ..................................... .56 -2- Le Continental Terminal près de Niamey ....................................... .58 -2- Contexte hydrogéologique .................................................... .60 -l- La nappe phréatique du Continental Terminal. .................................. .60 -II- SOMMAIRE -2- Les nappes captives près de Niamey ......................................... .62 -1- Synthèse des connaissances antérieures .62 -2- Analyses et mesures inédites .63 -3- Le Continental Terminal près de Niamey, un aquifère multicouche cloisonné ........ .65 Ill- HYDRODYNAMIQUE -l- Les chroniques récentes (depuis 1986) ......................................... .67 -l- Les réseaux piézométriques près de Niamey ................................... .67 -1- Les suivis piézométriques Niger-Suisse (DRE/ DDH Tillabéri) ...................... .67 -2- Les suivis piézométriques ORSTOM-/RD ....................................... .68 -3-Nivellements...............................................................6 9 -2- Critique et représentativité des mesures ....................................... .69 -l-/nfluencedesinondations....................................................7 0 -2-Influencedespuisages .. .................................................. ..7 1 -3- Choix des puits-piézomètres, fréquence des mesures ............................. .72

-3- Répartition des charges : une dépression piézométrique fermée .................. .73

-1- Choix des niveaux statiques .73 -2- Piézométrie de /a dépression ................................................ .73 -4- Fluctuations piézométriques ................................................ .76 -l- Les points à fluctuations saisonnières annuelles. ................................. .77 -2- Les points sans fluctuation saisonnière ........................................ .81 -3- Les points 8 fluctuations saisonnières occasionnelles ............................. .81 -5- Variabilité spatio-temporelle de la recharge .................................... .84 -l- Variabilité spatiale ......................................................... .84 -2- Variabilité temporelle ....................................................... .85 -3- Aperçu sur la relation complexe pluie-recharge .................................. .86 -6- Évolution interannuelle de la piézométrie (1986-1999) ........................... .88 -l- Hausses interannuelles ..................................................... .88 -2- Évolution récente de la dépression piézométrique ................................ .93 -3- Vitesses de hausse et estimation de la recharge ................................. .93 -2-Lesmesuresanciennes ..................................................... ..9 6 -l- Données disponibles ....................................................... .96

-2- Représentativité et intégration aux chroniques récentes ......................... .96

-3- Fluctuations à long terme de la piézométrie ................................... .99

-l- Évolution piézométrique depuis le début du Xx" siècle ............................

.99

-2- Évolution piézométrique depuis les années 1950-l 960 ............................. 101

-III-

SOMMAIRE

-3- Évolution piézométrique depuis le début des années 1980 ......................... 104

-4- Évolution à long terme de la dépression piézométrique ............................ 704

-5 Accélération de la hausse, importance vis-à-vis des réserves ....................... .706 -3- Explications, implications de la hausse piézométrique ............................ .108 -l- Une première explication : l'impact des fluctuations pluviométrigues .............. .109 -2- Une deuxième explication : l'évolution du couvert végétal ........................ 110 -l- Baisse de I'évapotranspiration ................................................ 110 .lll

-3- Implications de la hausse à long terme pour les autres approches . . . . . . . . . . . . . .112

-2- PARAMÈTRES HYDRODYNAMIQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113

-l- Lithologie et limites de l'aquifère .............................................. .113 -2- Estimation de la perméabilité .................................................. .116 -l- Approche semi-quantitative : les débits spécifiques des puits ..................... 116 -2. Transmissivité et perméabilité ............................................... .120 - 1- Pompages d'essai dans des forages ........................................... 120 -2- Pompages d'essai dans des puits ............................................. 120 -3- Estimation de la porosité ..................................................... .123 -l-Porositéefficace ......................................................... ..12 3 -2-Porosité totale ........................................................... ..12 5

4 Gammes des estimations et incertitudes pour la modélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126

-3- ORIGINE ET MODÉLISATION DE LA DÉPRESSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 -l- Les dépressions piézométriques au Sahel. ...................................... .129 -2- La dépression du kori de Dantiandou ........................................... .129 -l- Caractéristiques hydrodynamiques ........................................... 130 -l- Limites et perméabilité de l'aquifère ........................................... 130 -2- Recharge et régime transitoire de la nappe. ..................................... 131 -2- Hypothèses concep tuelles de fonctionnement .................................. 132 - l- Revue bibliographique ...................................................... 132 -2- Évapotranspiration à partir de la nappe ........................................ .133 -3- Modélisation hydrodynamique de la dépression ................................. .137 -l- Géométrie de /a zone modélisée ............................................. .138quotesdbs_dbs14.pdfusesText_20