Etude hydrogéologique du bassin versant topographique la rivière Kimemei et son impact environnemental sur Butembo

III.4.4 ESSAIS DE PERMEABILITE DANS LE BASSIN VERSANT DE LA RIVIERE KIMEMI

La figure 22 montre l'exécution de l'essai Porchet sur le terrain.

Sachant que H = H- kt, écrivons d'une façon générale, H₁=H-kt_1 ; H₂=H-kt₂ ; ... Hn=H-ktn

D'où K

Avec  K, la perméabilité ; H1, la hauteur initiale d'eau; Hn, la hauteur finale à la dernière lecture et tn le temps écoulé lors de l'infiltration pour chaque site. Les coordonnées géographiques seront vues en annexe.

Figure 22: illustration de l'essai de Porchet simplifié dans le bassin versant topographique.

Station 1 : Institut Henry Pierard

- Localisation : Q\Kitulu à l'ouest de Kimemi sur la rive gauche de la rivière.

- Type d'horizon: couche de graviers, galets et sable fin surmontentl'horizon B argilo-sablonneux; tous surmontant une couche argilo-sablonneuse micacée

- Etat de la couche : peu humide, avec Ho= 45cm

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	17	84	220	527	1127

s ou 22,182786darcy ou 0,00022182786m/s

NB : La perméabilité K d'un sol est définie par la vitesse d'infiltration de l'eau; k est mesuré par la loi de Darcy, 1 Darcy = 0,97.10^-12 m²

Station 2 : KISINGIRI

- Localisation : Q\ Mutiri à l'ouest de l'institut Kinyavuyiri sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: B suivie de la couche de graviers quartzeux anguleux peu de sablesgrisâtres vu sa place topographique.

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi(cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	9	19	37	65	104

K=0,2403846153cm/s ou 24,03846153darcy 0,002403846153m /s

Station 3 : RUGHENDA

- Localisation : Q\ Rughendaau nord de l'aérodrome sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche des schistes gris blanchâtre N26⁰/36 ⁰SE , de 3.2 mde largeur environ sur 25m de long

- Etat du sol : sec

NB ici H = 10cm

N	1	2	3	4	5	6	7	8
Hi (mm)	22	21	20	19	18	17	16	15
Ti(s)	16	35	57	83	118	150	188	358

Les schistes ont été durs pour creuser 45cm

K=0.000062m/s ou 0.062darcy ou 0.00000062dm /s

Station  4: Mabwe

- Localisation : Q\  au sud de la marche de Vichai à#177; 700m gauche de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: sable grossier avec du gravier quartzeux anguleux

- Etat du sol : sec

- Ici H=18cm

N	1	2	3	4
Hi (cm)	13	9	4	0
Ti(s)	16	37	77	97

K=0,1855670103cm /s ou 18,55670103darcy ou 0.0001855670103m/s

Station 5 : MUTIRI

- Localisation : Q\ Mutirià #177;15m vers l'ouest de l'église Adventiste Mutiri.

- Type d'horizon: sol noirâtre de consistance mi dure sablo argileux, probablement un horizon B

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	5	11	23	43	65

K=0,3846153846cm/s ou 38,46153846darcy ou 0.0003846153846m /s

Station 6: MWIPE

- Localisation : Q\ Mutirià l'ouest de la paroisse catholiqueMukuna sur la rive droite de la rivière Kimemi.

- Type d'horizon: couche des sables grossiers et bloc de quartz anguleux étant au sommet de la colline.

- Etat du sol : sec.

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	4	9	16	25	38

K=0,6578947368cm /s ou 65,78947368darcy ou 0.0006578947368m/s

Station 7 : VUVATSI

- Localisation : Q\ Mutiri, Est de l'institut Vuvatsi à#177;18m sur la rive droite de la rivière Kimemi.

