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Cartographie du potentiel en eau souterraine dubassin versant de la Lobo (Centre-Ouest, Côted’Ivoire). Approche par analyse multicritèreAffoué Berthe Yaoa, Bi Tié Albert Goulaa, Alioune Kaneb, Oi Mangoua Jules Mangouaa &Kouamé Auguste Kouassiaa Laboratoire Géosciences et Environnement, Université Nangui Abrogoua, 02 BP:801 Abj02 Abidjan, +225 Côte d’Ivoireb Ecole Doctorale Eau, Qualité et Usage de l’Eau, Université Cheikh Anta Diop, BP : 5005Dakar-Fann, SénégalAccepted author version posted online: 07 Jul 2014.

To cite this article: Affoué Berthe Yao, Bi Tié Albert Goula, Alioune Kane, Oi Mangoua Jules Mangoua & Kouamé AugusteKouassi (2014): Cartographie du potentiel en eau souterraine du bassin versant de la Lobo (Centre-Ouest, Côte d’Ivoire).Approche par analyse multicritère, Hydrological Sciences Journal, DOI: 10.1080/02626667.2014.932360

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Publisher: Taylor & Francis & IAHS Press

Journal: Hydrological Sciences Journal

DOI: 10.1080/02626667.2014.932360

Cartographie du potentiel en eau souterraine du bassin versant de la Lobo (Centre-Ouest, Côte d’Ivoire). Approche par analyse multicritère Affoué Berthe YAO1*, Bi Tié Albert GOULA1, Alioune KANE2, Oi Mangoua Jules MANGOUA1 et Kouamé Auguste KOUASSI1 1 Laboratoire Géosciences et Environnement, Université Nangui Abrogoua, 02 BP 801 Abidjan 02, Côte d’Ivoire * y_berth@yahoo.fr

2 Ecole Doctorale Eau, Qualité et Usage de l’Eau, Université Cheikh Anta Diop, BP : 5005 Dakar-Fann, Sénégal Résumé Ce travail aborde le problème d’accessibilité en eau potable dans les zones fissurées de la Côte d’Ivoire notamment en saison sèche. Sur le bassin versant de la Lobo, le problème se pose avec plus d’acuité puisque les retenues aménagées pour l’alimentation en eau des populations ne sont pas correctement alimentées ces dernières années et sujettes à une très forte eutrophisation. L’approche pluridisciplinaire (Télédétection, Analyse multicritère et Système d’Information Hydrogéologique à Référence Spatiale) a été adoptée. La cartographie des sites potentiels en eau montre que la quasi-totalité du bassin de la Lobo possède une bonne et excellente disponibilité en eau souterraine (93% de la superficie totale). Cette bonne disponibilité en eau souterraine est due à une faible pente et à une bonne densité de fracturation qui entrainent une bonne infiltration des eaux dans l’aquifère. L’identification des sites potentiels montre que près de 72% de la superficie du bassin est favorable à l’implantation d’ouvrages à gros débits. Dans l’ensemble, ces aquifères présentent une bonne accessibilité avec cependant, une exploitabilité médiocre.

Mots clés : analyse multicritère, potentiel en eau, Bassin versant Lobo, Côte d’Ivoire

Map of the Lobo’s catchment basin under groundwater potential (West-Central of Côte d’Ivoire): Multi-criteria analysis approach (MCA). Abstract This work tackles the problem of accessibility of drinking water in the fractured areas of Côte d’Ivoire particularly in the dry season. In the Lobo’s catchment basin, the problem is more acute because reservoirs of water built to supply the population are not properly supplied in these recent years and prone to a strong eutrophication. The multidisciplinary approach (remote sensing, Multicriteria analysis and Spatial Reference Information System) was adopted. The cartography of the potential water sites shows that the near total of Lobo’s basin has good and excellent availability of groundwater (93% of the total surface). This good availability water is due to a weak slope and a good density of fracturing which cause a good infiltration of water in the aquifer. The identification of the potential sites shows that nearly 72% of the surface of the basin is favorable to the establishment of works to large flows. Overall, these aquifers has good accessibility but with a poor exploitability.

Keys words: Multicriteria analysis, groundwater potential, The Lobo’s catchment basin, Ivory Coast

1 INTRODUCTION

L'accessibilité à l'eau potable est l'un des objectifs majeurs des projets de développement à travers le monde. Dans les pays en développement, les eaux souterraines constituent une ressource de premier choix pour l’alimentation en eau potable des populations car elles ont une qualité relativement bonne et un coût peu élevé. Cependant, l’exploitation de ces eaux pose souvent problème surtout en milieu de socle. En effet, l’hydrogéologie des régions de

