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Etudes piézométrique et hydrochimique des eaux souterraines du bassin versant de la Bibakala (nord-ouest de Ngaoundéré)( Télécharger le fichier original )par Paulin Sainclair KOUASSY KALEDJE Université de Yaoundé I (Cameroun) - DEA 2010 |
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSIONSCe chapitre est basé sur la présentation et l'interprétation des différents résultats collectés sur le terrain et ceux obtenus en laboratoire. Il s'appuie sur les différentes tableaux, graphiques, cartes piézométriques et diagrammes hydrochimiques réalisés. III.1. Résultats Les résultats qui proviennent du terrain et du laboratoire sont repartis en plusieurs tableaux et figures. Nous les présenterons en deux parties : - les données piézométriques ; - les résultats des analyses des paramètres physico-chimiques. III.1.1. Les résultats des mesures des niveaux statiques Le tableau 2 (en annexe) est la synthèse des coordonnées géographiques (latitudes ; longitudes et altitudes) des points de mesure des puits (N°1 à 46) et le long du cours de la Bibakala (de C1 à C4). Les tableaux 3a et 3b, présentent les niveaux statiques dans les ouvrages. On constate que 11 puits sur les 46, soit 23,91 % ont un niveau compris entre 0 et 3 m. 21 ouvrages, soit 45,65 % se trouvent entre 3 et 6 m. Entre 6 et 9 m de profondeurs nous avons 12 ouvrages représentant 26,09 % ; et au delà de 9 m nous notons 2 ouvrages soit 4,34 %. Ces résultats nous permettent de dire que la surface piézométrique est située à environ 5,5 m du sol (fig. 10). Les données des tableaux 2a et 2b, permettent de faire le calcul des niveaux piézométriques qui sont consignés dans les tableaux 3a et 3b.
Nombres 25 20 15 10 5 0 [0-3[ ]3-6[ ]6-9[ ]9-11] Niveau statique (m ) Figure 10 : Histogramme de la répartition des ouvrages en fonction de la profondeur Tableau 2a : Mesures des niveaux statiques en mètre dans les ouvrages pour la période allant du 12 août au 25 novembre 2005
Tableau 2b : Mesures des niveaux statiques en mètre dans les ouvrages pour la période allant du 12 août au 25 novembre 2005.
Tableau 3a : Mesures piézométriques en mètres.
Tableau 3b : Mesures piézométriques en mètres.
III.1.2. Présentation des résultats du laboratoire Les résultats de l'analyse des échantillons sont présentés dans le tableau 5. L'analyse chimique correcte présente un équilibre entre la somme des cations et des anions en méq/l, appelé balance ionique. Mais cette exactitude est rarement atteinte et il existe presque toujours un écart entre les deux sommes, dû aux erreurs d'analyse et ou aux éléments non dosés. D'après le tableau 5b, on trouve que sur la totalité des échantillons analysés (12), 5 (41,66 %) présentent un déséquilibre supérieur à 5 %. La meilleure balance est obtenue pour l'échantillon E11 avec 3,1 % de déséquilibre. Cela peut être relié à une plus forte concentration des eaux à ce niveau. Les éléments statistiques (moyenne, écart-type, minimum et maximum des valeurs chimiques) des échantillons des eaux souterraines de la Bibakala sont consignés dans le tableau 6. III.2. Interprétation des cartes piézométriques L'interprétation globale des cartes piézométriques (Castany et Margat, 1977 et Castany, 1998) aboutie a l'identification des zones privilégiées pour l'implantation des ouvrages de captage. Elle permet de déterminer les différentes nappes qui