Etude de l’implantation de sondages dans l’Adrar de Mauritanie

Analyse des études antérieures

Données antérieures

Les premières prospections de ressources en eau souterraine dans l’Adrar ont été réalisées dans les années 60, par le B.R.G.M., avec comme principal objectif l’alimentation en eau potable d’Atar. Ces études ont abouti à la mise en œuvre de programmes de reconnaissance des nappes alluviales et de leur substratum.
En 1957, deux forages sont réalisés dans le bassin aval de l’oued Amder. Ils captent la nappe alluviale et fournissent 500 m3 .j-1 à Atar. Les calcaires sous-jacents colmatés sont improductifs. En 1961, la croissance démographique rapide de la ville d’Atar nécessite la production de 1000 m3 .j-1 . A cet effet, les sondages sont implantés par BU.R.GE.AP. le long de l’oued Amder et dans la zone du confluent. Les forages réalisés par le B.R.G.M. devraient capter la nappe alluviale par l’intermédiaire de son substratum calcaire supposé fortement fissuré. Sur ces forages, seuls 6 sont productifs (débits entre 10 et 16 m3 .h-1 ). La qualité de l’eau est médiocre.
En 1965, le Service du Génie Rural a réalisé des études et prospections hydrogéologiques par le biais du B.R.G.M. Ce programme d’étude a été financé par le Fonds d’Aide et de Coopération. En 1966, une première synthèse des connaissances acquises sur l’hydrogéologie de l’Adrar a été élaborée par le B.R.G.M. et publiée en 1966 sous forme de 3 cartes hydrogéologiques au 1/200 000 correspondant aux coupures d’Atar, Chinguetti et Faraoun. Le principal intérêt de ces documents est de présenter un fond lithostratigraphique distinguant les formations perméables des formations imperméables. Ce schéma constitue la base de toute prospection d’aquifères profonds.
De 1975 à 1985 la Direction de l’Hydraulique a réalisé une succession d’études reconnaissances, de prospections et de travaux de forages qui avait comme objectif la couverture des besoins en eau toujours croissants de la ville d’Atar.
De 1985 à 1986, le programme de l’Arabie saoudite (projet Gtz/Arabie Saoudite) pour l’alimentation en eau potable des régions rurales des pays du Sahel a réalisé 11 forages d’exploitation dans l’Adrar.
En 1992, le B.R.G.M. a réalisé une étude visant à reconnaître et à tester en profondeur la formation des grès d’Agueni jugée comme la plus prometteuse. Après cette étude structurale détaillée, une reconnaissance de 600 m de profondeur a été proposée. Le forage est implanté aux environs immédiats du débouché de Foum Chor, au droit de l’accident profond.

Résultats préliminaires de l’étude

En 2001-2002, la SONELEC a confié à GEO-CONSULT, les études d’implantation de 6 forages de reconnaissance dont 3 à transformer en forages d’exploitation pour le renforcement de l’alimentation en eau potable de la ville d’Atar. Ce programme de forages est exécuté en 2002 et s’est traduit par la réalisation de 6 forages d’exploitation, un piézomètre et un sondage négatif.
Ces forages sont situés dans la zone d’Azougui et ont reconnu les formations des grès d’Agueni et des schistes d’Azougui. La production de l’ensemble de ces forages se chiffre à 4000 m 3.j-1

Conclusion

Les études et travaux réalisés depuis près de 50 ans, n’ont toujours pas permis d’assurer la couverture des besoins en eau d’une population toujours plus nombreuse.
Pour résoudre ce problème récurrent, le Centre National des Ressources en Eau (CNRE) a décidé de réaliser une étude dont l’objectif est d’assurer, à long terme, l’approvisionnement en eau potable de la ville d’Atar. A partir de la synthèse des travaux antérieurs (PHY/ANTEA, 2003), l’étude devra concevoir et réaliser un programme de recherche visant à mettre en évidence de nouvelles ressources pour la ville et à fixer les modalités de leur exploitation.
L’implantation des forages devra, dans ce contexte d’aquifères discontinus, s’appuyer sur des études géophysiques détaillées.

Les méthodes géophysiques utilisées

Le contexte géologique de la zone d’étude se caractérisé par la présence de blocs de grès, des oueds et des dykes qui peuvent, dans certains cas, rendre difficile l’accès au terrain ou former des écrans hydrauliques.
Nous proposons pour leur mise en évidence l’utilisation de la méthode électromagnétique pour détecter les anomalies des zones cibles repérées sur l’image spot (photo géologique), doublée par des traînés électriques à double longueur de ligne et les sondages électriques pour tester ces anomalies.
Le choix des méthodes géophysiques à appliquer est fonction de plusieurs facteurs. Le but essentiel de la géophysique est la localisation des failles et contacts anormaux, de ce fait, il faut avoir en vue que :
 les variations d’épaisseurs et de natures des terrains peuvent être considérables, ce qui justifie l’application des sondages électriques ;
 les fractures sont souvent colmatées par des produits argileux ce qui est un facteur favorable pour l’application des profils électromagnétiques (grand contraste de conductivité entre les zones fracturées et les zones normales) ;
 les nappes aquifères sont parfois chargées en sels ce qui est favorable à l’application de l’électrique et de l’électromagnétisme.