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socle fracturée est très complexe (Kouamé et al. 2005). Or, le captage de ces eaux a longtemps été axé sur le repérage de niveaux aquifères ayant les meilleures caractéristiques hydrauliques, le fonctionnement des nappes d’altérites et l’utilisation de la géomorphologie pour le repérage des structures géologiques favorables (cuirasse noyée, fosse d’altération) (Mangoua 2013). Ce procédé conduit parfois à la réalisation de bon nombre d’ouvrages non productifs et même parmi ceux qui sont positifs, plus de 45% ont un débit inférieur à 1 m3/h (DHH 2001). Ces échecs et ces faibles débits pourraient être essentiellement dus au mauvais choix des sites d’implantation des forages et à une méconnaissance du système de fractures qui couvrent ces régions de socle. Au cours de ces dernières années, le développement des outils tels que la télédétection, la géostatistique et la géophysique a montré que les gros débits sont liés à des fractures d’extension kilométrique, des intersections des fractures, et à des réseaux de fractures caractérisés par une forte interconnexion (Biemi et al. 1991, Biemi 1992, Savané et al. 1997, Lasm et al. 2004, N’Go et al. 2010, Baka et al. 2012). En effet, les différentes études ont montré que les aquifères de fissures peuvent constituer de véritables réservoirs d’eau souterraine et présentant souvent l’avantage d’être à l’abri des fluctuations saisonnières et des éventuelles pollutions accidentelles (Faillat 1985, Biemi 1992, Kouamé 1999, Lasm 2000, De Dreuzy et al. 2002, Jourda 2005).

La géologie de la Côte d’Ivoire étant constituée à 97,5% de socle cristallin et cristallophyllien, l’essentiel des ressources en eau est donc contenu dans les aquifères formés par le socle fracturé dont l’importance hydrogéologique est considérable. Le bassin versant de la Lobo qui fait l’objet de cette étude appartient à ce domaine. Cette région, favorable à la pratique de l’agriculture (café, cacao, hévéa, palmier à huile), attire de nombreuses populations. Or, l’accroissement de la population va de pair avec l’augmentation des besoins en eau. Avec l’aggravation des contraintes pesant sur les ressources en eau de surface (baisse pluviométrique, eutrophisation des retenues, étiages sévères…), l’alimentation en eau potable des populations est de plus en plus tournée vers l’exploitation des eaux souterraines.

Ainsi, pour répondre aux besoins croissants en eau des populations, la recherche des réserves d’eau souterraine contenues dans les aquifères fissurés du socle précambrien de cette région devient alors une priorité pour les autorités. C’est pour atteindre cet objectif que cette étude a été suscitée. Elle se propose de contribuer à une meilleure connaissance des ressources en eau souterraine du bassin par analyse multicritère afin de faciliter l’approvisionnement des populations en eau potable.

2 CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET ENVIRONNEMENTAL

Le bassin versant de la Lobo est situé au centre-ouest de la Côte d’Ivoire entre la longitude 6°20 et 7°55 Ouest et la latitude 6° et 6°55 Nord (Fig. 1). La rivière Lobo est l’un des principaux affluents en rive gauche du fleuve Sassandra ; elle draine une superficie de 12 722 km² et parcours 355 km de long. Ce bassin versant est à cheval sur les régions du Haut-Sassandra, du Worodougou, de la Marahoué et du Bas Sassandra. Cet espace géographique couvre trois principales régions départementales (Daloa, Issia et Vavoua) avec Daloa comme chef-lieu de région. La population du bassin est estimée à 905 553 habitants (INS 1998) soit une densité de 72 habitants au kilomètres carré. L’approvisionnement en eau potable des villes et des gros villages est assuré par les systèmes d’adduction d’eau de la SODECI et pour les autres localités par le système d’hydraulique villageoise (HV).

Le climat du bassin est de type équatorial de transition atténué caractérisé par une saison pluvieuse de Mars à Octobre et une saison sèche de Novembre à Février à faible variation de température.

Le relief du bassin est composé de plaines et de bas plateaux d’altitudes variant entre 160 m à 480 m occupés par la forêt dense humide semi-décidue. Ce patrimoine forestier s’est progressivement dégradé au cours de ces dernières années (Brou 2005). Sur le bassin la forêt

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dégradée est devenue de plus en plus l’élément dominant de cette végétation marquée par l’exploitation agricole avec un paysage où alternent des cultures et des jachères. Les formations géologiques du bassin sont dominées par trois entités géologiques, à savoir le granite qui occupe presque tout le bassin, le schiste et le flysch qui se retrouvent à certains endroits (Tagini 1971 et Pothin 1988) (Fig.2). Ces formations géologiques sont recouvertes par des sols essentiellement ferralitiques moyennement désaturés, constitués de sables et d’argiles.

Sur le plan hydrogéologique, la région d’étude fait partie du socle cristallin. Ce dernier présente des réserves d’eau se développant dans les aquifères dont l’importance est fonction du niveau d’altération et de fracturation de la roche mère. On distingue donc deux types d’aquifères : les aquifères d’altérites (superficiels) et les aquifères fracturés (plus profonds).

