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Etudes piézométrique et hydrochimique des eaux souterraines du bassin versant de la Bibakala (nord-ouest de Ngaoundéré)

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par Paulin Sainclair KOUASSY KALEDJE
Université de Yaoundé I (Cameroun) - DEA 2010
  

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REPUBLIQUE DU CAMEROUN REPUBLIC OF CAMEROON

Paix -Travail - Patrie Peace- Work- Fatherland

UNIVERSITE DE YAOUNDE I UNIVERSITY OF YAOUNDE I

FACULTE DES SCIENCES FACULTY OF SCIENCE

DEPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE
DEPARTMENT OF EARTH SCIENCES

LABORATOIRE DE GEOLOGIE DE L'INGENIEUR ET D'ALTEROLOGIE

ETUDE PIEZOMETRIQUE ET CARACTERISATION HYDROCHIMIQUE
DES EAUX SOUTERRAINES DU BASSIN DE LA BIBAKALA
(NORD OUEST DE NGAOUNDERE)

Mémoire rédigé et soutenu en vue de l'obtention du Diplôme d'Etudes Approfondies (DEA) en
Sciences de la Terre
Option : Sciences Géotechniques et Hydrotechniques
Spécialité : Sciences Hydrotechniques

Par :

KOUASSY KALEDJE Paulin Sainclair

Maître ès Sciences de la Terre
Matricule : 04W589

Sous

La supervision de : La direction de :

Pr. EKODECK Georges Emmanuel Pr. NGOUNOU NGATCHA Benjamin

Professeur Maître de Conférences

Faculté des Sciences Faculté des Sciences

Université de Yaoundé I Université de Ngaoundéré

SOMMAIRE

Dédicaces ii

Avant - propos iii

Liste des abréviations v

Liste des figures vi

Liste des tableaux vii

Résumé viii

Abstract ix

Introduction 1

Chapitre I : Cadre naturel et présentation du bassin de Bibakala 3

I.1. Cadre naturel 3

I.2. Présentation du bassin de Bibakala : Caractéristiques géométriques 15

Chapitre II : Matériels et méthodes 22

II.1. Matériels et méthodes en hydrodynamique 22

II.2. Matériels et méthodes en hydrochimie des nappes 24

Chapitre III : Résultats et discussion 28

III.1. Résultats 28

III.2. Interprétation des cartes piézométriques 33

III.3. Chimie des eaux 45

Conclusion et perspectives 59

Références bibliographiques 61

Table des matières 67

Annexes 70

DEDICACE

Je dédie ce travail :

A mes parents, KALEDJE Charles et MAKALA Charlotte, qui sont pour moi une source d'encouragement et de soutien, qu'ils voient dans ce travail la récompense de leur endurance, de leurs nombreux sacrifices et de mes sincères remerciements.

A mes frères et soeurs avec qui, tous les jours de ma vie, je partage les bienfaits de l'Amour de Dieu. Je pense ici à :

AFIBA KALEDJE Rosy Sandrine ;

MOUCHINGAM KALEDJE Séverin Joël ;

NGONMANG KALEDJE Christel Blaise;

DACHIVEE KALEDJE Minette Elisée.

Je vous aime tous d'un Amour sans partage. Puisse Dieu, le Père de Jésus et le notre, vous accorder ses grâces en surabondance afin que, tous les jours, vous expérimentés un peu plus le mystère du sacrifice de la croix.

« La gloire de Dieu c'est l'homme debout »

AVANT-PROPOS

Au moment où j'achève ce mémoire qui a été réalisé à la Faculté des Sciences de l'Université de Ngaoundéré pour le compte du Laboratoire de Géologie de l'Ingénieur et d' Altérologie au Département des Sciences de la Terre de la Faculté des Sciences de l'Université de Yaoundé I, il me tient à coeur dire merci à Dieu sans qui je n'aurai rien pu faire et d'exprimer ma gratitude à tous ceux, qui d'une manière ou d'une autre, ont contribuer à sa réalisation.

Au Professeur Georges Emmanuel EKODECK, Responsable du Laboratoire de Géologie de l'Ingénieur et d'Altérologie de l'Université de Yaoundé I pour avoir accepté de m'accueillir dans son unité doctorale et pour la qualité des enseignements reçus, je voudrais exprimer toute ma gratitude.

J'exprime mon profond respect et toute ma reconnaissance au Pr. Benjamin Ngounou Ngatcha, Enseignant/Chercheur, Maître de Conférences, pour la confiance qu'il m'a témoignée en acceptant personnellement la direction et le suivi de mes travaux.

