Etude de la contamination d’un systeme aquifere urbain par les traces metalliques

Cadre géographique de la presqu’île du Cap-Vert

Géographie physique 

Situation géographique 

La presqu’île du Cap-Vert, localisée entre les longitudes 16°55’ et 17°32’ Ouest et les latitudes 14°25’ et 15°05’ Nord, constitue la partie la plus occidentale du Sénégal (Figure 1).
Elle est limitée à l’ouest par la falaise de Thiès tandis que l’océan Atlantique constitue ses limites nord, sud et ouest.

Hydrographie 

Le réseau hydrographique de la presqu’île du Cap-Vert, bordée au Nord et au sud par l’océan Atlantique est essentiellement constitué de lacs, de dépressions humides, des mares temporaires ou pérennes et d’un réseau de drainage permettant le ruissellement de l’eau pendant la saison des pluies. C’est ainsi qu’on observe, d’ouest en est les lacs Youi, Warouwaye, Mbeubeuss, Retba, Mbawane et Tanma. Disposés en chapelet tout le long de la grande côte, ils sont tous, à l’exception du lac Retba asséchés. A ces lacs sont rattachés les marigots et mares alimentés par un réseau de drainage.

La végétation 

La presqu’île du Cap-Vert est caractérisée par une végétation dont la zonation est fortement influencée par l’action du climat et du substratum. En effet, du littoral aux zones complètement émergées, on observe une succession de groupements végétaux fortement tributaires de leur biotope et de la fluctuation de la nappe. La particularité de la végétation demeure les Niayes qui sont des zones interdunaires où la nappe est sub-affleurante et les sols très humifères. Ces zones sont caractérisées par une végétation luxuriante de type guinéenne dont l’espèce dominante est Elaeis guineensis. Cette espèce associée à d’autres se constitue en palmeraies autour des bas-fonds tourbeux où se développent aussi des espèces aquaphiles comme Nymphea, Lotus ou encore Phragmites.

Hydro-climatologie 

De par sa position avancée dans l’océan Atlantique, le Sénégal possède un climat individualisé soumis à la fois aux influences océanique et saharienne. Cette dynamique climatique, conditionnée par les facteurs aérosols, thermiques, hygrométriques et pluviométriques permet de distinguer cinq domaines au Sénégal : les domaines Alizé maritime, sahélien, nord-soudanien, sud-soudanien et soudanien atlantique.
La presqu’île du Cap-Vert, appartenant au domaine de l’Alizé maritime est caractérisée par deux saisons : une saison des pluies d’un durée variable du Nord au Sud (3 à 4 mois) et une saison sèche couvrant le reste de l’année.
Cet état de fait est la résultante de mécanismes climatiques, gouvernés par des centres anticycloniques dont l’action combinée entraîne ces variations.

La pluviométrie 

Evolution spatiale de la pluviométrie 

La distribution spatiale de la pluviométrie au niveau de la presqu’île du Cap-Vert montre une diminution des hauteurs de pluie d’est en ouest. C’est ainsi que les plus faibles hauteurs sont enregistrées au niveau de la tête de la presqu’île (inférieure à 350 mm) tandis que les valeurs maximales sont mesurées à Thiès (supérieure à 400 mm).

Evolution temporelle de la pluviométrie 

L’évolution temporelle peut être mise en évidence en étudiant la variation des moyennes mensuelles et interannuelles (figures 4 et 5).
L’analyse de la figure 4 montre que la saison des pluies dure 4 à 5 mois (Juin à Octobre) avec les mois d’Août et de Septembre récoltant le maximum de précipitations (75,6%).
Néanmoins, en dehors de cette période hivernale, tombent des pluies de faibles intensités et de courtes durées n’ayant aucune influence sur la recharge, l’eau étant vite reprise par l’évaporation. Ces pluies sont connues sous le nom de Heug.
L’évolution de la chronique des précipitations au niveau de la station de Dakar (figure 5) entre 1919 et 2009 montre que la hauteur de pluie est variable d’une année à l’autre. La moyenne interannuelle s’élève à 473,3 mm et les hauteurs extrêmes sont de 116,7 mm en 1972 et de 895.4 mm 1967. Une analyse de ce graphique permet de dire que l’évolution des précipitations connaît une baisse à partir de 1970 où environ 79,5% des années sont déficitaires (inférieures à la moyenne).

L’humidité relative 

Elle correspond au rapport de la pression partielle de la vapeur d’eau contenue dans l’air sur la pression de vapeur saturante, à la même température.
Les valeurs des moyennes mensuelles hygrométriques de la région de Dakar vont de 66% à 81% avec une moyenne de 75% pour une période allant de 1970 à 2009 (Figure 6).

L’évapotranspiration 

L’évapotranspiration ou évaporation totale correspond à la quantité d’eau totale transférée du sol vers l’atmosphère par l’évaporation au niveau du sol et par la transpiration des plantes.
Elle comprend deux notions : l’évapotranspiration réelle (ETR) et l’évapotranspiration potentielle (ETP) qui peuvent être déterminées par des méthodes empiriques comme celles de TURC, THORNWHAITE, PENMAN et ALBRECHT.
Seules les valeurs d’évapotranspiration potentielle seront prises en compte dans le cadre de notre étude. Elles ont été mesurées à l’aide d’un évaporomètre Piche. Ces valeurs indiquent une reprise évaporatoire moyenne de 29 mm/j avec un minimum de 21 mm/j en Septembre et un maximum de 39 mm/j en Décembre (figure 7).