- Type d'horizon: sable blanc de 2.5m d'épaisseur ayant peu d'argile avec veinulesinframillimétriques jaunâtres avec bloc de quartz arrondis (transport dûau mouvement de l'eau) au-dessus un sol noirâtre mi dur.

- Etat du sol : moindre humidité.

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	140	475	1050	1875	3060

K= 0,0081699346cm/s ou 8,1699346darcy ou 0,00081699346m/s

Station 8: INSTITUT SAUVETAGE

- Localisation : Q\ Auberge 

- Type d'horizon: couche de sables blocs quartzeux arrondis surmonté de la couche kaki comme la cendre probablement horizon B puis la couche du sable et blocs de quartz

- Etat du sol : humide et montrant des coulés d'eau et algues vertes

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	25	41	79	152	280

K=0,0892857142cm/s ou 8,92857142 darcy ou 0,000892857142cm m/s

Station 9 : LONDO

Localisation : Q\ De l'évêché à#177;200m de la catéchèse, sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: une couche de graviers arrondis de quartz avec ciment jaunâtre sablo argileux et l'argile blanc. C'est probablement un conglomérat en devenir en consistance dure

- Etat du sol : sec

NB ici H =22cm

N	1	2	3	4
Hi(cm)	20	18	16	14
Ti(s)	125	727	1946	21659

K=0,000369361466365cm /s ou 0,369361466365darcy ou 0,00000369361466365m/s

Station 10: VUHIMA

- Localisation : Q\ MATANDA près de l'église Kimbanguiste sur la rive gauche de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: sol noirâtre friable, probablement horizon B

- Etat du sol : peu humide

NB ici H =45cm

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	101	250	400	621	889

K= 0,02812148481cm /s ou 28,12148481darcy ou 0,0002812148481m/s

Station 11: MUCHANGA

- Localisation : Q\ Muchanga face de Kalemire versant de L'auberge sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: sol de couleur jaune blanchâtre argilo sablonneux, mi dur probablement horizon C

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi(cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	15	36	70	170	330

K= 0,07575757575cm / s ou 75,75757575darcy ou 0,0007575757575m/s

Station 12: LYAMBWE

- Localisation : Q\ Kalemire près de l'église catholique sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche de blocs quartzeux mixés du gravier gréseux en altération

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	9	57	144	276	365

K=0,0684931506cm/s ou 68,4931506darcy ou 0,000684931506m/s

Station 13: KIKYO

- Localisation : Q\ FURU dans la concession de l'hôtel sur la rive droite de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: sol grisâtre dur possiblement l'horizon B

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	100	363	960	2545	7515

K= 0,0033266799cm /s ou 3,3266799 darcy ou 0,000033266799m/s

Station 14: KAMBALI

- Localisation : Q\ KAMBALI sur la route de la mairie, rive gauche e de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche de blocs de quartzite de couleur et schistes de trace grisâtre avec du sable issu de son altération couvert du sol noirâtre horizon A. le schiste réduit le coefficient de perméabilité

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4
Hi (cm)	40	35	30	25
Ti(s)	1182	4051	9620	15020

K= 0,0013315579cm/s ou 1,3315579 darcy ou 0,000013315579m /s

Station 15 : ITAV

- Localisation : Q\  près de l'église catholique sur la rive gauche de la rivière Kimemi

- Type d'horizon: couche des blocs quartzeux mixés du gravier et grès en altération

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	453	1060	1695	2505	3346

K= 0,0074716078cm/s ou 7,4716078darcy ou 0,000074716078m/s

Station 16: ROUTE MANGUREDJIPA

- Localisation : plantation près du petit marché Masiki

- Type d'horizon: couche de blocs quartzeux sous forme de stone line mixéssol rouge

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	9	36	69	104	138

K= 0,1811594202cm/s ou 181,1594202darcy ou 0,001811594202m/s

Station 17: CAS CONCRET

- Localisation : Q\ BEL AIR

- Type d'horizon: couche de blocs quartzeux, diorites et gravier quartzeux mixés aux graviers gréseux en altération

