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L’imagerie par tomographie électrique (ITE) ou panneau électrique
Cette méthode permet une investigation latérale etverticale (2D). Elle est définie comme la combinaison du profilage et du sondage électrique. Cette technique permet de localiser indirectement les zones aquifères favorables et de faire une étude classique des formations aquifères. La technique d’ITE permet donc d’avoir la distribution de la résistivité et de la chargeabilité électrique dans lesous-sol. Les résultats présentent des gammes de couleurqui varient avec la valeur de la chargeabilité et de la résistivité des formations existantes.
Méthode électromagnétique
Le principe consiste à mesurer la déformation de champs électromagnétiques provoqués artificiellement. On utilise souvent le sondage électromagnétique ou TEM. Cette méthode a comme objectif de propager un champ électromagnétique transitoire pour déterminer la résistivité électrique des terrains traversés suivant la profondeur. La coupure brusque d’un courant électrique crée ce champ transitoire par l’intermédiaire d’une bobine émettrice. Ce courant électrique induit un champ électrique et magnétique secondaire par la bobine réceptrice.Il permet de prospecter des grandes surfaces et de dresser une carte de résistivités à plusieurs profondeurs, suivant la géométrie du dispositif et de la position des bobines.
L’interprétation peut permettre d’identifier la nature des couches sous-jacentes ainsi que la profondeur de celles-ci.
La prospection géophysique a permis d’une part de préciser la géométrie de l’aquifère en positionnant les couches géologiques et les failles. Et d’autre part, elle peut apporter des éléments indispensables quant à la vulnérabilité et à la pollution des ressources en eau.
Diagraphies de forage
Cette technique développée dans le cadre de la recherche pétrolière est maintenant très fréquemment utilisée en hydrogéologie. Les mesuresles plus simples sont celles du PS et des profils de résistivité obtenus à partir d’un dispositif appelé‘’single-point’’. Elles permettent de bien préciser les limites des différentes formations, leur nature géologique. Avec cette méthode, même la porosité et la perméabilité des formations aquifères peuvent êtreestimées. Par conséquent, même en l’absence de carottage, l’emplacement du plan des équipements du forage de captage d’eau (position des cuvelages et des crépines) est relativement facile.
Approche hydrogéologique
Les nappes aquifères sont caractérisées par diversparamètres dont la conductivité hydraulique ou coefficient de perméabilité (K), la porosité efficace (ŋe), le coefficient d’emmagasinement (S), la transmissivité (T), le débit d’écoulement (Q), le iveaun statique (NS) ou le niveau piézométrique (NP), etc. L’approche consiste donc à collecter des données pouvant être utilisées à la détermination de ces différents paramètres hydrodynamiques. Ils peuvent être mesurés sur terrain ou déterminés en laboratoire spécialisé.
L’écoulement souterrain se fait selon les gradients de potentiel ou la différence de charge hydraulique. Il passe du point à haute énergie vers le point à basse énergie. Le gradient de charge hydraulique exprime la perte de charge marquée par la différence des niveaux piézométriques le long d’une ligne de courant.
L’intercommunication ou l’échange entre les eaux de surface et les eaux souterraines par différents systèmes (aquifère-lac ou rivière, aquifère-mer, etc.) peut être détectée avec cette approche. La fluctuation du niveau piézométrique dans des puits et ou des forages est liée au fonctionnement et à la géométrie du système aquifères (Fréderic et al,2003).
Approche physico-chimique
Le principe est de collecter les données physico-chimiques par documentation au niveau de diverses institutions travaillant sur l’eau de surface et (ou) souterraine, par des mesures in situ des paramètres mesurables sur terrain (conductivité, pH, température, etc.) et par des analyses physico-chimiques et bactériologiques des échantillons d’eau au laboratoire spécialisé. Suivant les objectifsde l’étude, cette approche pourrait être aussi baséeurs la connaissance des teneurs :
· en éléments majeurs et mineurs ;
• – 2- +-2+ +2+ en éléments fondamentaux (HCO,3 CO3 , H , OH , Ca ) et caractéristiques (Na , Mg , K+, SO42-, NO3 -, Cl-, etc.) ;
· en anions et cations dissous dans l’eau.
Elle permet de connaitre la nature lithologique des roches encaissantes et/ou traversées, de l’origine de l’eau ; les zones de recharge et de vi dange de la nappe ou le fonctionnement du système aquifère dans la zone, les faciès et la minéralisation des eaux, etc.
Elle est très efficace pour l’étude qualitative deseaux et de leur contamination.
Ces diverses approches nécessitent au moins des travaux préliminaires basés sur la télédétection ou la photo interprétation qui peut donner divers ypest d’informations sur la surface de la terre. Ainsi, la photo interprétation (photos aériennes, satellitaires, etc.) permet de distinguer :
· les zones sèches et des zones humides ou noyées ;
· les réseaux hydrographiques et réservoirs d’eau superficiels ;
· la nature et la disposition de la végétation ;
· la zone de distribution des eaux souterraines de faible profondeur ;
· les structures discontinues dont les contacts lithologiques anormaux et accidents tectoniques (linéaments structuraux, alignement desarbres, etc.) ;
· la nature lithologie des affleurements rocheux et des sols ;
· la structure et la géométrie du système (terrasse,plaine, plissée, faillée, etc.).
Ces outils apportent donc des éléments de réponsesà des questions d’ordre géologique, structural, hydrogéologique, hydrochimique et hydrodynamique. Ces diverses approches peuvent être toutes utilisées en Grande Comore.
