UNIVERSITE D'antananarivo Domaine Science Et Technologies Mention Physique Et Applique

UNIVERSITE D'ANTANANARIVO Domaine Science et Technologies Mention Physique et Applique

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

Pour l’obtention du diplôme de : MASTER EN SCIENCES ET TECHNIQUES EN GEOPHYSIQUE ET GEOMATIQUE

Option :Eau et Environnement

ETUDE HYDROGEOPHYSIQUE DANS LA COMMUNE RURALE DE MAHAVELO ET FOKONTANY MAROPANAHY, DISTRICT DE FARAFANGANA, REGION ATSIMO ATSINANANA

Présenté le 24 Mars 2016

Par HAINGONIAINA Marie Charline Yvonne

Devant la commission d’examen composée de : Président : Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni MAITRE DE CONFERENCES

Rapporteur : Monsieur GARO JOELSON Sebille MAITRE DE CONFERENCES

Examinateurs : Monsieur RANAIVO-NOMENJANAHARY Flavien PROFESSEUR TITULAIRE

UNIVERSITE D'ANTANANARIVO Domaine Science et Technologies Mention Physique et Applique

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES Pour l’obtention du diplôme de : MASTER EN SCIENCES ET TECHNIQUES EN GEOPHYSIQUE ET GEOMATIQUE Option :Eau et Environnement

ETUDE HYDROGEOPHYSIQUE DANS LA COMMUNE RURALE DE MAHAVELO ET FOKONTANY MAROPANAHY, DISTRICT DE FARAFANGANA, REGION ATSIMO ATSINANANA

Présenté par

HAINGONIAINA Marie Charline Yvonne

Devant la commission d’examen composée de : Président : Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni MAITRE DE CONFERENCES Rapporteur : Monsieur GARO JOELSON Sebille MAITRE DE CONFERENCES Examinateurs : Monsieur RANAIVO-NOMENJANAHARY Flavien PROFESSEUR TITULAIRE

REMERCIEMENTS

Au terme de ce travail, c’est avec un sincère plaisir que je veux adresser mes plus vifs remerciements à toutes les personnes et organisations sans lesquelles il n’aurait pu être mené à bien :

- Monsieur RAHERIMANDIMBY Marson, Professeur Titulaire, Doyen de la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo, qui n’a jamais ménagé ses efforts pour assurer le bon fonctionnement de notre Faculté. - Monsieur RAKOTONDRAMANANA Hery Tiana, Chef de Département de Physique de la Faculté des Sciences, qui a veillé à l’organisation et au bon déroulement de notre cursus universitaire. - Monsieur Boni Gauthier RAZAFINDRAKOTO, Maitre de Conférences, Enseignant Chercheur à l’Ecole supérieur polytechnique et chercheur au Laboratoire de Géophysique Appliquée de l’IOGA, d’avoir accepté la présidence du Jury de cette mémoire - Monsieur RAMBOLAMANANA Gérard, Professeur Titulaire, Directeur de l’Institut et Observatoire de Géophysique d’Antananarivo(IOGA), Responsable du Laboratoire de Sismologie et Infrasons de l’IOGA, de m’avoir accueillie dans cet institut en tant qu’étudiante. - Monsieur RANAIVO-NOMENJANAHARY Flavien Noel, Professeur Titulaire, Responsable pédagogique de la formation qui a bien voulu assurer d’être parmi les membres de jury en tant qu’ examinateur malgré ses nombreuses Occupations. - malgré les multiples et lourdes fonctions qu’il assume. - Monsieur GARO JOELSON Sebille, Maitre de Conférences, Enseignant Chercheur au Laboratoire de Géophysique Appliquée de l’IOGA, d’avoir accepté d’être mon encadreur pédagogique et qui, malgré ses nombreuses occupations, a consacré beaucoup de son temps à me diriger dans le bon déroulement de ce travail et m’a fait bénéficier de ses expériences et ses précieux conseils. - Toute ma famille qui m’a soutenue durant tout ce travail, moralement et financièrement, et qui n’a pas ménagé ni leurs peines ni leurs amours. - Enfin, merci aussi à tous mes amis qui m’ont beaucoup aidée à l’accomplissement de ce mémoire - .

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS

LISTE DES FIGURES

LISTE DES PHOTOS

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

INTRODUCTION

CHAPITRE I : CONTEXTE GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE

CHAPITRE II : RAPPEL ET BASE METHODOLOGIQUE

CHAPITRE III : MODELISATION HYDROGEOPHYSIQUE DES SITES D’IMPLANTATION DE FORAGE

CONCLUSION

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ANNEXE

TABLES DES MATIERES

RESUME

LISTE DES FIGURES

_ Figure 1: Localisation administrative du Site Marompanahy ...... 3 Figure 2: Localisation administrative du Site Mahavelo ...... 4 Figure 3:Carte géologique de la zone de prospection...... 5 Figure 4:Carte hydrographique de la zone de prospection ...... 6 Figure 5: Diagramme Ombrothermique ...... 12 Figure 6: Dispositif à quatre électrodes ...... 17 Figure 7 : Représentation du panneau électrique et niveaux d’acquisition de données ...... 20 Figure 8:Dispositif Wenner ...... 21 Figure 9: Matériels de prospection utilisée en technique de panneau électrique ...... 22 Figure 10 : inversion par méthode itérative en tomographie 2D ...... 25 Figure 11: cycle de l’eau dans sa nature ...... 26 Figure 12: Exemple d’une nappe d’eau souterraine ...... 28 Figure 13: Géomorphologie du site Marompanahy ...... 29 Figure 14: Géomorphologie du site Mahavelo ...... 30 Figure 15: Exemple de coupe de résistivité électrique ...... 31 Figure 16: Plan de masse de site Marompanahy ...... 32 Figure 17 Coupe géoélectrique n°01 ...... 32 Figure 18: Coupe géoélectrique n°02 ...... 33 Figure 19: Courbe de sondage électrique n°01 ...... 34 Figure 20: Plan de masse sur fond Google earth ...... 35 Figure 21: Coupe géoélectrique n°01 du site Mahavelo...... 36 Figure 22: Coupe géoélectrique n°02 du site EPP ...... 37 Figure 23: Coupe géoélectrique n°03 du site Mahavelo...... 38 Figure 24: Coupe géoélectrique n°04 du site Mahavelo...... 39

iii

LISTE DES PHOTOS

Photo 1: Aperçu des végétations de la zone d’étude site Mahavelo ...... 7 Photo 2: Aperçu du sol et végétation au bord du fleuve de Manampatrana ...... 8

