Géologie régionale
La figure 3.3.2.6 montre la géologie régionale de cette zone, élaborée à partir de cartes géologiques, d’imagerie de satellite et de photographies aériennes avec quelques vérifications sur le terrain.
Les formations géologiques sont toutes du Précambrien, à l’exception de dikes qui sont pour la plupart tertiaires. La majeure partie de la région est constituée de différentes sortes de gneiss. Quelques uns d’entre eux sont fortement plissés. Des séries de roches hautement métamorphisées, généralement appelées charnockites, s’étendent à travers la partie orientale de cette zone. Les gneiss ont été injectés par une série de granites associés à des migmatites et des pegmatites.
Les zones (5), (6) (7) et (8) sont supposées contenir de bons aquifères. Les zones (l), (2), (3) et (4) paraissent plutôt peu favorables. Les zones (3) et (4) sont probablement imperméables et ne possèdent pas de fractures majeures. La zone (3) empêche les infiltrations en provenance des régions montagneuses vers des zones autrement favorables vers le Sud, (9) et (10). Par suite de conditions estimées
défavorables dans les roches dures de la zone (3), la nécessité d’utiliser des canaux ou des conduites doit être envisagée.
Les zones (1 l), (12) et (13) semblent recéler de bons aquifères. La zone (14), dans les pegmatites, pourrait avoir un excellent potentiel bien que les aquifères semblent être d’étendue plutôt limitée.
La zone (15) concerne les types normaux de gneiss de la région. Cette formation peut être uniquement marginale du point de vue aquifère. Les ortho-types auront probablement un débit plus élevé que les para-types.
Organisation structurale régionale
La figure 3.3.2.7 illustre la disposition du système de fractures. La région a été exposée à deux
déformations cassantes majeures (voir section 2.1). La plus ancienne possède une direction environ NE-SO et la plus jeune une direction NO-SE. La plus ancienne domine dans la partie orientale et la plus jeune est plus apparente dans la partie occidentale.
Dans la section 2.2.2.1, les caractéristiques générales d’emmagasinement de différents types de roches ont été exposées. Un bref aperçu en est donné ci-dessous.
1) Les granites et les pegmatites peuvent être en général classés comme aquifères potentiellement bons.
2) Les migmatites peuvent être localement de bon aquifères, selon le degré d’intensité de migmatisation. Une migmatisation intensive produit une roche cassante.
3) Les gneiss à haut degré de métamorphisme et fortement plissés, en particulier ceux d’origine sédimentaire, sont généralement des aquifères médiocres.
Pendant les premières périodes de déformation, les tensions à l’origine de ces systèmes de fractures, ont provoqué une orientation préférentielle des fractures de tension ouvertes dans la direction NO-SE, la déformation la plus jeune ayant pu provoquer un resserrement des anciennes fractures de tension de direction NE-SO.
Le résultat de ce processus en est qu’il est possible que quelques uhs descisaillementsoriginellement fermés puissent se révéler ouverts.
Dans la zone granitique (5) deux fractures de tension bien développées coupent la roche. Un ensemble de fractures de cisaillement, orientés approximatement Nord-Sud, cause probablement un accroissement des effets de drainage des fractures de tension. Les intersections entre fractures de cisaillement et
fractures de tension semblent être des sites excellents pour des implantations de puits. Les zones de granites (6), (7), (8), (9) et (10) ont des fractures de tension orientées NE-SO. La zone de gneiss (15)
150
est simplement faiblement fracturée. Dans les gneiss fortement plissés et dans les roches métamorphiques la fracturation est faiblement développée. Les pegmatites (14) sont intensément fracturées.
En résumé, on peut recommander que:
a) les fractures de tension qui représentent les drains principaux doivent être localisées;
b) des puits de reconnaissance doivent être forés à l’intersection entre les fractures de tension et les autres fracturc%;
c) les principaux plans de chevauchement faiblement inclinés, qui souvent permettent d’importantes infiltrations dans la roche, doivent également être pris en considération;
d) les conditions topographiques doivent être examinées afin de déterminer la direction probable du flux d’eau souterraine dans les fractures.
