Memoire Online - Etude hydrogéologique du bassin versant topographique la rivière Kimemei et son impact environnemental sur Butembo

La réalisation du présent travail est le résultat des efforts conjugués de plusieurs personnes de près et de loin.

Ainsi, témoignant leur courage et dévouement pour les actes beaucoup plus louables, nous ne sommes pas ingrats et saisissons de ce bon moment pour les remerciements chaleureux.

Nous exprimons d'abord nos vifs remerciements aux autorités De l'UCNDK pour avoir été patients en participant à la bonne marche de notre formation ici, notamment :

KAKULE VWIRASIHIKYA Pierre, le Président du Conseil d'Administration ; Prof MAKABU KAYEMBE Gabriel pour la direction dudit travail, Ass SIVIHOLYA pour son encadrement, aux Prof. KAPAJIKA BADIBANGA, MASHALA Pierre ; aux CT KYANDA Alphonse, Désire KHASIRIKANI ; aux Ass. MBUSA MAPOLI ; Josué MUKWARAMBYA le doyen de la faculté, pour leur volonté permanente qu'ils ont témoigné pour notre formation académique.

Notre reconnaissance, la plus sincère, s'adresse aussi aux parents : Albert KATEMBO SAWA SAWA, Elisé KATEMBO NZOGHERA et Everine KAVYIROMBENE, Olda KANYERE KAKIRANYA pour les devoirs tant matériels que moraux qui ont encouragé l'achèvement du modeste travail.

Que dire à nos frères et soeurs MUHINDO et MASIKA KAVYAVU, Lorela et Neema SAWA SAWA si ce n'est puiser ici la vive expression de notre gratitude.

Par cette opportunité, nous n'ignorons guère toutes les familles qui ont concouru à notre vie académique: Michel MALAMBO ET KULE KAKIRANYA KANDU, Sammy MUVATSI nos tuteurs.

En n'oubliant pas nos amis et camarades Alain BINDU LUMOO, CUBAKA BIHENDWA, LHOBO KPANE, Elvis TSOPKA KILO, ADUBANGO... avec qui nous avons parcouru aussi notre temps de tristesse que de joie.

A vous tous qui avez beaucoup souhaité que nos initiatives aboutissent à la réalisation, nous vous transmettons notre profond remerciement.

SIGLES ET ABREVIATIONS

RCD/KML: Rassemblement Congolais pour la Démocratie/Kisangani Mouvement de Libération

INTRODUCTION

La présence de l'eau liquide à la surface de la Terre est précoce puisque les premières roches sédimentaires, produites par l'érosion des roches magmatiques sous l'action de l'eau, sont connues dès 3,9 milliards d'années, et peut-être avant.

La Terre apparaît comme la seule planète du système solaire possédant de l'eau à l'état liquide. Cet état n'est possible que par sa distance au Soleil. Sur Mercure, l'eau a été vaporisée et dissociée par le rayonnement ultra-violet du Soleil; l'hydrogène généré a été diffusé dans l'espace. Venus, la "planète soeur" de la Terre est plus proche du Soleil, 0,7 U.A.: l'énergie reçue du Soleil est 2 fois plus grande. L'eau a été vaporisée dans l'atmosphère vénusienne ; avec le CO₂, elle a produit un effet de serre et augmenté encore la température superficielle de la planète. Le CO₂n'a pu de ce fait se dissoudre dans l'eau liquide pour former des carbonates. Les U.V. solaires ont ensuite dissocié la plus grande partie de la vapeur d'eau en donnant de l'hydrogène qui s'est échappé définitivement de l'atmosphère vénusienne. En revanche, l'atmosphère a gardé plus facilement une partie de son deutérium (H⁺⁺) qui était combiné dans les molécules d'eau lourde; cet isotope lourd a été détecté par la sonde américaine Pioneer. Vénus a pu à son origine contenir autant d'eau que la Terre; elle n'a plus maintenant qu'une faible quantité de vapeur qui correspondrait à une couche superficielle de 0,20 m à l'état liquide.

Mars, situé à 1,5 U.A., possède de l'eau sous forme de glace rassemblée en calottes polaires et gelée dans le sol (pergélisol). La température superficielle moyenne est de -53°C. Son atmosphère contient surtout du CO₂ sous faible pression (6 millibars). Les traces d'érosion à la surface suggèrent l'action de l'eau liquide il y a quelques milliards d'années, lorsque la température était plus élevée. On suppose qu'une grande partie de l'eau a été vaporisée et dissociée; l'atmosphère originelle riche en CO₂aurait produit un effet de serre et élevé la température au-dessus de 0°C. Petit à petit, le CO₂ s'est dissous dans l'eau liquide et formé des carbonates. L'effet de serre a diminué et la température également.

Il est vrai que, pour une section de précipitation, une partie ruisselle à la surface des continents pour enfin former des cours d'eaux alors qu'une autre s'infiltre dans le sous-sol pour générer la nappe d'eau souterraine.

Ces eaux souterraines constituent une provision d'eau potable pour l'humanité ; dans certains pays, c'est pratiquement la seule source d'approvisionnement en eau. Au Québec, on compte sur les eaux de ruissellement (rivières, lac, fleuve) pour l'approvisionnement en eau potable ; mais au fil du temps, les individus et municipalités se tournent vers cette richesse que constituent les nappes phréatiques (SAMY SAMAKY.B, 2009-2010).

Sachons que la croûte terrestre contient des fluides jusqu'à des grandes profondeurs sur toute son épaisseur, ou alors à des milliers de mètres. Parler des eaux souterraines est une référence de la partie superficielle de la croûte ; au moins quelques mètres au maximum, sont celles qui alimentent nos approvisionnements. Plus on augmente la profondeur, plus l'eau s'enrichit en sels minéraux et métaux, ce qui la rend ainsi impropre à la consommation humaine. En effet, si les matériaux du sous-sol sont perméables, les eaux météoriques s'infiltrent et par la suite polluent cette zone.

L'approvisionnement en eau potable se fait de deux manières, à savoir : le puits de surface, qui s'approvisionne directement dans la nappe phréatique. Le pompage, ici génère l'effet de former un cône de dépression ainsi l'excès du pompage abaisse le niveau phréatique et assèche le puits voisin. Et le puits artésien qui communique directement avec .un aquifère dans un aquiclude menant une pression. En n'oubliant pas bien sûr les sources qui apparaissent à la suite de la perméabilité en petit.

L'enfouissement des substances polluantes tient compte de la nature du terrain. Ainsi un terrain poreux tel le sable et le gravier ne conduisent pas à une dispersion sur des grandes distances ; cet enfouissement aboutit lentement à la pollution des aquifères. Sur des roches cohérentes les enfouissements sont moindres sauf en cas de perméabilité en grand, alors que dans un sol argileux les risques de pollution sont moindres partant de son imperméabilité. Ici les détergents et autres polluants sont arrêtés sur le toit de la couche ; cependant, l'épaisseur de l'argile sera non négligeable. Signalons une autre pollution visible aux cités, issue des eaux salées de mer communiquant aux nappes. Ajoutons que les eaux météoriques causent par leur acidité dans le terrain calcaire des fractures et créent un réseau de caverne. Ce terrain calcaire est dit karstique (du mont karst, un terrain calcaire de Yougoslavie) qui, à l'évolution met à place une grotte (SAMY SAMAKY.B, op cit).

Pour parvenir à comprendre ce que serait le cas en ville de Butembo, il nous a été impérieux de connaître d'abord les limites topographiques du bassin versant de la principale rivière drainant cette jeune ville à la croissance démographique galopante. Par la suite, nous essayerons d'analyser certains échantillons des eaux consommées en ville de Butembo pour en déterminer le degré de pollution. C'est ainsi qu'avant de nous lancer dans la présente investigation, nous sommes partis de certains faits marquants nous ayant permis de relever ces problèmes :

· Il serait probable que le bassin versant topographique de la rivière Kimemi aurait une forme ovoïdale ;

· La nappe serait plus phréatique et superficielle dans les vallées qu'aux sommets.

C'est avec des objectifs bien précis que nous avons pu effectuer ce travail; à savoir :

Délimiter le bassin versant topographique de la rivière Kimemi drainant la ville de Butembo ;

Faire une étude qualitative des différentes eaux en usage pour en déduire les types et les sources des polluants ;

La détermination de la perméabilité des sols en différents sites afin de savoir la vitesse à laquelle l'eau s'infiltre dans le sol ;

Une fois les résultats obtenus, proposer les pistes de solution aux problèmes éventuels posés par l'eau dans le secteur.

Du terrain à la production des résultats d'analyses, nous avons cheminé suivant une méthodologie précise. Sur le terrain, l'essentiel a porté sur le lever de surface où les observations ont été réalisées sur les affleurements, le long des tranchées et les galeries mettant en évidence les informations cachées (dissimulées) par le couvert (sol).

Au cours de nos investigations, nous avons adopté les techniques et les stratégies consistant à:

- La localisation et détermination des horizons imperméables et perméables avoisinant les diverses sources dans le bassin versant ;

- Effectuer des analyses physico-chimiques et bactériologiques aux laboratoires au niveau local ;

- Aux dépouillements des données recueillies dans les quartiers en vue de parfaire une conclusion sur les risques de pollution face à l'environnement.

Afin d'aboutir à des résultats probants, nous avons fait usage de certains matériels, dont:

§ Un GPS pour la prise des coordonnées géographiques (ou géo référentielles) ;

§ Outres ces matériels, nous avons usé d'un PVC ; un chronomètre, un récipient pour garder les échantillons d'eau servant aussi aux mesures de débit des sources, enfin le carnet de terrain pour la prise des toutes les coordonnées.

§ les cartes topographiques, géographiques, géologiques, les livres,... de la région nous ont été utiles pour la réalisation de ce présent travail.

Outre l'introduction et la conclusion, le présent ouvrage comprend quatre chapitres :

· Le quatrième chapitre porte sur la pollution de l'eau d'un bassin versant et son impact.

CHAPITRE PREMIER : GENERALITES SUR LE SECTEUR D'ETUDE

I.1 CADRE GEOGRAPHIQUE

Avant 1924, le village de Lusando servait de résidence au Mwami des Bayora. Il était un centre dédié au commerce du sel en provenance de Katwe (Ouganda), du poisson et de « milumba», tissus d'écorces battues, en provenance des régions avoisinantes. Aux années 1928 à 1930, la compagnie Minière des Grands-Lacs (MGL) installe le siège administratif de la direction Nord de ses exploitations à Butembo qui devient un centre de transit. Des années 1930 à 1940, un groupe d'Européens constitué essentiellement de commerçants et d'industriels s'installe à 1 km au sud du siège de la direction de la MGL de part et d'autre de la route Congo-Nil, l'actuelle route Nationale 4. C'est la genèse d'une cité entre la colline Kambali et l'avenue Ruwenzori (Kakule Muwiri et Kambalume, 2002).

Dans l'édition de 1943 des codes et lois du Congo-Belge, notée par Léon Strouvens avec Pierre Piron, traitant des circonscriptions urbaines de la province de « Constermansville », le futur Kivu et ensuite morcelé en Nord-Kivu, Sud-Kivu et Maniema, on trouvait déjà mentionné le nom de Butembo dans l'arrêté n° 47 du 19 août 1937. Cet arrêté reconnaît Butembo comme grand village. Par la suite, en 1949 par l'arrêté n° 21/053 du 23 septembre 1949 conformément aux dispositions de l'ordonnance loi n° 170/AIMO du 20 juillet 1945 relative à la création des cités indigènes, Butembo a été reconnu comme cité indigène.

De 1950 à 1959, Butembo a alors atteint l'avenue des écoles, le quartier Congo yaSika avec respectivement 9653 habitants en 1957 et 11.189 habitants en 1959. L'année 1958 marqua la signature de l'ordonnance n° 97/138 du 15 mai 1956 soumettant Butembo au régime du décret du 21 février 1949 relative à l'urbanisme. Butembo a donc été reconnu comme centre extracoutumier par l'arrêté n° 221/180 du 12 septembre 1958. La décennie suivante, la cité s'étendra sur l'avenue Goma, cellule Vungi, Kimemi, Londo, Muhayirwa et Vihya. Avec une population de 26 065 habitants. En 1962, une loi est votée à l'assemblée du Kivu-Maniema pour élever Butembo au rang de commune (Kakule Muwiri et Kambalume, 2002).

Butembo sera ensuite reconnue comme cité parmi les cités créées par les ordonnances présidentielles. Les années 1970 à 1979, la cité de Butembo est constituée de 6 quartiers nommés Kambali, Matanda, Vungi, Lumumba, Congo yaSika et Président de la République. Plus tard, elle s'étend à l'est vers Kitulu, Kisingiri, au sud vers Kalimbute, Vutetse, Vulumbi, Vulema et Vuhika. La population compte alors 50921 en 1975 et 69 227 habitants en 1979. Vers l'année 1987 quand Butembo comptait 92932 habitants et la période des années 1990, une agglomération voisine, celle de Makerere en collectivité-chefferie de Bashu se développa tandis qu'à la chefferie de Baswagha, les localités de Vohakatwa, Mukuna, Ivatama, Malera, Rughenda, Katsya et Vutsundo connaissent une poussée démographique remarquable faisant passer la population à 141.707 personnes (Urbanisme, 2006).

Le Président de la République a signé le décret n° 042/2003 du 28 mars 2003 portant reconnaissance de Butembo comme ville et fixant ses limites. En fonction de cette évolution, constatons que Butembo a échappé à l'application des décrets sur l'urbanisme de 1949 et de 1957 ce qui se répercute sur sa trame urbaine.( MUHINDO SAHANI, 2009).

Paysages urbains de Butembo

L'analyse de l'espace urbain de Butembo est facilitée par les contrastes relativement nets entre l'espace bâti et l'espace agricole et/ou sylvicole. L'image Google earth offre deux grands ensembles aux contours plus ou moins bien tranchés l'un de l'autre. Quelques espaces vides dans la ville se prêtent bien à l'agriculture urbaine. Dans la ville, les avenues forment les éléments de structure d'un tissu urbain découpé en îlots réguliers de formes rectangulaires assez répétitifs et regroupés selon des ensembles de surface plus ou moins homogènes. Sur des collines relativement plus basses, les avenues et les maisons épousent les courbes de niveau et donnent une structure bien particulière au tissu urbain. Certaines avenues suivent littéralement la pente et sont à la base d'une accélération de la vitesse.

