ETUDE DE LA POTENTIALITE EN EAUX SOUTERRAINES DE CINQ

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT DE PHYSIQUE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

MAITRISE EN SCIENCES ET TECHNIQUES EN

GEOPHYSIQUE APPLIQUEE

ETUDE DE LA POTENTIALITE EN EAUX SOUTERRAINES DE CINQ FOKONTANY DE LA

COMMUNE RURALE D’AMBOHIMANAMBOLA PAR LA PROSPECTION ELECTRIQUE A 1D ET A 2D

pour l’obtention du diplôme de

devant la commission d’examen composée de :

Président : Monsieur RANAIVO-NOMENJANAHARY Flavien Noël

RANDRIANALIVELO Manohisoa

présenté par

Professeur

Rapporteur : Monsieur RATSIMBAZAFY Jean Bruno

Professeur titulaire

Professeur Examinateurs : Monsieur RASOLOMANANA Eddy

Monsieur RAKOTO Heritiana Andriamananjara

Maître de conférences

le 01 février 2007

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT DE PHYSIQUE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

MAITRISE EN SCIENCES ET TECHNIQUES EN

GEOPHYSIQUE APPLIQUEE

ETUDE DE LA POTENTIALITE EN EAUX SOUTERRAINES DE CINQ FOKONTANY DE LA

COMMUNE RURALE D’AMBOHIMANAMBOLA PAR LA PROSPECTION ELECTRIQUE A 1D ET A 2D

pour l’obtention du diplôme de

présenté par RANDRIANALIVELO Manohisoa

devant la commission d’examen composée de :

Président : Monsieur RANAIVO-NOMENJANAHARY Flavien Noël

Professeur

Rapporteur : Monsieur RATSIMBAZAFY Jean Bruno

Professeur titulaire

Examinateurs : Monsieur RASOLOMANANA Eddy

Professeur

Monsieur RAKOTO Heritiana Andriamananjara Maître de conférences

le 01 février 2007

i

REMERCIEMENTS

Au terme de ce travail, je voudrais remercier toutes les personnes et organisations qui, de près ou

de loin, m’ont aidé à la réalisation de ce mémoire.

En premier lieu, ma plus profonde reconnaissance va à Monsieur RATSIMBAZAFY Jean

Bruno, Professeur Titulaire, qui m’a proposé ce sujet de mémoire et qui n’a ménagé ni son temps ni

ses efforts pour mener à bien cette étude. Il m’a aidé tout au long de ce travail en tant qu’encadreur et

qui m'a fait l'honneur d'être le rapporteur de ce travail.

Ensuite, Monsieur RANAIVO-NOMENJANAHARY Flavien Noël, Professeur, Directeur de

l’Institut et Observatoire de Géophysique d’Antananarivo (IOGA). Il a accepté d’être Président de jury

de ce mémoire, je lui remercie vivement.

Monsieur RASOLOMANANA Eddy Harilala, Professeur au Département des Mines de

l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui a accepté d’être membre de jury de ce mémoire,

à qui j’adresse mes sincères remerciements.

Monsieur RAKOTO Heritiana Andriamananjara, Docteur en Géophysique, Chercheur au

Laboratoire de Géophysique Appliquée de l’IOGA et Gérant de la Société Géosciences pour le

Développement de Madagascar (SGDM). Il a accepté d’être membre de jury de ce mémoire, je lui

remercie vivement.

Ma famille qui n’a pas un seul instant cessé de me soutenir durant mes études et n’a ménagé ni

leur peine ni leur amour.

Enfin, je ne saurai oublier Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni Gauthier qui m’a assisté

pendant les travaux sur terrain et pour ses précieux conseils ainsi que les étudiants de ma promotion.

L’UNESCO ne pourrait pas être passé sous silence car elle a apporté sa contribution non

négligeable en finançant en partie les campagnes de géophysique sur terrain. Qu’elle en soit

remerciée.

ii

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS

LISTE DES SIGLES

LISTE DES FIGURES

LISTE DES TABLEAUX INTRODUCTION...................................................................................................................................0

PARTIE I

PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE

I.1-CONTEXTE GEOGRAPHIQUE, ADMINISTRATIF ET SOCIO-ECONOMIQUE...............2

I.1.1-Localisation de la zone d’étude ....................................................................................................2

I.1.2-Population.....................................................................................................................................3

I.1.3-Natalité et Mortalité......................................................................................................................4

I.1.4-Santé et éducation.........................................................................................................................5

I.1.5-Agriculture et élevage ..................................................................................................................5

I.2-CONTEXTE CLIMATIQUE...........................................................................................................5

I.2.1-Précipitation et évapotranspiration...............................................................................................6

I.2.2-Température..................................................................................................................................6

I.3-GEOMORPHOLOGIE ET HYDROGRAPHIE ...........................................................................7

I.3.1-Géomorphologie...........................................................................................................................7

I.3.2-Hydrographie................................................................................................................................7

I.4-CONTEXTE GEOLOGIQUE .........................................................................................................8

I.5-CONTEXE HYDROGEOLOGIQUE .............................................................................................9

I.6-EAUX ET ASSAINISSEMENTS ..................................................................................................10

iii

PARTIE II

METHODOLOGIE

II.1-LA PROSPECTION ELECTRIQUE ..........................................................................................11

II.1.1-Sondage électrique ....................................................................................................................11

II.1.1.1-Dispositif............................................................................................................................11

II.1.1.2-Inteprétation .......................................................................................................................12

II.1.2-Tomographie électrique ............................................................................................................12

II.1.2.1-Mise en œuvre....................................................................................................................13

II.1.2.2-Acquisition des données.....................................................................................................14

II.1.2.3-Mode de traitement des données........................................................................................15

II.1.2.4-Coupe géoelectrique ou « pseudo-section ».......................................................................16

II.2-NOTIONS D’HYDROGEOLOGIE.............................................................................................17

II.2.1-Cycle de l’eau...........................................................................................................................17

II.2.2-Définition de l’aquifère.............................................................................................................18

II.2.3-Type hydrodynamique de l’aquifère .........................................................................................18

II.2.3.1-Aquifère à nappe libre........................................................................................................18

II.2.3.2-Aquifère à nappe captive....................................................................................................19

II.2.3.3-Aquifère à nappe semi-captive...........................................................................................19

II.2.3.4-Type de milieu perméable et porosité ................................................................................19

II.2.3.5-Caractéristiques hydrodynamiques d’un aquifère..............................................................20

II.2.3.6-Notion de recharge des nappes aquifères...........................................................................20

PARTIE III

INTERPRETATION ET ESTIMATION DES VOLUMES MINIMAUX D'EAU

EXPLOITABLES

III.1-PRESENTATION DES TRAVAUX ..........................................................................................21

III.2-MODE D’ESTIMATION DU VOLUME MINIMAL D’EAU EXPLOITABLE...................22

III.3-EVALUATION DE BESOINS EN EAU....................................................................................22

III.3.1-L’alimentation en eau ..............................................................................................................22

III.3.2-Besoin en eau de l’école ..........................................................................................................23

iv

III.4-INTERPRETATION ET ESTIMATION DE VOLUME D’EAU MINIMAL

EXPLOITABLE....................................................................................................................................24

III.4.1-Fokontany d’Ambohimanambola Firaisana ............................................................................24

III.4.1.1-Sondage électrique (S1)....................................................................................................25

III.4.1.2-Panneau électrique (P1) ....................................................................................................25


III.4.1.4-Estimation du volume minimal d’eau exploitable............................................................28

III.4.2-Fokontany d’Ambohipeno.......................................................................................................28





III.3.3-Fokontany d’Andramanonga ...................................................................................................32





III.3.4-Fokontany d’Antanetibe ..........................................................................................................36




III.3.4.4-Estimation du volume minimal d’eau exploitable...........................................................40

III.3.5-Fokontany d’Iharamy...............................................................................................................40



III.3.5.3-Panneau électrique (P10) ..................................................................................................43


CONCLUSION .....................................................................................................................................45

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ANNEXES

v

LISTE DES SIGLES

ARCC : Aménagement Réhabilitation Construction Commercialisation

CRG : Centre de Recherche Géophysique

FTM : Foibe Taontsarintanin’i Madagasikara

GPS : Global Positioning System

IOGA : Institut et Observatoire de Géophysique d'Antananarivo

JIRAMA : Jiro sy Rano Malagasy

SIGM : Système d’Information Géologique et Minière

vi

LISTE DES FIGURES

Figure 01 : Carte de localisation de la zone d’étude (SIGM, 2006) ........................................................2

Figure 02 : Population par tranche d’âge (PCD de la Commune rurale d’Ambohimanambola, 2006) .4

Figure 03 : Variation mensuelle de la précipitation et de l’évapotranspiration potentielle en 2005

(Source : Direction de la Météorologie Ampandrianomby) .....................................................................6

Figure 04 : Variation mensuelle des températures maximum, moyenne et minimum en 2005 (Source :

Direction de la Météorologie Ampandrianomby).....................................................................................6

Figure 05 : Carte topographique de la zone d’étude (extraite de la carte topographique feuille ..........8

P47 Nord au 1 : 50 000 de la FTM, 1988) ...............................................................................................8

Figure 06 : Carte géologique de la zone d’étude (extraite de la carte géologique à l’échelle 1:100

000, H. BESAIRIE, feuille Antananarivo-Manjakandriana) ...................................................................9

Figure 07 : Dispositif Schlumberger ......................................................................................................11

Figure 08 : Exemple de courbe de sondage obtenue à partir du logiciel QWSEL.................................12

Figure 09 : Dispositif Wenner ................................................................................................................13

Figure 10 : Principe du panneau électrique de type Wenner à 20 électrodes (Geoelectrical Imaging

2D & 3D, 2002) ......................................................................................................................................13

Figure 11 : Le résistivimètre SYSCAL R2 et ses accessoires (Laboratoire de Géophysique Appliquée

MSTGA 2006, Manohisoa) .....................................................................................................................15

Figure 12 : Subdivision du modèle 2D en des blocs rectangulaires (Geoelectrical Imaging 2D & 3D,

2002) .......................................................................................................................................................16

Figure 13 : Exemple de coupe géoélectrique obtenue après traitement avec le logiciel RES2DINV ....17

Figure 14 : Représentation d’une nappe libre........................................................................................18

Figure 15 : Représentation d’une nappe captive....................................................................................19

Figure 16 : Représentation d’une nappe semi-captive ...........................................................................19

Figure 17 : Plan de masse d’Ambohimanambola Firaisana..................................................................24

Figure 18 : Courbe de sondage d’Ambohimanambola Firaisana (S1) ..................................................25

Figure 19 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Ambohimanambola

Firaisana.................................................................................................................................................26


Firaisana.................................................................................................................................................27

Figure 21 : Plan de masse d’Ambohipeno..............................................................................................29

Figure 22 : Courbe de sondage de Ambohipeno (S2).............................................................................29

Figure 23 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Ambohipeno......................30

Figure 24 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 2 réalisé à Ambohipeno......................32

vii

Figure 25 : Plan de masse d’Andramanonga .........................................................................................33

Figure 26 : Courbe de sondage d’Andramanonga (S3) .........................................................................33

Figure 27 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Andramanonga .................34

