Chimie des eaux souterraines

V.2.1. ANALYSE STATISTIQUE DES DONNEES CHIMIQUES V.2.1.1. Analyse statistique

Le tableau V.1 montre que les valeurs de l’écart type dans la plupart des cas sont supérieures à celles de la moyenne. Sachant que l'écart type permet de mesurer la dispersion des valeurs autour de la moyenne, dans ce cas précis les valeurs de l’écart type sont plus grandes ; ce qui indique que les valeurs des variables sont dispersées. Elles mettent ainsi en exergue une certaine hétérogénéité des eaux échantillonnées dans la nappe de la zone d’étude (Cf. annexe V.1).

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Moyenne Minimum Maximum Ecart-type

Ph 7 6 8 0 EC (µS/cm) 769 106 4270 819 K (meq/l) 14 3 153 18 Na (meq/l) 889 2 613 135 Cl (meq/l) 29 1 320 55 Mg (meq/l) 15 2 104 18 Ca (meq/l) 58 7 406 66 SO4 (meq/l) 121 - 1802 305 HCO3 (meq/l) 290 42 1478 264 Fe(II) (meq/l) 1 - 24 3 Mn (meq/l) - - 6 1 NO3 (meq/l) 27 - 394 62 Br (meq/l) - - 2 - NH4 (meq/l) 3 - 103 11 F (meq/l) - - 2 - PO4 (meq/l) 1 - 21 3 Al (meq/l) - - - - BO2 (meq/l) - - 1 - Ba (meq/l) - - 1 - SiO2 (meq/l) 73 4 126 25 Sr (meq/l) 1 - 3 1 Zn (meq/l) - - - -

Tableau V. 1. Tableau des valeurs statistiques des ions des eaux échantillonnées

V.2.1.2. Distribution spatiale des points d’échantillonnage

Lors de la campagne de mesures et d’échantillonnage des eaux, 124 échantillons de la nappe du Quaternaire ont été prélevés. Au cours de cette mission de terrain, l’accent a été mis sur les eaux souterraines, où 99,4% des échantillons ont été prélevés dans des puits à ciel ouvert creusés dans le Quaternaire et 0,6% correspond aux échantillons issus des eaux de surface (Lac Fitri, Chari etc.).

La répartition spatiale des points de prélèvement n’est pas homogène. Ceci est dû au fait qu’ils sont tributaires de la localisation géographique d’un village par rapport à son voisin et aussi aux conditions d’accessibilité dans certaines zones (réserve de faune, zone inhabité, etc.). On a réalisé l’échantillonnage sur un rayon variant de 10 à 30 km en fonction des

131 conditions précitées ; ceci a permis d’avoir une distribution spatiale acceptable avec une densité moyenne de 1 échantillon/ 20Km² (Fig. IV.3).

V.2.1.3. L’erreur sur la balance ionique

Sachant qu’une analyse chimique des eaux n’est considérée comme représentative que lorsque la balance ionique est inférieure à 5%, les balances ioniques ont été systématiquement vérifiées pour l’ensemble des échantillons analysés. Il en ressort que 98,45% des échantillons présentent un bon équilibre ionique. Seuls 1,55% des échantillons présentent des balances ioniques excédentaires allant jusqu’à 38% (Oualdi et Seitté ayant respectivement 38% et 31%). Ainsi, pour ces deux (2) échantillons sur les cent vingt quatre (124) présentant une balance ionique négative, le déséquilibre ionique serait dû à un manque de précision lors de l’échantillonnage.

L’erreur d’équilibre des charges entre cations et anions par rapport à la valeur de référence déduite de l’équation de neutralité de l’eau étant égal à 1,55% de l’ensemble des échantillons, on a retenu pour cette étude les 98,45% des échantillons qui vérifient la condition de neutralité. En effet, la corrélation des teneurs absolues en éléments majeurs donne un coefficient de corrélation R²=0.99 (Fig. V.3). De même, l’autre argument qui vient appuyer la fiabilité des analyses chimiques est la corrélation linéaire entre la somme des ions et la conductivité électrique mesurée in situ (Fig. V.4) qui est très bonne (R²=0,99). On peut donc supposer que les procédures analytiques ne sont pas à remettre en question et par conséquent très bonnes.

