Memoire Online - Distribution des éléments traces métalliques dans les eaux du lac Mboli (Dizangue, littoral Cameroun)

Sur le plan physique, les eaux du lac Mboli, de la source et du forage sont dans l'ensemble acides à faiblement acides ; la température moyenne de ces eaux est de 29,58 °C ; d'après les valeurs de leurs conductivités, elles sont dans l'ensemble faiblement minéralisées. Sur le plan chimique, les eaux du lac Mboli, de la source et du forage dans l'ensemble renferme plusieurs éléments traces métalliques (Mn, Fe, Cu, Cd, et le Al) ; les concentrations des éléments majeurs reportées sur le diagramme de piper révèlent deux principaux facies (le faciès chloruré et sulfaté calcique et magnésien, le faciès bicarbonaté calcique et magnésien). Chapitre subséquent se propose d'interpréter et discuter les résultats.

CHAPITRE IV : INTERPRETATION ET

INTRODUCTION

Les études décrites dans ce chapitre se proposent d'interpréter et discuter les résultats obtenus à partir des analyses physico-chimiques des échantillons d'eau. Il est donc question de manière générale, de donner une signification aux résultats obtenus. Pour cela, les variations quantitatives, la méthode hydrochimique d'analyse statistique multivariée ont été utilisés.

Il est question de montrer comment est distribué les paramètres physico-chimiques des eaux du lac, de la source et du forage. Pour ce qui est du lac, le paramètre profondeur sera pris en compte.

V.1.1. Paramètres physiques

V.1.1.1. pH

Le pH mesure l'alcalinité et l'acidité d'un milieu, c'est-à-dire de la concentration en ions d'hydrogène (H⁺). L'échelle des pH s'étend en pratique de 0 (très acide) à 14 (très alcalin), la valeur médiane 7 correspond à une solution neutre à 25° C. Le pH des eaux naturelles est lié à la nature des terrains traversés. La mesure est importante, car le pH régit un grand nombre d'équilibres physico-chimiques (Ngaram, 2011).

Les échantillons d'eau obtenus des deux stations de prélèvement dans le lac Mboli montrent que la colonne d'eau issue de la station 1 a un pH acide à faiblement acide (4,96 à 6,84). La valeur acide se trouve à la base de la colonne (LMBb1), tandis que les valeurs faiblement acides se trouvent respectivement au milieu et à la surface de la colonne d'eau (LMBm1, LMBs1). Au niveau de la station 2, l'évolution du pH est pratiquement la même que dans la colonne d'eau de la station 1, c'est-à-dire acide à faiblement acide (5,30 à 6,62), avec à la base un pH acide (LMBb2), au milieu et à la surface des valeurs de pH faiblement acides (LMB_m2, LMB_s2). Le caractère acide pourrait provenir du type lithologique sous-jacente (grès ferrugineux) d'une part, et d'autre part de la décomposition des matières organiques et la présence de CO2 d'origine atmosphérique. Le caractère acide pourrait aussi provenir d'une précipitation des hydroxydes qui génère une acidité du milieu et consomme les ions et les métaux (Miramond et al., 2006). L'acidité plus élevée à la base des colonnes d'eau montre une minéralisation importante des particules organiques qui provoque l'abaissement du pH (Alayat

et al. (2013) par rapport au milieu et à la surface des colonnes d'eau (Fig. 13). Le pH est un facteur important dans le système biologique, chimique de l'environnement aquatique (Ngaram, 2011), il influe alors sur le développement de la vie aquatique. D'après les valeurs obtenues des deux colonnes d'eau, seule le fond de chaque colonne pourrait rencontrer des difficultés de développement de la vie aquatique (Tab. 3. De plus, les faibles valeurs de pH affectent de façon indirecte la santé humaine puisqu'elles favorisent la dissolution des métaux lourds qui peuvent avoir des conséquences défavorables sur des personnes (Sorlini et al., 2013). Par ailleurs, les travaux de Alayat et al. (2013) dans le lac Oubeira en Algérie ont montré que le pH est basique et reste constant dans toute la colonne d'eau (8-9), cette alcalinité est due aux populations phytoplanctoniques et en partie à la précipitation de carbonates, notamment de la calcite à partir des bicarbonates. Par contre les travaux réalisés par Issa (2014) dans le lac Nyos au Cameroun ont montré que le pH dans ces eaux est acide (5,9 en moyenne), avec des valeurs plus faibles au fond de la colonne d'eau. L'acidité le lac Nyos est due à la dissolution du CO2 (H2CO3).

pH < 5	- Impropre à une vie aquatique normale, ruisseaux des régions granitiques, issus de tourbières ou à cours forestier,
5 < pH < 6	- Peu favorables à la vie aquatique, cours d'eau à substrat acide,
6 < pH < 8	- Situations les plus favorables à la vie aquatique,
8 < pH < 9	- Eaux closes ou assimilées, développements végétaux importants, situation favorable à la vie aquatique,
pH > 9	- Eaux peu favorables à la vie aquatique ou valeurs passagères dues à la photosynthèse.

