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DECLtd Société d'Ingénierie

RAPPORT D'INVESTIGATIONS

GEOPHYSIQUES SUR CINQ (S) SITES 'ª;1: .. lfF lq·é

MICRO-BARRAGES DANS LA PROVI,5~~ LA

SISSILI POUR LE COMPTE DE cf¡;bo. j ~

Février 2010

06 BP 9964 Ouagadougou 06 Tél.: /Fax: (226) 50 38 85 18 E-mail: contact@dec-ltd.com

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1. lntroduction

A la demande de CREDO et de ses partenaires, DEC-Ltd a procédé a des investigations géophysiques sur cinq (05) sites de micro-barrages dansla province de la Sissili. L'objectif cette étude vise a évaluer la situation hydrogéologique des différents sites potentiels de barrages afin d'apprécier l'adéquation de ces sites pour l'infiltration d'eau dans le sol et la recharge des puits et des forages.

Les études menées ont consisté en des mesures de terrain suivies de leur traitement au bureau pour l'élaboration du présent rapport.

Sur chaque site, la prospection a consisté a l'exécution d'un profil et de deux sondages électriques.

L'objectif étant de déterminer la variation du toit du sacie le long du barrage, un des sondages est positionné sur le point le plus bas du profil et l'autre sur le point le plus haut des zones anomales. Les sites de barrages concernés par la présente étude sont : Sissili Tékoura, Onliessan, Kayéro et Kayéro-Bo.

2. Contexte géologique et hvdrogéologigue de la zone d'étude

La géologie de la zone d'étude (terroir de la commune de Léo essentiellement), est caractérisée par les raches cristallines notamment par les migmatites et les granites indifférenciés qui constituent le sacie. Les sois de couverture sont constitués des produits issus de l'altération physico-chimique de ces formations cristallines. Ces formations cristallines, compactes, sont en général peu poreuses done imperméables. Toutefois les contraintes tectoniques ont développé au sein de ces raches dures des réseaux de fractures suffisamment denses et ouvertes pour conduire et stocker les eaux d'infiltration, constituant ainsi un réservoir (aquifére) discontinu (seules les zones fracturées sont aquiféres).

Les altérations sont des formations meubles issues de la dégradation des raches cristallines, sont a prédominance argileuse et constituent un réservoir aquifére en étroite continuité hydraulique avec l'aquifére du sacie. La zone altérée est assez perméable et constitue un aquifére continue au contraire de celui du sacie qui est discontinua. L'aquifére de la zone altérée est un réservoir suffisamment capacitif permettant un captage par puits pour l'approvisionnement en eau potable des populations. Cependant la pérennité de la productivité des ouvrages de captage de cette nappe est fortement tributaire de la régularité de la recharge saisonniére des nappes par infiltration.

Les ressources en eaux souterraines de la zone se trouvent done dans des aquiféres discontinue en profondeur dans le socle, et continua dans les formations altérées de surface. 11 esta noter que l'aquifére du sacie dépend étroitement de l'intensité et de la distribution de la fracturationlfissuration. Les eaux circulan! dans le sacie fissuré sont généralement pérennes, alimentées de fa¡;;on complexe par les terrains poreux sus-jacents aux ressources le plus souvent temporaires. Les taux se succés dans la province est de 65%.

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3 Méthodologie de mise en amvre des mesures géophysiques réalisées

Les méthodes électriques qui ont été employées, utilisent le dispositif linéaire Schlumberger a quatre électrodes. Dans ce dispositif, les électrodes d'injection (A et 8) sont situées aux extrémités de la ligne et les électrodes de potentiel (M et N) a u centre.

L'injection dans le sol d'un courant continu alimenté par une batterie de piles de 90 volts reliées en série a un résistivimétre permet de calculer, a partir des mesures d'intensités et de différence de potentiel, la résistivité électrique du sous-sol a la verticale du point centrale O du dispositif.

