Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord 

Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord 

Géomorphologie, l’hydrographie, les sols et la végétation 

Géomorphologie, hydrographie et sols La zone d’étude est marquée par la présence de dunes sableuses et de dépressions (Niayes) qui s’échelonnent tout le long du Littoral Nord d’Ouest en Est. Cet enchevêtrement est limité au Sud par le plateau de Thiès dont l’altitude maximale ne dépasse guère 130 m. La description morphologique du Littoral Nord du Sénégal a été faite par de nombreux auteurs (Michel, 1973; Sall & al, 1978; Sall, 1982). 

 Morphologie du système dunaire et des dépressions sableuses (Niayes) 

Plusieurs systèmes dunaires ont été individualisés dans le temps et dans l’espace (FIGURE 14) : • le système dunaire interne, ancien, présent dans le Ferlo et plus connu sous le nom de dunes rouges fixées d’âge Ogolien (Tricart, 1965; Adams & al, 1965) ; • le système dunaire ogolien intermédiaire qui couvre une superficie allant du Littoral vers l’intérieur des terres. Ce sont les dunes de l’erg « Ogolien », mises en place lors de la dernière période glaciaire et qui sont aujourd’hui fixées par une végétation arborescente semi-aride (Michel, 1973). • le système dunaire externe du Littoral est caractérisé par un micro-relief très accentué qui s’aplatit au Nord vers l’embouchure du fleuve Sénégal. Il comprend trois sous-ensembles dunaires juxtaposés : o les dunes vives récentes forment une bande large de quelques mètres à quelques centaines de mètres. Elles continuent à se former à partir de la plage, nourries par les apports de la dérive littorale. On estime pour la côte Nord un volume charrié compris entre 200 et 450 m3 /an (Barrusseau, 1980). o les dunes jaunes semi-fixées ont une extension variable pouvant aller jusqu’à 3 km dans certains secteurs tandis qu’elles se rétrécissent considérablement à l’aval de certaines grandes dépressions telles que Mbawane et Mboro (Michel, 1956). L’orientation des rides indique généralement une direction NNE. Ces dunes constituent la zone de concentration privilégiée des minéraux lourds tels que l’ilménite, le zircon, le rutile et le leucoxène ; o les dunes jaunes ravivées issues de dunes jaunes en grande partie fixées par la végétation et qui ont tendance à être remaniées et reprises en dunes vives. Elles sont situées près des Niayes et des cordons des dunes rouges. Elles sont aussi minéralisées. Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord et évaluation de l’exploitation des sables minéralisés par Grande Cote Operations : approches hydrochimique, isotopique et hydrodynamique par modèle – Sénégal Figure 14: Coupe schématique de la zone des Niayes (Michel, 1956) Les Niayes sont des dépressions à l’arrière des dunes vives et semi-fixées, caractérisées par une inondation permanente à semi permanente. Elles correspondent à des affleurements ou des émergences de la nappe phréatique et d’un ancien réseau hydrographique qui a été plus ou moins comblé par des sables dunaires (Puttalaz, 1962). Leurs formes et dimensions sont très variables. On distingue schématiquement deux types (FIGURE 14) (Michel, 1956): • des Niayes de petites dimensions qui correspondent à des émergences de la nappe phréatique dans les interdunes les plus profondes. La plupart de ces dépressions sont orientées NNW-SSE, selon la direction des dunes ogoliennes remaniées ; • des Niayes de superficie beaucoup plus vaste, qui peuvent pénétrer loin vers l’intérieur des terres, recoupant les cordons des dunes rouges. 

Hydrographie 

Concernant le réseau hydrographique, il est presque inexistant, excepté la zone des Niayes qui sont de petites dépressions localisées entre ces systèmes dunaires situés en bordure du Littoral, où la nappe phréatique affleure temporairement et par endroit en permanence, phénomène qui est de moins en moins fréquent. Leur importance et leur nombre varient du Sud vers le Nord. Ce réseau hydrographique est aujourd’hui influencé par : • la baisse de la pluviométrie, • un relief pas assez bien interconnecté, • la bonne perméabilité des sables ; Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord et évaluation de l’exploitation des sables minéralisés par Grande Cote Operations : approches hydrochimique, isotopique et hydrodynamique par modèle – Sénégal • le pompage de plus en plus important de la nappe des sables. Ces influences font disparaître le réseau hydrographique, si ce n’est l’existence de quelques petits marigots et d’une série de dépressions sableuses, à l’arrière du cordon Littoral, inondées en hivernage et dont certaines tendent à s’assécher après l’arrêt des pluies.