constituent l'aquifère ainsi que les zones de recharge de la nappe. Cette analyse contribue également à la prescription des mesures de protection de la qualité des eaux souterraines captées pour l'alimentation humaine. Les courbes hydroisohypses matérialisent la morphologie de la surface de la nappe. Toutes nos cartes ont une équidistance de 2 m. Elles ont été réalisées pour plusieurs périodes allant du 12 août au 25 novembre de l'année 2005 (fig. 11 à 16) afin de comprendre l'évolution spatiale et temporaire des nappes. Tableau 4a : Fiche récapitulative des analyses des paramètres physiques
Tableau 4b : Fiche récapitulative des analyses des paramètres hydrochimiques NB : V.M.A = Valeurs Maximales Admisses
811.6 811.4 811.2 810.8 810.6 810.4 810.2 811 ~ 250 m 1- Courbes hydroisohypses ; 2 - Cours d'eau ; 3 - Sens d'écoulement des eaux souterraines 4 - Contour du Bassin Versant Equidistance : 2 m 342.6 342.8 343 343.2 343.4 343.6 343.8 - 1 - 2 - 3 12 août. 2005 - 4
811.6 811.4 811.2 811 810.8 810.6 810.4 810.2 - 4 26 août 2005 ~ 250 m 1- Courbes hydroisohypses ; 2 - Cours d'eau ; 3 - Sens d'écoulement des eaux souterraines 4 - Contour du Bassin Versant Equidistance : 2 m 342.6 342.8 343 343.2 343.4 343.6 343.8 - 1 - 2 - 3 Figure 12 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 26 août 2005
811.6 811.4 811.2 810.8 810.6 810.4 810.2 811 mi 250 m 1- Courbes hydroisohypses ; 2 - Cours d'eau ; 3 - Sens d'écoulement des eaux souterraines 4 - Contour du Bassin Versant Equidistance : 2 m 342.6 342.8 343 343.2 343.4 343.6 343.8 - 1 - 2 - 3 - 4 02 sept. 2005 Figure 13 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 02 septembre 2005
811.6 811.4 811.2 810.8 810.6 810.4 810.2 811 ~ 250 m 1- Courbes hydroisohypses ; 2 - Cours d'eau ; 3 - Sens d'écoulement des eaux souterraines 4 - Contour du Bassin Versant Equidistance : 2 m 342.6 342.8 343 343.2 343.4 343.6 343.8 - 1 - 2 - 3 - 4 23 sept. 2005 Figure 14 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 23 septembre 2005
811.6 811.4 811.2 810.8 810.6 810.4 810.2 811 mi 250 m 1- Courbes hydroisohypses ; 2 - Cours d'eau ; 3 - Sens d'écoulement des eaux souterraines 4 - Contour du Bassin Versant Equidistance : 2 m 342.6 342.8 343 343.2 343.4 343.6 343.8 - 1 - 2 - 3 - 4 07 oct. 2005 Figure 15 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 07 octobre 2005
811.6 811.4 811.2 810.8 810.6 810.4 810.2 811 ~ 250 m 1- Courbes hydroisohypses ; 2 - Cours d'eau ; 3 - Sens d'écoulement des eaux souterraines 4 - Contour du Bassin Versant Equidistance : 2 m 342.6 342.8 343 343.2 343.4 343.6 343.8 - 1 - 2 - 3 - 4 21 oct. 2005 Figure 16 : Carte piézométrique du bassin de Bibakala en date du 21 octobre 2005 III.2.1. zones d'alimentation des eaux souterraines Dans cet aquifère du bassin versant de la Bibakala, la nappe qui se situe à l'Ouest de la carte et entre les deux bras de la Bibakala est la plus vaste de l'aquifère. Dans cette zone, où se sont les ouvrages qui drainent le cours d'eau, le grand point d'alimentation, pour le 12 août, est située au niveau du NW de la carte (1108 m). A ce niveau, les cotes moyennes de ces ouvrages sont les plus hautes et les flèches matérialisant les sens d'écoulement des eaux montrent que, c'est au niveau de ce point qu'est alimentée la branche principale de la Bibakala à cet endroit en amont et les autres puits du bassin en aval. Son affluent quant à lui est