Figure1: Structure urbaine de la ville de Butembo : a) Avenues parallèles aux courbes de niveau, croisées par des rues suivant la pente à Kalemire; b)Vusenzera (en arrière-plan) :

les avenues et les maisons épousent les courbes de niveau c)Centre-ville : Tissu urbain découpé en îlots réguliers de formes rectangulaires ; d) Evêché (avant plan), MalkiawaMbingu (au milieu) et Kalemire (en arrière plan) source :Extrait de l'image Google earth new edition

Notre secteur d'étude, le bassin versant topographique de la rivière Kimemi, est localisé en ville de Butembo, l'une de villes transitionnelles du Nord-Kivu située au N-E de la RDC et dont la circonscription urbaine est située entre 0°05't 0°10'de latitude nord et 29° 17'et 29°18' de longitude Est. Elle se trouve à 17 km au nord de l'équateur et est située à proximité de la dorsale occidentale du Rift Albertin au Nord-Ouest du lac Edouard. 190,34 km² de superficie. La figure 2 illustre la localisation de la ville de Butembo. Le suivi de l'évolution de cette ville est une nécessité et reste un défi pour les municipalités locales étant donné que les outils cartographiques peu fiables, rares et obsolètes présentent des toponymies et des légendes hétérogènes ne facilitant pas les démarches scientifiques et toute autre intervention nécessitant une carte géoréférencée en trois dimensions.

c) Objectifs de la représentation cartographique de la ville de Butembo et de son expansion spatiale entre 1957 et 2008

Etant donné la disponibilité d'images de télédétection, allant de 1957 à 2008, une série de cartes planimétriques géoréférencées de la ville de Butembo sera produite. La dernière carte de cette série (2006-2008) est une carte topographique à 1/25.000 avec des courbes de niveau équidistantes de 20 à 20 m. Ceci explique le nom de la carte : « Carte des risques hydrologiques de Butembo ».

Elle permet de contourner les imperfections qui pourraient subvenir de l'obsolescence des cartes. Elle permet aussi de revisiter les chiffres relatifs à la superficie de la ville repris dans les rapports de la mairie de Butembo. Cette superficie peut être déduite de la carte administrative de la ville (figure 4).

Figure4: Carte administrative de la ville de Butembo à mains levées nos recherches

Butembo jouit d'un climat subtropical humide (Afi) tempéré par les montagnes. La température moyenne oscille autour de 18°C, avec deux saisons des pluies, de mars-avril-mai et août-septembre-octobre-novembre, influencée par le passage de la zone de convergence intertropicale (ZCIT). Les deux saisons relativement sèches vont de juin à juillet et de janvier à février. La pluviométrie moyenne annuelle (1365 mm) dans la région est typique à la zone équatoriale, étant donné que la contrée jouxte la forêt de cette zone.

I.1.3. LE RELIEF

La superficie planimétrique de la ville de Butembo calculée sur base de cette démarche est de 152 km². En tenant compte du relief de la ville, la surface topographique de la ville de Butembo obtenue sur base d'une analyse statistique dans 3D s'élève à 158,95 km². Cette superficie est différente de celle que l'on peut retrouver dans la quasi-totalité des rapports de la mairie de Butembo estimant que la ville de Butembo s'étend sur 190,34 km². La différence équivaut à 31,39 km².

Cette différence trouve son origine dans les outils utilisés ainsi que l'approche adoptée. Ainsi, les nouvelles recherches peuvent en ça nous contredire vue la technologie. Le tableau 1 récapitule les surfaces planimétriques et topographiques des quatre communes qui composent la ville. Il met en évidence aussi les périmètres de chaque commune. Ces superficies sont calculées dans cet environnement SIG de ArcGis 9.3 en se basant sur le même principe. Le périmètre de la ville de Butembo est de 71,91 km (MUHINDO SAHANI op cit).

Tableau 1 : Superficies et périmètres de la ville de Butembo et de ses communes

I.1.4.LES SOLS ET VEGETATIONS

Les sols de Butembo se diversifient selon les roches-mères, la texture et la teneur en eau et en matière organique. D'après Pomerol et Renard (1997), ces sols sont tous des kaolisols parce qu'ils sont formés par un matériau kaolinique caractérisé par une fraction argileuse à dominance de kaolinite et d'oxydes libres. Les oxydes présents dans les sols sont généralement des oxydes de fer, qui donnent au sol sa coloration rougeâtre ou brune lui conférant ainsi le nom des ferrisols.

Texturalement, ces sols sont généralement riches en argile. Ces caractéristiques se remarquent surtout sur la partie occidentale de la ville, essentiellement sur l'axe Vulamba-Kitatumba-Vuvatsi. En revanche, sur les collines formées de quartzites ou de granites (granitoïdes seraient mieux), souvent situées à l'Est de la Kimemi les sols ont une texture argilo-sableuse.

Ces différents types de sols sont modifiés par les conditions des stations. Sur les collines et les pentes fortes, ils sont bien drainés et de couleur brune ou rougeâtre. Dans les fonds des vallées, plats et marécageux (dambo), ils sont hydromorphes, tourbeux, très acides et de couleur noire ou bleuâtre comme à Vichaï.

La végétation originelle de Butembo disparue suite à l'action anthropique a laissé place à des groupements rudéraux herbacés, adventices post culturaux et des espèces ligneuses exotiques (Eucalyptus sp.,Grevillearoubusta, etc.). La contrée a subi depuis des siècles une déforestation systématique si bien que la forêt climacique de montagne ne subsiste que dans quelques cantons sous-peuplés ainsi que sur les quelques sommets des massifs isolés.

I.2 CADRE GEOLOGIQUE

I.2.1 LA GEOLOGIE DE LA VILLE

Le substrat géologique de Butembo est très fragile et sensible à l'érosion vue ledrainage. Les soubassements des roches du socle précambrien ont subi le plissement au cours du Paléozoïque, et les intrusions récentes des granites seraient influencées par des mouvements orogéniques.

Quatre principaux types de roches sont rencontrés dans la ville de Butembo et peuvent être décrits du Nord-Ouest au Sud-Est (Fig.8).

- Complexe basique de la Luhule-Mobisio : Il se trouve autour de la Mubunge. Il est formé de métabasaltes, de dolérites, de diorites et d'îlots de quartzites (Département des Mines, 1981).

- Assise sédimentaire de la Luhule-Mobisio: elle est composée de schistes, de quartzites avec des intercalations calcaires. Ces schistes appartiennent au Burundien inférieur et moyen, c'est-à-dire d'environ 1 235 #177; 40 Ma (Rossi, 1980 ; 1984). Ces schistes, de couleur sombre et facilement détachables en plaquettes, intercalés d'importants bancs de quartzites sont sains sur des interfluves et altérés au bas des collines et dans les vallées. Ils sont très remarquables en bas de pente de la colline de Lwamiso et sur les collines situées à l'Ouest de la Kimemi. Ils constituent le plancher de cette rivière sous le pont de Biasa.

- Complexe orthognéissique : il est constitué d'un ensemble de granites et de granodiorites laminés et retromorphosés, parfois d'orthogneiss et migmatites homogènes.

Ce complexe est d'Antékibalien ou du Kibalien inférieur. Le Kibalien inférieur datant d'environ 2 800 Ma (Cahen, 1954 et B.R.G.M., s.d.). Ils sont situés au centre et à l'Est de la ville. Une bonne partie du territoire urbain est bâtie sur ce complexe orthogneissique.

- Série de Lubero: elle est constituée de micaschistes avec des intrusions granitiques, des phyllades, des schistes, des grès et des quartzites qui datent du Burundien inférieur. Ces roches sont situées au sud-est de la ville.

La localisation de ces différentes formations géologiques a été illustrée dans lacarte ci-dessous :

Figure6 : Carte géologique de la ville de Butembo. Source : Adaptation de la carte géologique faite par B.R.G.M. s.d. Carte géologique du Haut-Zaïre méridional et de Beni-Lubero. Echelle : 1/ 500 000. Paris : Imprimerie Maquet. Dépôt : Cartothèque du MRAC (Musée Royal de l'Afrique Centrale).

Les conglomérats sont moins présents dans le bassin versant de la Kimemi, néanmoins, ils signent leur présence au niveau de marché de Kitulu (figure 7),

où on voie déjà le rétrécissement du lit de la Wayimirya vue sa résistance à l'altération. C'est un groupe très hétérogène comprenant les roches de composition et d'origine diverses. Ces différents types se retrouvent dans les vallées ce qui conduit à dire que ces conglomérats proviennent de hautes altitudes pour se déposer au pied des collines et sont cimentés par un ciment argileux.

Les alluvions, produits d'altération des roches en place ayant subi le transport important se déposent dans une vallée où la pente est amoindrie. Elles peuvent être assimilées aux dépôts de terre, de sables, de cailloux, de graviers laissés par un cours d'eau de vitesse ralentie. Elles sont observables surtout dans le talweg à un pouvoir d'écoulement faible de la rivière de faible pente topographique et dans les méandres des rivières.

Signalons que ces alluvions renferment la fraction sableuse ; cette formation est liée à la constitution minéralogique des roches érodées.

Les figures ci-dessous (figure 8) illustrent quelques unités lithologiques rencontrées dans la ville de Butembo aussi bien dans les vallées que sur les crêtes de collines surplombant le territoire urbain.

Figure8: Quelques unités lithologiques : a) couches d'hématite et sable à gravier avec intercalation de la tourbe à Vichai ; b) profil pédologique à Vutahira, c) succession de couches à Vulumbi; d) Schistes à Lwamiso Complexe ortho gneissique à l'Est de la ville à Bulengera ; e) Bancs quartziques avec intercalation des schistes au niveau du plancher de la rivière Kimemi à Biasa.

Le centre-ville est drainé par la Kimemi qui traverse la zone urbaine dans la direction sud-nord. Ses principaux affluents sont : Wayimirya, Kanywangoko, Kavaghendi et Kinyavuyiri. La rivière Mususa, la plus importante de la Commune Kimemi, coule de l'Est à l'Ouest vers le Sud-ouest de la ville de Butembo. Nyoka, Kanzadau, Bwinyole, Viriva, Kalughuta (en Commune Kimemi) ainsi que Kayilavula (en Commune Mususa) en sont des affluents. Ces cours d'eau traversent des anciennes zones marécageuses appelées dambos. La figure 28 du chapitre 3 présente un réseau hydrologique dense dont la plupart des cours d'eau empruntent les linéaments laissant supposer des failles probables et parfois de changement de lithologie.

Du fait que le bassin versant de la rivière Kimemi, faisant l'objet de notre étude est inclus dans ladite ville, ne connait pas autres géologie lui faisant une particularité que celle générale pour le Nord-Kivu et autres coins de la ville.

Sachant que délimiter un bassin versant revient en dresser une ligne de plus haute altitude «la crête» ou ligne de partage des eaux lui séparant des voisins bassins en passant par l'exutoire, le bassin de la Kimemi est parcouru par une certaine instabilité des sols dans certaines parties et ainsi les érosions seraient en premier niveau l'agent moteur. Ce secteur est caractérisé des roches volcaniques en majeur partie acides. La plupart d'affleurements vus montrent dans la grande part en surface des granitoïdes, certains altérés et consolidés avec la profondeur où deviennent de plus en plus sains. On estime que cette altération avancée des roches serait l'origine des argiles visibles dans les cours d'eaux de différenciation incapable avec les horizons A, B, C du sol.

Les éboulements, les affaissements, les glissements caractéristiques dans tout le secteur d'étude participent à la déformation et dégradation brusque du paysage naturel.

Ayant exploré le glissement de terrain au niveau de Wayimirya, nous avons constaté que le sol est abondamment meuble et sableux (figure 11) dont la partie à la base est formée de kaolin suivie des galets gréseux, argilo sablonneux, tourbière et couvert végétal.

I.2.2. IMPLICATIONS DE LA STRUCTURE DES ROCHES ET DES SOLS SUR LEUR PERMEABILITE

Dans le cas des roches meubles, l'expérience de Darcy consiste à mesurer un débit et un gradient de charge qui permettent de calculer une perméabilité grâce à la formule

. Cette expérience a été développée au départ pour des sables ou des matériaux peu cohérents.

L'échantillon est dans un tube de rayon R, et soumis à un gradient de charge dû à la différence de hauteur d'eau dans les deux réservoirs amont et aval, dont les niveaux sont maintenus constants. Le sens d'écoulement est inverse au gradient de charge. Ce gradient de charge peut également être déterminé grâce à la mesure de la différence de hauteur d'eau (ÄH) dans deux tubes piézométriques distants de L.

Dans le cas des matériaux consolidés et moins perméables, l'essai consiste à injecter un fluide sous pression (P1) et à mesurer la pression (P2) et le débit (Q) à la sortie de l'éprouvette.

Le gradient de pression est (P1-P2)/L. Connaissant le rayon de l'éprouvette, il est facile de calculer la perméabilité.

Dans le cas de matériau très peu perméable, la mesure d'un débit devient très difficile.

La technique du pulse est alors utilisée. Il s'agit de mesurer la décroissance en fonction du temps de la pression appliquée en tête de l'échantillon, au prix de certaines suppositions sur la morphologie du réseau poreux il est possible d'en déduire une valeur de perméabilité.

Sur le terrain, à l'échelle de l'aquifère à partir d'essai d'injection en puits, une section du puits est rendue étanche grâce à la mise en place de "bouchons" gonflables, les packers,

qui obturent le puits à deux profondeurs différentes définissant la zone d'injection de longueur L et de rayon R. Un fluide est injecté sous pression entre les deux packers. Le centre du dispositif se situe à une distance H de la surface du réservoir d'injection.

Le débit mesuré correspond au fluide (Q) qui s'écoule dans le massif entre les deux packers. Au cours de ces essais la perméabilité est calculée :

À partir d'essais, le dispositif utilise des piézomètres qui permettent de mesurer la profondeur de la surface libre de la nappe (dans le cas d'une nappe libre).

Au cours d'un essai de pompage, une déformation de la surface libre de la nappe est observée autour du puits de pompage : c'est le rabattement. L'importance du rabattement dépend, entre autres paramètres, de la perméabilité de l'aquifère. La perméabilité s'exprime par :

Résultats d'enregistrement de la perméabilité, dans le cas des aquifères formés par des matériaux non consolidés (graviers, sables), la perméabilité peut être très supérieure au Darcy et atteindre 103 D (soit 10^-9 m/s). Dans les matériaux consolidés, les roches les plus poreuses sont les grès. Certains grès peu ou pas cimentés ont des perméabilités de l'ordre du Darcy (10^-12 m/s). Les matériaux les moins perméables sont les argilites avec des perméabilités de 10^-22 à 10^-23 m/s (figure 12) ( Mirsily.G cours d'hydrogéologie, université de Paris VI septembre 2004).

