Structure de l’aquifère du Continental Terminal (CT)
L’aquifère du CT est géographiquement limité au Nord-Ouest par la sebkha de N’Drahmcha, au Sud par le fleuve Sénégal et à l’Est par les formations métamorphiques précambriennes des Mauritanides (Illy, 1973).
Le système aquifère du Trarza est constitué de plusieurs nappes superposées (système multicouches) contenues dans des sédiments d’âge mio-pliocène, regroupés sous le nom de Continental Terminal. Ces sédiments souvent discontinus et d’épaisseur variable, reposent localement sur d’autres séries sédimentaires de l’Eocène – Paléocène ou du Maastrichtien qui renferment aussi des niveaux aquifères. Le substratum de ces dépôts détritiques est constitué par le socle précambrien, fortement faillé en direction Nord-Sud, et qui s’enfonce vers l’ouest suivant une structure en marches d’escalier. Le pendage général est conservé par le Continental Terminal qui est moins épais à l’est et qui s’enfonce progressivement vers l’océan à l’ouest (BURGEAP, 1978 ; BRGM, 1986). La nappe du CT est constituée par des eaux douces continentales en contact avec des eaux côtières fortement minéralisées dont l’origine marine (parfois par l’intermédiaire de vaste sebkha côtière) paraît évidente. Ces eaux sont considérées comme fossiles et leur accumulation daterait entre les deux dernières périodes de l’Ogolien et de l’Actuel (soit entre 12000 et 4000 BP) qui coïncident avec la dernière transgression marine du Nouakchotien dont la sebkha de N’Dramcha et l’Aftout El Sahéli sont les reliques (BURGEAP, 1978 ; BRGM, 1986).
Identification de l’aquifère du CT
Les formations géologiques du CT sont très hétérogènes et présentent des variations latérales très rapides et verticales assez brutales. La description des coupes lithologiques d’un forage à l’autre est aussi généralement assez différente. Le Continental Terminal est représenté globalement par les grès de Kaédi à la base et les grès du Trarza au sommet (BRGM, 1965, 1986 et 1990; BURGEAP, 1978).
La composition chimique des eaux souterraines du CT, est intimement liée à divers facteurs (lithologie et nature des terrains, géographiques et climat de la région, profondeur des niveaux d’eau, etc.). Les facteurs géographiques et hydrogéologiques à Trarza, correspondent essentiellement à ceux des nappes à proximité de la mer et à l’existence d’une nappe déprimée (BRGM, 1986).
La nappe de Trarza circule dans les formations sablo-argileuses du Continental Terminal. Dans la nappe, les niveaux supérieurs situés entre 10 et 40m de profondeur, sont relativement chargées (0,5 à 1g/l). Cette nappe captée par des puits, en bordure de littoral est contenue dans les dépôts récents et variés avec l’hétérogénéité comme caractéristique principale la plus remarquable (gypse, argiles, sables et coquillages). Le niveau moyen se trouve dans les sables supérieur du Continental Terminal au-dessus des grés argileux qui forment son mur. Le toit est constitué par une couche argileuse à caractère lenticulaire (possibilité d’échange). L’absence locale du toit rend la nappe sub-phréatique par mise en contact avec la nappe phréatique sus-jacente. Cette nappe est captée par des forages à des profondeurs de 60 à 100m avec une salinité variant entre 300 à 1400 mg.l-1. L’épaisseur de l’aquifère sub-phréatique est variable, de 8 à 23m et peut atteindre 40m à l’est de la nappe du Trarza. L’aquifère sub-phréatique devient le premier niveau aquifère rencontré dans la localité de Tenadi, légèrement captif d’abord, il devient libre au-delà de Ndoumri. C’est l’aquifère sub-phréatique qui est exploité pour l’alimentation en eau potable de la ville de Boutilimit. La nappe du Trarza passe au Sud-Est à la nappe de l’Amechtil (réseau aquifère de l’Amechtil) qui la sépare de la nappe du Brakna.
L’aquifère du CT est séparé, dans le polygone (Boutilimit, R’kiz, Idini et Rosso), par des niveaux de grès argileux ou d’argiles sableuses semi-perméables à caractère lenticulaire (BRGM, 1986), Les puits et forages d’Ouest en Est de la région du Trarza captent pour la plupart des niveaux aquifères du Quaternaire, le niveau supérieur du CT ou des lentilles d’eaux douces contenues dans les sables superficiels des alluvions fluviatiles. Les coupes hydrogéologiques du bassin sédimentaire dans cette zone, montrent successivement un recouvrement superficiel de dépôts quaternaires très hétérogènes (épaisseur maximum 50 m).
On distingue les faciès argileux salifères et gypsifères recouvrant la terrasse marine à coquillages de l’Aftout El Sahéli, les formations lacustres calcaires du lac de R’Kiz, les formations alluviales sablo argileuses de la vallée du fleuve Sénégal et de ses affluents et les formations éoliennes sableuses des dunes rouges du Trarza.
une série sédimentaire d’âge mio-pliocéne (ou Continental Terminal) à niveaux d’argiles, sables grossiers, sables fins argileux, grés argileux versicolores et lentiformes ; des argiles jaunes (« formation jaune »), caractéristiques du toit de l’Eocène.