3 MATERIEL ET METHODES 3.1 Matériel Dans le cadre de ce travail, plusieurs types de données ont été utilisés. Il s’agit des données techniques de 150 forages recueillies à la Direction Territoriale de l’Hydraulique de Daloa, des cartes géologiques et topographiques des degrés carrés de Daloa et de Séguéla à l’échelle 1/200000 réalisées respectivement par la Direction de Géologie et par le Centre de Cartographie et de Télédétection de Côte d’Ivoire (CCT). Les données climatiques (pluies et températures de la période 1979-1998) ont été utilisées pour l’estimation de l’infiltration. Les images satellitaires utilisées sont les images ETM+ (Enhancement Thematic Mapper plus) de Landsat 7 pour la cartographie du réseau linéamentaire. Il s’agit de la scène 197-56 acquise le 18/02/2001 et des scènes 197-55, 198-55 et 198-56 acquises le 27/01/2002. Ces scènes sont disponibles sur le site http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp.

Le traitement de ces données a nécessité l’utilisation des logiciels Envi 4.5 pour le traitement des images satellitaires, Linwin 2.0 et ArcView GIS 3.2a pour le traitement du réseau de fractures et pour la mise en place du SIG.

3.2 Méthodes

La cartographie thématique des zones potentielles en eau souterraine nécessite la conception et la mise en place d’une base de données hydrogéologiques de la zone d’étude. La démarche méthodologique adoptée comprend les étapes suivantes (Jourda et al. 2006, Youan Ta et al. 2011): i) classification et standardisation des critères en vue de l’élaboration des indicateurs, ii) pondération des critères et iii) leur agrégation suivant la démarche multicritère.

3.2.1 Classification et standardisation des critères

Les paramètres ou critères utilisés pour la délimitation des zones potentielles en eau souterraine sont composés des caractéristiques de l’aquifère, des caractéristiques des forages, des données physiographiques et hydroclimatologiques. La ressource en eau souterraine lors d’une prospection hydrogéologique, doit être disponible, accessible et exploitable. Les paramètres relatifs à la potentialité en eau souterraine se regroupent donc en trois indicateurs quantitatifs qui sont : la disponibilité, l’accessibilité et l’exploitabilité.

Indicateur de disponibilité

L’indicateur disponibilité traduit la notion de l'existence d'un aquifère et constitue la première condition à savoir, avant tout autre activité. Il résulte de l’association des paramètres tels que la pente (déterminée à partir de la carte topographique du bassin), la densité de drainage (obtenue grâce au réseau hydrographique), la densité de fracturation (obtenue à partir du

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traitement des images ETM+ de Landsat 7), l’épaisseur d’altérite et l’infiltration. L’extraction des linéaments s’est réalisée conformément aux travaux de Youan Ta et al. (2008) ; N’Go et al. (2010) ; Sorokoby et al. (2010) ; Koudou et al. (2010) et a permis d’obtenir la carte détaillée des fractures présentée à la Fig.3. L’infiltration est le paramètre le plus important pour la disponibilité des eaux souterraines. Dans cette étude l’infiltration (Inf) est calculée selon l’équation (1) :

𝐼𝑛𝑓 = 𝑃 − (𝐸𝑇𝑅 + 𝐿𝑟) (1)

avec :

Inf : infiltration en mm P: précipitation exprimée en mm ETR : évapotranspiration réelle estimée selon l’organigramme du bilan hydrologique de Thornthwaite (1954) 𝐿𝑟 : lame d’eau ruisselée sur le bassin (mm)

Indicateur d’accessibilité

Les réserves d’eau souterraine ne sont véritablement utilisables que lorsque certains paramètres réunis rendent possible leur accès. Les plus importants sont la profondeur totale (Pt) des ouvrages et l’indice de succès (Is). L’indice de succès donne la probabilité de succès d’un forage et est calculé par la formule suivante (2) :

10100 ba ×= (2)

avec :

𝑎 ∶ indice de succès en pourcentage (%), 𝑏: débit d’exploitation (m3 h-1). L’indice de succès varie de 10 à 100%. Selon les recommandations de l’Office National de l’Eau Potable (ONEP), l’indice de succès permet la distinction des zones de bonne productivité caractérisée par des forages positifs (a ≥ 10%) ; des zones de faibles productivité avec un nombre élevé de forages négatifs (a < 10%) (DHH 2001). Ainsi un forage avec un indice de succès a > 10% est accessible à la population pour exploitation.

Indicateur d’exploitabilité

La ressource en eau n’est exploitable que si le débit d’exploitation est significatif (1 m3 h-1). Le débit d’exploitation en lui-même est conditionné par la quantité d’eau dans la réserve souterraine et la rapidité de renouvellement de cette réserve en cas de forte sollicitation (Youan Ta et al. 2011). La classification des paramètres s’inspire de la classification adoptée au cours des travaux antérieurs (Saley 2003, Jourda et al. 2008, Youan Ta et al., 2011) réalisés en région de socle et de celle proposée par le CIEH (Comité Inter-africain d’Etudes Hydrauliques) pour les débits. Ces paramètres ont ensuite été standardisés puisqu’ils sont mesurés selon des échelles différentes avec des unités différentes. La fonction sigmoïde est utilisée parce que le pas du temps est variable s’expriment dans des unités différentes. Elle permet d’uniformiser les paramètres en définissant le degré d’appartenance de chaque critère dans un intervalle commun de 1 à 10. Pendant la standardisation, la classe fortement défavorable à toujours la note la plus faible et la classe fortement favorable à la note la plus élevée. Un intervalle commun de 1 à 10 est retenu. Le résultat de la classification et de la standardisation des