Sols

Le contraste entre les Niayes à l’Ouest et les terres agricoles situées dans la partie Est du secteur d’étude est très frappant (Michel, 1973): • la végétation à l’Est se résume à une pseudo-steppe arbustive relativement pauvre. Cette formation découle de la nature du sol (sableux et peu fertile), du surpâturage et du déboisement ; • les Niayes à l’Ouest constituent de véritables oasis au milieu de l’environnement sahélien typiquement semi-aride. Les espèces présentes dans ces milieux sont considérées par (Trochain, 1940) comme des vestiges d’une forêt sub-guinéenne. Les sols fertiles et humides des Niayes sont propices aux cultures maraîchères lesquelles sont pratiquées intensivement sur toute la frange littorale. Il y existe trois types de sols qui sont : les sols ferrugineux situés à l’Ouest occupant les ¾ du secteur d’étude, les sols hydromorphes localisés dans les dépressions marécageuses et les sols minéraux peu évolués. Du point de vue géomorphologique, les dépressions communément appelées Niayes, constituent l’interzone séparant les deux sortes de dunes éoliennes et ogoliennes (Figure 15). Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord et évaluation de l’exploitation des sables minéralisés par Grande Cote Operations : approches hydrochimique, isotopique et hydrodynamique par modèle – Sénégal Figure 15 : Typologie des sols dans le secteur d’exploitation minière (USAID, 1986) 

 Sols ferrugineux tropicaux 

Les sols ferrugineux tropicaux peu ou pas lessivés recouvrent les dunes ogoliennes (Perreirabarreto, 1962). Ces sols sont caractérisés par un important lessivage de fer et par la présence d’horizons rouge-vif en profondeur (Millot, 1964). Ces sols pauvres en matières organiques, connus sous le nom de sols « Dior » sont formés sur l’ancien erg des dunes rouges du Quaternaire (Adams & al, 1965; Michel, 1973). Ils sont essentiellement sableux (Maignien, 1965) et recouvrent dans la partie orientale du Littoral Nord et les niveaux gréseux et sables argileux du « Continental terminal ». MOUHAMAT SECK THESE DE DOCTORAT UNIQUE 33 Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord et évaluation de l’exploitation des sables minéralisés par Grande Cote Operations : approches hydrochimique, isotopique et hydrodynamique par modèle – Sénégal

Sols minéraux peu évolués

Ce sont des sols d’origine non climatique qui recouvrent les dunes vives ou semi-fixées du Littoral. Au niveau de la partie occidentale de la zone d’étude, ces sols pauvres en matières organiques sont rencontrés à Lompoul où leur sable jaune-ocre est faiblement minéralisé en ilménite (Hebrard, 1958).

 Sols organiques hydromorphes

 Ce sont les sols organiques semi-tourbeux ou tourbeux à hydromorphie totale, temporaire ou permanente, mal aérés et gorgés d’eau. Ils sont localisés dans les Niayes, au niveau des inter-dunes mais aussi à l’arrière des dunes vives et semi fixées du Littoral longeant la côte de Potou à Kayar. Végétation I

