Discussions des résultats

3.5.1 Discussions des résultats du terrain (in-situ)

La température des eaux de la zone d’étude varie entre 24 et 29 °C avec une moyenne de 27 °C sur toute la zone d’étude. Cette température quasiment constante, que ce soit pour les eaux de surfaces que souterraines pendant toutes les saisons. La température de ces eaux dépasse légèrement les normes prescrites par l’OMS, (Genève, 2004 ; 2017).

Le pH des eaux de surface est compris entre 4,98 et 5,85. Les eaux souterraines ont un pH compris entre 4,55 et 4,90 avec une moyenne générale de 5,00, ce qui montre que les ressources en eau du plateau de Mbé tant de surface que souterraine sont acides.

Les eaux présentent de très faibles valeurs de la conductivité électrique dans l’ensemble. Celle-ci varie de 4,63 à 17,3μs/cm, pour les eaux de surface, et de 7,3 à 20,7μs/cm pour les eaux souterraines, avec une moyenne globale de 10,85 μs/cm. Les valeurs du TDS (Total de Solides Dissous), varient comme suit : pour les eaux de surface de 0,00 à 7 (ppm) et pour les eaux souterraines de 2 à 8 (ppm). Le Fer total dissous présente des valeurs très faibles, que ce soit pour les eaux de surface (de 0,96 à 0,97 (mg/l).10^-6) et souterraines de 0,95 (mg/l).10^-6. Par contre, la salinité des eaux de surfaces et souterraines mesurés sur le terrain est égale à 0 et l’oxygène dissous présente des valeurs très faibles.

3.5.2. Discussions des résultats du laboratoire

Les résultats des analyses physico-chimiques qui ont été réalisées durant cette étude (tableau 3.2) peuvent nous donner des interprétations suivantes :

3.5.2.1.Température (T°)

La température de l’eau est un facteur important dans l’environnement aquatique du fait qu’elle régit la presque totalité des réactions physiques, chimiques et biologiques (Chapman D., et al., 1996). Dans cette zone d’étude, la température ne présente pas une grande variation d’un point à un autre (Fig. 3.3) avec un minimum de 24,1; 24,6 °C (Forage d’Ingha, Massa respectivement) et un maximum de 27,1 °C (Ivoumba). Ces valeurs sont supérieures pour certains ouvrages à celles recommandées par l’OMS (Genève, 2017). Les températures les plus basses ont été atteintes pendant la saison sèche. Les anomalies de températures observées sont certainement contrôlées par les structures géologiques qui conditionnent la géométrie et le type de la circulation souterraine des eaux. Aussi, des variations de température peuvent correspondre à une circulation de l’eau relativement rapide au sein de réseaux de circulation privilégiés (Moukandi N’Kaya, 2012; Obami Ondon et al., 2018).

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3.5.2.2. Conductivité électrique (CE)

La conductivité électrique désigne la capacité de l’eau à conduire un courant électrique. Elle est déterminée par la teneur en substances dissoutes, la charge ionique, la capacité d’ionisation, la mobilité et la température de l’eau. Par conséquent, la conductivité électrique renseigne sur le degré de minéralisation d’une eau. Les eaux des points contrôlés sont très peu minéralisées (Fig. 3.3), avec des valeurs qui oscillaient entre 5,14 et 16,3 μS/cm. On note que les plus fortes conductivités sont celle du cours d’eau de la Gamboma suivies par celles du forage d’Ivoumba en saison des pluies (entre Novembre et Mai). Par contre, la saison sèche présente les valeurs plus faibles de ses mêmes points de prélèvement. Tous ces points ont des valeurs inférieures à la norme de l’OMS (300 μS/cm), ce qui signifie que cette eau est très faiblement minéralisée.

3.5.2.3.pH

Le pH caractérise la concentration d'une eau ou d'une solution aqueuse en ions hydrogène (H+). Il traduit ainsi la balance entre acide et base sur une échelle de 0 à 14.

Selon Nisbet E.G. et al.(1970), le pH des eaux naturelles est généralement compris entre 6,6 à 7,8. Par contre, Rodier J., 1984, trouve qu’il varie de 7,2 à 7,6 et Chapman, et al. (1996), OMS (2017) ; indiquent finalement des valeurs habituelles, situées entre 6 et 8,5 dans les eaux naturelles. La nature des terrains traversés par les eaux est la cause naturelle, provoquant des variations importantes du pH. L’analyse de ces eaux a dévoilé que le pH dans la zone d’étude varie entre 4,02 et 6,4 ; y compris pour les eaux de surface. Pour tous les points d’eau échantillonnés pendant l’année hydrologique, les valeurs de pH sont inférieures à 7, ce qui confère un caractère franchement acide à ces eaux (Fig.3.3) et ce caractère est dû aux formations géologiques de la zone. Ces eaux acides sont agressives (0<pH<7) et corrodent les parties métalliques des canalisations de distribution par exemple.