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Pluviométrie mensuel en 2005-2014 dans la station de Farafangana ...... 11 Tableau 2: Températures mensuelles à la station de Farafangana ...... 11 Tableau 3: Résultats de calcul de L’ETP par la formule de Thornthwaite ...... 14 Tableau 4: Bilan climatique du District Farafangana du 2005 à 2014 ...... 15 Tableau 5: Gamme de valeurs de résistivité apparente de quelques types de roches ...... 19

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

IOGA : Institut et Observatoire de Géophysique Antananarivo

2D: Deux dimensions

ETP : Evapo-Transpiration Potentiel

ETR : Evapo-Transpiration Réel

FTM : Foiben-TaotsaritanyMadagasikara

ONE : Office National pour l’Environnement

P : Précipitation

R: Ruissellement

RN: Route National

UNICEF: United Nation International Children Emergency Found

INTRODUCTION

Les ressources en eau sont des ressources indispensables dans la vie des êtres vivants et l’eau nourrit et soutient la vie. Madagascar, fait partie des pays en voie de développement où le problème d’accès en eau potable touche la pluparts des zones rurales.

Dans la Région Atsimo-Atsinanana, plusieurs villages sont encore touchés par le problème d’accessibilité en eau potable. D’où le programme du ministère de l’eau et l’organisme international UNICEF qui consiste à introduire de l’eau potable dans le District de Farafangana, plus précisément dans les communes rurales Mahavelo et Manambotra- Atsimo.

Des équipes de géophysiciens ont mené des études hydrogéophysique sur les fokotany Marompanahy et Mahavelo afin de localiser des points d’implantation des ouvrages hydrogéologiques tels que puits ou forages.

Dans le cadre de la réalisation de ce travail, la méthode électrique est basée sur la mesure de paramètre physique qui est la résistivité électrique a été utilisée. Pour cela, les techniques de sondage et de panneau électrique (imagerie en 1D et 2D du sous-sol) ont été utilisées pour mettre en évidence la structure géologique du sous-sol afin de déterminer la nature de la nappe aquifère existante dans les différents zone d`intervention.

Ainsi, le présent mémoire intitulé« ETUDE HYDROGEOPHYSIQUE DANS LA COMMUNE RURALE MAHAVELO ET FOKONTANY MAROMPANAHY- DISTRICT DE FARAFANGANA-REGIONATSIMO ATSINANANA» comprend trois chapitres dont:

 Le premier concerne le contexte général de la zone d’étude  Le second chapitre constitue les rappels et base méthodologique  Le dernier chapitre développe la modélisation hydro-géophysique des sites d’implantation de forage

CHAPITRE I : CONTEXTE GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE

Le District de Farafangana appartient à la Région Sud-Est de Madagascar.La route nationale RN 27 jadis joint la région Ihorombe et la région Sud-Est de Ihosy à farafangana mais seul le tronçon Farafangana-Vondrozo est saisonnièrement praticable. Ainsi, la route nationale RN Numero 12 relie les districts Irondro-Manakara- Farafangana et vangaindrano était totalement goudronnées mais en dégradé. Le District de Farafangana a une superficie de 4763 km2. Il constitue trente-deux Communes dont une commune urbaine et trente un communes rurales. Les zones d’étudesse trouvent dans le Fokotany Marompanahy de la Commune rurale de Manambotra Atsimo et le chef-lieu de la Commune rurale de Mahavelo.

I-1-SITUATION GEOGRAPHIQUE

I-1-1 Site de Marompanahy

Le fokotany Marompanahy se trouve dans la Commune rurale Manambotra Atsimo qui est limité au Nord par la commune Vohitromby, au Sud et à l’Ouest par les Communes Ankarana-Miraihina et Ivandrika. Elle est bordée par l’océan indien à l’Est. Le site d’intervention dans le fokontany Marompanahy est localisé dans la limite Sud de la Commune Rurale Manambotra Atsimo.

La figure 1 présente la localisation administrative du fokotany Marompanahy.

Figure 1: Localisation administrative du Site Marompanahy

Source: BD 100 FTM

I-1-2 Site Mahavelo

La Commune Rurale de Mahavelo est Limitée au Nord par les Communes Tangainony et Evato, à l’Est par la Commune Anosy, au Sud par les Communes Anosivelo et Maheriraty. Elle est limité à l’ouest par la Commune Mahafasa centre et est traversé par le fleuve de Manampatrana et ses affluents. (Source : BD 100 FTM)

Le site d`intervention de Mahavelo se trouve dans le chef-lieu de la commune rurale Mahavelo dont la figure 2 montre sa localisation.

