Memoire Online - Mobilisation des ressources en eau souterraine pour l’approvisionnement en eau potable des communes du Bénin. Cas de la commune de Djougou.

Présenté pour l'obtention du diplôme de la Licence Professionnelle en Hydrologie Option : Géohydrologie

MOBILISATION DES RESSOURCES EN EAU SOUTERRAINE
POUR L'APPROVISIONNEMENT EN EAU POTABLE DES
COMMUNES DU BENIN : CAS DE LA COMMUNE DE
DJOUGOU

A mon père et à ma mère pour leur soutien, leur affection et les efforts qu'ils ont sans cesse consentis pour mon éducation et mon bien-être

Avant - propos

Le présent mémoire fait suite au stage académique effectué au sein du Service Eau de Djougou et de la Mairie de Djougou. Stage pendant lequel nous avons suivi les travaux d'implantation géophysique et de réalisation de forage avec le bureau d'étude HYDRO-GENIE. Ce stage s'inscrit dans le cadre des travaux devant conduire à la rédaction de notre mémoire de fin de formation de Licence Professionnelle en Hydrologie : option Géohydrologie de la Faculté des Sciences et Techniques (FAST) de l'Université d'Abomey-Calavi. Ledit stage a consisté, dans sa phase pratique, au suivi de l'exécution des travaux de réalisation d'un forage dans le socle et à une comparaison hydro chimique des eaux de puits et de forages de quelques localités de Djougou. En outre, une revue documentaire à la Mairie de Djougou, au Service de l'Eau de Djougou et au Laboratoire d'Hydrologie Appliquée a renforcé la phase pratique du stage.

Remerciements

Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué sous la supervision du Docteur Soulémana YESSOUFOU et du Docteur Nicaise YALO. Je désire leur exprimer ma profonde gratitude pour n'avoir jamais ménagé aucun effort pour guider mes réflexions malgré toutes leurs multiples occupations.

Un remerciement sincère est adressé à M. Moussa OUOROU, Chef Service Eau de Djougou pour avoir accepter m'encadrer en tant que maître de stage malgré les circonstances du stage.

J'exprime tout particulièrement ma profonde reconnaissance aux Professeurs Abel AFOUDA, Moussa BOUKARI et Daouda MAMA pour la dextérité avec laquelle ils ont conduit la Formation de Licence Professionnelle en Hydrologie.

J'associe aussi à mes remerciements le Docteur Abdoukarim ALASSANE pour ses utiles et nombreux conseils depuis le début de notre formation jusqu'à la réalisation de ce document.

J'adresse mes profonds remerciements à M. Soumaïla MOUNIROU, Chef Mission de l'entreprise FORAG S.A. pour son encouragement ainsi qu'à toute l'équipe de l'entreprise HYDRO - GENIE en particulier à son Directeur Général, Mr Maxime N'DANIKOU et son Adjoint, M. Olivier TIETA, qui nous ont accepté en tant que stagiaire et qui n'ont ménagé aucun effort pour nous faire vivre l'intensité et la passion des travaux de forage. Nous ne passons pas sous silence les nombreux conseils et la disponibilité de M. Ibrahim SERO, Directeur Général de BARAKA Consulting, nous lui exprimons nos chaleureux remerciements.

Notre sincère gratitude à l'endroit de M. Richard AZEHOUNGBO, Hydrogéologue qui n'a ménagé aucun effort pour nous montrer du doigt la manipulation des appareils et le déroulement des travaux.

C'est avec un plaisir non dissimulé que j'exprime tout particulièrement mes remerciements à M. Félix AZONSI, Directeur de l'Information sur l'Eau à la DG-EAU pour ses conseils précieux ainsi qu'à M. Isaac TCHENGA, Responsable des Ressources Hydrauliques de la Mairie de Djougou, pour sa franche disposition à nous écouter et à M. Bienvenue ADANDAHO, Chef Division Etude Réglementation et Travaux du Service Eau de Djougou.

Je tiens également à remercier M. Gédéon Wèré SAMBIENOU pour sa clairvoyante collaboration lors du traitement des données.

Finalement, tout l'honneur est à moi de rendre hommage à M. Habirou ABDOULAYE pour m'avoir hébergé ainsi qu'à mes collègues de la première promotion de la Licence Professionnelle en Hydrologie pour leur franche amitié.

Résumé

Le sujet de notre étude « mobilisation des ressources en eau souterraine pour l'AEP des communes du Bénin : cas de la commune de Djougou » a pour objectif de connaître et de présenter les différentes étapes qui conduisent à la mobilisation de la ressource en eau souterraine dans le domaine du socle. Spécifiquement, il s'est agit de montrer comment se déroule la réalisation d'un forage et toutes les procédures connexes qui permettent sa réalisation. Il s'est agit également de faire une étude de comparaison hydrochimique des eaux de forages et de puits de certaines localités de Djougou. La méthode utilisée pour atteindre nos objectifs a été d'une part, de faire une recherche d'informations à la Mairie, au Service de l'Eau de Djougou et au près des villageois et d'autre part, de suivre les travaux de foration dans le socle et de faire des analyses d'échantillons d'eau. Le suivi des travaux nous a permis de présenter les étapes de la réalisation d'un forage et de collecter les données relatives aux travaux afin de les traiter et d'en obtenir des résultats que nous avons interprétés. Les échantillons d'eau de forage et de puits analysés nous ont permis de faire une comparaison hydrochimique des eaux de forage et de puits des localités choisies. De cette étude nous avons conclu que les eaux de puits et de forage avaient globalement les mêmes faciès chimiques sauf l'eau de forage de Paparapanga et que ces eaux respectaient les normes OMS en concentration ioniques. Egalement nous avons retenu que, lorsqu'on capte l'eau souterraine à une profondeur plus grande, l'eau captée à une minéralisation plus importante et les ions contenus dans l'eau dépendent des roches lessivées par l'eau pendant son infiltration.

Abstract

The topic of our survey " mobilization of resources in underground water for provision in water of the townships of Benin: case of Djougou " has for objective to know and to present the different stages that drive to the mobilization of the resource in underground water in the domain of the pedestal. Specifically, it about to show how takes place the realization of boring and all related procedures that permit its realization. It about also to make a survey of ionic comparison of the waters of boring and wells of some localities of Djougou. The method used to reach our objectives was on the one hand, to make a research of information in the Town hall, to the Service of the water of Djougou and to the close to the villagers and on the other hand, to follow the works of foration in the pedestal and to make analyses of water samples. The follow-up of works permitted us to present the stages of the realization of a boring and to collect the relative data to works in order to treat them and to get some of the results that we interpreted. The samples of water of boring and well analyzed permitted us to make a hydro chemical comparison of the waters of boring and chosen locality well. Of this survey we concluded that the waters of well and boring had the same chemical result globally except the water of boring of Paparapanga and that these waters respected the WHO norms in ionic concentration. Also we kept that, when one captures the underground water to a bigger depth, water captured to a more important mineralization and the ions contained in water depends on rocks washed by water during his/her/its infiltration.