En ce qui concerne la variation spatiale du pH au niveau des eaux souterraines (forage et source), il est nettement plus bas dans les eaux de la source qu'au forage (Fig. 14). Dans l'ensemble, ces eaux sont acides. Seul le pH mesuré dans les eaux du forage se trouve à une valeur acceptable par les normes de l'OMS et ANOR (6,5-8,5 et 6,5-9). Sur la plan naturel, l'acidité au niveau de la source ne de devrait pas être différente de celle du forage du fait qu'ils ont la même nature lithologique. En effet, la qualité physico-chimique des eaux souterraines peu profondes dépend bien souvent de l'activité humaine, tant agricole que domestique, (Close et al., 1989 ; Hassoun et al., 2006), du type de végétation recouvrant le sol (Mahendrappa, 1989). Cette diminution du pH dans la source serait donc due à des apports supplémentaires en eaux acides (CRE, 2009), notamment les eaux de pluies acides, les eaux de ruissellement chargées de matières organiques en décomposition, car la source est exposée à toute pollution de par son ouverture directe avec l'atmosphère. La valeur moyenne du pH de ces eaux est supérieure à celle obtenu par Messolo (2020) dans les eaux souterraines de la localité de Nkozoa, par contre elle est inférieure à celle obtenue par Emmachoua (2018) dans le bassin versant de Makenéné.

Figure 14. Variation du pH dans les eaux souterraines. V.1.1.2. Conductivité électrique

La conductivité désigne la propriété qu'a une solution à conduire le courant électrique. Cette mesure permet d'évaluer rapidement le degré de minéralisation d'une eau, c'est-à-dire la quantité de substances dissoutes ionisées qui y sont présentes (Madjiki et al., 2013).

En ce qui concerne le lac Mboli, les valeurs de conductivités mesurées au niveau des deux colonnes d'eau sont inférieures à 100 ìS/cm. Ces eaux ont une très faible minéralisation (Detay 1993). Ces conductivités montrent une minéralisation insuffisante des eaux dans les colonnes (Nisbet et Vernaux, 1970). Les deux stations de mesure ont pratiquement la même

évolution dans la colonne d'eau (Fig. 15). D'une façon générale, les résultats montrent que la conductivité est constante de la base de la colonne jusqu'à la surface pour les deux stations de mesure. Il y'a donc une homogénéité de la conductivité dans la colonne. Ces faibles conductivités électriques des eaux dans le lac seraient à mettre en relation avec la composition minéralogique des roches drainées dans le lac (grès) et une dilution par les eaux de pluie car l'échantillonnage de ces eaux a été effectué en période pluvieuse (mars 2020). Par ailleurs, ces valeurs de conductivité sont de même ordre de grandeur que celles mesurées par Ngafack (2014) dans le lac Ossa situé dans la même localité, mais par contre elles sont inférieures à celles obtenues par madjiki et al (2013) dans lac municipal d'Ebolowa (Sud-Cameroun) situé en zone métamorphique. Ces remarquent montrent que la signature chimique des eaux dépend étroitement de la formation géologique qu'elle draine (Andre et al., 2005 ; Xing et al., 2013).

Profondeur (cm)

0 50 100 150 200 250 300

Figure 15. Évolution de la conductivité électrique dans les colonnes d'eau.

Pour ce qui est des eaux souterraines (source et forage), la conductivité est plus basse dans les eaux source que ceux du forage avec une différence de 4,32 uS/cm. Dans l'ensemble ces conductivités sont inférieures à 100 uS/cm (Fig. 16). Ce qui traduit une minéralisation très faible de ces eaux (Detay, 1993). Ces faibles conductivités seraient liées à la force ionique qui découle des formations traversées par ces eaux (Loukman et al., 2017). Les valeurs de conductivités mesurées dans les eaux de la source et du forage sont inférieures aux valeurs recommandées par l'OMS et l'ANOR pour les eaux de boisson (respectivement 1500 et 1000 uS/cm). Ces conductivités sont de même ordre de grandeur que celles obtenues par Ngounou (2018) dans les eaux des rivières de Garoua Sambé (Est Cameroun) par contre elles sont inférieures aux valeurs obtenues par Ngouh et al. (2020) dans les eaux de l'aquifère à nappe libre du bassin versant du Nkié (Yaoundé-Cameroun).

