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La nappe du Maastrichtien
L’aquifère du Maastrichtien s’étend sur l’ensemble du bassin sénégalo-mauritanien et correspond à l’importante série gréso-calcaire et sablo-gréseuse à intercalations d’argiles du Maastrichtien. Le Maastrichtien dans le compartiment de Diass, où se trouve notre zone d’étude, comprend en effet deux niveaux (ARLAB, 1988) :
– Un niveau inférieur (profond) qui correspond à la série gréso-sableuse dont l’épaisseur en eau douce atteint les 350m (Sambe, 2005). Ce niveau surmonte des eaux saumâtres à la base du Maastrichtien (BRGM, 1988 ; Sambe, 2005 et Madioune, 2012). La recharge se fait par percolation à partir du niveau supérieur constitué de faciès gréso-calcaires.
– Un niveau supérieur constitué par les séries gréso-calcaires associées aux sables quaternaires qui remplissent les vallées fossiles le long des failles. Entre les failles de Paki et de Pout, le Maastrichtien est épais d’environ 400m et se rencontre entre 30 et 70 m de profondeur. Elle est recouverte par les formations latéritiques à perméabilité très réduite et sablo-argileuses du Mio-Plio-Quaternaire (Madioune, 2012).
Dans le secteur Nord du lac Tanma (au Nord de Pout), l’aquifère maastrichtien est surmonté par les calcaires karstiques du Paléocène qui sont à leur tour recouverts par les marnes de l’Eocène.
La détermination des paramètres hydrodynamiques révèle des valeurs de perméabilité rapportées dans le niveau supérieur du Maastrichtien qui sont de l’ordre de 1,8.10-4 m2.s-1 à Mbour et de transmissivité variant entre 10-4 et 4.10-3m2.s-1 (Diop, 2011). La nappe maastrichtienne est la plus exploitée ; les forages atteignant parfois 500 mètres de profondeur avec des débits variant entre 100 et 205 m3/h pour de faibles rabattements (Source DGPRE).
La nappe du Paléocène
L’aquifère des calcaires du Paléocène ne se trouve pas dans le compartiment où se trouve notre zone d’étude mais plutôt dans les compartiments tectoniques de Sébikotane, de Pout et de Thiès qui encadrent à l’Ouest et à l’Est le horst de Diass. Dans le compartiment de Sébikotane, le Paléocène est un aquifère captif et correspond à des calcaires zoogènes karstifiés recouverts par les marnes de l’Eocène. Ils ont subi plusieurs fracturations et fissurations avant la mise la mise en place définitive du horst de Diass (BRGM, 1988). Son épaisseur augmente du NW vers le SE (Bâ, 1999).
Dans le compartiment de Pout, L’aquifère du Paléocène constitue le niveau supérieur et est sub-affleurante sur une bonne partie (au Sud du parallèle de Pout). D’où sa configuration de nappe libre.
La nappe du Quaternaire
Il constitue l’aquifère superficiel. Compte tenu du caractère localisé de la série du cape rouge-cap de Naze et du fait de sa lithologie sablo-argileuse difficile à séparer des sables argileux du Quaternaire, ces deux formations sont regroupées pour constituer l’aquifère superficiel. Son alimentation est assurée principalement par les eaux de pluie. Son épaisseur est très variable avec des valeurs de transmissivité comprises entre 2.10-4 et 9.10-2m2.s-1 (SGPRE, 2001). La figure ci-dessous fait le récapitulatif de l’ensemble des aquifères présents sur le horst.
GEOLOGIQUE, GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SECTEUR D’ETUDE
Etude de la problématique
Le point d’eau de la réserve naturelle de Popenguine se situe en bordure de mer. Compte tenu de la situation géographique et de la géomorphologie du secteur, il constitue une zone de confluence des eaux de pluie que les différents cours d’eau de la réserve desservent directement. Il est également un milieu d’échange entre eau douce et eau de mer. Tous ces phénomènes combinés faisaient que l’eau jouissait d’une certaine pérennité et servait d’abreuvoir aux animaux de la réserve.
Cependant, depuis quelques années, il a été noté que l’eau de cette réserve naturelle de Popenguine est sujet à un épuisement rapide, ceci dès les premiers mois suivant la saison des pluies, comme abordé dans l’introduction. La raréfaction de cette ressource a occasionné des dommages considérables tant sur les animaux y vivant mais également sur le développement de la localité par la diminution de l’attractivité du site dénudé de la plupart de ses espèces. Certaines migrent, à la recherche d’eau, d’autres disparaissent. Des restes de leurs corps se retrouvent parfois au niveau du point d’eau ou dans son voisinage le plus immédiat à l’image des carcasses de tortues, de singes, d’antilopes que nous avons pu retrouver lors de notre stage.
