Contexte hydrogéologique

II.4.2.1 La nappe phréatique du Continental Terminal

Les formations du Continental Terminal constituent un aquifère poreux multicouche avec en surface une nappe libre et en profondeur des nappes captives localement artésiennes. Comme pour la géologie régionale, les synthèses de référence sur l'hydrogéologie du CT datent des années 1960 ou 1970 (Tirat, 1964 ; Boeckh, 1965 ; Greigert, 1968 ; Greigert et Bernert, 1979).

La nappe phréatique du CT est une nappe continue et généralisée, à l'exception des bordures, qualifiées de "biseaux secs" par Plote (1961). La nappe est généralement libre, mais peut être localement en charge sous des lentilles argileuses d'extension variable (Greigert et Bemert, 1979). Elle est contenue dans la série sidérolithique de 1’Ader Doutchi (CTl) pour la partie orientale et dans la série argilo-sableuse à lignites (CT2) pour la partie septentrionale. Ailleurs, les grès argileux du CT3 constituent l'aquifère de la nappe phréatique sur la majorité du bassin. Les nappes alluviales quaternaires des vallées fossiles (dallol Bosso, dallol Maouri) sont en continuité hydraulique avec la nappe phréatique du CT. A une échelle plus locale,

différents faciès d’une même série peuvent constituer autant d’aquifères aux caractéristiques différentes. A titre d'exemple, près de Niamey, l'aquifère est surtout constitué par des niveaux oolithiques, alors que plus à l’est, il s'agit uniquement des grès argileux du CT3 (Plote, 1961, Leduc et al., 1997).

Sans remettre en cause la continuité hydraulique de la nappe phréatique, l'hétérogénéité lithologique est à l'origine de la variabilité des paramètres hydrodynamiques de l’aquifère. Certaines parties peuvent même être totalement sèches (Boeckh, 1965), d’autres peu perméables ou, à l'inverse, très transmissives (p. ex. : alluvions quaternaires, certaines zones sableuses du CT3). Les transmissivités estimées globales sont de l’ordre de 10^-2 à 10^-5 m².s^-1 (Greigert, 1968 ; Greigert et Bernert, 1979).

Une carte piézométrique à l’échelle de l’ensemble de la nappe phréatique au Niger a été établie par Boeckh (1965), (Fig.II-19). Depuis, aucune autre carte à partir de données plus récentes n’a été publiée. Toutefois, les travaux de Leduc et al. (1997), effectués à l'échelle du degré carré de Niamey, aux différences de détails près, ne réforment pas le schéma général des écoulements notés sur l'ancienne carte.

Fig.II-19 : carte hydrogéologique de la nappe phréatique du Continental Terminal au Niger (d'après Boeckh, 1965).

Globalement les gradients hydrauliques de la nappe sont faibles (~0,5‰). En revanche, en liaison avec des pentes topographiques plus fortes, ils s'accentuent à l'est pour atteindre 1‰ à 1,5‰ (Fig.II-19). Les charges les plus élevées apparaissent surtout au

27 nord-est, dans 1’Ader Doutchi (+300 m à +400 m) et dans une moindre mesure au nord-ouest et au nord (+220 m). Les plus basses sont associées aux zones exutoires naturelles de la nappe (Greigert, 1968 ; Greigert et Bernert, l979). Il s'agit de la partie en bordure du fleuve Niger et des bas dallols Bosso et Maouri (+180 à +170 m).

La circulation générale des écoulements souterrains, du nord-nord-est au sud-sud-ouest, est perturbée par plusieurs anomalies majeures :

- dômes piézométriques à l'aplomb des dallols Bosso (au sud de Filingué) et Maouri (au sud de Dogondoutchi)

- dépressions piézométriques au nord et à l'ouest de Filingué, et à l'est de Niamey. En raison de ces perturbations et des faibles gradients hydrauliques, la moitié de la nappe semble fonctionner de manière endoréique. Bien qu’aucune estimation chiffrée fiable de la recharge n’existe à l’échelle du CT, ces considérations piézométriques traduisent probablement un renouvellement très faible de la nappe (Favreau, 2000).

La variabilité spatiale physico-chimique de la nappe phréatique est relativement marquée, à l'instar des caractéristiques géologiques. Globalement les eaux sont peu minéralisées, en majorité inférieures à 300 mg.L^-1. Les faciès bicarbonatés ou nitratés sodiques ou calciques dominent, avec toutefois des singularités locales. Des études isotopiques ont montré que le renouvellement de la nappe était d'origine actuelle (Leduc et Taupin, 1997). Entre Niamey et le dallol Bosso, Favreau (2000) estime un taux moyen avant 1950, situé entre 0,04 et 0,06%.an^-1.

