CHAPITRE II. CADRE GEOLOGIQUE GENERAL
II.3. Les Formations de couvertures
Elles occupent environ 85% de la superficie totale du territoire tchadien. Elles forment deux bassins : celui des Erdis qui est une extension du bassin libyen de Koufra et le bassin du lac Tchad. Ce dernier occupe toute la partie centrale et méridionale du pays ainsi que le Nord de la République Centrafricaine (RCA), du Cameroun, le Nord-Est du Nigeria et du Niger (Kusnir et Moutaye, 1998).
Dans le bassin du lac Tchad, partie intégrante de cette zone d’étude, la sédimentation a commencé au Crétacé inférieur après l’ouverture de grands fossés (Doba, Doséo, Baké- Birao) disposés en chapelet le long d’un linéament qui traverse tout le Sud du Tchad se prolongeant vers le Soudan dans les rifts dont la mise en place était liée à la dislocation du Gondwana. S’y ajoute le fossé du Kanem situé au nord du lac Tchad, qui s’étend vers le Nord-Ouest jusqu’au Niger (Genik, 1992).
Les formations sédimentaires du Tertiaire et du Quaternaire du bassin du lac Tchad reposent suivant les régions en discordance sur le Crétacé, sur des surfaces d’altérations vraisemblablement éocènes, sur le Paléozoïque ou directement sur le socle cristallin (Faure H, 1966).
II.3.1. LE CRETACE
Il est représenté dans le secteur d’étude par des formations continentales. La sédimentation du bassin du lac Tchad pendant le Crétacé est surtout de type terrigène, lacustre à fluvio- lacustre. Le comblement du bassin par des sédiments sablo-gréseux, provenant des massifs bordant le bassin soumis à une altération intense sous climat tropical humide, se poursuit jusqu’au Tertiaire et même au Quaternaire (Kusnir, 1995).
II.3.2. LE TERTIAIRE
Le terme Continental Terminal est défini initialement par Kilian (1931) pour désigner les dépôts sédimentaires d’âges tertiaires à anté-quaternaires. Les formations du Cénozoïque sont représentées par des dépôts d’origine continentale (Continental Terminal). Ces dépôts continentaux (Oligo-Miocène) affleurent sur la bordure sud et au Nord du bassin du Tchad. Au centre de ce dernier, où leur puissance peut atteindre 800m (fosse de Doba), ils sont recouverts par des dépôts plus récents (Kusnir et Moutaye, 1998).
32 Dans la zone d’étude, le Continental Terminal, masqué par les formations du Pliocène et du Quaternaire, repose en discordance sur le Crétacé ou directement sur le socle.Sa puissance est en moyenne de 80 à 100m mais peut parfois atteindre 200m. Il renferme des dépôts fluvio-lacustres discontinus et d’épaisseurs variables, où alternent des bancs gréseux, argileux et sableux souvent remaniés (Massuel, 2001).
II.3.3. LE PLIOCENE
Dans la cuvette tchadienne, les formations du Pliocène sont représentées par des dépôts sableux dont la puissance varie entre 30 et 90m (Pliocène inférieur) et par des dépôts argileux essentiellement, lacustres à limniques (Pliocène moyen et Pliocène supérieur). L’ensemble de ces formations du Pliocène est recouvert par des dépôts quaternaires dont la puissance varie de quelques mètres à quelques dizaines de mètres.
II.3.3.1. Le Pliocène inférieur
La limite du Pliocène inférieur avec le Continental Terminal (CT) est mal définie. Toutefois, les formations du Pliocène sont reconnues grâce aux forages hydrauliques et pétroliers. Les formations situées entre le Continental Terminal et la série argileuse sont rattachées au Pliocène inférieur. Elles sont discordantes sur le Continental Terminal et proviennent en partie de son érosion.
Ces formations sont constituées par des dépôts détritiques de sables fins à grossiers avec des intercalations argileuses plus ou moins épaisses au sommet (reposant sur le CT). Cet ensemble se présente sous forme d’une alternance de bancs sableux et argileux, puissants de 30 à 90m et qui s’enfonce de la bordure de la cuvette vers le Lac Tchad constitue le réservoir captif (Massuel, 2001).