Dépôts meubles
La figure 3.3.2.8 illustre la géologie superficielle (à dépôts non consolidés) de la ‘région
hypothétique’. L’eau souterraine de la région peut se trouver dans deux types de formations de surface:
i) les dépôts alluviaux le long des pieds des reliefs et dans les plaines basses et ii) dans des zones à roches profondément altérées. Les cônes alluviaux apparaissent le long des pieds des reliefs. Ils peuvent contenir de l’eau dans leurs parties les plus profondes. Cependant il se peut également que les dépôts des cônes alluviaux recouvrent la zone de saturation des roches fracturées ou altérées. Dans ce cas, le cône alluvial fonctionnera principalement comme une zone d’infiltration des eaux de ruissellement superficiel qui peut recharger les nappes aquifères dans les roches dures sous- jacentes.
Les zones à roches altérées en profondeur sont probablementprésentesquand existent des zones granitiques (5), (6) (7), (8), (9) et (10) et des zones à pegmatites (14). Celles-ci peuvent contenir un volume appréciable d’eaux souterraines dans leurs couches altérées, aussi bien que dans les fractures du bed-rock. Les couches altérées, quand elles sont suffisamment épaisses, peuvent être prospectées pour leurs eaux souterraines par puits excavés. La recharge serait particulièrement favorable dans la zone (6) qui recevrait de l’eau en provenance des cônes d’alluvions vers le Sud aussi bien que des eaux de ruissellement s’écoulant dans cette zone en direction Sud-Nord.
Etudes géophysiques
La figure 3.3.2.9 détaille les études géophysiques à réaliser afin de clarifier les systèmes
géologiques indiqués dans les figures 3.3.2.6 à 3.3.2.8. Les pegmatites fracturées de la zone (14) au pied des reliefs du Nord peuvent être supposées aquifères.
La résistivité électrique de la zone fracturée pourrait être basse en comparaison de celle des roches avoisinantes. Un profil en travers de résistivité ou un profil VLF le long de la zone à pegmatites
délimiterait les bordures de cette zone. Si le recouvrement est mince la méthode simple et bon marché des potentiels spontanés peut aussi donner une indication claire sur ces limites. Les fractures de tension dans les zones à migmatites en (ll), (12) et (13) orientées NE-SO peuvent contenir suffisamment d’eau ou d’humidité pour donner des renseignements clairs à partir des résistivités. Mais les valeurs des résistivités dans ce cas pourront ne pas être aussi basses que dans les fractures aquifères des pegmatites. Les
valeurs de ces résistivités doivent être confrontées au degré de fracturation et donc de migmatisation.
La cartographie desvitessesd’ondes simiques peut quelquefois donner des informations plus claires sur les fractures de tension que les relevés de résistivités. Les fractures de cisaillement sont très
difficiles à localiser par des procédés géophysiques. Une autre méthode envisageable pouvant parfois être appliquée avec succès est celle des très basses fréquences (en anglais VLF), utilisant les émetteurs radio éloignés, Les mesures magnétiques peuvent parfois détecter des dikes de diabases et indiquer leur localisation, leur pente, leur largeur, etc. Par conséquent, les profils magnétiques seraient recommandés
si l’on suspecte la présence de ce genre de dikes comme il en existe dans les parties Nord-Est et Sud-Ouest de la région ‘hypothétique’.
Si un relevé géophysique régional à grande échelle était envisagé, afin de préciser avec plus de
détails la géologie locale, il conviendrait de commencer par un levé magnétique de reconnaissance, avec un espacement de 1 km environ des lignes de mesure et un espacement de points de 100 km. Des levés détaillés dans des zones limitées de cette région seront ultérieurement prévus une fois étudiés les résultats des
études de reconnaissance.
L’épaisseur des cônes d’alluvions peut être évaluée par des sondages électriques verticaux ou par des mesures de sismique-réfraction. Les sondages électriques sont préférables si le matériau n’est pas trop grossier et s’il contient de l’humidité.