À partir de données de laboratoire sur échantillons, le domaine de variation de la perméabilité pour un même matériau est large, cette variabilité illustre le fait que la perméabilité dépend d'un certain nombre de caractéristiques de la porosité (volume, dimensions, forme, connectivité) qui sont eux-mêmes variables pour un matériau. Cette variabilité est maximale pour les carbonates.

CHAPITRE DEUXIEME : ETUDES HYDROLOGIQUES DU BASSIN VERSANT TOPOGRAPHIQUE DE LA RIVIERE KIMEMI

II.1. INTRODUCTION

Cette étude a pour but de caractériser de la manière la plus nette les événements qui structurent et échafaudent les cycles annuels, saisonnier et quotidien des pluies à Butembo. Cette analyse onéreuse s'est focalisée sur les événements pluvieux à Butembo.

Butembo, située sur la crête Congo-Nil, déversant une partie de ses eaux dans le fleuve Congo les rivières Mususa et Kimemi, serait fort marquée par ces événements et aurait présenté des conditions climatiques similaires à celles qui prévalent dans la région en générale.

Quant aux cours d'eau, la dépression dans laquelle est bâtie la ville de Butembo est entourée par des collines drainées par des rivières, dont les plus importantes sont : Kimemi, Mususa et Lwirwa.

Trois bassins versants sont principalement drainés par la Kimemi, la Mususa et la Lukwaliha/Mubunge respectivement. Ces trois bassins versants disposent d'un réseau hydrographique très dense.

II.2 DELIMITATION D'UN BASSIN VERSANT

Un bassin versant est un lieu des points tels que les eaux météoriques qui y tombent s'infiltrent ou s'évaporent par une section (un point) dudit bassin appelé exutoire.

L'exutoire est donc une porte de sortie obligatoire pour chaque gouttelette ruisselant dans le bassin versant quelconque, c'est ainsi que, toute gouttelette s'écoulant hors cet entonnoir est externe du bassin versant. Un bassin hydrogéologique est la zone dans laquelle les eaux souterraines s'écoulent vers un même exutoire ou groupe d'exutoires (Dictionnaire de géologie, Alain FOUCAULT, 1980).

Il peut encore être défini comme étant l'unité d'évaluation de la ressource en eau souterraine exploitable (KYANDA, 2012 ).

L'exutoire d'un bassin versant topographique de Kimemi est situé au niveau de Kisalala il est le point le plus en aval du réseau hydrographique par lequel passent toutes les eaux de ruissellement drainant le bassin. La ligne de crête de notre bassin versant est la ligne de partage des eaux. Elle passe par la rivière Lwirwa à l'Est. La ligne ainsi définie limite les bassins versants topographiques adjacents (carte figure 17).

Néanmoins, le bassin versant superficiel ne concorde pas avec celui souterrain, d'où la notion du bassin versant topographique et bassin versant hydrogéologique ou réel.

II.3 CADRE TOPOGRAPHIQUE

La capacité d'un bassin versant est une fonction de sa forme géométrique, elle varie en fonction du bassin. Quand le bassin est compact imperméable, le ruissellement devient intense.Une infiltration et évaporation accélérées est une conséquence logique de l'allongement du bassin versant.

On remarque, cependant, de nombreuses vallées à fond plat, large, marécageux, bloquées à l'aval par un seuil notamment sous le pont de Biasa. La densité moyenne du réseau hydrographique dense pousse des linéaments bien marqués. Tous les vallons débutent à l'amont par une forme en hémicyle très caractéristique où se développent des cirques d'érosion. Les versants ont un profil convexo-concave, mais au niveau du centre-ville, le profil transversal est nettement en « berceau », avec un fond alluvial presque plat et un raccord colluvial concave à faible pente.

C'est la pente qui influence l'écoulement superficiel des eaux: ruissellement de surface et écoulement hypodermique (écoulement se faisant sur les premières instances de l'infiltration). Elle accélère le ruissellement sur les versants et détermine en partie le temps de réponse du cours d'eau aux impulsions pluviométriques.

C'est la différence d'altitude de deux points extrêmes (c'est- à -dire le point le plus haut et le point le plus bas).

Pour notre bassin, le point le plus haut est situé à 2025 m d'altitude alors que le point le plus bas est à 1682m d'altitude. C'est à l'embouchure (exutoire) de la rivière.

La pente hydrographique, ou profil en long du cours d'eau, peut-être déterminée sur la carte ou mesurée sur le terrain par un nivellement de précision. La pente hydrographique varie plus ou moins irrégulièrement pour un même cours d'eau selon les structures géologiques traversées et diminue en général d'amont en aval.

C'est la différence d'altitude de deux points extrêmes (c'est- à -dire le point le plus haut et le point le plus bas) divisée par la longueur du cours d'eau. Elle est exprimée en pourcentage.

Pour notre bassin, le point le plus haut est situé à 1736 mètres d'altitude et le point le plus bas est à 1682 mètres d'altitude (niveau de la rivière Ruzizi) au niveau de l'embouchure.

La figure 13donne à titre exemplatif le réseau hydrographique de la ville de Butembo.

Le tableau 3, quant à lui,présente les gradients de pentes suivant les principaux cours d'eau au sein du bassin versant de la Kimemi.

Figure 11 : Principaux cours d'eau du bassin versant de la Kimemi. Traitement de l'image SPOT5 de 2008. MUHINDO SAHANI.

Notre bassin est selon la classification de Talweg de Schummen d'ordre 41 clairement sur figure 12. L'orientation des pentes de la ville est variable comme l'illustre la figure 13.

Tableau 2 : présente les gradients de pentes suivant les principaux cours d'eau au sein du bassin versant de la Kimemi.

Figure 12 : Réseau hydrographique et systèmes des dambos en ville de Butembo. M SAHANI

Figure 13 : Orientation des pentes et thalwegs de la ville de Butembo.M. SAHANI ; op cit

I.3. MORPHOTECTONIQUE ET FAILLES

Les montagnes surplombant la ville de Butembo à l'Est juxtaposentle rift albertin qui borde tout le pays à l'Est et qui fait partie d'un immense système de fossés tectoniques, qui constituent des régions déprimées, bordées par des failles radiales et normales issues de la tectonique à certains endroits. Les activités tectoniques du tertiaire sont restées actives elles sont influencées par des dômes granitiques à partir desquels s'ordonne la structure.

On observe une succession de plis orientés légèrement ENE-WSW excepté celui de Matembe E-W. L'affleurement des séries de quartzites du Burundien inférieur forme des crêtes de direction ENE-WSW à sommet plat parallèle à l'axe des plis. Sur l'axe Malende-Matembe-Vuvatsi, on remarque une sorte de cuirassement. Il s'agirait d'une cuirasse Ferro-alumineuse d'origine pédologique, massive, parfois vacuolaire. Cette cuirasse très dure arme là où elle affleure. A Matembe on sait reconnaître des lanières de plateau très tabulaires à rebords abrupts et des versants concaves. Autour de Malende et de Vuvatsi, elle est composée de domaines ferrugineux d'un à plusieurs centimètres, de couleur brune, parcouru par des tubules connectés de diamètre centimétrique, remplis d'argile de couleur ocre-jaunâtre devenant progressivement rouge vers le sommet de l'horizon. Des quartzs de taille millimétrique y sont dispersés. Des taches noires manganésifères s'individualisent au sein de domaines ferrugineux bruns. Les nodules rouge-violacé ont des limites diffuses mais souvent différenciés par une teinte plus claire jaune-orangé.

II. 5. PRECIPITATIONS ET REGIME HYDROLOGIQUE

II.5.1 LE CYCLE SIMPLIFIE DE L'EAU A BUTEMBO

Dans une région, les précipitations sont classées parmi les facteurs pouvant influencer les caractéristiques d'un bassin versant. En ville de Butembo, la station météorologie de l'ITAV nous a facilité l'accès aux différentes données pluviométriques. Ce qui nous a permis de dresser le tableau 4 ci-après dans lequel figurent les valeurs desprécipitations annuelles (PA), le nombre de jours de pluie (JP),de la lame d'eau moyenne précipitée par jour humide (L MPJH),le nombre total des jours caractérisés par des précipitations = 10 mm et = 20 mm (P10 et P20). Les valeurs limites caractérisant les événements pluviométriques quotidiens intenses, extrêmes et très extrêmesy sont bien éclaircies.

Tableau3 : Caractéristiques des précipitations à la station météorologique de l'ITAV de Butembo. Moyennes #177; écart type calculées sur la période 1957-2010 :

Près de la surface du sol, les pores sont habituellement remplis d'un mélange d'air et d'eau; l'espace poral est alors dit « non saturé ». Plus profondément dans le sol, les pores sont remplis d'eau; ils sont constamment « saturés ».

Les nappes aquifères non confinées que nous avons à Butembo sont souvent celles qu'on retrouve le plus près de la surface du sol et qui sont le plus facilement accessibles et ont des nappes phréatiques susceptibles d'être polluées alors que les aquifères confinés et partiellement confinés sont souvent situés plus profondément dans le sol. Plus un aquifère confiné ou partiellement confiné est profond, plus la couche de matériau qui le recouvre est épaisse. Il est donc soumis à une pression lithostatique, et il se trouve ainsi avec son eau protégés des contaminations.

La figure 14 illustre différentes couches dans différents sites. Dans le cas des aquifères non confinés, la nappe phréatique coïncide avec le dessus de l'aquifère. La nappe beaucoup usée à Butembo est ainsi phréatique.

Figure 14 : Vue en coupe de différentes formations de Butembo, nos recherches

Le parcours exact de l'eau peut être complexe. En général, toutefois, l'eau emprunte la trajectoire qui lui offre le moins de résistance et circule à travers les formations les plus perméables. Une partie de l'eau de recharge peut aussi descendre dans le sol, traverser des aquifères non confinés et aller alimenter des aquifères confinés plus profonds. Tôt ou tard, parfois des kilomètres plus loin, l'eau atteint des zones d'évacuation où elle rejoint les eaux de surface (figure 15).

Les zones de recharge permettent à une quantité considérable d'eau de s'infiltrer dans le sol. Parfois, ces zones sont concentrées et ne couvrent qu'une petite partie seulement de la superficie totale du territoire. Là où se trouvent de vastes dépôts de sable et de gravier, 20 % de la superficie du territoire assurent l'infiltration de 80 % des eaux souterraines. Ailleurs, là où le paysage est plat ou dans les sols peu perméables, l'infiltration peut se faire très lentement mais sur une vaste superficie (figure 16).

L'âge de l'eau représente le temps que l'eau a mis pour se déplacer de la surface du sol à un point précis du sous-sol. Dans le cas des puits peu profonds des aquifères non confinés constitués de matériaux perméables, l'âge de l'eau peut s'exprimer en termes de semaines ou

Figure 15 : L'eau souterraine s'écoule dans le sol depuis les zones de recharge vers les aquifères plus profonds et les zones d'évacuation dans les eaux de surface. Source:Mirsily.G op cit

Figure : 16 Schéma simplifié de l'influence du sol et du sous-sol sur l'écoulement. Source : ValérieBorrellEstupina, Cours d'Hydrologie Générale, Module FLST403 L2Montpellier 2011

CHAPITRE TROISIEME : ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DE LA RIVIERE KIMEMI

III.I INTRODUCTION

Les eaux souterraines et leurs mouvements comprennent des eaux météoriques, des eaux juvéniles ou cosmiques, des eaux de rétention et des eaux connées. Les premières peuvent atteindre le sol directement par condensation, mais bien encore sous forme de précipitation et de la transpiration des végétaux. Une part de cette quantité s'écoule en surface et forme des eaux superficielles allant aux lacs et mers, une autre part encore évolue par infiltration de quelle une partie sera retenue dans les cavités du sol ou captée aux constituants des colloïdes.

Les eaux souterraines contribuent aussi à la constitution de la réserve souterraine bien que dans les moindres proportions, celles juvéniles émanent de la condensation des vapeurs d'eaux issues du magma. Citons celles cosmiques comme celles s'engouffrant dans la sphère d'attraction terrestre avec les météorites, et les eaux de restitution qui sont réduites dans le cycle à la suite du phénomène de tassement des terrains qui les contaminent ou encore par la déshydratation des minéraux hydratés.

Les eaux connées ou fossiles sont en général, salées, originaires des eaux marines ayant échappé au tassement et diagénèse sédimentaire.

La porosité d'un terrain reste à la base de la quantité d'eau retenue dans un terrain(bassin hydrogéologique) à l'opposé, la quantité qui peut lui traverser en une durée quelconque est fonction de la perméabilité.

Les deux paramètres ci haut cités régularisent le régime des eaux mouvant un certain bloc terrigène et beaucoup encore la répartition des eaux dans les blocs perméables et ceux imperméables. Ainsi cette répartition ou rapport classe les nappes en captivité et liberté.

Les nappes captives, dites artésiennes qui, combinées entre deux couches imperméables plissées ou plongeant de façon que dans un domaine spatio-temporel la nappe ne peut accéder à son niveau d'équilibre naturel et est ainsi sous pression ;

Les nappes de la Kimemi ne remplissant pas entièrement les cavités des couches perméables situées sur celles imperméables ou plus généralement sont ainsi libres.Les couches d'eaux reposant sur le substratum imperméable et non surmontées des formations imperméables.

Trois bassins versants topographiques se partagent principalement l'agglomération urbaine. En terme de superficie, Kimemi, du sud-est au Nord-ouest, est le plus gigantesque ; Mususa du sud-est à l'ouest et la Lukwaliha-Mubunge au Nord-ouest. Ces trois bassins versants disposent d'un réseau hydrographique très dense, prédisant le riche aquifère substratum de la ville. Seules certaines sources sont visualisées sur la carte (figure 17).

Certaines carrières où sont excavés les matériaux de construction, surtout granitiques, affichent une présence d'eaux empêchant les travaux et l'eau témoigne une perméabilité en grand comme attendu dans ce type des roches. La figure18indique l'eau au sommet même des montagnes. À Ngese, un pompage se fait voir dans la carrière.

