Analyse factorielle
Les résultats de l'analyse factorielle des données physico-chimiques (n=84) indiquent deux tendances (facteurs) pouvant expliquer les différents processus contrôlant la minéralisation des eaux. Les deux facteurs utilisés expliquent 78,48% de la variance totale. Le facteur 1 qui représente 62,85% de la variance totale comprend la conductivité électrique, et les ions NO3-, Cl-, Na+, Ca2+, Mg2+. Le facteur 1 indique que la minéralisation ionique est contrôlée en priorité par les ions NO3-, Cl-, Na+, Ca2+, Mg2+. Le facteur 2 représente 15,64% de la variance totale et comprend HCO3- et pH. Le facteur 2 indique que les faibles pH sont dus aux faibles teneurs en bicarbonates, caractéristiques d'un milieu peu tamponné. Ceci est en accord avec la nature siliceuse des formations aquifères du CT3.
La forte présence de NO3-, Cl-, Na+, Ca2+, Mg2+, totalement ou en majorité extérieurs à cet aquifère, naturellement peu minéralisé (formations siliceuses) indiquent des apports presque-exclusivement d'origine externe à cet aquifère (atmosphériques et anthropiques, et/ou provenant du socle sous-jacent). Les résultats de l'analyse factorielle semblent confirmer les résultats de l'ACP et renforcent donc les hypothèses avancées pour expliquer les interrelations entre les différents paramètres utilisés pour ces analyses statistiques. ‐5 0 5 10 15 ‐15 ‐10 ‐5 0 5 10 15 20 F2 (18. 47 %) F1 (59.52 %) Biplot (axes F1 et F2 : 78.00 %) Groupe 1 Groupe 2 Groupe 3
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Classification ascendante hiérarchique (CAH)
La classification ascendante hiérarchique montre trois classes :
− la classe 1 (n = 58 échantillons) comprend des puits à faibles minéralisations.
− La classe 2 avec neuf échantillons présente une moyenne minéralisation liée principalement aux ions NO3-, Cl-, Na+, Ca2+, Mg2+. Ces puits spécifiques ne représentent pas le faciès des eaux du CT3 au vu des fortes teneurs en Ca2+ et Mg2+. Ceci semble indiquer un mélange avec les eaux plus riches en alcalino-terreux pouvant provenir du socle sous-jacent.
− La classe 3 est composée par une vingtaine d'échantillons à forte minéralisation liée principalement aux ions NO3-, Cl-, Na+, et dans une moindre mesure à Ca2+et Mg2+.
Les classes 1 et 3 reflètent une répartition géographique liée à l'urbanisation, la topographie et l'épaisseur de la zone non saturée. La classe 1 représente des puits majoritairement situés en périphérie large de la ville, loin des sources de pollution urbaine. Certains de ces puits sont situés soit en périphérie proche de la ville, soit en bordure du CT3 (accentuation de la pente topographique) ou captent la nappe à des profondeurs supérieures à 15 m. La classe 3 comprend des puits localisés à majorité en centre ville, au niveau des dômes et crêtes piézométriques qui sont également situés sur la partie la plus haute du plateau.
Les groupes obtenus par cette analyse sont relativement les mêmes que ceux obtenus par l'ACP. Ceci nous permet de considérer les différents groupes qui se dégagent de ces deux analyses comme globalement cohérents. Outre leur caractère systématique, ces deux analyses fournissent des résultats pertinents. Prenant en compte la plupart des informations fournies, à savoir les paramètres physico-chimiques, elles permettent d'identifier et de caractériser les différentes familles d'eaux souterraines.
