Caractérisation hydrodynamique et hydrochimique de la nappe profonde maastrichtienne

UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES
INSTITUT DES SCIENCES DE LA TERRE

MINISTERE DES MINES DE L'ENERGIE
ET DE L'HYDRAULIQUE
SERVICE DE GESTION ET DE PLANIFICATION
DES RESSOURCES EN EAU

N° d'ordre 113/IST/2002

CARACTERISATION HYDROCHIMIQUE ET HYDRODYNAMIQUE
DE LA NAPPE PROFONDE MAASTRICHTIENNE DANS
LA ZONE DU FERLO

Mémoire présenté pour obtenir le grade

D'INGENIEUR GEOLOGUE DE CONCEPTION Par

Mouhamat SECK

Le 16 Fevrier 2002 devant le jury :
MM. Abdoulaye	DIA	Président	IST
Seybatou	DIOP	Rapporteur	IST
Mamadou	SARR	Rapporteur	SGPRE
Abdoulaye	FAYE	Examinateur	Dept.Géol
Moustapha	DIENE	Examinateur	Dept.Géol
Bara	DIAKHATE	Examinateur	SONES
Anta	SECK	Examinatrice	SGPRE
Cheikh H.	Kane	Examinateur	ACS

Louange à Allah Seigneur de l'Univers , le Pardonneur, le Miséricordieux. Il est certes avec les endurants.

MEMORANDUM

A mon regretté Père Serigne M'backé rappelé à DIEU la nuit du 7 janvier 1994 ;

A celui dont l'enseignement et l'éducation ont nourri l'esprit et guidé nos pas sur le chemin de la droiture ;

Père ! que le Miséricordieux te rétribue les efforts que tu as consentis durant toute ta vie à notre formation et à celle de tant d'autres ;

Père ! nous ne te mériterons vraiment que lorsque l'on fera parti de ceux aux âmes apaisées ;

Dors Père ! dors ! que le Très Miséricordieux t'élève parmi

Ses élus et nous maintienne sur la voie que tu as tracée ;

Oui, ton bien-aimé Mouhammad (PSL) sera touj ours à tes côtés.

« Le meilleur d'entre vous est celui qui apprend le Coran et l 'enseigne »

Mouhammad (PSL)

AVANT PROPOS

Comme toute ressource limitée, il est important de préserver l'eau en quantité et en qualité. Malheureusement il apparaît que les besoins en eau sont sans cesse plus grands et que bien souvent son utilisation se fait de manière anarchique.

Oui, l'eau souterraine par définition ne se voit pas. Et tout se passe dans les esprits comme si on ne risquait rien à la dégrader et ne gagnait rien non plus à l'améliorer. Le temps est certainement venu de raisonner autrement si l'on veut éviter des préjudices durables.

Au terme de ce travail qui représente ma modeste contribution à l'étude de la nappe du Maastrichtien, permettez moi d'adresser mes remerciements :

~ A monsieur Abdoulaye DIA, Directeur de l'IST

Vous avez touj ours répondu favorablement aux sollicitations des élèves-ingénieurs, votre pédagogie et votre rigueur nous serviront touj ours de leçon.

~ A monsieur Seybatou DIOP, Docteur ingénieur, enseignant à l'IST

Vous avez guidé mes premiers pas dans le domaine de l'hydrogéologie et depuis vous n'avez cessé de me faire bénéficier de votre savoir avec dévouement et abnégation, je ne saurai vous remercier assez. Que DIEU vous assiste !

~ A monsieur Abdoulaye FAYE, Professeur au département de géologie

Vous m'avez fait aimer l'étude de cette nappe en en balayant le chemin par une remarquable Thèse ès sciences. Vos critiques averties m'ont beaucoup servi.

~ A monsieur Moustapha DIENE, Docteur ingénieur, enseignant au Dept. Géol

J' ai pu bénéficier de votre disponibilité et de vos suggestions. Je vous remercie d'avoir accepter de participer à ce jury.

~ A monsieur Mamadou Sarr, Ingénieur hydrogéologue, expert au SGPRE

Vous m'avez accueilli ouvertement dans vos bras en me faisant profiter de votre grande expérience professionnelle, ma cha Allah. Je vous remercie de tout coeur.

~ A monsieur Barra DIAKHATE, Docteur hydrogéologue, expert à la SONES

Votre ouverture dans les discussions scientifiques m'a beaucoup impressionné et m'a servi dans la compréhension des modèles d'interprétation. Je vous remercie également d'avoir accepter de participer à ce jury.

~ A madame Anta SECK, Ingénieur en génie rural, chef du SGPRE

Par votre nom je remercie l'ensemble du personnel du SGPRE, vous m'avez beaucoup aidé dans ce travail. Merci d'avoir accepté de participer à ce jury.

~ A Monsieur Cheikh H. Kane, Directeur de AquaConsult Sahel (ACS) ; le temps que j 'ai passé à tes côtés a été amusant et instructif. Merci d'avoir accepté de participer à ce jury.