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	8	22	38	54	69

K= 0,3623188405cm/s ou 362,3188405 darcy ou 0,003623188405m /s

Station 18: EGLISE KITATUMBA

- Localisation : Q\ Kitatumba

- Type d'horizon: sol de couleur grisâtre, horizon B

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	6	15	28	45	70

K=0,3571428571cm/s ou 357,1428571darcy ou 0,003571428571m/s

Station 19: MGL

- Localisation : Q\ MGL, près de l'église CCA 20

- Type d'horizon: sol de couleur noire surmonté de l'horizon B

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	15	45	84	136	245

K=0,1020408163cm/s ou 102,0408163 darcy ou 0,001020408163m/s

Station 20: KYAHALI

- Localisation : Q\ MUKUNA près du centre de santé Nyungu, rive droite de Kimemi

- Type d'horizon: sol de couleur gris rougeâtre mi dur, horizon B

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	140	430	802	1265	1878

K=0,0133120340cm/s ou 13,3120340darcy ou 0,000133120340m /s

Station 21: ISANGO

- Localisation : Q\ MALERA

- Type d'horizon: sol sablo argileux de couleur rougeâtre mi dur avec des petits cristaux des quartzs, horizon B ; nous avons oeuvré à ou moins 5m de profondeur

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	16	49	87	145	252

K= 0,099206349cm/s ou 99,206349darcy ou 0,00099206349m/s

Station 22: KASESA

- Localisation : Q\ Mukuna

- Type d'horizon: sol de couleur grisâtre ayant des particules de quartz, argilo sablonneux, dur à -6m, horizon B

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	150	405	800	1300	2210

K= 0,0113122171cm/s ou 11,3122171 darcy ou 0,000113122171m/s

Station 23: SOKAPI

- Localisation : Q\ VUTAHIRA

- Type d'horizon: sol de couleur noirâtre et limoneux mi dur à un mettre, horizon B

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	117	316	540	912	1290

K= 0,0193798449cm/s ou 19,3798449 darcy ou 0,000193798449m/s

Station 24 Ó MOSQUE VUTAHIRA

- Localisation : Q\VUTAHIRA

- Type d'horizon: Couche de gravier quartzique anguleux mélangé aux sables surmontant un quartzite sain avec des fissures

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	4	11	19	34	56

K= 0,4464285714cm/s ou 446,4285714darcy ou 0,004464285714m/s

Station 25: VALLEE RUGHENDA

- Localisation : Q\  Rughenda à 500m du marché Rughenda

- Type d'horizon: sol argilo sablonneux horizon B suivi de l'horizon sablonnée avec des sables jaunâtre issu de désagrégation des grés, couche sable aux nodules des quartz tantôt sphériques tantôt arrondis sol de couleur grisâtre

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	15	24	43	71	110

K=0,2272727272cm/s ou 227,2727272 darcy ou 0,002272727272m/s

Station 26: SOURCE VUTALIRYA

- Localisation : Q\ KITULU

- Type d'horizon: une couche de sables grisâtres amalgamés au nodule de quartz qui serait issu de la fracturation du banc sous jacent puis une couche quartzite altéré a environs 2dm, le quartz sec à 1m de profondeur

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	123	329	577	940	1224

K=0,0204248366cm/s ou 20,4248366 darcy ou 0,000204248366m/s

Station 27: VUHIKA

- Localisation : Q\  KATWA

- Type d'horizon: sol grisâtre amalgamé au nodule de quartz

- Etat du sol : peu humide

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	16	34	58	80	105

K= 0,2380952380cm/s ou 238,0952380 darcy ou 0,002380952380m/s

Station 28: EPA KATWA

- Localisation : Q\ KATWA près ou dans la concession de la paroisse poste Katwa

- Type d'horizon: une couche de sables grisâtre mixé aux particules de quartz

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	5	18	33	63	107

K= 0,2336448598cm/s ou 233,6448598darcy ou 0,002336448598m/s

Station 29: KAVISA

- Localisation : Q\ KATWA

- Type d'horizon: une couche de sables grisâtre accumulés au quartz qui surmonte une couche de quartzite fortement altéré