Au vu de cela, la direction de la réserve se voit ainsi dans l’urgence d’agir et fait recours à des techniques très limites notamment la construction de petits bassins en amont du point d’eau servant de point de collecte des eaux de pluie ainsi que l’arrosage pendant la saison sèche pour alimenter le point. Celles-ci constituent un palliatif à court terme mais toutefois sans grand impact.
Figure 4: Bassin en amont du point d’eau servant de point de collecte d’eau
Au regard de cette problématique, des études se sont imposées pour une solution immédiate et durable. Elles passent par une reconnaissance géologique des terrains mais également par des essais d’identification géotechnique à partir d’échantillons prélevés tout en faisant aussi une prospection géophysique.
Cartographie Géologique
Introduction
La problématique soulevée fait appel à la connaissance de la nature géologique des différents faciès présents dans la réserve naturelle de Popenguine ainsi que leur répartition. Cette partie semble importante à plus d’un titre car tenant compte non seulement des faciès en place mais également des faciès meubles. Leur distribution révèle des informations quant aux agents de transport en jeu. En vue d’obtenir la carte géologique détaillée de la réserve naturelle de Popenguine, quatorze (14) coupes ont été levées.
Méthodes
La méthode ayant servi à faire les levées de coupe consiste à :
• Repérer au départ le premier point de la coupe (dans ce cas de figure le point centre du point d’eau a été choisi comme point de départ de toutes les coupes) et prendre les coordonnées au GPS,
• Viser la direction de coupe et commencer la cartographie,
• Faire l’étude pétrographique et sédimentologique des faciès rencontrés au fur et à mesure de la progression,
• Poursuivre la levée de la coupe jusqu’au faciès suivant tout en repérant leur contact (l’épaisseur de la couche correspondra à la différence d’altitude du toit et du mur de la couche)
• tracer la coupe levée sur la carte topographique et faire le log géologique de la coupe.
Résultats
Les quatorze (14) coupes levées au niveau de la zone d’étude dont les directions sont consignées dans le tableau ci-dessous ont permis d’obtenir une carte de faciès et après corrélation entre les coupes une carte géologique de la zone.
Toutes les coupes levées ont été débutées au niveau du point d’eau de la Réserve Naturelle de Popenguine (RNP). Le choix de cette méthode est justifié car voulant mieux connaitre la lithologie d’ensemble des faciès se trouvant au niveau de la RNP et avoir ainsi une première approche de la problématique.
– coupe 1
Cette coupe levée dans la direction N060 au niveau du point d’eau de la RNP présente la succession suivante :
argile sableuse calcaire contenant de l’humus et craquelée avec de fines fentes de dessiccation. L’épaisseur de ce faciès est de 2,2m.
sable argileux contenant des grains de latérite d’où l’appellation sable argileux concrétions ferrugineuses se présentant sous forme de blocs. L’épaisseur de ce faciès est de 6m.
de l’argile sableuse avec une couleur légèrement ocre due en partie à la présence des oxydes de fer.
– coupe 2
Cette coupe a été levée dans la direction N070 au niveau du point d’eau de la RNP et présente la succession lithologique suivante de bas en haut :
argile sableuse calcaire contenant de l’humus et présentant des fentes de dessiccation avec une épaisseur de 4m.
sable argileux à concrétions latéritiques se présentant sous forme de blocs avec une épaisseur de 2m.
de l’argile sableuse de couleur ocre et d’épaisseur 2m.
de l’argile contenant des concrétions ferrugineuses lui donnant une couleur légèrement ocre, son épaisseur est de 11m.
– coupe 3
Cette coupe levée dans la direction N085 présente la succession lithologique suivante :
argile sableuse calcaire d’épaisseur 3,8m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 1m.
argile contenant du gypse se présentant sous forme de filons et de baguettes tapissées le long d’où l’appellation argile à gypse. L’épaisseur de ce faciès est de 3,5m.
Figure 3.3 : Log synthétique de la coupe 3
– coupe 4
La coupe levée suivant la direction N100 présente la succession lithologique suivante :
argile sableuse calcaire d’épaisseur 2m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 0,8m.
argile à gypse se présentant sous forme de monticule et d’épaisseur 3m.
argile de couleur ocre sur une épaisseur de 9m.
argile à gypse se présentant sous forme de monticule et d’épaisseur 4m.
argile de couleur ocre due à la présence des hydroxydes de fer et d’épaisseur 22,5m.