Ce travail qui est le fruit de mes efforts et celui de tant d'autres que je ne saurai oublier, est dédié:

A mon Père, qui nous a touj ours incités à donner le meilleur de nous mêmes ; A ma mère Sokhna, nous serons touj ours fiers de toi ;

A mes tantes et oncles, je vous souhaite tous longue vie pleine d'adoration ; A Ibrahima khalilou Lahi, suivons ses traces ;

A mes soeurs et cousines : Astou, Oumy Kalsoum ; les mamans constituent une école ;

A mes cousins, la balle est dans notre camp ;

A mes amis et tous ceux qui me sont chers, dans l'entente et l'entraide le monde aurait trouvé un équilibre ;

A la famille Dioum à Dahra sans oublier Mr Pape Goumbo lô ;

A tous les élèves ingénieurs de l'IST et particulièrement à tous mes camarades de la 1 5è promotion: Serigne Khadim, Bocara sp,Balla, Imam Kane, prince Hann, Maba boy Louga, Dieng,co, Idy Amin et Fanta l'amazone.

A mes amis étudiants des Facultés Sciences et Médecine, aux anciens élèves du LSLL et ingénieurs sortant de l'ESP 2è promotion.

« IL n' y a pas de route royale pour la science, et ceux là seulement ont la chance d'arriver à ses sommets lumineux qui ne craignent pas de se fatiguer à gravir ses sentiers escarpés ».

Karl MAX ;

A tout le personnel de SEHI et SONAFOR ; A tous les défenseurs de la nature réunis autour de l'ASAN ; A mes anciens professeurs : Dia et Bass ;

Particulièrement A toi !

Liste des figures

Page

Fig.1 Carte de localisation du secteur d'étude 5

Fig.2 Carte isobathe du toit de la nappe maastrichtienne au Ferlo 7

Fig.3- Coupe hydrogéologique schématique à travers le bassin du Sénégal 11

Fig.4 - Carte structurale synthétique dans la zone du Ferlo 12

Fig.5- Carte piézométrique isopièze de la nappe maastrichtienn 14

Fig.6- Carte de distribution spatiale des forages maastrichtiens 20
Fig.7- Carte de distribution spatiale des teneurs en résidus secs

du Maastrichtien dans le Ferlo 21
Fig.8- Représentation des eaux maastrichtiennes de la partie ouest du Ferlo

sur le diagramme de Piper 22
Fig.9a- Diagramme de Stiff de l'analyse chimique de l'échantillon

du forage 064x0019 24
Fig.9b : - Diagramme de Stiff de l'analyse chimique de l'échantillon

du forage 066x0015 25
Fig.9c-- Diagramme de Stiff de l'analyse chimique de l'échantillon

du forage 077x0009 25

Fig.10a- Représentation des eaux du Maastrichtien de l'ouest Ferlo

sur le diagramme de Shoeller, modifié 27

Fig. 10b- Représentation des eaux du Gr2sur le diagramme de Shoeller, modifié 28

Fig. 11- Représentation de quelques analyses sur le diagramme de wilcox 29

Fig.12- Schéma du dispositif de la zone pilote 32

Fig.13a - Potentiel de membrane 37

Fig. 13b-Potentiel de diffusion 38

Fig.14a-Diagraphie du P2 entre 0 à 130m (captage du P4) 42

Fig.14b- Diagraphie du P2 entre 130 et 250m (captage du P3) 43

Fig. 15 -Coupes lithologiques 44

Fig.16 - Typologie de captage de la zone pilote 48

Fig.17- Carte de l'interface eau douce/ eau salée 49

Fig. 18a -Base des colonnes de captage des piézomètres P3 et P4 52

Fig.18b -Base des colonnes de captage des piézomètresP1 et P2 53

Fig.19a - Courbe caractéristique du P4 53

Fig.19b- Détermination des constantes de Jacob, B et C sur le P4 54

Fig.20a- Courbe caractéristique du P3 54

Fig.20b- Détermination des constantes de Jacob sur P3 55

Fig.21- Courbe caractéristique du P2 55

Fig.22- Carte isopièze du Maastrichtien dans le Ferlo 58

Fig.23a- Allure des courbes de descente lors du pompage sur P2 59

Fig.23b - Courbe de descente du P3 en coordonnées semi-log 60

Fig.23c- Courbe de descente du P3 en échelle bilogarithmique 60

Fig.24- Variation de la température et de la conductivité 62

Fig.25- Courbe de descente du P3f en semi-log 61

Fig.26 Courbe de remontée du P3 63
Fig.27- Illustration schématique des paramètre de la modification

de Hantush de la méthode de Théis 65

Liste des tableaux

Tableau I- Caractéristiques techniques des piezomètres de la zone pilote 34

Tableau II- Récapitulatif des résultats de l'essai par paliers de débits du P4 54

Tableau III- Récapitulatif de l'essai par palier du P3 55

Tableau IV - Récapitulatif des résultats du pompage longue durée 62

TableauV - Récapitulatif des résultats du pompage longue durée après correction 66