BILAN DES EAUX, TYPOLOGIE DES BAS-FONDS,EROSION ET MODELISATION

SUR DES BASSINS EMBOITES DES HAUTES TERRES DEMADAGASCAR

Béauice DUSSARRATLuc FERRY

RESUME: FAMINTINANA

Les résultats d'une étude'multidisci plinaire, géomorphologique,tectonique, hydroclimatologique ethydrogéologique réalisée de 1991 à 1993dans la région d'Antananarivo (HautesTerres de Madagascar) sont présentés. Lesdifférents réservoirs aquifères de la régionde Mahitsy sont décrits. La présence d'unenéotectonique encore active influence lemodelé' de surface et conditionne lagéométrie des aquifères et lefonctionnement hydrologique des bassinsversants. Un accent particulier est donnéaux ressources en eaux souterraines et àleur gestion ainsi qu'à la protection desbassins versants et des bas-fonds rizicoles.

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Ny vokatry ny fikarohana"multidisciplinaire", "géomorphologique","tectonique", "hydroclimatologique" ary"hydrogéologique" natao tamin'ny faritrairay teto Antananarivo (afovoantanymalagasy) dia efa naseho ny be sy nymaro. Ireo "réservoirs aquifères "samihafa na adika tsotsotra hoe sinibempitahiry ny rano ambanin'ny tany taoamin'ny faritry Mahitsy, fivondronanaAmbohidratrimo dia novelabelarinatamin'ny antsipirihiny. Ny fisian'ny"néoctectonisme" na adika hoe nyfihetsehin'ny tany izay mbola mitohyankehitriny dia mandray anjara amin'nyfirafitry ny nofo-tany, mametra nybikan 'ireo sini be ireo sy ny"fonctionnement hydrologique" ny"bassins versants". Notsindriana kokoa nymomba ny rano ambanin'ny tany, nyfitantanana azy ary koa ny fiarovana ny"bassins versants" sy ny "bas-fonds" naadika hoe lembalemba fambolem-bary.

A VANT PROPOS

Sur les Hautes Terres de Madagascar,les ressources en eau semblent, a priori,suffisamment abondantes. Toutefois,dans la région d'Antananarivo, lademande en eau à usage domestique,pour l'irrigation (essentiellement lariziculture) et l'industrie est telle que desproblèmes pourraient se poser à terme.

De 1987 à 1989, une étudemultidisciplinaire (agronomie,géomorphologie, hydrologie,hydrogéologie, tectonique) menée dansle cadre d'un programmeFOFIFA 1/CNRS2/ CIRAD3 a étéréalisée sur le site expérimentald'Ambohitrakoho, situé à environ 30km au NW d'Antananarivo. L'objectifscientifique, de cette étude était deréaliser un bilan hydrique et minérald'une "unité bas-fond" (130 ha) quisemblait représentative de la région. Lesrésultats ont été présentés en décembre1991, à Antananarivo lors de la tenuedu colloque international "Bas-fond etriziculture".

Dans le domaine de l'hydrogéologie etde la tectonique, les résultats ontdépassé la simple applicationagronomique qui en était l'objectifessentiel. La mise en évidence d'unsystème aquifère bicouche et d'unetectonique récente dans la régiond'Antananarivo est apparue d'un grandintérêt pour la connaissance des eauxsouterraines de cette région, ressourcePeu étudiée jusqu'à présent

Le programme CNRE/ORSTOM4"Bilan des eaux, typologie des bas­fonds, érosion et modélisation sur desbassins emboîtés des Hautes Terres deMadagascar" mené entre 1991 et 1993 apermis d'étendre ces résultatspréliminaires à une zone plus vaste de140 k fi 2 située dans la région deMahitsy et incluant le bas-fondd'Ambohitrakoho précédemment étudié.Les principaux résultats de cette étudemultidisciplinaire (morphotecton ique,hydrologique, hydrogéologique) sontdonnés dans cette note.

l FOFIFA

2 CNRS3CIRAD

4 ORSTOM

Centre National de la Recherche Agronomique Appliquée au DéveloppementRural.Centre National de la Recherche Scientifique.Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour leDéveloppementInstitut Français de Recherche Scientifique pour le Développement enCoopération.