La méthode électrique

Les méthodes électriques étudient les variations des résistivités apparentes des terrains par injection de courant continu. En pratique, cette opération se réalise par l’envoie d’un courant électrique continu I par l’intermédiaire des électrodes émettrices que l’on plante dans le sol, reliées à un générateur de courant électrique (Fig.19). On mesure avec un potentiomètre la différence de potentiel existant entre deux électrodes réceptrices (MEYER DE STRADELHIFEN, 1991).
Il est essentiellement constitué d’un émetteur et d’un récepteur liés par un câble de longueur variable. A l’intérieur du récepteur on a une boucle circulaire à travers laquelle circule un courant alternatif pour servir de base à la création du champ primaire (IIp).
Le récepteur est aussi constitué par une boucle circulaire de dimension plus petite qui permet d’enregistrer le champ magnétique secondaire (IIs) induit dans le sous-sol en présence du champ (IIp) (Loi de Faraday et Ampère).
La profondeur d’investigation dépend de la géométrie du dispositif. Elle augmente avec une distance émetteur-récepteur croissante et varie suivant l’arrangement des bobines (horizontal ou vertical). Avec la configuration en dipôle vertical, la contribution des terrains superficiels est négligeable ; le maximum de sensibilité est atteint pour une profondeur égale à 2/5 de la distance entre les bobines. En mode dipôle horizontal, les terrains superficiels sont prépondérants dans la mesure et la réponse décroît régulièrement avec la profondeur. Ainsi, suivant la configuration adoptée, on aura des conductivités différentes pour une même profondeur d’investigation théorique qui peut varier entre 7,5 et 60 m.
Au cours des différentes campagnes réalisées, les mesures aberrantes comme celles décrites ci-après (valeurs négatives ou proches de zéro) correspondent le plus souvent à des zones de failles. Elles s’expriment principalement pour les configurations verticales d’espacement 20 et 40 m. Elles paraissent d’autant plus marquées que le contraste de conductivité entre les deux compartiments est élevé.
Les formules utilisées par l’EM34 pour calculer les conductivités apparentes font l’hypothèse que le champ se propage dans un demi-espace homogène. Si les contacts sont verticaux, le courant est perturbé et se propage de manière différente. La partie imaginaire du champ peut alors changer de signe et devenir négative.
D’une manière générale, les conductivités négatives sont le signe d’interfaces non horizontales ou de contraste de forte résistivité.
Cette méthode est relativement peu coûteuse, légère et rapide. Deux opérateurs sont nécessaires pour l’exécution des mesures, l’un porte l’émetteur et l’autre le récepteur, les deux étant reliés par un câble dont la longueur dépend de la profondeur du corps cherché.

Résultats et interprétations des travaux géophysiques

Travaux géophysiques réalisés

Dans cette zone l’aquifère recherché est les grès d’Agueni qui se trouve à une profondeur variant entre 60 et 180 m selon les endroits.
Au total, nous avons réalisé du sud au nord d’Agueni :
 6 profils électromagnétiques (longueur totale = 23 420 m) ; les profils ont été réalisés avec un câble long de 40 m et un pas de mesure de 20 m ;
 22 traînés électriques (longueur totale = 9780 m) ; les traînés ont été réalisés avec une double longueur de ligne AB = 320 et 240 m et un pas de mesure de 20 m ;
 33 sondages électriques.
Les détails des travaux géophysiques réalisés sont consignés dans les tableaux (1, 2 et 3) suivants et dans les annexes (II, III et IV).

Résultats et interprétations

Dans cette partie, nous avons sélectionné quelques sondages électriques, à travers l’interprétation de leurs coupes géo-électriques. Ces sondages sont repérés sur des profils EM, et confirmés par des traînés électriques à double longueur de ligne.
Nous allons dégager une succession de formation dans la zone du nord au sud et donner la sélection des sites de forages de reconnaissance qui pourront être transformés en forages d’exploitation. Les sites à forer sont sélectionnés en fonction de leur accessibilité.
L’interprétation de la courbe de sondage électrique d’étalon réalisé sur un forage de la S.N.D.E. (longueur AB/2 = 600 m) donne la coupe géo-électrique simplifiée (Fig.20):
 de 0 à 12 m, une résistivité d’environ 250 Ω.m assimilable à un recouvrement de sable ;
 de 12 à 30 m, on a une formation schisteuse de résistivité d’environ 200 Ω.m ;
 de 30 à 110 m, une diminution de résistivité (80 Ω.m) comparable à celle des pélites ;
 au-delà de 110 m, on a des grès fracturés à passages pélitiques de résistivité de 150 Ω.m.

Conclusion

A l’issu de l’interprétation des résultats géophysiques, nous avons pu établir la lithologie des formations géologiques suivant les sondages, les coupes de sondages électriques peuvent être ramenées à un modèle de quatre terrains comprenant de haut en bas :
 un terrain résistant correspondant à la formation superficielle de sables quaternaires ;
 une couche de résistivité variable comparable aux schistes ;
 une couche résistant correspondant à la formation des pélites ;
 un terrain très résistant qui peut être assimilé aux grès d’Agueni.
L’interprétation des sondages nous a permis d’établir une coupe prévisionnelle des forages qui seront réalisés au niveau des sites retenus (Fig.40). On note une hétérogénéité