Qualité de l‘eau : Bilan des études géochimiques, isotopiques et géophysique

La synthèse des résultats géochimiques et isotopiques des eaux de l‘aquifère de Djibouti des études est exposée dans le mémoire de thèse de (Bouh 2006). Par la combinaison des outils de l‘hydrochimie et de la géochimie isotopique de la nappe de Djibouti, Bouh a étudié la caractérisation physico-chimique et isotopique des systèmes aquifères, l'origine de la minéralisation, les modes de circulation et le temps de résidence des eaux souterraines. Les résultats de ce travail montrent que les eaux des forages exploités de la nappe de Djibouti connaissent une dégradation de leur qualité du fait de la surexploitation. Ce qui contribue à l‘accroissement de la salinité entrainant une intrusion et une remonté du biseau salé. Les enregistrements piézométriques en continu font apparaître l'effet de la marée sur la nappe et mettent donc en évidence une relation hydraulique entre la mer et la nappe. L'amplitude maximale de la marée peut atteindre 2.5 m mais ne provoque qu'une amplitude maximale inférieure à 0.02 m sur la nappe (Jalludin 1993). Par sa localisation à proximité de la mer, l‘aquifère des basaltes du golfe est soumis à l‘intrusion d‘eau de mer. Le piézomètre Guélilé situé à 4 km de la côte a montré l‘interface d‘eau douce – eau de mer à une profondeur de 50 m (Werner 1986).

Par ailleurs, les données de suivi de la qualité des eaux révélées depuis le début de l'exploitation montrent un rapport Na+/Cl- était supérieur ou égal à 1 sur les forages (E1, E2, E12, E13, E30 et E9 bis) situés en bordure Est du basalte du Golfe à la limite du bassin sédimentaires. Actuellement, ce rapport est proche de celui de l'eau de mer (0,8) et la signature chimique de l‘ensemble des eaux de ces forages est chloruré alcalin. Ces derniers caractéristiques sont propres à l'ensemble des forages, à l'exception de E30 et des nouveaux forages Gegada et de Odowa Yar non encore raccordés au réseau, donc non encore soumis à une exploitation intensive(Houssein and Jalludin 1996). En revanche, les eaux des forages des zones de Gegada (Z26

bis, Z28 bis et E35) et de PK20 (Fu1 bis, Fu2 bis, Fu3, Fu7 et F3 bis) situées plus à l‘intérieur (Gegada et PK20), et dont l‘exploitation est plus récente, ont teneur en chlorure est nettement inférieure à celle des autres zones. Et les données des 10 dernières années n‘indiquent pas d‘accroissement significatif de la salinité de l‘eau dans ces zones. Ces dernières ne sont donc pas en relation avec le front eau douce-eau salée, mais la teneur en chlorures, varient de 200 à 300 mg/l. La carte d‘iso-teneurs en chlorures (Figure 1.14) obtenue par les mesures de concentrations sur les forages d‘exploitation montre une augmentation des concentrations en direction de la mer.

Figure 1.14. Carte iso-teneurs en chlorures (Bouh 2006).

La principale zone d‘exploitation de Nagad avec plus de 32 % de la production totale de la nappe présente une qualité de l‘eau très variable avec des teneurs en chlorures allant de 500 mg/l à plus de 1400 mg/l. Les eaux captées par les forages, de la zone de Damerjog (Hared Dj, Hidka Guissiyed), situés respectivement à 14 km et 11 km de la côte donnent des eaux saumâtres. Ces dernières, misent en évidence par (Bouh 2006), seraient des eaux salés anciennes modifiées par l‘interaction eau-

Pour mieux comprendre l‘origine de la nappe saumâtre et déterminer le toit de cet aquifère d‘eau saumâtre à une échelle locale, une étude de géophysique (Hassan 2009) a été réalisée sur le Site Expérimental Hydrogéologique d‘Atar (SEH). L‘objective de cette étude consistait à déterminer l‘interface (toit) entre ces deux aquifères d‘eau douce et saumâtre. Pour cette raison, une imagerie électrique de haute fréquence a été réalisée en utilisant un système multi-électrode en avril 2007. À l‘échelle de la nappe, le modèle de résistivité 3D obtenu en inversant les données issues des sondages électriques a mis en évidence deux anomalies conductrices qui peuvent être assimilées à des réservoirs d‘eau saumâtre. Bien que la plupart des forages dans lesquelles l‘eau saumâtre ait été observée se situent vers la côte, ce résultat montre que ces eaux saumâtres qui envahissent la nappe de la ville de Djibouti peuvent également être présentes dans des poches piégés par des structures résistances (coulées volcaniques) à l‘intérieure des terres. À l‘échelle locale (SEH), l‘imagerie électrique de haute résolution a également mis en évidence une structure conductrice à partir de 70 m de profondeur. Cette anomalie conductrice pourrait s‘agir d‘une poche d‘eau d‘origine marine piégée par des failles.

La distribution de ces eaux saumâtres sous-jacente sur l‘aquifère en discontinu corrobore les résultats de (Houmed Gaba 2009) sur les logs de conductivités électrique réalisé sur les forages du Site Expérimental en Hydrogéologie (SEH) d‘Atar. Les logs de conductivité montrent une variabilité verticale de la salinité des eaux. Les eaux saumâtres ne sont pas connues dans l‘ensemble des piézomètres (AMP1, AMP2, AM3, AM4) du SEH.

Figure 1.15. Les logs lithologiques des forages réalisés sur le site expérimental SEH

(Houmed Gaba 2009).