alimenté au niveau du Sud (à 1098 m) par les ouvrages de la zone. Les précipitations étant présentes et abondantes (353,9 mm), on pense ici, à une recharge des eaux souterraines par infiltration de l'eau de pluie. Dans nappe qui se trouve à l'Est de la carte, le cours d'eau alimente les ouvrages. A ce niveau, les cotes d'eau décroissent et atteignent les 1088 m. La nappe qui se trouve au NE de la carte présente un fonctionnement identique à la première (celle située à l'Ouest de la carte entre les deux branches de la Bibakala). Durant le mois de septembre, la cote d'eau dans tous les ouvrages baisse avec la réduction du régime pluviométrique (253, 2 mm) qui sévie dans la région. Mais, les points d'alimentation des eaux souterraines restent les mêmes car la chute du niveau d'eau est générale. Du 23 au 30 septembre, les courbes croissent légèrement pour redescendre à partir du 07 octobre, preuve d'une alimentation des eaux souterraines par les eaux de précipitations (infiltration) d'une part et par les écoulements souterrains d'autre part. En effet, les ouvrages de ces zones ont les cotes les plus élevées du secteur, montrant de ce fait même, l'uniformité de l'alimentation de la nappe de façon constante. On constate également une baisse générale du niveau des eaux souterraines due à l'arrêt momentanée des pluies pendant cette période (du 07 octobre au 28 octobre). Malgré la nature du terrain (alluvions sur socle cristallin), et un éventuel sous-sol accidenté (présence de plusieurs nappes), les zones d'alimentation des nappes et du cours d'eau étant les mêmes d'août à novembre avec des courbes de niveaux concentriques à ces endroits, on peut dire que les sens d'écoulements sont uniformes dans les nappes du bassin de la Bibakala et la fluctuation de la surface piézométrique est uniforme sur tout le bassin (fig. 17). III.2.2. Les zones de drainages des eaux souterraines Lieux de convergences des eaux souterraines provenant des zones d'alimentations des nappes, les zones de drainages que nous avons identifiées par l'analyse de la morphologie de nos cartes se situent d'août à novembre dans les secteurs Nord-Est, Centre, Est et Sud des cartes réalisés mais surtout, au niveau du cours d'eau la Bibakala qui draine la quasi totalité des eaux du bassin vers l'exutoire (la Bini).
Niveaux piezomztriques 1114 1112 1110 1108 1106 1104 1102 1100 1098 1096 1094 Période d'étude P9 P11 P42 P15 Figure 17 : Fluctuations de la surface piézométrique au niveau des points d'alimentation de l'aquifère. Les figures 18 et 19 montrent également la variation du niveau d'eau dans les nappes au niveau de chaque ouvrage, et nous amènent à dire que la variation de la surface piézométrique des nappes dans la région est dépendante de la variation des précipitations et des venues des eaux souterraine. Ainsi on constate que le niveau d'eau est bas dans les ouvrages pendant le début du mois de septembre et, ce niveau remonte à partir du 23 septembre avec le retour d'intenses précipitations qui rechargent les nappes par le phénomène d'infiltration. Tous ses niveaux piézométriques restent toujours plus élevés que les cotes du cours d'eau que se soient aux niveaux des zones d'alimentations ou même des pointes de dépressions de la nappe. Nous constatons que le sens d'écoulement des eaux souterraines est le même tout au long de la période d'étude (sur toutes les cartes réalisées).