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La température 

L’analyse de la courbe de variation de la température moyenne mensuelle (figure 8), sur une période de 39 ans (1970-2009) montre que les valeurs les plus élevées sont mesurées en période hivernale (Septembre et Octobre) où elles atteignent leur valeur maximale (30°c). Les valeurs les plus basses (24°c), sont mesurées de Janvier à Avril, période durant laquelle la presqu’île du Cap-Vert est sous l’influence des vents marins.

Les vents 

Les vents soufflant sur la presqu’île sont d’origines et de directions variables selon les saisons. C’est ainsi que pendant la saison sèche, les vents issus des anticyclones des Açores (Alizés) et des dorsales maghrébines (Harmattan) dominent alors qu’en saison des pluies, ils sont relayés par la mousson.

L’insolation 

Elle a une durée moyenne qui dépasse 3000 heures/an, soit 8 à 9 heures par jour sur l’ensemble du Sénégal. Il faut cependant noter une diminution importante pendant l’hivernage avec des valeurs souvent inférieures à l’heure selon les conditions de nébulosité.

Cadre socio-économique de la région de Dakar 

La région de Dakar est composée de quatre départements subdivisés en arrondissements, communes d’arrondissements et communautés rurales comme le décrit la figure 9:

Développement démographique et urbain 

L’occupation de la région de Dakar se réduisait jusqu’en 1857 à Gorée, Rufisque ainsi qu’à des villages traditionnels lébous (PDU, 2003). A cette époque, la population n’atteignait guère 20.000 habitants. De nos jours, cette population dépasse largement les 1.500.000 habitants. Son augmentation s’explique à la fois par le fort taux de natalité, mais aussi par le flux migratoire (0,5% en faveur de Dakar) du fait de l’exode rural, à partir de l’intérieur du pays et des états riverains. Cet accroissement démographique, couplé à une répartition inégale de la population dans l’espace fait des départements de Dakar et de Pikine les zones les plus peuplées de la région. Face à cette situation, les autorités adoptèrent des mesures basées sur l’élaboration de plans directeurs d’urbanisations (figure 10) dont le but fut de décongestionner la ville de Dakar et de faire face à l’offre sans cesse galopante. Cette mesures furent entreprises, dans la majeure partie des cas de façon non planifiée si bien que des problèmes d’assainissements entre autres commencèrent à se faire sentir.

Hydrogéologie de la Presqu’île du Cap-Vert 

Au niveau de la presqu’île du Cap-Vert, on distingue en fonction de la lithologie, de la sédimentation et de la tectonique deux grandes unités hydrogéologiques : le système hydrogéologique des nappes des sables quaternaires et celui du horst de Ndiass (figure 13).
Ces deux systèmes sont séparés par le graben de Rufisque, ne présentant aucun intérêt hydrogéologique du fait de sa sédimentation à dominante argileuse.
Dans le cadre de ce travail, nous nous limiterons à l’étude du système hydrogéologique des sables quaternaires de la région de Dakar, plus particulièrement la nappe de Thiaroye.

Géométrie 

La nappe des sables quaternaires de Thiaroye couvre une superficie de 340 Km². Cette nappe libre est le prolongement de la nappe infrabasaltique et s’étend de la Patte d’Oie à Kayar. Ses limites sont constituées de la dépression de Tanma à l’est, du dôme piézométrique au niveau de la zone basse de Pikine-Dagoudane à l’ouest, de l’affleurement du substratum marneux éocène du graben de Rufisque-Sangalkam au sud et de l’océan Atlantique sur toute l’étendue nord.
Le mur de l’aquifère est constitué essentiellement par les marnes de l’Eocène inférieur à moyen. Il affleure à partir de Grand Mbao sur la côte sud jusqu’à l’Est aux environs de Sangalkam-Bambilor où il se soulève, pour s’enfoncer ensuite vers le Nord aux environs de Kayar. La morphologie du substratum décrit de manière générale une surface accidentée inclinée vers le nord-ouest. A l’ouest au niveau de la Patte-d’oie de même que le long du littoral sud, on note des dépressions dépassant les 40 mètres.
Le réservoir de la nappe des sables quaternaires de Thiaroye est constitué par des sables dunaires (dunes rouges, jaunes et blanches) d’âges différents reposant sur le substratum. Ces sables hétérogènes peuvent être grossiers (avec des diamètres allant de 2 à 10 mm) intercalés entre des sables argileux reposant sur le substratum tertiaire ou éoliens (avec des diamètres allant de 0,2 à 0,5 mm) au sommet. Ils ont des épaisseurs variables et présentent aussi des variations latérales de faciès. Les coupes géologiques, tirés des travaux de Chaoui (1996) montrent les variations d’épaisseurs à travers les coupes suivantes.

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