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3.1 Principe du trainé électrique

Le trainé ou profil de résistivité (T) donne, pour des stations de mesures alignées et réguliérement espacées (pas de mesure égale a 1 O m) la valeur de la résistivité apparente du sous-sol a une profondeur a peu prés constante. Ces valeurs mesurées en chaque point sont reportées sur graphique arithmétique.

Le trainé de résistivité permet d'étudier les variations des résistivités électriques apparentes du sous- sol a une profondeur constante par déplacement latéral du dispositif AMN8, suivant un axe bien déterminé. Les variations latérales de résistivités que l'on enregistre, mettent en évidence les changements structuraux ou de facies notamment dans les horizons de sacie cristallin fracturés et dans les zones altérées susceptibles d'etre aquiféres et qui se traduisentle plus souvent par des anomalies conductrices ou de contact. Ces anomalies ont souvent pour origine une sur- épaisseur d'altération provoquée par une zone de fracturation intensive du socle sous- jacent. L'utilisation de cette méthode permet d'effectuer une interprétation qualitative des résultats.

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A' ----------------M' -----0' -----------N'-------------------8'

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3.2 Príncipe du Sondage électrigue

. Autour des anomalies repérées sur le profil de résistivité, une série de sondages électriques est effectuée afin de mettre en évidence en chacun des points, la coupe géo-électrique du sous-sol.

Sur le terrain, les résultats son! reportés sur un diagramme bilogarithmique et interprétés quantitativement au bureau a l'aide des abaques Schlumberger.

En utilisant le méme dispositif AMNB que pour le trainé de résistivités électriques, on mesure les variations verticales de la résistivité apparente du sous-sol au centre du dispositif en augmentant la profondeur d'investigation par éloignement progressif des électrodes A el B.

Les mesures effectuées a la verticale du centre O du dispositif, pour des profondeurs d'investigations variant progressivement au fur et a mesure de l'écartement des électrodes d'injections, permettent d'interpréter quantitativement les résultats. C'est ainsi que peuvent étre définies l'épaisseur des horizons altérés meubles, l'épaisseur des horizons fracturés et altérés dans le socle et la profondeur du socle sain non fracturé. L'interprétation des résultats au moyen d'abaques permet de déterminer la résistivité électrique des différents horizons et déduire la nature géologique des terrains traversés.

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4 Príncipe de l'interprétation des données

L'interprétation est qualitative pour le trainé de résistivités et quantitative pour le sondage électrique.

L'interprétation consiste a analyser les différents types d'anomalies en tenant compte du contraste de résistivités et de la dissymétrie éventuelle dans la forme des anomalies. Elle est essentiellement basée sur les hypothéses suivantes :

l'altération agit de préférence sur l'axe d'un accident tectonique,

la zone de fractures est verticale ou sub-verticale. Aussi toute dissymétrie observée dans la forme de l'anomalie conductrice résulterait du pendage éventuel de la zone fracturée.

Le seul critére d'implantation des points d'eau par cette technique est en relation avec le mínimum de l'anomalie conductrice.

5 Les différents tvpes d'anomalies observées

La plupart des anomalies ne présentent pas de forme réguliére; néanmoins, on peut

observer deux (02) grands types d'anomalies :

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l'anomalie de type " compartiment conducteur ": c'est l'anomalie la plus fréquente. Elle peut etre étroite ou large. Lorsqu'on s'intéresse au minimum de l'anomalie, on note parfois une certaine dissymétrie dans la forme de celle-ci.

l'anomalie de type "contact": dans ce cas, deux paliers de résistivités apparentes assez distincts son! séparés par un contact a pente plus ou moins raide ou par un pie (filon).

6. lnterprétations des investlgations menées et résultats des

Le principe de l'interprétation est de différencier les terrains en fonction de leurs propriétés électriques. Plus des terrains adjacents présentent des contrastes en terme de facilité a laisser passer ou a retenir le courant, plus il est facile de les discriminer. A litre indicatif, les résistivités moyennes couramment mesurées sur différents matériaux sont comme suit :

Nature du matériau Résistivité m<>yenne 1> (Ol.