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OBJECTIFS DE L'ETUDE

confronter la connaissance dufonctionnement hydraulique d'uneunité témoin à celle d'uniLésemboîtées de dimension croissante ;

caractériser les composantes del'écoulement souterrain et leurinterférence avec les eaux de surface;

défmir l'exploitabilité et la gestion desressources en eau ;

- piézométrique: enregistrement duniveau des nappes en écoulementnaturel;

- physico-chimique: détermination desteneurs en ions majeurs et enéléments isotopiques ;

- hydrodynamique: détermination despropriétés de stockage des aquifèreset de l'aptitude des nappes auxécoulements souterrains (pompagesd'essai et expérience de Darcy).

• orienter la protection et l'aména­gement des Hautes Terres deMadagascar vis à vis des phénomènesintenses d'érosion.

II. METHODOLOGIE

Sur la base d'une description du milieuphysique de la zone d'étude (Fig. 1),différentes approches (Fig. 2) ont permis:

- d'identifier et de caractériser lesterrains aquifères de la région deMahitsy : analyse pédologique,géomorphologique et géologique ;

- de déterminer la structure desréservoirs aquifères : analysemorphotectonique et microteetonique(étude des reliefs et des roches enfonction de la fissurationlfracturationdes formations géologiques).

Cette dernière approche a égalementpermis:

- de confirmer l'existence d'unetectonique récente sur les HautesTerres malgaches;

- de proposer une classification desbas-fonds rizicoles et de montrer qu'ilexiste une relation entre la tectoniqueet la reprise d'érosion des bassinsversants.

La compréhension du fonctionnement desaquifères, objectif essentiel du programme,repose en grande partie sur les résultatspréliminaires obtenus entre 1987 et 1989sur le site d'Arnbohitrakoho, par différentesanalyses:

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Les trois années d'observationssupplémentaires réalisées sur tout le bassinde Mahitsy ont permis d'apporter desprécisions aux résultats antérieurs et deproposer de nouvelles hypothèses. L'étuderepose essentiellement sur une analysephysico-chimique des eaux de source :

. utilisation de certains ions naturels ensolution et de l'oxygène dissous commeindicateurs et traceurs du fonctionnementhydrologique des aquifères. Cette approchea permis de proposer un modèled'alimentation des différentes nappes,d'identifier et de caractériser différentstypes de domaines hydrogéologiques dansla région de Mahitsy.

Enfin, l'établissement de bilanshydrologiques sur 5 sous-bassins versantsvient confirmer l'ensemble des hypothèses,notamment sur le fonctionnement desaquifères. Les bilans hydrologiquesreposent sur une analyse des précipitationset des écoulements de surface et surl'évaluation de l'évapotranspiration. Ilsconsistent au niveau d'un bassin versant, àidentifier les différents réservoirs, àexaminer le cheminement de l'eau et àquantifier leur volume suivant le principe dela conservation des masses.

Du point de vue pratique, les résultats del'étude peuvent être considérés comme deséléments d'aide à la décision desplanificateurs et concepteurs pournotamment:

- l'exploitation et la gestion desressources en eaux (irrigation etalimentation en eau potable)

- la protection et l'aménagement desbassins versants (lutte contrel'érosion) et des bas-fonds rizicoles.

II I. RÉSULTATS

Les résultats des études multidisciplinairesmenées sur le site d'Ambohitrakoho et dansla région de Mahitsy ont fait l'objet denombreuses publications dont les référencessont données en annexe.

Nous ne présenterons ici que quelquesrésultats concernant la géomorphologie dubassin de Mahitsy et l'hydrogéologie de sesréservoirs aquifères.