Sommaire

CHAPITRE 2 : PROCESSUS D'APPROVISIONNEMENT EN EAU DANS LA COMMUNE

Sigles et abréviations

Liste des figures

Figure 2 : Evolution de la pluviométrie mensuelle moyenne de 1950 à 2000 à la station de

Figure 4 : Histogramme des taux de desserte des arrondissements de la commune de

Figure 8 : Courbe de résistivité de SE1 permettant d'avoir le nombre de couche (logiciel

ipi2win) 39
Figure 9 : Courbe de résistivité de SE2 permettant d'avoir le nombre de couche (logiciel

ipi2win) 40
Figure 10 : Courbe de sondage SE 1 permettant de déterminer les fractures (logiciel excel) 40

Figure 14 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de Pélébina 45

Figure 15 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de Dendougou 45

Figure 16 : Figure 16 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de

Figure 17 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de Baniérou 46

Figure 18 : Diagramme de piper de quelques échantillons d'eaux de puits et de forage de

Liste des tableaux

Tableau 1 : Récapitulatif des instruments et appareils utilisés lors de l'implantation 18

Tableau 6 : Concentrations ioniques en mg /L par ouvrages des localités échantillonnées 37

Liste des Photos

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commune de Djougou

Introduction

L'eau, source de vie, est une ressource indispensable à quelque forme de vie. Depuis peu, elle est reconnue comme étant une ressource limitée. Au Bénin, face à la demande sans cesse croissante du fait de la poussée démographique, la problématique de la mobilisation des ressources en eau souterraine se pose avec acuité en particulier dans les régions du socle du Bénin: c'est le cas de la commune de Djougou située au Nord Ouest du Bénin. En effet, vu le coût très élevé du traitement des eaux de surface, leur utilisation pour l'approvisionnement en eau potable pour la consommation humaine n'intervient qu'en dernier recours quand les ressources en eau souterraines ne sont plus pérennes ou sont inaccessibles. La problématique se résume alors à la maitrise des méthodes de captage de l'eau souterraine pour une meilleure mobilisation des ressources en eau souterraine pour l'approvisionnement en eau des populations. La description des différentes étapes de la réalisation d'un forage et l'étude hydrochimique de quelques échantillons d'eau de puits et de forages constituent l'objectif général de ce mémoire dont le thème est : "Mobilisation des ressources en eau souterraine pour l'AEP des communes du Bénin : Cas de la commune de Djougou".

Le premier présente les caractéristiques pédoclimatiques et humaines du milieu d'étude.

Le deuxième décrit le processus d'approvisionnement en eau, les taux de desserte et la méthodologie des travaux.

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CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU MILIEU D'ETUDE

1*1 Présentation physique et géographique de la zone d'étude

1.1.1 Localisation du milieu d'étude

Située au Nord Ouest du Bénin, la commune de Djougou fait partie du département de la Donga. Elle s'étend sur une superficie de 3966 km². Elle est limitée au Nord par les communes de Kouandé et de Pehunco, au Sud par la commune de Bassila, à l'Est par les communes de Sinendé, de N'Dali et de Tchaourou ; à l'Ouest par les communes de Copargo et de Ouaké (Fig. 1). Conformément à l'article 7 de la loi 97%028 du 15 janvier 1999 portant organisation de l'administration territoriale de la République du Bénin, la commune de Djougou compte douze arrondissements (dont trois urbains à Djougou centre) subdivisés en 76 villages et quartiers de ville.

1.1.2 Hydrographie et ressources naturelles

Le réseau hydrographique de la commune est dense (figure 1), constitué de cours d'eau permanents notamment la Donga, l'Affon (affluent de l'Ouémé Supérieur), la Monmongou et la Doninga et de plusieurs rivières et ruisseaux saisonniers. Ces différents cours d'eau possèdent de nombreux bras qui sont autant de sources d'approvisionnement en eaux de surfaces et de réalimentation des nappes souterraines.

Le couvert végétal de la commune de Djougou est dominé par les savanes boisées, arborées et arbustives dont 37.182 hectares constituent des forêts classées (figure 1) avec quelques reliques de forêts galeries notamment le long des cours d'eau. On rencontre également par endroit des forêts claires et des forêts denses. Les espèces dominantes rencontrées sont le Néré, le Karité et le Baobab.

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COMMUNE DE KOUANDE

O E

Kpèrè

Pébouko

COMMUNE DE COPARGO

KOLOKON

Tébou
·

DE
·

· Yaroussonga

OuamolraCOMMUNE

Gangamou
· ^·DE

PEHUNCO

Gondéssar

·

DJOUGOU

BELEFOU

·

Djakpengou

·

·

·

Kparsi

· Kou

·

NGOU

·

BARIENOU Moné
·

·

Gaouga
·

Affon

·
·

Vers N'Dali

Vers

Ouaké

Founga
·BAREI

·
·

·

Sélra Ouassa

·

Dangoussar

I
·
·

·
· SEROU

·

Déwa

·

·

·

Dédéra

Kpali

·

· Atakpara

g

·

Abitanga

·

DE OUAKE

· Yarakéou
·

·

Sérha Vanhoui

·
·

PARTAGO

Demsirou

· Danogou

·
· Tépléguilissi

supérieur

COMMUN
DE
N'DALI

ONKLOU

Forêt

classée

l'Ouémé

Kpaou

BOUGOU

PELEBINA

COMMUNE DE BASSILA

Dabogou

Daringa

Bakou

0 5

10 15 Km

COM MUNE DE TCHAOUROU

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1.1.3 Conditions climatiques

Le climat dans la commune de Djougou est de type soudano-guinéen caractérisé par une saison pluvieuse s'étendant d'Avril à Octobre et une saison sèche allant de Novembre à Mars. Il tombe en moyenne annuellement des hauteurs de pluies situées entre 1000 mm et 1500 mm. Les hauteurs de pluies de 1950 à 2000 nous donnent une moyenne de pluviométrie annuelle de 1201,73 mm. La figure 2 présente les variations de pluviométrie mensuelle de 1950 à 2000 qui à une influence directe sur la variation du niveau piézométrique des ouvrages. Cette influence est plus accentuée pour les puits à grands diamètre, ce qui à pour conséquence le tarissement de certains puits dans la commune entre février et Mai. Les températures les plus élevées (>40°^C ) s'enregistrent pendant la saison

sèche. C'est en cette même saison qu'on a les plus basses (<10°^C ) sous l'influence de l'harmattan.

Figure 2 : Evolution de la pluviométrie mensuelle moyenne de 1950 à 2000 à la station de Djougou

1.1.4 Démographie et populations humaines

91 287 hommes (50.18%) et 90 608 femmes (49.81%) (RPH-2002). Environ 35% de la population vit en milieu urbain et près de 65% vit en milieu rural. La commune de Djougou est peuplée majoritairement de Yom-Lopka. On y

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rencontre également les Dendi, les pila-pila, les peuhls, les Ditamari, les Bariba, les Fon, les Adja et les Yoruba vivant dans des habitations regroupées ou dispersées. La population est en majorité analphabète.

1*2 Cadre géologique et hydrogéologique

1.2.1 Géomorphologie

Les sols rencontrés dans la commune sont pour la plupart de type argilo-sableuse ou latéritique globalement favorables à la production végétale. Le relief de Djougou est peu accidenté et parsemé de collines.

1.2.2 Géologie

Sur le plan géologique la commune de Djougou est située dans la zone de socle. Cette zone est constituée de roches magmatiques et métamorphiques. Les roches magmatiques dans la commune de Djougou sont, les gabbros qui sont en plus des roches plutoniques. Les roches métamorphiques de la commune de Djougou sont les gneiss, les migmatites et les micaschistes (figure 3). Du point de vue disposition lithologique, le socle de Djougou est recouvert de produits d'altération qui varient en fonction des conditions climatiques, de la nature de la roche mère et de sa fracturation. Ainsi les épaisseurs de la frange altérée sont variables.

La succession des terrains dans le contexte de socle présente en générale de bas vers le haut :

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1-2-3 la tectonique

La commune de Djougou est une zone comportant assez de failles mais les plus grandes sont identifiées dans les arrondissements de Kolokondé et de Pélébina (figure 3). Ces failles font environ 25 km chacune et sont orientées, Nord- Sud, et Nord Est - Sud Ouest dans l'arrondissement de Kolokondé. A Pélébina, la faille est orientée Nord Ouest - Sud Ouest. Il existe également des failles un peu moins importantes d'environ 6 à 8km chacune à Bariénou.

1.2.4 Hydrogéologie

L'aquifère est la zone de captage de l'eau souterraine qui est un système hydrologique identifié par un domaine d'espace souterrain fini et continu appelé réservoir. (Castany et al ; 1982). Dans notre zone d'étude nous avons deux types de réservoirs: un réservoir supérieur d'altérite et un réservoir inférieur (réservoir de fissures, réservoir de failles ou couloirs de fractures). (Guiraud et al ; 1990)

0n rencontre du bas vers le haut, la roche saine et ensuite une zone plus ou moins intensément fissurée et partiellement altérée comportant de nombreuses fissures et diaclases à pendage variables ouvertes. Ces fissures et diaclases sont souvent remplies par les produits d'altération. L'épaisseur de ce réservoir est estimée entre 40 à 50 mètres dans les formations cristallines. Les puits exploitent la nappe du réservoir supérieur. Ces puits se tarissent quelques fois durant la saison sèche ce qui signifie que le réservoir supérieur (aquifère de surface) ne peut assurer un approvisionnement pérenne en eau. Les forages captent quant-à eux le réservoir inférieur à porosité secondaire où l'eau est emmagasinée dans les fractures et fissures.