Puits et Cours d'eau Niveaux piezometriques (m) P 28 P 29 P 39 Cours d'eau P 05 P 09 P 38 12-août-05 11 nov. 2005 1110 1105 1100 1095 1090 1085 Figure18 : Courbe de variation de la cote d'eau au niveau des zones d'alimentations Puits et Cours d'eau
Niveaux piezometriques (m) P 25 P 30 Cours d'eau P 01 P 14 P 24 12-août-05 11 nov. 2005 1084 1083 1082 1081 1080 1079 1078 Figure 19 : Courbe de variation de la cote d'eau au niveau des zones de drainages III.2.3. Relations eaux de surface et eaux souterraines L'analyse de toutes les cartes réalisées nous montre la variation identique de la morphologie de la surface piézométrique. On constate que cette variation ne se fait pas indépendamment du régime pluviométrique. Les différents niveaux piézométriques atteignant tous les minima en saison sèche et les maxima en saison de pluies, on pense à une recharge des eaux souterraines par les eaux de surface et celles atmosphériques à travers les infiltrations de ces dernières et les écoulements souterrains. En somme, l'analyse de la surface piézométrique du bassin de la Bibakala à la lumière de la configuration des courbes hydroisohypses fait ressortir les points suivants : - les zones à axes d'écoulement centrifuges sont des aires d'alimentation ou de recharge des nappes ; - les zones à axes d'écoulement centripètes, constituent des zones de drainage des nappes ; ces lieux présentent l'avantage d'être toujours alimentés. Elles constituent de bons sites d'implantation des ouvrages de captage. Cependant se sont également de zones à risque, car l'eau souterraine peut véhiculer les substances nocives pouvant nuire à la santé humaine. Alors, il faut les protéger des différentes sources de pollution. III.3. Chimie des eaux L'eau des puits possède des caractéristiques physico-chimiques qui lui sont propres, ce sont la température, la couleur, le pH, la conductivité et la teneur en éléments chimiques dissous (Tron, 1982). Toutes ces caractéristiques sont fonctions de nombreux paramètres tels que : - l'eau de pluie initiale ; - la présence ou non de couvert végétal et de zones d'altérations ; - la nature chimique du réservoir ; - la profondeur de la nappe. La connaissance des caractères physico-chimiques des eaux permet d'apprécier la qualité des eaux souterraines de la zone d'étude, mais aussi de compléter les résultats obtenus par l'étude piézométrique (Benziada, 1994). L'étude hydrochimique des eaux souterraines du bassin de la Bibakala s'appuie sur les eaux collectées et analysées au mois d'août 2006. III.3.1. Représentation graphique des eaux de la nappe de la Bibakala Les eaux souterraines de l'aquifère de la Bibakala, on été divisées en trois types comme indiqué sur le diagramme semi-logarithmique de Schoeller-Berkaloff (fig. 20). Les eaux analysées les plus représentatives dans cette étude sont toutes du type carbonaté bicarbonaté (tableau 7), avec une très forte prédominance de ces ions. Dans le tableau 7, on peut remarquer qu'a eux seuls, les ions HCO3 - et SO42- représentent 60,18 % de la minéralisation globale. L'ion Ca2+ quant à lui possède 20,35 % : ceci à cause de l' échantillon E 02 qui a une concentration 26 fois plus élevée que la moyenne des 11 autres échantillons (0,9 mg/l). Elévation due à la présence de cet échantillon sur un terrain argileux avec une faible perméabilité. Les autres ions se partagent les 19,47 % restant. Tableau 7 : Composition moyenne des eaux du Bassin de la Bibakala