111.1. Géomorphologie de la régionde Mahitsy

La morphologie des Hautes Terres deMadagascar a longtemps été considéréecomme ne dépendant que de la lithologiedes roches et du contexte climatologie. Lestravaux menés dans la région de Mahitsyont montré que ces facteurs sont .insuffisants. Sur les Hautes Terres, lesmouvements d'ensemble d'originetectonique ont conditionné les modalités del'érosion et du transport : drainage versl'Ouest dominant, répartition des zones àérosion dominante sur l'altération.

On rencontre à Madagascar deux phasesrécentes- de tectonique cassantecorrespondant à deux distensions. Lapremière phase est E-W, la seconde estN-S. Ces deux phases sont biencaractérisées sur la côte ouest et dans larégion d' Antsirabe. moins bien surl'ensemble des Hautes Terres.

La première phase de fracturation affecte,dans l·ouest. les séries carbonatées éocènes(et oligocènes ?). Ses structures guidentl'installation des systèmes karstiques anté­oligo-miocènes. Son âge est donc post­éocène et anté-miocène. Il s'agit d'unedistension E- W réactivant des faillesprofondes N20E et N160E en failles àcomposante normale. Sur les HautesTerres, des failles, en moyenne N-S,contrôlent le volcanisme précoce del'Ankaratra, les bassins pliocènes et lesmorphologies antérieures à la surfaced'aplanissement d'âge fini-tertiaire(S.F.T.). La tectonique est caractérisée parla microtectonique au Sud et à l'Estd'Antananarivo, par des microfailles et untenseur de contraintes antérieures à latectonique en extension N-S.

La deuxième phase correspond à une

/

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distension N-S qui a été mise en évidencedans plusieurs sites de Madagascar. enparticulier dans la région d'Antananarivopar une analyse microteclOnique des petitesfractures associées aux failles. Cette analysea permis de caractériser le champ decontraintes (Fig. 3).

L'ensemble des mouvements correspond àun état de contrainte défini par uneextension horizontale (63) en moyenneN-S. Du point de vue de l'âge : onconsidère qu'elle est actuelle, dans 1amesure où les zones dans lesquelles elle estévidente sont également des zonessismiques, et où elle affecte les alluvions lesplus récentes (plaine d'Antananarivo).Quant à la fracturation on peut dire qu' elleest d'âge quaternaire récent à actuel car elleest:

- postérieure à la distension E-W (dansplusieurs stations m icrotecloniq ues,les stries de la distension N-S recou­pent celles de la distension E-W) ;

- postérieure à la réalisation de lasurface d'aplanissement fini-tertiaire ;

probablement postérieure aux dépôtsde la basse terrasse mis en placependant le "displuvial vavaténien"défini par F. Bourgeat et daté de-25000 à -10000 B.P. ;

- antérieure à l'installation des dépôtsdu niveau organique correspondant àun épisode de stabilité bioclimatiquesitué entre -9000 à -2600 ans(M. Raunet).

Dans la région d'Antananarivo. des mouve­ments verticaux différentiels liés à laprésence de failles accentuent ou diminuentle rôle du soulèvement d'ensemble. Lamorphologie du bassin de Mahitsy (Fig. 4)dépend princi-palement de deux facteursdont les inter-férences se traduisent par despaysages différents.

Le premier facteur est le changement deniveau de base dans la période compriseentre la mise en place de la surfaced'aplanissement fini-tertiaire (S.F.T.) etl'installation d'un réseau de bas-fonds à unealtitude tendant vers 1250 m NOM, à partirdu seuil de l'Ikopa (seuil de Farahantsana).

MORPHOPEDOLOGIE HYDROGEOLOGIE HYDROLOGIE MORPHOTECTONIQUEAGRONOMIE - Test hydrau. + carottage écoulement de surface

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -;- - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - -- piezométrie

GEOPHYSIQUE- physico-chinùeGEOLOGIE eaux souterraines "CLIMATOLOGIE" MIC ROTECTONIQUE

CIRAD/~OHI'A lJniversité .,j'Ankasto M."MlC.N.R.E/ORSTOMlU.S:r.L/LR.I. C.N.R.I:./OIôTOM 1 D.M.H C.N.R.EiORSTOMI U.S.T.Lus:r.1. SACS.