Figure 2: Localisation administrative du Site Mahavelo

Source : BD 100 FTM

I-2 CONTEXTE GEOLOGIQUE

La géologie du Sud-Est de Madagascar est principalement constituée de trois grandes unités géologiques, en bande « subméridienne » de largeur croissante. Ainsi, en allant de la côte vers les Hauts-Plateaux, (Besairies, 1973) On retrouve : – un terrain sédimentaire d’une largeur de 500 m à 5 km environ et de faible altitude ; – des coulées volcaniques d’une largeur de 20 à 40 km et de moyenne altitude ; – le socle précambrien couvrant une plus grande superficie s’étendant sur plus de 80 km de large et d’altitude élevée. Ces unités sont constituées des roches de diverses formations : – pour le terrain sédimentaire : alluvion ; – pour la bande éruptive : basalte crétacé, amphibolite. Les latérites cuirassées sont extrêmement rares. Les alluvions ont un énorme développement dans les plaines de Farafangana. Elles sont surtout sableuses et limoneuses. Un long cordon dunaire recouvre la zone côtière, qui repose généralement sur des basaltes, parfois sur des coraux. On connaît aussi quelques alluvions qui traversent une zone à migmatite quartzites. (Besairies, 1973)

Les formations récentes comprennent d’une part un système sableux littoral de plages et de dunes, d’autre part un système alluvial fluviatile particulièrement développé dans les grands estuaires. -les alluvions fluviatiles sont liées essentiellement à l’hydrographie actuelle, dans quelques cas à l’hydrographie ancienne (terrasses, ancien lit). Les alluvions actuelles comprennent tous les alluvionnements des zones basses submergées de façon intermittente ou continue par les eaux actuelles. Un développement considérable dans la région côtière à l’embouchure des grands fleuves comme la Manampatrana. -les alluvions anciennes existent un peu partout le long des principaux cours d’eau. Inclinées vers l’océan (0à 10 degrés). Les basaltes supérieurs occupent une zone lenticulaire entre Manakara et Farafangana dans la concavité du croissant rhyolitique. -les basaltes inférieurs qui ont limite des terrains cristallins. (Besairies, 1973)

Figure 3:Carte géologique de la zone de prospection Source : BD 100 FTM

I-3 CONTEXTE HYDROLOGIQUE

La zone d’études se trouve dans une zone dotée d’un réseau hydrographique très dense, composé de fleuves, rivières et lacs. Le principaux cours d’eau de la région est Manampatrana. La rivière Manampatrana est la principale qui passe par la ville de Mahavelo et la ville de Farafangana .ensuite il y a le canal de Pangalana qui relie les lacs et lagunes sur la côte Est de Madagascar de Toamasina à Farafangana. Le système hydrographique dans la région est entièrement orienté vers l’Océan Indien dont il est tributaire.

Figure 4:Carte hydrographique de la zone de prospection Source : Extrait de carte geographique FTM

I-4 VEGETATION

La Région est reconnue par la diversité de ses paysages (terre et mer)et de ses systèmes écologiques. L’écosystème terrestre de la région Atsimo-Atsinanana varie de l’Ouest en Est selon trois zones distinctes : : • Zones des falaises qui sont formées en grande partie par de forêt dense humide sempervirente de basse et/ou de moyenne altitude (corridor forestier de Vondrozo, forêts naturelles de Midongy du Sud et de Befotaka Sud) ; • Zones des collines représentées par la forêt littorale de la réserve spéciale de Manombo et le complexe forestier d’Efatsy-Ankarana ; • Zones littorales et côtières allant de Farafangana jusqu’à Vangaindrano. Dans ces zones, on trouve des forêts primaires de type oriental et des forêts littorales localisées sur les collines à pente moyennement forte de la partie centrale de la région (Vangaindrano et la partie occidentale de Farafangana), des plaques de forêts, galeries de la région côtière, et enfin des marais, petits lacs et cours d’eau qui, constituent d’autres types d’habitats se trouvant au sein de ces types de forêt, jouentdes rôles clefs dans l’écologie de la région Atsimo Atsinanana. (ONE, 2006) Les forêts denses humides de basse à moyenne altitude sus-citées possèdent une formation végétale à essences nobles comme : Hazomalany, Palissandre, Hazomainty ou bois d’ébène, Merana, etc. Elles représentent aussi des réserves enplantes médicinales, plantes aromatiques, des palmiers, des orchidées rares ou du genre courant, des épiphytes, etc. Les végétations de marais comme : Via (Typhonodorum Lindleyanum), Zozoro (Cyperussp.), etc. recouvrent souvent de larges embouchures etfont des incursions plus ou moins importantes à l’intérieur des terres (cas de Tangainony et les marais d’Etrotroka jusqu’à Farafangana). (ONE, 2006) Le déboisement dû à une surexploitation du domaine forestier et à l’abattage pour culture sur brûlis (Tavy) atteint des proportions alarmantes : selon les responsables, le déboisement intéresse environ 2500 hectares par anet à ce rythme, ne subsisteront, dans deux siècles, que quelques lambeaux sur les fortes pentes de lafalaise et autour des tombeaux. (ONE, 2006)

Photo 1: Aperçu des végétations de la zone d’étude site Mahavelo

I-5 SOL

Les Hautes Terres, surpentes fortes à proximité de la falaise, sont caractérisées par des sols ferralitiques généralement sous forêts. Ces sols présentent des horizons humifères épais et riches en éléments échangeables. Les sols des pseudo-steppes du plateau à couvert graminée ont de bonnes propriétés physiques. Les collines, les plateaux et les niveaux d’aplanissement de la partie centrale de la Région sont caractérisés par des sols ferralitiques rajeunis, lessivés par les eaux de ruissellement. Peu utilisé, ces étendues doivent être reboisées. La région côtière des Districts de Farafangana et Vangaindrano accusant, tantôt des bas – fonds larges d’apports alluviaux ou colluviaux à topographie plane ou légèrement inclinée, tantôt des marais tourbeux à drainage difficile sinon impossible est faiblement mise en valeur. Les dunes et cordons littoraux en font des bas – fonds « piégés » facilement inondables, limitant fortement l’extension des surfaces cultivées. (ONE, 2006)