Redish clay with coarse alluvium Silt

Coarse alluvium with sands an clays Fissured basalts Scoria 45m 40m 41m 42m 36m 50m 53m 50m 51m

La présence des eaux saumâtres dans le milieu est donc limitée dans l‘espace. Ces poches d‘eaux saumâtres se rencontré dans les forages captant une couche de scorie (Figure 1.15). Les eaux saumâtres sont confinées dans les lentilles de scories (Houmed Gaba 2009).

Figure 1.16. Sections verticales des modèles de résistivité 3D obtenues dans deux

configurations. À gauche, section verticale (P9) extraite du modèle 3D obtenu par des courts panneaux. À droite, section verticale (P2) extraite du modèle 3D obtenu par les longs

panneaux. (Hassan 2009).

Les études sur les isotopes stable (δ2H, δ3H ,δ18O et le δ14C) de (Bouh 2006) des eaux de la nappe de Djibouti, et des eaux des forages et piézomètre du SEHA (Houmed Gaba 2009) apportent une meilleure compréhension d‘un certain nombre de phénomènes naturels. Les résultats sur les isotopes stables (δ2H et δ18O) montrent une infiltration rapide par une recharge locale à partir des eaux de pluie et qu‘aucune influence géothermique n‘a détectée sur les eaux. Cependant une légère évaporation peut apparaître dans certains cas (Bouh 2006).

Le tritium indique que les eaux de la nappe de Djibouti sont récentes. Les teneurs en tritium mesurées dans les eaux souterraines supérieures aux valeurs du tritium dans les eaux de pluies révèlent que la recharge s‘effectue rapidement. Ce qui est conforme au mécanisme de recharge des aquifères volcaniques locaux à travers les lits d‘oueds lors des crues. Également, les résultats des mesures des teneurs du carbone 14 confirment l‘hypothèse d‘une infiltration rapide et directe des eaux de pluies à travers les fractures et les fissures des roches. Le suivi du carbone 14 sur une période de 5 années (Fontes J.CH, Pouchan P et al. 1980; CHA 1982) indique précisément une surexploitation des eaux souterraines ou une diminution de la recharge au cours de cette période. Compte tenu du fait que certains forages de la nappe ne montrent pas une variation sensible du taux de carbone 14 une

surexploitation des aquifères semble probable. De plus, l‘augmentation de la salinité des eaux dans le temps et les observations d‘une diminution piézométrique conforment l‘existence d‘une surexploitation.

Dans ce qui suit nous examinerons l‘évolution de la salinité des eaux des forages de la région d‘Arta, la nappe d‘Oueah (ou Wea). Cette nappe est adjacent à la nappe de Djibouti d‘où l‘intérêt d‘étudier aussi dans ce travail. Pour étudier l‘état des ressources en eau de la nappe d‘Oueah, nous avons utilisé les données physico chimiques disponibles depuis le début de l‘exploitation à nos jours des forages profond de la région.

Le socle de l‘aquifère de Oueah est constitué en grande partie par les basaltes du Dalha et les rhyolites du Mabla. Les basaltes de Dalha couvrent une grande partie de la région d‘Arta avec les basaltes du Golfe. Cette série de trappes possède des niveaux sédimentaires inter-stratifiés et présente un réseau de fractures relativement développé. Elle peut atteindre une épaisseur de plusieurs centaines de mètres. La série se termine par des niveaux de roches acides. L‘aquifère est moins affecté par l‘altération et l‘hydrothermalisme et joue un rôle important dans l‘alimentation en eau potable (Jalludin 1993).

La qualité des eaux de la région reste meilleur comparée à celle de la nappe de Djibouti. La Figure 1.17 (a) illustre l‘évolution de la concentration des chlorures au fil des années dans les différents forages alimentant en eau potable la ville de Wea et Arta (42.380 habitants (DISED 2012)).

Nous constatons d‘une manière très significatives, que les eaux de la région d‘Arta ont vu augmenter leur concentration en chlorures depuis les années 1980 jusqu‘à nos jours.

Figure 1.17. L’évolution des teneurs en chlorures (a), de la conductivité électrique (b) en

fonction du temps (Source : CERD).

Les taux des chlorures n‘a cessé d‘augmenter et dépasse la norme (250 mg/l) (WHO 2011), ce qui indique une salinité excessive justifiant parfois la fermeture de certains forages. Les forages Oueah 8, Oueah 11, Oueah 13, Oueah 14, misent en service respectivement 1987, 1996, 2000 et 2004, continuent d‘alimenter la région d‘Arta en eau potable. Cependant, ces derniers ne sont pas épargnés par l‘augmentation des teneurs en chlorures Figure 1.17 (a).

L‘évolution de la conductivité électrique est fortement corrélée à la variation des teneurs en chlorures des forages de la nappe d‘Oueah et confirme donc l‘augmentation de la salinité des eaux. On peut donc en déduire que la qualité des eaux s‘est considérablement dégradée depuis les années 1980. L‘utilisation intensive des ressources en eaux et l‘accroissement des activités humaines expliquent la dégradation de la qualité des eaux souterraines de la région.

Enfin, les études de Bouh et Houmed-Gaba ont montré une concentration élevée en éléments minéraux tels que les nitrates, fluorures et le Bore. Mais jusqu‘à l‘heure actuelle aucune étude n‘a été menée sur le terrain pour apprécier les niveaux de fond géochimique naturels de l‘aquifère basaltique. La pollution d‘origine anthropique n‘est pas encore investiguée non plus. Ces problématiques non encore abordées forment le cadre principal de notre étude.