Université d'Anka'IO

Identification etCaractérisation Structure et géométrie f4

caractérisationdes nappes des réservoirs aquifères f4

des terrains aquifères

+Fonctionnement ~ ~

et alimentation Bilan hydriquedes nappes

•r .~.................................................. " .............................................. ..."."""."....".".,,""""."..............--

Bilan nùnéralL-T~~~q~~~nt~ ___~~ -Classification Bas-Fonds ~

(Apport en éléments minéraux) j -Conditions d'érosion j..-........................................................................................... :."."".""""('".... " .."."............ " ..:: !~

1t

Exploitation et~ gestion des ressources

Aménagementl .................~,. des bas fonds

en eaux souterraines et des bassins versantsel de surface.___._._ ...·_·n.

Fig. 2 : Méthodologie de l'étude de la région de Mahitsy.

Le second facteur correspond aux phasesrécentes de tectonique cassante qui du pointde vue géomorphologique se manifesteessentiellement par des mouvementsverticaux différentiels de blocs séparés pardes failles (ces déplacements n'excluant pasles bascu-lements d'ensemble). Comptetenu du recou-vrement altéritique et desphénomènes d'érosion actuels, seulel'analyse morpho-tectonique et microtec­tonique a permis de mettre en évidence unetectonique encore active. Particulièrementbien développée, eHe confère une grandeoriginalité à cette région, où de nombreuxtypes de bas-fonds et plaines alluviales sontreprésentés. Les failles majeures du secteur,à composante normale et d'orientation E-Wà N 110°, correspondent à une phasetectonique récente à actuelle d'extensionN-S. Le jeu de ces failles dont le rejet peutêtre de l'ordre de la centaine de mètres .s'accompagne du basculement de certainsblocs, de la réactivation de fractures plusanciennes en particulier NE-SW et deJ'apparition de failles secondaires d'orien­tation E-W à NW-SE.

La région de Mahitsy est un exempleparticulièrement démonstratif de l'influencede la fracturation sur la typologie des bas­fonds et l'hydrographie, dans un contexted'interaction entre le soulèvement régionalet le jeu de failles.

L'étude morphotectonique a permis deproposer une classification des bas-fondsqui prend en compte l'amplitude desmouvements verticaux d'ensemble, soitpositifs (soulèvement), soit négatifs(enfoncement), par rapport au niveauhydraulique de base (NBH) et l'intensité dela tectonique, appréciée par le rejet moyendes failles, leurs dimensions ou leurdensité.

L'analyse statistique des fréquencesdirectionnelles a montré qu'il existe unerelation entre l'orientation des faiHes ensurface et celle des bas-fonds et coursd'eau. Ces contrôles tectoniques permettentde proposer un mode d'organisation desécoulements de surface: outre l'influencede J'héritage des fractures anciennes N4üE,des seuils liés à l'érosion différentielle etdes aménagements humains, les coursd'eau principaux se sont installés sur deszones de failles d'orientation E-W.

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AI' échelle locale, les déplacementsverticaux liés au jeu des failles ontégalement un rôle important dans lescirculations hydrauliques souterraines (tailleet forme des différents réservoirs aquifères)et les conditions d'érosion des bassinsversants.

III.2.Identification, caractérisaUonet fonctionnement du systèmeaquifêre de la région de Mahitsy

Les terrains aquifèrès identifiés sur lebassin de Mahitsy (Fig. 5) renferment tousdes nappes aux caractéristiques hydrody­namiques et physico-chimiques différentes:altérites, arènes micacées, socle fissuré,matériaux de bas-fonds et de plainesalluviales et formations d'éboulis.

Bien qu'en relation hydraulique, certainesd'entre-elles ont un mode de fonction­nement très différent, notamment en ce quiconcerne leur alimentation (Fig. 6).