Je tiens à dire ma reconnaissance à tous mes enseignants du département des Sciences

de la Terre et particulièrement à ceux du Laboratoire de Géologie de l'Ingénieur et d'Altérologie de l'Université de Yaoundé I :

- le Professeur Véronique Kabeyene Beyala Kamgang ;

- les Docteurs Mvondo Ondoua, Medjo, Ngo Bidjeck, Bondjé, Ndam Ngoupayou.

Je n'oublie pas ceux qui m'ont initié dans la géologie, mes enseignants du

Département des Sciences de la Terre de l'Université de Ngaoundéré, le Professeur Ngounouno I., les Docteurs Tchameni R., Nguetnkam J. P., Nganwa A. A. et Ombolo A.

J'adresse des remerciements particuliers au Directeur de l'aéroport de Ngaoundéré, aux responsables du Service de la Météorologie ; de la Section Vents et Radar, et du Parc Météorologique des installations de l'Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne pour l'Afrique et Madagascar (ASECNA) à Ngaoundéré : les Ingénieurs Tchassem Kamgang Jean ; Nguekeng Moïse et tous leurs collègues, pour avoir accepté que nous travaillions dans leurs structures et pour tout l'aide qu'ils nous ont apporté.

Je pense également à tout le personnel des différents laboratoires du Ministère de l'Eau et l'Energie (MINEE) où nous avons effectué nos analyses chimiques pour leur mansuétude et pour tous leurs conseils.

Ma reconnaissance va aussi à l'endroit de toute ma famille qui n'a ménagé aucun effort pour me soutenir tout au long de mes études et en particulier au cours de cette année. Je nomme ici Madame veuve Mbohou Odette et toute sa famille pour l'accueil, l'hébergement et le soutien qu'elles m'ont réservé. Je pense aussi à Madame Nono Pascaline pour tout ce qu'elle ne cesse de faire pour moi. La même reconnaissance s'adresse aussi au Colonel Efoudou Jeandot Corard et à son fils Efoudou Hervé Roméo, à Monsieur Djoko Kouam Patrick et Nyangono Suzane.

Je voudrais également, ici, dire un grand merci à la communauté catholique de la paroisse « Baptême de Jésus » de la cité verte (Yaoundé) qui m'a accueilli et m'a encadré spirituellement et moralement durant mon séjour à l'Université de Yaoundé I.

Pendant mon séjour à Yaoundé, le Seigneur m'a béni à travers plusieurs personnes à qui je voudrais ici, du fond du coeur exprimer ma gratitude, mon affection et ma sincère reconnaissance. Je pense ainsi à : Ngono Nga Raïssa Carine, Panchut Lydie Solange, Zeuchi Fondjio Léocadie, Kwedi Arlette Yolande, Nganso Séverine, Lewa Sara, Garba Roméo, Nana Annie, Amba Sidoine, Mine Julien Romarick, Zengué Marcelle Gaëlle, Minso'o Edwige, Makam Fondjio Liliane Claire, Pokarou Jacques Cédric, Goni Abdoulaye Babatoura, Mekou Nathan Aurel, Marie Chantal, Nnomo Tecle Marlise, Mouliom Adeline, Belembete Ida, Mabang Emina Gladys. Savoir que tant de personnes m'aiment et m'aident me rend fort fier.

Mes remerciements s'adressent aussi à tous mes camarades du Laboratoire de Géologie de l'ingénieur et d'Altérologie avec qui j'ai partagé de nombreuses expériences. Je pense particulièrement à Fagny Aminatou, Fouépé Alain, Kpoumié Amidou, Mendounga Dorothée, Ngalamo Adélaïde, Ngeuleu Stéphane, Offa Engelbert Désiré, Nwalal Maouck Jacob, Tedjio Michelle, Tamonkem Roger, Temoua Djoum, Yowa Léonard.

A tous les membres du jury qui ont daigné laisser leurs multiples occupations pour se donner la peine d'examiner ce travail, je leur suis infiniment reconnaissant. Les critiques et

suggestions qu'ils apporteront contribuerons certainement à rehausser la valeur scientifique de ce travail.

Je ne saurais terminer sans dire ma reconnaissance à tous mes voisins, ainsi qu'à tous ceux qui de prés ou de loin ont participé à la réalisation de ce travail et dont les noms ne figurent pas ici. A tous ces anonymes, je dis un grand merci.

Enfin pour toutes les personnes ci-dessus citées et pour tous les autres que je porte dans mon coeur, je formule la prière suivante : « puisse Dieu notre Père, Tout Puissant, Omniscient et Omniprésent, qui a été témoin de tout ce que vous avez fait pour moi, vous accorde une récompense plus grande selon sa volonté. Amen ».