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critères identifiés, dont la combinaison favorise la bonne accumulation ou non des eaux souterraines est consigné dans le tableau 1. La méthode de Pondération de l’Inverse de la Distance (IDW) a été utilisée pour interpoler la répartition spatiale continue (format raster) des paramètres sur tout le bassin versant.

3.2.2 Pondération des critères Les critères de décision sont pondérés grâce à la méthode de combinaison linéaire basée sur la technique de comparaison par paire selon le Processus d’Analyse Hiérarchique (Analytical Hierarchy Process, AHP) de Saaty (1977) utilisée par Youan Ta et al. (2011) et Doumouya et al. (2012). Elle permet de produire des coefficients de pondération standardisés dont la somme est égale à 1. La procédure se présente comme suit : - comparer l’importance relative de tous les éléments appartenant à un même niveau de la hiérarchie pris deux par deux, par rapport à l’élément du niveau immédiatement supérieur. Cette comparaison s’est appuyée sur l’échelle numérique proposée par Saaty (tableau 2). -configurer une matrice carrée réciproque formée par les évaluations des rapports des poids (K x K), K étant le nombre d’éléments comparés. On obtient de cette façon : a = aij avec ajj = 1 et aji = 1/ aij (valeur réciproque) où a est la valeur de chaque facteur et i et j constituent respectivement les lignes et les colonnes (Saaty 1977). - déterminer les poids associés à chaque critère grâce à une méthode approchée de calcul des vecteurs propres (𝑉𝑝𝑖). Les valeurs de ces vecteurs sont déterminées en calculant leur moyenne géométrique par ligne. Cela se traduit par la formule suivante (3) :

NiV n nipi 1=Π= (3)

avec : 𝑉𝑝𝑖 ∶ vecteur propre de chaque facteur ; 𝑁𝑖 ∶ valeur de chaque facteur. Le coefficient de pondération (Wi) de chaque facteur est déterminé comme suit (4) :

∑=

= n

i pi

pii

V

VW

1

(4)

La matrice de comparaison par paire déterminant les coefficients de pondération des critères et des exemples de calculs sont présentés par les tableaux 3, 4 et 5. Les matrices de comparaison par paire et les coefficients de pondération des critères pour chaque critère et pour les trois indicateurs sont présentés dans le tableau 6. 3.2.3 Agrégation des facteurs Il existe diverses méthodes pour l’évaluation de l’analyse multicritère ou l’agrégation des facteurs. Dans cette étude le choix s’est porté sur la méthode d’agrégation complète par pondération utilisée par Joerin (1995), Saley (2003), Martin et al. (2004) et Jourda (2005). Cette méthode consiste à multiplier chaque facteur ou indicateur par son coefficient de pondération respectif et ensuite en additionnant ces résultats pour produire un indice d’aptitude selon l’équation suivante (5) :

∑ ==

n

i ii xwS1 (5)

𝑆 : résultat final

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𝑊𝑖 : poids du critère i 𝑋𝑖: valeur standardisée du critère i Cette démarche a été utilisée individuellement pour les trois indicateurs de décision, que sont l’accessibilité, l’exploitabilité et la disponibilité.

L’établissement de la carte thématique «Potentialité en eau souterraine» consiste à reporter dans l’espace, les différentes valeurs issues de la sommation des valeurs standardisées et pondérées de chaque indicateur intervenant dans l’élaboration de la dite carte. Une reclassification des facteurs conduira à des cartes thématiques à quatre classes que sont : la classe Mauvaise ; la classe Médiocre ; la classe Bonne et la classe Excellente. Le nombre de classe est fixé à quatre pour une meilleure lisibilité et une bonne interprétation de la carte résultante.

3.2.4 Méthode de validation des cartes thématiques : Analyse de l’incertitude

Les cartes thématiques réalisées ont été validées par le calcul de l’incertitude (Doumouya et al. 2012 et Mangoua 2013). En effet, le mode de validation des cartes thématiques utilisées dans les études antérieures (Jourda 2005, Jourda et al. 2006, Youan Ta et al. 2011 ; Koudou et al. 2010) ont montré des insuffisances dans le fait qu’il est pratiquement impossible de trouver une classe de sensibilité reflétant à 100% la réalité du terrain car à côté d’un forage à gros débit, il est possible d’avoir un autre forage à débit faible, voire nul. Ainsi, le calcul des incertitudes sur les moyennes des divers paramètres des principaux indicateurs est donné par l’équation (6) :

mX σ=∆ (6)

avec : ∆𝑋� : incertitude sur la moyenne de la série de données 𝜎 : écart type de la série de données 𝑚 : nombre de données Un facteur d’expansion (K) est alors calculé afin de déterminer le niveau de confiance. La détermination de ce paramètre est basée sur le principe statistique de calcul de l’incertitude étendue. Le facteur K permet la définition d’un intervalle de portée suffisante ayant pour but d’avoir dans les résultats une grande confiance. L’expression de ce facteur est la suivante (7) :