AQuifère des altérites :

La partie supérieure des formations altérées(AL : Altérites) des interfluves renferme unenappe bien développée mais d'extensionlimitée. Cette nappe peu minéralisée(conductivité électrique < 30 IlS.cm-l) estrapidement alimentée (infiltration de l'ordrede lm/jour) par les précipitations depuis lasurface.

Des échanges hydriques (Fig. 7) peuvents'opérer par drainances verticalesdescendantes (début du cycle pluvieux) ouascendantes (seconde moitié du cyclepluvieux) avec les nappes arènesmicacées/socle sous-jacentes. La fm de larecharge de la nappe des altérites estmarquée par un retour rapide à desconditions de lente décrue relativementconstante durant la saison sèche.

L'eau de cette nappe contribue à l'irrigationdes rizières par son émergence au niveau delignes de sources et de suintements situéesen bordure des bas-fonds et des plainesalluviales.

me : porosité efficace en % (rapport duvolume d'cau de gravité au volume total) ;K : coefficient de perméabilité de Darcy(volume d'cau libre qui percole pendantl'unité de temps à travers l'unité de surfaced'une section totale de la couche aquifèresous un gradient hydraulique égale àl'unité, à la température de 20°C) ; Kv etKh : perméabilités verticale et horizontaleen mis (caractérise et régit respectivementl'écoulement vertical et horizontal) ; T :Transmissivité en m2/s (produit ducoefficient de perméabilité par la puissancede la couche aquifère) ; S : coefficientd'emmagasinement en % (volume d'eaulibéré par un prisme vertical de la coucheaquifère, de section égale à l'unité, pourune baisse unitaire du niveau piézo­métrique) ; CE : conductivité électrique enIlS/cm-1 pour une température ramenée à20°C (est fonction de la concentration et dela nature des sels dissous).

AQuifère des arènes micacées:

La formation altérée (AM : Arènesmicacées), comprise entre les altélites et lesocle sain fissuré (SF) renferme une nappeplus minéralisée (conductivité électrique>lOO IlS.cm- l ) ~t d'extension régionale. Unni veau argileux discontinu formé ausommet des arènes micacées confère loca­lement à la nappe des conditions d'écou­lement différentes de celles de la nappe sus­jacente et une bonne protection à d'éven­tuelles pollutions.

L'alimentation de cette nappe semi-captivese ferait soit par des écoulements provenantde la nappe de socle sous-jacente (SF) soitdepuis la surface, au niveau des plainesalluviales, lacs et marécages situés dans lebassin.

Aquifère de socle (SE) :

Dans ce type de réservoir, les circulationssouterraines importantes se font essen­tiellement par le réseau des failles. L'étudetectonique et morphotectonique a montréque, dans la région de Mahitsy, de tellescirculations étaient possibles.

L'alimentation de la nappe de socle seraitréalisée depuis des zones, situées dans ouhors du bassin, à faible couverture alté­ritique (foliation métamorphique des rochesfavorisant l'infiltration des précipitations

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depuis la surface) et par des échanges avecla nappe des arènes micacées sus-jaccntcavec laquelle elle serait en continuitéhydraulique. Ces échanges hydriques sontprobablement accrus dans les zonesaffectées par des failles et les zones dépres­sionnaires : zones de lacs, marécages...Soulignons que les bilans hydrologiquesont mis en évidence l'existence d'apportssouterrains extérieurs au bassin. Le systèmede fracturation E-W favoriserait deséchanges avec d'autres bassins (Fig. 1),notamment ceux situés dans la régiond'lvato.

Soulignons que la nappe de socle deman­derait à être plus étudiée, notamment en cequi concerne ses propriétés hydrodyna­miques.

Aquifère des matériaux de bas-fonds et de. plaines alluviales :

Les matériaux situés sous les bas-fonds etles plaines alluviales (LT : Limonstourbeux, T : Tourbe franche et SL : Sables"lavés") renferment des "nappes" trèssuperficielles et de faibles épaisseurs.