Ces résultats confirment ceux de l’étude menée par le Comité Interafricain d’Etudes Hydrauliques (CIEH, 1979) sur les plateaux batékes (Congo-Gabon-Zaïre) qui mentionnaient un pH de 6, donc inférieur à 7. Malheureusement, cette étude s’est basée seulement sur les eaux de surface (cours d’eau et mares), notamment la Gamboma dans notre zone d’étude, mais ne considérait aucune eau souterraine.

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Figure 3.3 : Variation moyenne annuelle de la température, du pH, de la conductivité électrique (µS/cm) et de TDS (ppm) des eaux de la zone d’étude au cours de l’année

2017-2018. 0 5 10 15 20 25 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

5,2 5,1 5,1 _4,3 26,9 26,7 26,8 _26,1 9,8 10 14 6 Rivière la Mary pH T°C CE TDS 0 10 20 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

5 _4,2 5 _4,4 27 ₂₆ 27,1 _25,4 9 9 14 9 Rivière la Gamboma pH T°C CE TDS 0 5 10 15 20 25 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

5,1 5 5,2 _4,3 26,7 _26,3 26,7 _26,1 8,2 8 ¹⁰ 6 Rivière la Maty pH T°C CE TDS 0 10 20 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

5,2 5 5,1 _4,4

26,4 26,1 ^26,9 25,8

11,1 11 ¹³

8

Forage du village Dieu Le Veut

pH T°C CE TDS 0 5 10 15 20 25 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

5,2 5 5,4 _4,2 26,8 _{26,3 26,2} 24,1 8,2 8,5 15 12

Forage du village Ingha

pH T°C CE TDS 0 5 10 15 20 25 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

4,3 ^{5,2 5,3} 4,2 26,9 _26,4 26,9 _25,8 10 ₉ ¹¹ 7 Puits d'Ignié pH T°C CE TDS 0 10 20 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

5,4 5,3 5,5 ₄

27,1 _26,7 27 _25,6

7 7

16

4

Forage du village Imvoumba

pH T°C CE TDS 0 10 20 30

nov.17 fév.18 mai.18 août.18

5,1 ^{6,2 6,4} 5 26,3 25,9 26,2 _24,6 7 7 13 6

Forage de Massa

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On peut retenir que, globalement homogénéité des paramètres (CE, T°, pH et TDS) entre eaux souterraines et de surface qui semble indiquer une origine commune. L’oxygène très faible témoigne le d’un temps de séjour long pour les eaux souterraines et peu de ruissellement pour les cours d’eau. La Gamboma se distingue en CE certainement à cause de contamination anthropiques de surface. Ces indices montrent clairement que les cours d’eau seraient alimentés par la nappe profonde (cf. chap. 2).

3.5.2.3.Sulfates (SO4-)

Dans les conditions naturelles, les sulfates, forme de soufre dissous la plus répondue dans les eaux naturelles, ont essentiellement deux origines : géochimique et atmosphérique (Deliste C.E. et al., 1977). Du fait de la solubilité élevée des sulfates, l’eau souterraine en conditions normales peut en contenir jusqu’à 1,5 g/L (Matthess G., 1994). L’oxydation des sulfures ainsi que la dégradation de la biomasse dans le sol constituent d’autres sources possibles. De nombreuses activités humaines et naturelles peuvent générer des apports de sulfates dans l’eau souterraine : application d’engrais sulfatés, précipitations chargées en dioxyde de soufre. Les valeurs des sulfates dans les eaux étudiées sont très variables, elles oscillent entre 0,76 mg/L et 10 mg/L. On peut constater que la valeur la plus élevée est celle du cours d’eau la Mary (Tableau X). Les valeurs les plus élevées ont été observées pendant la campagne de Mai (petite saison des pluies).

Les ions sulfates à des concentrations supérieures à la valeur guide dans l’eau de boisson peuvent provoquer des diarrhées chez l’être humain (CDC-EPA, 1999). L’analyse de nos données montre que les teneurs en sulfates sont admissibles.