σ

XEK

−= (7)

avec :

K : facteur d’expansion ; E : valeur extrême de la série statistique qui peut être le maximum ou le minimum de cette série. Les niveaux de confiance des différents paramètres ont été déduits des différentes valeurs de K. Ainsi, K= 1 pour un niveau de confiance de 68% ; K = 2 pour un niveau de confiance de 95% et K = 3 pour une confiance de 99%.

4 RESULTATS ET DISCUSSION 4.1 Résultats 4.1.1 Carte de la disponibilité en eau souterraine

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La carte de disponibilité en eau traduit la notion d’existence d’un aquifère. Sur le bassin de la Lobo, les potentialités aquifères (Fig. 4), définies par trois classes d’inégale répartition (la classe mauvaise disponibilité étant inexistante) se présentent comme suit :

- la classe à disponibilité médiocre couvre 3% du bassin. Elle est caractérisée par une topographie élevée et une épaisseur d’altération faible. On remarque une prédominance de cette classe dans l’extrême nord-ouest de Séguéla et dans la localité de Daloa. Ces zones ne favorisent pas la formation d’importants réservoirs souterrains. Néanmoins, un forage implanté aux droits ou à l’intersection de méga-fractures ouvertes peut fournir des débits exceptionnels, bien qu’il soit en zone à disponibilité médiocre.

- la classe à bonne disponibilité en eau souterraine est la plus représentée sur le bassin. Elle occupe 68% de la zone d’étude et est quasi-présente partout dans la zone d’étude. Elles réunissent les conditions favorables à l’accumulation des eaux souterraines et par conséquent à la formation d’importantes réserves.

- la classe à excellente disponibilité occupe 29% du bassin et apparaît en grande partie dans le lit principal du cours d’eau et de ses affuents. Ces zones sont les plus recherchées, car elles contiennent d’énormes réserves d’eau souterraine.quasi totalité des sources naturelles de la région se localisent dans ces zones. 4.1.2 Carte d’accessibilité en eau souterraine La carte d’accessibilité des ressources en eau souterraine du bassin est caractérisée par quatre classes d’inégale répartition (Fig. 5) :

- la classe mauvaise accessibilité en eau est quasiment inexistante avec 0,50% d’occupation. Elle apparaît dans les localités de Bonoufla, Pélézi et de Luehouan.

- la classe à accessibilité médiocre recouvre 8% du bassin. Elle se situe essentiellement dans la moitié nord sous forme de plages de différentes tailles dont les plus importantes sont celles des localités de Pélézi et de Bonoufla.

- la classe à accessibilité bonne est la plus représentative de la zone d’étude avec une proportion de 70%. Elle est caractérisée par des ouvrages moins profonds et qui ont un indice de succès relativement fort (> 60%).

- la classe d’excellente accessibilité (21,5% du bassin) est quasi-présente partout sur la zone d’étude avec des plages éparses dont la plus importante se trouve sur l’axe Daloa – Zoukougbeu et dans la localité de Tapéguia. 4.1.3 Carte d’exploitabilité en eau souterraine La carte d’exploitabilité des ressources en eau (Fig. 6) du bassin montre quatre classes qui se repartissent comme suit :

- la classe d’exploitabilité mauvaise occupe environ 10% du bassin et se retrouve disséminée sur tout le bassin. Cette classe est beaucoup plus présente aux environs de Saioua, Issia et de Bonoufla. Elle est caractérisée par des débits d’exploitation très faible (< 1 m3 h-1) et un niveau statique très fort (> 40 m).

- la classe à exploitabilité médiocre occupe quant à elle environ 27% de la surface totale. Elle recouvre entièrement les localités d’Issia, de Saioua et de Grand Zattry et se signale en bande latitudinale dans le secteur de Bonoufla et Dania. Elle exprime une relative difficulté dans l’exploitation des ressources souterraines et constituent le domaine favorable à l’hydraulique villageoise.

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- la classe à exploitabilité bonne recouvre 41% du bassin. Cette classe apparaît plus dans les parties nord et centre ; et se caractérise par des débits moyens et forts accompagnés de niveaux statiques moins profonds (10-15 m). Ces zones couvertes par cette classe sont favorables à l’hydraulique urbaine et à l’agriculture motorisée.

- la classe à exploitabilité excellente est caractérisée par les débits très élevés (> 25 m3 h-1) avec des niveaux statiques très faibles (< 10 m). Cette classe qui occupe 22% du bassin se rencontre majoritairement dans le secteur nord et central.