Figure 29 : Plan de masse d’Antanetibe.................................................................................................36

Figure 30 : Courbe de sondage d’Antanetibe (S4).................................................................................37

Figure 31 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Antanetibe.........................38

Figure 32 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 2 réalisé à Antanetibe.........................39

Figure 33 : Plan de masse de Iharamy...................................................................................................40

Figure 34 : Courbe de sondage d’Iharamy (S5).....................................................................................41

Figure 35 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Iharamy.............................42

Figure 36 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 2 réalisé à Iharamy.............................43

viii

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Superficie de chaque fokontany (PCD de la Commune Rurale d'Ambohimanambola, 2006)

...................................................................................................................................................................3

Tableau 2 : Répartition des habitants par fokontany (PCD de la Commune rurale

d'Ambohimanambola, 2006) .....................................................................................................................3

Tableau 3 : Situation démographique des cinq dernières années (PCD de la commune Rurale

d’Ambohimanambola, 2006).....................................................................................................................4

Tableau 4 : Effectifs des bestiaux vaccinés en 2005 (PCD de la Commune Rurale

d’Ambohimanambola, 2006).....................................................................................................................5

Tableau 5 : Débit moyen annuel (Monographie de la Région d'Antananarivo, juin 2003) ....................7

Tableau 6 : Localisation des sondages et des panneaux électriques......................................................21

Tableau 7 : Récapitulation des besoins en eau journaliers des cinq fokontany étudiés.........................24

Tableau 8 : Récapitulation des résultats d’estimation de volume minimal d’eau récupérable..............45

1

INTRODUCTION

« L’eau c’est la vie » dit-on à juste titre. L’homme utilise une quantité d’eau de plus en plus

importante à la fois pour satisfaire sa consommation domestique et ses besoins industriels ou agricoles.

La ressource la plus accessible est l’eau de surface. Malheureusement, cette eau est rarement

propre ; lorsqu’on se résigne à l’utiliser comme eau de boisson, il faut la rendre potable. Parmi les eaux

de notre environnement, les eaux souterraines, en réserve dans les structures géologiques, méritent une

attention particulière.

La Commune Rurale d’Ambohimanambola fait partie des communes du district d’Antananarivo

Avaradrano dans la région d’Analamanga, province d’Antananarivo.

Actuellement, la commune est confrontée à des problèmes dans les domaines de l’eau et de

l’assainissement, eau non salubre dans la plupart des villages, puits taris en saison sèche, difficulté

pour avoir de l’eau (sites trop en hauteur) et sources éloignées pour certains villages.

L’objet de la présente étude est d’essayer d’évaluer la potentialité en eaux souterraines des cinq

fokontany parmi les dix de la Commune Rurale d’Ambohimanambola. Cela à partir de la méthode de

prospection électrique à 1D (une dimension) et à 2D (deux dimensions).

Ce rapport comprend trois parties :

- la première partie montre la situation générale de la zone d’étude

- la deuxième expose la méthode, l’acquisition et le traitement des données géophysiques

- la troisième, enfin, met en évidence les résultats des travaux géophysiques et discussions.

PARTIE I

PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE

Il est préférable de commencer par un bref aperçu des contextes généraux de la zone d’étude.

I.1-CONTEXTE GEOGRAPHIQUE, ADMINISTRATIF ET SOCIO-

ECONOMIQUE

I.1.1-Localisation de la zone d’étude

La Commune Rurale d'Ambohimanambola se trouve à 12 km au sud-est d'Antananarivo ville. La

Commune se trouve géographiquement entre les latitudes 18°54'30''S et 18°57'30''S et les longitudes

47°35'00'E et 47°39'00''E. Elle est délimitée :

- au Nord-Ouest par la Commune Rurale d’Ambohimangakely

- à l’Est par la Commune Rurale d’Anjeva Gare

- au Sud par la Commune Rurale de Masindray - au Sud-ouest par la Commune Rurale d’Alasora

2

Figure 01 : Carte de localisation de la zone d’étude (SIGM, 2006)

La commune rurale d'Ambohimanambola est composée de dix (10) fokontany. Chaque

fokontany se subdivise en hameaux. Le tableau 1 donne la superficie respective de chaque fokontany.

3

Tableau 1: Superficie de chaque fokontany (PCD de la Commune Rurale d'Ambohimanambola, 2006)

Fokontany Superficie (km2)

Ambohibato 1

Ambohimahatsinjo 3,5

Ambohimanambola Firaisana 3

Ambohimanambola Gare 1

Ambohipeno 3

Ampahimanga (Chef-lieu communal) 1

Andranomanga 3,5

Antanetibe 2

Iharamy 2

Tanjonandriana 1

TOTAL 21

I.1.2-Population

La Commune Rurale d'Ambohimanambola compte 11 473 habitants. La densité moyenne de la

population est de 546 hab./km2 ; elle est répartie comme suit dans les fokontany :

Tableau 2 : Répartition des habitants par fokontany (PCD de la Commune rurale

d'Ambohimanambola, 2006)

Fokontany Nombre d’habitants Densité (hab./km2)

Ambohibato 1150 1150

Ambohimahatsinjo 1208 345

Ambohimanambola Firaisana 1403 467

Ambohimanambola Gare 1232 1232

Ambohipeno 1524 508

Ampahimanga 2015 2015

Andramanonga 1083 309

Antanetibe 612 306

Iharamy 529 264

Tanjonandriana 717 717

TOTAL 11473 546

La répartition de la population par classe d'âge est donnée par la figure 2.

Figure 02 : Population par tranche d’âge (PCD de la Commune rurale d’Ambohimanambola, 2006)

La population active, c'est-à-dire les personnes entre 18 et 60 ans, représente plus de 50 % de la

population totale et les jeunes entre 11 et 17 ans représente 17%. Ces chiffres traduisent que la

Commune dispose d'un potentiel humain important pour ses actions de développement.

I.1.3-Natalité et Mortalité

Le tableau 3 résume la situation démographique des cinq dernières années.

Tableau 3 : Situation démographique des cinq dernières années (PCD de la commune Rurale

d’Ambohimanambola, 2006)

Année 2001 2002 2003 2004 2005

Population 10 342 10 620 11 170 10 729 11 473

Naissance 325 422 385 405 288

Décès 36 41 61 48 36

Taux de naissance (%) 3,14 3,97 3045 3,77 2,51

Taux de mortalité (%) 0,35 0,39 0,55 0,45 0,32

Depuis les trois dernières années, le taux de natalité est en diminution, c’est peut-être dû aux

résultats des sensibilisations effectuées par les organisations non gouvernementaux et associations

œuvrant sur le planning familial. De même pour le taux de mortalité, on enregistre une diminution du

taux.

4

5

I.1.4-Santé et éducation

La Commune Rurale d'Ambohimanambola dispose d'un centre de santé de base niveau II localisé

à Ampahimanga, de deux cabinets médicaux privés situés à Tanjonandriana et à Ampahimanga, d'un

dispensaire privé à Ambohimahatsinjo et d'un Top réseau basé à Ampahimanga. Les maladies les plus

courantes dans la Commune sont : les maladies respiratoires, la fièvre, la diarrhée et le paludisme.

Dans le domaine scolaire, la Commune Rurale d'Ambohimanambola est dotée de :

- cinq écoles primaires publiques (EPP) à Ambohibato, Ambohimahatsinjo,

Ambohimanambola Firaisana, Andramanonga et Iharamy

- dix écoles privées à Ambohibato (02), Ampahimanga (04), Ambohipeno (02),

Ambohimanambola Firaisana et Ambohimanambola Gare

- deux écoles primaires privées à Ambohimahatsinjo, Ambohipeno

- un CEG à Ambohibato

- deux collèges privés à Ambohipeno et Tanjonandriana

I.1.5-Agriculture et élevage

L’agriculture reste la principale source de revenus des ménages. La Commune produit environ 1

487 tonnes de riz, 1 476 tonnes de tomates et d’autres légumes et 222 tonnes de manioc annuellement.

En ce qui concerne l’élevage, le tableau 4 donne le nombre de bestiaux vaccinés en 2005 dans la

Commune Rurale d’Ambohimanambola.

Tableau 4 : Effectifs des bestiaux vaccinés en 2005 (PCD de la Commune Rurale

d’Ambohimanambola, 2006)

Espèces Effectifs vaccinés

Bovins 835

Volailles (contre le choléra aviaire) 3 001

Volailles (contre la maladie de Newcastle) 1 100

I.2-CONTEXTE CLIMATIQUE

La Commune Rurale d'Ambohimanambola a un régime climatique tropical d'altitude. Le climat

est caractérisé par l'alternance de deux saisons bien marquées : une saison pluvieuse et moyennement

chaude allant de novembre à avril et une autre fraîche moyennement sèche de mai à octobre.

Comme il n’y a pas de station météorologique dans la Commune, les données climatiques

d’Antananarivo sont portées ici en référence.

I.2.1-Précipitation et évapotranspiration

La pluviométrie annuelle est de 1 380mm avec 1 200mm au cours de la saison des pluies (17

jours de pluie par mois en moyenne) et 180mm au cours de la saison sèche (7 jours de pluie par mois

en moyenne). La pluviométrie ne présente pas de grande différence au point de vue quantité de

précipitation annuelle, c’est la répartition dans l’année qui comporte parfois des mois secs.

6

Figure 03 : Variation mensuelle de la précipitation et de l’évapotranspiration potentielle en 2005

(Source : Direction de la Météorologie Ampandrianomby)

D’après la figure 03, on déduit que la précipitation est supérieure à l’évapotranspiration potentielle de

novembre à avril, ce qui permet une reconstitution complète des réserves d’eau au mois d’avril.

I.2.2-Température

La température moyenne annuelle à Antananarivo se situe entre 14,4°C et 22,9°C de 2000 à

2005. La température moyenne maxima est de 22,9°C tandis que le minima est de 14,4°C.

Figure 04 : Variation mensuelle des températures maximum, moyenne et minimum en 2005 (Source :

Direction de la Météorologie Ampandrianomby)

7

La figure 04 montre un seuil maximum de novembre en avril et un seuil minimum de juillet en août.

On déduit que les mois les plus chauds correspondent aux mois les plus pluvieux (novembre à avril).

I.3-GEOMORPHOLOGIE ET HYDROGRAPHIE

I.3.1-Géomorphologie

La Commune Rurale d’Ambohimanambola est constituée :

- d’une succession de collines ou sont bâtis la plupart des villages

- de bas fonds surtout exploités pour la culture maraîchère et la riziculture

- des plaines cultivées mais généralement inondables en période pluvieuse

- des marais dont certains reçoivent les eaux usées des usines implantées dans la Commune.

Les sols sont généralement ferralitiques, les plaines argileuses ou d’origines alluvionnaires sont

utilisées pour la riziculture, les cultures vivrières et maraîchères.

La Commune dispose encore de forêts naturelles mais la superficie est minime comparée à celle de la

Commune. Avec les plantations de pin et d’eucalyptus, la couverture forestière est de 400ha.

I.3.2-Hydrographie

Le fleuve de l'Ikopa naît sur l’Angavo au Sud-est d’Antananarivo vers 1 600m d’altitude. Jusqu’à

la plaine d’Antananarivo (1 250m) le cours est assez régulier. Le bassin versant de l’Ikopa où se

trouve la zone d’étude a une superficie de 1 407 km2.