Photo 2: Aperçu du sol et végétation au bord du fleuve de Manampatrana

I-6 GEOMORPHOLOGIE

La ligne de crête Nord-Sud de la falaise formant des barrières naturelles séparant les Districts de Vondrozo de celui d'Ivohibe et ceux de Midongy du sud et Befotaka sud avec Vangaindrano fait apparaître deux grands types de relief: - A l'Est, le relief de dissection de la falaise orientale aux pentes fortes et à vallées très encaissées est prolongé par celui des moyennes collines et des niveaux d'aplanissement intéressant le district de Vondrozo et la partie centrale de Farafangana et de Vangaindrano ; - Le relief côtier des basses collines ou des vastes plaines (plaines d'Antaifasy à Farafangana et Antaisaka à Vangaindrano) entrecoupées de bas-fonds à engorgement temporaire ou permanent. C'est une région faiblement mise en valeur par rapport à leur étendue et les inondations dévastentchaque année une grande partie des périmètres mis en culture. De plus, les dunes et les cordonslittoraux (tout le long de la côte sur une largeur de 2 à 4 km) forment une digue contre les cours,déjà trop lents, des fleuves à leur embouchure. - A l'Ouest, le relief montagneux des Hautes Terres intéresse le district de Midongy Atsimo avec le long couloir d'Andranolalina-Lavaraty arrosé par l'Itomampy au centre et celui de Befotaka à l’extrême, Sud-Ouest de la zone où il débouche sur les plateaux à pseudo-steppe de Marovitsika et Ranotsara Sud.( ONE, 2006)

I-7 ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE DE LA ZONE D’ETUDE

C’est l’étude des formes du réseau de drainage en relation avec les structures géologiques, notamment les réseaux de fracturation, elle s’appuie sur la détermination des anomalies affectant le réseau hydrographique. On désigne par « anomalie du réseau de drainage » toutes discontinuités modifiant l’écoulement d’un cours d’eau le long de la plus grande pente joignant un point en amont et un point en aval.

Ces anomalies de drainage peuvent être expliquées par des facteurs internes (lithologie structurale) et par des facteurs externes (climat, végétation et impacte anthropiques).

- La lithologie, par la nature des roches et leurs caractéristiques physico-chimiques (dureté, perméabilité, porosité, sensibilité à la dissolution…) transparait dans la morphologie. - La structure (failles, diaclase, chevauchement, surrection, plis…) modifie aussi la topographie et par conséquent influe considérablement sur le réseau hydrographique. - Le Climat par les résultats de la succession des saisons, du gradient pluviométrique, intervient sur la morphologie. - La végétation influe sur le relief en limitant l’érosion - Les activités humaines, par la déforestation, par des aménagements urbains et par les aménagements des rivières modifiant le réseau de drainage.

On note que ces différentes actions peuvent très bien interférer.

A part l’analyse des cours d’eau, on doit tenir compte aussi l’analyse des interfluves elle est peut être complétée et vérifiée sur terrain pendant la prospection géologique et géophysique

9 grâce aux carte topographiques, aux photographies aériennes ou image satellitaire ou par l’analyse des réseaux de talwegs. Inversement, cette méthode est un guide pour une interprétation de l’orographie (géomorphologie), des photos aériennes ou des images satellitaires.

Analyse géomorphologique

L’analyse géomorphologique de la zone d’étude est très indispensable lors de l’étude hydrogéologique. La connaissance de la géomorphologie permet d’identifier les éventuels linéaments. Plusieurs types de données peuvent être utilisé pour l’étude morpho-structurale, à savoir, l’image satellitaire, photographie aérienne, image SRTM. Plusieurs travaux de recherches réalisés soulignent l’importance de l’analyse des données SRTM à la détection de linéaments (Abarca, 2006 ; Cornet et Poncel, 2010). Cependant, la résolution de l’image est de 90m, c’est-à-dire qu’on ne pourra pas déterminer des linéaments trop courts sur cette image (Garo J., 2010).

Les images de google-earth ont de bonne résolution. Elles peuvent être utilisés dans l’analyse géomorphologique, morpho-structurale et à la détection des différentes linéaments et structure géologique.

Dans notre cas, on utilise les images de google-earth pour de mieux comprendre la morphologie de la zone d’étude afin de pouvoir tracer les éventuels linéaments et des informations sur le sens d’écoulement des eaux.

I-8 CONTEXTE CLIMATIQUE

Le climat de la région Atsimo Atsinanana est de type tropical hyper humide à hiver chaud et été Austral. Il y a une différence notable entre la falaise et la région côtière. Le climat est influencé par l’anticyclone de l’Océan Indien : un alizé constant souffle d’Est en Ouest, entraînant des masses d’air humide et chaud accompagnées de fortes pluies. Enfin, des cyclones tropicaux traversant l’Océan Indien frappent périodiquement la zone Sud-Est.

I-8-1 Vent

La côte Sud-Est est soumise en permanence, à l’influence de l’anticyclone du Sud-Ouest de l’Océan Indien entraînant sur Madagascar des masses d’air généralement humides et tièdes, animé d’un mouvement Est-Ouest (alizés). Ces masses d’air, en subissant l’ascendance orographique due à la falaise orientale, atteignent l’état de saturation ; ce qui explique la forte nébulosité et les pluies abondantes de cette partie de la côte Est.

I-8-2 Précipitation

Le District de Farafangana est un district hyper humide où la précipitation est relativement élevée, le mentionner quelque part 2005 à 2014.