3.5.2.4. Bicarbonates (HCO3^-)

La teneur en bicarbonates dans les eaux souterraines dépend surtout de la présence des minéraux carbonatés dans le sol et l’aquifère, ainsi que la teneur en CO2 de l’air et du sol dans le bassin d’alimentation (Matthess, 1994). La teneur en bicarbonates des eaux souterraines non soumises aux influences anthropiques, varie entre 50 et 400 mg/l (Matthess G., 1994). Les valeurs médianes des teneurs en bicarbonates se situent autour de 302 mg/L dans le domaine habituel des eaux souterraines non polluées (Matthess, 1994). Les teneurs en bicarbonates des points étudiés variaient entre de 2,66 mg/L à 14,1 mg/L pour la valeur maximale dans le puits d’Ignié. Ces valeurs sont très faibles conformément à la géologie de la zone et ne présentent aucun signe de contamination.

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3.5.2.5. Calcium (Ca2+)

Le calcium est généralement l'élément dominant des eaux potables et sa teneur varie essentiellement suivant la nature des terrains traversés (terrain calcaire ou gypseux) (Rodieret al., 2009). Les teneurs en calcium des eaux contrôlées variaient de 6 mg/L à 16 mg/L. Tous les points étudiés ont des concentrations inferieures à la valeur maximale admissible de l’OMS.

3.5.2.6. Chlorures (Cl-)

Les chlorures sont des anions inorganiques importants contenus en concentrations variables dans les eaux naturelles, généralement sous forme de sels de sodium (NaCl) et de potassium (KCl). L’origine peut être naturelle (Bremond, 1973) mais aussi anthropique :

 percolation à travers des terrains salés ;

 infiltration des eaux marines dans les nappes phréatiques et profondes ;  effet de l’activité humaine ;

 industries extractives et dérivées (soudières, salines, mines potasse, industries pétrolières...).

Ainsi, ils sont souvent utilisés comme un indice de pollution (Abdoulayeet al., 2014). Les chlorures existent dans toutes les eaux prélevées à des concentrations très variables.

Les teneurs en chlorures des échantillons d’eau analysés affichent des valeurs oscillant entre 1,18 mg/L et 18,1 mg/L. La valeur la plus élevée est celle du puits d’Ignié en saison des pluies qui témoignerait certainement de l’activité humaine voisine. Les points d’eau étudiés sont conformes aux normes, étant donné que la concentration en chlorures est inférieure à celle recommandée par les normes de l’OMS.

3.5.2.7. Magnésium (Mg2+)

La majorité des eaux naturelles contiennent généralement une petite quantité de magnésium, sa teneur dépend de la composition des roches sédimentaires rencontrées. Il provient de l’attaque par l’acide carbonique des roches magnésiennes et de la mise en solution du magnésium sous forme de carbonates et bicarbonates (Bremond, 1979). Dans certains aspects de la chimie de l’eau, le magnésium et le calcium sont considérés comme ayant des effets similaires en contribuant à sa dureté en dépit de leur comportement géochimique différent. Élément à effets bénéfiques pour l’organisme, le déficit en magnésium se traduit par des manifestations cardiaques et des troubles neuromusculaires (Wanélus, 2016). Dans les points d’eau analysés, les teneurs en magnésium varient entre 4 et 14 mg/L, et aucune valeur ne dépasse les normes de l’OMS.

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3.5.2.8. Sodium (Na+)

Le sodium est un élément dit conservatif car une fois en solution, aucune réaction ne permet de l’extraire de l’eau souterraine. Les précipitations apportent une quantité de sodium minime dans l’eau souterraine, les teneurs anormalement élevées peuvent provenir du lessivage de sols, ou de la percolation à travers des terrains salés ou de l’infiltration d’eaux saumâtres (Rodieret al., 2009) ; (Bremond, 1979). Dans les eaux souterraines non polluées et sans contact avec des évaporites, la teneur en sodium se situe entre 1 et 20 mg/L (Matthess, 1994). L’analyse des données a montré que les teneurs moyennes en sodium dans les eaux des points étudiés variaient de 0,1 mg/L à 0,4 mg/L. Les teneurs élevées en sodium des eaux de la nappe ont la même origine que celle des chlorures. En effet, le sodium accompagne généralement la pollution due aux chlorures (Pesson, 1979). On note que les valeurs obtenues après cette étude, ne dépassent pas la valeur prescrite par l’OMS.

3.5.2.9.Potassium (K+)

Le potassium est généralement l’élément majeur le moins abondant dans les eaux après le sodium, le calcium et le magnésium ; il ne prend qu’exceptionnellement le troisième rang des cations. Le potassium se rencontre sous forme de chlorures doubles dans de nombreux minerais tels que la corrollite et la sylvinite. On le trouve également dans les cendres des végétaux sous forme de carbonate. Le potassium est un élément indispensable à la vie et notamment à la croissance des végétaux. En agriculture, il est utilisé comme engrais sous forme de sulfate de potassium, de chlorure de potassium, ou encore de nitrate de potassium (Pesson, 1979).