Réalisation de forage
Le type de forage effectué dans le cadre de cette étude est la foration par rotary à la boue bentonite, recommandée en terrain sédimentaire. Les autres techniques sont le forage à battage, le marteau fond de trou. Les travaux de forages réalisés par l’entreprise de Sasebill pendant deux mois, a débuté par la réalisation d’avant-trous de diamètre de 17’’. La mise en place d’un tube guide de diamètre 16’’ dans les terrains tendres a suivi. Les forages de reconnaissance au diamètre 10’’ a ont été réalisés jusqu’à la cote arrêtée par l’étude géophysique. Les forages de reconnaissance ont été par la suite réalisés en 12’’ et équipés en PVC de diamètre 150 -165 mm vissés. Ces travaux constituent de plusieurs étapes qui sont: Alésage : C’est une étape des travaux de forage qui consiste à bien dimensionner le diamètre du Forage de reconnaissance. L’alésage permet aussi d’avoir une bonne chambre de captage et de placer une pompe puissante assurant un bon débit d’exploitation.
Échantillonnage de cuttings : L’échantillonnage consiste à prélever lors de la foration, mètre après mètre, les formations broyées au fur et à mesure de l’avancée de l’outil. Ces déblais appelés cuttings sont prélevés jusqu’au dernier mètre de la foration et permettront de reconstituer la coupe lithologique de forage.
Equipement : L’équipement permet, après l’arrêt de la foration, de mettre le tubage en place. Ces tubes sont généralement en PVC pleins pour la partie non captée et perforés pour la partie captée. Ce tubage perforé constitue la partie crépinée du forage.
Gravillonnage : Il consiste à remplir de gravier tout l’espace en-dessus du tube décanteur appelé l’espace annulaire entre le trou et la colonne de tubage jusqu’au minimum dix mètre (10 m) au- dessus de la crépine supérieure. C’est le massif filtrant, généralement de type siliceux, propre à élément arrondi dépourvu d’éléments fins argileux. Ses caractéristiques déterminent la capacité de captage du forage. Le diamètre de ce massif doit se situe entre 1 à 1,6 mm joue un rôle prépondérant pour les pertes de charges et évite tout risque de cimentation ou de dissolution au contact avec l’eau. Le gravier est versé manuellement, par des pelles, dans l’espace annulaire après l’avoir nettoyer dans une cuve de 3000 litres de volume.
Développement : On procède au développement d’un forage lorsqu’il est déjà équipé de sa crépine et avant de placer la pompe d’exploitation. Il a pour but :
Améliorer la perméabilité de la formation aquifère située autour de la crépine et à stabiliser cette formation, Accroitre la perméabilité naturelle de la formation aquifère, Accroitre la porosité d’une formation rocheuse de type grés, Améliorer la capacité spécifique du forage, Eliminer les fluides du forage qui protège sa paroi et tout ce qui pénètre dans la formation, Produire une eau claire dépourvue de corps solides avec un débit spécifique maximal.
Pompages d’essai
Il existe deux types de pompage à savoir : Essais de puits (well test) ou essais par paliers qui permettent de déterminer les Caractéristiques spécifiques du puits et de l’aquifère à l’endroit immédiat. Il s’agit en particulier du débit critique qui entre dans la détermination du débit d’exploitation du forage.
Essais de nappe (aquifère test) ou essais longue durée qui permettent de déterminer les paramètres hydrodynamiques de l’aquifère, que sont la transmissivité (T) et le coefficient d’emmagasinement (S) et le perméabilité (K).
Le pompage proprement dit comprend essentiellement deux phases, les mesures et l’interprétation des données recueillies. Les phases de mesure concernent les mesures de débit de pompage et les mesures de niveau d’eau. Ces mesures constituent les niveaux statiques, dynamiques des forages. Elles sont prises de façon régulière au début de l’exercice et espacées progressivement.
Table des matières
Introduction générale
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I.CHAPITRE I : CADRE D’ETUDE
I.1Présentation de la structure d’accueil
I.2Contexte général de la région du Trarza
I.2.1Situation géographique
I.2.2Contexte climatique
I.3Cadre géologique et hydrogéologique
I.3.1Géologie
I.3.2Hydrogéologie
DEUXIEME PARTIE : METHODES ET MATERIELS
II. CHAPITER II : PROSPECTION GEOPHYSIQUE
II.1 Campagne de terrain
II.2 Prospection géophysique
II.2.1 Méthodes géophysiques utilisées
II.2.2 Principe
II.3 Matériels géophysiques
III. CHAPITRE III : REALISATION DE FORAGE
III.1 Généralités
III.2 Pompages d’essai
III.3 Echantillonnage
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
IV.CHAPITRE IV: PROSPECTION GEOPHYSIQUE
IV.1 Etudes hydrogéologique et géophysique
IV.1.1Etude hydrogéologique
IV.1.2 Etude géophysique
IV.2 Interprétation et discussion
IV.3 Résultat des forages
IV.3.1 Forage d’Awlig
IV.3.2 Forage Mayochayde
IV.4 Essais de pompage
IV.4.1 Essais de puits
IV.4.2 Evaluation des pertes de charges par la méthode de Jacob [courbe S/Q = f(Q)]
IV.4.3 Débit d’exploitation maximum des ouvrages
IV.4.4 Productivités des forages
IV.4.5 Essais de nappe : Interprétation par la méthode semi-logarithmique de JACOB
IV.5 Analyse chimique
V.CONCLUSION GENERALE
VI.REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