La saison de pluie et la saison sèches ne sont pas pratiquement séparées. Le nombre de jours de pluie par mois varie de 10 à 22. La saison pluvieuse s’étend d’Octobre à Juillet et les mois le moins arrosé sont Août et Septembre. Le mois à la précipitation maximale enregistré est le mois de Février (266mm). La saison de faible précipitation se passe pendant le mois de Septembre (68,27mm).Source (service météorologique Ampandrianomby 2005/2014).

Tableau 1: Pluviométrie mensuel en 2005-2014 dans la station de Farafangana

Mois Oct Nov Dec Janv Fev Mar Avr Mai Juin Juil Aout Sept P max (mm) 289,9 150,4 228,2 391,1 546,4 836,6 309,4 248,5 164,2 202,7 148,4 243,9 P min (mm) 23,2 5,0 0,0 109,7 99,9 62,3 76,9 59,3 32,5 27,7 7,9 25,2 P moy (mm) 90,3 89,2 108,0 233,4 266,0 251,8 155,9 151,6 97,8 104,8 69,2 68,3 Nbre Jours 10 13 12 19 20 22 17 18 15 16 14 15 Source : service météorologique Ampandrianomby

I-8-3 Température

Selon le service météorologique national, la température moyenne mensuelle maximale et minimale enregistré en 2005/2006 sont respectivement de 26,5°C et20, 3°C. Les mois les plus chauds reviennent au mois de Janvier et février ayant une valeur de température moyenne 29,7°C tandis que le mois le plus frais est celui du mois de Juillet avec une température de 16.85°C.(Source : service méteorologique Ampandrianomby, 2005/2014)

Tableau 2: Températures mensuelles à la station de Farafangana

Mois Oct Nov Dec Janv Fev Mar Avr Mai Juin Juil Aout Sept T max(en °c) 25,85 27,25 28,45 29,4 29,7 29,3 27,95 26,25 25,2 23,75 24,5 24,6 T min(en °c) 20 22,25 23,75 23,6 23,7 23,3 21,65 20,1 18,3 16,85 17,5 18,1 T m (en°c) 22,93 24,75 26,1 26,5 26,7 26,3 24,8 23,175 21,75 20,3 21 21,35 Source : service météorologique 2005/2006

I-8-4 Diagramme Ombrothermique

Un diagramme ombrothermique est un type particulier de diagramme climatique représentant les variations mensuelles sur une année, des températures et des précipitations selon des gradations standardisées

300.0 30.0

250.0 25.0

200.0 20.0 Précipitation 150.0 15.0 T° moyenne 100.0 10.0 (°C) 50.0 5.0

0.0 0.0 Oct Nov Dec Janv Fev Mar Avr Mai Juin Juil Aout Sept

Figure 5: Diagramme Ombrothermique

La figure 5 montre que le mois de Janvier à Mars la précipitation se manifeste essentiellement avec des températures élevées autour de 26°C. De Septembre c'est-à-dire en saison sèche on observe une diminution de la précipitation comprise entre 68,28mm.

I-8-5 Bilan Hydrique

Le bilan hydrique est nécessaire à l’étude de la circulation d’eau tant de surface que souterraine, à l’évaluation du renouvellement des nappes d’eau souterraine et à l’installation du système de drainage ou irrigation. Une partie des eaux météoriques ruisselle en surface: il y a lieu d’estimer ces quantités d’eau de ruissellement superficiel dans le temps. Une autre partie se perd, par évapotranspiration ou passe dans le sol et le sous-sol par infiltration : il est nécessaire aussi d’évaluer ces volumes d’eau, soit directement par des mesures in situ, soit par approche théorique.

 Estimation des paramètres du bilan hydrologique

Le bilan hydrologique d’un bassin versant est une méthode de calcul qui permet d’apprécier les relations entre apports et sorties d’eau, sur une période de temps déterminée, qui correspond à une année hydrologique complète. Il sert à vérifier la cohérence de l'ensemble des données recueillies et calculées telles que mesure de précipitations, calcul d'évapotranspiration, mesure de l'écoulement moyen.

Le bilan permet d’évaluer les apports et les sorties en eau sur une période déterminée. L’évaluation du bilan d’eau est nécessaire à la détermination des paramètres physiques du milieu tels que les éléments climatologique, pédologique qui interviennent dans le cycle de l’eau. Le calcul de ce bilan est aussi nécessaire à la connaissance du milieu géographique, pour mieux définir les besoins globaux et chiffrés du milieu et essentiellement l’évaluation du

12 volume des ressources en eau souterraine (infiltration) et de surface (ruissellement). Le bilan hydrologique d’un bassin peut se traduire par l’équation suivante: P = ETR + I+R ± ΔS Avec : P : lame moyenne précipitée annuelle sur le bassin versant en mm ETR : évapotranspiration réelle en mm. L’évapotranspiration réelle correspond à la quantité d’eau effectivement évapo-transpirée au-dessus de la surface étudiée. L’ETR dépend de la lame d’eau stockée dans le sol et de la pluviosité R : ruissellement en mm ΔS: variation stocke dans le sol. L’excédent (EXC), différence positive, par définition, entre la précipitation et l’évapotranspiration réelle, correspond au surplus des précipitations qui peut ruisseler ou s’infiltrer : l’excédent est assimilé à la pluie efficace, cette notion diffère d’un auteur à l’autre. En hydrogéologie la pluie efficace est parfois confondue avec l’infiltration. En hydrologie par contre, la pluie efficace correspond à la partie qui alimente les cours d’eau. L’excédent (EXC) correspond à la somme des précipitations ruisselées et infiltrées.