Le diagramme de Piper (fig. 21) nous permet de comparer les eaux des différents échantillons entre eux. Nous constatons : - une grande similitude dans la composition chimique des eaux. Les points matérialisant les échantillons se trouvent à 10, soit 83,33 % dans la zone du faciès carbonatée bicarbonatée. Ce qui montre que les eaux des 12 échantillons proviennent bien d'une même aquifère (Tron, 1982). - que les eaux de l'échantillon E 02 se caractérisent par sa teneur très élevée en Ca2+ mais aussi en sel. Pour cet échantillon, la salinité qui est de 114 mg/l, est 7,5 fois supérieure à la moyenne qui se situe autour des 15,20 mg/l. III.3.2. Les paramètres physiques - Température La température des eaux sur le terrain est la même (24 °C), mais on peut noter, en laboratoire, une légère variation en dixième de cette dernière (24,1 °C à 24,7 °C). Les températures les plus faibles sont celles des échantillons E 06 et E 12 ; et la plus élevée est en E 05. Les normes internationales de référence (AFNOR, OMS et l'UE), préconisent des valeurs seuils de température pour les eaux de boisson à 25 °C. Sur le bassin de la Bibakala, toutes les valeurs obtenues sont inférieures au seuil et donc acceptables. La connaissance de la température des eaux sur le terrain et en laboratoire permet l'ajustement des valeurs de la conductivité, du pH et aussi d'avoir une idée sur l'origine plus ou moins profonde des eaux. - pH Exception faite de échantillon E 07 (pH : 6,80), les valeurs du pH des échantillons analysés dans le bassin de la Bibakala oscillent entre 5, 82 et 6, 10. Plus de 90% des pH mesurés sont dans une plage non comprise dans les domaines recommandés tant par l'UE (6,5 - 9) que par l'OMS (6,5 - 8,5). Toutes ces eaux fortement acides (pH < 6,5) sont déconseillées pour la consommation humaine. En effet, cette acidité du pH peut trouver une explication par le lessivage des minéraux (les feldspaths potassiques présents dans les roches ignées) et aussi par l'oxydation de la matière organique qui produit le CO2 entraînant de ce fait même, une baisse du potentiel d'hydrogène (Matsindjou Djoumessi, 2004). Le pH est un critère de qualité de l'eau et conditionne la possibilité de la vie aquatique et de bien des usages de l'eau. Cette acidité favorise la formation des composés toxiques (Lanoix et Roy, 1976) et altère la qualité de l'eau. - ConductivitéLa conductivité de l'eau permet une estimation directe de la minéralisation totale de celle-ci. Elle est exprimée en ìS/cm. Les eaux du
bassin de la Bibakala ont des valeurs de chargées d'éléments minéraux solubles. On peut également dire que les eaux brutes du bassin de la Bibakala pour cette étude, ont une faible minéralisation et que ces minéraux solubles, même en petite quantité, ont une influence nette sur la qualité des eaux.