Le fleuve de l’Ikopa draine la région et assure en partie, la recharge des nappes d’eau souterraine

pendant la saison de pluie au mois de janvier. Le tableau 5 donne une idée du débit de l'Ikopa au

niveau de la station d'observation d'Ambohimanambola.

Tableau 5 : Débit moyen annuel (Monographie de la Région d'Antananarivo, juin 2003)

Fleuve Station d’observation Superficie du bassin versant

(Km2)

Débit moyen

annuel (m3/s)

Ikopa Ambohimanambola 1 407 28,5

La rivière Ivovoka longe la Commune d'Est en Ouest et arrose les plaines au niveau des

Fokontany d'Andramanonga, d'Ambohibato avant de se déverser dans l'Ikopa au niveau du pont à

l'entrée du Fokontany d'Ambohimanambola Gare. Le fleuve de l’Ikopa longe la partie Ouest de la

Commune.

8

Figure 05 : Carte hydrographique de la zone d’étude (SIGM, 2007)

Figure 05 : Carte hydrographique de la zone d’étude (SIGM, 2007)

I.4-CONTEXTE GEOLOGIQUE

La région d’Ambohimanambola est située en plein centre du socle cristallin. Le socle cristallin

est formé de granite et de gneiss, souvent altérés et masqués par les alluvions de la plaine

d’Antananarivo.

La géologie de la Commune est constituée principalement par quatre types de roche :

- des migmatites

- des migmatites granitoïdes, granites migmatitiques

- du gneiss à pyroxène (diopside)

- des alluvions

Figure 06 : Carte géologique de la zone d’étude (extraite de la carte géologique à l’échelle

1 :100 000, H. BESAIRIE, feuille Antananarivo‐Manjakandriana)

Les plaines sont surtout constituées par des formations d'origine lacustre dominées par les argiles dont

l'épaisseur peut atteindre dans certains secteurs plus de 15m. Elles sont, avec des intercalations de

petits niveaux, gréseux et/ou tourbeux.

I.5-CONTEXE HYDROGEOLOGIQUE

Deux types de nappe peuvent être rencontrés si on se réfère aux résultats des forages d'essai des

travaux antérieurs :

- une nappe dans les latérites

- et, une nappe dans le socle fracturé.

Les latérites sont le produit d'altération, en zone tropicale, de roches cristallophylliennes

feldspathiques, plus ou moins riches en éléments ferromagnésiens. Les latérites ont une faible

9

10

perméabilité du réservoir, inférieure à 10-5 m2/s et possèdent une grande capacité d’emmagasinement

des eaux d’infiltration.

Les arènes qui surmontent partout le socle sain sont constituées par des matériaux du type argilo-

sableux riche en micas, feldspaths kaolinisés et ferromagnésiens qui se sont formées aux dépens des

granites et des gneiss.

Le réservoir du socle est caractérisé par une forte perméabilité et une faible capacité

d’emmagasinement. Les débits d'exploitation sont de l'ordre de 1,7 m3/h par puits et la restitution de

l'eau dans l'ouvrage est très lente.

I.6-EAUX ET ASSAINISSEMENTS

L'alimentation en eau potable de la Commune est assurée par de bornes fontaines, adductions

d'eau réalisées conjointement par la JIRAMA et l'Entreprise ARCC ou " Aménagement-Réhabilitation-

Construction-Commercialisation ".

La gestion de l'eau est assurée par l'ARCC. Les bornes fontaines sont ouvertes tous les jours avec

des horaires fixes : 6 h à 8 h le matin et 16 h à 18 h l'après-midi. L 'eau est vendue à 2 ariary le litre.

Quatre fokontany bénéficient de cette adduction d'eau, à savoir Ampahimanga, Ambomanambola

Gare, Tanjonandriana et Ambohibato. Nombreux sont ceux qui se plaignent de la cherté du prix de

l'eau, des heures d'ouverture des bornes fontaines et surtout de la qualité de l'eau. En effet, faute de

système de traitement par le sulfate d'alumine, l'eau est de couleur jaunâtre quoique potable ; des

analyses sont toujours faites avant la distribution.

La population se plaint de la mauvaise qualité de l'eau prise dans des puits ou sources non

aménagés surtout pendant les périodes de pluies, de l'éloignement de ces points d'eau par rapport à leur

lieu d'habitation et de l'insuffisance en eau pendant les saisons sèches.

Les cinq fokontany qui ont fait l'objet de notre étude font partie de ceux qui ne bénéficient pas

encore d'adduction d'eau. Les habitants de ces fokontany utilisent des puits aménagés ou non, ou

puisent de l'eau au niveau des sources naturelles.

PARTIE II

METHODOLOGIE

Après avoir vu, dans la première partie, les contextes généraux de la zone d’étude, on va

maintenant aborder la deuxième partie, qui est la méthodologie expliquant les techniques de

prospection électrique à 1D et à 2D, ainsi que des notions d’hydrogéologie.

II.1-LA PROSPECTION ELECTRIQUE

La méthode de prospection électrique est la plus utilisée pour la prospection d'eau souterraine.

Cette méthode repose essentiellement sur l'interprétation de la distribution des résistivités du sous-sol.

Elle est basée sur la mesure du potentiel électrique entre deux électrodes M et N dites de potentiel

généré par l'injection d'un courant continu dans le sol à travers deux électrodes A et B dites d’injection.

Deux opérations sont utilisées couramment en prospection électrique :

- le sondage électrique à 1D (suivant la profondeur)

- et, le panneau électrique à 2D (suivant la profondeur et une direction horizontale)

II.1.1-Sondage électrique (configuration Schlumberger)

Le sondage électrique est une technique d’investigation verticale du sous-sol. On réalise

généralement ce sondage avec le dispositif Schlumberger.

II.1.1.1-Dispositif Le sondage Schlumberger est une technique d’investigation verticale du sous-sol où les quatre

électrodes sont placées selon le dispositif suivant appelé « dispositif Schlumberger ».

Figure 07 : Dispositif Schlumberger

A et B sont les électrodes d'injection de courant, M et N sont les électrodes de mesure du potentiel ΔV

et O le centre de mesure.

La profondeur d'investigation dépend de la longueur de ligne AB=L et de la nature du sous-sol. En

pratique, la profondeur d'investigation pour ce dispositif est comprise entre 10AB et 4

AB .

11

II.1.1.2-Interprétation

En sondage électrique, la courbe de sondage est le document qui sert d'interprétation. Les

résistivités apparentes sont traitées en deux étapes. La première se fait à l’aide d’abaques à deux

terrains et des abaques auxiliaires pour obtenir un modèle tabulaire approximatif. La deuxième

nécessite l’utilisation d’un micro-ordinateur et du programme QWSEL du CRG Garchy (France) qui

affine ce modèle approximatif.

Ce programme utilise la méthode itérative pour déterminer le modèle tabulaire définitif obtenu

lorsque le « Root Mean Square » ou l’écart quadratique moyen est inférieur à 5%. La figure 08 montre

un exemple de courbe de sondage obtenue après traitement avec le logiciel QWSEL.

12

Figure 08 : Exemple de courbe de sondage obtenue à partir du logiciel QWSEL

Dans notre travail le sondage électrique sert à déterminer la distribution verticale des résistivités en un

point donné et/ou la distance inter-électrodes correspondant à une profondeur d’investigation.

II.1.2-Tomographie électrique

La réalisation de la tomographie électrique peut être assimilée à plusieurs traînés électriques à

profondeurs de pénétration différentes, ou à plusieurs sondages très proches les uns des autres. La

tomographie électrique est une investigation à 2D du sous-sol, suivant la verticale et une direction

horizontale qui est celle du profil. Le résultat est une coupe géoélectrique appelée « pseudo-section »

caractérisant la distribution des résistivités du sous-sol suivant deux dimensions (2D). Le modèle à 2D

est le plus utilisé actuellement car il y a un bon compromis entre la précision des résultats obtenus et

les coûts.

II.1.2.1-Mise en œuvre

La réalisation de la tomographie électrique met en œuvre le panneau électrique qui utilise le

dispositif multi-électrodes. Soit "a" la distance entre les électrodes. Chaque électrode est utilisée

successivement comme électrode d'injection de courant puis comme électrode de potentiel.

Le dispositif Wenner (figure 09) est le dispositif classique employé pour la mise en œuvre du panneau

électrique où l’on utilise un système multi-électrodes (N électrodes).

Figure 09 : Dispositif Wenner

Soit "na" la distance inter-électrodes où n est le nombre de la séquence de mesure qui

s'incrémente de 1 à (N-1)/3, si le nombre total d'électrodes N est égal à un multiple de 3 plus 1.

Pour la première séquence de mesures, la distance inter-électrodes est égale à 1a. La première

mesure débute d'abord avec les électrodes 1, 2, 3 et 4 dont les électrodes 1 et 4 sont utilisées comme

électrodes de courant et les électrodes 2 et 3 comme électrodes de potentiel. La seconde mesure utilise

ensuite les électrodes 2, 3, 4 et 5 et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes les mesures soient terminées.

On passe après à la seconde séquence de mesures où la distance inter-électrodes devient 2a puis

pour la troisième séquence 3a et ainsi de suite, l'opération continue jusqu'à ce que toutes les mesures

possibles soient effectuées.

Figure 10 : Principe du panneau électrique de type Wenner à 20 électrodes (Geoelectrical

Imaging 2D & 3D, 2002)

Dans le cas général utilisant N électrodes, le nombre m total de mesures, pour un profil de

distance inter-électrodes "na" a pour expression :

m = N-3n où n = 1, 2, 3, 4,... 13

Le nombre d'électrodes N est choisi suivant la profondeur d'investigation voulue. Prenons l'exemple de

N égal à 20, le nombre de mesures à effectuer pour chaque série est :

pour

n = 1, m = 17 n = 3, m = 11, n = 5 m = 5

n = 2, m = 14 n = 4, m = 18 n = 6 m = 2

On a ainsi au total 57 mesures à effectuer pour un nombre d'électrodes égal à 20. La figure 10

montre la disposition des valeurs expérimentales pour établir une pseudo-section. La profondeur

d'investigation est de l'ordre de 0,519a (Edwars, 1997), pratiquement égale à 2a .

II.1.2.2-Acquisition des données

Nous avons utilisé le résistivimètre SYSCAL R2 d'IRIS INSTRUMENTS. Le résistivimètre

d'IRIS INSTRUMENTS a été conçu pour la prospection du sous-sol à l'aide des méthodes à courant

continu. Il permet d'étudier les variations de la résistivité avec la profondeur (sondage électrique

vertical), les variations latérales de la résistivité apparente ainsi que la chargeabilité apparente

observées le long du profil électrique.

Le résistivimètre SYSCAL R2 utilise la liaison série RS232 pour le transfert des données du

résistivimètre vers un micro-ordinateur pour permettre l’interprétation des données. Le transfert des

données via le résistivimètre vers le micro-ordinateur se fait à l'aide du logiciel Prosys d'IRIS

INSTRUMENTS.