II.4.2.2 Les nappes captives du Continental Terminal

Il existe plusieurs nappes captives reconnues dans le Continental Terminal. Elles concernent des niveaux stratigraphiques distincts et s'individualisent en différents endroits. (Greigert et Bernert 1979, Abdoulkarimou, 1988). Nous développons ici les deux nappes captives reconnues par forages près de Niamey, dont les caractérisations récentes ont été réalisées par Le Gal La Salle (1994), Monfort (1997) et Favreau (2000). Il s'agit de la nappe

des sables inférieurs et la nappe captive des oolithes.

Près de Niamey, la nappe des sables inférieurs est confinée dans l'aquifère des sables du CT2, dont le toit est représenté par les argiles à lignite (Fig.II-18). Les charges sont comprises entre 200 et 225 m (certains forages sont artésiens), pour une direction d’écoulement orientée nord-sud (Favreau, 2000). Les eaux montrent des températures de l’ordre de 30 à 33°C avec des pH de 7,0 à 8,0 et une tendance à la réduction. Les minéralisations sont relativement élevées, avec des conductivités de l’ordre de 1200 à 1600 µS.cm^-1, soit environ 850 à 1050 mg.L^-1 (Le Gal La Salle, 1994), pour des faciès sulfatés à bicarbonatés sodiques. Les études isotopiques montrent des teneurs nettement différenciées de celles de la nappe phréatique et indiquent des eaux fossiles, infiltrées sous des conditions plus humides et/ou plus froides que l’actuel (Le Gal La Salle et al., 1995).

La nappe captive des oolithes est portée par le niveau oolithique intercalé au milieu des argiles grises à lignites du CT2 (Fig.II-18). L’individualité de la nappe a été reconnue notamment par Abdoulkarimou (1988). Les charges de la nappe des oolithes sont comprises entre 195 et 215 m mais ne montrent pas de gradient cohérent, en accord avec la continuité hydraulique variable de l’aquifère. Les caractéristiques physico-chimiques sont quasi-identiques à celles de la nappe des sables inférieurs avec des températures de l'ordre de 31 à 34°C, des pH compris entre 7,0 et 7,9 et des potentiels redox nuls. Les conductivités

mesurées, entre 1000 et 1500 µS.cm^-1, indiquent des charges ioniques équivalentes de 700 à 1000 mg.L^-1, pour des faciès chimiques sulfatés à bicarbonatés sodiques. Les mêmes similitudes avec la nappe des sables inférieurs sont observées du point de vue des teneurs isotopiques, suggérant également des eaux fossiles (Favreau, 2000). La distinction entre ces deux nappes du CT2 n’est donc pas d’ordre géochimique, mais se base sur la géologie et l’hydrodynamique.

Sur la zone centrale où les trois nappes sont captées (2°30'/2°50'E, 13°20'/13°40'N), les nappes captives apparaissent en charge par rapport à la nappe phréatique. Plus précisément, la nappe des sables inférieurs présente des charges comprises entre 210 et 220 m, supérieures à celles des oolithes, 200 à 210 m, elles-mêmes supérieures à celles de la nappe phréatique 185 à 195 m. L'existence d'une drainance descendante entre la nappe phréatique et les nappes captives sous jacente doit donc être exclue dans cette partie du CT.

Entre 1987 et 1995, l’évolution de la piézométrie des nappes captives montre une tendance à la stabilité ou à la baisse (de l’ordre du mètre d'après Favreau, 2000). Faiblement sollicitées, les nappes captives seraient donc déconnectées du système hydrologique local avec un renouvellement extrêmement faible.

II.4.2.3 L'aquifère du Continental Terminal près de Niamey

L'aquifère du Continental Terminal près de Niamey a pu être caractérisé comme étant un aquifère multicouche "naturellement cloisonné" avec principalement trois nappes différenciées (Favreau, 2000).

Une nappe phréatique généralisée est portée par différents aquifères, essentiellement par les grès argileux du CT3 mais aussi, occasionnellement, par des oolithes ferrugineuses ou les alluvions quaternaires. Deux nappes captives du CT2 sont portées respectivement par les oolithes des argiles grises et les sables inférieurs.

Les contours piézométriques réguliers n’indiquent aucune influence d’une drainance ascendante localisée. Et aucun mélange naturel des eaux n’a pu être mis en évidence dans cette zone.