– coupe 5
La coupe 5 a été levée dans la direction N112. C’est une coupe qui présente de bas en haut :
argile sableuse calcaire d’épaisseur 3m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 1m.
argile à gypse d’épaisseur 1m.
argile ocre d’épaisseur 5m.
argile à gypse d’épaisseur 4m.
argile ocre jusqu’en fin de coupe d’épaisseur 23m.
– coupe 6
La coupe 6 prise suivant la direction N120 donne la succession lithologique suivante :
argile sableuse calcaire d’épaisseur 2,7m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 2m.
argile sableuse calcaire d’épaisseur 1m.
argile à gypse d’épaisseur 2m.
argile ocre d’épaisseur 10m.
argile à gypse d’épaisseur 4m.
argile ocre jusqu’en fin de coupe d’épaisseur 19m.
– coupe 7
La coupe 7 prise suivant la direction N130 présente de bas en haut :
argile sableuse calcaire contenant de l’humus et d’épaisseur 2m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 2,5m.
argile sableuse calcaire d’épaisseur 2m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 1m.
argile à gypse d’épaisseur 2m.
argile ocre d’épaisseur 5m.
argile à gypse d’épaisseur 2m.
argile ocre jusqu’en fin de coupe d’épaisseur 22m.
– coupe 8
La coupe 8 de direction N140 présente de bas en haut :
argile sableuse calcaire contenant de l’humus et d’épaisseur 2m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 2,5m.
argile sableuse calcaire d’épaisseur 2m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 2m.
argile ocre d’épaisseur 3m.
argile à gypse d’épaisseur 4m.
argile ocre d’épaisseur 3m.
argile à gypse jusqu’en fin de coupe d’épaisseur 17m.
– coupe 9
La coupe a été levée suivant la direction N146 et présente la succession lithologique suivante :
argile sableuse calcaire contenant de l’humus et d’épaisseur 2m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 0,5m.
argile sableuse calcaire d’épaisseur 1m.
sable argileux à concrétions ferrugineuses d’épaisseur 3m.
argile ocre d’épaisseur 3m.
argile à gypse d’épaisseur 3m.
argile ocre d’épaisseur 4m.
argile à gypse jusqu’en fin de coupe d’épaisseur 15m
Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : PRESENTATION DU SECTEUR D’ETUDE
CHAPITRE 1 : CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE
1.1 CONTEXTE GEOGRAPHIQUE
1.2 CONTEXTE GEOLOGIQUE
1.2.1 Stratigraphie
1.2.1.1 Le Campanien
1.2.1.2 Le Maastrichtien
1.2.1.3 Le Paléocène
1.2.1.4 L’Eocène inférieur et moyen
1.2.1.5 Le Mio-Pliocène
1.2.1.6 Le Quaternaire
1.2.2 Cadre tectonique
CHAPITRE 2 : CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE
2.1 LA NAPPE DU MAASTRICHTIEN
2.2 LA NAPPE DU PALEOCENE
2.3 LA NAPPE DU QUATERNAIRE
DEUXIEME PARTIE : ETUDES GEOLOGIQUE, GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SECTEUR D’ETUDE
CHAPITRE 3 : CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE
3.1 MATERIEL ET METHODES
3.1.1 Matériel
3.1.2 Méthodes
3.2 RESULTATS
3.3 ANALYSE ET INTERPRETATION DES RESULTATS
CHAPITRE 4 : PROSPECTION GEOPHYSIQUE
4.1 MATERIEL ET METHODE
4.1.1 Matériel
4.1.2 Principe de la tomographie électrique
2.1.3 Les limites de la méthode
4.2 ANALYSE ET INTERPRETATION DES RESULTATS
CHAPITRE 5 : CARACTERISATION GEOTECHNIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
5.1 TENEUR EN EAU (NF P 94-050)
5.2 ESSAI GRANULOMETRIQUE (NF P 94-056)
5.3 ESSAI SEDIMENTOMETRIQUE (NF P 94-057) (ASTM 152-H)
5.4 POIDS VOLUMIQUE APPARENT
5.5 LE POIDS VOLUMIQUE SPECIFIQUE (ΡS) (NF P94-054)
5.6 LES LIMITES D’ATTERBERG (NF P 94-051)
3.7 LA PERMEABILITE DU SOL
CHAPITRE 6 : PROPOSITION D’UN MODELE D’AMENAGEMENT
6.1 DEFINITION ET COMPOSANTES D’UNE DIGUE
6.2 ETAT DE L’OUVRAGE
6.3 CONCEPTION DES PRINCIPAUX ELEMENTS D’UNE DIGUE
6.3.1 Paramètres de calcul
4.3.2 Caractéristiques géotechnique du matériau de remblai
4.3.3 Présentation du logiciel et du Modèle
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
