EVOLUTION QUANTITATIVE ET QUALITATIVE DES RESSOURCES EN EAU NATURELLE A USAGE INDUSTRIEL ET AGRICOLE 

EVOLUTION QUANTITATIVE ET QUALITATIVE DES RESSOURCES EN EAU NATURELLE A
USAGE INDUSTRIEL ET AGRICOLE 

Les ressources hydriques dans le monde 

 Les réserves d’eaux 

L’eau est le moteur de la vie, l’élément indispensable à fixer en un lieu toute population, la source des activités agricoles, la substance la plus consommée par les industries et l’économie domestique au quotidien. Mais l’eau sait détruire, ravager les littoraux par ses raz-de-marée ou inonder de vastes portions de terrain lors de ses crues. L’homme sait donc qu’il faut également s’en prévenir [1]. La terre compte environ 1,4 milliards de Km3 d’eau [1]. Cette eau est stockée et disponible sous différentes formes dans la planète, notamment en :  liquide ; dans les mers, fleuves, lacs et réserves sous terrain elle représente 98% des réserve mondiales;  glace ; dans les zones polaires, elle représente environ 1,999% des réserve mondiales;  vapeur ; dans l’atmosphère, elle représente environ 0,001% des réserves mondiales; L’océan mondial qui s’étend sur 361 millions de km2 , stocke, à lui seul, 97,5% des réserves mondiales, soit un volume de 1,32 à 1,38 milliard de km3 . Après les océans, les glaciers occupent le plus grand stock d’eau avec environ trente (30) millions de km3 [1]. Les eaux souterraines occupent 0,3% de la réserve avec quatre (4) millions de km3 , suivies respectivement des lacs avec 0,02% (230 000 km3 ), des cours d’eaux avec 1 200 km3 et enfin de l’atmosphère sous forme gazeuse avec 13 000 à 14 000 km3  . 

Propriétés de l’eau

 L’eau est un liquide incolore (à de faible épaisseur), bleue verdâtre (à partir d’une certaine épaisseur) et également inodore. Elle est composée d’un assemblage de molécule H2O avec deux (2) molécules d’hydrogène et une (1) molécule d’oxygène. La découverte de cette composition chimique de l’eau peut être attribuée aux deux (2) savants Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) et Pierre Simon Laplace (1749-1827) en date du 24 juin 1783. Les propriétés de l’eau sont beaucoup plus déterminées par sa mobilité, son aptitude à s’écouler, à s’étaler dans l’espace et remplir aisément les récipients, et enfin sa fluidité. Parmi ces propriétés de l’eau, la masse volumique est de 1000 kg/m3 à la température de 3,984 degrés Celsius. Cette valeur de masse volumique est le maximum que l’eau peut avoir à la pression atmosphérique [2]. (Voir courbe de la masse volumique en fonction de la température en figure1) Figure 1 : Masse volumique de l’eau en fonction de la température entre 0 et 16°C, à pression normale. L’eau possédé une très grande chaleur spécifique ; c’est à cet effet qu’il est nécessaire de lui adjoindre une très grande chaleur afin d’augmenter sa température et ainsi faciliter son évaporation. (Voir tableau 1 ci-dessous). Tableau 1 : Caractéristiques essentielles de l’eau [2] Paramètres Valeur numérique Masse molaire 18,0153 g/mole Volume molaire 18,0182 cm3 Masse volumique solide 917 kg/m3 Masse volumique liquide 998 kg/m3 Température de fusion 0 °C Température d’ébullition 100 °C Chaleur latente de fusion 3,3 105 J/kg Chaleur latente de vaporisation 23 105 J/kg Chaleur massique solide (à 0 °C) 2,06 103 J/kg/K Chaleur massique liquide 4,18 103 J/kg/K Indice de réfraction à 20 °C 1,33 

 Présentation de la zone d’étude

 Les zones d’études se trouvent dans le département de Rufisque et particulièrement dans les communes de Bargny et Diamniadio. 

