Géochronologie des processus de sédimentation des réservoirs artificiels

Géochronologie des processus de sédimentation des réservoirs artificiels

GENERALITES SUR LA POLLUTION ET PROBLEMATIQUE

 POLLUTION ENVIRONNEMENTALE

 La pollution environnementale est la dégradation d’un milieu naturel par des substances extérieures. Elle peut être introduite de façon directe ou indirecte et entraine un déséquilibre d’un écosystème. C’est-à-dire que le seuil critique d’un milieu à éliminer naturellement les substances venant de l’extérieur est dépassé. (Khan, M. A. and Ghouri, A. M., 2011) Il y a des centaines de source de pollution et on peut trouver la pollution dans les trois états de la matière :  Solide: pollution du sol ;  Liquide: pollution de l’eau ;  Gaz: pollution de l’air. A cause de l’accroissement de la population, de l’industrialisation, il y a dégradation de l’environnement ainsi qu’une augmentation considérable de la pollution. (Hervé Domenach, 2008) 

Traçabilité des polluants dans l’environnement

 En général, les polluants sont traçables à partir de ces sources, au moment de leur transport ou dans les milieux récepteurs (Bliefert C., Perraud R. 2001). La figure 1 donne une idée globale des mouvements de différents polluants dans l’environnement.

 SEDIMENT : ARCHIVE DE LA TERRE ET RESSOURCE DU FUTUR 

Sédiment

 C’est un dépôt meuble laissé par les agents érosifs tel que l’eau et le vent au fond d’un lac ou au fond d’une rivière. Le phénomène d’érosion est l’un des phénomènes prédominant la production des sédiments fluviaux. 

Interaction du sédiment avec les particules fines

Comme le sédiment est poreux et perméable, l’eau s’y infiltre facilement. Ainsi les particules fines vecteurs des différents polluants et polluants eux-mêmes sont piégés dans le sédiment (Figure 2). On peut trouver :  les éléments majeurs et en trace: Al, Fe, Ti, Mn, Cu, Pb, Cr, Zn, Co,…  les éléments radioactifs Cs-137, Pb-210, Be-7,…  et des rejets des contaminants organiques et pesticides HAP, PCB, DDT, ..), (Rubio, B. et al, 2000 ; Wan et al 1978 ; Santschi, P et al, 1991 ; Chen, J. et al, 2014 ; Gaw SK et al, 2006 ; Hladik, M.L., and McWayne, M.M., 2012) Source : Thèse de Mazen SAMARA « Valorisation des sédiments fluviaux pollués après inertage dans la brique cuite » (p.6)

Sédiment : archive du passé et ressource du futur

 Après interaction avec l’environnement, le sédiment se dépose par couche au fond de la rivière au cours du temps. Les carottes obtenues sont d’inestimable témoignage historique (Figure 3). Ces sont des empreintes chimiques historiques qui enregistrent le développement du bassin ou d’un milieu aquatique. Elle peut fournir des informations pédoclimatiques concernant l’évolution d’un bassin et de la modélisation et prévision pour le futur dans le but d’une gestion pérenne dans le futur. S Source : www.gm.univ-montp2.fr/IMG/pdf/Bassin-RessourcesL1.pdf Figure 3: Sédiment : archives et ressources A la fois polluant, transporteur et récepteur des différents polluants dans l’environnement, le sédiment enregistre plusieurs paramètres historiques d’un bassin versant ou d’un milieu. Ces paramètres sont d’une importance capitale pour la protection, la reconstruction et l’utilisation pérenne de ressources dans le futur (Sophie Ayrault et al, 2009). 

 SEDIMENTATION

 Définition 

C’est le phénomène de dépôt de particules en suspension dans l’eau sous l’effet de la gravitation ou d’une force centrifuge. La sédimentation est un phénomène naturel complexe. Les particules en suspension dans l’eau sont à la fois polluants, véhicules de transport et récepteur d’autres polluants tels que les dérivées des pesticides, l’engrais et les métaux lourds, hydrocarbures… (Ng et al. 1993 ; Kronvang et al. 1997) 

 Effet de la vitesse du courant et la taille des particules sur la sédimentation

 Le mouvement de sédiments et le phénomène de sédimentation dépend du débit du courant d’une rivière et de la dimension des particules. Figure 4 : Activité d’une particule en fonction du courant (F. Hjulström, 1935). D’apres le diagramme de Hjulström (voir Figure 4), le processus de sédimentation domine pour une vitesse de courant entre 1-100 cm/s. Il y a donc une relation entre la vitesse du courant et la taille des grains sédimentaires. Cependant, l’importance d’un phénomène érosion-transport-dépôt dépend de plusieurs facteurs : climatiques, écologiques, géomorphologiques et hydrologiques du bassin versant à considérer. Ainsi, l’eau est au cœur de la plupart des évolutions sédimentaires. (Philippe N., Christophe R., 2011.). Les principales sources et impacts majeurs de la sédimentation sont détaillées dans l’Annexe I. 

CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE 

 Contexte 

Madagascar dispose d’un potentiel hydroélectrique énorme. On compte 60 sites potentiels hydroélectriques sous exploités répertoriés dans la grande île. Théoriquement, leur capacité s’élève à 7 800 MW. Ces dernières années, le gouvernement avec le soutien financier de la Banque Mondiale a décidé d’investir sur la réalisation des sites hydroélectriques pour accélérer son développement. Il y a la construction des barrages hydroélectriques à Androkabe et Maheriara. En addition à cette action des appels d’offre sur la construction d’autres centrales, ont été lancées cette année : Sahofika, Volobe, Antetezambato et Ranomafana Ankazobe (Word Bank Document, August 2014, Small Hydro – Madagascar P145350). Concernant l’utilisation et l’accès à l’électricité, Madagascar fait partie des pays à faible taux d’accès à l’électricité (39% en milieu urbain et 4,8% en milieu rural) qui est accompagné à la suite par le phénomène de délestage régulier. En 2012, on compte 12 centrales hydroélectriques réparties dans la grande île avec une puissance fournie de l’ordre de 115 MW répartie sur les 3 réseaux interconnectés d’Antananarivo, Toamasina et Fianarantsoa. La figure 5 donne une vue globale de la production d’électricité de la grande ile entre 2008 et 2012.