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Figure V. 3. Somme des anions versus somme des cations

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V.2.1.4. Faciès chimiques

V.2.1.4.1. Piper

Le diagramme de Piper en figure V.5 a été construit avec le programme Piper issu du logiciel DIAGRAMME (Simler, 2004), ceci afin de déterminer les faciès chimiques. En effet, ce diagramme permet de représenter sur un même graphique des nombreuses analyses autorisant des regroupements des faciès chimiques. La projection des résultats des analyses chimiques dans ce diagramme fait apparaître clairement une très grande variation de la chimie des eaux souterraines. Il découle de cette projection des résultats des analyses que tous les quatre faciès du diagramme de Piper sont représentés : Faciès bicarbonaté calcique, Faciès bicarbonaté sodique et potassique, Faciès chloruré et sulfaté calcique et magnésienne, Faciès chloruré sodique ou sulfaté sodique.

Figure V. 5. Diagramme de Piper montrant la composition chimique des eaux du Chari Baguirmi

Les teneurs en ions Na+ et Ca2+ sont plus importantes que celles ions K+et Mg2+. L’anion dominant est le bicarbonate sauf dans le secteur de la dépression piézométrique et dans les

134 zones situées autour des intrusions granitiques où l’ion chlorure domine et peut atteindre jusqu’à 9 meq/l. Cette forte teneur en chlorure aurait probablement son explication dans les phénomènes climatologiques auxquels est soumise la zone d’étude. Seuls cinq (5) puits (Abirdi, Taboye, Moïto, Amkharouba et Bokoro) présentent des concentrations élevées en nitrates. Cette particularité peut s’expliquer par une pollution anthropique. En effet, la zone d’étude étant une zone pastorale, les puits peuvent être contaminés par les excréments du bétail comme l’a constaté El Tayeb en 1993 au Soudan.

L’ordre d’importance des ions est le suivant : Na+_>Ca2+_>Mg2+_>K+_{pour les cations et HCO} 3-

>SO42->Cl- pour les anions. L’existence du faciès sodique serait liée au phénomène

d’échange de bases entre l’eau et les argiles (échange de sodium et potassium des argiles contre calcium et magnésium des eaux). Comme il a été démontré par Appelo et Postma en 1993, cette hétérogénéité dans la distribution spatiale des faciès chimiques de la zone d’étude serait conditionnée par la lithologie des limites de la nappe et du substratum, par la variation de la perméabilité, la proximité des zones d’exploitation, la profondeur de l’eau et les actions anthropiques.

V.2.1.4.2. Faciès bicarbonaté calcique

Ce faciès caractérisant les eaux immatures des aquifères sédimentaires est de loin le plus représenté de tous les faciès, environ 58% des eaux analysées sont bicarbonatées calciques. Ce faciès se rencontre dans la quasi-totalité des eaux de la nappe. Les eaux montrent une minéralisation proportionnellement variable allant du Sud vers le Nord de 118meq/l à 1490meq/l.

V.2.1.4.3. Faciès bicarbonaté sodique et potassique

Les eaux bicarbonatées sodiques (et potassiques) représentent 24% des eaux analysées. Elles se rencontrent dans les zones situées autour du lac Tchad, des intrusions granitiques et dans le centre de la dépression. Le diagramme de Piper montre que la majorité des eaux du faciès bicarbonaté calcique semble amorcer une évolution vers ce faciès (bicarbonaté sodique et potassique). En effet, elles se trouvent à mi-chemin entre les pôles bicarbonaté calcique et

135 sodique. La minéralisation de ces eaux est très variable avec des valeurs comprises entre 150meq/l et 2613meq/l

V.2.1.4.4. Faciès chloruré et sulfaté calcique et magnésienne

Représentant environ 13% des eaux analysées, la signature géochimique de ce type de faciès est caractéristique des eaux de la zone des intrusions granitiques et celles de la dépression. Elles présentent une minéralisation globale variant entre 196meq/l et 3460meq/l.

V.2.1.4.6. Faciès chloruré sodique ou sulfaté sodique

Les eaux à faciès chimique chloruré sodique ou sulfaté sodique ne représentent qu’environ 5% de l’ensemble des eaux échantillonnées. La minéralisation de ces eaux est comprise entre 798meq/l et 3757meq/l. Elles se rencontrent principalement dans les puits suivants : Andreib, Ganatir Nouara, Tarsefe, Tourba et Sirné.