II.3.3.2. Le Pliocène moyen
La série du Pliocène moyen est représentée par une sédimentation continentale lacustre à limnique très épaisse. Elle est affectée par des épisodes arides ayant favorisé des intercalations sableuses qui sont issues des apports détritiques lors de la sédimentation lacustre. Ces dernières présentent des couches de puissance variable, dont l’une d’une
33 puissance de 10 à 30m renferme des eaux contaminées par du gypse dissous (Servant et Servant-Vildary, 1973, Servant-Vildary, 1978).
Dans la partie Sud-Ouest de la zone d’étude, le Pliocène moyen présente une extension assez remarquable et le toit de sable semble s’enfoncer vers le Nord. Toutefois, le manque de sondages et de datations fiables ne permet pas un suivi latéral précis de la couche.
II.3.3.3. Le Pliocène supérieur
Il est essentiellement formé des sables compacts à intercalations de silts, de diatomites et d’argiles gypseuses.
Il est caractérisé dans la zone d’étude par des dépôts d’argiles gypsifères qui reposent directement sur la série argileuse limnique du Pliocène moyen (fig.II.3, fig. II.4 et fig. II.5). Cet ensemble de dépôts du Pliocène moyen et supérieur peut atteindre une puissance variant entre 200 et 300m, et constitue un substratum imperméable vis-à-vis des séries sus-jacentes de Pléistocène.
II.3.4. LE QUATERNAIRE
Très répandues sur le territoire tchadien, les formations du Quaternaire sont représentées par des sables fluvio-lacustres, des sables éoliens, des altérites et des volcanites.
La limite stratigraphique entre le Pliocène et le Quaternaire est assez mal définie. Toutefois, le Quaternaire correspond à la fin de la sédimentation argileuse du Pliocène (mur de l’aquifère) et au début de la sédimentation des dépôts sableux et argileux souvent remaniés. Leur origine fluviatile, lacustre ou deltaïque et/ou éolienne explique les variations rapides de faciès, aussi bien latéralement et que verticalement.
-La sédimentation fluvio-lacustre s’est développée notamment lors des périodes humides, induisant des apports pluviométriques importants et l’augmentation des aires d’inondation dues à l’extension du lac Tchad (par transgression).
34 -L’accumulation de sédiments éoliens s’effectue essentiellement dans le nord du pays pendant le Pléistocène supérieur entre 20000 et 15000 ans BP (Durant, 1993). Elle est marquée par une importante période d’aridité associée à la glaciation würmienne (Kusnir, 1995).
-Les manifestations volcaniques ont débuté au Tertiaire et se sont poursuivies jusqu’au Quaternaire dans le Tibesti, dans le Nord du lac Tchad et dans la région de Gosso Lohom au Nord du massif de Termit au niger (Schneider, 1989).
Les formations du Quaternaire recouvrent la quasi-totalité de la zone du Chari Baguirmi, avec des épaisseurs très variables : faible en bordure du lac, de 50 à 70m au centre du Chari Baguirmi, elles peuvent atteindre 190m au Nord-Ouest de lac à Kosaki (Djoret, 2000).
II.3.4.1. Le Pléistocène inférieur
Dans la zone d’étude, le Pléistocène est essentiellement représenté par une sédimentation sableuse pouvant atteindre la quarantaine de mètres de puissance. Celle-ci repose sur la puissante série argileuse du Pliocène supérieur. Cette sédimentation est identique à celle du Tertiaire où le remaniement constitue la source essentielle des dépôts. A ce phénomène de remaniement sont associés les phénomènes de reprise éolienne. L’ensemble de ces phénomènes a favorisé la mise en place d’un dépôt argilo-sableux fluviatile issu de la connexion des paléochenaux à dépôts détritiques au milieu des plaines d’inondation et à dépôts de matériels argileux.
D’autre part, cette connexion induit une hétérogénéité dans la succession des couches présentant ainsi un changement de faciès latérale du sable lacustre à des dépôts argileux des plaines d’inondation.