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CHAPITRE 2 : PROCESSUS D'APPROVISIONNEMENT EN EAU DANS LA COMMUNE DE DJOUGOU E T METHODOLOGIE DES TRAVAUX

2*1 Processus d'approvisionnement en eau

A partir de 1992, le Bénin a adopté une stratégie nationale
d'Approvisionnement en Eau Potable (AEP) en milieu rural fondée sur l'approche de « Réponse à la demande » des populations et sur la volonté de l'Etat de se désengager des activités d'exécution au profit du secteur privé et des ONG. La relecture de cette stratégie a été motivée par un contexte national nouveau caractérisé par : i) la décentralisation qui est appliquée depuis 2003, ii) l'adhésion de notre pays aux Objectifs du Millénaires pour le Développement (OMD) retenus par la communauté internationale en 2002, iii) la lutte contre la pauvreté définie dans le Document de Stratégie de la Réduction de la Pauvreté (DRSP) mis en oeuvre à partir de 2002 et iv) la mise en oeuvre du Programme d'Actions du Gouvernement deuxième génération (PAG 2).

Alors, les 14 et 15 Octobre 2004 à Ouidah, la relecture de ce processus à été adoptée (DG-EAU, 2004). Dans ce nouveau processus, la Mairie est devenue maître d'ouvrage au détriment du Service de l'Eau. Et depuis un certains temps, le processus de « réponse à la demande » disparait pour laisser place au processus d' « approche par la programmation » dans la commune Djougou comme dans plusieurs autres communes du Bénin.

2.1.1 Le processus d'approche par la programmation

C'est un processus qui consiste à ce que la Mairie se charge d'enquêter elle-même avec l'aide du Service Eau, pour recenser les localités qui sont le plus dans le besoin de points d'eau. Elle fait ensuite une programmation en fonction de l'urgence et des projets et programmes en cours. C'est la Mairie elle-même qui paye la contribution des communautés. C'est un processus qui est né du fait

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que pendant l'exécution du processus de « réponse à la demande » certaines communautés ayant plus de moyen que d'autres, font beaucoup plus de demandes pendant que d'autres en ont plus besoins et n'en ont pas les moyens. Ce qui crée un déséquilibre ne permettant pas l'atteinte des Objectifs du Millénaire pour le Développement (OMD) à savoir 1 point d'eau pour 250 habitants.

Dans ce processus, après l'enquête et le recensement des localités à desservir, les différentes communautés des localités choisies réalisent chacun un dossier à l'aide d'un animateur. Etant donné que la commune de Djougou est hydrogéologiquement difficile, il existe des difficultés pour le captage de l'eau. Néanmoins les méthodes géophysiques permettent de trouver des points favorables au captage mains qui sont quelques fois secs (non productifs). Ceci étant, le Service de l'Eau propose un nombre X+N de forages à réaliser pour l'obtention de X forages positifs. N est un nombre de forage ajouté au nombre de forage positifs voulu, en guise de marge sécuritaire au cas où il aurait des forages négatifs. N est proposé en fonction du taux de réussite des anciens travaux de forage dans la zone.

Lorsque la liste des localités qui doivent recevoir les ouvrages est connue, la Mairie en tant que maître d'ouvrage passe à l'élaboration des Dossiers d'Appels d'Offre (DAO) pour choisir le bureau d'étude qui s'occupera de l'implantation et du suivie de la réalisation des forages. Ce bureau après les études de faisabilité rédige à son tour un DAO pour la sélection de l'entreprise qui réalisera les travaux de forage.

Ainsi les procédures administratives débutent et les travaux sont programmés.

Les travaux étant achevés une première réception appelée réception provisoire est effectuée pour vérifier les travaux et faire des mises au point. Ensuite les ouvrages sont mis à la disposition de la population. Après un moment donné la réception définitive est faite attestant la réalisation effective des ouvrages et leur bon fonctionnement.

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Après réception, les ouvrages sont mis à la disposition de la Mairie. Auparavant, l'animateur en collaboration avec la communauté choisit des responsables pour gérer les points d'eau. Mais actuellement il n'ya plus de comité de gestion, il y a plutôt un délégataire communautaire ou privé qui s'occupe de la gestion et du suivi des ouvrages. Dans le cas d'une Adduction d'Eau Villageoise (AEV), c'est un fermier qui gère et qui verse des redevances à la Mairie à travers la signature d'un contrat qui les lie. Lorsque les petites pannes surviennent un artisan réparateur s'en charge et est payé par le délégataire. Mais lorsqu'il y a de grandes pannes, la Mairie s'en charge et le délégataire paye une redevance à la Mairie.

Du point de vue assainissement, l'animateur déjà formé pour ça, passe momentanément pour donner des instructions et des conseils aux délégataires et aux usagers.

Quand l'ouvrage n'est plus réparable, la communauté fait une demande de réhabilitation adressée à la Mairie avec l'aide de l'animateur. La Mairie recense les réhabilitations demandées et relance le même processus quand les fonds destinés à la réhabilitation sont disponibles dans un projet ou programme. Quelques fonds et programmes intervenant dans l'approvisionnement en eau des populations rurales:

- PADEAR : Programme d'Appui au Développement en Eau et Assainissement en milieu Rural. C'est un programme de la coopération allemande GTZ.

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2.1.2 Les ouvrages captant les eaux souterraines et les taux de desserte dans

la commune

- Des Adductions d'Eau Villageoise (AEV) où le débit minimum
exigé est d'environ 5m³/h. Elles sont réalisées à partir d'un forage équipé de pompe électrique où l'eau est emmagasinée dans un château situé au point le pus haut de la zone à desservir. A ce château est associé un réseau de distribution pour desservir la population.

- Des Points d'Eau Autonome (PEA). Ils sont réalisés comme les
AEV mais sans réseau de distribution. Plusieurs robinets sont installés juste à côté du château.

- Et enfin des puits à grand diamètre. La commune de Djougou est
l'une des rares communes qui bénéficient, pour l'approvisionnement en eau des populations, des ressources en eau souterraine et de surface. En effet, elle possède grâce à la SONEB un barrage appelé Barrage de Soubroukou et deux forages à gros débit équipés chacun d'un système d'Adduction d'Eau Villageoise (AEV) qui alimentent une bonne partie de la population du centre ville. Le reste de la population est alimenté par les forages équipés de pompe à motricité humaine ou quelques AEV. L'analyse de la figure 4, qui exprime le taux de desserte (un point d'eau pour 250 habitants) des ouvrages de captage de l'eau souterraine en fonctions des arrondissements de la commune de Djougou, montre que les arrondissements de Djougou I, II et III ont les taux de desserte les plus faibles. Cela se justifie par le fait que ces trois arrondissements font partie du centre ville et donc sont alimentés en grande partie par le barrage et les deux forages à gros débits de la SONEB. On remarque aussi que Bellefoungou

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et Kolokondé ont dépassé les 100% de taux de desserte alors que des arrondissements comme Barei et Patargo sont à moins de 40% ce qui témoigne d'un déséquilibre dans la desserte en Eau des populations. Le taux de desserte total de la commune est de 58,1% (Voir annexe pour les données utilisées).

Figure 4 : Histogramme des taux de desserte des arrondissements de la commune de Djougou

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2*2 Méthodologie des travaux de forage

2.2.1 Description des différentes étapes dans la réalisation des travaux

Elle est subdivisée en trois étapes que sont : i) l'analyse documentaire, ii) la reconnaissance du site et iii) la photo-interprétation

L'hydrogéologue en compagnie de l'animateur de l'ONG qui a participé à la réalisation du projet se rend dans les différentes localités. Cette reconnaissance permet d'établir les schémas d'accès, de prendre les coordonnées des villages avec un GPS et de recueillir des informations telles que la géomorphologie, l'indication des collines, des bas-fonds, des cours d'eau, l'inclinaison du terrain, les forages et les puits traditionnels ou modernes afin de compléter la photo-interprétation.