Figure 18: Présence d'eau dans les carrières : a,b)flague d'eau à Ngese, c) fissuration faisantcirculer l'eau dans le granite à Ngese; d)excavateur jetant la boue après exhaure hors lieu detravail à Ngese , e) puisard servant d' alimentanion aux geants en Ngese.

III.2. CLASSIFICATION HYDROGEOLOGIQUE DES RESERVOIRS

Cette classification est basée sur la lithologie et les types des vides d'une couche. Il est important pour l'étude quantitative de l'infiltration, des fonctions de réservoirs et des aquifères. Elle est à la base des colonnes, coupes, cartes hydrogéologiques. Partant des vides, deux types d'aquifères sont à classer :

ü Aquifère en perméabilité et porosité d'interstice dans les roches meubles ou non cimentées. C'est le caractère des schistes de Lwamiso, des couches des graviers visibles le long de tous les cours d'eau, les couches sablo-argileux ou alluvions le long des cours d'eau, lessols poreux du bassin.

ü Aquifère à perméabilité de fissures dans les roches compactes fissurées ou consolidées.(Ngese)

ü Toute fois, les roches compactes présentent des caractères mixtes avec coexistence des pores et fissures.

Dans les roches compactes de Ngese, les fissures dominent et permettent d'assimiler leurs sources aux nappes à perméabilité de fissures.

III.3 NAPPES D'EAU DU BASSIN VERSANT

Les cours d'eaux du bassin versant topographique de la Kimemi se font alimenter d'une part par les nappes comme vue à Vichaioù un site de perméabilité avait montré un début non négligeable.

Etant donné que les parois de certaines rivières affichent une alternance des couches perméables, sédimentaires, dont les graviers et sables ; en cas de la hausse du niveau de la rivière, la nappe dite alluviale est drainée par le cours d'eau. Ainsi, en cas de pluie, la nappe est alimentée par le cours d'eau qui se comportera comme une batterie durant la sécheresse, en générant la quantité qu'elle aurait accueillie sous le drainage.L'illustration revient à la figure 21. Elle peut être prise en son inverse pour indiquer l'alimentation de la nappe.

La figure 20 montre la relation entre le niveau de la nappe phréatique dans la vallée et le chenal principal du ravin; elle montre la possibilité de la descente du niveau de la nappe d'où celle du niveau piézométrique d'une nappe à un endroit, source de la déviation de filets liquides qui empruntent le sens du ravin en fonction de l'incision verticale du système de ravin. La figure 20 illustre l'influence du ravinement sur le rabattement de la nappe phréatique dans le dambo de la Wayimirya à la paléosourcede Vutetse-Wayimirya. Les vestiges de l'ancien lieu de puisage sont visibles. Un puits pouvant aller en profondeur plus que le ravin, a été aménagé sur le lieu pour accéder à l'eau.

Figure20 : Influence par déviation de la nappe phréatique à la source de Vutetse-Wayimirya. Avec paléoaffleurement de la nappe. Un puits a été aménagé sur le lieu pour accéder à l'eau. Source ; nos recherches.

La présence de cette paléosource confirme un suintement de la nappe actuellement. Le rabattement de cette nappe permettant le non affleurement peut êtreexpliqué par une gestion anarchique des parcelles par imperméabilisation. Si cette nappe reste alimentée comme auparavant, il faut alors confirmer que seul le ravin détourne cette nappe.

La configuration d'un aquifère porte sur les caractéristiques de ses limites géologiques et hydrodynamiques : on parle de conditions aux limites. En simplifiant, on assimile la base de l'aquifère à une formation imperméable (substratum).

· géologique imperméable : substratum granitique dans la plupart du bassin, dioritique comme au parking LaVictoire, schisteux à Lwamiso et Kanzunza ;

· géologique semi perméable avec fissuration; aquifère à nappe semi-captive.

La formation représentée sur la figure 14 est un aquifère saturé sur toute son épaisseur ; il est limité vers le haut par une couche perméable ou semi-perméable (sablo argileuse ou argilo sablonneuse). Le niveau piézométrique, différent de celui de la surface de la nappe et toujours au-dessus de la base de la couche imperméable supérieure, est virtuel tant qu'un forage ou un piézomètre n'a pas atteint l'aquifère au travers de son toit. Un tel forage est appelé forage artésien et si l'eau remonte jusqu'à la surface (niveau piézométrique au-dessus de la surface du sol) on l'appellera forage artésien jaillissant. Il s'écoule naturellement sans pompage.

III.4 QUANTIFICATION DE LA PERMEABILITE (K) DES COUCHES PARLA METHODE SIMPLIFIE DE PORCHET

La méthode nous permet de déterminer la perméabilité ou le coefficient de Darcy pour une colonne du sol dont on connait l'état primitif. Les essais sont réalisés in situ.

On distingue trois grands types de terrains selon leurs capacités à laisser passer l'eau :

L'aquifère est un complexe de deux constituants en interactions : le réservoir et l'eau souterraine.

Le réservoirestune formation hydrogéologique perméable permettant l'écoulement significatif d'une nappe d'eau souterraine ou son exploitation par captage. Il est la trame solide de la structure de l'aquifère. L'eau souterraine mobile s'emmagasine et circule dans les vides.

La première fonction du réservoir est capacitive. Elle caractérise le stockage ou la libération de l'eau souterraine. Ces deux actions sont groupées sous le terme d'emmagasinement souterrain de l'eau.

L'eau souterraine constitue un milieu continu dans le réservoir dont seule une fraction, l'eau gravitaire, est mobile dans l'aquifère.

Il suffit de forer un petit puits circulaire de rayon r, à remplir par l'eau et en observer l'abaissement de sa surface piézométrique issue de l'infiltration, garder imperméables les parois verticales; l'eau s'infiltre par le fond du puits.

III.4.2 MATERIELS UTILISES

Au cours de nos investigations, nous avons utilisé les matériels et outils suivant :

o Un carnet de terrain où se prennent les différentes mesures eues sur terrain.

III.4.3 MODE OPERATOIRE

Tout essai commence par la notion de connaissance des horizons, donc savoir face à quel sol travail-t-on ? Sol en place ou pas? Si connu, le creusement ou forage du puits de sondage de profondeur voulue. Le morceau de tuyau PVC bien gradué y est introduit ; bien enfoui dans le sol en vue d'éviter les fuites d'eaux aux limites supérieures du sol comme illustré à la figure 21.

Fig21. a) lateritic sol at Musomi, b) schales at Kanzunza, c) Granitic rock altereted at Ngese quarry, d)lithomarge facies atNgote , e)black granitic

Ensuite on verse une quantité d'eau le remplissant et ainsi on a une hauteur quelconque.

Comme ci haut dit, l'infiltration se réalise par le fond du tube en créant des abaissements de hauteur, ainsi la relation entre la hauteur et le temps d'abaissement est dressée dans un tableau de type suivant.

Commentaire : il est demandé de ne point effectuer les essais dans une vallée pour ne pas fausser les résultats, utiliser l'eau propre évitant le colmatage du fond.

Au temps t, la hauteur d'eau dans le tube est H et après dtla surface piézométrique chute de dz. Connaissant que le tube n'atteint pas ici la nappe et ayant imperméabilisé les parois par le PVC toute la colonne d'eau chutant passe par la circonférence du tube au niveau du fond.

Avec Q : le débit, V : le vitesse, S : la surface latérale du tube (ou A section de base du tube). Selon la loi fondamentale de l'hydrodynamique

i=1, partant de l'installation du tube et de l'infiltration se faisant dans le sens contradictoire à celui naturel des eaux. Le mouvement presque vertical de l'eau a pour gradient hydrologique celui quasi unitaire avec i=1.

III.4.4 ESSAIS DE PERMEABILITE DANS LE BASSIN VERSANT DE LA RIVIERE KIMEMI

Sachant que H = H- kt, écrivons d'une façon générale, H₁=H-kt_1 ;H₂=H-kt₂; ... Hn=H-ktn

Avec K, la perméabilité ; H1, la hauteur initiale d'eau; Hn, la hauteur finale à la dernière lecture et tn le temps écoulé lors de l'infiltration pour chaque site. Les coordonnées géographiques seront vues en annexe.

Figure 22: illustration de l'essai de Porchet simplifié dans le bassin versant topographique.

- Localisation : Q\Kitulu à l'ouest de Kimemi sur la rive gauche de la rivière.

- Type d'horizon: couche de graviers, galets et sable fin surmontentl'horizon B argilo-sablonneux; tous surmontant une couche argilo-sablonneuse micacée

NB : La perméabilité K d'un sol est définie par la vitesse d'infiltration de l'eau; k est mesuré par la loi de Darcy, 1 Darcy = 0,97.10^-12 m²

- Localisation : Q\ Mutiri à l'ouest de l'institut Kinyavuyiri sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: B suivie de la couche de graviers quartzeux anguleux peu de sablesgrisâtres vu sa place topographique.

- Localisation : Q\ Rughendaau nord de l'aérodrome sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche des schistes gris blanchâtre N26⁰/36 ⁰SE , de 3.2 mde largeur environ sur 25m de long

- Localisation : Q\ au sud de la marche de Vichai à#177; 700m gauche de la rivière Kimemi

- Localisation : Q\ Mutirià #177;15m vers l'ouest de l'église Adventiste Mutiri.

- Type d'horizon: sol noirâtre de consistance mi dure sablo argileux, probablement un horizon B

- Localisation : Q\ Mutirià l'ouest de la paroisse catholiqueMukuna sur la rive droite de la rivière Kimemi.

- Type d'horizon: couche des sables grossiers et bloc de quartz anguleux étant au sommet de la colline.

- Localisation : Q\ Mutiri, Est de l'institut Vuvatsi à#177;18m sur la rive droite de la rivière Kimemi.

- Type d'horizon: sable blanc de 2.5m d'épaisseur ayant peu d'argile avec veinulesinframillimétriques jaunâtres avec bloc de quartz arrondis (transport dûau mouvement de l'eau) au-dessus un sol noirâtre mi dur.

- Type d'horizon: couche de sables blocs quartzeux arrondis surmonté de la couche kaki comme la cendre probablement horizon B puis la couche du sable et blocs de quartz

Localisation : Q\ De l'évêché à#177;200m de la catéchèse, sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: une couche de graviers arrondis de quartz avec ciment jaunâtre sablo argileux et l'argile blanc. C'est probablement un conglomérat en devenir en consistance dure

- Localisation : Q\ MATANDA près de l'église Kimbanguiste sur la rive gauche de la rivière Kimemi

- Localisation : Q\ Muchanga face de Kalemire versant de L'auberge sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: sol de couleur jaune blanchâtre argilo sablonneux, mi dur probablement horizon C

- Localisation : Q\ Kalemire près de l'église catholique sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche de blocs quartzeux mixés du gravier gréseux en altération

- Localisation : Q\ FURU dans la concession de l'hôtel sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Localisation : Q\ KAMBALI sur la route de la mairie, rive gauche e de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche de blocs de quartzite de couleur et schistes de trace grisâtre avec du sable issu de son altération couvert du sol noirâtre horizon A. le schiste réduit le coefficient de perméabilité

- Localisation : Q\ près de l'église catholique sur la rive gauche de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche des blocs quartzeux mixés du gravier et grès en altération

- Type d'horizon: couche de blocs quartzeux sous forme de stone line mixéssol rouge

- Type d'horizon: couche de blocs quartzeux, diorites et gravier quartzeux mixés aux graviers gréseux en altération

- Localisation : Q\ MUKUNA près du centre de santé Nyungu, rive droite de Kimemi

- Type d'horizon: sol sablo argileux de couleur rougeâtre mi dur avec des petits cristaux des quartzs, horizon B ; nous avons oeuvré à ou moins 5m de profondeur

- Type d'horizon: sol de couleur grisâtre ayant des particules de quartz, argilo sablonneux, dur à -6m, horizon B

- Type d'horizon: sol de couleur noirâtre et limoneux mi dur à un mettre, horizon B

- Type d'horizon: Couche de gravier quartzique anguleux mélangé aux sables surmontant un quartzite sain avec des fissures

- Type d'horizon: sol argilo sablonneux horizon B suivi de l'horizon sablonnée avec des sables jaunâtre issu de désagrégation des grés, couche sable aux nodules des quartz tantôt sphériques tantôt arrondis sol de couleur grisâtre

- Type d'horizon: une couche de sables grisâtres amalgamés au nodule de quartz qui serait issu de la fracturation du banc sous jacent puis une couche quartzite altéré a environs 2dm, le quartz sec à 1m de profondeur

- Localisation : Q\ KATWA près ou dans la concession de la paroisse poste Katwa

- Type d'horizon: une couche de sables grisâtre accumulés au quartz qui surmonte une couche de quartzite fortement altéré

Ayant déjà la forme paillette portant pas souvent, déposé sur un quartzite dur

- Type d'horizon: Un sol noirâtre surmonté de sol gris qui serait charrié lors du remblayage de la parcelle ; la couche surmonterait une couche étant à place ; elle a des déchets non biodégradables

- Type d'horizon: Sable mélangé aux particules de quartzite surmontant un banc de quartzite avec fissures

De tous ces résultats découlent le tableau récapitulatif 4 et la figure comparative de la perméabilité darcy aux différentes stations de mesure.

Tableau 4 : Idée synthétique sur la perméabilité aux différentes stations

N⁰	Perméabilité k en darcy	Type couche, horizon	Observation (état du sol)
1	22,182786	Gravier, galet sable fin	Peu humide
2	24,03846153	B	Sec
3	0.062darcy	schistes	Sec
4	18,55670103	sable grossier gravier	Sec
5	38,46153846	B	Peu humide
6	65,78947368	sables grossier quartz anguleux	Sec
7	8,1699346	sable peu d'argile, quartz arrondis	Moins humide
8	8,92857142	sables blocs quartzeux arrondis	Peu humide
9	0,369361466365	gravier arrondis, quartz, sablo argileux, argile	Sec
10	28,12148481	B	Peu humide
11	75,75757575	C	Peu humide
12	68,4931506	blocs quartzeux, gravier gréseux	Sec
13	3,3266799	B	Peu humide
14	1,3315579	blocs quartzeux, sable	Sec
15	7,4716078	couche quartzeuse, gravier gréseux	Sec
16	181,1594202	couche de blocs quartzeux	Sec
17	362,3188405	couche à blocs quartzeux, diorites, gravier quartzeux, gravier gréseux	Sec
18	357,1428571	B	Peu humide
19	102,0408163	B	Peu humide
20	13,3120340	B	Peu humide
21	99,206349	B	Peu humide
22	11,3122171	argilo sablonneux,	Peu humide
23	19,3798449	B	Peu humide
24	446,4285714	gravier quartzique anguleux et sable	Sec
25	227,2727272	gravier quartzeux anguleux, sables surmontant un quartzite	Peu humide
26	20,4248366	B, argilo sablonneux	Sec
27	238,0952380	sables et quartz	Sec
28	233,6448598	sables et quartz	Peu humide
29	800	sables et quartz	Sec
30	215,5172413	Couche à déchets non biodégradables	Sec
31	208,3333333	Sable+quartzite	Sec

Lescouches les moins perméables sont surtout celles des formations schisteuses. Tel est le cas du site de Rughenda situé au Nord de l'aérodrome à plus ou moins 15m.