Il est géré par un microprocesseur pour la compensation automatique de la polarisation spontanée

(PS). Cet appareil est caractérisé par :

- une tension de sortie de 800 volts (1 600 V crête à crête)

- un courant de sortie maximum jusqu’à 2,5 A

- une puissance de sortie maximum de 1 600 watts

- une impédance d’entrée de 10 MΩ

- une gamme de tension d’entrée de –5 à +5V

- une compensation automatique de la PS (-5 à +5 V) avec une correction linéaire de la dérive

(jusqu’à 1mV/s)

- une mesure de résistance de prise de terre de 0,1 à 1 000 kΩ.

Le résistivimètre SYSCAL R2 est équipé d’un convertisseur DC/DC de 250 Watts alimenté par

une batterie de 12 V, de deux boîtiers multinodes pour une acquisition en mode multi-électrodes, d’un

module de commutation (multiplexeur RCM ou « Remote Control Multiplexer »), des câbles de

connexion, des électrodes en acier inox, et des rouleaux de fils. La figure 11 montre le résistivimètre et

ses différents accessoires.

14

Figure 11 : Le résistivimètre SYSCAL R2 et ses accessoires (Laboratoire de Géophysique Appliquée

MSTGA 2006, Manohisoa)

II.1.2.3-Mode de traitement des données

On utilise le programme RES2DINV développé par H.LOKE pour inverser automatiquement les

données expérimentales en modèle 2D. L'inversion utilisée par ce programme est basée sur la méthode

des moindres carrés et utilise la méthode des différences finies pour faire le calcul de la résistivité.

Elle utilise la méthode de lissage par contrainte pour déterminer le modèle approximatif. En tenant

compte des points expérimentaux, ce programme subdivise le modèle 2D en des blocs rectangulaires.

Il donne la résistivité vraie de chaque bloc.

15

Figure 12 : Subdivision du modèle 2D en des blocs rectangulaires (Geoelectrical Imaging 2D & 3D,

2002)

Le traitement des données expérimentales s'effectue en trois étapes :

1) la lecture du fichier des données .dat

2) l’inversion itérative par moindres carrées

3) la détermination du modèle 2D du sous-sol lorsque l'écart entre les valeurs expérimentales et

celles calculées est le plus petit possible (de l'ordre de 5 %).

II.1.2.4-Coupe géoélectrique ou « pseudo-section »

Après le traitement des données, le résultat final ou le modèle final retenu est représenté sous

forme de coupe géoélectrique 2D ou « pseudo-section ».

La méthode de polarisation provoquée peut être utilisée parallèlement à la méthode des

résistivités pour certaines investigations hydrogéologiques comme dans notre cas, la recherche d’eau

souterraine. Dans ce cas, on mesure, en plus de la résistivité apparente, la "chargeabilité" ou

"polarisabilité" du sous-sol pour chaque quadripôle d'électrodes. La figure 13 montre un exemple de

coupe géoélectrique qui montre à la fois les pseudo-sections de résistivité et de chargeabilité obtenu

après traitement avec le logiciel RES2DINV. Les unités de la chargeabilité sont le ms et le mV/V.

Les anomalies de la polarisation provoquée et de résistivité se présentent en même temps comme

le montre la figure 13.

16

Figure 13 : Exemple de coupe géoélectrique obtenue après traitement avec le logiciel RES2DINV

En général, une forte anomalie de polarisation provoquée est associée une faible anomalie

de résistivité. Les valeurs de la chargeabilité pour les formations argileuses (faible porosité) sont

supérieures à 10mV/V parce que le temps de décharge est lent. Par contre, ce temps de décharge est

plus rapide pour les valeurs de chargeabilité inférieures à 10mV/V (porosité élevée).

(RATSIMBAZAFY J.B.)

L'emploi simultané de ces deux techniques permet donc d'avoir une caractérisation plus précise

des formations du sous-sol.

II.2-NOTIONS D’HYDROGEOLOGIE

L’hydrogéologie s’occupe de la circulation des eaux dans le sous-sol (recherche des nappes,

évaluation des ressources, captages, calcul de débits, etc.). Ses objectifs reposent sur l’acquisition de

données par la prospection ou l’expérimentation sur le terrain, le captage et la planification de

l’exploitation de l’eau souterraine.

II.2.1-Cycle de l’eau

Le cycle consiste en un échange d'eau entre les différentes enveloppes de la Terre : l'hydrosphère,

l'atmosphère et la lithosphère. L'eau de l'hydrosphère, chauffée par le rayonnement solaire, s'évapore.

Cette eau rejoint alors l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau et forme les nuages. Cette même eau,

lors des pluies, retombe sur les océans et les continents. La circulation de l'eau dans la lithosphère

emprunte trois voies:

17

- le ruissellement, en suivant les reliefs de la roche mère

- l'infiltration, à travers les fissures naturelles des sols et des roches

- la percolation, en migrant lentement à travers les sols.

À travers l'infiltration et la percolation dans le sol, l'eau alimente les nappes phréatiques (souterraines).

Le ruissellement des eaux aboutit aux ruisseaux, aux rivières, aux fleuves puis aux océans et le cycle

recommence.

La formulation mathématique suivante permet d’établir l’équilibre entre les différents processus :

P = I + R + E ± Δr

avec P la précipitation, R le ruissellement, I l’infiltration, E l’évapotranspiration et Δr la variation de

la réserve.

II.2.2-Définition de l’aquifère

L’aquifère est une formation hydrogéologique perméable à l’eau, à substrat et parfois à

couverture de roches moins perméables, comportant une zone saturée et conduisant suffisamment l’eau

pour permettre l’écoulement significatif d’une nappe souterraine et le captage de quantités d’eau

appréciables. C’est un complexe de deux constituants en interaction : le réservoir, constitué par le

milieu solide (contenant) et l’eau souterraine (contenue).

II.2.3-Types d’aquifère

L’aquifère peut s’identifier selon sa configuration et sa structure qui permettent de classer trois

types à nappe libre ou à nappe captive ou à nappe semi-captive.

II.2.3.1-Aquifère à nappe libre

Il est formé par la couche hydrogéologique perméable qui se trouve en dessous de la surface du

sol et reposant sur la couche imperméable appelée substratum. La surface piézométrique constitue la

limite supérieure de l’aquifère.

Figure 14 : Représentation d’une nappe libre

18

II.2.3.2-Aquifère à nappe captive

Il est constitué par la formation hydrogéologique perméable reposant entre deux couches

imperméables. Il subit une pression, dirigée de haut en bas, qui règne à l’intérieur de l’aquifère,

permettant la sortie d’eau souterraine, au niveau du forage, de façon violente et rapide.

Figure 15 : Représentation d’une nappe captive

II.2.3.3-Aquifère à nappe semi-captive

C’est une formation hydrogéologique perméable, située entre deux formations semi-

imperméables qui permettent l’échange d’eau avec l’aquifère superposé ou sous-jacent. Ces dernières

drainent l’eau souterraine vers l’aquifère à nappe semi-captive pour être alimenté.

Figure 16 : Représentation d’une nappe semi-captive

II.2.3.4-Type de milieu perméable et porosité

En hydrogéologie on identifie deux types différents de réservoir : le réservoir en milieu poreux et

le réservoir en milieu fissuré.

Le réservoir en milieu poreux ou aquifère à porosité d'interstices est un milieu perméable

comportant des pores interconnectés, comme les sables ou les grès peu cimentés. La porosité

caractérise l’aptitude d’un sol à contenir un fluide. En hydrogéologie, on considère principalement la

porosité efficace qui est le rapport du volume d'eau mobile à saturation, libéré sous l'effet d'un drainage

complet, au volume total de la roche. Seule la porosité efficace détermine la capacité d’une roche en

eau mobilisable. Le tableau 06 donne quelques valeurs de porosité efficace de quelques roches.

Le réservoir en milieu fissuré est un milieu perméable dans lequel l'eau s'écoule à travers un

réseau de fissures ou de fractures ouvertes, diversement interconnectées (roches cristallines, grès

cimenté, calcaire fissuré ou karstifié).

19

20

II.2.3.5-Caractéristiques hydrodynamiques d’un aquifère

On appelle « caractéristiques hydrodynamiques » d'un aquifère la transmissivité T et le

coefficient d'emmagasinement S.

- Coefficient d’emmagasinement

En nappe libre, en première approximation, seule compte l'eau libérable par gravité, porosité

efficace, alors qu'en nappe captive seule l'eau libérée par dépression (et réarrangement des grains) est

prise en compte. Si l'on découpe l'aquifère en prismes verticaux de 1m2 de surface de base, on appelle

« coefficient d'emmagasinement S » le rapport de la quantité d'eau libérée par ce prisme sous l'effet

d'une baisse de pression de 1 unité au volume total du prisme. On peut définir ainsi en représentation

bidimensionnelle la quantité d'eau unitaire (par unité de surface) stockée dans un aquifère. En nappe

captive, il est évidemment très petit, environ 10-6, alors qu'en nappe libre, il est proche de la porosité

efficace : 10%, 5%.

- Transmissivité

La transmissivité T [m2/s-1], correspond, en représentation bidimensionnelle, au produit de la

conductivité hydrologique K par l'épaisseur de l'aquifère e, T = e x K

et on la détermine par essai de pompage.

II.2.3.6-Notion de recharge des nappes aquifères

L’aquifère est alimenté essentiellement par l’infiltration efficace. C’est la quantité d’eau qui

parvient à la surface de la nappe. En effet, au cours de son trajet, entre la surface du sol et la surface de

la nappe, l’eau d’infiltration subit des pertes par évapotranspiration.

PARTIE III

INTERPRETATION ET ESTIMATION DES VOLUMES MINIMAUX D’EAU

EXPLOITABLES

Dans cette troisième partie, on va aborder les applications de la prospection électrique à 1D et 2D

pour l’étude de la potentialité en eaux souterraines des cinq fokontany de la Commune Rurale

d’Ambohimanambola.

III.1-PRESENTATION DES TRAVAUX

L’objet de notre étude concerne cinq fokontany sur dix de la Commune Rurale

d’Ambohimanambola. Dans chaque fokontany nous avons réalisé un sondage électrique et deux

panneaux électriques dont les emplacements ont été choisis dans des endroits présentant un contexte

hydrogéologique favorable.

Le sondage électrique appuyé par les considérations géologiques sert à estimer la profondeur de

l’aquifère et donc à déterminer l’espace inter-électrodes du panneau électrique (3m, 4m, 5m,…). La

tomographie électrique réalisée à l’aide de panneaux électriques permet d’obtenir une image à 2D de

l’aquifère et d’estimer le volume correspondant.

L’emplacement du centre d’un dispositif a été localisé à l’aide d’un récepteur GPS (Global

Positioning System). La liste des sondages et des panneaux électriques est donnée par le tableau 6.