 Couverture végétale 

Les formations végétales naturelles occupent 44% de la superficie totale ; elles sont constituées de savanes (36%) et de pseudo-steppes (8%). A l’intérieur des formations savanicoles, des parcelles de maraîchage de petites dimensions occupent certains bas-fonds (TROPICA, 2005). Le maraîchage est pratiqué dans les cuvettes ; mais en raison de leur nombre limité, les sols ‘‘dior’’ (sols sableux) sont de plus en plus exploités. La zone des Niayes présente une végétation diversifiée où des espèces reliques à affinité guinéenne coexistent avec des espèces sahéliennes steppiques. Les formations savanicoles se rencontrent à la fois sur les dunes et dans les dépressions inter-dunaires. La végétation y est plus dense et les arbres plus hauts. Dans les dépressions, les espèces sub-guinéennes subsistent grâce à des conditions plus favorables qui favorisent leur maintien. De par ses dimensions et ses fonctions, la bande de filao est devenue une composante importante des paysages des Niayes. Elle occupe toute la partie Ouest de la concession de GCO. En dehors de cette bande des filaos, existent d’autres types de plantations (Eucalyptus, Anacardium, etc.) qui sont destinées à stabiliser les dunes et à servir de brise vents pour les cuvettes maraîchères, les vergers et les écosystèmes lacustres. Les Niayes du Littoral Nord sont aussi caractérisées par la présence de tourbes (FIGURE 16). C’est principalement au niveau des Niayes qu’elles se forment.  Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord et évaluation de l’exploitation des sables minéralisés par Grande Cote Operations : approches hydrochimique, isotopique et hydrodynamique par modèle – Sénégal Figure 16 : Représentation schématique de la végétation d’une Niaye (Michel, 1969) Elles enregistrent les modifications de l’environnement végétal en relation avec l’hydrologie et la pluviosité à plusieurs échelles d’espace et de temps. En fait, elles laissent apparaître des stratifications grâce auxquelles on peut en déduire les variations du niveau de la nappe : si son niveau piézométrique baisse, il y a sédimentation minérale et la tourbe est érodée (FIGURE 17). A l’inverse, la tourbière se noie et une sédimentation organique fait suite à l’accumulation minérale. Figure 17 : Affleurement d’un banc de tourbe au plan d’eau du front de dragage de   Actualisation des connaissances sur la nappe du Littoral Nord et évaluation de l’exploitation des sables minéralisés par Grande Cote Operations : approches hydrochimique, isotopique et hydrodynamique par modèle – Sénégal III.2.2 Déforestation Depuis l’avènement des mini forages, on assiste à un recul des espèces naturelles au profit du maraichage qui continue sa progression vers non seulement le centre des dépressions mais également le flanc des dunes. Il faut signaler que dans les Niayes, le statut des espèces endémiques (Cyclosurus) a déjà été fragilisé par des facteurs plus agressifs comme la sécheresse contemporaine ou la mise en valeur agricole des cuvettes maraîchères (Fall, 1986). L’exploitation minière est aussi une source de déforestation mais, à ce niveau l’espoir est permis avec les exigences environnementales en vigueur et l’adhésion des industriels aux principes du développement durable et des bonnes pratiques environnementales. En ce qui concerne, la société Grande Côte, le processus d’exploitation minière bien que concentré dans les dunes et non dans les dépressions maraichères, comporte également des activités de dessouchage, de désherbage des zones à exploiter. Les produits agricoles sont ensuite gérés par le service forestier en accord avec les populations locales. Par ailleurs, la réhabilitation des sites miniers déjà exploités, conformément à la réglementation en vigueur, est en train de se dérouler au fur et à mesure que la drague avance.