Dans ce site, nous avons constaté que l'eau s'infiltre difficilement. C'est le cas des schistes talqueux. La perméabilité est aussi moindre dans les sols argileux. C'est ce qui a été vérifié au niveau du site deVuvatsi,dans le quartier Mutiri, à l'est de l'institut Vuvatsi ; et au niveau celui de Londo dans le quartierde l'Evêché à #177; 400m de la catéchèse Butembo.

Dans une couched'horizon B, nous avons constaté que l'eau s'infiltre plus rapidement que dans le cas précédent. Pour cette couche la perméabilité est moyennement élevée. Les sites suivants nous ont permis d'aboutir à cette conclusion:Kisingiri dans le quartier Mutiri à l'ouest de l'institut Kinyavuyiri, Mutiri dans le quartier Mutiri à l'ouest de l'église adventiste Mutiri, église Kitatumba dans le quartier Kitatumba ,juste devant la porte Est de l'église catholique de Kitatumba, MGL près de l'église CCA20, Kyahalidans le quartier Mukuna près du centre de santé Nyungu,Isango dans le quartier Malera ,Sokapi dans le quartier Vutahira,mosquée Vutahira dans le quartier Vutahira presque au sommet,source Vutaliryadans le quartier Kitulu .

Dans les couches des galets cimentés par le sable fin, la vitesse d'infiltration est presque la même que dans les sols d'horizon B, tel est le cas du site : institut Henry Pierard dans le quartier Kitulu à l'ouest de Kimemi sur la rive gauche à plus ou moins 20m. Il en est de même pour la couche de l'horizon C : cas du site Muchanga dans le quartier Mutsanga face de Kalemire, le versant de l'Auberge .sur la rive droite de la rivière Kimemi .

La perméabilité a été constatée élevée surtout dans les couches de sable ainsi que dans celles à déchets non biodégradables. Ceci est dû au faitqueles particules sableuses ne sont pas colmatées entre elles. Ce qui nous a permis de conclure que toutes les couches ne contenant pas d'argile, voire les très fines particules, sont plus perméables. Ce qui nous sera prouvé sur les sites ci-après : Vallée Rughenda-Vutahira :Q/Ruenda, Vuhika : Q\ Katwa, EPA Katwa : Q\ Katwa dans la concession de la paroisse poste Katwa, Kavisa : Q\ Katwa, Kananasa : Q\ Bwiningo. Ce dernier site est celui comprenant des déchets non biodégradables.

Le regroupement précédent de sites est basé sur les valeurs de la perméabilité en fonction de la formation lithologique.

La perméabilité d'un sol dépend aussi de son étant humide. C'est ainsi que nos essais de perméabilité à différents sites nous ont permis de confirmer ce qui suit:

Un sol très humide ne facilite pas l'infiltration de l'eau, car étant en voie de saturation en eau. Ce qui conduit à une valeur de perméabilité faible.

NB : Il peut arriver quela pluie soit forte.Dans ce cas le sol ne peut pas absorber toute l'eau tombée, la partie supérieure du sol devient saturée mais aussi le transfert vers la profondeur n'est pas assez rapide. Une pellicule d'eau s'accumule en surface et s'écoule selon la pente: c'est le ruissellement. Les eaux s'écoulent en arrachant des particules puis se rassemblent en chenaux de plus en plus importants (cours d'eau) pour générer les nappes alluviales ; ce qui a été observé dans le dambo de Butembo.

Lorsque la surface du sol est imperméable, le ruissellement apparaît sitôt comme si les dépressions du sol sont déjà remplies. Sur l'avenue Monseigneur Kataliko, un drainage est causé par la réduction de la pente topographique des vallées.

Pour comparer la perméabilité de deux couches par rapport à l'humidité, il convient que ces deux aient la même lithologie. On va constater que le solsec a une perméabilitésupérieure à celle dusol humide.

Une couche est réputée imperméable pour des valeurs de K de l'ordre de 10^-9 m/s. Aucun de nos sites n'a été considéré comme imperméable car leurs valeurs de K sont strictement supérieures à10^-9 m/s.

III.5 JAUGEAGE DE LA RIVIERE KIMEMI

Le jaugeage a été effectué en tenant compte de la vitesse différentielle des différentes zones du cours d'eau (figure 23).

H moyenne des hauteurs (Cm),L :longueur prise(m)l : largeur(m)t : temps(s) Tmoyenne des temps ; S=L.l ;V=S.H ;Q=V:T

Amont	L	L	L	S	h1	h2	h3	H	Ht	t1	t2	t3	T	V (dm³)	Q(cm³/s)
	24	3	3,4	81,6	25	45	16	28,6	35,2	155	76	80	104	2872,32	0,02761
Aval		3,9			7	6	7	6.6

III.6 PUISSANCE DE LA NAPPE (remontée capillaire)

Zi: hauteur eau dans la fosse Ti: temps pour avoir Zi ; r rayon de la fosse (5cm) ; V

/2 ; Q=V: Ti

Zi: hauteur eau dans la fosse Ti: temps pour avoir Zi ; r rayon de la fosse (5cm) ;

1. Matanda : sable gris avec un peu de limonite jaune ; le fond du puits est à -2dm du sol.

2. Makarengo: sable noirâtre avec peu d'argile et présente peu d'éboulements ; à-45cm

3. Kaluhite : sable gris blanchâtre peu de limonite jaune à -50cm. Une source à coté témoigne 0,11l/s

4. Vutalirya: sable gris fins blanchâtre et peu de limonite peu d'argile à -50cm

5. Mabwé : sable gris fins blanchâtre et peu de limonite peu d'argile à -50cm

6. Vitsayi: sable gris fins blanchâtre et peu de limonite peu d'argile à -40cm

7. Vichayi : à 1m bord de la rivière: sable blanchâtre et peu de limonite, peu d'argile à -50cm et 1m aux larges ; Son fort débit illustre un drainage par ce cours d'eau

8. Kasanga : peu de limonite peu d'argile et sable gris fins blanchâtres à -15cm

9. Isango: kaolinite et limonite à -37cm. Son faible débit expliquerait l'affleurement du substratum à moindre profondeur et aussi ayant l'alumine dans sa structure qui le rendrait imperméable.

10. Vitsayi:à 1m bord de la rivière: sable blanchâtre et peu de limonite peu d'argile à -50cm et 1m aux larges. Son fort débit illustre un drainage par ce cours d'eau.

11. Kasanga : peu de limonite peu d'argile et sable gris fins blanchâtre à -15cm

12. Isango: kaolinite et limonite à -37cm. Son faible débit expliquerai l'affleurement du substratum à moindre profondeur et aussi ayant l'alumine dans sa structure serait imperméable.

Il revient de conclure que la nappe phréatique est de moindre épaisseur vu sa surface et son débit traversant l'exutoire et serait beaucoup sollicitée par les sources et les puits comme on peut le voir sur la figure 17.

III.7 ETUDE DES CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DEL'EAU

Cette partie est basée sur la présentation et l'interprétation des différents résultats de l'analyse de l'eau au laboratoire. Il s'appuie et corrèle les données lithologiques du bassin versant sur les différentes cartes (géologique, hydrologique) et des tableaux réalisés.

La connaissance étant capitale pour un bassin versant ; et dans toute étude hydrologique, on doit apprécier des risques naturels ou de vulnérabilité de la richesse en eau à la pollution. En milieu urbain, le bassin versant doit constituer une préoccupation des études d'hydrauliques urbaines, d'analyse périodique de la qualité des eaux, de prospections de captages, de plans de prévention des risques d'inondations (PPRI), de réalisation des cartes des zones inondables ou des zones humides dans la partie médiane du bassin, et sur les paramètres qui s'avèrent médiocres etc.

La lithologie du bassin versant de la Kimemi est constituée en majorité par les roches granitiques, métamorphiques et sédimentaires.Les granites présentent beaucoup de fissures qui favorisent l'infiltration des eaux de pluie et de la rivière dans le sol et sous-sol, et saturent ce dernier une fois en contact avec une formation imperméable tel que le kaolin et finit par surgir à la surface formant ainsi des sources à débit irrégulier. Sans oublier la surface de stratification S_o pour les schistes présentant un fort pendage tel à Lwamiso. L'altération de ces granites majore l'épaisseur de la couche sablonneuse jouant un rôle essentiel en favorisant l'infiltration des eaux, ce qui influe sur l'écoulement.

L'analyse des eaux du secteur pour déterminer la potabilité et les sources de pollution a nécessité le choix des différents points d'échantillonnage et répondre à plusieurs critères :

- la caractérisation du cours d'eau par les paramètres hydrographiques (densité de drainage et de réseau hydrographique ; pente ; rapport de confluence ; etc.) ;

- la recherche d'une source éventuelle de contamination de la nappe souterraine si elle existe (pollution naturelle due à la lithologie).

Pour ces analyses, nous avons choisi 20 sites d'échantillonnages repartis dans tout le bassin versant.

Les échantillons ont été prélevés dans des bouteilles en plastiques préalablement lavées au savon puis à l'eau distillée et rincées à l'eau à analyser.

La connaissance des caractères physico-chimiques des eaux permet d'apprécier la qualité des eaux de la zone d'étude.

III.7.1 PARAMETRES DE POTABILITE

Pour déterminer la qualité et donc la potabilité d'une eau de distribution, 5 paramètres sont pris en considération (P. PIRSON, 2001). Ces paramètres sont :

- Physico-chimiques : Couleur, turbidité, pH, oxygène dissout, concentration en ions Na⁺, Ca²⁺, ...

- Concernant les substances indésirables en quantité trop importante : Nitrates, fluorures, ...

Les paramètres qui déclassent une nappe pour l'eau potable ou impliquant un traitement pour la rendre potable sont en pratique la dureté, le pH, la teneur en sulfate, la turbidité, la teneur en Fe, en Mg et en F (VOUILLAMOZ, 1999).

III.7.2 HYDROGEOCHIMIE

L'eau de pluie est légèrement acide du fait de sa teneur en CO₂ dissout. Au cours de son infiltration dans le sol et le sous-sol, elle se charge en ions et acquiert des propriétés physiques et chimiques qui caractérisent l'eau de la nappe qu'elle forme. Les eaux souterraines sont plus ou moins minéralisées en fonction:

ü de la nature des roches traversées et des minéraux rencontrés au cours de l'infiltration;

ü du temps de contact de l'eau avec les minéraux, donc de la vitesse de percolation de l'eau dans le sous-sol ;

On voie l'importance des minéraux solubles des roches et de la perméabilité de l'aquifère dans la minéralisation de l'eau.

Dans l'aquifère, il s'établit un équilibre entre la composition chimique de l'eau et celle des roches: l'eau prend une minéralisation qui demeure stable dans le temps et sert à caractériser un faciès hydrogéochimique.

Dans les terrains cristallins (granitiques), sableux et gréseux c'est à dire riche en minéraux siliceux et silicatés, les eaux sont douces: elles sont peu minéralisées mais acides comme vu dans le bassin versant topographique et agressives pour les conduites

L'eau des nappes alluviales a une qualité qui dépend de celle de la nappe d'approvisionnement et de celle de la rivière.

Le tableau n ⁰6 : présente les normes d'appréciation de la qualité de l'eau. Selon OMS

A	Paramètres physico-chimiques avec la structure naturelle des eaux

	Paramètres	Expression des résultats		Valeur minimale		Raisons des plaintes des eaux
1	Couleur	Hazen ou UCV		15		Aspect
2	Goût et odeur	-		-		Doivent être acceptables
3	Température	°C		25		Doit être acceptable
4	Ph	-		-		pH faible = corrosion pH élevé = goût, sensation savoureuse pour que la désinfection par le chlore soit efficace, le pH doit de préférence être inférieur à 8,0
5	Turbidité	NTU		5		· Aspect Pour une désinfection efficace, turbidité médiane <1 NTU ; échantillon individuel <5 NTU
6	Conductivité	ìS		2100		-
7	Chlorures	mg/l		200		Goût, corrosion
8	Sulfates	mg/l		250		Goût, corrosion
9	Silice	mg/l		-		-
10	Calcium	mg/l		270
11	Magnésium	mg/l		50		-
12	Sodium	mg/l		150		Goût
13	Potassium	mg/l		12		--
14	Aluminium	mg/l		0,2		Dépôts, coloration
15	Dureté totale	mg/l équivalent Ca		270		-
16	Résidus secs	mg/l après séchage à 180°C		1500		-
17	Oxygène dissous	% 02 de saturation		>75 %		Effets indirects
B. Paramètres concernant des substances nuisibles (quantités excessives) Selon OMS
	Paramètres		Expression des résultats		Valeur minimale		Raisons des plaintes des eaux
1	Nitrates		mg/l NO₃		50		-
2	Nitrites		mg/l NO₂		0,1		-
3	Ammonium		mg/l		0,5		-
3	Fer		mg/l		0,3		Tâches sur le linge et les accessoires sanitaires
4	Manganèse		mg/l		0,05		Tâches sur le linge et les accessoires sanitaires
5	Cuivre		mg/l		1		Tâches sur le linge et les accessoires sanitaires
6	Zinc		mg/l		3		Aspect goût
7	Fluor		mg/l		1,5		Fluorose de dent
C. Paramètres concernant les concentrations toxiques de certaines substancesSelon OMS
	Paramètres	Expression des résultats		Valeur minimale		Raisons des plaintes des eaux
1	Arsenic	mg/l		0,05		Risque de cancer cutané
2	Cadmium	mg/l		0,005		Toxique
3	Cyanure	mg/l		0,01		Toxique
4	Mercure	mg/l		0,001		Toxique et affaiblissement neurologique
4	Plomb	mg/l		0,05		Accumulation dans le sang et dans d'autres tissus
4	Chrome	mg/l		0,05		Toxique
(4) Dans le cas de canalisation en plomb, la teneur en plomb ne devrait pas être supérieure à 50 ìg/l dans un échantillon prélevé après écoulement. Si l'échantillon est prélevé directement ou après écoulement et que la teneur en plomb dépasse fréquemment ou sensiblement 100 ìg/l, des mesures appropriées doivent être prises afin de réduire les risques d'exposition du consommateur au plomb.