Présentation de la ville de Bargny 

Bargny est une ville située à trente (30) km de Dakar. Elle a été créée en 1589 par une population qui serait venus du Djolof (province intérieure du Sénégal), sous la conduite de Ndiam Labou Guèye dit le Grand. A l’origine, il s’agissait d’un regroupement de hameaux dont Mboth, Sepp, Wassaway, Tonghor, Minam, Marnane et Lendeng. Grâce à sa position géographique (située sur la côte occidentale du Sénégal), la ville a connu très tôt le contact du colonisateur. Douze commerçants européens étaient déjà installés à Bargny en 1862 et ont impulsé l’économie de la ville. La ville de Bargny a été rattachée à la commune mixte de Thiès par l’arrêté N° 18-80 du 1er janvier 1933, jusqu’en 1936, date de son affiliation à Rufisque. Elle jouait un rôle très important dans le désenclavement des villages lébous environnants (Sindou, Yène, etc.). Son intégration effective dans la traite arachidière, a été facilitée par le wharf de Rufisque. Bargny est devenue maintenant une commune autonome depuis 1990 par le décret N° 90- 1134 du 08 Octobre 1990. Ce nouveau statut de commune, lui offre de réelles perspectives de développement surtout dans le contexte actuel de la décentralisation où un accent particulier est mis sur la valorisation des ressources locales. 

Fiche synoptique de la ville de Bargny 

Le tableau 2 donne la fiche synoptique de la ville de Bargny Tableau 2 : Fiche synoptique de la ville de Bargny Nom de la Commune BARGNY Localisation Région de Dakar Fonction Administrative Commune Population et taux de croissance annuelle 51188 habitants en 2013 Surface communale urbanisée 450 ha Quartiers les mieux équipés : Zone 2 (Ndaldaly), Zone 4 (Mboth), Zone 8 (Ndiolmane) 

 Démographie de la commune

 La répartition de la population en fonction de la taille montre que les quartiers de Ndaldaly, Ndiolmane, Mboth, Gouye Daga, Minam et Kip Carrière ont une plus grande concentration d’habitants avec une population supérieure à 2 500 d’individus. Le quartier de Missirah est le moins peuplé avec seulement 540 habitants en 1999. 

 La population active

 La répartition de la population de Bargny montre que le taux d’occupation est très faible (voir tableau 5): 27% pour l’ensemble de la population active (dont 37% chez les hommes et 17,6% chez les femmes). Le taux de chômage est estimé à 15,2%. Les jeunes, de classe d’âge des moins de 30 ans (73% de la population totale) totalisent le taux de chômage le plus significatif. Tableau 5 : Le taux d’occupation de la population de Bargny Statut d’occupation Pourcentage Occupés 27 Chômeurs 15,2 Etudiants/élèves 20,5 Femmes au foyer 31,3 Retraités/rentiers 2,4 Autres inactifs 3,5 TOTAL 100 Source : DPS et enquêtes sur le terrain 2003 Le tableau 6 montre la ventilation des emplois urbains selon les branches d’activité et se résume comme suit :  le commerce étant le secteur le plus important avec 32,5%, est composé d’un commerce de détail et de petites boutiques répartis dans tous les quartiers de la ville. Si nous nous intéressons sur la répartition par sexe dans cette branche, nous allons voir il est largement dominé par les femmes (61,2% de la population active féminine travaille dans le commerce contre 8,1% chez les hommes).  le secteur public (administration, enseignement, santé etc.) représente 26,9% de la population active totale. Sa répartition par sexe donne également une dominance des femmes (35,3%) par rapport aux hommes (20,6%) dans ce secteur.  les secteurs du transport (8,7%), de la mécanique (6,8%) et de la construction (4,9%) suivent respectivement par ordre d’importance  Le secteur agricole occupe seulement 4,8%. Tableau 6 : La population urbaine et les branches d’activités Branches d’activités Pourcentage Commerce 32,5 Services publics 26,9 Transport 8,7 Mécanique 6,8 Construction 4,9 Agriculture 4,8 Bois 4,4 Industries extractives 3,9 Textile 3,2 Travaux publics 2,2 Chimie 1,9 TOTAL 100 Source : DPS et enquêtes sur le terrain 2003 

 Présentation de la ville de Diamniadio

Erigée en Commune en février 2002 par décret présidentiel n° 2002-17, Diamniadio est distante de trente-cinq (35) kilomètres de Dakar et est placée sous la supervision administrative du département de Rufisque. Diamniadio était un village de l’ex-communauté rurale de Sébikotane. Son nouveau statut de commune lui offre de réelles perspectives de développement dans le contexte actuel de la décentralisation. Un contexte dans lequel, un accent particulier est mis sur la valorisation des potentialités locales. Sa position de carrefour, située à l’intersection de la route nationale RN 1 et de la RN 2, la Commune de Diamniadio est un véritable nœud de communication, il bénéficie de beaucoup d’atouts pour assurer son développement local, à savoir : • la proximité d’un grand marché de consommation de plus de deux (2) millions d’habitants, constitués par les régions de Dakar et de Thiès ; • un réseau hydrographique important qui lui permet de développer son agriculture (cas du barrage de Sébi-Ponty qui fait l’objet de cette étude) • et, last but not least, la commune de Diamniadio doit abriter aujourd’hui la nouvelle ville du plan PSE de l’état du Sénégal. Il s’y ajoute également que la configuration spatiale et la position stratégique de la Commune de Diamniadio lui offre une multitude d’opportunités relationnelles. 