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Laves 3oo a 10 ooo Gneiss et granites altérés 100 a 1ooo

Gneiss et granites sains 1 oooa 10 ooo

Sur !'ensemble des cinq (05) sites, nous avons effectué cinq (05) tralnés de résistivité pour une longueur total e cumulée de 1730 métres et 1 O sondages électriques. Les travaux se sont déroulés du 10/02/201 O a u 12/02/201 O.Les caractéristiques des profils se présentent comme indiqués dans le tableau ci-dessous:

Longueur Pas de Azimut Longueur Observations villa_ges profil (m) mesure MM (m)

PI SE2-30 Tékoura 540m 180m 10m N40•E 20m P1- SE1 -520

Onliessan 340m 180m 10m N285•E 20m P1-SE2-10 P1- SE1 280

Kayéro-Bo 190m 180m 10m N 25o·E 20m P1-SE2-60-P1-SE1150

Sissili 320m 180m 10m N 135•E 20m P1SE2 140 P1 SE1-2 80

Kayéro 340m 180m 10m N 240•E 20m P1 SE2-160 P1 SE1 310

4

Les principaux résultats obtenus son! :

6.1 Estimation de l'épaisseur des altérations et de la profondeur du toit du socle

sites SE1 SE2 Niveau statistique des forages

Tiékoura 04m 20m 10m

Onliassan 15m 10m 19m

Kavéro 04m 05m 08m

Kavéro-Bo 20m 15m 11m

Sissili 20m 05m 06m

De toute évidence, les données nous aménent a penser a une zone d'affleurement avec des fractures a pendage, toutes choses qui expliquen! des venues d'eau assez profondes dans le socle (enviran 25m).

6.2 Adéguation des sites pour l'infiltration pour la recharge des puits et forages

Sur !'ensemble des cinq (5) sites l'altération es! suffisamment épaisse (1Om en moyenne) pour constituer un aquifére a mtime de contribuer considérablement a la recharge des puits. Par ailleurs le substratum cristallin es! suffisamment fracturé et fissuré pour pouvoir constituer un aquifére notable pour soutenir la productivité des forages.

De l'observation des puits et puisards existan! sur le terrain (voir photos) il ressort que sur !'ensemble des sites, le niveau de la nappe es! trés peu profond voir affleurant ce qui témoigne l'alimentation de celle-ci par l'eau de surface infiltrée. Cette infiltration sera par conséquent renforcée aprés la réalisation des différents micro-barrages.

6.3 Perméabilité des couches de couverture (altérationl

Les observations de terrain (voir photos) confirmées par les résistivités apparentes mesurées montrent que les couches de couverture du substratum rocheux son! essentiellement constituées de :

!erre végétale ; couches argilo-sableuses ou sablo-argileuses assez perméables ; couches d'arénes granitiques assez pemnéables ; curasse latéritique poreuse done perméable.

Les horizons du substratum rocheux sont surtout composés de granites indifférenciés fissurés voire fracturés surmontant le socle sain. La fracturation du sacie es! en relation hydraulique directe avec la zone altérée ce qui garantit la recharge des nappes profondes.

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6.4 Estimation des profondeurs des puits et forages autour des micro-barrages

De maniere globale on peut retenir que les puits autour des micro-barrages n'excéderont pas en moyenne 12 métres de profondeur tandis que les forages auront des profondeurs inférieures a 60 métres.

CONCLUSION

Les micro-barrages une fois réalisés renforceront la recharge des nappes ce qui permettra d'augmenter voire pérenniser la productivité des puits et des forages environnants.

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8. Fiches des mesures de profils et sondages électriques

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7. Reportage photos de terrain

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Photo 1 : Appareil géophysique de type ABEM utilisé pour les mesures.

Photo 2 : Mise en reuvre d'une tralnée électrique

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Photo 5 : Niveau de la nappe dans la cuvette (<0, 5 m) du site de Onliessan

(Nappe dans horizons argileux)

Photo 6 : Niveau de la nappe dans la cuvette (<2m) du site de Tékoura

(Nappe dans horizons argileux surmontant une couche de curasse latéritique poreuse).

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