Ayant déjà la forme paillette portant pas souvent, déposé sur un quartzite dur

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	20	15	10	5	0
Ti(s)	3	7	12	18	25

K= 0,8cm/s ou 800darcy ou 0.008m/s

Station 30: KANANASA

- Localisation : Q\ BWININGO

- Type d'horizon: Un sol noirâtre surmonté de sol gris qui serait charrié lors du remblayage de la parcelle ; la couche surmonterait une couche étant à place ; elle a des déchets non biodégradables

- Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	6	12	18	38	116

K=0,2155172413cm/s ou 215,5172413darcy ou 0,002155172413m/s

Station 31LUSANDO

- Localisation : Q\MATANDA

- Type d'horizon: Sable mélangé aux particules de quartzite surmontant un banc de quartzite avec fissures

Etat du sol : sec

N	1	2	3	4	5
Hi (cm)	40	35	30	25	20
Ti(s)	5	19	31	52	120

K=0,2083333333cm/s ou 208,3333333 darcy ou 0,002083333333m/s

De tous ces résultats découlent le tableau récapitulatif 4 et la figure comparative de la perméabilité darcy aux différentes stations de mesure.

Tableau 4 : Idée synthétique sur la perméabilité aux différentes stations

N^0	Perméabilité k en darcy	Type couche, horizon	Observation (état du sol)
1	22,182786	Gravier, galet sable fin	Peu humide
2	24,03846153	B	Sec
3	0.062darcy	schistes	Sec
4	18,55670103	sable grossier gravier	Sec
5	38,46153846	B	Peu humide
6	65,78947368	sables grossier quartz anguleux	Sec
7	8,1699346	sable peu d'argile, quartz arrondis	Moins humide
8	8,92857142	sables blocs quartzeux arrondis	Peu humide
9	0,369361466365	gravier arrondis, quartz, sablo argileux, argile	Sec
10	28,12148481	B	Peu humide
11	75,75757575	C	Peu humide
12	68,4931506	blocs quartzeux, gravier gréseux	Sec
13	3,3266799	B	Peu humide
14	1,3315579	blocs quartzeux, sable	Sec
15	7,4716078	couche quartzeuse, gravier gréseux	Sec
16	181,1594202	couche de blocs quartzeux	Sec
17	362,3188405	couche à blocs quartzeux, diorites, gravier quartzeux, gravier gréseux	Sec
18	357,1428571	B	Peu humide
19	102,0408163	B	Peu humide
20	13,3120340	B	Peu humide
21	99,206349	B	Peu humide
22	11,3122171	argilo sablonneux,	Peu humide
23	19,3798449	B	Peu humide
24	446,4285714	gravier quartzique anguleux et sable	Sec
25	227,2727272	gravier quartzeux anguleux, sables surmontant un quartzite	Peu humide
26	20,4248366	B, argilo sablonneux	Sec
27	238,0952380	sables et quartz	Sec
28	233,6448598	sables et quartz	Peu humide
29	800	sables et quartz	Sec
30	215,5172413	Couche à déchets non biodégradables	Sec
31	208,3333333	Sable+quartzite	Sec

Commentaire :

Il ressort de ce tableau que :

Lescouches les moins perméables sont surtout celles des formations schisteuses. Tel est le cas du site de Rughenda situé au Nord de l'aérodrome à plus ou moins 15m.

Dans ce site, nous avons constaté que l'eau s'infiltre difficilement. C'est le cas des schistes talqueux. La perméabilité est aussi moindre dans les sols argileux. C'est ce qui a été vérifié au niveau du site deVuvatsi,dans le quartier  Mutiri, à l'est de l'institut Vuvatsi ; et au niveau celui de Londo dans le quartierde l'Evêché à #177; 400m de la catéchèse Butembo.