APPROCHES MEDODOLOGIQUE DE CETTE ETUDE
Le choix est basé sur les différents problèmes dontla disponibilité en quantité d’eau et en qualité de l’eau de l’île Grande Comore. Plusieurs facteurs peuvent influencer la quantité et la qualité de l’eau des différentes ressources :
· la contamination par l’eau de mer ;
· la géologie ou la litho-structure de l’île ;
· la composition chimique des roches traversées et des roches aquifères ;
· la recharge de l’aquifère en relation avec la pluviométrie ;
· les facteurs régissant les termes du bilan hydrique;
· le temps de séjour de l’eau dans le système aquifère.
Différentes prospections pour la recherche d’eau (FED, 1975 – 1990 ; PNUD, 1980 – 1990 ;
UNICEF, 1990 – 1992 ; KFAED, 1997 ; FADC, 2000 ; BAD, 2001 ; SGDM, 2005 ; Saïd et al, 2006 ;
SCP, 2009 ; Ibrahim, 2009) ont été faites au GrandeComore sans mettre un accent particulier sur la compréhension de la géométrie et du fonctionnementgénéral du système aquifère de l’île. Les données et informations issues de ces travaux de prospections ayant des aspects méthodologiques pouvant être utilisés en hydrogéologie ont été collectées au eauniv des institutions travaillent sur l’eau et
l’assainissement locales (Observatoire volcanique, Ministère de Mines, Ma’Mwé et service Météorologique, etc.) et étrangères (SGDM, Ministère de Mines et Bibliothèque Nationale à Madagascar, etc.). Ces données et informations ont fait l’objet des traitements et interprétations pour atteindre l’objectif de cette étude. Autrement dit, la présente étude est basée sur des données disponibles pouvant être utilisées comme résultatsdes diverses approches méthodologiques décrites ci-dessus.
D’après les résultats et informations collectées, ettec étude s’intéresse plus particulièrement sur les approches hydro-climatiques, litho structurale, géophysiques, hydrochimiques et hydrogéologiques.
Une étude comparative avec d’une part le cas d’une île de l’Océan pacifique, en Polynésie française et d’autre part à ceux des masses insulai res de l’Océan Indien au Nord-est de Madagascar sera ainsi réalisée.
Table des matières
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION
Premiere partie : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
I-1- Situation géographique
I-2- Contexte géomorphologique
I-3- Contexte climatique
I-3-1- Pluviometrie
I-3-2- Température
I-4-Contexte géologique
I-5- Contexte hydrologique
I-5-1- Précipitations
I-5-2- Réseaux hydrographiques ou réseaux de surface
I-5-3- Nappes aquifères
I-5-3-1- Inventaires des points d’eau
I-5-3-2- Hydrogéologie générale
I-5-3-3- Hydrogéologie de la zone cotière
I-6- Contexte socio-économique et infrastructures
I-6-1- Démographie (Natalité, Mortalité, Croissance)
I-6-2- Infrastructures (Education, Santé)
I-6-2-1- Education
I-6-2-2- Santé
I-6-3- Activités de développement économique
I-6-4- Besoins en eau et en eau potable
Deuxieme Partie : APPROCHES METHODOLOGIQUES
II-1-Différentes Approches utilisables en hydrogéologie
II-1-1-Approche Hydro-climatique
II-1-2- Approches géologique et morpho-tectonique
II-1-3- Approche géophysique
II-1-3-1-Méthodes électriques
II-1-3-2-Méthode électromagnétique
II-1-3-3- Diagraphies de forage
II-1-4- Approche hydrogéologique
II-1-5- Approche physico-chimique
II-2- Approches méthodologique de cette étude
II-2-1- Etudes réalisées au Grande Comore
II-2-1-1- Climatologie
II-2-1-2- Géologie et étude structurale
II-2-1-3- Prospections geophysiques
II-2-1-4- Travaux sur la physico-chimique des eaux
II-2-1-5- Travaux hydrogéologique senso stricto
II-2-2- Logiciel Vertical Mapper
II-2-3- Etude Comparative avec d’autres masses insulaires
Troisieme Partie : INFORMATIONS ET RESULTATS OBTENUS
III-1- Données et informations hydro climatiques
III.-1-1- Pluviometrie(P)
III-1-2- Evapotranspiration reélle (ETR)
III-1-3- Ruissellement (R)
III-1-4- Infiltration (I)
IIi-1-5- Stocké et utilisé (ΔS)
III-2-Lithologie et Structure Géologique
III-2-1- Identification des aquifères
III-2-2- Structure et géometrie
III-3- Physico-Chimie des eaux
III-3-1- Données physico-chimiques
III-3-2- Distance par rapport à la mer
III-3-3- La Conductivite électrique
III-4- Parametres hydrogeologiques
Quatrieme Partie : INTERPRETATIONS DES RESULTATS
IV-1- Présentation des interprétations
IV-1-1- Hydrogéologiques sur la Grande Comore
IV-1-2- Hydro-climatique
IV-1-3- Caractéristique physico-chimique des eaux
IV-2- Cas de l’Atoll Tikehau en Polynesie Francaise
IV-2-1- Contexte physique
IV-2-2- Structures géologiques
IV-2-3- Fonctionnement hydrogeologique de l’Atoll
IV-3- Cas des îles Iranja à Madagascar
IV-3-1- Contexte physique
IV-3-2-Structures géologiques
IV-3-3- Fonctionnement hydrogéologique de l’Iranja kely
IV-4- Cas de la Grande Comore
IV-5- Etudes comparatives et synthèse
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
Annexe 1 : Puits et forages amenagés avec réseaux de distribution sur l’île
Annexe 2 : Résultats des essais réalisés dans certains puits en Grande Comore
Annexe 3 : Type d’appareil de mesure sur terrain
Annexe 4 : Normes des parametres physico-chimiques définies par l’OMS
Annexe 5 : Les valeurs des indices chimiques ce pollutions en substances toxiques indésirables fixées par l’OMS
TABLE DES MATIERES
