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Etude hydrogeologique et caracterisation des aquiferes du batha est


par Vincent BETOLOUM
Université de N'Djamena - MASTER EN HYDROGEOLOGIE ET SYSTEME D'INFORMATION GEOGRAPHIQUE 0000
  

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Abstract

This work is focused on hydrogeological study of the aquifers of East Batha in North East Chad. This work made it possible to study the hydrodynamic and hydochemical functioning of said aquifers.

This part of Chadi is characterized by difficulties of access to groundwater resources because of the complexity of different geological formations. This zone is qualified as dry bevel, which is the interface between the sub-flush base with the sedimentary cover.

The basement from East to West and the depth varies from meters to more than 50 meters under the fluviocustre sedimentary cover. The hydraulic structures carried out in this areas have crosed various formations made up from top to bottom of clay and/or sand, altered granite, fractured granite and finally sound granite.

We produced the piezometric map which the overall direction of the groundwater flow in our study area. All groundwater flows preferentially from East to West towards hydrogeological basin of Lake Chad. The runoff does not have the time to infiltrate it to supply the groundwater tables in that part of country. Also the infiltrated quantity flows towards the sedimentary basin of Lake Chad because of the hydraulic gradient which varies from 0.04 to 1.65% from West to East.

The groundwater in the study area is relatively neutral with an average pH of 7.23 and less mineralized with an average conductivity of 538.81 uS /cm. Six facies were determined from the Piper diagram. These facies are: the calcium and magnesian bicarbonate facies, the sodium and potassium bicarbonate facies, the calcium bicarbonate facies, the chloride and sulphate calcium facies, the sodium and potassium bicarbonate facies and the calcium chloride facies.

Keywords: aquifers, East Batha, study, characterization, hydrochemistry, hydrogeology, piezometry, basement.

Etude hydrogéologique et caractérisation des aquifères du Batha Est Université de N'Djaména

Mémoire de master, présenté et soutenu par : BETOLOUM VINCENT vi

Table des matières

DEDICACE ii

REMERCIEMENTS iii

Résumé iv

Abstract v

LISTE DES TABLEAUX x

INTRODUCTION GENERALE 1

1- Contexte 1

2- Problématique 1

3- OBJECTIFS 2

3.1 - Objectif général 2

3.2 - Objectifs spécifiques 2

4- Méthodologie 3

5- Structure du mémoire 3

PREMIÈRE PARTIE : GENERALITES 4

I.1- Géographie physique 5

I.1.1- Localisation de la zone d'étude 5

I.1.2- Climat 6

I.1.3.1- Précipitations 7

I.1.3.2 - Température 8

I.1.4 - Relief 9

I.1.5 - Hydrographie 10

I.1.6 - Sols 11

I.1.7 - Végétation 13

I.2- Géographie humaine et économique 13

I.2.1- Population 13

I.2.2 - Activités économiques 13

I.3 - CONTEXTE GÉOLOGIQUE ET L'HYDROGÉOLOGIQUE 14

I.3.1- Aperçu sur la géologie du Tchad 14

I.3.2- Aperçu sur l'hydrogéologie 14

I.3.3 - Géologie et Hydrogéologie de la zone d'étude 15

I.3.3.1- Géologie 15

I.3.3.2- Hydrogéologie 16

DEUXIÈME PARTIE : DONNEES, MATÉRIEL ET MÉTHODES 19

II.1- DONNEES 20

II.1.1 - Données des ouvrages et logs litho stratigraphiques 20

Mémoire de master, présenté et soutenu par : BETOLOUM VINCENT vii

Etude hydrogéologique et caractérisation des aquifères du Batha Est Université de N'Djaména

II.1.2 - Données de télédétection et cartes 20

II.1.3 - Données physico-chimiques 21

II.2- MATÉRIELS 21

II.3- MÉTHODES 22

II.3.1 - Caractérisation de la profondeur du socle et géométrie de l'interface socle-couverture 22

II.3.2 - Caractérisation de l'écoulement souterrain 23

II.3.3 - Caractérisation hydrochimique 23

TROISIÈME PARTIE : RÉSULTATS, INTERPRÉTATION ET DISCUSSIONS 25

III.1- Structure et géométrie des aquifères de la zone d'étude 26

III.1.1- Modélisation de la surface du socle et la géométrie des aquifères 26

III.1.2- Écoulements souterrains et identification des réservoirs potentiels 30

III.1.3- La distribution spatiale de débits de forages 30

III.2- Caractéristiques physico-chimiques des eaux souterraines 36

III.2.1- Paramètres physiques 36

III.2.1.1- La température des eaux souterraines 37

III.2.1.2- Le potentiel d'Hydrogène (pH) 37

III.2.1.3- Conductivité électrique 37

III.2.1.4- Total des Solides Dissouts (TDS) 38

III.2.2-Paramètres chimiques 38

III.2.2.1- Balance ionique 41

III.2.2.2- Analyse de la matrice de corrélation 43

III.2.2.2- Les faciès chimiques des eaux souterraines du Batha Est 44

III.2.2.2.1- Le faciès bicarbonaté calcique et magnésien 46

III.2.2.2.2- Le faciès chloruré et sulfaté calcique et magnésienne 46

III.2.2.2.3- Le faciès bicarbonaté sodique et potassique 46

CONCLUSION 47

PERSPECTIVES 48

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 48

ANNEXES 51

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Mémoire de master, présenté et soutenu par : BETOLOUM VINCENT viii