Les pratiques culturales qui précèdent lasaison des pluies (labours, édification desdiguettes de retenue et de régulation du pland'eau des rizières...) modifient le compor­tement du recouvrement argileux anthro­pique de surface. Ces pratiques ont poureffet de déstructurer cet horizon, favorisantles infiltrations depuis la surface : destransferts de flux verticaux descendantspeuvent ainsi s'opérer au début du cyclepluvieux (6, Fig. 7).

Durant la seconde moitié du cycle pluvieuxet la première moitié de la saison sèche, destransferts de flux verticaux ascendants(7, Fig. 7) s'opéreraient depuis les arènesmicacées jusqu'au recouvrement argileuxanthropique globalement restructuré et danslequel s'enracine le riz. Au cours de laseconde moitié de la saison sèche cestransferts s'inverseraient (8, Fig. 7).

Ces nappes sont alimentées par des écou­lements verticaux ou latéraux provenant soitdu réseau de surface (rivières, drains,canaux, rizières inondées... ) soit des autresnappes.

/

Du point de vue agronomique, l'eau de cesnappes a probablement une grande impor­tance, car elle contribuerait à l'alimentationdes rizières en élémenl<; nutritifs (potassium)pouvant provenir des nappes des arènesmicacées et du socle.

Aquifère des formations d'éboulis:

Les formations d'éboulis renferment desnappes d'extension limitée. En fonction del'état de consolidation des éboulis, ellessont alimentées soit directement par lesprécipitations soit par des écoulementsprovenant de la nappe de socle.

Ces nappes sont déjà très utilisées pargravité pour l'alimentation en eau desvillages.

IlI.3. Représentativité du bassin de .Mahitsy à l'échelle desHautes Terres

L'approche morphotectonique couplée àl'étude hydrologique au sens large etnotamment la définition de domaineshydrogéologiques identifiables par certainsparamètres physicochimiques des eaux apermis dé tester la représentativité d'unbassin témoin (bas-fond d'Ambohitrakoho)à l'intérieur d'un système considéré, à pluspetite échelle (bassin de Mahitsy).

Le bas-fond unitaire d'Ambohitrakoho neserait pas représentatif de l'ensemble dubassin de Mahitsy mais correspondrait àune structure comprenant un ensemble debas-fonds, et appartenant à un domainehydrogéologique en relation avec desconditions morphotectoniques.

Cette approche a également permis demontrer que le bassin versant de Mahitsyest un ensemble complexe, nonreprésentatif des Hautes Terres. Pour undomaine hydrogéologique considéré, lesbas-fonds n'ont pas la même structure quel'ensem ble du bassin mais les phénomèneshydrodynamiques doivent rester assezidentiques.

Cela signifie que, si l'on veut changerd'échelle en vue d'une étudehydrogéologique, il est nécessaire de

. réaliser, sur la zone considérée, uneapproche multidisciplinaire couplée à une

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analyse morphotectonique (identificationdes seuils, du niveau hydraulique de base,des failles ... ). En cela, la méthodologiemise en place pour l'étude du bassin deMahitsy pourrait servir d'exemple.

1V. RESSOURCES EN EAUX ETPROTECTION DES BASSINSVERSANTS(RECOMMANDATIONS)

1V .1. Exploitation par pompage etgestion des ressources eneaux souterraines

En raison de son extension réduite auxinterfluves et de sa rapide alimentationdepuis la surface, une éventuelleexploitation de la nappe des altérites pourl'alimentation en eau villageoise ne pourraitêtre que limitée et nécessiterait unesurveillance particulière d'une part de sonniveau et d'autre part vis à vis des risquesde pollutions. Un abaissement de sonniveau aurait probablement desconséquences sur l'alimentation en eau desrizières à partir des lignes de sources et desuintements (exutoires de la nappe),notamment lors des périodes sèches.Toutefois des pompages excessifsn'auraient probablement que desrépercussions très localisées.