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Au cours de cette reconnaissance, le chef de mission fait des investigations sur le terrain afin de reconnaître les indices hydrophiles, l'alignement des gros arbres et des termitières, ou tout autre indice qui peut permettre à l'équipe de prospection de choisir les directions et la longueur des profils électriques.

Pour la réalisation des travaux de photo-interprétation, le bureau d'étude utilise un stéréoscope à miroir. Le stéréoscope est un instrument d'optique au moyen duquel on obtient le relief des images. Cette étude est faite à l'aide des photographies aériennes et des imageries satellitaires. Elle permet de déterminer les différents linéaments et les fractures ou failles sur les sites à prospecter dans un rayon de 1 km autour du village si les conditions techniques le permettent. Elle permet de recenser tous les réseaux hydrographiques, les zones d'inclinaison et les ruptures de pente. Les directions choisies sont très souvent liées aux contraintes de cisaillement de l'histoire tectonique qui offre de meilleurs perméabilité, donc de meilleurs débits. Cette étude facilite l'orientation des profils géo-électriques sur le terrain.

L'implantation consiste à l'utilisation d'une méthode géophysique de prospection afin de choisir des points appropriés pour le captage rapide et à bon débit de l'eau souterraine qui s'écoule dans les fractures. La méthode la plus utilisée en prospection au Bénin est le dispositif classique Schlumberger AMNB dans lequel A et B sont des électrodes émettrices du courant électrique et M et N des électrodes réceptrices de la différence de potentielle. Le positionnement des électrodes est représenté à travers la figure 5.

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Le travail commence par la recherche de la direction du trainé. Ceci se fait souvent perpendiculairement à l'alignement des grands arbres hydrophiles comme le baobab (Photo 1). Les études photo-aériennes aussi permettent de choisir d'avance la direction du trainé. Les rivières et les dépressions permettent aussi de choisir des directions de trainé qui leurs sont parallèles. On prend les coordonnées du premier point de mesure avec le GPS

Le trainé ou l'investigation horizontale consiste à mesurer la résistivité du sol à une profondeur constante avec des pas de mesure suivant une direction donnée. L'appareil de mesure de la résistivité appelé résistivimètre, mesure la différence de potentiel enregistrée au niveau des électrodes M et N après l'envoi du courant à travers les électrodes A et B (figure 5) Sous les ordres de l'opérateur qui, après lecture de la résistivité apparente demande à tout le dispositif d'avancer suivant le pas de mesure choisi. Le pas de mesure utilisé a été de 20 m sur une distance qui varie entre 100 à 200 voir 300m. Les données de résistivité sont notées pour la réalisation d'un profil électrique sur papier bi-log.

Aux points de résistivité faible on réalise un sondage. Ces points sont appelés Sondage électrique 1, 2, ou 3 (SE 1, 2 ou 3) selon le nombre de point voulu. Le sondage se fait cette fois-ci avec des longueurs AB et MN qui varient des plus petites longueurs vers les plus grandes (tableau 3). C'est-à-dire qu'on s'éloigne au fur et à mesure du point de sondage avec des distances MN qui font environ le 1/4 des distances AB. A la fin de la réalisation des sondages on caractérise ces

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points par des piquets qui portent les notes : F1, F2, et F3 selon le nombre de point sondés. F1 pour le meilleur point, F2 pour le moins bon ainsi de suite.

Photo 1 : Le Baobab (arbre hydrophile) Photo 2 : Enfoncement des électrodes

On allume l'appareil en penchant le «flexible on-off» vers «on». La lumière de marche s'allume en vert. Avant l'allumage il faut vérifier si le «flexible EXT-INT» est bien conforme à l'origine de la source d'alimentation. Ici la source d'énergie est incorporée à l'appareil, donc le «flexible» doit être penché du côté de «INT» qui signifie intérieur. Après l'allumage, on actionne sur « FUNCT-STOP » pour commencer l'opération de mesure de la résistivité apparente. Ensuite, on appuie sur « SPACING » qui fait afficher à l'écran «SPACING

METER AB/2 = » on saisie alors la longueur correspondant à la distance
AB/2 déjà défini et qui est égale à 100 m. Pour le trainé les distances ne changent pas c'est le point de mesure qui change. L'étape suivante est l'activation du bouton « ENTER », ce qui nous fait afficher à l'écran « MN/2= ..... » et on saisie également la distance MN/2 qui est égale à 10 m. On appuie à nouveau sur « ENTER » ce qui nous fait afficher à l'écran simultanément

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- SP : potentiel spontanée : c'est la valeur du courant naturel existant dans le sol qui peut varier.

- HV : c'est le voltage envoyé dans le sol par le résistivimètre à travers les électrodes A et B. HV = 400V. Les trois tirets après la valeur du voltage signifient que l'injection du courant se fait trois fois dans le sol.

On appuie alors « START » qui permet l'envoie du courant et la mesure de la différence de potentiel. On continue en appuyant « RESULT » et « ENTER » qui font afficher :

- Q : l'écart type des trois différences de potentiel obtenues par les trois injections de courant. L'idéal est d'avoir un Q = O ce qui prouve que le résultat de Ro obtenu est fiable.

On a ainsi des valeurs de résistivités pour chaque point du profil, ce qui nous permet de choisir les points de sondage. Pour la méthodologie de mesure des sondages, on reprend l'opération en actionnant sur « FUNCTION-STOP » pour des AB/2 et/ou des MN/2 différents. La fiche de mesure présentée dans les résultats nous donnera plus d'éclaircissement. Notons qu'il est important pour preuve de prudence, de vérifier si les électrodes sont tapées dans le sol avant d'appuyer sur « START » pour l'envoie du courant. Pour cela il faut que l'opérateur entende le « ok » à travers l'appareil de communication. Ceci pour ne pas électrocuter ceux qui enfoncent les électrodes.

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iii. Utilité des instruments et appareils utilisés pendant l'implantation

Le tableau 1 récapitule les différents types d'instruments et appareils utilisés lors des travaux d'implantation.

Tableau 1 : Récapitulatif des instruments et appareils utilisés lors des travaux d'implantation

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Ces travaux sont réalisés par une entreprise autre que le bureau d'étude. C'est plutôt le bureau d'étude qui envoie des contrôleurs afin de s'assurer que les travaux sont biens réalisés dans les normes et dans le respect des Thèmes De Référence (TDR). L'atelier de forage est constitué d'un camion foreur appelé communément foreuse (photo 4), d'un camion citerne (photo 5), d'un véhicule Pick up, d'un chef foreur, d'un secrétaire de chantier et des manoeuvres.

Arrivé dans la localité, le foreur recherche les piquets F1 (photo 6) et F2 qui sont les points de l'implantation. Le point F1 est prioritaire du point de vue

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probabilité de captage de l'eau (le choix de F1 sera justifié dans l'interprétation des résultats). La foreuse se positionne alors de sorte à ce que son outil de foration soit exactement sur le point F1 (photo 7). Le montage du mât débute suivi de l'installation de l'outil de foration et de l'équilibrage de la machine à l'aide de ses 4 vérins qui soulèvent progressivement la machine jusqu'à la hauteur adéquate L'équilibrage de la foreuse (photo 8) permet au mât de la foreuse d'être bien vertical afin que le trou de forage ne soit pas incliné. Dans le socle la méthode de forage utilisée est une combinaison du forage Rotary (R) et du forage Marteau Font de Trou (MFT) à l'air comprimé. L'outil principal utilisé est le MFT mais on débute la foration de l'altération avec le tricône (photo 9) en envoyant de l'air comprimé injecté par la tête d'injection. Le tricône est adapté aux terrains tendres non consolidés. L'air sort à la tête de l'outil en passant à l'intérieur du train de tiges vissées à l'outil. Pour avancer en profondeur, la foreuse exerce deux types de mouvements sur l'outil. Le premier est un mouvement d'enfoncement vertical à l'aide d'une poulie. Le second est une rotation de l'outil. La foration commence alors avec beaucoup de poussière (photo 10) et prend de la profondeur avec l'ajout de tige. En gagnant en profondeur, le foreur remarque à un moment donné que le bruit du moteur change et que l'outil n'avance plus ce qui signifie qu'il a atteint le toit du socle alors il ressort les tiges une à une et remplace le tricône par le marteau. Mais avant cela, on met un casing qui est une colonne de tube en acier pour empêcher l'éboulement de l'altération. Lorsqu'il n'y a pas de casing comme dans le cas des travaux que nous avons suivi on utilise des PVC provisoires de 178 mm et 195 mm de diamètre respectivement intérieur et extérieur (photo 11). Ces PVC prennent en compte toute la longueur de l'altération. Après cela Le MFT (photo 12) est installé avec le vissage du train de tiges à travers lequel l'air comprimé passe sous haute pression (photo 13). Une pièce métallique au bout du MFT fait des mouvements de va et vient verticaux et très rapides sous la force de la pression exercée par l'air comprimé. Cette pièce vient frapper la queue de l'outil