III.7.3 COMMENT PRELEVER ET ANALYSER UN ECHANTILLON D'EAU

Le prélèvement d'un échantillon de l'eau consiste à récupérer l'eau qui sera soumise à l'analyse. C'est vraiment la phase soigneuse qui conditionne les résultats en cas d'une mauvaise condition de prélèvement. L'échantillon qui mérite sera pour cela homogène et représentatif en vue de Survoler toute l'étendue de la nappe.

Les bocaux mal usés affectent les échantillons et les faussent même, on évite ces erreurs par un bon rinçage par l'eau distillée.

Avant le prélèvement, les flacons sont rincés au moins trois fois par l'eau échantillon puis remplis par la même eau. Eviter les bulles d'air s'avère nécessaire, ici l'échantillon sera soumis à 20⁰c avant l'analyse et moins de 72heures.

Puits situé dans la rue Kinishasa de Northing 00⁰ 13^' 72,45^''; Easting 029⁰ 29^'36,40^''; Altitude 1719m, situé au centre commercial dans le dambo et par là sans affleurement lithologique néanmoins des affleurements quartzeux et schistes sont visibles dans les environs. Il est situé à la rive gauche de la Kimemi dans la commune Vulamba.

Source située à proximité de la concession de la coordination éducationnelle Nord Kivu II ; des cordonnées :Northing 00⁰ 08^' 40,29^''et Easting 0 29⁰ 17^'23,45^'' et Altitude 1724m sans affleurement.Aussi situé à la rive gauche de la principale rivière. Sur le sol de Vulamba.

Source situéeauprès de la concession plantation des prêtres à un mètre près du cours d'eau et deux en hauteur. Des coordonnées géographiques:Northing 00⁰ 08^' 24,21^'' et Easting 029⁰ 16^' 41,95^''. Situé dans la vallée bordée par le cas Onusienne et l'école des filles. A la rive gauchedans la commune Vulamba.

A face du cas concret de Butembo, la source est à l'amont de Kitatumba avec coordonnées géographiques ; Northing 00⁰ 08^' 39,67^''; Easting 029⁰ 16^'27,90^''; Altitude 1839m avec affleurement des roches sombres qui serait des granitoïdes qui présente des concrétionsjaunâtres dansla commune Vulamba voir photo annexe.

Source du milieu schisteux de couleur jaune violacé près du cimetière de Kanzunza sur la rive droite de la rivière Kanyangoko ; des coordonnées : Northing 00⁰ 09^' 12,86^''; Easting 029⁰ 16^'08,03^''; Altitude 1771m dans la commune Vulamba.

Une des sources qui alimentent, Présentant un des blocs aussi sombres que ce qui sont au niveau de ceux de Kiriko, situé à l'ouest du mont Lwamiso sur la rive gauche de Kanyangoko dans la commune Vulambaavec des coordonnées : Northing 00⁰ 09^' 42,23^''; Easting 029⁰ 16^'16,09^''; Altitude 1811m.

Un sol jaunâtre similaire à celui de Bel air et qui aurait un substratum identique, il est localisé sur la rive droite de la Kimemi dans la commune Vulengera de coordonnées : Northing 00⁰ 09^' 10,11^''; Easting 029⁰ 17^'52,14^''; Altitude 1808m est une source entre le centre d'accueilUhaiKikyo et Kalemire.

Source située sur la rive droite dans la commune Vulengera sur la rive gauche de la rivière Kyavuyiri dans la concession de l'ancienne entreprise de Coca-cola, des coordonnées : Northing 00⁰ 08^'56,65^''; Easting 029⁰ 18^'39,58^''; Altitude 1724m. Elle présente un affleurement de sable blanc surmontant une couche des graviers sur le granite altérée.

Est un puits classé parmi ceux de 5 chantiers du président de la république situé dans la commune Vulengera sur la rive droite de la Kimemi dans la cellule Mwuipe près de l'école Vuvatsi des coordonnées géographiques: Northing 00⁰ 08^' 26,04^''; Easting 029⁰ 18^'31,91^''; Altitude 1726m

Le puits identique à celui de Vatolya dans la commune Mususa dans la concession des Anglicans sur la rive gauche de la Kimemides coordonnées : Northing 00⁰ 07^' 17,36^''; Easting 029⁰ 18^'05,64^''; Altitude 1734m.

Le puits artisanal creusé pour rattraper les filets liquides ayant fuit la nappe phréatique, situédans la commune Mususa sur la rive gauche de la Wayimiryaàgauche de la Kimemi , de coordonnées : Northing 00⁰ 06^' 49,25^''; Esting 029⁰ 17^'47,67^''; Altitude 1740m.

L'échantillon fut récupéré dans un puits artisanal d'environs 4m dans la commune Vulengera sur la rive gauche de la Kimemi entre l'évêché de Butembo et la concession de Dada, des coordonnées : Northing 00⁰ 08^' 06,76^''; Easting 029⁰ 17^'58,90^''; Altitude 1724m.

Puits situé dans la commune Mususa au quartier Matandaentre la grand route et la rue d'ambiance à l'amont de la vallée, sur la rive droitede la Kimemi des coordonnées géographiquesNorthing 00⁰ 07^'20,91^''; Easting 029⁰ 17^'31,54^''; Altitude 1743m.

Source dans la commune Kimemi sur l'avenue Lubero à l'amont sur la rive gauche de la rivière Kimemi avec des coordonnées géographiquesNorthing 00⁰ 07^'54,27^''; Easting 029⁰ 17^'03,05^''; Altitude 1739m.

Source située dans le commune Vulelngera au quartier Ruenda sur la rive droite de la rivière Kimemi ayant comme coordonnées géographiquesNorthing 00⁰ 05^'55,34^''; Easting 029⁰ 19^'10,23^''; Altitude 1767m.

Source située dans la commune Vulengera au sommet de sur la rive droite de la Kimemi ayant des coordonnées géographiquesNorthing 00⁰ 06^'30,79^''; Easting 029⁰ 19^'41,72^''; Altitude 1795m.

Situé à l'aval du bassin versant au niveau de Kisalala avec des coordonnées géographiques : Northing 00⁰ 17^' 72,30^''; Easting 029⁰ 30^'81,50^''; Altitude 1693m.

Puisards situé dans la carrièregranitique dans la commune Vulengera sur la rive droite de la rivière Kimemi des coordonnées géographiques Northing00⁰08^' 50,87^''Easting 029⁰ 19^' 33,31^''et altitude 1822 mètres.

Mimi puisard dans l'excavation des matériaux de construction granitique situé près du sommet de cette colline avec des coordonnées géographiques Northing00⁰08^'66,79^''Easting 029⁰ 19^' 32,01^''et l'altitude 1823 mètres.

Source située dans le quartier Kitulu, dans la vallée de Vulema. Elle jaillit d'une formation des schistes quartzeux qu'on a pu observer à surface.Northing 00⁰ 06^'31,41^''; Easting 029⁰ 18^'23,61^''; Altitude 1752m.

Il reste à nos jours difficiles de préciser le taux de pollution des eaux par un simple regard, seule l'analyse physico-chimique des constituants polluants permet d'en déterminer la nature et la concentration. Mais aussi, une seule mesure effectuée à un moment reste insignifiante quant à l'appréciation des eaux.

La pollution sur la vie aquatique sera appréciée par les analyses des paramètres biologiques influant sur la vie faunique et floristique.

Les paramètres qui déclassent une nappe pour l'eau potable ou impliquent un traitement correcteur pour sa potabilisation sont dans la pratique: la dureté, le pH, la teneur en sulfates, la turbidité, la teneur en Fe, Mn et F.

	Ph	Cl^-	CaCO3cg/l	Ca²⁺mg/l	Mg²⁺mg/l	NO₂mg/l	NO₃mg/l	TH °Fr	Conductivité øs	SO₄^2-mg /l
Exutoire	6,77	28,4	2,25	48,076	30,047	0,997	5,204	12,019	330	0,15
cas concret	5,97	14,2	2,3	57,692	36,057	0,073	12,752	14,423	230	0,307
Bel-air	4,39	56.8	2,25	38,46	30,047	0,04	52,76	9,615	410	0,198
Matanda	4,63	35,5	2,375	38,46	30,047	0,111	17,456	9,615	340	0,229
Vatolya	5,19	14,2	2,212	19,228	12,017	0,197	2,675	4,807	120	0,3056
Kavatsi	4,31	42,6	2,175	48,076	30,047	0,094	20,097	12,019	430	0,1627
Vutalirya	2	291,1	2,125	38,46	30,047	0,126	16,669	9,615	190	0,1347
Kavaendi	5,12	14,2	2,25	19,228	12,017	0,18	1,27	4,807	130	0,1191
Vutetse	5	35,5	2,3	48,076	30,047	0,069	30,663	12,019	300	0,1477
Ngese 1	6	17,75	2,25	38,46	30,047	0,182	2,675	9,615	160	0,2884
Musomi	5,9	10,65	2,25	28,844	18,052	0,197	1,551	7,211	110	0,1421
Kavikene	6,5	7,1	2,325	57,692	36,057	0,086	3,012	14,423	340	0,2662
Ikongolo	5,4	10,65	2,425	28,844	18,052	0,24	15,388	7,211	160	0,147
Kiriko	7,2	0,35	2,25	48,076	30,047	0,241	5,372	12,019	260	0,2309
Kapalta	6	7,1	2,3	19,228	12,017	0,133	2	4,807	40	0,2999
Mumole	5,8	10,65	2,125	28,844	18,052	0,075	10,88	7,211	90	0,1461
London	6,1	56,8	2,225	57,692	36,057	0,528	67,925	14,423	790	0,1865
Ngese 2	6,2	10,65	2,325	38,46	30,047	0,118	35,384	9,615	220	0,207
Vungili	7,2	7,1	2,25	19,228	12,017	0,174	12,285	4,807	60	0,1191
Kasanga	5,13	10,65	2,275	19,228	12,017	0,075	3,124	4,807	130	0,2871
Sommes	110.81	746.6	56.392	826.82	492.835	4.176	319.143	185.088	4840	4.07
Moyenne	5 .54	37.33	2.819	41.34	24.64	0.208	15.965	9.25	242	0.2
Minima	2	7.1	2.125	19.228	12.07	0.04	1.27	4.807	40	0.1191
Maxima	7.2	291	2.425	57.69	36.057	0.52	67.925	14.423	790	0.307

Partant du tableau des resultats, nous constatons que pour les eaux du bassin versant de la rivière Kimeme:

- la teneur en Ca²⁺ varient de 19.228 à 57.69mg/l ; en moyenne 41.34 mg/l ;

- la teneur en Mg²⁺ varie de 12.07 à 36 .56 mg/l ; en moyenne 24.64mg/l ;

Les résultats du tableau précédent ont servi à l'élaboration des courbes d'évolution des teneurs en éléments analysés et à la comparaison des différents points de prélèvement. Il reessort de ces analyses que 40% sont mixtes et 10% sont clorures et 50% sont calciques. Listes en annexe.

- Les teneurs de SO₄ et Ca sont presque les mêmes, elles sont comprises entre 20 et 60 mg /l ;

- Les teneurs de CaCO₃, quant àelles, sont faibles dans toutes les stations de prélèvement.

Source : Analyse chimique des échantillons au laboratoire de l'ITAV puis nos interprétations

Les valeurs du pH des échantillons analysés dans le bassin versant topographique de la rivière Kimemi oscillent entre 2 et 7,2. Seul 20% des pH mesurés sont dans une plage comprise dans les domaines recommandés tant par l'UE (6,5 - 9) que par l'OMS (6,5 - 8,5). Toutes ces eaux ont un pH équilibré, donc sont conseillées pour la consommation humaine. (Mirindi).

L'échantillon de Ngese1 avec celui de Londo, de Kapalata,celui de Mumole, Ngese et celui de Musomi donnent avec celui de Kiriko un potentiel en Hydrogène situé entre 5,8 et 6,2.

L'eau des sources qui parait neutre et comestible quant au pH est celle de Vungili dans une contrée sans affleurement (dans la concession Anglicane), de Kavaendi et de Kiroko. Mais aussi l'eau de Kavikene près du cimetière de Kanzunza en affleurement schisteux.

L'échantillon Ikongolo, Vatolya, Vutetse, Matanda, Kasanga, ITAV, Kavatsi ,Kavaendi, ont un même substratum granitique plus riche en silice, clair; tendant vers les quartzites comme celle de Vutalirya, avec un pH le plus bas (2) ;dansles quartzites instruisant les schistes

La valeur du potentiel d'oxydoréduction (Eh) du milieu conditionne donc la solubilité et la teneur du fer dans l'eau. Les nappes captives isolées des échanges avec la surface sont en conditions réductrices: leur eau est ferrugineuse. Le fer dissous précipite en milieux oxydant, en particulier au niveau des sources et à la sortie des conduites. La présence de fer dans l'eau peut favoriser la prolifération de certaines souches de bactéries qui précipitent le fer ou corrodent les canalisations.

Le manganèse accompagne généralement le fer dans les roches. Comme le fer, sa solubilité dépend de l'Eh.

Lors du prélèvement de nos différents échantillons, nous avons noté visuellement hormis celui d'exutoire, qu'ils sont tous incolores.

Les eaux analysées sont toutes très pauvres en chlorures, elles possèdent des valeurs inférieures à 200 mg/l comme seuil admissible exclu celui de d'exutoire.

Ici également, on peut noter que la présence même des structures comme les dépôts d'ordures de toutes sortes près de certains sites d'échantillonnages n'a pas d'influence négative sur les eaux souterraines. Il faut aussi noter que la présence des teneurs élevées en chlorures dans l'eau dépend du type de terrain traversé par ces eaux. Les présentes valeurs restent très largement dans les normes internationales des valeurs maximales admissibles à savoir : 250 mg/l pour l'OMS et l'UE. En effet, l'abondance des chlorures provoque des effets indésirables tels que le goût désagréable et la corrosion des conduites d'eaux chaudes.