V.1.2.2.2.2. Réservoir d'altérites Analyse en composante principale (ACP)
Les analyses en composantes principales ont porté sur les variables suivantes : pH, conductivité et ions majeurs. Les différentes corrélations obtenues sont indiquées en Annexe B (Tableau V-6). La conductivité est très bien corrélée aux ions Ca2+, Mg2+, Na+ et Cl- avec r = 0,8. La corrélation est moyenne avec NO3-, SO42- (0,6) et HCO3- (0,5). Les alcalino-terreux, Ca2+ et Mg2+ sont bien corrélés entre eux. Ca2+ est également corrélé à Cl- et NO3- et faiblement corrélé à SO42- et HCO3-. Mg2+ est corrélé à HCO3-, Cl- et SO42-. HCO3- est faiblement corrélé à Na+ (0,4). Na+ est aussi corrélé à Cl- et SO42-. Aucune corrélation n'apparaît entre Na+ et NO3-. NO3- et Cl- sont très bien corrélés (0,8). Le pH est faiblement corrélé à HCO3- et à Na (0,4). Aucune corrélation négative n'apparaît entre les cations échangeables Na+-Ca2+-Mg2+-K+.
La faible corrélation entre le bicarbonate et les cations montrent que la dissolution incongruente des minéraux silicatés n'est pas le seul processus conduisant à la mise en solution de ces cations. D'autres sources et d'autres processus interviennent dans la minéralisation de ces eaux comme le montrent les différentes corrélations observées.
Le plan de la Figure V- 37b déduit de la représentation des deux premières composantes (F1 et F2) de la Figure V- 37a représente 64,24% de la variance pour l'analyse des variables utilisées. Cette analyse combinée aux résultats obtenus par la classification ascendante hiérarchique CAH ont permis de distinguer 3 groupes. Le groupe 1 est moyennement minéralisé par rapport aux deux autres et se situe dans le plan représenté par Ca2+, K+, Cl- et NO3-, et opposé au plan représenté par le pH, la conductivité et les ions Na+, Mg2+, SO42-, et HCO3-. Il est également caractérisé par les pH les plus faibles (barycentre de 6,7) et des eaux majoritairement à tendance acide. Ce groupe présente les plus fortes teneurs en nitrate (surtout) et en chlorure, et concerne 21,4% des échantillons analysés. Tous les
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puits de ce groupe sont situés en zone de vallée (vallée du fleuve et vallée du Kori Gounti Yéna). Il s'agit de la vallée du fleuve à Goudel-village (5 échantillons, 2 puits), de Boukoki et Foulankoira au niveau de la vallée du Gounti Yéna (5 échantillons et 2 puits), et de la vallée du fleuve en rive droite à Kirkissoye, Gaweye et banga Bana (14 échantillons, 5 puits). Le groupe 2 est le moins minéralisé avec les conductivités les plus faibles (barycentre de 626,87 µS.cm-1). Il est majoritairement localisé dans l'axe opposé à toutes les variables utilisés (pH, conductivité et ions majeurs) et représente 67,86% des échantillons analysés. Les ions caractéristiques de chacun des deux autres groupes sont moins représentés dans ce groupe. Ces eaux sont à pH neutre à légèrement acide (barycentre du pH de 7,09). Le groupe 3 est le plus minéralisé avec les plus fortes conductivités. Ce groupe est situé dans le plan du pH, de la conductivité et des ions Na+, Mg2+, SO42-, et HCO3-. Les barycentres des variables analysées montrent des eaux à tendance légèrement basique (barycentre du pH: 7,4) avec des concentrations en Na+, HCO3- et SO42- particulièrement fortes. Ce groupe représente 10,7% des échantillons analysés et les puits qui le constituent (n=4 puits) sont localisés uniquement dans la vallée du fleuve aussi bien en rive gauche (P306 à Saga-jardin et P109b à Goudel-jardin-proche du fleuve et des carrières de graviers) qu'en rive droite (P229b à Banga Bana, et P225 à Karadjé près du bras mort du fleuve).
Figure V- 37a : Pourcentages de variance absorbée pour les 11 axes principaux; analyse pour les
altérites 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 Variab ilité cu mu lée (%) Valeu r pro p re axe