Qualité de l’eau et problèmes de recharge
La figure 3.3.2.10 illustre ce que l’interprétation des données sur la qualité de l’eau pourrait
laisser supposer concernant les zones de recharge, les zones à potentiel d’eau de bonne qualité ou d’eau médiocre.
Le système de drainage de surface indique deux phénomènes concernant la recharge :
a) Une importante infiltration se produit dans les cônes alluviaux en bordure de la plaine (16).
Cette eau contribuera directement à la recharge de la zone à pegmatites (14) et de celle à granites (6).
b) Les aquifères des autres zones seront rechargés directement par les précipitations et par l’infiltration à partir des cours d’eau pérennes.
II faut s’attendre à ce que la qualité de l’eau des aquifères des roches soit meilleure dans la zone (14) ainsi que dans la zone (6) où il se produit une infiltration. Dans les autres zones le contenu en sels de l’eau sera nettement plus élevé du fait que l’eau de subsurface est concentrée sous l’effet de
l’évaporation et enrichie en nitrates et chlorures par les retours d’eau en provenance des zones agricoles.
Il faut s’attendre à ce que la qualité de l’eau soit particulièrement médiocre dans la zone (3) et les zones voisines (9) et (10). Dans les terrains de recouvrement la qualité de l’eau sera en général meilleure le long des bordures de la plaine et moins satisfaisante dans les parties centrales. Compte-tenu des conditions climatiques dominantes, des croûtes dures peuvent être rencontrées dans la partie centrale de la vallée.
Potentiel d’exploitation des eaux souterraines
La figure 3.3.2.11 qui illustre le potentiel d’exploitation des eaux souterraines de diverses zones
est basée sur des interprétations photogéologiques, géologiques, géophysiques et hydrochimiques effectuées dans la ‘région hypothétique’.
On trouvera ci-dessous un sommaire des résultats obtenus, accompangé de recommandations pour une mise en exploitation des eaux souterraines dans des zones sélectionnées.
Les systèmes de fractures et les couches altérées dans les zones granitiques donneront probablement les meilleurs débits dans des puits réalisés dans les unités géologiques de la zone cartographiée. Les conditions de recharge, et par conséquent le caractère actif des aquifères, sont probablement des plus favorables dans les zones (5) (6) (7) et (8) parce qu’elles peuvent recevoir des infiltrations en
provenance du ruissellement de courants superficiels à partir des collines du secteur Sud (zone (5) et (6) ou du Nord (zone (7) et (8).
Les zones (9) et (10) reçoivent probablement une recharge provenant seulement des précipitations locales car elles sont coupées de la percolation des venues d’eau des collines par une grande masse
imperméable constituée de roches hautement métamorphisées (3). Les zones de contact entre les intrusions , de granite et les gneiss plissés voisins devront être étudiées par suite de leur fracturation évidente et
152
leur haute capacité d’emmagasinement favorables à l’implantation de forages plus profonds. Des puits excavés peu profonds dans les parties les plus basses des zones granitiques peuvent avoir une bonne alimentation à partir des couches altérées épaisses à débris granitiques.
La roche hautement métamorphique est probablement très compacte, avec peu de fractures et avec une couche altérée virtuellement imperméable, contenant des eaux souterraines à faible profondeur. La
situation de la zone (3), proche des reliefs du sud, constitue des conditions de recharge favorables pour une infiltration provenant du ruissellement prenant naissance sur ces reliefs. On peut aussi construire des réservoirs dans les collines pour stocker ces eaux de surface, emmenées par canaux vers la zone irriguée (3). L’infiltration en retour par suite de l’irrigation rechargera la couche altérée et l’eau sera récupérée par pompage dans des puits peu profonds. Quant à la zone (4) elle est manifestement défavorable aux eaux souterraines.
Les pegmatites sont habituellement des roches cassantes à capacité d’emmagasinement importante.
Cette caractéristique, jointe à la localisation de la zone à pegmatites (14) près des points de recharge dans les reliefs du nord, laisse supposer que ces pegmatites peuvent mériter une exploration par forages de reconnaissance.