Tableau 6 : Localisation des sondages et des panneaux électriques

Fokontany Panneaux

électriques

Sondages

Electriques

X (Km) Y (Km)

Ambohimanambola Firaisana P1 S1 524,02 793,36

Ambohimanambola Firaisana P2 - 523,98 793,32

Ambohipeno P3 S2 521,84 795,90

Ambohipeno P4 - 521,84 795,89

Andramanonga P5 S3 526,50 793,34

Andramanonga P6 - 526,52 793,86

Antanetibe P7 S4 523,99 793,46

Antanetibe P8 - 524,69 794,10

Iharamy P9 S5 525,06 794,24

Iharamy P10 - 525,06 794,24

22

III.2-MODE D’ESTIMATION DU VOLUME MINIMAL D’EAU

EXPLOITABLE

Pour l’estimation du volume minimal d’eau récupérable Vmin, on utilisera la formule suivante :

Vmin = V * S où V : volume de la tranche d’aquifère considérée

S : coefficient d ‘emmagasinement

S dépend de la nature géologique de l’aquifère (poreux ou fissuré) et du type hydrodynamique de

l’aquifère (nappe libre ou captive). Dans le cas d’une nappe libre, on prendra le cas le plus défavorable

correspondant à S = 5% et pour une nappe captive, auquel cas S est très petit, on prendra le cas

correspondant à S = 0,5 x 10-3.

Pour déterminer V, on utilisera la formule suivante :

V = L1 x e x L2

où L1 : extension latérale de l’aquifère déterminée à partir du premier panneau

e : épaisseur de l’aquifère

L2 : extension latérale de l’aquifère déterminée à partir du second panneau

III.3-EVALUATION DE BESOINS EN EAU

Le besoin en eau pour l’irrigation est couvert par les eaux de surface sachant que la Commune

dispose d’un réseau hydrographique assez dense à savoir, le fleuve Ikopa et la rivière Ivovoka. Ils sont

déjà exploités par les habitants pour l’irrigation agricole et la pisciculture. Les besoins en eau évalués

dans cette étude sont la quantité d’eau nécessaire pour l’alimentation en eau et le besoin en eau de

l’école.

III.3.1-L’alimentation en eau

L’estimation du besoin en eau de la population se fait par une méthode simple, une enquête faite

au niveau de chaque fokontany. D’après cette enquête, on constate qu’un ménage stocke 3 à 4 seaux

(1à à 12l) par jour. On a donc pris comme besoin en eau de base 12l/hab./jour.

Le total du besoin en eau journalier de la population est obtenue par multiplication du nombre de

la population N par le besoin journalier d’un individu, soit N x 0,012 m3/hab./j. Les résultats sont

représentés dans le tableau 7.

23

III.3.2-Besoin en eau de l’école

Pour le calcul du besoin en eau d’une école, on a estimé qu’une personne consomme 3 l d’eau

par jour et par personne se répartissant comme suit :

- ½ l d’eau pour se désaltérer

- 5/2 l d’eau pour les toilettes sommaires.

On a comme résultat dans les cinq fokontany étudiés pour l’année scolaire 2005-2006 :

- Fokontany d’Ambohimanambola Firaisana

EPP :

Nombre d’élèves : 287 …………………………………….. 0,861m3

Nombre d’instituteurs : 5 ………………………………….. 0,015m3

TOTAL : ………………………………………………………….. 0,876m3

- Fokontany d’Ambohipeno

Ecole Espérance Ambohipeno :

Nombre d’élèves : 214 ………………………………………0,642m3

Nombre d’instituteurs : 4 ……………………………………0,012m3

Ecole privée Saint Michel :

Nombre d’élèves : 100 ……………………………………....0,300m3

Nombre d’instituteurs : 4…..…………………………...……0,012m3

Ecole privée FJKM :

Nombre d’élèves : 130 …………………………………..…..0,390m3

Nombre d’instituteurs : 4 …………………………………… 0,012m3

TOTAL : ………………………………………….……………….. .1,368m3

- Fokontany d’Andramanonga

Ecole Primaire Publique :

Nombre d’élèves : 328 …………………...………………….. 0,984m3

Nombre d’instituteurs : 6 ……………………………………..0,018m3

TOTAL : ………………………………………………..…………... 1,002m3

- Fokontany d’Antanetibe : c’est le seul qui ne dispose pas d’école dans la Commune

- Fokontany d’Iharamy

Ecole Primaire Publique :

Nombre d’élèves : 182 …………………………………………0,546m3

Nombre d’instituteurs : 1 ………………………………………0,003m3

TOTAL : …………………………………………….……………….. 0,549m3

Le tableau 7 récapitule les besoins en eau journaliers des cinq fokontany.

Tableau 7 : Récapitulation des besoins en eau journaliers des cinq fokontany étudiés

Fokontany N Alimentation en

eau (en m3)

Besoin en eau de

l’école (en m3)

Besoin en eau total

(en m3)

Ambohimanambola Firaisana 1 403 16,836 0,876 17,712

Ambohipeno 1 524 18,288 1,368 19,656

Andramanonga 1 083 12,996 1,002 13,998

Antanetibe 612 7,344 - 7,344

Iharamy 529 6,348 0,549 6,897

On va alors procéder à l’interprétation des données et l’estimation des réserves d’eaux

souterraines dans les cinq fokontany. Le fokontany est la plus petite division administrative. Une

commune est composée de plusieurs fokontany.

III.4-INTERPRETATION ET ESTIMATION DES VOLUMES

MINIMAUX D’EAU EXPLOITABLES

III.4.1-Fokontany d’Ambohimanambola Firaisana

Le fokontany d’Ambohimanambola Firaisana est batî sur une colline. Les habitants de ce

fokontany puisent de l’eau à partir de deux sources situées de part et d’autre de cette colline dont les

coordonnées sont x1 = 524, 070km, y1 = 799,038km et x2 = 524, 080km, y2 = 799, 040km.

Un sondage électrique et deux panneaux électriques ont été réalisés dans ce fokontany. La figure 17

montre l’emplacement des travaux géophysiques.

24

Figure 17 : Plan de masse d’Ambohimanambola Firaisana

III.4.1.1-Sondage électrique (S1)

Le traitement des données acquises lors du sondage électrique S1 a permis d’obtenir la courbe de

sondage de la figure 18.

25

Figure 18 : Courbe de sondage d’Ambohimanambola Firaisana (S1)

Le sondage électrique montre la succession de cinq terrains qu’on peut réduire à quatre :

- une couche résistante de résistivité supérieure à 779Ωm d’une puissance de 8,7m identifiée

comme étant de la latérite

- une couche très conductrice de résistivité 134Ωm pouvant être associée à l’aquifère

- et, enfin, une couche résistante de résistivité 2060Ωm supposée être la roche saine.

L’aquifère serait à environ 8,7m de profondeur avec une puissance de 0,7m. On a choisi de prendre

une distance inter-électrodes de 3m pour les panneaux électriques pour avoir une profondeur

d’investigation d’environ 15m.

III.4.1.2-Panneau électrique (P1)

Le premier panneau électrique de direction N-S est étalé perpendiculairement à une ligne

joignant les deux sources. Son centre coïncide avec celui du sondage.

La coupe obtenue est représentée par la figure 19. Elle montre principalement quatre couches :

- une couche superficielle très résistante (couleurs jaune, marron, orange, rouge et violet) de

résistivité supérieure à 2235Ωm, d’épaisseur moyenne 1,5m. Elle apparaît entre les

abscisses 24 et 39, ainsi qu’entre les abscisses 42 et 63. Cette couche peut être associée à la

formation latéritique obtenue sur le sondage

- ensuite, une couche résistante (couleurs vert foncé et vert clair) de résistivité moyenne

1300Ωm, d’épaisseur moyenne de 1,5m, qui correspondrait à une partie légèrement altéré

du socle sous-jacent. Deux anomalies conductrices (couleurs bleu foncé et bleu clair) de

résistivité 417Ωm, d’épaisseur moyenne 4m se trouve à l’intérieur de cette formation. Elle

constituerait l’aquifère à détecter

- et, enfin, une formation très résistante (couleurs jaune, marron, orange, rouge et violet) de

résistivité supérieure à 2235Ωm. Elle correspondrait à la roche saine.


Firaisana

La coupe de chargeabilité de la figure 19 montre trois zones différentes :

- une zone de chargeabilité élevée (couleurs jaune, marron, orange, rouge et violet)

supérieure à 11,2 mV/V qui apparaît en surface entre les abscisse 3 et 9 , 54 et 63 ainsi qu’à

partir de l’abscisse 72

- une zone de chargeabilité moyenne (couleurs vert foncé et vert clair) entre 8,5 et 11,2mV/V

- une zone de faible chargeabilité (couleurs bleu foncé et bleu clair) entre 5,7 et 8,5mV/V qui

occupe la partie centrale de la coupe et apparaît en surface entre les abscisses 9 et 21.

La zone conductrice identifiée précédemment comme aquifère potentiel dans la coupe de résistivité

correspond à la zone de chargeabilité moyenne entre 8,5 et 11,2mV/V. Elle correspondrait à une partie

du socle granito-gneissique légèrement altéré.

26


Le second profil est de direction E-O. Cette direction a été choisie pour voir l’extension de la

nappe aquifère située dans la partie Nord du premier profil. Elle semble plus intéressante que celle

située dans la partie Sud. La topographie dans cette direction est plus marquée, on a choisi

d’augmenter la distance inter-électrodes de 4m pour avoir une profondeur d’investigation d’environ

20m.


Firaisana

La coupe obtenue est représentée par la figure 20. On observe que les couches ne sont pas tabulaires.

Une couche très résistante (couleurs jaune, marron, orange, rouge et violet) de résistivité supérieure à

3623Ωm et d’épaisseur environ 2m surmonte toute la partie E du profil et disparaît brusquement au

niveau de l’abscisse 72. Elle correspondrait à de la latérite. Ensuite, vient une couche résistante

(couleurs vert foncé et vert clair) de résistivité comprise entre 1419 et 2268Ωm avec une épaisseur

d’environ 10m, et qui serait une autre couche de latérite. Dans cette formation trouve une zone

d’anomalie conductrice (couleurs bleu foncé et bleu clair) de résistivité 556Ωm et d’épaisseur

moyenne 5m, elle serait l’aquifère à rechercher. Une autre zone conductrice (couleurs bleu foncé et

bleu clair) se trouve à droite au fond de la coupe et qui constituerait un autre aquifère.


- une zone de chargeabilité relativement élevée (couleurs marron, orange, rouge, rouge

foncé, violet) supérieure à 10mV/V, dominant le profil, s’étend des abscisses 20 à 104 et

de la surface du sol jusqu’à 7m de profondeur. Elle réapparaît en surface entre les abscisses

8 et 12

27

28

- une zone de chargeabilité moyenne (couleurs vert foncé, vert clair, jaune) entre 6,4 et 9,6

mV/V qui apparaît en surface entre les abscisses 12 et 20 pour plonger progressivement en

profondeur entre les abscisses 20 et 40 et occuper le fond de la coupe entre les abscisses

20 et 92

- une petite zone de faible chargeabilité (couleurs bleu foncé et bleu clair) entre 4,3 et 6,3

mV/V qui apparaît en surface à l’extrémité Ouest du profil.


correspond à la zone de chargeabilité supérieure à 10mV/V. Elle pourrait donc être associée à une

formation à faible porosité qui serait du granite fissuré.

III.4.1.4-Estimation du volume minimal d’eau exploitable

Sur le premier profil (figure 19), on détermine une puissance moyenne de 4m de l’aquifère, avec

une extension latérale de 44m. Sur le deuxième profil (figure 20), son extension est de 44m. Le volume

V de la tranche d’aquifère considérée est donc de : 4m x 44m x 44m = 7 744m3.