Table des matières

DEDICACE
AVANT PROPOS
RESUME
ABSTRACT
TABLE DES MATIERES
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES ACRONYMES
INTRODUCTION
1. CONTEXTE SUR LES RESSOURCES DE LA ZONE D’ETUDE ET SON IMPORTANCE
2. PROBLEMATIQUE
3. JUSTIFICATION
4. OBJECTIF
5. METHODOLOGIE CONCEPTUELLE
6. STRUCTURATION
PREMIERE PARTIE
CADRE PHYSIQUE ET SOCIO-ECONOMIQUE
INTRODUCTION
CHAPITRE I. SITUATION GEOGRAPHIQUE ET SOCIO-ECONOMIQUE
I.1 SITUATION GEOGRAPHIQUE ET DEMOGRAPHIQUE
I.2 SITUATION SO
CHAPITRE II. CONTEXTE CLIMATIQUE
CONTEXTE CLIMATIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
VARIABILITE INTERANNUELLE DES PRECIPITATIONS
CHAPITRE III. GEOMORPHOLOGIE, L’HYDROGRAPHIE, LES SOLS ET LA VEGETATION
GEOMORPHOLOGIE, HYDROGRAPHIE ET SOLS
VEGETATION
CHAPITRE IV. GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE
CONTEXTE GEOLOGIQUE DU BASSIN SENEGALO-MAURITANIEN
LITHOSTRATIGRAPHIE REGIONALE
CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE DU BASSIN SENEGALO-MAURITANIEN
ETAT DES CONNAISSANCES – ANALYSES CRITIQUES DES MODELES HYDROGEOLOGIQUES ANTERIEURS .
CONCLUSION PARTIELLE
DEUXIEME PARTIE
METHODOLOGIE D’INVESTIGATION ET OUTILS D’ANALYSE
INTRODUCTION
CHAPITRE V. DONNEES DE BASE
SITES DE COLLECTE DES DONNEES DE LA MINE DE GCO
NAPPE MAASTRICHTIENNE ET FORAGES PROFONDS
NAPPE SUPERFICIELLE ET FORAGES DE REGULATION OU DE RECYCLAGE
BASSIN DE DRAGAGE : LA DRAGUE ET L’USINE DE CONCENTRATION
REJETS DE SABLES OU TERRILS
CHAPITRE VI. TRAVAUX DE TERRAIN
ENQUETES
REALISATION DE FORAGES ET PIEZOMETRES
POMPAGES D’ESSAI
SUIVI PIEZOMETRIQUE
ECHANTILLONNAGE
CHAPITRE VII. TRAVAUX DE LABORATOIRE
DETERMINATION DE L’HUMIDITE DU SOL
LIXIVIATION
DOSAGE DES IONS CHLORURES
ANALYSE GRANULOMETRIQUE
ANALYSES CHIMIQUES
ANALYSES ISOTOPIQUES
CHAPITRE VIII. OUTILS ET PERTINENCE DES OUTILS
POMPAGE D’ESSAI
SUIVI PIEZOMETRIQUE
HYDROCHIMIE ET ANALYSES ISOTOPIQUES
RECHARGE
MODELISATION
CONCLUSION PARTIELLE
TROISIEME PARTIE
HYDROGEOLOGIE AUTOUR DE LA MINE DE GCO
INTRODUCTION
CHAPITRE IX. MINE DE GCO
PROCESSUS D’EXPLOITATION DES SABLES DE DUNE
FLUX D’EAUX ENGENDRES PAR LE TYPE D’EXTRACTION PAR VOIE HUMIDE
DRAGAGE
BASSIN DE DRAGAGE
REJETS DE SABLE
FORAGES DE RECYCLAGE
FORAGES D’APPROVISIONNEMENT
LES GRANDES QUESTIONS SOULEVEES
CHAPITRE X. OUVRAGES T CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES
OUVRAGES CAPTANT LA NAPPE DES SABLES DU QUATERNAIRE
OUVRAGES CAPTANT LA NAPPE PROFONDE MAASTRICHTIENNE
CHAPITRE XI. HYDRODYNAMISME DES EAUX SOUTERRAINES
NAPPE SUPERFICIELLE DU LITTORAL NORD
NAPPE DU MAASTRICHTIEN
CHAPITRE XII. RECHARGE DE LA NAPPE SUPERFICIELLE
ESTIMATION QUALITATIVE DE LA RECHARGE
ESTIMATION QUANTITATIVE DE LA RECHARGE
RECAPITULATIF DES VALEURS DE RECHARGE OBTENUES
CHAPITRE XIII. HYDROCHIMIE ET ISOTOPIE
HYDROCHIMIE
ISOTOPES ENVIRONNEMENTAUX
CONCLUSION PARTIELLE
QUATRIEME PARTIE
MODELISATION
INTRODUCTION
CHAPITRE XIV. MODELE CONCEPTUEL ET DISCRETISATION
MODELE CONCEPTUEL DE L’AQUIFERE A L’ECHELLE DU DOMAINE
DISCRETISATION
CHAPITRE XV. DONNES D’ENTREE ET PARAMETRISATION
ENTREE DES DONNEES
PARAMETRISATION DU MODELE
CHAPITRE XVI. CALAGE ET SENSIBILITE DU MODELE
CALAGE DU MODELE
SENSIBILITE ET VALIDATION DU MODELE
CHAPITRE XVII. PREDICTIONS
SIMULATIONS PREDICTIVES
CONCLUSION PARTIELLE
SYNTHESE ET DISCUSSIONS
7. PIEZOMETRIE ET PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES DES NAPPES
8. RECHARGE
9. HYDROCHIMIE
. INFLUENCE DES POMPAGES DE GCO ACTUELS ET FUTURS MODELISES
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
1. CONCLUSION GENERAL
2. PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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