 Fiche synoptique de la ville de Diamniadio 

Le tableau 7 donne la fiche synoptique de la ville de Diamniadio Tableau 7 : Fiche synoptique de la ville de Diamniadio Nom de la Commune DIAMNIADIO Localisation Région de Dakar Fonction administrative Commune Population et taux de croissance annuelle 23 547 habitants en 2013 Surface communale urbanisée 71 ha Quartiers les mieux équipés : Zone 1 (Diamniadio Sud) Zone 2 (Diamniadio Nord) Zone 3 (Sébi Ponty) 

 Démographie de la commune 

A l’instar de la ville de Bargny, la répartition de la population de la commune de Diamniadio selon la taille montre que les quartiers Diamniadio Sud, Sébi Ponty, Dougar 1 et Diamniadio nord concentrent le plus d’habitants avec une population supérieure à 1300 âmes. Le quartier de Mbounka Bambara est le plus faiblement peuplé avec seulement 134 habitants en 1999. Le tableau 8 donne la répartition de la population. 

Évolution de la population et projections 

Au Sénégal, seuls quatre (4) grands recensements nationaux de la population ont été effectués par la Direction de la Prévision et de la Statistique (DPS), notamment en 1976, 1988, 2002 et 2013. Les autres données de population existantes sont des recensements administratifs ou les résultats de sondage ponctuels. L’estimation effectuée à partir des projections avec le taux moyen d’accroissement de la population entre 2002 – 2013 (2,7%) donne une population de 13 508 715 habitants pour 2013 [3]. Toutefois, les résultats du recensement de l’année 2013 révèlent un effectif de 23547 habitants pour la Commune de Diamniadio. Il apparait ainsi que l’augmentation de la population était plus importante dans la première période. Il convient toutefois de signaler que la réalisation du projet de ville pourrait entraîner une croissance rapide de la population durant les prochaines années. C’est ainsi que, selon les prévisions de l’ANSD sur son rapport de juillet 2015, la population devrait avoisiner 27 248 habitants en 2018 (cf. tableau 9).  

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 La population active 

L’étude de la répartition de la population de la Commune de Diamniadio montre que le taux d’occupation est très faible (cf. tableau 10). Il est de 37% pour l’ensemble de la population active. Cette situation est due au chômage des jeunes de moins de 30 ans, mais aussi à la non prise en compte d’un grand nombre de femmes insérées dans les secteurs de l’agriculture et du commerce qui sont souvent déclarées comme femmes au foyer. Tableau 10: Taux d’occupation de la population de Diamniadio Statut d’occupation Pourcentage Occupés 37 Chômeurs 26 Etudiants/élèves 15 Femmes au foyer 13 Retraités/rentiers 6 Autres inactifs 3 Source : DPS et enquêtes sur le terrain 2003 Le tableau 11 portant sur la ventilation de l’emploi selon les branches d’activités donne les renseignements suivants :  l’agriculture est l’occupation principale et polarise 44% de la population active ;  l’artisanat (à savoir la menuiserie, la mécanique, la construction, etc.) se classe en deuxième position avec 26% des actifs ;  le commerce suit en troisième position avec 16% des actifs ;  l’élevage vient en quatrième position et occupe 7% de la population active ;  le secteur public (administration, enseignement, santé, etc.) en dernière position représente 6%.

Les Groupements de Promotion Féminine (GPF)

 La Commune de Diamniadio compte une vingtaine de Groupement de promotion féminine dont onze (11) officiellement déclarés. Ils constituent les organisations les plus dynamiques surtout dans le secteur informel. Les membres sont essentiellement dans le commerce des fruits et légumes et parfois même à l’arboriculture. 