LISTE DES ABREVIATIONS

ASECNA : Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à Madagascar AFNOR : Association Française des Normes

mg/l : milligramme par litre méq/l : milliéquivalent par litre

OMM : Organisation Mondiale de la Météorologie

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

pH : potentiel d'hydrogène

PNUD : Programme des Nations Unies pour le Développement

ppm : partie par million

SNEC : Société Nationale des Eaux du Cameroun

SNV : Société Néerlandaise d'assistance au Développement

UE : Union Européenne

VMA : Valeurs Maximales Admisses

ìS/cm : micro siemens par centimètre

°C : degré Celsius

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Histogramme de la variation des précipitations de la période 1991-2005 Figure 2 : Histogramme de l'évolution des précipitations mensuelles de 1991 à 2005 Figure 3 : Courbes de variation de la température de 1991 à 2005

Figure 4 : Courbe de variation de l'évaporation (Piche) pour la période de 1991-2005 Figure 5 : Photographie de la végétation dans le bassin de Bibakala

Figure 6 : Photographie de la savane herbacée du bassin de Bibakala

Figure 7 : Esquisse de la géologie du plateau de l'Adamaoua (d'après Toteu et al., 2001) Figure 8 : Carte du bassin versant de la Bibakala

Figure 9 : Carte de localisation des points d'échantillonnage

Figure 10 : Carte de positionnement des points de mesures dans le bassin versant Figure 11 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 12 août 2005 Figure 12 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 26 août 2005 Figure 13 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 02 septembre 2005 Figure 14 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 29 septembre 2005 Figure 15 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 07 octobre 2005 Figure 16 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 21 octobre 2005 Figure17 : Courbe des variations de la cote d'eau au niveau des zones d'alimentations

Figure 18 : Courbe des variations de la cote d'eau au niveau des zones d'alimentations Figure 19 : Courbe des variations de la cote d'eau au niveau des zones de drainages Figure 20: Courbe des variations de la cote d'eau au niveau des zones de drainages

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Récapitulatif des donnés des paramètres hydroclimatiques pour la période de

1991 à 2005

Tableau 2: Résultats des mesures dans le bassin de la Bibakala en ce qui concerne les coordonnées géographiques.

Tableau 3 : Mesures des niveaux statiques en mètre des puits pour la période allant du 12 août au 25 nov. 2005

Tableau 4 : Mesures piézométriques en mètres

Tableau 5 : Masses équivalentes et facteurs de conversion méq/l - mg/l des principaux ions Tableau 6 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 01

Tableau 7 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 02 Tableau 8 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 03 Tableau 9 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 04 Tableau 10 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 05 Tableau 11 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 06 Tableau 12 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 07 Tableau 13 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 08 Tableau 14 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 09 Tableau 15 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 10 Tableau 16 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 11 Tableau 17 : fiche des résultats de laboratoire de l'échantillon Bib E 12

RESUME

Le bassin versant de la Bibakala est l'un des nombreux bassins que compte la région de Ngaoundéré. Il se trouve au Nord - Ouest de la Ville et couvre une superficie de 3, 95 km2. Ce bassin est soumis à un climat tropical humide. Les formations géologiques rencontrées, sont des granitoïdes panafricains sur lesquelles reposent des sols ferrallitiques typiques subdivisés en deux sous groupes (les sols rouges dérivants des roches métamorphiques anciennes et les sols rouges formés sur des basaltes anciens) et des sols hydromorphes.

Du 12août au 25 novembre 2005, une étude visant la compréhension des phénomènes hydrodynamiques et la caractérisation des eaux dans le bassin de Bibakala a été menée. La méthodologie de l'étude est basée sur les mesures continues et hebdomadaires des battements de la nappe dans les puits. Le but final de ce travail est la réalisation des cartes piézométriques de l'aquifère qui permettra une meilleure compréhension des transfères des filets liquides souterrains d'une part, la dynamique de quelques paramètres physico-chimiques indicateurs de la pollution de la nappe.

Des résultats obtenus, on peut dire que :

- dans ce bassin, le comportement hydrodynamique est étroitement lié aux fluctuations pluviométriques ;

- l'analyse de la morphologie de la surface piézométrique révèle que les niveaux de l'eau connaissent une remontée maximale en août et une baisse maximale en septembre, l'amplitude périodique de la variation des eaux oscille autour de 1, 09 m ;

- les cartes piézométriques du bassin révèle deux types d'écoulements : convergents et divergents. Les puits numéros 1, 2, 3 et 20 se prêtent facilement aux implantations des ouvrages de captage des eaux souterraines.

- les teneurs des cations et des anions révèlent que les eaux souterraines de la Bibakala sont de bonne qualité du point de vu chimique, car la quasi totalité des résultats sont très largement inférieures aux valeurs maximales admissibles de Moll (2005) et ainsi qu'à celles de l'OMS (1993) et de l'UE (1998).

Mots clés : Bassin versant de la Bibakala ; étude piézométrique ; paramètres physicochimiques ; eaux souterraines.

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.



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