 Calcul de l’ETP par la formule de Thornthwaite

L’agronome américain Thornthwaite proposa en 1948 une expression pour l’estimation de l’évapotranspiration potentielle en tenant compte seulement de la température mensuelle. Le développement de cette expression donne la formule suivante :

ETP = 16( )a (I-1) avec

ETP : évapotranspiration potentielle en (mm) t : température moyenne mensuelle en (°C)

I = Σi(I-2) avec i = ( )1,514(I-3) où I est la moyenne thermique annuelle obtenue à partir des températures mensuelles

a = ( ) + 0,5 (I-4)

Le calcul a été fait à la station climatique de Farafangana dont les données de température que nous utilisons ici sont moyennées sur 10 ans de 2005 à 2014. Le tableau3 présente le calcul de l’évapotranspiration mensuelle par la méthode de Thornthwaite du mois d’Octobre à Septembre. Le résultat est utilisé pour le calcul de bilan climatique et hydrique dans toutes les zones d’étude.

Tableau 3: Résultats de calcul de L’ETP par la formule de Thornthwaite

Mois Oct Nov Dec Janv Fev Mar Avr Mai Juin Juil Aout Sept Total T max(en °c) 25,9 27,3 28,5 29,4 29,7 29,3 28,0 26,3 25,2 23,8 24,5 24,6 T min(en °c) 20,0 22,3 23,8 23,6 23,7 23,3 21,7 20,1 18,3 16,9 17,5 18,1 T m (en°c) 22,9 24,8 26,1 26,5 26,7 26,3 24,8 23,2 21,8 20,3 21,0 21,4 I 10,0 11,3 12,2 12,5 12,6 12,3 11,3 10,2 9,3 8,3 8,8 9,0 a 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 ETP 126,4 130,9 134,6 135,7 136,2 135,1 131,0 127,0 123,8 120,9 122,2 122,9 1546,7 Source : donnée météorologique 2005 à 2014

Le calcul de l’évapotranspiration annuelle à la station Farafangana dans le tableau 3 donne la valeur de 1546,7mm à l’ETP.

 Calcul du bilan hydrologique Calcul Déficit cumulé

Le premier déficit est observé au premier mois où P-ETP<0. Le second déficit est égal au déficit précédent augmenté de P-ETP du mois.

Détermination du stock S

Si P-ETP>0 le stock S=100

Si P-ETP<0 le stock est à lire sur une table en fonction du déficit cumulé

La variation du stock S = stock du mois – stock précédent

Détermination de l’ETR et de Ruissellement R

Si ΔS =0 et P-ETP>0, ETR = ETP

Si ΔS<0 et P-ETP<0, ETR = P + ΔS

Après une série de P-ETP<0, le déficit cumulé est maximum.

Si P-ETP>0, le surplus va d’abord ramener le stock à 100 mm, c’est pour cette raison qu’on a d’abord P-ETP+ dernier stock.

Ensuite si P-ETP est suffisant, il y a remplissage de stock : (P-ETP) – x = 100 x (x vient du stock précédent).

Le surplus est égal alors à Surplus= stock précédent – x = R = Ruissellement

Les différentes données ont été obtenues auprès du service météorologique d’Ampandrianomby pour la station de Farafangana.

Bilan hydrique

Le tableau suivant permet d’estimer les bilans hydrologiques annuel et mensuel de la zone d’études en utilisant la méthode de Thornthwaite.

Tableau 4: Bilan climatique du District Farafangana du 2005 à 2014

Mois/ Désignation Oct Nov Dec Janv Fev Mar Avr Mai Juin Juil Aout Sept Total T° moyenne (°C) 22.9 24.8 26.1 26.5 26.7 26.3 24.8 23.2 21.8 20.3 21.0 21.4 Indice mensuelle I 10.0 11.3 12.2 12.5 12.6 12.3 11.3 10.2 9.3 8.3 8.8 9.0 127.8 Evapotransp n.c. 2.4 2.6 3.1 3.4 3.3 3.1 2.8 2.2 1.9 1.7 1.8 2.0 Coef. De correction 32.4 32.6 34.4 34.2 29.7 31.6 29.1 28.8 27.3 28.5 29.8 29.9 Evapotrans potentielle 126.4 130.9 134.6 135.7 136.2 135.1 131.0 127.0 123.8 120.9 122.2 122.9 1546.7 Précipitation 90.3 89.2 108.0 233.4 266.0 251.8 155.9 151.6 97.8 104.8 69.2 68.3 1686.3 P-ETP -36.1 -41.7 -26.6 97.7 129.8 116.6 24.9 24.6 -26.0 -16.0 -53.0 -54.7 Déficit cumulé 36.1 77.8 104.4 26.0 42.0 95.0 149.7 Stock 69.0 45.0 34.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 77.0 65.0 38.0 22.0 DeltaS -47.0 24.0 11.0 23.0 12.0 27.0 16.0 ETR 90.3 65.2 97.0 135.7 136.2 135.1 131.0 127.0 74.8 92.8 42.2 52.3 Surplus 97.7 129.8 116.6 24.9 24.6 Source : service météorologique 2005 à 2014

Mensuellement, la précipitation est variée d’une façon irrégulière et on constate que depuis le mois de Juin au mois d’Octobre, elle est inférieure à l’évapotranspiration potentielle ce qui est montré par la valeur négative de la différence (P-ETP).Prenons le cas de Novembre où elle atteigne sa valeur minimale (P= 89,2 mm ; ETP= 130.9) ce qui donne une valeur de P-ETP = - 41.7mm. Par contre, elle prend la valeur maximale en mois de Février (P= 266mm ; ETP= 136.2mm) ce qui donne une différence de 129.8mm.

Compte tenu de Bilan hydrique, l’alimentation directe des eaux souterraines à partir des précipitations est envisageable depuis le mois de Janvier jusqu’au mois de Mai. Les pluies sont abondantes durant cette période et donc, la recharge des nappes aquifère est due aux eaux de ruissèlements. En revanche, L’infiltration et ruissèlement sont faibles durant les mois de Juin à Décembre.