Les nappes des arènes micacées et du socled'extension régionale sont mieux protégéescontre d'éventuelles pollutions, et ellessemblent avoir des potentialités plus inté­ressantes du point de vue quantitatif. Acela, ajoutons que leur exploitation parpompage provoquerait des écoulementsdescendants (mis en évidence au cours destests hydrauliques) provenant de la nappesus-jacente des altériles et traversant lacouche argileuse (protection contre lespollutions). C'est seulement par des étudesmorpho-tectoniques préliminaires (locali­sation des failles et implantation des foragesen consé-quence) que des échecs sur lesforages dans les nappes arènesmicacées/socle pour l'alimentation en eauvillageoise pourraient être évités.

Rappelons que de manière générale,l'exploitation par pompage des eauxsouterraines exige un suivi très rigoureuxdes fluctuations des nappes.

1V .2. Protection et aménagementdes bas-fonds rizicoles et desbassins versants

Les seuils rocheux barrant les cours d'eau(seuils de Farahantsana, d'Andakana... )jouent un rôle déterminant dans ladynamique des écoulements de surface etsouterrains, la stabilisation des niveauxpiézométriques de l'ensemble du systèmeaquifère et la stabilité des terrains. Leurmodification pourrait avoir de gravesconséquences qu'il est difficile d'estimer àterme: abaissement ou remontée locale duniveau des nappes (assèchement ouengorgement des rizières), perte dessurfaces rizico les par reprise d'érosion ...

L'étude morphotectonique a montré unerelation entre la tectonique et l'importancedes phénomènes d'érosion. Les projets delutte contre l'érosion par reboisement et ledéveloppement de nouvelles surfacescultivables devraient prendre en compte ce

type d'étude. Le choix des sites devrait seporter en priorité sur des zonestectoniquement stables, pour réaliser desaménagements à moindre coût et à moindrerisque de dégradation.

V. PERSPECTIVES DERECHERCHE

L'identification et la cartographie des unitésmorphotectoniques peut servir pour uneapplication au niveau des ressources en eauet de la protection des bassins versants à'l'échelle des Hautes Terres.

L'acquisition d'une meilleure connaissancede l'aquifère de socle est nécessaire pourune gestion durable et efficace desressources en eaux souterraines, nonseulement sur les Hautes Terres malgachesmais également dans d'autres régions

, comme par exemple la région cristalline dusud malgache (zone semi-aride).

TERRAINS NA1URE PEDOLOOIQUE EPAISSEUR CARACfERlSTIQUES DESAQUIFERES el/ou LITHOLOGIQUE MOYENNE AQUIFERES ET DES NAPPES

(M)

Nappe libre

Altérites Altérites kaoliniquesBien développée

D'exteo.sion limitéedes limono-argilo-sableuses 20 Infiltration de l'ordœ;;de 1m/jour

interfluves Faiblement minéralisée: CE < 30me: 6% ; Kv > lE-4

1E-5 < T > 5E-SNiveau argileux 2 Semi-pennéable

Arènes discontinu

micacées Arènes argilo-sableusesNappe semi-captive

D'extension régionalequartzo-feldspato-micacées 6 S : de l'ordre de 0,1 %

T: de l'ordre de SE-6Socle Granitoïdes Nappe d'extension régionale

fissuré et orthogneiss Porosité de fissure/fractures

Matériaux Tourbe franche 0,40-1,50Nappes très superficielles

De faible épaisseurde bas-fonds Kv et Kh < 1E-9

et Limon tourbeux 0,40-1,50 Kv : 4E-4 ; Kh: 3E-6de plaines Sables grossiers "lavés" 0,20-0,60 Kv et Kh de l'ordre de 1E-Salluviales

Fonnations Blocs, pierres, graviers, Nappes libres oud'éboulis sables, argiles... semi-captives à captives

(plus ou moins consolidés) D'extension limitée

Fig. 5 Identification et caractérisation des terrains aquifères et de leur nappe(B. Dussarrat, 1994).

/

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/

sswil

NNE

Fig. 3:

o '------'-------......-----.... 200m.