4.1.4 Carte des sites potentiels en eau souterraine La carte des zones potentielles en eau souterraine est issue de la combinaison linéaire des cartes de disponibilité, d’exploitabilité et d’accessibilité selon leur poids respectifs. Les sites potentiels en eau souterraine sont les régions possédant une bonne réserves d’eau souterraine (potentialité bonne à excellente), facilement accessible et exploitable pour l’approvisionnement en eau potable. L’observation de la carte des potentialités en eau souterraine (Fig. 7) montre que le bassin regorge d’importantes réserves en eau souterraine. En effet, près de 72% de la surface totale du bassin est représentée par les classes à potentialité bonne et excellente. L’analyse et l’interprétation de ces différentes classes révèlent que :

- la classe de mauvaise potentialité est quasiment inexistante avec seulement 0,78% d’occupation. La disponibilité en eau dans ces zones est mauvaise et parfois difficile à être exploitée car les structures géologiques constituées de granitoïdes sont caractérisées par des épaisseurs d’altérites fortes et par une faible densité de fracturation. Elle se présente sous forme de petites plages disséminées à dans l’extrême nord-ouest de Séguéla et aux environs de Gonaté-Saioua. L’implantation de forages est fortement déconseillée dans cette zone (non convenable).

- la classe des zones à potentialité médiocre couvre 27% du bassin. Cette classe occupe les zones de disponibilité et accessibilité bonne avec cependant, une médiocre exploitabilité. Un forage implanté dans ces zones va tarir avec le temps. Cependant, cette classe est appropriée pour l’implantation des forages dont les débits sont acceptables dans le cadre de l’hydraulique villageoise.

-la classe à potentialité bonne représente environ 54% du bassin et indique des zones favorables au captage des eaux souterraines. Cette classe est caractérisée par une disponibilité et une exploitabilité bonne à excellente. La ressource en eau est disponible avec une pente relativement faible qui permet une bonne recharge de la nappe. Dans ces zones, les forages implantés sont moins profonds et à succès probable. Ces zones sont favorables à l’implantation de forage à gros débits.

- la classe à excellente potentialité occupe 18% du bassin. Ces zones possèdent une excellente disponibilité en eau souterraine facilement accessible et exploitable pour l’approvisionnement en eau potable. Cette classe est donc la plus recherchée lors des campagnes d’implantation des forages à gros débits. 4.1.5 Validation des cartes thématiques

La validation des cartes thématiques s’est faite par l’analyse statistique de l’erreur ou l’incertitude associée à chaque unité de la carte (Tableau 7). Les incertitudes calculées sur les paramètres d’évaluation de la disponibilité en eau varient de ± 0,004 à ± 0,36. On constate que dans l’ensemble, les erreurs commises dans l’élaboration de cette carte sont minimes à l’exception de celle de l’infiltration. Outre les paramètres pente et

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infiltration, le niveau de confiance obtenu est très significatif pour les critères retenus dans l’évaluation de l’indicateur disponibilité en eau.

Concernant l’accessibilité, l’incertitude de ces deux paramètres vaut ± 0,13. Les deux paramètres ont le même niveau de confiance qui est de 95 %. Cette carte a une incertitude de 0,006 avec un niveau de confiance de 99% ; ce qui signifie que la carte d’accessibilité en eau reflète les réalités du terrain.

Pour l’exploitabilité en eau, les paramètres utilisés ont une incertitude de ± 0,02 pour le débit d’exploitation et ± 0,03 pour le niveau statique avec respectivement un intervalle de confiance de 95% et 99%. Ces valeurs impliquent une fiabilité de la carte thématique d’exploitabilité en eau. En effet, la carte d’exploitabilité en eau a une marge d’erreur de ± 0,01 avec un niveau de confiance de 99%.

La carte des sites potentiels en eau a également été validée. Le calcul de l’erreur a donné une incertitude de ± 0,005 avec un niveau de confiance de 95%. Ces faibles valeurs de l’incertitude obtenue au niveau des trois indicateurs attestent de la fiabilité de la carte des potentialités en eau souterraine du bassin versant de la Lobo.

4.2 Discussion L’utilisation des SIHRS dans le bassin versant de la Lobo a abouti à la réalisation des cartes de disponibilité, d’accessibilité et d’exploitabilité des ressources d’eau souterraine. La combinaison linéaire de ces différentes cartes a permis d’identifier les sites potentiels en eau souterraine du bassin. La carte des zones potentielles en eau souterraine constitue une pré-prospection qui évite les phases de recherches lourdes, lentes et coûteuses comme l’ont indiqué les travaux de Langevin et al. (1991).

La quasi-totalité du bassin de la Lobo possède une bonne et excellente disponibilité en eau souterraine (93% de la superficie totale). Cette bonne disponibilité en eau souterraine est due à une faible pente et à une bonne densité de fracturation qui entrainerait une bonne infiltration des eaux dans l’aquifère (Shankar et Mohan 2006). Cette bonne infiltration découle également de l’abondance des précipitations qui constituent la source première de l’alimentation des aquifères. En effet, dans les zones tropicales humides comme c’est le cas de la Côte d’Ivoire, les aquifères sont essentiellement alimentés par la pluviométrie via les infiltrations de surface (Savané et al. 2001, Kouakou 2011, Yao et al. 2012).