II.3.4.2. Le Pléistocène supérieur
Les dépôts du Pléistocène supérieur sont rarement observés dans la zone d’étude. Les sondages ont mis en évidence la présence de sédiments essentiellement d’argileux contenant des couches gypseuses, et de diatomites à Goz Dibek (partie septentrionale de Chari Baguirmi).
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II.3.4.3. L’Holocène inférieur
Dans les creux interdunaires du Kanem et du Pays bas, des étendues d’eau plus ou moins vastes se sont formées grâce à l’instauration des conditions climatiques plus humides entre 12000 et 10000 ans. Ces dépôts de lacustres puissants de quelques 4m, constitués de marnes limoneuses, de limons puis de calcaires pauvres en diatomées, ont été regroupés sous le terme de « série de Labdé » par Servant et al., (1969) dans le Kanem. En revanche, dans la région de l’Angama, un delta s’est formé à l’embouchure de certaines rivières du Tibesti. Ces formations deltaïques, essentiellement sablo-limoneuses sont épaisses d’environ 30m (Kusnir, 1995).
II.3.4.4. L’Holocène moyen
A Tchad, cette période est marquée par plusieurs transgressions du lac. En effet, vers 10000- 4000 ans les conditions deviennent plus humides sur l’ensemble du continent africain (Malley, 1981). Les dépôts de cette séquence essentiellement argilo-sableuses à diatomées sont puissants de quelques mètres à une quinzaine de mètres dans les dépressions interdunaires. Dans le secteur d’étude, leur épaisseur est relativement faible et l’accumulation des dépôts s’est poursuivie à l’Holocène moyen sous forme d’alternances complexes de sables et d’argiles. Cette sédimentation serait d’origine lacustre. En effet, la présence de sédiments d’origine lacustre, aux alentours du lac actuel, et de cordons dunaires, observables à l’Est et au Sud du bassin, serait le témoignage de plages de ce grand lac (fig.I.1). Ces observations ont amené Faure et al.,(1963), Schneider, (1966,1989) à émettre l’hypothèse d’un très vaste lac qui serait asséché au cours des temps géologiques ; hypothèse qui sera confirmée par les travaux de Leblanc et al (2002).
II.3.4.5. L’Holocène supérieur
A la période humide de l’Holocène moyen a succédé une période sèche caractérisée par une dégradation des conditions climatiques et par l’évolution vers une situation aride qui s’est poursuivie jusqu’à nos jours. Toutefois, au cours de cette période, plusieurs phases humides sont repertoriées. Les dépôts de l’Holocène supérieur sont formés essentiellement de sédiments argilo-sablonneux à niveau tourbeux et à diatomées, d’alluvions fluviatiles et de dépôts de sables éoliens (Pias, 1970 ; Malley, 1981).
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Figure II. 3. Succession lithologique des sondages de la région du lac Tchad (d’après Servant 1983).
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Figure II. 5. Carte géologique de la zone d’étude
CONCLUSION
La région du Chari Baguirmi est constituée pour l’essentiel des formations géologiques sédimentaires qui sont essentiellement, des sables, des argiles et des limons du Quaternaire. Par endroit, ces formations sédimentaires sont interrompues par d’inselbergs de granites intrusifs. Le bilan de connaissance réalisé dans le cadre de cette thèse met en évidence des lacunes de connaissance au niveau géologique sur l’ensemble des formations rencontrées dans cette zone. En effet, les travaux réalisés sur les formations du Quaternaire de cette zone sont en nombre très limité, par exemple les travaux de Schneider et les travaux de l’ORSTOM qui ont commencé depuis les années 1960.
Les travaux de l’ORSTOM et de Schneider (1992) apportent quelques informations sur une partie de cette zone d’étude. Le manque crucial d’informations sur la géologie rend difficile la compréhension de l'hydrogéologie de zone. Pour ce fait, afin de comprendre la géologie et les paramètres hydrodynamiques comme la perméabilité, une étude sédimentologique et granulométrique a été retenue. Cette étude fait l’objet du chapitre suivant.
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