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dont le taillant reste en contact direct avec le sol. L'air détendu ensuite à son passage dans le marteau, acquiert une grande vitesse et remonte dans l'espace annulaire (entre les tiges et les parois du forage) en entrainant en surface les déblais appelés cuttings.

Photo 6 : Repérage du point F1 Photo 7 : Positionnement de la foreuse en F1

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Le bruit du moteur de la foreuse change et la pression d'air envoyée et affichée au baromètre de la foreuse baisse. La vitesse de foration augmente aussi sensiblement. Connaissant le nombre de tiges envoyées, la longueur d'une tige et celle de l'outil, on peut savoir exactement la profondeur de la fracture. Après avoir reconnue la fracture, le foreur fini la tige entamée et la ressort en envoyant de l'eau pour laver la fracture et ensuite envoie de l'air afin de mesurer le débit d'eau générer par cette fracture. S'il n'y a pas d'eau alors on considère que la fracture est sèche.

On mesure le débit des venues d'eau avec des vases de contenance différentes en fonction de l'importance du débit (photo 14). Lorsque les venues d'eau obtenues produisent un débit d'au moins 700L /h on peut équiper le forage. Mais quand on atteint la profondeur de foration estimée par les études géophysiques et qu'on n'a pas ce débit de 700 L/h on déclare le forage négatif. Dans le cas où on rencontre assez de fractures et que le débit n'est pas suffisant on peut laisser le forage pour l'hydro fracturation. Elle est réalisée par une autre machine et consiste à envoyer de l'eau sous haute pression au niveau des fractures pour les déboucher afin que le débit d'eau puisse augmenter. Ainsi, grâce à l'hydro fracturation on peut quitter un forage négatif pour un forage positif.

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Photo 14 : Récipients de mesure des débits * : Récipient de mesure de gros débit (12 dm³)

Le forage étant déclaré positif, le contrôleur hydrogéologue en commun accord avec le chef foreur, procède à la mise en place de l'équipement. Un schéma est réalisé rapidement sur papier en tenant compte de la profondeur du forage et des niveaux de venu d'eau. L'équipement se fait en PVC de diamètre intérieur et extérieur respectivement de 124 mm et 140 mm comprenant un tubage de décantation dont la base est fermée (photo 15). Les PVC ont des fentes de 0.75 mm à 1 mm (crépines) ou sont pleins (sans fentes). Les crépines sont positionnées au droit des venue d'eau importantes repérer pendant la foration. A la longueur du trou équipé on ajoute celle du hors sol qui est la hauteur de l'équipement au dessus du sol. Sa hauteur fait environ 0,5 m. On prend le soin de mesurer les PVC disponibles pour vérifier la correspondance de la longueur des PVC et du schéma établit parce que les PVC existent de différentes longueurs. L'équipement proprement dite commence par l'envoie du décanteur ensuite les crépines (photo 16) et les PVC pleins s'alternent en fonction de leur positionnement sur le papier de représentation de l'équipement. Les PVC sont envoyés par vissage l'un à l'autre (photo 17).

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Après cette sous étape de l'équipement on passe au gravillonnage qui consiste en la mise en place du massif filtrant (gravier) dans l'espace annulaire. L'espace annulaire est le vide qui existe entre le trou foré et les PVC puisque le diamètre des outils de foration est plus grand que celui des PVC. Le massif filtrant est donc renversé dans l'espace annulaire (photo18), du fond du trou jusqu'à 5 m au dessus de la crépine supérieure. On enlève ensuite le tubage provisoire (photo 19) et on bouche l'espace annulaire en surface pour que l'eau qui sortira lors du développement ne s'échappe pas à travers cet espace. Pour connaitre le volume de gravier à verser on fait le calcul suivant :

{[(Volume/mètre linéaire) du trou foré]-[(volume/mètre linéaire) de l'équipement]} X (la longueur de l'équipement en m + 5m de sécurité)

Le trou étant foré par le MFT, on utilisera le diamètre du MFT qui fait 6»^1/2. Convertissons les 6»^1/2 en cm. 1» = 2,54 cm alors on a 6,5 x 2,54 = 16,51 cm. Soit D le diamètre en mètre, on a la formule du volume linéaire qui donne : D²/4 x 3.14 x 1m On a donc 0.1651²/4 x 3.14 = 0.021 m3

Suivant la même procédure et considérant le diamètre extérieur du PVC qui fait 140 mm. On a : 0,14²/4 x 3.14 x 1m = 0,015 m3

Le volume de gravier par mètre linéaire donne:0,0214m³ - 0,015m³ = 0,006m³ = 6 litres. Alors pour une longueur X_m équipée on a comme volume de gravier : 6 L x (X_m + 5 m).

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Cette étape a pour objectif d'obtenir l'eau claire sans particules. Elle consiste à envoyer un train de tuyaux Galva (photo20) jusqu'à 1 m du fond du forage déjà équipé (dans le décanteur) dans lequel on envoie l'air sous forte pression afin de faire remonter l'eau captée par les crépines. Avant d'envoyer l'air on ferme l'espace annulaire. Après l'envoi de l'air, l'eau monte et sort en passant à travers l'espace existant entre les tuyaux Galva et l'équipement et s'écoule ensuite dans la rigole déjà réalisée pour la mesure du débit. On mesure donc le débit et le contrôleur réalise la tache de sable pour déclarer l'eau claire, ce qui conditionne l'arrêt du développement. En général le développement fait environ 30 à 45 min. La tache de sable consiste à recueillir l'eau dans un vase de 10 litres environ et de la tourbillonner. Une tache de sable se forme au fond du vase (photo 21). Si

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le diamètre de cette tache est inférieur à 1cm alors on déclare l'eau claire. On retire après, les tuyaux Galva et le contrôleur mesure ensuite le niveau dynamique de l'eau dans l'ouvrage à laide d'une sonde électrique (photo 22). Etant maintenant sûr du gravillonnage, on ressort tout ce qui avait servi à boucher l'espace annulaire et on le rempli de tout venant (les cuttings) jusqu'à 1m du sol. Le mètre restant est comblé par du ciment pour rendre l'équipement solide et empêcher toute infiltration directe vers les crépines.

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L'atelier de l'entreprise qui s'occupe de cette étape est composé soit d'un camion soit d'un véhicule adapté avec la machine comme se fut notre cas. Le pompage d'essai consiste à tester le forage. C'est-à-dire solliciter la nappe en pompant une quantité d'eau pendant un temps donné et en observant au fur et à mesure la baisse du niveau d'eau dans le forage. Cette baisse de niveau est appelée le rabattement. Ces donnés traitées et interprétées nous permettent de connaître le débit maximum que peut fournir le forage en permanence sans risque.