L’exploitabilité est dominée par la classe bonne (41%). Cette prédominance est favorisée par les formations essentiellement granitiques et schisteuses présente sur le bassin. Cette bonne exploitabilité des eaux des granitoïdes pourrait être liée à leur forte densité de fracturation. En effet, selon N’Go et al (2005) les granites et les schistes constituent les formations lithologiques généralement très productifs. Cependant, on note l’existence des classes à exploitabilité mauvaise et médiocre dans les schistes de la localité d’Issia. Ce constat a deux origines : le type d’implantation des forages et le manque d’intercalation de carbonates et de filons de pegmatite et de quartz dans ces formations (Touré 2007). En effet, la plupart des forages réalisés dans cette localité sont à implantation géomorphologique, donc ne captent pas les fractures.

Le bassin de la Lobo possède une bonne accessibilité en eau (91,5% de la superficie du bassin). Les classes de bonne et excellente accessibilité en eau seraient favorisées par la faible profondeur totale des forages. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus par Saley (2003), Dibi (2008), Youan Ta (2008), Mangoua (2013) respectivement à Man, à Aboisso, à Bondoukou et sur le bassin versant de la Baya.

La validation des cartes thématiques réalisées dans cette étude par le calcul des incertitudes se justifie par le faite que le mode d’évaluation par les courbes de tendances proposé par Jourda (2005) a montré ses limites. En effet, il est pratiquement impossible de trouver une classe de sensibilité reflétant à 100% la réalité du terrain, en ce sens qu’à côté

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d’un forage à gros débit, il est possible d’avoir un autre forage à débit faible, voire nul. C’est pour palier à ces insuffisances que, certains auteurs (Samake et al. 2011, Doumouya et al. 2012, Mangoua 2013) préconisent l’utilisation de tests de sensibilité et de calcul des incertitudes permettant de classer les différents paramètres utilisés par ordre d’importance dans l’élaboration des cartes de potentialité en eau. Cependant, l’une des limites de ces études est l’utilisation à postériori des tests de sensibilité. En effet, l’analyse de sensibilité étudie la contribution de chacune des variables et des paramètres d’entrées sur le rendement d’un modèle analytique (Napolitano et Fabbri 1996). Or, en télédétection et SIG, ces tests sont utilisés pour la validation des cartes thématiques. Pourtant, cette démarche devrait permettre de sélectionner les paramètres les plus sensibles dans l’élaboration des cartes de potentialité en eau ; donc de guider le choix des paramètres. Les incertitudes calculées sont basses, ce qui permet de confirmer la bonne fiabilité des données utilisées. Ainsi, cette carte thématique des sites potentiels en eau souterraine de la Lobo peut guider la prise d’une bonne décision pour une gestion efficiente des ressources en eau souterraine.

5 CONCLUSION La réalisation de la carte thématique des ressources en eau souterraine grâce au SIHRS a permis d’obtenir un important outil pour la prospection hydrogéologique du bassin versant de la Lobo. Les aquifères du bassin versant de la Lobo regorgent d’importantes ressources d’eau souterraine. Près de 72% du bassin dispose d’une bonne réserve d’eau souterraine avec une pente relativement faible qui permet une bonne recharge des nappes. Ces zones sont convenables à l’implantation d’ouvrage à gros débits. La faible profondeur des forages assure une bonne accessibilité des eaux avec un succès probable.

REMERCIEMENTS

Les auteurs remercient l’Agence Universitaire de la Francophonie (AUF) pour l’appui financier à ce projet de recherche qui s’inscrit dans le programme « Horizons Francophones ». Ce programme a permis la réalisation de cette étude entre les universités Nangui Abrogoua (Côte d’Ivoire, université d’origine) et Cheikh Anta Diop (Sénégal, université d’accueil). Nos remerciements vont également à l’endroit des responsables desdites universités.

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Tableau 1 : Classification et standardisation des paramètres

Paramètres

Appréciation des classes

Classes

Notes

Très faible 0 - 1 9 Faible 1 - 2 7

Pente (%) Moyenne 2 - 3 5 Forte 3 - 4 3 Très forte > 4 1 Très faible 10 - 25 1

Infiltration efficace Faible 25 – 40 3 (mm) Moyenne 40 – 70 5

Forte 70 -100 7 Très forte >100 9 Très faible < 5 9 Faible 5 - 10 7

Densité de drainage Moyenne 10 - 15 5 (km km-2) Forte 15 - 20 3

Très forte > 20 1 Très faible 1 - 5 1

Densité Faible 5 - 10 3 de fracturation Moyenne 10 - 15 5

(km km-2) Forte 15 - 20 7 Très forte >20 9 Très faible <10 1 Faible 10 - 20 3

Epaisseur d'altération Moyenne 20 - 30 5 (m) Forte 30 - 40 7

Très forte 40 - 78 9 Très faible 11 - 25 9 Faible 25 - 52 8

Profondeur totale (m) Moyenne 52 - 70 7 Forte 70 - 85 5 Très forte 85 - 98 1 Très faible 1 - 5 10 Faible 5 - 15 8