CHAPITRE II : RAPPEL ET BASE METHODOLOGIQUE

II-1. BASE METHODOLOGIQUE

II-1-1.RAPPELS THEORIQUE SUR LA METHODE ELECTRIQUE EN COURANT CONTINU

II-1-1-1 Rappels sur la méthode électrique

La méthode électrique est une méthode géophysique qui permet de mesurer la résistivité électrique dans le sous-sol. Le choix de cette méthode est basé sur la connaissance géologique du cible qui a un contraste de valeur de résistivité avec l’encaissant.

Son principe consiste à injecter un courant électrique dans le sol à l’aide de deux électrodes métalliques dites de courant ou d’injection. Deux autres électrodes dites de potentiel ou de mesure sont utilisées pour mesurer la différence de potentiel produite par ce courant à une certaine distance des électrodes d’injection. Il existe alors une relation reliant la résistivité vraie ρ du sous-sol supposé homogène à V et I.

 (II-1)

Où K est un coefficient géométrique (en m) dépendant de la disposition des électrodes de courant (A et B) et de potentiel (M et N). Différents arrangements géométriques ou « dispositifs » sont possibles pour ces électrodes, chacun présentant une certaine sensibilité à la façon dont varie la résistivité au sein du milieu étudié (Loke, 2004). La profondeur d’investigation du sous-sol varie selon les dispositifs utilisés. Plus l’écartement des électrodes est important, plus la mesure concerne des terrains profonds. Cette augmentation de la profondeur s’accompagne toutefois d’une baisse de résolution, qui peut être conséquente pour les terrains profonds.

Le sol peut rarement être considéré comme homogène et dans ce cas la résistivité mesurée est dite apparente. La résistivité apparente est une pondération des résistivités des diverses roches intéressées par la mesure. Elle dépend de la géométrie de la configuration. La résistivité apparente de sous-sol peut alors s’écrire:

 * + (II-2)

Figure 6: Dispositif à quatre électrodes Le potentiel crée par le courant I en un point est donné par la formule :

I V  (II-3) 2r

V : Potentiel crée en un point

:Résistivité

I : Intensité du courant

r : Distance entre l’électrode d’injection du courant et l’électrode de mesure de potentiel.

D’ où les expressions des potentiels en A et B sont données par les relations :

I I VA  (II-4) et VB  (II-5) 2. AM 2. BM

Au point M, on aura un potentiel : VVVMAB (II-6)

Ainsi,

I 11 VM () (II-7) 2 AM BM

Et au point N, VN VA VB (II-8)

I 11 VN () (II-9) 2 AN BN

La différence de potentiel entre M et N s’obtient alors par :

I 1 1 1 1 VVV   ()    (II-10) MN2 AM AN BM BN

Nous avons la résistivité au centre du dispositif :

2.V  (II-11)  1 1 1 1      .I  AM AN BM BN 

De la forme

V  K. (II-12) I

Où

2 K  (II-13)  1 1 1 1        AM AN BM BN 

K est appelé facteur géométrique en mètre (m), qui dépend de la disposition des électrodes.

Tableau 5: Gamme de valeurs de résistivité apparente de quelques types de roches

Roches et eaux Gamme de résistivité en (Ωm)

Argile 1-100

Argilite 10 - 8.102

Gneiss 1000-20000

Quartzite 10 - 2.108

Granite 3.102- 106

Basalte 10-1,3.107

Eau naturel (roche ignés) 0.5-150

Eau naturel (sédimentaire) 1-100

Eau de mer 0.2

Alluvion et sable 2 – 800

Source : (Chouteau et al., 2001)

II-1-1-2 Technique de sondage électrique

Principe

La technique de sondage électrique consiste à mesurer la variation de la résistivité électrique en fonction de la profondeur. Le point de mesure est fixe et se trouve au centre du dispositif. Ainsi, Plus on augmente la distance entre les électrodes extrême, plus on enfonce en profondeur.(KEAREYet al., 1984).

II-1-1-3 Technique de panneau électrique

La technique de panneau électrique est une technique pour avoir une Imagerie par tomographie électrique à 2D du sous-sol. Il consiste à effectuer à la fois l’investigation verticale et latérale.

Principe de la méthode

Comme nous avons mentionné précédemment, le panneau électrique permet de réaliser une imagerie à deux dimensions. En augmentant régulièrement l’écartement entre les électrodes, on obtient des mesures de résistivité en profondeur. En déplaçant régulièrement le dispositif tout en gardant l’espacement entre les électrodes permet de connaitre la variation latérale de résistivité électrique le long du profil.

Les mesures pour cette technique nécessitent plusieurs électrodes qui sont placé le long d’un profil d’une distance constante a.

Figure 7 : Représentation du panneau électrique et niveaux d’acquisition de données (Source : Manuel de RES2DINV) Quand la distance inter-électrode augmente, la profondeur d’investigation augmente aussi. On peut alors représenter les résistivités apparentes mesurées sous forme de pseudo- sections qui reflètent qualitativement la variation spatiale de la résistivité apparente.

Plusieurs dispositifs peuvent être utilisés pour construire cette pseudo-section. Mais il est fonction de la structure à imagé, le bruit de fond et la sensibilité du dispositif. Dans notre cas, nous avons pris le dispositif Wenner.

 Dispositif Wenner En Wenner, les électrodes du courant (A et B) et les électrodes de potentiel (M et N) sont alignés et équidistantes. C’est-à-dire AM=MN=NB=AB/3.(II-14)

Figure 8:Dispositif Wenner

Dans ce cas, le facteur géométrique devient K=2a. Et la résistivité s’obtient par la relation :

∆푉 휌 2. 휋. 푎 퐼 (II-15)

Ce dispositif est bien sensible au changement vertical qu’horizontale des résistivités donc on l’utilise pour détecter des structures horizontales surtout dans le terrain tabulaire.