Relief et géologie de la zone d’étude

 Les communes de Diamniadio et Bargny sont localisées sur un site de plateau faiblement ondulé, et comptant parmi les cinq (5) régions délimitées par TRENOUX (1963) sur la carte géologique de la presqu’île du Cap-Vert que sont : – l’espace dakarois, à l’ouest d’une ligne Yoff-Hann ; – la zone sableuse des Niayes à l’Est d’une ligne Yoff-Hann-Mbao et Sangalkam-Kayar ; – la région de Rufisque ; – le massif de Ndiass (qui correspond à un horst de terrains crétacés) ; – la falaise de Thiès. Le relief est relativement plat et varie entre 25 m au nord jusqu’à 74 m au sud. Dans les de convergence des eaux de ruissellement apparaissent des sols hydromorphes. Les sols de la zone sont de type sablo-argileux (deck-dior). La nappe phréatique y est très proche et se situe entre 7 et 30 mètres. Elle se renferme dans les sables et argiles avec une présence de calcaires paléocènes du bassin sédimentaire. Cette composition d’argiles et de calcaires rend les sols imperméables, ce qui favorise un ruissellement intense des eaux de pluies. 

Le climat de la zone d’étude

 Le climat de la zone d’étude est caractéristique du climat tropical. Il est marqué par l’alternance de deux saisons à savoir : une saison sèche qui dure de neuf (9) mois, et une saison des pluies qui ne fait que trois (3) mois. La saison sèche (Octobre à Juin) est marquée par des vents chauds et secs appelés l’harmattan. Mais l’influence de l’Océan Atlantique sur la zone fait modérées les températures. C’est une période qui enregistre de faibles amplitudes thermiques. La structure verticale de l’alizé maritime ne facilite pas le développement de formations nuageuses, ce qui nécessairement influe sur les précipitations. Cependant, le dépôt de la rosée la nuit contribue à l’humidité de la région pendant toute cette période. L’hivernage dure trois (3) mois (juillet à septembre), période durant laquelle les vents de la mousson et de l’alizé provenant de Sainte-Hélène pénètrent le pays chargé d’humidité. Cette période est marquée par une faible amplitude thermique assortie, cependant, de températures généralement plus élevées que celles de l’alizé maritime. Compte tenu des précipitations et de l’importance de l’agriculture sous-pluie dans la commune, l’hivernage reste une période particulièrement attendue par les populations, à dominante paysanne. 

 La pluviométrie de la zone d’étude

 Le potentiel hydrique de la zone est similaire à celui du pays fortement réduit ces dernières décennies. La pluviométrie moyenne annuelle entre 1985 et 2014 est de 401,30 mm, avec une forte variation au cours des dix (10) dernières années. Le nombre de jours de précipitation par an est très faible avec une moyenne de 25 jours. Suite aux sécheresses cycliques, la pluviométrie s’est fortement réduit et a une grande incidence à la fois sur le couvert végétal et la recharge de la nappe phréatique. Elle se traduit par une dégradation de la végétation et une réduction des productions agricoles. 

 Les températures de la zone d’étude 

Le régime thermique dans la zone est caractérisé par la présence de deux (2) saisons. La saison froide (de décembre à mars) est caractérisée par la faiblesse des températures avec une moyenne de 21°C. Et la saison chaude d’avril à Novembre avec une température moyenne de 28°C. L’amplitude thermique moyenne annuelle (à savoir la différence entre la température maximale et la température plus faible), est un peu au-dessus de 15°C. 

La végétation de la zone d’étude

 La végétation est caractérisée par une savane arborée et arbustive dont la composition floristique est dominée par les espèces Andansonia digitata et Euphorbia sp. Cette végétation est aujourd’hui très peu diversifiée et dégradée en raison des effets conjugués du recul de la pluviométrie, des agressions anthropiques et parallèlement des activités d’extraction du calcaire. L’existence de sols à forte rétention hydrique favorise le développement du cours d’eau et rend possible l’exploitation de périmètres maraîchers de contre-saison. Toutefois, ces espaces boisés sont progressivement gagnés par l’urbanisation galopante. La Commune ne dispose pas d’aménagements environnementaux comme les espaces verts. Les plantations d’ornements tel que Adzarichta indica et Khaya senegalensis ne sont réalisées que le long de certains axes structurants de la ville, notamment le long des routes nationales. 

Délimitation géographique de la zone d’étude

 Le domaine de la zone d’étude regroupe les secteurs SOCOCIM (constitué de trois (3) lacs) et Diamniadio (Banthiar et Sébi-Ponty). La figure 2 ci-dessous délimite ce domaine.