Figure 20 : Diagramme de Schoeller - Berkaloff des eaux souterraines de la Bibakala - Couleur Lors du prélèvement de nos différents échantillons, nous avons noté visuellement qu'ils sont tous incolores. Les analyses de laboratoire indiquent que tous ses échantillons (12) présentent des valeurs inférieures à 20 ppm.pt. Sur ce plan, elles sont acceptables par les normes de l'OMS et l'UE comme le montre Moll (2005). III.3.3. Les paramètres chimiques III.3.3.1. les cations > Sodium Les teneurs en sodium varient de 0,1 mg/l pour les eaux de l'échantillon E 07 à 3,1 mg/l pour celles de l'échantillon E 05. Pour des eaux de bonne qualité, Moll (2005) recommande pour le sodium des teneurs inférieures à 150 mg/l. Ces teneurs très faibles à sensiblement nulles montrent que la nappe n'est pas exposées aux différentes activités de surface (maraîchage ; abattoir ; etc.). Ce cation est associé aux minéraux argileux (illites et montmorillonite). Les teneurs en sodium que nous notons proviendraient donc de la décomposition des minéraux comme les silicates de sodium et d'aluminium de l'aquifère (Rodier, 1978) et mais aussi de l'eau de pluie et de celle de lessivage des couches de terrain (Tron, 1982). > Potassium Au niveau des eaux du bassin de la Bibakala, la teneur en potassium varie de 0,1 mg/l pour l'échantillon E 06 à 1,7 mg/l pour celui E 05. Ces valeurs sont elles aussi inférieures aux maximales admisses par l'OMS et l'UE (12 mg/l) et par l'AFNOR (10 mg/l). Les quantités de potassium (très faibles) proviendraient, comme le sodium, de la dissolution des roches ignées. En effet, dans les roches ignées la teneur en potassium est aussi importante que celle du sodium et peut atteindre jusqu'à 1 à 5 mg/l dans les eaux naturelles. Valeurs qui n'offrent pas d'inconvénients pour la santé des populations (Rodier, 1978). > Calcium Comprise entre 0,1 mg/l dans les échantillons E 01 ; E 03 ; E 04 et E 07 ; et 23 mg/l dans l'échantillon E 02, les teneurs en calcium des eaux du bassin de la Bibakala sont inférieures aux valeurs maximales admisses et recommandées par l'OMS et l'EU (100 mg/l) et par l'AFNOR (200 mg/l). Ainsi, les eaux du bassin sont toutes pauvres en calcium. En raison de leur faible dureté, les eaux analysées sont douces, ce qui est en conformité avec les valeurs du pH de ces eaux. Le calcium et le pH ont une influence sur l'agressivité des eaux (Gilberet et al., 1990). La carte de teneur en calcium (fig. 22) montre une forte zonalité caractérisée par une plage située au Nord Est du bassin au niveau des quartiers Champ de Prière, Sabon Gari, Joli Soir et Madagascar (à l'embouchure de cours d'eau et de la Bini). La présence de calcium dans les eaux souterraines peut s'expliquer de deux manières : - soit par l'apport du calcium est assuré par les eaux ayant lessivé le matériel rocheux, en effet il y aurait une superposition avec la carte des sulfates ; - soit par une circulation des eaux dans la zone de contact entre le différentes nappes. C'est ce qui crée cette augmentation de la teneur du calcium de la source vers l'exutoire car, l'enrichissement en Ca2+ se fait dès les premiers mètres du sol. > Magnésium Les titres magnésiques présentent des valeurs qui oscillent autour de 0,1 mg/l. Les eaux du bassin ne sont pas riches en magnésium. Elles ont des teneurs inférieures à celles maximales recommandés par l'OMS (30 mg/l) et l'UE (50 mg/l). Comme pour les puits de Moll (2005) à Grenoble, la teneur en magnésium ne dépasse pas 4,2 mg/l pour le titre magnésique (TMg). Il faut noter que l'excès de magnésium donne un goût désagréable et les irritations gastrointestinales en présence des sulfates (Rodier, 1978). > Fer et Manganèse Le fer et le manganèse présentent des teneurs constantes et inférieures à 0,02 mg/l. Dans les deux cas, ces valeurs sont très basses et inférieures aux normes internationales acceptables par les organismes tel que l'OMS et l'UE (0,2 pour le fer et 0,1mg/l pour le manganèse) et l'AFNOR (0,3 mg/l pour le fer). Les eaux analysées restent dans les normes. La présence de ces traces dans les eaux du bassin serrait liée aux terrains rencontrés par la nappe lors de son battement. Ces terrains renferment des ferromagnésiens qui sont érodés et du coup minéralisent les eaux. En conclusion, l'analyse des résultats des cations des eaux souterraines de notre zone d'étude montre que ces eaux sont très faiblement minéralisées et par conséquent les cations identifiés ne sont pas un véritable risque et ou une source de pollution chimique. III.3.3.2. les anions > Chlorures Les eaux analysées sont toutes très pauvres en chlorures, elles possèdent des valeurs inférieures à 0,1 mg/l. Ici également, on peut noter que la présence même des structures comme l'abattoir municipal, les dépôts d'ordures de toutes sortes près