La teneur en potassium est presque constante dans les eaux naturelles. Celle-ci ne dépasse pas habituellement 10 à 15 mg/L (Association internationale des Hydrogéologues, 2014). Sa concentration dans les points d’eau contrôlés varie entre 1,0 mg/L et 2,6 mg/L. La valeur la plus élevée en potassium est enregistrée au niveau de la Gamboma sans que ce cours d’eau se distingue véritablement des autres valeurs. Elles sont toutes inférieures à la valeur recommandée.

3.5.2.10. Nitrates (NO3-)

Les nitrates constituent le stade final de l’oxydation de l’azote organique, leur présence dans une eau polluée atteste que le processus d’autoépuration est déjà entamé. L’activité humaine accélère le processus d’enrichissement en cet élément sur les sols subissant l’érosion, ce qui provoque l’infiltration des eaux usées, par les rejets des industries minérales et d’engrais azoté (Bremond, 1973). La zone étudiée et comme il est indiqué les teneurs en nitrates variaient

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entre 0,04 mg/Let 3,90 mg/L. Les résultats obtenus ne posent pas problème vis-à-vis de la norme.

Les faibles concentrations révèlent de faibles contaminations par les activités humaines et/ou un fort potentiel d’autoépuration lié aux processus d’infiltration et d’écoulement. La plus forte valeur apparait logiquement dans le puits plus sensible aux circulations rapides depuis la surface. Les cours d’eau montrent des valeurs étonnamment faibles qui peuvent s’expliquer par une faible alimentation par ruissellement.

3.5.2.11. Alcalinité (HCO3)

L'alcalinité de l’eau se définit comme sa capacité de la mesure de sa basicité, autrement dit, sa capacité à absorber des ions H⁺ libérés par un acide jusqu’à un point déterminé, cette caractéristique est reliée à la dureté de l'eau.

L'alcalinité des eaux naturelles résulte de l'altération des minéraux des roches. Ainsi l'altération des feldspaths des granites libère les cations inactifs Na⁺, K⁺, Ca²⁺ alors que les anions (aluminate et silicate) sont des bases faibles et surtout sont incorporés dans des minéraux argileux. De même, les pyroxènes des basaltes libèrent le cation Mg²⁺ et l'anion silicate. La dissolution de la calcite des calcaires fournit l'ion Ca²⁺ inactif et l'ion carbonate CO3^2- base faible ; elle augmente donc l'alcalinité. Par contre, la dissolution du gypse (sulfate de calcium hydraté), produisant les ions Ca2+ et SO4^2- tous deux inactifs et de charges opposées, ne la modifie pas. L’alcalinité est mesurée par titrages avec un acide fort (HCl, HNO3). L’alcalinité mesurée dans cette étude ne dépasse pas les 100 mg/l recommandée par l’OMS.

3.5.2.12. Elément mineur naturel Phosphates (PO4^3-)

Le phosphate peut se trouver sous différentes formes oxydées, méta HPO3, pyro

H4P2O7et ortho H3PO4en milieu aqueux, les formes méta et pyro tendant vers la forme ortho pour les pH de 5 à 8. Cet élément chimique est souvent rencontré en milieu aquatique sous l’effet de rejets urbains, industriels et agricoles et aussi sous l’effet des réactions biologiques. Divers facteurs chimiques et biologiques peuvent réagir sur la mobilisation du phosphate et sur l’évolution des composés azotés à l’interface eau/sédiments : la température, l’oxygène dissous (O2), le potentiel d’oxydoréduction (Eh) et lepH (Boers (1991) ; Jensen & Andersen, 1992).

Les concentrations observées sur les eaux du plateau de Mbé entre 2017-2018 n’est pas significative parce qu’elles sont inférieures à la norme de potabilité.

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3.5.2.13. Quelques métaux lourds étudiés (Fe, Cu, Mn, Cd, Al et Pb)

Dans cette étude, les métaux lourds analysés sont constitués de Fe, Cu, Mn, Al, Pb et Cd (tableau 3.3). Parmi les métaux étudiés, on note qu’en dehors du Pb qui présentent des teneurs oscillant entre 0,1 mg/L et 0,9 mg/L, supérieures à la valeur guide de l’OMS (0,1mg/L), les valeurs les plus élevées ont été atteintes pendant la saison des pluies et observées dans la Maty (cours d’eau), causé certainement par les activités de l’homme et un forage de Massa et autres. Et vu le caractere acide de ces eaux, il serait fort probable que cela provienne des installations (tubage et autres). La géologie de zone ne nous permettrait pas de penser une autre source de contamination. Par contre, tous les autres métaux sont pratiquement inexistants dans les eaux étudiées.

3.6. Faciès chimiques