Il ressort de l'analyse physico-chimique des échantillons de certaines sources du bassin versant de la rivière Kimemi que ses eaux sont minoritairement polluées partant des paramètres analysés,qui ont été comparés aux normes de la qualité de l'eau. Ce qui n'empêche pas de souligner que toutes les sources sont contaminées par des parasites issus de l'usage anarchique des constructions et de certaines bactéries identifiables par des analyses microbiologiques.

III.8. ETUDES ELECTROCHIMIQUES DES EAUX

La molécule de l'eau est un dipôle électrique. Sa force d'attraction vis-à-vis d'un cation dépend de son potentiel ionique défini par le rapport entre la charge et le rayon. Lorsqu'un minéral est brisé, les cations associés aux tétraèdres de Si et/ou de l'Al deviennent des récepteurs d'électrons. Le pole s'oriente alors vers les cations qui, en fonction de leur potentiel ionique, entrent en solution ou précipitent sous une forme minérale (KAPAJIKA, Pétrographie op cit p35).

Selon GOLDSCH MIDT (1936), les cations Ca, Na ayant un rayon ionique plus petit seront plus mobiles que le potassium et par là sensibles à l'altération. Classées dans l'ordre du nombre des constatations effectuées, on trouve les cas les plus fréquents suivants:

Les obstructions par la boue engendrée les bactéries ou autres micro-organismes vivants ;

Le colmatage construit par les métaux fins et solides du terrain, argiles et limons, qui s'agglutinent dans les voies d'eau de la crépine et de la formation ;

Pour le cas du bassin versant de la Kimemi; les ions que nous avons pu analyser sont, partant de leurs potentiels ioniques :

Mg²⁺ : z /r = 2 : 0,66= 3,030 N : z /r = 3 : 0,15= 20 C⁴⁺ : z /r =4 : 0,15= 26,66

Ca²⁺ : z /r = 2 : 0,99= 2,020 Cl^- : z /r = 1 : 1,81= 0,55 S⁴⁺ : z /r =4 : 0,35= 11,42

La composition des eaux est la cause principale des incrustations. Ainsi, il importe de ne pas cesser les examens s'ils s'avèrent utiles.

En effet, la composition des eaux souterraines peut varier en fonction du temps par suite du cheminement de cette eau dans des formations souvent éloignées du site de prélèvement.Ces modifications ne peuvent être détectées qu'à la faveur des examens périodiques qui décaleront les mesures destinées à assurer la pérennité des ouvrages.

Les incrustations peuvent être causées par les carbonates et la magnésie. Néanmoins, les silicates d'alumine et les composés ferreux peuvent se trouver mêlés à ces dépôts qui agglomèrent et cimentent les grains et de sable au voisinage des crépines.

Les incrustations remplissent les vides et la perméabilité de la formation s'en trouve fortement réduite et le flux d'eau baisse progressivement. Comme explication, les carbonates de chaux sont solubles dans les eaux en fonction du gaz carbonique qu'elles contiennent. On peut penser qu'il en est de même pour les dépôts chimiques de fer et de manganèse, l'oxyde ferreux hydrate [FeO(OH)] est une boue noire insoluble alors que l'oxyde de fer est brun comme rouille courante. L'oxyde de manganèse, insoluble, se présente également sous forme d'une substance sous forme d'une boue noire brun foncé.

Dans les parties asséchées d'une formation aquifère en cours de pompage, à l'intérieur du cône de rabattement, l'air pénètre dans les pores du terrain et oxyde le fer contenu dans les pellicules d'eau qui enveloppe encore chaque grain de sable ou du gravier. Il en résulte une réduction du volume de stockage de l'eau gravifique, ainsi que de la perméabilité du terrain et de capacité spécifique des ouvrages.

Les bactéries prolifèrent dans l'eau contenant une certaine quantité de Fer dissout et on suppose qu'elles se nourrissent des composés carbonés.

La corrosion chimique est causée par des eaux de pH< à7, l'oxygène dissout quelque soit la quantité surtout à profondeur, hydrogène sulfuré, gaz carbonique, chlorure, les argiles riche en sulfate de calcium CaSO₄.2H₂O extrêmement corrosive

Si un tube d'acier au carbone se trouve placé dans un terrain salé, les ions fer s'associent avec les ions chlore et donnent du chlorure de fer, les électrons pouvant provoquer un dégagement d'hydrogène, ainsi des particules du métal seront détachées et passeront dans le milieu corrosif. L'action aura lieu, alors qu'il y a un seul métal en présence.

Si deux métaux de composition différentes sont plongés dans un milieu conducteur de courant, un électrolyte, l'eau salée, et s'ils sont liés par un conducteur électrique, isolé, on obtient une pile génératrice de courant électrique. Si un pôle est constitué d'une plaque d'acier doux et l'autre par un alliage de cuivreux, le courant va de l'acier, pole négatif (anode) vers l'alliage, le pole positif (cathode). L'action de ce courant se traduit par une altération de la surface de la plaque d'acier qui sera rongée et perdra de sa substance. Elle se couvrira de rouille produite par l'oxygène libéré par la dissociation de l'eau.

Si par exemple, l'équipement d'un tubage de forage est constitué d'un métal ; acier au carbone par exemple, la corrosion électrique peut cependant se manifester si le métal est hétérogène, s'il comporte, en certains points des impuretés, des zones de structures différentes. Tout se fait comme si c'était deux métaux distincts. Des couples galvaniques peuvent encore se produire sur un seul métal, même très homogène, lorsque, par exemple, un élément tubulaire transverse des différentes couches de terrains de natures très différentes. C'est la pile géologique. Ainsi, un tubage traversant un terrain calcaire superficiel bien aéré puis une couche d'argile peut donner naissance à une pile géologique provoquant une corrosion. L'argile constitue l'anode et le calcaire la cathode.

Pour éviter la corrosion par pile galvanique, il faut tenir compte des instruments de tubage et le terrain à user. Ainsi, nous avons évoqué que le courant allait du fer ou du zinc vers le cuivre et non à sens inverse. Car le fer a tendance à se corroder plus vite que le cuivre. Voir l'échelle galvanique (le forage des eaux, guides pratiques).

CHAPITRE QUATRIEME : LA POLLUTION DES EAUX ET SON IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT

IV. 1 INTRODUCTION

La vulnérabilité dépend du type de nappe, libre ou captive, et du mode de circulation de l'eau dans l'aquifère. Les nappes libres sont les plus vulnérables: les polluants d'origine superficielle peuvent diffuser librement dans le sol et la zone non saturée jusqu'au niveau piézométrique; d'autre part, la fluctuation verticale saisonnière du niveau piézométrique aboutit à 'rincer' les particules de la zone non saturée et entraîner les substances qui y sont adsorbées. Les nappes captives, quant à elles, sont mieux protégées par les couches imperméables qui les surmontent. Leur alimentation en eau superficielle est plus circonscrite, donc plus aisée à protéger. Leur pollution apparaît lorsque le niveau protecteur imperméable est percé par un ouvrage (tectonisme, ancien forage, fouille profonde...). Enfin, la percolation de l'eau dans un milieu poreux peut produire une fixation de substances sur les particules et donc une épuration de l'eau. Ce phénomène n'existe pas dans les milieux fissurés où la circulation est bien plus rapide.

Lespolluants transportés par les eaux d'infiltration doivent franchir de nombreux obstacles:

L'activité chimique et microbiologique est intense (oxydation, réduction...). De nombreux corps sont modifiés chimiquement, les polluants organiques peuvent être métabolisés et minéralisés.

Néanmoins, cette biodégradation peut aboutir à des métabolites au moins aussi toxiques que les polluants d'origine. Les complexes argilo-humiques peuvent fixer de nombreux corps minéraux et organiques par adsorption.

Comme le sol, elle joue un rôle dans la filtration et la rétention de certaines substances. Cette action est d'autant plus efficace que la granulométrie est plus faible.

La filtration se poursuit dans le milieu poreux de la nappe; le polluant est dilué dans la masse d'eau. On voit que la protection de la nappe sera d'autant meilleure que le sol et la zone non saturée sont épais, que leur granulométrie est fine, que la vitesse de percolation de l'eau dans la nappe est faible. En revanche, ce type de nappe une fois contaminée par un polluant le reste longtemps.

Dans les nappes libres en milieu fissuré, la vulnérabilité à la pollution dépend de leur recouvrement. Les aquifères en terrains anciens (granites, schistes...) sont généralement recouverts par des formations meubles d'altération qui jouent le rôle de filtre. Ces matériaux meubles peuvent d'ailleurs remplir les fissures de la roche et prolonger ainsi leur action de protection. Il n'en est pas de même dans les aquifères calcaires: les polluants s'infiltrent dans les fissures, y circulent rapidement et réapparaissent en l'état dans les sources et les forages. La pollution apparaît sous forme de pics de courte durée; elle disparaît rapidement si l'apport de polluant cesse.

Les nappes alluviales sont en connexion hydraulique avec le cours d'eau; la qualité de leur eau dépend de celle de la rivière. Comme pour le sol, les matériaux couvrant le fond de la rivière jouent le rôle de filtre. En Picardie, ces nappes sont également soutenues par l'apport des eaux de la nappe de la craie qui influent sur leur qualité. Ces nappes sont particulièrement vulnérables: elles sont de faible étendue, dans des lieux d'urbanisation et d'industrialisation où les sources de pollution sont nombreuses (villes, routes, exploitation des granulats...)

Dans tous les cas, la pollution des eaux souterraines est favorisée par certains aménagements et pratiques:

- interventions qui favorisent l'infiltration dans la nappe: forages de puits sans précaution, ouverture de gravières, puits perdus pour infiltrer les eaux usées... ;

- mauvaise gestion des eaux de ruissellement, suite à l'imperméabilisation des surfaces (ville, routes), aux drainages agricoles, et des eaux usées ;

- élevages intensifs 'hors sol', nourris de farines de soja ou animales et de maïs fourrage, produisant une accumulation locale d'excréments difficiles à gérer. N'est-ce un cas simulable pour les porcs parcellaires de Butembo?

Selon KASEREKA, (2004), il y a pollution de l'eau, lorsque celle-ci contient des impuretés portant atteinte à l'utilisation de la ressource.

Selon HAKIZA G. (2004), une eau est polluée lorsque sous l'effet de l'activité humaine, elle devient impropre à satisfaire la demande d'utilisation ou qu'elle présente un danger pour l'environnement.

L'eau souterraine est le véhicule de transport des substances minérales, organiques et des bactéries pathogènes (TCHANGABOBOBA B., 2005).

Par son mouvement dans toutes les zones du sol et du sous sol, elle provoque la propagation des polluants, leurs substances ainsi que la pollution générale de l'espace souterrain.

-Les micro-organismes qui utilisent l'eau comme habitat ou qui ont besoin d'elle pour former leur cycle vital ou véhicule pour s'introduire chez l'homme ou chez les végétaux ;

IV. 2 LA RECRUDESCENCE DU RUISSELLEMENT EN VILLE DEBUTEMBO

A Butembo, on constate que les taux de ruissellement sont devenus de plus en plus importants au cours des années, accru par les imperméabilisations des aires domiciliaires. Cette dernière décennie, le ruissellement sur les versants commence à déclencher un processus de ravinement le long des routes mal drainées ; encore à partir des endroits où le ruissellement draine latéralement les artères routières, provoquant ainsi des érosions de manières progressives. Un taximan fut emporté par des ruissellements sur l'axe routier Rughenda- centre-ville. Le corps de son client sans vie a été retrouvé dans les ravins en aval du pont. Vingt-trois autres cas de noyade enregistrés entre 2008 et 2009 à travers la ville ont été en réalité causés par des ruissellements torrentiels vers les bas des versants. Terrassés par des courants torrentiels, tous les corps sans vie sont retrouvés dans la basse ville à la fin des crues.

La hausse de ruissellement se confirme aussi dans une augmentation de la récurrence et de la taille des inondations dans les fonds des vallées telles en Londo Ces ruissellements sont à l'origine des dambos vérifiés dans les vallées.

Le débit de pointe des eaux de ruissellement varie soit par une augmentation de taux de ruissellement soit par une modification de la configuration des précipitations. Dans ce dernier cas, deux options théoriques semblent se mettre en évidence : soit il y a une variable temps de la pluie élevée, ce qui peut entraîner un grand ruissellement opposé qu'avant. Vu la longue distance de connectivité talweg-crête, soit encore par l'intensité croissante des pluies. Nonobstant, ces deux possibilités peuvent se produire conjointement.

Le rôle du changement climatique est assez restreint comparé à celui du changement dans l'utilisation des sols. Aussi, à Butembo, rien n'indique de changements drastiques dans le régime des précipitations annuelles entre 1957 et 2010, mais une tendance générale à une légère diminution dans le temps est manifeste. Cela correspond à une tendance statistiquement insignifiante au niveau régional. Cette tendance à long terme masque une succession d'oscillations de court terme, dont les plus récentes comptent une période sèche de 2000 à 2005 avec une moyenne des précipitations annuelles de 1185 mm, et une période humide de 2006 à 2010 pour laquelle les précipitations annuelles moyennes s'élèvent à 1453 mm (M Sahani).

Le remaniement de l'usage du sol engendre une housse du coefficient d'écoulement. L'effet négatif de la déforestation sur l'infiltration et l'alimentation des sources a été montré pour plusieurs zones forestières au Rwanda (Rwilima&Faugère, 1981). Mais il va de soi que les augmentations de vitesses de ruissellement les plus importants sont à prévoir dans les villes à cause des imperméabilisations. Comme vue sur la figure 28, l'aménagement des artères changer le rythme naturel des écoulements superficiels. Les routes (figure 28), caniveaux et les fossés perturbent le drainage naturel, pouvant concentrer les eaux de ruissellement dans les endroits où il n'y avait pas de problème avant, ils donnent une quantité énorme au bassin topographique.

La figure 28 présente des petites marmites témoignant du ruissellement puissant sur les versants à Kisingiri (a) et à Vulumbi, cellule Kikuluba (b).

En outre, telles marmites participent à la sédimentions des métaux lourds tels le Sn, Nb, Fe, ... qui pourront être extrait comme alluvionnaires.

Figure 28 : a,b,c,d )Les marmites sur les versants de Kisingiri et de Vulumbi, cellule Kikungu; e) écoulements torrentiels sur la confluence dans Kimemi à Rughenda au nord de piste.