de certains sites d'échantillonnages n'a pas d'influence négative sur les eaux souterraines. Il faut aussi noter que la présence des teneurs élevées en chlorures dans l'eau dépend du type de terrain traversé par la nappe. Les présentes valeurs restes très largement dans les normes internationales des valeurs maximales admissibles à savoir : 50 mg/l pour l'AFNOR et 250 mg/l pour l'OMS et l'UE. En effet, l'abondance des chlorures provoque des effets indésirables tels que le goût désagréable ; la corrosion des conduites d'eaux chaudes (Rodier, 1978). Ils proviennent essentiellement des rejets humains et de l'eau de pluie (Tron, 1982). > Sulfates Selon les normes AFNOR ; celles de l'OMS et de l'UE, les teneurs maximales admissibles en sulfates dans les eaux naturelles sont de 250 mg/l. Pour les eaux du bassin de Bibakala, les teneurs obtenues sont très faibles et inférieures à 5 mg/l, elles sont dans les normes des différents organismes ci-dessus cités et donc, sur ce plan, dite de bonne qualité. Par ailleurs il faut noter qu'en présence du magnésium ou du sodium, les sulfates provoquent une irritation gastro-intestinale (Rodier, 1978). Ils peuvent être l'indice de pollution par les engrais ou les produits de traitement des jardins (traitement au sulfate de cuivre : CuSO4) de part et d'autre du lit de la Bibakala. > Phosphates L'OMS et l'UE ne donnent pas de seuil pour les phosphates. Selon l'AFNOR, les teneurs en phosphates recommandées sont inférieures à 0,2 mg/l dans les eaux. Les résultats obtenus sont 5 fois supérieurs à cette norme car, ils avoisinent tous 1 mg/L. les phosphates sont facilement fixés par le sol et leur présence dans les eaux naturelles est liée à la nature des terrains traversés par les eaux. Dans cette zone de maraîchage où l'agriculture se caractérise essentiellement par l'utilisation excessive des engrais phosphatés (environ 10 kg pour 1 ha), ces engrais pourraient à la longue devenir la cause d'une pollution liée à l'augmentation de la concentration en phosphate. > Hydrogénocarbonates Les valeurs obtenues varient de 10 mg/l pour la majorité des échantillons à 88 mg/l pour l'échantillon E 02. Elles sont largement inférieures aux seuils de 305 mg/l fixés par Moll (2005). Les hydrogénocarbonates ne sont donc pas un risque de pollution pour les eaux du bassin de la Bibakala. C'est l'élément le plus abondant dans tous les échantillons. Les plus fortes teneurs sont situées au niveau de Joli Soir (de 30 à 80 mg/l), alors que les concentrations les plus faibles (5 à 10 mg/l) se localisent dans la zone de Bamyanga (fig. 23). Dans ces endroits, le matériel rocheux grossier est très important. Ce qui faciliterait la circulation des eaux souterraines pour le quartier Joli Soir où on note une concentration importante de nitrate avec la présence des décharges et autres rejets. > Nitrates et Nitrites Si l'AFNOR ne fait pas de différence dans le seuil fixé pour les nitrates et les nitrites (10 mg/l), l'OMS et l'UE ont fixé respectivement 50 mg/l pour les nitrates et 0,1 mg/l pour les nitrites. Pour nos échantillons, les teneurs sont voisines de 1 mg/l pour les premiers, et d'environ 0,02 mg/l pour les seconds. Ces valeurs sont, dans les deux cas, en dessous de celles maximales admissibles. La présence des nitrates et des phosphates qui est déjà responsable de l'eutrophisation des eaux de surface provoque des troubles graves chez les jeunes vertébrés par dégradation de l'hémoglobine du sang et la production de méthahémoglobine toxique. Ils peuvent également provoquer l'hypertension et sont les précurseurs de nitrosamines cancérigènes (Goudman et Gilman, 1975). Comme pour les cations, l'étude des anions dans les eaux du bassin de la Bibakala montre que pour tous les échantillons et pour chacun des éléments à l'exception des phosphates, les différentes valeurs obtenues sont toutes largement en dessous de celles maximales admissibles par l'AFNOR ; l'OMS et l'UE. Ces eaux sont très faiblement minéralisées. En résumé, sur le plan des paramètres physiques, bien que les valeurs de la conductivité électrique, la température et la couleur soient dans les normes internationales requises ; les valeurs acides des pH rendent les eaux des puits de bassin de la Bibakala impropres à la consommation humaine. Ce résultat coïncide avec ceux de Ngounou Ngatcha et al. (2006) obtenus sur les autres sites (Mbideng ; Baladji I et II ; Bini ; Dang ; etc.) de la ville de Ngaoundéré qui sont tous situés dans des zones où le lessivage des sols contribue à la minéralisation des eaux. Sur le plan des paramètres chimiques, les valeurs des ions sont très basses et respectent pour tous les échantillons et pour chacun des paramètres analysés, les normes de qualité de l'OMS et de l'UE en matière d'eau de boisson pour les hommes.
