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Le cycle hydrologique
Le cycle hydrologique est un concept qui englobe les phénomènes du mouvement et du renouvellement des eaux sur la terre. Cette définition implique que les mécanismes régissant le cycle hydrologique ne surviennent pas seulement les uns à la suite des autres, mais sont aussi concomitants. Ainsi, le cycle hydrologique n’a ni commencement ni fin.
Sous l’effet du rayonnement solaire, l’eau évaporée à partir du sol, des océans et des autres surfaces d’eau, entre dans l’atmosphère. L’élévation d’une masse d’air humide permet le refroidissement général nécessaire pour l’amener à saturation et provoquer la condensation de la vapeur d’eau sous forme de gouttelettes constituant les nuages, en présence de noyaux de condensation. Puis la vapeur d’eau transportée et temporairement emmagasinée dans les nuages, est restituée par le biais des précipitations aux océans et aux continents .Une partie de la pluie qui tombe peut être interceptée par les végétaux, puis restituée partiellement sous forme de vapeur à l’atmosphère. La pluie non interceptée atteint le sol. Suivant les conditions données, elle peut, s’évaporer directement du sol, s’écouler en surface jusqu’aux cours d’eau (ruissellement de surface).
ou encore s’infiltrer dans le sol. Il peut aussi y avoir emmagasinement temporaire de l’eau infiltrée sous forme d’humidité dans le sol, que peuvent utiliser les plantes. Il peut y avoir percolation vers les zones les plus profondes pour contribuer au renouvellement des réserves de la nappe souterraine. Un écoulement à partir de cette dernière peut rejoindre la surface au niveau des sources ou des cours d’eau. L’évaporation à partir du sol, des cours d’eau, et la transpiration des plantes complètent ainsi le cycle.
Composants du cycle hydrologique
Les précipitations : On dénomme précipitations toutes météoriques qui tombent sur la surface de la terre, tant sous forme liquide (bruine, pluie, averse) que sous forme solide (neige, grésil, grêle). Il y a aussi les précipitations déposées ou occultes (rosée, gelée blanche, givre,..).
Elles sont provoquées par un changement de température ou de pression. La vapeur d’eau de l’atmosphère se transforme en liquide lorsqu’elle atteint le point de rosée par refroidissement ou augmentation de pression. Pour produire la condensation, il faut également la présence de certains noyaux microscopiques autour desquels se forment des gouttes d’eau condensées. La source de ces noyaux peut être océanique (chlorides, en particulier NaCl produit par l’évaporation de la mer), continentale (poussière, fumée et autres particules entraînées par des courants d’air ascendants) ou cosmiques (poussières météoriques).Le déclenchement des précipitations est favorisé par la coalescence des gouttes d’eau.
L’accroissement de poids leur confère une force de gravité suffisante pour vaincre les courants ascendants et la turbulence de l’air, et atteindre le sol. Enfin le parcours des gouttes d’eau ou des flocons de neige doit être assez court pour éviter l’évaporation totale de la masse. Les précipitations sont exprimées en intensité (mm/h) ou en lame d’eau précipitée (mm) (rapport de la quantité d’eau précipitée uniformément répartie sur une surface).
L’évaporation : L’évaporation se définit comme étant le passage de la phase liquide à la phase vapeur, il s’agit de l’évaporation physique .Les plans d’eau et la couverture végétale sont les principales sources de vapeur d’eau. On parle de sublimation le passage direct de l’eau sous forme solide (glace) en vapeur. Le principal facteur régissant l’évaporation est la radiation solaire. L’évaporation est une des composantes fondamentales du cycle hydrologique et son étude est essentielle pour connaître le potentiel hydrique d’une région ou d’un bassin versant. Des analyses spécifiques d’évaporation devront être faites pour le bilan et la gestion de l’eau par les plantes.
Le bilan hydrique
On peut schématiser le phénomène continu du cycle de l’eau en trois phases : les précipitations, le ruissellement de surface et l’écoulement souterrain, l’évaporation.
Il est intéressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un transport d’eau, un emmagasinement temporaire et parfois un changement d’état. Il s’en suit que l’estimation des quantités d’eau, passant par chacune des étapes du cycle hydrologique, peut-être évaluer à l’aide d’une équation bilan appelée «bilan hydrologique» qui est le bilan des quantités d’eau entrant et sortant dans d’un système défini dans l’espace et dans le temps.
Le temporel introduit la notion de l’année hydrologique. En principe, cette période d’une année est choisie en fonction des conditions climatiques.
Méthode TEM
Principe de la méthode TEM (Transient Electromagnetic) : Cette méthode utilise le phénomène de diffusion d’un champ EM transitoire pour déterminer la résistivité électrique des terrains en fonction de la profondeur. Le champ EM transitoire est créé par la coupure brusque d’un courant circulant dans une bobine émettrice disposée au sol. La réponse transitoire est mesurée par une bobine réceptrice durant la coupure. La profondeur d’investigation
croît avec le temps au cours duquel le champ secondaire est mesuré, après la coupure du champ primaire.
Dispositif de mesure TEM : La taille des bobines peut varie de 5m à 100m de côté. Une fois installé, ce dispositif permet de réaliser des sondages en une dizaine de minutes. Des profils peuvent être aussi réalisés. La profondeur d’investigation dépend principalement de la géométrie employée et des résistivités rencontrées. L’absence de contact avec le sol, la rapidité de mise en œuvre sur le terrain, la complémentarité excellente avec la méthode électrique ainsi que la détection des anomalies de faible résistivité dans un terrain conducteur sont les principaux avantages.
Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I- PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
1-Situation géographique
2- Géomorphologie
3- Géologie
4- Hydrogéologie
PARTIE II- ANALYSE DES DONNEES CLIMATIQUES ET ESTIMATION DES BESOINS
1- Le cycle hydrologique
1-1 Définition
1-2 Composants du cycle hydrologique
2- Le bilan hydrique
3- Climatologie de Ngazidja
4- Estimation des évapotranspirations réelles par la méthode de TURC .
a- Site de Mhandaani et Vanambouani-Vounambadani
b- Sites de Simboussa et de Gnambeni
c- Site de Mvouni
d- Conclusion sur les évapotranspirations réelles
5- Estimation des besoins
5-1 Situation actuelle de l’approvisionnement en eau à Ngazidja
5-2 Données de population
5-3 Besoins en eau des sites concernés
PARTIE III- EXPLORATION GEOPHYSIQUE
1- Méthodes utilisées
1-1- Méthode électrique
a- Le principe de la mesure de résistivité électrique
b -Mesure de la résistivité des terrains
c- Matériels utilisés
1-2 Méthode TEM
a- Principe de la méthode TEM (Transient Electromagnetic)
b- Dispositif de mesure TEM
2- Travaux géophysique réalisés et interprétation
a- Site de Vanambouani-Vounambadani
b- Site de Mvouni
c- Site de Mhandaani
d- Site de Gnambeni
e- Site de Simboussa
CONCLUSION GENERALE ET SUGGESTIONS
ANNEXES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