Les travaux démarrent par le contrôleur qui prend le niveau statique et la profondeur du forage à l'aide d'une sonde électrique et une sonde de masse. La méthode de pompage d'essai utilisée est celle du CIEH (Comité Interafricain d'Etudes Hydrauliques). Le débit et la durée de chaque palier varient suivant chaque forage et le nombre de paliers varie également suivant les débits obtenus après équipement des forages. Le choix du nombre de paliers se présente comme suit :

Le déroulement du pompage commence par la recherche de la meilleure position pour installer la machine afin de poser la poulie de déroulement du flexible

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proche du forage. On associe le flexible à la pompe (photo 23). Le flexible est un tuyau dans lequel passera l'eau pompée du forage par la pompe vers l'autre extrémité pour la mesure du débit. Le câble de sécurité et celui de l'alimentation de la pompe étant déjà associés à la pompe, on descend la pompe très basse dans le forage par le déroulement du flexible auquel elle est associée (photo 24). Il est très important de s'assurer que la pompe est descendue au niveau d'un PVC plein pour que la pression de pompage ne détruise pas les crépines. Le câble de sécurité est attaché à la pompe pour pouvoir la retirer lorsqu'elle se dissociera du flexible et le câble d'alimentation conduit le courant à la pompe. L'autre bout du flexible est vissé à une association de tuyaux en métal afin de recueillir l'eau pompée et de mesurer le débit pour caler les différents débits à utiliser pour le pompage. Une vanne installée sur la tuyauterie (photo 25) permet de diminuer et d'augmenter le débit. Ainsi, selon le débit au développement on règle à l'aide de la vanne le débit qu'il faut pour chaque palier.

La mesure du débit se fait par le chronométrage du remplissage d'un vase (photo 26). Connaissant le volume du vase et le temps de remplissage on fait le calcul suivant : volume du vase en Litre multiplié par 3600 secondes, le tout divisé par le nombre de seconde de remplissage. Et on a le débit en Litre/heure. Lorsque ce débit ne correspond pas au débit voulu pour l'opération on serre ou on desserre la vanne afin de reprendre l'opération jusqu'à obtenir le débit voulu. Après cela on peut donc chronométrer le temps de pompage et la mesure de la baisse du niveau dynamique (photo 27). Dix minutes avant la fin du pompage le contrôleur prélève au jet un échantillon d'eau pour analyse dans une bouteille de 1,5L. Il inscrit sur la bouteille le nom du village, le numéro du forage, l'heure, la date de prélèvement et son propre nom. Il fait également un test de tache de sable pour confirmer la clarté de l'eau.

Après le pompage, on observe une remonté du niveau d'eau dans l'ouvrage pendant 1h. On note les remontés suivant une chronologie. On traite les donnés au bureau pour en déduire le débit à utiliser pour le forage et la cote de la pompe

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à installer. La présentation des résultats et l'interprétation seront abordés dans le chapitre III.

Photo 24 : Déroulement du flexible dans le forage Photo 25 : Vanne de régularisation du débit

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Cette étude consiste à la détermination du faciès des eaux et à une comparaison des concentrations ioniques. L'obtention des faciès des eaux demande une analyse de certains paramètres après échantillonnage de ces eaux. Cette étude nous donnera une idée sur le faciès des eaux et les interprétations des comparaisons ioniques nous permettrons de savoir l'origine des éventuelles différences de concentration. Puisse que les puits captent la nappe phréatique et les forages la nappe captive constitué par les fractures du socle.

Pour l'obtention des concentrations des ions on fait un dosage par chromatographie.

L'échantillonnage a constitué à prélever les eaux in-situ dans des bouteilles en plastique. Nous avons prélevé, au total, 8 échantillons dont 4 pour des eaux de forages et 4 autres pour des eaux de puits. (Tableau 2). Il faut préciser que la distance séparant un forage d'un puits dans chaque localité choisie ne dépasse pas 15 m.

Les échantillons ont été conservés dans une glacière et transportés le lendemain au Laboratoire d'Hydrologie Appliquée (LHA) pour détermination des cations

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(Mg²⁺, Ca²⁺, Na⁺, et K⁺) et des anions (SO4^2%, HCO3 %, NO3 %, Cl^%). Les bicarbonates ont été calculés à partir du TAC.

phosphates, calcium, sodium, magnésium, ammonium, potassium, la méthode utilisée pour la mesure de leur concentration est la méthode chromatographique. C'est une technique analytique qui permet l'analyse qualitative (par séparation des espèces présentes) et quantitative des espèces ioniques présentes dans un échantillon liquide dépourvu de matières en suspension.

Pour la mesure des échantillons, une fois le système équilibré, nous injectons 1 ml de l'échantillon dans le chromatographe DIONEX ICS-1000 (photo 28) préalablement étalonné. Nous obtenons sur l'écran de l'ordinateur de pilotage du chromatographe une courbe qui nous indique les éléments minéraux présents de même que leurs concentrations en mg/l. Il faut noter que les analyses des anions et des cations se font différemment.

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Pour le dosage des ions bicarbonates, nous avons Prélevé 50 ml de l'échantillon dans un erlenmeyer puis nous avons ajouté trois (3) gouttes d'indicateur (Hélianthine). Il apparaît une coloration jaune. Ensuite nous avons dosé le mélange avec une solution d'acide sulfurique (H2SO4) de concentration N/25 jusqu'au virage de l'indicateur. Après avoir déduit le volume d'acide versé, la teneur en bicarbonate de l'échantillon est obtenue par la formule suivante :

2.2.2 Présentation et traitement des données

Les données utilisées sont celles des travaux de forage dans la localité de GOUMBAKOU, arrondissement de Pélébina de Coordonnées : X= 01°37'46,8» ; Y=9°33'26,6» et Z= 433m. (Hydro-Génie 2009)

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Les données issues des trainés sont traitées avec le logiciel « Excel » pour la réalisation du profil de résistivité. Il faut noter que, sur le terrain, le profil est tracé à la main sur un papier semi-logarithmique au fur et à mesure que les données sont acquises afin de choisir in-situ les points où seront réalisés les sondages qui sont les points de faible résistivité.

Les données issues des sondages quant à eux sont traitées avec les logiciels « Ipi2Win » et « Excel » pour avoir comme résultats les courbes de sondage. Les courbes de sondage sont réalisées également sur le terrain à la main, sur un papier bi-logarithmique. Ces courbes sont réalisées sur le terrain afin de déterminer les meilleurs points de sondage sur place. Le meilleur point est appelé F1 (forage 1) et on a donc SE 1= F1 ou SE 2=F1. Le moins bon est appelé F2 (forage 2) et on a aussi SE 1= F2 si SE 2 = F1 et SE 2= F2 dans le cas contraire. Néanmoins arrivé au bureau il est important de traiter les données pour en déduire la profondeur approximative de l'altération, des fractures et du

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forage à réaliser. Ces informations sur les profondeurs approximatives servent de repaire au contrôleur des travaux de forage.

b) Présentation et traitement des données de forage Le tableau 4 présente les données de forage.

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Après acquisition des données du forage, on a réalisé la coupe de forage à l'aide du logiciel « Coupe de forage » dont le résultat donnera des informations à l'atelier de pompage d'essai. Des informations comme : les cotes crépines, la profondeur du forage, le débit au développement etc...

Le débit du forage étant d'environ 1m³, le nombre de palier à été de deux. A savoir 0,7 m³ pour le premier pendant 2h et environ 1,1 m³ pour le second pendant 2h également plus une heure de remonté (tableau 5). Le logiciel étant calé sur 3 paliers, la continuité du deuxième palier (la deuxième heure du deuxième palier) est considérée comme étant le troisième palier (tableau 5). Les données du pompage d'essai (tableau 5) sont traitées avec un logiciel programmé sur « Excel » appelé « essai par palier » qui fournit les informations suivantes : le débit d'exploitation, la cote d'installation de la pompe, le temps de pompage par jour, le niveau dynamique maximum pour une sécheresse de 8 mois et le type de pompe à utiliser.