Le grand dike (D) dans la partie occidentale de la région peut contenir de l’eau dans des fractures situées le long du contact avec la roche encaissante (les gneiss plissés). De plus, comme le dike s’étend dans les reliefs sud, il existe là des conditions favorables pour l’infiltration des eaux de ruissellement et pour la percolation des eaux souterraines le long de ces fractures vers les terres basses où elles peuvent être captées par forages.
Le gneiss fortement plissé possède probablement peu de fractures capables d’alimenter des forages plus profonds en quantité appréciable d’eau. Les masses de migmatites (zone (1 l), (12) et (13) cependant, sont certainement plus fracturées, avec une haute capacité d’emmagasinement et une excellente probabilité de débits les plus élevés dans les puits. Une couche altérée d’une épaisseur appréciable et latéralement continue peut recouvrir les gneiss et les migmatites non altérés vers les terres basses. Cette couche a
probablement une importante capacité d’emmagasinement et mérite un examen attentif en vue d’une mise en valeur possible de ces eaux souterraines par puits excavés de faible profondeur. Les conditions de recharge sont relativement favorables autant directement à partir des précipitations qu’indirectement avec le ruissellement de surface.
Une fois les zones favorables localisées (figures 3.2.2.1 l), une prise de décision de caractère
socio-économique est nécessaire pour repérer les zones qui recevront une attention spéciale en vue d’une exploitation des eaux souterraines. Ces décisions peuvent être justifiées en comparant les figures
3.3.2.4 et 3.3.2.5 avec la figure 3.2.2.11. II apparaît que certaines zones sont à présent
sous-développées avec une population faible. (Voir zone (14) dans la figure 3.3.2.4). D’autres zones sont présentement peuplées et possèdent un très faible potentiel en eaux souterraines (voir zone (4) dans la figures 3.3.2.4).
Les décisions finales sur la localisation des sites de puits au sein des zones précédemment
considérées comme favorables seront prises sur la base des facteurs socio-économiques et sortent toutefois hors du cadre général de cet ouvrage. Une fois ces décisions prises, les forages de reconnaissance et le creusement des puits peuvent commencer.
3.3.3 METHODES DE CONSTRUCTION DE PUITS ET MISE EN VALEUR DU POTENTIEL AQUIFERE SOUTERRAIN
La conception et la construction de puits dans les roches ignées et métamorphiques sont en général simples, aussi bien pour les puits forés que pour les puits excavés. Si l’on s’attend à ce qu’un puits rencontre la roche massive avec des fractures de peu d’importance, il n’est pas nécessaire de tuber ou de cuveler. Certaines zones, connues pour être boulantes (matériel de recouvrement), ou contenant du matériel à grain fin abondant dans les fractures demandent à être tubées et peut-être crépinées.
Souvent un cuvelage de surface cimenté ou un revêtement de soutien sont nécessaires au titre de protection sanitaire afin d’isoler la surface du sol autour du puits et d’éviter des communications de fluides avec les zones aquifères. La partie du puits située au-dessus du sol attire couramment toute une variété de visiteurs dont certains laissent derrière eux des sous-produits désagréables et toxiques capables de s’infiltrer autour du tubage du puits et de contaminer éventuellement l’approvisionnement en eau.
3.3.3.1 Puits excavés
La conception d’un puits excavé est particulièrement simple. L’excavation peut être entrepris à la main ou par des moyens mécaniques. Elle est conduite jusqu’à la profondeur totale du puits avant que son revêtement permanent ou son cuvelage en ciment ne soient installés (voir Rao et autres, 1975). Au cas où du matériau mou ou boulant est rencontré, un revêtement métallique temporaire est mis en place. Les figures 3.3.3.1, 3.3.3.2 et 3.3.3.3 illustrent le système conçu pour les puits excavés dits ‘modernes’ en Afrique. Les figures 3.3.3.2 et 3.3.3.3 montrent le fond partiellement crépiné posé en regard de l’intervalle productif du terrain. Dans certains cas, un massif de gravier est installé entre la section de base du puits et la formation aquifère productive, mais dans la plupart des cas ceci n’est pas fait, ce qui fait perdre une partie non négligeable de la production.
”
. .
Px\
:q, +@
.\.
-.-. -
-‘FL.-.