Dans une couched'horizon B, nous avons constaté que l'eau s'infiltre plus rapidement que dans le cas précédent. Pour cette couche la perméabilité est moyennement élevée. Les sites suivants nous ont permis d'aboutir à cette conclusion:Kisingiri dans le quartier Mutiri à l'ouest de l'institut Kinyavuyiri, Mutiri dans le quartier Mutiri à l'ouest de l'église adventiste Mutiri, église Kitatumba dans le quartier Kitatumba ,juste devant la porte Est de l'église catholique de Kitatumba, MGL près de l'église CCA20, Kyahalidans le quartier Mukuna près du centre de santé Nyungu,Isango dans le quartier Malera ,Sokapi dans le quartier Vutahira,mosquée Vutahira dans le quartier Vutahira presque au sommet,source Vutaliryadans le quartier  Kitulu .

Dans les couches des galets cimentés par le sable fin, la vitesse d'infiltration est presque la même que dans les sols d'horizon B, tel est le cas du site : institut Henry Pierard dans le quartier Kitulu à l'ouest de Kimemi sur la rive gauche à plus ou moins 20m. Il en est de même pour la couche de l'horizon C : cas du site Muchanga dans le quartier Mutsanga face de Kalemire, le versant de l'Auberge .sur la rive droite de la rivière Kimemi .

La perméabilité a été constatée élevée surtout dans les couches de sable ainsi que dans celles à déchets non biodégradables. Ceci est dû au faitqueles particules sableuses ne sont pas colmatées entre elles. Ce qui nous a permis de conclure que toutes les couches ne contenant pas d'argile, voire les très fines particules, sont plus perméables. Ce qui nous sera prouvé sur les sites ci-après : Vallée Rughenda-Vutahira :Q/Ruenda, Vuhika : Q\  Katwa, EPA Katwa : Q\ Katwa dans la concession de la paroisse poste Katwa, Kavisa : Q\ Katwa, Kananasa : Q\ Bwiningo. Ce dernier site est celui comprenant des déchets non biodégradables.

Le regroupement précédent de sites est basé sur les valeurs de la perméabilité en fonction de la formation lithologique.

La perméabilité d'un sol dépend aussi de son étant humide. C'est ainsi que nos essais de perméabilité à différents sites nous ont permis de confirmer ce qui suit: 

Un sol très humide ne facilite pas l'infiltration de l'eau, car étant en voie de saturation en eau. Ce qui conduit à une valeur de perméabilité faible.

NB : Il peut arriver quela pluie soit forte.Dans ce cas le sol ne peut pas absorber toute l'eau tombée, la partie supérieure du sol devient saturée mais aussi le transfert vers la profondeur n'est pas assez rapide. Une pellicule d'eau s'accumule en surface et s'écoule selon la pente: c'est le ruissellement. Les eaux s'écoulent en arrachant des particules puis se rassemblent en chenaux de plus en plus importants (cours d'eau) pour générer les nappes alluviales ; ce qui a été observé dans le dambo de Butembo.

Lorsque la surface du sol est imperméable, le ruissellement apparaît sitôt comme si les dépressions du sol sont déjà remplies. Sur l'avenue Monseigneur Kataliko, un drainage est causé par la réduction de la pente topographique des vallées.

Pour comparer la perméabilité de deux couches par rapport à l'humidité, il convient que ces deux aient la même lithologie. On va constater que le solsec a une perméabilitésupérieure à celle dusol humide.

Une couche est réputée imperméable pour des valeurs de K de l'ordre de 10 ^-9 m/s. Aucun de nos sites n'a été considéré comme imperméable car leurs valeurs de K sont strictement supérieures à10 ^-9 m/s.