Niveau statique (m) Moyenne 15 - 25 6 Forte 25 - 40 3 Très forte 40 - 45 1

Indice de succès (%)

Très faible 0 - 20 1 Faible 20-40 3

Moyenne 40-60 5 Forte 60-80 8

Très forte 80-100 10 Très faible 0 - 1 1 Faible 1 - 3 3

Débit d'exploitation Moyenne 3 - 5 5 (m3 h-1) Fort 5 - 8 8

Très fort 8 - 25 9

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Tableau 2 : Expression verbale et numérique de l'importance relative d'une paire de facteurs (Elmorjani 2003)

Expression d’un critère par rapport à un autre Notes

Même importance 1 Modérément important 3 Fortement important 5 Très important 7 Extrêmement important 9 Modérément moins important 1/3 Moins important 1/5 Fortement important 1/7 Extrêmement moins important 1/9

Tableau 3 : Matrice de comparaison par paire déterminant le coefficient de pondération (CP) des critères de disponibilité

Pente Infilt. Dd Df Ea VP CP

Pente 1 1/3 5 3 3 1,72 0,25

Infilt. 3 1 7 5 5 3,5 0,50

Dd 1/3 1/7 1 1/3 1/3 0,38 0,05

Df 1/3 1/5 3 1 3 0,9 0,12

Ea 1/3 1/5 3 1/3 1 0,58 0,08

Tableau 4 : Matrice de comparaison par paire déterminant le coefficient de pondération (CP) des critères d’accessibilité

Prof. Tot. Ind. succès VP CP

Prof. Tot. 1 3 √1 × 3 = 1,73 1,731,73 + 0,58

= 0,75

Ind. succès 1/3 1 �1

3× 1 = 0,58

0,580,58 + 1,73

= 0,25

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Tableau 5 : Matrice de comparaison par paire déterminant le coefficient de pondération (CP) des critères d’exploitabilité

Débit d’exploit. Ind. succès VP CP

Débit d’exploit. 1 3 √1 × 3 = 1,73 1,731,73 + 0,58

= 0,75

Niveau statiq. 1/3 1 �1

3× 1 = 0,58

0,580,58 + 1,73

= 0,25

Tableau 6 : Récapitulatif des Coefficients de pondération des facteurs

Paramètres Valeur propre (VP) Coef. de pondération

Pente (I) 1,72 0,25

Infiltration (Inf) 3,5 0,50

Densité de drainage (Dd) 0,38 0,05

Densité de fracturation (Df) 0,90 0,12

Epaisseur d'altération (EA) 0,58 0,08

DISPONIBILITE 2,46 0,64

Profondeur totale (Pt) 1,73 0,75

Indice de succès (Is) 0,58 0,25

ACCESSIBILITE 0,41 0,10

Débit d'exploitation 1,73 0,75

Niveau statique (Ns) 0,58 0,25

EXPLOITABILITE 1 0,26

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Tableau 7 : Résumé statistique des critères d’évaluation des indicateurs

Paramètres Min. Max. Moy. Ecartype Incertitude K NC (%)

Pente 0 6,3 0,316 0,5 ± 4 10-3 1 68

Infiltration 38 197,8 84,62 44,18 ± 0,36 1 68

Dd 0,35 25,71 9,38 3,41 ± 0,03 3 99

Df 0,11 28,1 12 3,76 ± 0,03 3 99

EA 6,31 78,59 35,07 10,7 ±0,09 3 99

Disponibilité 2,76 8,18 5,1 1,28 ± 0,01 2 95

Pt 11,34 97,53 50,7 15,76 ± 0,13 2 95

Is 2,76 99,78 36,85 15,96 ±0,13 2 95

Accessibilité 1 9,25 6,43 0,74 ± 6 10-3 3 99

Débit expl. 0,27 25,36 4,03 2,06 ± 0,02 2 95

NS 1,54 43,85 12,92 3,29 ±0,03 3 99

Exploitabilité 1 9,25 5,5 1,51 ± 0,01 3 99

Potentialité 1 4 2,43 0,65 ± 5 10-3 2 95

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Fig. 1 : Localisation de du bassin versant de la Lobo

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Fig.2 : Carte géologique du bassin versant de la Lobo

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Fig. 3 : Carte détaillée des linéaments du bassin versant de la Lobo

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Fig. 4 : Carte de disponibilité en eau souterraine du bassin versant de la Lobo

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Fig. 5 : Carte d’accessibilité en eau souterraine du bassin versant de la Lobo

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Fig. 6: Carte d’exploitabilité en eau souterraine du bassin de la Lobo

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Fig. 7 : Carte des sites potentiels en eau souterraine du bassin versant de la Lobo

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