En supposant que l’aquifère serait une formation à faible porosité, le volume minimal Vmin d’eau

pouvant être extrait de l’aquifère est estimé à : 7 744m3 x 0,0005 = 4m3 environ (cas le plus

défavorable).

La quantité d’eau nécessaire pour l’alimentation de ce fokontany en une journée est de 17,712m3. On

en conclut que cet aquifère n’est pas du tout suffisant. Il convient de prospecter d’autres sites qui se

trouvent dans la partie Est du second profil (figure 20), on pourrait y espérer un débit plus intéressant

vu l’extension de la nappe.

III.4.2-Fokontany d’Ambohipeno

Le fokontany d’Ambohipeno est bâti sur une formation latéritique. Les habitants de ce fokontany

s’approvisionnent en eau au niveau de sources naturelles situées loin des habitations pour la plupart.

Les travaux géophysiques ont été effectués à proximité d’une source qui d’après les enquêtes menées

au niveau des habitants serait intarissable tout au long de l’année. Un sondage électrique et deux

panneaux électriques ont été réalisés sur ce site d’Ambohipeno. L’emplacement des travaux

géophysiques est représenté par la figure 21.

Figure 21 : Plan de masse d’Ambohipeno


Le traitement des données du sondage S2 a permis d’obtenir la courbe de la figure 22.

29

Figure 22 : Courbe de sondage d’Ambohipeno (S2)

Le sondage électrique (figure 22) montre la succession de quatre terrains :

- une couche très résistante de résistivité 2210Ωm et d’épaisseur 1m qui serait constituée de

latérite sur laquelle le village est bâti

- ensuite, une couche conductrice de résistivité 285Ωm et d’épaisseur 1,5m considérée

comme étant l’aquifère

- une couche supposée être de l’argile, très conductrice de résistivité 80Ωm et d’épaisseur 6m

formant le substratum de la nappe

- et, enfin, une couche très résistante de résistivité 3072Ωm probablement le socle.

Le toit de l’aquifère serait seulement à 1m de profondeur. On a choisi une distance inter-électrodes de

3m pour avoir une profondeur d’investigation d’environ 15m pour les panneaux électriques.


Les investigations réalisées autour du site nous ont conduits à supposer une circulation d’eau

souterraine d’Est en Ouest en direction de la source. Le premier panneau électrique est étalé

perpendiculairement à cette direction de façon à couper le flux d’eau souterraine. Le premier panneau

est donc de direction N-S. La distance inter-électrodes choisie est de 3m. La profondeur

d’investigation est d’environ 15m.

30

Figure 23 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Ambohipeno

La coupe obtenue est représentée par la figure 23. Elle montre principalement quatre formations :


résistivité supérieure à 1700Ωm et d’épaisseur 1,5 environ. Cette couche est supposée

comme étant de la latérite. Elle affleure à la surface entre les abscisses 48 et 66 et à partir de

l’abscisse 75 vers la partie Sud du profil

- ensuite, une couche résistante (couleurs vert foncé et vert clair), de résistivité 634Ωm et

d'épaisseur moyenne 2m lui est sous-jacente

- une formation conductrice (couleurs bleu foncé et bleu clair) de résistivité moyenne 105Ωm

et d’une puissance de 8m constituerait l'aquifère

- et, enfin, un dernier terrain résistant de 847Ωm formant le substratum imperméable de la

nappe.

31


- une zone de très faible chargeabilité (couleurs bleu, vert, jaune) entre 0,57 et 4,7mV/V qui

apparaît en surface dans toute la partie gauche de la coupe, disparaît à l’abscisse 57. Elle

réapparaît entre les abscisses 66 et 84

- une zone de faible chargeabilité (couleurs orange, rouge clair et rouge foncé) entre 4,7 et

6,4mV/V. Elle est visible sur toute la longueur de la coupe et apparaît en surface entre les

abscisses 57 et 66 ainsi qu’à partir de l’abscisse 84

- une zone de chargeabilité moyenne (couleur violet) entre 6,4 et 8,7mV/V. Elle occupe le

fond de la coupe entre les abscisses 27 et 89


correspond à la zone de faible chargeabilité entre 4,7 et 6,4mV/V. Elle pourrait donc être associée à

une formation à forte porosité qui serait sableuse.


Faute d'espace, nous n'avons pas pu étaler le second profil perpendiculairement au premier, sa

direction est NE-SO. Son centre coïncide avec celui du premier. La distance entre deux électrodes

successives est de 3m. La profondeur d’investigation est d’environ 15m.

Sur la coupe obtenue (figure 24) on retrouve les mêmes formations que précédemment :

- une formation superficielle très résistante (couleurs marron, orange, rouge et violet) de

résistivité supérieure à 1000Ωm. Elle apparaît en surface dans la partie NE du profil jusqu'à

l'abscisse 24, et sur toute la partie SO à partir de l’abscisse 45. Elle a une épaisseur

moyenne de 2,5m. Cette formation correspondrait à une formation latéritique

- une couche résistante (couleurs vert et jaune) de résistivité moyenne 700Ωm lui est sous-

jacente et dans laquelle se trouve une zone d’anomalie conductrice (couleurs bleu clair et

bleu foncé) de résistivité moyenne 105Ωm. Elle constituerait l’aquifère avec une épaisseur

moyenne de 12m.

La coupe de chargeabilité de la figure 24 montre la dominance des zones à chargeabilité moyenne

(couleurs jaune, marron, rouge clair) entre 4,6 et 7,8mV/V malgré la présence de quelques zones à

faible chargeabilité (couleurs vert et bleu) entre 0,34 et 4,6mV/V et une zone de chargeabilité élevée

(couleurs rouge foncé et violet) supérieure à 13,1mV/V.


correspond à la zone de chargeabilité moyenne entre 4,6 et 7,8mV/V. Elle correspondrait à du sable.



L’épaisseur de la nappe est uniforme sur le premier profil (figure 23), elle est de 8m. Son

extension latérale est de 96m. Sur le second profil (figure 24), malheureusement, l’aquifère est coupée

dans sa partie NE. Son extension latérale est de 54m, ce qui nous donne un volume de : 8m x 96m x

54m = 41 472m3.

En supposant que l’aquifère serait une formation à porosité moyenne, le volume minimal Vmin d’eau

pouvant être extrait de l’aquifère est estimé à : 41 472m3 x 0,05 = 2 073,6m3 environ.

Le besoin en eau du fokontany d’Ambohipeno est de 19,656m3 par jour. Cette réserve pourra assurer

les besoins en eau de ce fokontany sur une durée d’environ 3 mois.

III.3.3-Fokontany d’Andramanonga

Les habitants de ce fokontany s’approvisionnent en eau à partir de puits et de sources naturelles.

Un sondage électrique et deux panneaux électriques ont été effectués sur ce site d’Andramanonga.

L’emplacement des travaux géophysiques est représenté par la figure 25.

32

Figure 25 : Plan de masse d’Andramanonga


Le traitement des données du sondage S3 a permis d’obtenir la courbe de la figure 26. Le sondage

électrique fait apparaître 5 terrains qu’on peut réduire à quatre :

- une autre couche très résistante de résistivité supérieure à 1737Ωm d’épaisseur 8,5m

- ensuite, une couche résistante de résistivité 1155Ωm et d’épaisseur 16m

- une couche très conductrice de résistivité 116Ωm, d’épaisseur 22m. Elle constituerait

l’aquifère

- et, enfin, une couche résistante de résistivité 2034Ωm, qui représente le substratum

imperméable

Figure 26 : Courbe de sondage d’Andramanonga (S3)

33

L’aquifère à détecter serait à 24,5m de profondeur avec une puissance de 22m. Faute d’espace, on n’a

pu choisir qu’une distance inter-électrodes de 5m pour le premier panneau et 4m pour le second. La

profondeur d’investigation maximale est de 25m environ.


Le centre du premier panneau coïncide avec celui du sondage et la direction du profil est O-E. La

distance inter-électrodes est de 5m pour avoir une profondeur d’investigation d’environ 25m.

La coupe obtenue est représentée par la figure 27. Elle montre la succession de trois couches

différentes :

- une couche très résistante (couleurs jaune, orange et violet) de résistivité supérieure à

1000Ωm et d'épaisseur variant de 2,5 à 5m, elle serait constituée de latérite. Cette couche

affleure à la surface à de l’abscisse 60 vers toute la partie SO du profil

- ensuite, une couche résistante (couleurs vert foncé et vert clair) de résistivité moyenne

700Ωm et d'épaisseur 2m lui est sous-jacente. Cette formation correspondrait à une autre

couche de latérite

- et enfin, une couche conductrice (couleurs bleu foncé et bleu clair) de résistivité moyenne

300Ωm, d'épaisseur moyenne 7met qui constituerait l’aquifère.

34

Figure 27 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Andramanonga


- une zone de très faible chargeabilité (couleurs bleu foncé et bleu clair) entre 1 et 4mV/V.

Elle apparaît en surface dans la partie gauche de la coupe entre les abscisses 5 et 30 ainsi

qu’en profondeur entre les abscisses 80 et 115

- une zone de faible chargeabilité (couleurs vert foncé, vert clair et jaune) entre 4 et 6mV/V.

Elle apparaît en surface entre les abscisses 30 et 80 et en profondeur entre les abscisses 60

et 125

- une zone de chargeabilité moyenne (couleurs orange, rouge et violet) entre 6 et 8mV/V.

Elle domine tout le profil et apparaît en surface à partir de l’abscisse 85.


correspond à la zone de chargeabilité moyenne entre 6 et 8mV/V. Elle pourrait correspondrait au socle

granito-gneissique plus ou moins altéré.


Le second panneau est de direction N-S. Son centre est légèrement décalé à l’Est de celui du

premier panneau. Faute d’espace, la distance inter-électrodes choisi est de 4m. La profondeur

d’investigation est d’environ 20m.

Le second panneau est de direction NO-SE. Son centre est légèrement décalé au Sud Ouest de celui du

premier. La distance inter-électrodes est de 4m. La profondeur d'investigation est d'environ 20m.

La coupe obtenue est représentée par la figure 28. Elle montre un tout autre aspect des différentes

couches, on peut dire que le modèle n'est pas tabulaire. C'est comme si la coupe était divisée en deux

parties à partir de l'abscisse 56. La partie Nord conductrice (couleurs bleu foncé et bleu clair) tandis

que celle du Sud est très résistante (couleurs jaune, marron, orange, rouge et violet). L'aquifère serait

constituée par la formation conductrice de résistivité moyenne 300Ωm.


35

La coupe de chargeabilité de la figure 28 montre des valeurs élevées supérieures à 8mV/V (couleurs

rouge et violet) presque sur tout le profil à part une zone à faible chargeabilité (couleurs jaune, vert et

bleu) qui se trouve dans la partie superficielle Nord de la coupe.


correspond en partie à la zone de chargeabilité élevée supérieure à 8 mV/V. Elle pourrait donc être

associée à une formation à faible porosité qui serait du granite.


Sur le premier profil (figure 27), l'aquifère a une extension latérale de 90m avec une épaisseur

moyenne de 7m. Le second profil (figure 28) montre une extension latérale de 44m, ce qui donne nous

un volume V de : 7m x 90m x 44m = 27 720m3.


pouvant être extrait de l’aquifère est estimé à : 27 720m3 x 0,05 = 3 258m3 environ.