Figure 21 : Diagramme de Piper (composition chimique des échantillons)
811.2 811.1 810.9 810.8 810.7 810.6 810.5 810.4 810.3 811 342.9 343 343.1 343.2 343.3 343.4 343.5 343.6 343.7 Carte des teneurs en Calcium des eaux souterraines (03 août 2006) 10 Courbe d'Isovaleur de Ca en mg/l 250 m Figure 22 : Carte des teneurs en Calcium des eaux souterraines de la Bibakala
811.6 811.4 811.2 810.8 810.6 810.4 810.2 811 342.6 342.8 343 343.2 343.4 343.6 Carte des teneurs en Bicarbonates des eaux souteraines de la Bibakala 30 Courbe d'Isovaleur de HCO3 en mg/l 250 m Figure 23 : Carte des teneurs en Bicarbonates des eaux souterraines de la Bibakala III.3.4. Rapports caractéristiques Les représentation graphiques révèlent que toutes les eaux sont bicarbonatées sodiques ou calciques. Leur classement dépend des cations Ca++, Mg++ et Na+. Pour suivre leur évolution chimique, et les relations eau - roche, nous avons établi les rapports caractéristiques suivants (tableaux 18 en annexe) : - r (Mg2+ / Ca2+) ; - r (Ca2+ / Na+) ; - r (Na+ / K+) ; - r (SO42- / Cl-). III.3.4.1. Rapport r (Mg2+ / Ca2+) Ce rapport est le plus faible dans les nappes de la Bibakala (alluvions sur socle). Il varie de 0,004 à 1 dans les nappes et on peut noter son augmentation dans la direction des écoulements souterrains de l'amont vers l'aval, parallèlement à une très légère augmentation de silice. On observe, également une teneur constante en Mg, ce qui doit être probablement en relation avec la nature argileuse du terrain. III.3.4.2. Rapport r (Ca2+ / Na+) Des rapports supérieurs à 1 sont enregistrés pour 33,33 % des eaux du bassin tandis que les 66,67 % restant ont des rapports inférieurs à 1. Les eaux souterraines du bassin sont donc sodiques. La faiblesse de ce rapport peut être liée à l'existence des échanges de base entre le Na et le Ca. III.3.4.3. Rapport r (Na+ / K+) Ce rapport montre la prédominance du sodium sur le potassium dans les eaux des nappes du bassin de la Bibakala (75 % soit 9 échantillons sur 12 ont un rapport supérieur à 1 comme le montre le tableau II.1 en annexe). Ce rapport varie de 0,25 à 14. Les faibles valeurs de ce rapport peuvent être liées à un échange de base plus faible pour Na+ . Le potassium peut quant à lui provenir d'une altération des feldspaths potassiques (montmorillonites) dans les matériaux (Tardy, 1969 in El Tayed, 1993). III.3.4.4. Rapport r (SO42- / Cl-) Nous avons déjà constaté que les eaux des nappes sont dominées par les faciès bicarbonatés. Les sulfates et le chlorures apparaissent en très faibles teneurs (moins de 1 mg/l pour Cl- et moins de 5 mg/l pour SO42-). Dans les nappes, les valeurs sont constantes (50). Ainsi le sulfate est plus abondant que le chlore. En somme, les analyses chimiques ont permis de mettre en évidence les caractères acides (fig. 24) des eaux ainsi que leur faible minéralisation soulignée par les valeurs de conductivité variant entre 13 uS/cm au niveau de l'échantillon E 07 et 140 uS/cm au niveau de l'échantillon E 02 (fig. 25). Cette acidité est liée à l'intense activité biologique dont la conséquence est la libération du CO2 d'origine biogénique qui contribue à la mise en solution d'ions H+ et HCO3 - (Joseph et al ; 1990 ; Savane et Soro, 2001 in Ngounou Ngatcha et al., 2006). La présence de la phase gazeuse assurerait la réalimentation de la nappe en CO2. L'hydratation de CO2 engendre l'acide carbonique suivant les réactions : CO2 + H2O ~ H2CO3 - lequel contribue à la mise en solution des ions H+ et HCO3 - ; on a donc H2CO3 - ~ H+ + HCO3 - (Ngounou Ngatcha et al.,2006). Il reste toujours important de signaler que, seul un véritable traitement de ces eaux pour corriger le pH et rendre les eaux plus douces est d'une nécessité avérée pour quelles soient dites de bonne qualité : eaux potables (Djeuda et Tanawa, 1999). Pour conclure, on remarque que le rapport Mg2+ / Ca2+ est plus important dans les plages les moins perméables là où les échanges sont susceptibles de se réaliser du magnésium de la phase solide vers l'eau interstitielle. Laboratoire de Géologie de l'Ingénieur et d'Altérologie
pH 7 6,5 pH a 25 C 6 5,5 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Echantillons Figure 24 : Répartition des pH des eaux dans le bassin de la Bibakala
conductivite (pS/cm) 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Echantillons conductivité Figure 25 : Répartition de la conductivité des eaux dans le bassin de la Bibakala |
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