Figure 16. Variation de la conductivité dans les eaux souterraines. V.1.1.3. Température

La température est l'un des facteurs qui contrôlent l'essentiel des activités biologiques et écologiques des êtres vivants. La température de l'eau est un élément essentiel dans le fonctionnement des systèmes aquifères (Brooke et Colby, 1980). Elle joue un rôle important par exemple en ce qui concerne la solubilité des sels et des gaz dont, entre autres, l'oxygène nécessaire à l'équilibre de la vie aquatique (IBGE, 2005). C'est un paramètre qui dépend des facteurs climatologiques (Ben Charrada, 1992) mais aussi de la géologie et des activités qui se déroulent sur le plan d'eau.

Les températures mesurées dans les profils verticaux de chaque station de prélèvement du lac Mboli, montrent que pour ce qui est de la station 1, la température varie peu dans la colonne d'eau (Fig. 17). La valeur la plus basse dans cette station se trouve à la base de la colonne d'eau (LMBb1) tandis qu'on note une température constante du milieu jusqu'à la surface de la colonne d'eau (LMBm1, LMBs1). La variation thermique dans cette station est d'amplitude 2,6° C. Il est donc difficile de parler de stratification thermique dans cette colonne d'eau, néanmoins s'il fallait considérer cette légère variation on dira qu'il y'a stratification thermique entre les couches supérieures de mesure et le fond de la colonne d'eau. Cette stratification thermique serait alors due à un réchauffement par les rayons solaires des eaux de la surface par rapport aux eaux de profondeurs. En ce qui concerne la station 2 on note de légères disparités de température entre les niveaux de mesure dans la colonne d'eau. La valeur

la plus importante est celle mesurée en surface (, LMB_s2) et la valeur la plus basse est celle obtenue au milieu de la colonne d'eau (LMBm2). Cette différence de température est de l'ordre de 1,5° C. Jean-René et Daniel (1994) expliquent que les variations de la température des eaux ont pour origine les milieux frontaliers. En effet, la profondeur moyenne (3 m) du lac Mboli, le brassage des eaux dû aux vents, aux activités de pêche, de navigation sur le plan d'eau du lac, crée un fort hydrodynamisme qui favorise le mélange des couches d'eau de surface et des couches d'eaux sous-jacentes, d'où les faibles disparités de température observée dans la colonne d'eau. En outre, les rayons du soleil traversent la faible épaisseur d'eau et la réchauffe de façon homogène (Séraphin et al., 2008 ; Jean-René et Daniel, 1994). Ces résultats sont pratiquement de même ordre que ceux obtenus par Nziéleu et al. (2016) ; Ngafack (2014), respectivement dans le complexe du lac Ossa (littoral Cameroun) à la même période, et sont supérieures à ceux obtenus par Oumar et al. (2014) dans les lacs Birni et Dang (région de l'Adamaoua, Cameroun).

Profondeur (cm)

0 50 100 150 200 250 300

En ce qui concerne les eaux souterraines, la température varie peu, la valeur la plus grande se trouve au niveau de la source avec une différence de 0,9° C avec la valeur mesurée dans les eaux du forage (Fig. 18). L'OMS n'a recommandée aucune valeur pour la température de l'eau de boisson. Par ailleurs, L'eau froide est généralement plus appréciée que l'eau chaude

et la température aura un impact sur l'acceptabilité d'un certain nombre de constituants inorganiques et de contaminants chimiques qui peuvent affecter le goût. Une température élevée de l'eau stimule la croissance des micro-organismes et peut accroître les problèmes liés au goût, à l'odeur, à la coloration et à la corrosion (OMS, 2017). Ces valeurs de température sont supérieures aux valeurs obtenues par Ngouh et al. (2020) dans les eaux de l'aquifère à nappe libre du bassin versant du Nkié (Yaoundé-Cameroun) ; Yaka et al. (2020) dans les eaux souterraines de quelques quartiers de Yaoundé VII (centre Cameroun).

Figure 18. Variation de la température dans les eaux souterraines. V.1.2. Paramètres chimiques

Distribution des éléments traces métalliques dans les eaux du lac Mboli (Dizangue, littoral Cameroun)

CONCLUSION

CHAPITRE IV : INTERPRETATION ET

INTRODUCTION

V.1.1. Paramètres physiques

V.1.1.1. pH