H

Données microtectoniques d'unestation de la région de Mahitsy

Carrière dans les migmatitesx=508 ; Y =814

(F. Arthaud et aL, 1989)

®

3.A: Coupe schématique passant par lepoint de mesure des microfailles

3.B: Projection cyclographique desmicrofailles (plan et direction desstries ainsi que l'orientation des troisdirections principales)

1 : Escarpement de faille; 2 : Thalweg; 3 : Surface d'aplanissement fini-tertiaire (S.F.T.) ; 4 : Accumulationde boules; 5 : Coulées boueuses; 6 : Bas-fond alluvial; 7 : Terrasse; 8 : Bas-fond en doigt de gant; 9 :S.F.T. surélevée par rapport à 3 ; 10 : Eboulis; 11 : Bas-fond de transit; 12 : Filon rocheux; 13 : Lavaka ;14 : Vallon perché; 15: Glissement de terrain; 16 : Ligne de suintement et de sources; A : Relief de lignede faille; B : Faille ancienne; C : Faille récente; 0 : Escarpement de ligne de faille; E : Escarpement; F :Faille; a : Altérites ; 1 : Filon; Il : Granitoïdes; III : Gneiss et migmatites.

Fig. 4 : Unités morphotectoniques du bassin versant de Mahitsy(8. Dussarrat, J. Ralaimaro, 1993).

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/

~ arènes micacées

ri~~~' éboulis

~ J~ gneiss

~ LD granite

1 ~ m~t~rtaux d~ ~as-fondHj,HI alternes kaohnlques

_ allérites sur granite

~ niveau argileux

•

1 F1 '-SA

l l 1111111

SA"': 2 3

J, l 11

•

1schéma sans échelle et sans orientation

0- source

Fig. 6 : Modèle d'alimentation des exutoires des différentes nappes du bassinversant de Mahitsy. (B. Dussarrat, J. Ralaimaro, 1993)

a : éboulis stabilisés; b : éboulis actifs; e : zone d'altération-érosion; F : faille majeure; f : failleaffectant les altérites ; sp : surface piézométrique de la nappe libre ; s : source ; 1, 2 et 3 :précipitations sur les reliefs, les interfluves et les éboulis non stabilisés; 4 : écoulements provenantde la nappe des altérites ; 5 : écoulements provenant de la nappe des arènes micacées ; 6 :écoulements descendants provenant du socle fissuré; 7 : échanges hydriques entre ra nappe desarènes micacées et celle du socle ; 8 : ruissellement eUou écoulements hypodermiques ; c :circulations souterraines contrôlées par le réseau de failles; KH : Ambohitrakoho ; GK : Antangirika; FT : Ankadifotsy

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7.1 : Sous les interfluves.AL : Altérites kaoliniques ; SP : surfacepiézométrique ,DA discontinuitéargileuse ,AS ensemble arènesmicacées/socle ,SA surfaced'aplanissement ; INT : interfluve ; 5 :source des altérites ; 8F : bas-fond : le :infiltration efficace ; 1 : drainancesverticales descendantes (début du cyclepluvieux) ; 2 : ascendantes (secondemoitié du cycle pluvieux) ; 3, 4 et 5 :directions de drainage souterrain

7.2 : Sous le bas-fond.1 : plan d'eau libre des rizières ; 2 :recouvrement argileux anthropiquedéstructuré par les labours et l'édificationdes diguetles ; 3 : tourbe franche ; 4 :limons tourbeux; 5 : sables lavés; 6 :arènes micacées ; 7 : socle fissuré ; 8 :directions de drainage souterrain ; A :drainances verticales descendantes (débutdu cycle pluvieux) ; 8 : ascendantes(seconde moitié du cycle pluvieux etpremière moitié de la saison sèche) ; C : ànouveau descendantes (seconde moitiéde la saison sèche).

Fig. 7: Modèles des transferts de flux entre la surface et le milieu souterrain.(J.C. Grillot et B. Dussarrat, 1992).

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