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CI CARACTERISTIQUES

ESSAI DE DEBIT SIMPLIFIE
POUR FORAGES VILLAGEOIS

N° ... /F

DU FORAGE

40,00 m/sol 40,00 m/sol 20,00 m/sol

0,947 m³/h

m³/h m³/h

24,13 m

124 _mm

0,947 m³/h

Localité: EPP GOUMBAKOU

l Profondeur"forée":

Commune: DJOUGOU Arrondst: PELEBINA

X Y

0 MESURES PENDANT L'ESSAI

Village: GOUMBAKOU

Z m

Département: DONGA

l Profondeur

l

Opérateur :

ANTOINE F.

l Profondeur venues d'eau:

l

de 26 m à 31 _m

de m à m

de m à m

l Profondeur

l

Pompage de :

9 15

h mn

13 15

h mn

Observations (Manoeuvres,

eau claire/ trouble, tache sable,etc...)

sommet crépine:

Niveau

Rabatt.

DEBITS Q

s/Q

l

eau

s (m)

Temps

(s)m³/h

(m/m³/h)

l

(m)

7,66

N

(s)

3

9,58

1,92

77

0,701

2,74

1er palier

Réglage débit

Eau claire

DU FORAGE

:

14,58 m/sol

5

12,00

4,34

77

0,701

6,19

l

10

14,09

6,43

77

0,701

9,17

14,75

7,09

77

0,701

10,11

2 h

h

1,285 m³/h

m³/h

:

15,48 m/sol

20

15,00

7,34

77

0,701

10,47

l

30

15,27

7,61

77

0,701

10,85

l

40

15,53

7,87

77

0,701

11,22

60

16,08

8,42

77

0,701

12,01

80

16,39

8,73

77

0,701

12,45

l

100

16,60

8,94

77

0,701

12,75

120

16,77

9,11

77

0,701

12,99

125

18,61

10,95

49

1,102

9,94

2^è palier

130

18,82

11,16

49

1,102

10,13

l

140

19,05

11,39

49

1,102

10,34

150

12,25

4,59

49

1,102

4,17

160

12,44

4,78

49

1,102

4,34

180

19,79

12,13

49

1,102

11,01

19,94

12,28

49

1,102

11,14

3^è palier

Eau claire

OO DONNEES DE L'ESSAI

200

20,09

12,43

49

1,102

11,28

Tube PVC

0,65 m/sol

7,66 m/rep

40,65 m/rep 40,65 m/rep

Ø .........

15 litres

23,00 m/sol

m/rep

_m/rep

210

20,23

12,57

49

1,102

11,41

l

220

20,35

12,69

49

1,102

11,52

230

20,46

12,80

49

1,102

11,61

l

240

20,54

12,88

49

1,102

11,69

REMONTEE

Observations

l Profondeur après

l

t

Niveau

Température: 29°C eau : claire conductivité: 310 mV pH: 7.08

- Tube Pitot : ou bac jaugé :

l Pompes :

l

(mm)

eau

5

10,88

10

9,51

20

8,60

l

8,41

8,29

Profondeur 2" 1/2 :... Profondeur 3/4" :...

8,21

14 15

8,17

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d) Présentation et traitement des données de l'analyse hydrochimique Le tableau 6 présente les données issues de l'échantillonnage

Tableau 6 : Concentrations ioniques en mg /L par ouvrages des localités échantillonnées

Les données hydrochimiques ont été utilisées pour l'obtention des faciès des eaux de puits et de forage de chaque localité. Ces données nous ont permis de comparer également l'ionisation des eaux de puits et de forages. Nous avons utilisé le logiciel « Diagrammes » pour la détermination des faciès hydrochimiques et « excel » pour comparer les concentrations ioniques des eaux de puits et de forage de chaque localité.

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CHAPITRE 3 : RESULTATS E T INTERPRETATIONS

3*1 Résultats et interprétation des travaux d'implantation

Les profils de résistivité des deux trainés montrent des points de résistivités faibles (fig. 6 et 7) qui indiquent une anomalie qui peut être une fracture, par conséquent, une source probable d'eau souterraine. Ce qui justifie le choix dans notre étude des points fléchés SE 1 (fig. 6) et SE2 (fig. 7) pour réaliser les sondages. Il faut noter que, sur le terrain d'autres facteurs sont pris en compte comme la présence des termitières qui sont des preuves de présence d'eau.

La courbe de sondage SE1 issu du logiciel IPI2WIN (fig. 8) présente 4 couches (N = nombre de couches) d'épaisseur différente (Alt = Altitude) et leur résistance. La comparaison de ces résultats avec le tableau des profondeurs des couches réelles traversées (tableau 4, lithologie) nous permet de déduire que Les trois premières couches identifiées par le logiciel constituent en réalité une couche d'argile latéritique subdivisée en trois sous couches de résistance moyenne, 1312 O et que la dernière couche est constituée de Gneiss de résistance 34439 O. Le point SE2 n'ayant pas été foré on ne peut comparer son résultat du logiciel (figure 9) à la réalité.

Les figures 10 et 11 sont des résultats du logiciel Excel. Ils permettent d'identifier les fractures. Le décalage qu'il existe entre la courbe bleue et la courbe rouge (fig. 10 et 11) est appelée embrayage. C'est une technique qui permet de confirmer les mesures. Elle s'applique en modifiant la distance MN pour une même mesure d'AB. On peut donc considérer que les courbes bleues rouges et vertes forment une seule courbe. Pour mieux interpréter une courbe de sondage il faut connaitre la lithologie générale de la zone. Lorsqu'on observe la courbe SE1 on remarque que la courbe bleue commence à décroitre au environ de 12 à 13m ce qui représente la fin de la latérite et le début de la zone altérée.

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La courbe rouge continue dans la décroissance jusqu'à atteindre les plus faibles résistivités et remonte brusquement aux environ de 35 à 40m ce qui signifie qu'une zone de fracture a été traversée avant le contact de la roche saine. Ainsi la courbe SE1 présente une fracture aux environs de 35m. La courbe SE2 (figure 11) également présente la même évolution. Mais la différence est que SE1décroit nettement et a des résistivités plus faibles que celle de SE2 ce qui témoigne d'une meilleure conductivité du courant en SE1 qu'en SE2. Or dans le sol c'est l'eau qui favorise la conductivité du courant. Il est donc plus probable d'avoir de l'eau en SE1 qu'en SE2. C'est pour cela que : SE1= F1 et SE2 = F2.

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Figure 8 : Courbe de résistivité de SE1 permettant d'avoir le nombre de couche et leur résistance

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Figure 9 : Courbe de résistivité de SE2 permettant d'avoir le nombre de couche et leur résistance

Figure 10 : Courbe de sondage SE 1 permettant de déterminer les fractures (logiciel excel)

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3*2 Résultat et interprétation des travaux de forage

La coupe de forage (fig. 12) montre clairement les 4 couches traversées, le niveau statique de l'eau, la profondeur du forage, les cotes des crépines qui font environ les ³/4 de l'épaisseur de la couche de gneiss fracturé ce qui confirme bien que l'eau est captée dans les fractures. Les cotes des crépines permettront de savoir à quel niveau il faut poser la pompe pour ne pas endommager l'ouvrage.

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3*3 Résultats et interprétation de pompage d'essai

Le positionnement de la pompe d'exploitation (annexe, fiche B, partie 8) s'est fait à partir de la construction de la courbe d'essai-exploitation intégré au logiciel (figure 12). La figure 13 est une représentation éclairée et détaillée de la partie 4 de la fiche B de l'annexe qui n'est pas du tout lisible.