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Carte de localisation de la zone d'étude 5

Figure 2: Carte des zones climatiques et des précipitations annuelles moyennes (Extrait de

l'Atlas du Tchad 2013) 6
Figure 3: Evolution de précipitations moyennes de pluie mensuelle sur les stations de Oum-

hadjer, Ati et Abéché de 1986 à 2016 (ANAM, 2019) 7
Figure 4: Evolution de précipitations moyennes annuelles sur les stations d'Oum-hadjer, d'Ati

et d'Abéché de 1986 à 2016 (ANAM, 2019) 8
Figure 5: Evolution de la température moyenne mensuelle sur la station d'Ati de 1970 à 2002

(ANAM, 2019) 9

Figure 6: Carte du relief réalisée à partir d'une image SRTM 10

Figure 7: Carte hydrographique 11

Figure 8: Carte de types de sols 12

Figure 9: Carte représentant les différentes formations géologiques et hydrogéologiques 18

Figure 10: Carte de représentation de la géométrie du socle 26

Figure 11: Coupe NNW-SSE (Axe Idal Roujal 2-Nalad Biney-Ardeite Dadjo) 27

Figure 12: Coupe SW-NE (Axe Darinthe Dougous F2-Affanine Kouka-Djiré) 28

Figure 13: Coupe W-E (Axe Djamour1-Nalad Biney-Moudou 2N) 29

Figure 14: Carte piézométrique 30

Figure 15: Distribution spatiale des valeurs de débit 31

Figure 16: Carte de distribution des forages avec les altitudes du socle 32

Figure 17: Relation entre débits et la profondeur 32

Figure 18: Relation entre débits spécifiques et la profondeur 33

Figure 19: Graphique montrant les différents pourcentages 34

Figure 20: Histogramme de classes de débits instantanés 35

Figure 21: Histogramme de classes de débits spécifiques 36

Figure 22: Histogramme de répartition des cations 41

Figure 23: Histogramme de répartition des anions 41

Figure 24: Corrélation entre somme des cations et somme des anions 43

Figure 25: Diagramme de piper 45

Mémoire de master, présenté et soutenu par : BETOLOUM VINCENT ix

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Mémoire de master, présenté et soutenu par : BETOLOUM VINCENT x

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Données chimiques brutes 39

Tableau 2: Données chimiques traités 42

Tableau 3: Matrice de corrélation entre les paramètres physico-chimiques 44

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Mémoire de master, présenté et soutenu par : BETOLOUM VINCENT xi

LISTE DES ABREVIATIONS

ANAM : Agence Nationale de Météorologie

BRGM : Bureau de Recherches Géologiques et Minières

CBLT : Commission du Bassin du Lac Tchad

CDIG : Centre de Documentation et d'Information Géographique

CIEH : Comité Inter-états d'Etudes Hydrauliques

DRE : Direction des Ressources en Eau

FIT : Front Intertropical

GIRE : Gestion Intégrée des Ressources en Eau

INSEED : Institut National de la Statistique, des Etudes Economiques et Démographiques

LNAE : Laboratoire National d'Analyse des Eaux

MHUR : Ministère de l'Hydraulique Urbaine et Rurale

MNT : Modèles Numériques de Terrain

MRA : Mission de la Recherche Administrative

ONG : Organisation Non Gouvernementale

ORSTOM : Office de la Recherche Scientifique et Technique d'Outre-Mer

pH : potentiel d'Hydrogène

PREPAS : Programme de Renforcement de l'Élevage Pastoral dans les régions du

Batha, de l'Ennedi et du Wadi Fira

RCA : République Centrafricaine

ResEau : Ressources en Eau

RGPH2 : Deuxième Recensement Général de la Population et de l'Habitat

RMP : Résonance Magnétique des Protons

SDEA : Schéma Directeur de l'Eau et de l'Assainissement

SIG : Système d'Information Géographique

SITEAU : Système d'Information Tchadien sur l'EAU

SRTM : Shuttle Radar Topography Mission

TDS : Total des Solides Dissouts

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"Il ne faut pas de tout pour faire un monde. Il faut du bonheur et rien d'autre"   Paul Eluard