Table des matières

Dédicaces
Remerciements
Liste des symboles
Liste des abréviations
Résumé
Abstract
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des annexes
Introduction générale
1 Présentation Générale
1.1 Les ressources hydriques dans le monde
1.1.1 Les réserves d’eaux
1.1.2 Propriétés de l’eau
1.2 Présentation de la zone d’étude
1.2.1 Présentation de la ville de Bargny
1.2.2 Présentation de la ville de Diamniadio
1.2.3 Relief et géologie de la zone d’étude
1.2.4 Le climat de la zone d’étude
1.2.5 La pluviométrie de la zone d’étude
1.2.6 Les températures de la zone d’étude
1.2.7 La végétation de la zone d’étude
1.2.8 Délimitation géographique de la zone d’étude
1.2.9 La zone Banthiar
1.2. La zone Sébi-Ponty
1.3 Conclusion
2 Etudes climatologiques de la zone
2.1 La pluviométrie
2.2 Température
2.3 Insolation
2.4 Vitesse des vents
Evolution quantitative et qualitative des ressources en eau naturelle à usage industriel et agricole
2.5 Humidité de l’air
2.6 Évaporation
2.7 Conclusion
3 Etudes géologiques, topographiques et délimitation des bassins versants .
3.1 Contexte géologique et relief du site naturel de Bargny
3.1.1 Contexte géographique du site naturel de Bargny
3.1.2 Contexte géologique et relief du site naturel de Bargny
3.1.3 Contexte lithologique du site naturel de Bargny
3.1.4 Expérimentation géotechnique du site naturel de Bargny
3.1.5 Conclusion
3.2 Topographie des bassins versants des lacs de SOCOCIM
3.2.1 Topographie à l’échelle des bassins versants tributaires des lacs 49
3.2.2 Topographie à l’échelle des lacs
3.2.3 Conclusion
3.3 Topographie des bassins versants du barrage de Banthiar.
3.3.1 Topographie à l’échelle des bassins versants tributaires des lacs 6
3.3.2 Topographie à l’échelle du lac
3.3.3 Conclusion
3.4 Topographie des bassins versants du barrage de Sebi-Ponty .
3.4.1 Caractéristiques physiographiques des bassins versants
3.4.2 Caractéristiques topographiques des bassins versants .
3.4.3 Conclusion
3.5 Récapitulatif de la topographie des bassins versant des lacs .
3.6 Conclusion
4 Bilan hydrologique
4.1 Les processus hydrologiques
4.1.1 Rappels sur le cycle de l’eau
4.1.2 Précipitations directes sur la surface du cours d’eau
4.1.3 Ecoulement souterrain ou infiltration
4.1.4 Ecoulement de surface (ruissellement
4.1.5 Evaporation et évapotranspiration
4.2 Bilan hydrologique
4.2.1 La zone SOCOCIM
4.2.2 Calcul des eaux de pluie collectées
4.3 Conclusion
5 Qualité des eaux des lacs
5.1 Matériels utilisés
5.2 Méthodologie
5.3 Théorie de la caractéristique des eaux
5.3.1 Propriétés organoleptiques
5.3.2 Les caractéristiques physico-chimiques
5.3.3 Les paramètres à vérifier pour une eau à usage agricole
5.4 Présentation des résultats
5.4.1 La turbidité
5.4.2 La couleur
5.4.3 La température
5.4.4 La conductivité
5.4.5 pH
5.4.6 La dureté
5.4.7 L’alcalinité
5.4.8 Le nitrite
5.4.9 Le fer
5.4. Les phosphates
5.4. Le Bore
5.4. Le chlore
5.4. Le potassium
5.5 Récapitulatif des résultats des analyses chimiques
5.6 Conclusion
6 Gestion optimale des ressources hydriques
6.1 Problématiques
6.2 Les solutions préconisées pour une bonne gestion des ressources
6.2.1 Imperméabilisation des lacs pour lutter contre l’infiltration
6.2.2 Aménagement des bassins versants tributaires des lacs
6.2.3 Maitrise du phénomène d’évaporation
6.2.4 Augmentation du volume de stockage des lacs
6.2.5 Élimination des algues
6.2.6 Réalisation de nouveaux lacs artificiels dans la carrière de Bargny
6.2.7 Réalisation de bassin de rétention des eaux pluviales dans la zone de Rufisque et environs
6.2.8 Drainage des eaux d’inondation vers les lacs
6.2.9 La lutte contre le gaspillage
6.2. Recyclage et réutilisation des eaux usées de la SOCOCIM
6.2. Amélioration de la qualité de l’eau
6.3 Conclusion
Conclusion générale et perspectives

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