Les points noirs reportés sur la figure 13 en coordonnées semi- log, sont les rabattements spécifiques s/Q de l'essai (tableau 5). Ces points ont une droite de corrélation appelée droite de Jacob (droite noire sur la figure 13). Cette droite coupe les verticales X et Y en A et en B. On trace ensuite la parallèle à l'axe des abscisses passant par B (droite verte) qui coupe la verticale Z en C. l'ordonnée s/Q de C est le rabattement spécifique après 8 mois de pompage de 12h/jour. Ici s/Q8mois=24m/m³/h environ (figure 13). Cette valeur multipliée par Q1 (débit du premier palier) nous donne le rabattement après 8mois d'exploitation 12h/Jour, s8mois=21,19m. Le temps de 8 mois est considéré parce que c'est le temps maximale que peut durer une saison sèche et c'est en saison sèche qu'on observe une baisse saisonnière du niveau statique de l'eau. Ce rabattement est additionner au niveau statique d'étiage (NSE) ce qui nous donne le niveau dynamique (ND) sous lequel on peut positionner la pompe. Le NSE a été déterminé comme suit :

On détermine d'abord la baisse saisonnière (ANS) avec un abaque de baisse saisonnière intégré au logiciel, qui donne la baisse du niveau statique en 8mois de saison sèche sans pompage (ANS=1,5m) (annexe, fiche B, partie 5). On additionne cette baisse (ANS) au niveau statique avant essai (NS=7,01m) ce qui donne le niveau statique d'étiage(NSE) qui est égale à 8,51m (annexe, fiche B, partie 5). Nous avons donc ainsi ND=NSE+s8mois=21,19m+8,51m=29,7m (annexe, fiche B, partie 8). La marge de sécurité pour l'installation de la pompe dans le socle est de 5m environ alors on ajoute 5m au ND ce qui nous a donné la

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profondeur d'installation de la pompe égale à 35m. Après ce résultat il faut veiller à ce que la pompe ne soit pas au bon milieu des crépines sinon elle pourrait exercer une forte pression sur elles ce qui briserait les fentes des crépines et endommagerait l'ouvrage. Dans notre cas les crépines sont entre 36 et 24m de profondeur et la pompe est à 35m (figure 12) ce qui est acceptable. Le débit d'exploitation est de 1m³/h environ (annexe, fiche B, partie 8) et la pompe utilisée est la pompe de marque VERGNET 4C qui est une pompe à motricité humaine. Il existe quatre types de pompe à savoir : la pompe à motricité humaine, la pompe immergée électrique, la pompe d'épuisement et la motopompe de surface. (Drouart et al ; 1999) Elle est utilisée pour des cotes de pompe comprises entre 0 et 40m comme c'est notre cas.

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3*4 Résultats et interprétation de l'étude hydrochimique

Les courbes de concentrations ioniques de Dendougou et de Bariénou (figure 15 et 17) montrent clairement que les eaux de puits sont plus minéralisées que les eaux de forage. Les Courbes de concentrations ioniques de Pélébina et de Paparapanga (figure 14 et 16) montrent le contraire, les eaux de forage sont plus minéralisées que les eaux de puits. Lorsqu'on compare ces résultats à la lithologie de chaque localité, on remarque que les localités de Paparapanga et de Pélébina ont presque la même lithologie dominée par les gneiss (tableau 9 et 10) qui sont des roches métamorphiques. On remarque également que les localités de Dendougou et de Bariénou ont une lithologie, respectivement dominée par les pegmatites et les granites (tableau 7 et 8) qui sont des roches plutoniques. La nature des roches traversées par l'eau à donc une influence sur les ions majoritaires contenus dans l'eau.

Le tableau 11 montre que les forages de Paparapanga et de Pélébina sont les plus profonds comparativement à ceux de Bariénou et de Dendougou, et que la différence de profondeur entre les puits et les forages est plus importante à Paparapanga et à Pélébina. L'importante différence de profondeur entre Les forages et les puits de Paparapanga et de Pélébina (tableau 12), explique surement le fait que les concentrations ioniques de ces forages soient nettement plus élevées que celles de ces puits car, avec la profondeur l'eau d'infiltration lessive les roches et s'enrichit des minéraux contenus dans la roche.

Le diagramme de Piper des eaux échantillonnées (fig.18) montre que les eaux échantillonnées ont tous un faciès bicarbonaté calcique sauf l'eau de forage de Paparapanga qui a un faciès chloruré calcique. Notons que les ions bicarbonates proviennent en grande partie de la mise en solution du CO2 et que le CO2 est issue de la décomposition de la matière organique. Les eaux d'infiltration

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apportent aussi des quantités non négligeables du CO2 atmosphérique (Yantikoua et al; 2009).

La comparaison des concentrations ioniques (tableau 6) avec les normes OMS (tableau 12) nous fait remarquer que les concentrations en calcium, magnésium et nitrates de l'eau de forage de Paparapanga dépassent les normes OMS limites acceptables mains n'atteignent pas les concentrations limites extrêmes.

Figure 14 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de Pélébina

Figure 15 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de Dendougou

Figure 16 : Figure 16 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de Paparapanga

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Figure 17 : Courbes des concentrations ioniques des échantillons d'eau de Baniérou

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Figure 18 : Diagramme de piper de quelques échantillons d'eaux de puits et de forage de Djougou

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3*5 Présentation d'un forage fonctionnel

Pour obtenir un forage fonctionnel (photo 30), après les travaux que nous avons

réalisés il faut construire la margelle (photo 29) et installer la pompe. La margelle elle est constituée :

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3*6 Difficultés rencontrées

Les hydrogéologues sur le terrain sont confrontés à de nombreux problèmes à savoir :

3.6.1 Le choix du site d'implantation

Arrivé dans le village ou la localité, certains chefs de village font déjà leur choix

du site d'implantation. Souvent proche de leur case ou de leur champ afin de bénéficier de la proximité du point d'eau. Or le choix du site dépend des paramètres hydrogéologiques. L'hydrogéologue à l'aide de l'animateur se doit de donner des explications au chef de village ce qui quelques fois entraine des mésententes qui sont très difficiles à gérer.

3.6.2 La réalisation des implantations

l'enfoncement des électrodes devient un calvaire. On passe banalement une dizaine de minutes pour la recherche du point idéal pour l'enfoncement des électrodes.

3.6.3 L'accès à la localité avec l'atelier de forage

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oblige à chercher des voies secondaires qui parfois nous font perdre banalement toute une journée. Le pire, c'est quand les voies sont non loin des bas-fonds que des cas d'enfoncement surviennent (photo 31). Pour des cas pareils on passe au moins un à deux jours dans la localité en dormant à la belle étoile ou dans une école avec un peu de chance.

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Conclusion

Le stage qui nous a conduit à la réalisation de ce document et qui a pour thème «Mobilisation des ressources en eau souterraine pour l'AEP des communes du Bénin : cas de la commune de Djougou » nous a permis de savoir que le processus suivi actuellement pour la mobilisation des ressources en eau souterraine à Djougou est le «processus d'approche par la programmation» où c'est la Mairie elle-même qui paie la participation financière des populations et qui programme les localités à desservir. Nous pouvons dire également que la réalisation d'un forage suit certaines étapes que sont : l'étude de faisabilité, l'implantation géophysique, la foration, le pompage d'essai et les dernières étapes que nous n'avons pas suivi que sont : la réalisation de la margelle et la pose de la pompe. L'étude hydrochimique faite sur les eaux de quelques forages et puits de Djougou nous permet d'affirmer que les concentrations ioniques des eaux respectent les normes OMS et que, dans les localités de Paparapanga et de Pélébina, les eaux de forages sont plus minéralisées que celles des puits du fait que les différences de profondeur entre les puits et les forages de ces localités sont grandes. Contrairement aux localités de Baniérou et de Dendougou où la profondeur des puits est proche de celle des forages. Cette étude hydrochimique nous confirme d'une part que le captage de l'eau souterraine à une profondeur plus grande confère à l'eau une minéralisation plus importante et d'autre part, que la nature des ions contenus dans l'eau dépend des roches lessivées par l'eau pendant son infiltration.

Au terme de ce mémoire nous suggérons que la Mairie favorise, lors de ces programmations, les arrondissements dont les taux de desserte sont faibles, afin que toute la population soit satisfaite. Car l'eau est un droit universel.

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Bibliographie

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DROUART E. et VOUILLAMOZ J. M. (1999) - Alimentation en eau des populations menacées. Herman, éditeurs des sciences et des arts, 293 rue Lecourbe, 75015 Paris. 397p.

GUIRAUD R et al. (1990) - L'hydrogéologie de l'Afrique de l'Ouest : Synthèse des connaissances du socle cristallin et cristallophyllien et sédimentaire. Collection « Maitre de l'eau » 2ème édition.

HYDRO-GENIE (2009) - Réalisation d'études de faisabilité et le contrôle des travaux de 32 ouvrages d'alimentation en eau potable dans les Départements de l'Atacora et de la Donga.

MAIRIE de Djougou. (2010) - Carte administrative et localisation de la commune de Djougou.

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Table des matières

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