IV.3 L'EFFET DE L'URBANISATION SUR LA DISPONIBILITE EN EAU SURLES COLLINES

La turbidité peut être importante dans les aquifères karstique. Elle occasionne des désagréments dans l'aspect de l'eau et sa saveur (goût de terre). Les pics de turbidité suivent les fortes précipitations. Les eaux de ruissellement chargées de particules argileuses et d'autres matières indésirables s'engouffrent dans les bétoires. La vitesse de circulation de l'eau dans le réseau souterrain en crue ne permet pas leur décantation; de plus des particules déposées précédemment sont arrachées aux cavités et augmentent la charge en suspension que l'on retrouve à l'exutoire.

Tout aménagement augmentant le ruissellement superficiel et l'érosion des sols accentue la turbidité: remembrement agricole supprimant les haies et talus, pratiques agricoles laissant les sols à nu pendant l'hiver, drainages des eaux superficielles vers les gouffres et bétoires, comblement des mares stockant les eaux de ruissellement.

Les sulfates contenus dans l'eau souterraine sont fournis par la dissolution du gypse. Le gypse est un sulfate de calcium hydraté qui est faiblement soluble (7 g/l dans les conditions normales). Les nappes de l'Eocène ont des teneurs fréquentes comprises entre 25 et 100 mg/l mais qui peuvent localement dépasser 250 mg/l (valeur limite admissible, voir paragraphe 4) et même 1 g/l dans les formations à veines de gypse,

valeur qui rendent cette eau non potable. Les nappes captives en terrains calcaires sont moyennement à très sulfatées (30 à 200 mg/l, parfois supérieures à 250 mg/l).

L'urbanisation affecte énormément l'écoulement superficiel des eaux. L'infiltration et l'alimentation de la nappe phréatique sont de moins en moins épaisses. L'emplacement topographique des routes par rapport aux pentes définit l'action néfaste des écoulements de surface. Les artères occasionnent des ravinements progressifs. L'incision créée par cette érosion progressive, lorsqu'elle accède à la nappe phréatique, va sensiblement abaisser le niveau atteint par cette dernière déjà affectée par une sous-alimentation liée à une très faible infiltration. Il va s'ensuivre un abaissement accru avec des répercussions sur la disponibilité en eau dans les collines.

IV.4 L'EFFET DE L'URBANISATION SUR L'EROSION PAR LE RUISSELLEMENT DES VERSANTS

L'analyse de la situation àdifférents niveaux permet de conclure en ces termes :

1) Par leur propre longueur et largeur, la route qui est dans l'axe de l'écoulement naturel sont conductrices des eaux de surface et accélèrent les transferts d'eaux sur les pentes en exacerbant la torrentialité.

2) Celles qui sont perpendiculaires à l'axe de l'écoulement agissent comme des obstacles et dans les conditions particulières, en créant une cuvette artificielle, elles fonctionnent en corniche. Par le relâchement des eaux en aval de celles-ci, un ravinement progressif se produit.

Ces cas traduisent la réorientation des eaux gravitationnelles et donne une indication des risques collinaires qui sont susceptibles de perturber de façon inacceptable la structure urbaine amorcée par les événements néfastes aux dambos (figure 29). Si les écoulements de surface ne sont pas gérés, ces images, cas typiques montrent comment des blocs humidifiés suffisamment costaux continueront à surprendre les riverains dans les zones collinaires où des cas de noyade à la suite de torrentialité risquent de devenir courants.

Il convient de noter que au moins un quart de la ville est bâtie dans une cuvette, sur ce, sous le phénomène de l'anthropisation, est soumis à un drainage lié aux ravinements très marqués dans le paysage urbain. Les risques liés au rabattement de la nappe phréatique et drainage des zones ayant des tourbes sont multiples :

- Entrainement des particules fines lors du drainage avec indice de vides et augmentation de l'angle de cisaillement d'ou glissement,

- Réduction de la capacité portante du sol. Dans le cas de sols de type limoneux, argileux ou tourbeux, la diminution de la teneur en eau se traduit par une fluctuation de volume pouvant conduire à des tassements présentant des risques pour la stabilité des édifices et charges situés à proximité. Ces tassements varient en fonction de la nature du sous-sol, du chargement initial en surface et de la hauteur rabattue consécutive au drainage qui peut exercer dans certains cas une influence sur une auréole de plusieurs mètres à partir de la zone sollicitée.

Ainsi, des études géotechniques s'avèrent indispensables en vue de définir un mode de fondation approprié et garantir un aménagement durable. (http://www.territorial.fr/PAR_TPL_IDENTIFIANT/35936/TPL_CODE/TPL_ACTURES_FICHE/PAG_TITLE/Cons%E9quences+d'un+rabattement+de+la+nappe/302-actu.htm) consulté le 6 août, 2011.

Figure29 : Catastrophes naturelles des dambos bubolais : a) couche de sable et goethite jaunatre le long de Wayimirya, b)blocs aux vallées, c) chutte des blocs entre une confluence, d) vue de deux ravins serrés par 20m à Wayimirya, e)corrosion de la méandre courbure, f) bloc exposé à l'érosion, i)glissement des pots sur Wayimirya.

Pour éviter ce genre des risques naturels au niveau des vallées, les paysants pratiquentla plantation des antiérosifs végétaux dans le dambo comme illustre la figure 30. L'enfouissement de s fondations jusqu'au bed rock serrait la meuilleur.

De nombreux corps minéraux, toxiques ou non, produits par l'industrie et utilisés par l'agriculture peuvent être des polluants ponctuels des nappes: chlorures, sulfates, cyanures, sels d'arsenic... En Alsace, l'exploitation de la potasse a produit la pollution par les chlorures et les sulfates de l'eau des nappes. Les activités d'une usine chimique à Chauny (Aisne) depuis 1820 jusqu'à 1985 àlaissé un sol pollué à forte teneur de chrome, cadmium, cuivre, plomb et arsenic interdisant tout exploitation de la nappe sous-jacente.

Les micro-organismes sont peu nombreux dans les eaux de nappe du fait des conditions généralement anaérobies et des faibles quantités de nutriments disponibles. Le transfert de matière organique dans la nappe favorise leur prolifération. Les milieux fissurés, surtout karstiques, présentent des conditions favorables à la survie et la multiplication des germes: pénétration facile de matière organique, conditions aérobies, pas de filtration. Les germes pathogènes sont généralement associés aux coliformes et streptocoques fécaux: la présence de ces derniers indique une pollution par les eaux vannes, les eaux de station d'épuration, les rejets d'élevages industriels... et la possibilité d'occurrence de germes pathogènes.

CONCLUSION GENERALE

La maitrise conceptuelle d'un bassin versant est capitale pour l'étude hydrogéologique et/ou des risques naturels ou de la vulnérabilité. C'est pour cela que le présent travail a eu pour objectif général de faire la cartographie du bassin versant topographique de la rivière Kimemi et y localiser et caractériser les différentes sources échantillonnées. Pour ce fait, nous nous sommes servis d'un GPS pour prélever les différentes coordonnées géographiques pour chaque source échantillonnée, et pour le contour du bassin versant afin de trouver ses pentes topographique et hydrologique ;

ce qui nous a permis d'avoir l'idée sur les écoulements superficiels dans le bassin.

Nous avons aussi fait quelques essais de perméabilité qui nous ont permis de déduire à quelle vitesse l'eau s'infiltre dans le sol. C'est lors de ces essais qu' avons constaté que le bassin versant de la Kimemi est drainé par les formations sédimentaires et métamorphiques en l'occurrence les sables, les argiles, les schistes et une petite portion de la tourbe dans la vallée Vichai. De fois les granites sont fissurés et occasionnent ainsi l'infiltration et la circulation de l'eau souterraine qui finit par émerger dans les endroits à faible gradient hydraulique sous un écoulement hypodermique.

Les essais de remontée capillaire dans certains sites nous ont permis de savoir comment la nappe peut parvenir à alimenter un cours d'eau(ou une source).Ce qui nous a pouces de dire que pendant la sécheresse ce sont les cours d' qui alimentent la nappe et dans le cas contraire, c'est la nappe qui alimente les premiers.

Les sources du secteur sont reparties sur toute la surface du bassin ; quantitativement insignifiantes, elles se font suppléer de puits d'eau potable s'ils sont bien entretenus et bien aménagés.

Les analyses physico-chimiques des eaux des sources et des puits qui ont été effectuées au laboratoire de l'ITAV, nous ont permis de déterminer la qualité des eaux par rapport aux normes recommandées par l'OMS.D'après celles-ci, nous avons constaté qu'aucune source ni puits dans notre secteur d'étude n'est polluée. D'où, il a été inutile de rechercher les pistes de solutions.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

SAMY SAMAKY,B,Contribution à l'étude bibliographiquesur les eaux thermalesTFC,UCNDK 2009-2010, inédit

Mirundi, G., Contribution à l'étude hydrogéologique du bassin versant de la rivière Kamagema/Panzi , UOB, mémoire, 2010-2011, inédit

TABLE DES MATIERES

DEDICACE-------------------------------------------------------------------------------------------------i

REMERCIEMENTS--------------------------------------------------------------------------------------ii

SIGLE ET ABREVEATIONS--------------------------------------------------------------------------iii

ANNEXE

N^o	Stations	Northing	Easting	Altitude(m)
01	H.pierard	00^C07'50,39''	029^C18'29,75''	1713
02	Kisingiri	00^C07'59,30''	029^C18'40,35''	1745
03	Ruenda	00^C07'21,23''	029^C18'61,98''	1737
04	Vutalitya	00^C06'69,08''	029^C18'43,83''	1777
05	Mabwé	00^C06'20,82''	029^C18'27,60''	1793
06	Adv: Mutiri	00^C07'91,00''	029^C18'44,01''	1778
07	Vatolyamipe	00^C08'16,53''	029^C18'74,47''	1810
08	Vuvatsi	00^C08'31,37''	029^C18'49,08''	1729
09	Sauvetage	00^C08'52,83''	029^C17'96,61''	1709
10	London	00^C08'11,13''	029^C17'95,56''	1717
11	Vuhima	00^C07'09,78''	029^C17'75,52''	1741
12	Mucchanga	00^C08'69,06''	029^C18'65,78''	1725
13	Kalemire	00^C09'06,40''	029^C18'20,08''	1806
14	Kikyo	00^C09'28,01''	029^C17'88,78''	1743
15	Mukuna	00^C07'45,52''	029^C18'84,73''	1766
16	Malera	00^C07'26,33''	029^C19'20,26''	1746
17	Vutahira	00^C06'80,50''	029^C19'34,30''	1769
18	Kasesa	00^C07'064,44''	029^C19'20,26''	1755
19	MosquetVutahira	00^C06'61,75''	029^C19'43,34''	1788
20	Vallée Ruenda	00^C06'39,06''	029^C19'26,34''	1751
21	Kano Vutalirya	00^C06'53,21''	029^C18'38,92''	1749
22	Vuhika	00^C06'04,46''	029^C19'20,26''	1777
23	EpKatwa	00^C05'73,88''	029^C18'76,88''	1761
24	Kavisa	00^C05'47,64''	029^C18'80,50''	1794
25	Buinongo	00^C05'62,41''	029^C18'14,63''	1772
26	Lusando B	00^C06'38,74''	029^C17'47,69''	1767
27	Ngote	00^C08'22,88''	029^C19'18,29''	1794
28	Ngese 1	00^C08'50,87''	029^C19'33,31''	1822
29	Ngese 2	00^C08'66,79''	029^C19'32,01''	1823
30	kalengere	00^C08'94,31''	029^C19'09,26''	1792
31	Mumole	00^C09'45,09''	029^C18'65,31''	1831
32	Usine Kafekite	00^C08'82,06''	029^C18'65,78''	1725

ANALYSE DE L'EAU

Le PH est une grandeur qui permet de déterminer si la solution est acide, Basique ou neutre.

Verser la solution à prélever dans un bécher, plonger la sonde de PH dans une solution. Mettre le pH-mètre sur la position de mesure. Après stabilisation de la mesure, relever la valeur indiquée sur le l'écran. Rincer la sonde avant d'effectuer des nouvelles mesures avec l'eau distillée. Plonger dans la sonde de la nouvelle solution de telle sorte que l'extrémité sphérique soit bien immergée, sur tout le fond du bécher.

Les nitrites dans l'eau indiquent la présence des bactéries qui réduisent le nitrate tandis que l'analyse de Nitrate est complémentaire au Nitrite.

Principe : diozatation de l'acide sulfanilique par HNO₂ et copulation avec phénol en solution ammoniacale

· Attendre un quart d'heure, puis ajouter un ml de NH₄OH coloration jaune en présence de NO₂

Déterminer la densité optique par photométrie à la longueur d'onde de 420mm.

· Evaporer à sec, au B-M ; 20ml du filtrat (ce qui correspond à 10ml d'eau à analyser)

· Ajouter aux résidus, parfaitement secs, un ml de réactif repris par 10ml d'E-D (eau distillée), ajouter 10ml de NH₄OH dilué à 50ml par addition d'eau distillée.

Une concertation de 0,2g/l des ions Cl^- dans l'eau indique que l'eau est normale, mais à des concertations diluées par exemple de 0,6g/l, l'eau prend une saveur saumâtre et très désagréable.

Mode opératoire : Prélever 100ml d'eau attestée, ajouter 10 goutes d'indicateurs coloré K₂CrO₄ 5 et titrer par AgNO₃ 0,1N jusqu'au changement de jaune au roue brique légère.

Principe : l'alcalinité se dose au moyen d'une solution d'acide Nitrée, avec phénolphtaléine comme inducteur.

Mode opératoire : 100ml d'eau à analyser, ajouter deux gouttes d'inducteur et verser goutte à goutte au moyen d'une burette, la solution d'acide N /20 N jusqu'à la coloration rouge.

Les eaux renferment des sels alcalinoterreux chlorure, sulfates, le carbonates de Ca et de Mg empêchent l'eau de mousser. Mais dans la majorité de cas le Ca et M sont responsable de la presque totalité de la dureté des eaux.

Dans une capsule en capsule en porcelaine en fond plat on introduit 50ml exactement mesurée d'eau à analyser.

Ajouter un ml de la solution tempos et 4 gouttes d'indiquant. L'eau se colore en roue vineux. Titrer rapidement par la solution d'EDTA jusqu'à teinte bleue.

La dureté totale se chiffre en degré hydrométrique Français pour une prise d'essai de 50ml d'eau.

Etude hydrogéologique du bassin versant topographique la rivière Kimemei et son impact environnemental sur Butembo

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DEDICACE

REMERCIEMENTS