Le fokontany d’Andramanonga consomme environ 13,990m3 d’eau par jour. Cette réserve pourrait

assurer l’alimentation en eau de ce fokontany pour une durée de 6 mois environ.

III.3.4-Fokontany d’Antanetibe

Le fokontany d’Antanetibe est bâti sur une formation latéritique. Les habitants de ce fokontany

puisent de l’eau à partir d’une source située dans le bas fond du fokontany. Les travaux géophysiques

ont été faits à proximité de ce point d’eau.

Un sondage électrique et deux panneaux électriques ont été effectués sur ce site d’Antanetibe.

L’emplacement des travaux géophysiques sont représentés par la figure 29.

36

Figure 29 : Plan de masse d’Antanetibe



électrique fait apparaître 5 terrains :

- une couche superficielle très résistante de résistivité 7978Ωm, d’épaisseur 0,6m, identifiée

comme étant de la latérite sur laquelle le village est bâti

- une couche résistante de résistivité 2012Ωm, avec une épaisseur de 2,6m, qui serait une

autre couche de latérite

- ensuite, une couche moins résistante de résistivité 684Ωm, d’épaisseur 16,5m

- une couche conductrice de résistivité 200Ωm, d’épaisseur 11,5m supposée être l’aquifère

- et, enfin, une couche résistante de résistivité 2472Ωm, formant le substratum de la nappe.

Figure 30 : Courbe de sondage d’Antanetibe (S4)

Le toit de l’aquifère serait à 19,7m de profondeur. On a choisi une distance inter-électrodes de 5m pour

le premier panneau électrique pour avoir une profondeur d’investigation d’environ 25m.


On a supposé que la circulation d’eau souterraine est orientée N-S. Le premier panneau est étalé

de façon à ce qu’il soit perpendiculaire à cette direction. La direction du premier profil est donc E-O.

Son centre est décalé un peu à l’ouest de celui du sondage. La distance inter-électrodes est de 5m. La

profondeur d’investigation est d’environ 25m.

La coupe obtenue représentée par la figure 32 montre une quasi-tabularité des couches. Trois couches

différentes sont observées :


résistivité supérieure à 2474Ωm et d’épaisseur variant de 1 à 5m. Elle affleure à la surface à 37

partir de l’abscisse 35 vers toute la partie Sud du profil. Cette couche serait constituée de

latérite

- ensuite, une couche moins résistante (couleurs vert foncé et vert clair) de résistivité

comprise entre 1280 et 1779Ωm, et d’épaisseur moyenne 2m. Elle semble se prolonger en

profondeur aux alentours de l’abscisse 80. Cette couche est supposée être une autre couche

de latérite

- et, enfin, une couche de résistivité moyenne 476Ωm, en bleu, d’épaisseur moyenne 10m.

Elle est considérée comme étant l’aquifère.

38

Figure 31 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Antanetibe


- une zone de chargeabilité élevée (couleurs jaune, marron, rouge et violet) supérieure à

11,5mV/V. Elle apparaît en surface entre les abscisses 25 et 135

- une zone de chargeabilité moyenne (couleurs vert foncé et vert clair) entre 8,53 et

11,5mV/V. Elle domine le profil et apparaît en surface entre les abscisses 5 et 15 et dans la

partie droite de la coupe entre les abscisses 130 et 145

- une zone de faible chargeabilité (couleurs bleu foncé et bleu clair) entre 5,48 et 8,53mV/V.

Elle est bien visible dans la partie gauche de la coupe entre les abscisses 5 et 70.


correspond en partie à la zone de chargeabilité moyenne entre 8,53 et 11,5mV/V. Elle pourrait être du

granite plus ou moins altérée.


Le second panneau électrique de direction Nord-Sud est étalé perpendiculairement au premier.

Son centre est décalé un peu à l’Ouest de celui du premier. Il coupe le premier profil au niveau de

l’abscisse x = 60m. Faute d’espace, la distance entre deux électrodes successives est de 4m pour avoir

une profondeur d’investigation d’environ 20m.

La coupe obtenue représentée par la figure 32 montre les mêmes formations que précédemment. Trois

couches sont observées :


résistivité supérieure à 1726Ωm, d’épaisseur moyenne 5m. Cette couche est visible sur

toute la longueur du profil, elle serait constituée de latérite

- une couche moins résistante (couleurs vert foncé et vert clair) de résistivité comprise entre

871 et 1226Ωm, et d’épaisseur moyenne 5m. Elle correspondrait à une autre couche de

latérite

- et enfin, une couche conductrice (couleurs bleu foncé et bleu clair) de résistivité moyenne

439Ωm et d’épaisseur moyenne 6m, considérée comme étant l’aquifère.

39

Figure 32 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 2 réalisé à Antanetibe


- une zone de chargeabilité élevée (couleurs orange, rouge et violet) supérieure à 9,55mV/V.

Elle domine toute la coupe

- une zone de faible chargeabilité (couleurs vert foncé, vert clair, jaune et marron) entre 2,11

et 6,54mV/V. Elle se trouve en profondeur entre les abscisses 28 et 60

- une petite zone de très faible chargeabilité (couleur bleu clair) 2,11 mV/V se au fond de la

coupe à l’abscisse 44.


correspond en partie à la zone de chargeabilité élevée supérieure à 9,55 mV/V. Elle pourrait donc être

associée à une formation à faible porosité qui du granite.


Le premier profil (figure 31) montre une puissance moyenne de 10m de l’aquifère avec une

extension latérale de 150m. Sur le second profil (figure 32), son extension latérale est de 100m, soit un

volume V de : 5m x 150m x 100m = 150 000m3.

En supposant que l’aquifère serait une formation à faible porosité, le volume minimal Vmin d’eau

pouvant être extrait de l’aquifère est estimé à : 150 000m3 x 0,0005 = 75m3 environ.

Le fokontany d’Andramanonga consomme 7,344m3 d’eau par jour. On conclut que cet aquifère

n’est pas suffisant car elle s’épuisera au bout de 10 jours seulement. Il convient de prospecter d’autres

endroit afin d’estimer d’autres aquifères.

III.3.5-Fokontany d’Iharamy

L’enquête menée lors de l’exécution de l’étude a révélé l’existence d’aucun puits dans ce

fokontany. Les habitants puisent de l’eau à partir de six sources naturelles toutes situées dans le bas

fond et éloignées des habitations. Les travaux géophysiques ont été effectués à proximité de deux

sources présentant des débits assez intéressants. Les coordonnées de ces deux sources sont

x1 = 525,279km, y1 = 794,392km et x2 = 524,845km, y2 = 794,269km. L’emplacement des travaux

géophysiques est représenté par la figure 33.

Figure 33 : Plan de masse d’Iharamy

40



électrique montre la succession de quatre couches :

- une couche très résistante de résistivité 3892Ωm, d’épaisseur 2,20m, qui serait constituée

de latérite

- une couche résistante de résistivité 1916Ωm et d’épaisseur 2,5m qui correspondrait à une

autre couche de latérite

- ensuite, une couche moins résistante de résistivité 650Ωm, d’épaisseur 21,5m dont la

profondeur du toit serait à 4,7m. Elle constituerait l’aquifère

- et, enfin, une couche résistante de résistivité 2645Ωm, probablement le socle.

Figure 34 : Courbe de sondage d’Iharamy (S5)

L’aquifère à détecter serait à 4,7m de profondeur avec épaisseur de 21,5m. On a choisi de prendre une

distance inter-électrodes de 6m pour les panneaux électriques pour avoir une profondeur

d’investigation d’environ 30m.


Le premier profil est étalé perpendiculairement à une ligne joignant les deux sources

mentionnées auparavant. Sa direction est NO-SE. Son centre est décalé un peu à l’Est de celui du

sondage. La distance inter-électrodes est de 6m. La profondeur d’investigation est d’environ 30m.

La coupe obtenue est représentée par la figure 35. Sur cette coupe quatre couches sont observées :

41

- une couche superficielle très résistante (couleurs jaune, marron, orange, violet) de résistivité

supérieure à 1500Ωm et d’épaisseur variable de 1 à 6m. On la voit apparaître sur toute la

partie Est du profil et jusqu’à l’abscisse 168. Cette couche est supposée être de la latérite

- ensuite, une couche moins résistante (couleur vert foncé et vert clair) de résistivité moyenne

1200Ωm et d’épaisseur moyenne 3m lui est sous-jacente. Elle correspondrait à une autre

couche de latérite. Une zone conductrice (couleurs bleu clair et bleu foncé) de résistivité

moyenne 621Ωm, d’épaisseur moyenne 10m se trouve à l’intérieur de cette formation et qui

serait l’aquifère

- et, enfin, une couche résistante (couleurs jaune et marron) de résistivité 1753Ωm, à environ

28m de profondeur. Elle serait une partie légèrement altérée du socle.

42

Figure 35 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 1 réalisé à Iharamy


- une zone de chargeabilité élevée (couleurs rouge foncé et violet) supérieure à 13,4mV/V.

Elle apparaît en surface aux abscisses 12, 72 et 100 et occupe le fond de la coupe entre les

abscisses 54 et 84

- une zone de chargeabilité moyenne (couleurs jaune, marron, orange et rouge clair) entre 4,6

et 7,8mV/V

- une zone de faible chargeabilité (couleurs vert foncé et vert clair) entre 0,31 et 4,6mV/V.

Elle occupe la partie centrale de la coupe et apparaît en surface entre les abscisses 120 et

138.


correspond à la zone de faible chargeabilité entre 0,31 et 4,6 mV/V. Elle pourrait donc être associée à

une formation à forte porosité qui serait sableuse.


Le deuxième panneau est de direction N-S. Il est perpendiculaire au premier panneau. Son centre est

un peu décalé à l’Est de celui du premier. La distance inter-électrodes est de 6m.

Sur la coupe obtenue représentée par la figure 36, on retrouve les mêmes formations que

précédemment.

Une formation très résistante (couleurs jaune, marron, orange, rouge et violet) de résistivité supérieure

1 696Ωm. Elle apparaît en surface entre les abscisses 6 et 36 ainsi qu’à partir de l’abscisse 54 vers

toute la partie S du profil. Ensuite une formation résistante (couleurs vert foncé et vert clair) de

résistivité comprise entre 919 et 1 234Ωm dans laquelle se trouve une zone conductrice (couleurs bleu

foncé et bleu clair) de résistivité moyenne 510Ωm supposé comme étant l’aquifère. Une autre zone

conductrice (couleurs bleu foncé et bleu clair) de résistivité moyenne 510Ωm se trouve entre les

abscisses 36 et 54. Elle constituerait une nappe d’eau très superficielle. Et, enfin, une couche très

résistante (couleurs jaune, marron, orange, rouge) de résistivité 1 656 et 2 222Ωm supposée être le

socle. Elle se trouve à environ 20m de profondeur entre les abscisses 102 et 144.

Figure 36 : Coupe géoélectrique obtenue à partir du Panneau 2 réalisé à Iharamy


- une zone de chargeabilité élevée (couleurs rouge clair, rouge foncé et violet) supérieure à

9,9mV/V. Elle apparaît en surface entre les abscisses 72 et 168, 12 et 36 ainsi qu’entre 72 et

168

- une zone de chargeabilité moyenne (couleurs vert, jaune, marron et orange) entre 4,9 et

7,8mV/V. Elle occupe la majeure partie de la coupe et apparaît par endroit en surface

43

44

- une zone de faible chargeabilité (couleurs bleu foncé et bleu clair) entre 2,4 et 4,9. Elles se

trouvent à environ 5m de profondeur aux abscisses 48 et 144.


correspond à la zone de chargeabilité moyenne 4,9 et 7,8 mV/V. Elle pourrait être associée à du sable.


Sur le premier profil (figure 35), la puissance moyenne de l’aquifère est de 10m avec une

extension latérale de 150m. Sur le second profil (figure 36), son extension est de 80m. Le volume V de

la tranche d’aquifère est ainsi évalué à : 10m x 150m x 80m = 120 000m3.


pouvant être extrait de l’aquifère est estimé à : 120 000m3 x 0,05 = 6 000m3 environ (cas le plus

défavorable).

Le fokontany d’Iharamy consomme environ 6,897m3 d’eau par jour. Cette aquifère pourra alimenter

pour alimenter le fokontany sur une durée de 2,3 ans environ.

45

CONCLUSION

Ce travail nous a permis, d’une part, de nous familiariser avec les appareils géophysiques

utilisant les techniques du sondage électrique et du panneau électrique, et, d’autre part, d'élargir notre

relation professionnelle envers les autorités locales, à travers les enquêtes effectuées durant les travaux

de terrains.

Les résultats acquis par cette étude géophysique, utilisant la méthode de prospection électrique à

1D et à 2D, répondent bien aux objectifs attendus.

L’imagerie par tomographie électrique nous a indiqué l’endroit favorable à l’implantation de

captage d’eau souterraine dans chaque fokontany. Le bilan hydrique confirme la recharge de la nappe

aquifère pendant toute l’année. On peut dire alors que l’eau souterraine existe et suffit largement pour

une alimentation de la Commune.

Le tableau 8, récapitule les résultats de volume minimal d’eau exploitable dans les cinq

fokontany étudiés.

Tableau 8 : Récapitulation des résultats d’estimation de volume minimal d’eau récupérable

Fokontany Nombre d’habitants Volume minimal d’eau

récupérable (m3)

Ambohimanambola Firaisana 1403 4

Ambohipeno 1524 2073,6

Andramanonga 1083 3258

Antanetibe 612 75

Iharamy 529 6000

Il faut toutefois souligner, que d’autres études telles que la géochimie des eaux et l’analyse des

photo-aériennes devront compléter cette étude pour mieux affiner ces résultats et, que d’autres études

similaires devront être menées, dans les cinq autres fokontany non encore étudiés, pour permettre,

ainsi, d’avoir de nouvelles idées sur le potentiel en eaux souterraines de toute la Commune. De telles

idées seront prises en considération dans un autre rapport.

46

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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panneau électrique à l’étude hydrogéologique de la plaine alluviale de Morondava. Rapport de stage

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l’Ikopa d’Ambohimanambola à Ambohidahy.

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Http : //www.u-picardie.fr/~beaucham/mst/hydrogeo.htm, janvier 2007

Http : //www.cours.polymtl.ca/glq3202/Electrique/Electrique.html, janvier 2007

Http : //hydram.epfl.ch/e-drologie/chapitres/chapitre6/main.html, décembre 2006

Http : //pst.chez-alice.fr/svtiufm/crpe/crpe99am.htm, décembre 2006

Http : //www.ac-reunion.fr/pedagogie/svt/environ/hydrobio/porosit.htm, décembre 2006

Http : //perso.orange.fr/stephane.guibert/hydrogeo/plan.htm, novembre 2006

ANNEXES

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ANNEXE 1

BILAN HYDRIQUE

Comme il n’y a pas de station météorologique à Ambohimanambola, les données utilisées ont été

recueillies à la station météorologique d’Antananarivo. Elle se situe à la latitude 18°25’S et à la

longitude 47°33’E. Dans la région que nous étudions l’évapotranspiration annuelle est estimée à

1000mm et la précipitation est environ 1500mm. Le tableau ci-dessous résume les données climatiques

qu’on a recueillies pour la zone d’Ambohimanambola. Les valeurs utilisées sont les valeurs moyennes

normales de cinq ans, de 2000 à 2005, obtenues à la Direction de la Météorologie et de l’Hydrologie à

Ampandrianomby.

Mois J F M A M J J A S O N D Total

T° 22,08 21,3 21,5 20,6 19,01 16,3 15,6 16,2 17,9 20,01 21,01 22,4

P 329,6 290,3 222,7 40,5 24,5 4,1 9,2 11,3 13,2 30,5 230,7 293,4 1500

ETP 114 88,2 92,7 80,0 67,7 48,8 46,9 52 63,7 82 148,7 115,3 1000

P-ETP 215,6 202,1 130 -39,5 -43,2 -44,7 -37,7 -40,7 -50,5 -51,5 82 178,1

RFU 100 100 100 60,5 17,3 00 0.0 0.0 0.0 0.0 82 100

ETR 114 88,2 92,7 73,5 48,5 20,1 18,2 17,3 18,2 33,5 148,7 115,3 788,2

Excédent 215,6 202,1 130 - - - - - - - - 164,1 711,8

Source: Direction de la Météorologie d’Antananarivo

Dans notre cas : P = 1500 ; R = 711,8 ; ETR = 788,2 ; I =96 ; ∆S = -96.

Le bilan montre en général le gain d’eau de l’aquifère. Il y a donc drainage de la réserve d’eau

souterraine par la pluie. Annuellement, le bilan hydrique ne met pas en évidence le drainage de la

réserve d’eau souterraine que théoriquement, il existe alors l’alimentation directe de l’aquifère à partir

de la précipitation.

La zone d’étude est caractérisée par l’alternance de deux saisons. L’une pluvieuse de Novembre en

Mars et l’autre sec le reste de l’année. Le ruissellement est faible par apport à l’évapotranspiration

mais une bonne partie de l’eau de pluie pourrait être rassemblée et stockée dans les mares plus ou

moins permanentes et serait ainsi perdue par évaporation avant de pouvoir atteindre la nappe. Le bilan

hydrique générale donne que les rivières drainent l’eau souterraine pendant la saison sèche, mois

d’octobre et inversement, les rivières alimentent le système aquifère pendant la période de pluie, mois

de Janvier. Ce qui confirme bien la recharge de la nappe aquifère pendant toute l’année. Elle est

assurée par la pluie et la recharge latérale des rivières environnantes pendant l’été.

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ANNEXE 2

RESULTATS DE MESURES DES SONDAGES ELECTRIQUES

SONDAGE ELECTRIQUE SCHLUMBERGER A AMBOHIMANAMBOLA FIRAISANA (S1) AB/2(m) 1 2 3 4 5 7 10 10 12

ρa(Ωm) 2930 2426 2041 1728 1634 1406 1019 1060 1036

AB/2(m) 12 15 20 30 30 40 40 50

ρa(Ωm) 979 1016 1100 1280 1448 1671 1308 1494

SONDAGE ELECTRIQUE SCHLUMBERGER A AMBOHIPENO (S2)

AB/2(m) 1 2 3 4 5 7 10 10 12

ρa(Ωm) 1888 1152 668 337 223 137 121 135 141

AB/2(m) 12 15 20 30 30 40 40 50

ρa(Ωm) 128 154 201 302 326 383 419 510

SONDAGE ELECTRIQUE SCHLUMBERGER A ANDRAMANONGA (S3)

AB/2(m) 1 2 3 4 5 7 10 10 12

ρa(Ωm) 1749 1998 2201 2451 2611 3023 3134 3161 2899

AB/2(m) 12 15 20 30 30 40 40 50 70

ρa(Ωm) 2864 2560 1972 1381 1394 1046 1028 718 432

AB/2(m) 80 90 100

ρa(Ωm) 396 426 460

SONDAGE ELECTRIQUE SCHLUMBERGER A ANTANETIBE (S4)

AB/2(m) 1 4 5 7 10 10 12

ρa(Ωm) 5985 1886 1714 1567 899 948 844

AB/2(m) 12 30 30 40 40 50 70

ρa(Ωm) 759 590 622 406 601 573 676

AB/2(m) 80

ρa(Ωm) 807

SONDAGE ELECTRIQUE SCHLUMBERGER A IHARAMY (S5)

AB/2(m) 1 2 3 4 5 7 10 10 12

ρa(Ωm) 4085 3495 3280 2967 2286 2246 1387 1297 1075

AB/2(m) 12 15 20 30 30 40 40 50 70

ρa(Ωm) 1177 916 880 873 824 929 884 1004 1324

ETUDE DE LA POTENTIALITE EN EAUX SOUTERRAINES DE CINQ FOKONTANY DE LA COMMUNE RURALE D’AMBOHIMANAMBOLA

PAR LA PROSPECTION ELECTRIQUE A 1D ET A 2D

RESUME Cinq fokontany de la Commune Rurale d’Ambohimanambola s’alimentent en eau à partir de puits ou de sources aménagées. Mais l’eau fournie ne suffit pas à satisfaire les besoins des habitants de ces cinq fokontany. Ce travail a pour objectif d’étudier la potentialité en eaux souterraines dans ces cinq fokontany par l’estimation des réserves des nappes aquifères. La méthode de prospection électrique à 1D et à 2D a été utilisée lors de la campagne géophysique. Le sondage (à 1D) appuyé par les considérations géophysiques nous a permis d’estimer la profondeur de l’aquifère éventuel et donc d’estimer et donc à déterminer l’espace inter-électrodes du panneau électrique. Des panneaux électriques ont été ensuite été implantés pour avoir une image à 2D de la nappe aquifère. La pseudo-section de chargeabilité permet de confirmer la présence de la nappe aquifère. Les résultats nous ont permis d’estimer les réserves en eaux souterraines pour chacune des nappes détectées dans chaque fokontany. Mots clés : aquifère, prospection électrique, sondage électrique, panneau électrique.

ABSTRACT

Five fokontany of the village of Ambohimanambola are supplied with water from wells or sources. But the water doesn’t meet the needs of the inhabitants of these five fokontany. This work has for objective to study the potentiality of groundwaters in these five fokontany from the estimated of the stocks of the aquiferous. The electrical prospecting in 1D and 2D has been used during the geophysical surveys. Electrical sounding ‘in 1D) supported by the geophysics considerations has allowed us to value the depth of the possible aquiferous therefore to determine the electrode spacing of the electrical panel. Then many electric panels are planted to have a 2D image of the aquiferous. The pseudo-section of the chargeability allows to confirm the presence of the aquiferous. The results has allowed us to estimate the stock of groundwater for every auriferous detected in every fokontany. Keywords : aquiferous, electrical prospecting, electrical sounding, electrical panel. Encadreur : Pr. RATSIMBAZAFY Jean Bruno

Impétrant : RANDRIANALIVELO Manohisoa Lot VN 78 Antsahabe – 101 – ANTANANARIVO Tel : 0320291978 E-mail : [email protected]

Documents

ETUDE DE LA POTENTIALITE EN EAUX SOUTERRAINES DE CINQ