II-1-2 LES MATERIELS DE PROSPECTIONELECTRIQUE

Durant la campagne de prospection, le résistivimètre SYSCAL R2 avec ses accessoires du laboratoire de géophysique appliqué de l’IOGA ont été utilisés. La figure 11montre les matériels de prospection utilisée.

Figure 9: Matériels de prospection utilisée en technique de panneau électrique Les matériels de prospection utilisés pendant l'acquisition des données constituent un Résistivimètre SYSCAL R2, un convertisseur DC/DC, un RCM, deux Multinodes, deux batteries 12V, deux flûtes de 10m, des câbles coaxiaux, des électrodes, un ordinateur portable. Le convertisseur est alimenté par une batterie de 12V pouvant être monté à 100V, 200V, 400V ou 800V, tension principalement utilisée par le résistivimètre SYSCAL R2 pendant la réalisation des mesures. Les flûtes servent à reliés les électrodes au Multinodes.

II-1-3 ACQUISITION DES DONNEES

Le processus d’acquisition des données en mode Wenner se déroule comme suit :

Soit N le nombre total des électrodes (dans notre cas N=32), soit « na » la distance inter- électrodes où n est le nombre de séquence de mesures qui s’incrémente de 1 à (N-1)/3. Si le nombre d’électrodes total N est égal à un multiple de 3 plus 1.

Pour la première séquence de mesure (n=1), la distance inter-électrodes est égale à a. On utilise les électrodes 1, 2, 3, 4 pour la première série de mesure dont 1et 4 sont les électrodes du courant et les deux autres 2 et 3 comme électrodes de potentiels. La deuxième série des mesures utilise ensuite les électrodes 2, 3, 4 et 5 et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes les électrodes soient utilisées.

On passe après à la seconde séquence de mesure ( n=2), la distance inter-électrodes est égal à 2a. On utilise les électrodes 1, 3, 5 et 7 pour la première série de mesure dont 1 et 7 pour les électrodes du courant et 3 et 5 ceux des potentiels. La deuxième série de mesures utilise ensuite les électrons 2, 4, 6et 8 et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes les électrodes soient utilisées. L’opération continue jusqu'à ce que toutes les mesures possibles soient effectuées.

Dans le cas général utilisant N électrodes, le nombre totale de mesure m, pour un profil dont la distance entre deux électrodes égal na, a pour expression : m  (N  3n) où n=1, 2, 3, 4,…Le nombre d’électrons N est choisi suivant la profondeur d’investigation voulue.

Le logiciel « ELECTRE » sert à configurer ces paramètres et aussi d’affecter les numéros des électrodes utilisés.

II-1-4 TECHNIQUE D’INVERSION 2D DES DONNEES

II-1-4-1 Transfère des données

Les données sont enregistrées dans le résistivimètre sous forme binaire (d’extension « .bin ») et à l’aide d’un logiciel « PROSYS II » on les transferts dans l’ordinateur et convertir en données d’extension « .dat ». Mais préalablement, les mauvaises données obtenues par des mauvais contacts d’électrode ou d’électrode non plantés en des points du milieu homogène sont éliminées.

II-1-4-2 Méthode d’inversion des données

Pour obtenir la coupe géoélectrique des résistivités apparentes, on utilise le programme de « RES2DINV » développés par H.Loke (1997) pour inverser automatiquement en modèle à 2D les données expérimentales d’extension « .dat ». La méthode d’inversion est basée sur la méthode de moindre carrée utilisant la méthode de différence finie pour le calcul de la résistivité vrai et l’épaisseur vrai du corps présent. Il s’agit d’une méthode d’optimisation stable et qui converge rapidement. Elle est utilisée pour déterminer la résistivité électrique des cellules qui minimisera la différence entre les valeurs de résistivité électrique apparente observées et calculées. La fonction à minimiser est appelée fonction objective ψ tel que ( ) (II-16) où le nombre d’itération, le facteur d’amortissement, le vecteur d’anomalie et la matrice de filtre

23 d’aplatissement. Puis une méthode de lissage par contrainte pour déterminer le modèle approximative. L’algorithme divise tout d’abord la section en plusieurs blocs rectangulaires dont la taille augmente de 10 à 25% avec la profondeur suivant le nombre de point et de niveau d’acquisition de profil en question. Il attribue une valeur de résistivité apparente calculée à partir des points des mesures à chacun des blocs. Puis calcul la valeur de résistivité vrai de chaque bloc à l’aide d’une matrice de dérivée partielle Jacobien.

( )

(II-17)

é é ρ

Pour les premières valeurs qu’introduit dans cette matrice, qui sont les résistivités apparentes, il donne un premier modèle approximatif (fig11A). A partir de ce modèle, il injecte du courant fictif et recalcule les valeurs apparentes (fig11 B). Après, il compare cette coupe de résistivité calculé à celle qui a été dessiné à l’aide des valeurs mesurées (fig11 C).

Figure 10 : inversion par méthode itérative en tomographie 2D

Source : logiciel RES2DINV

La comparaison lui permette de corriger la matrice et de recalculer pour obtenir un modèle plus précis. L’opération est alors répétée de manière itérative jusqu’à ce que le processus converge (c’est-à-dire que l’erreur ne diminue de manière significative).

II-2 GENERALITE SUR L’HYDROGEOLOGIE

L’hydrogéologie est une science qui étudie les eaux souterraines. Elle a pour but de connaitre leur origine, leur distribution, leur mode de gisement, leur mode d’écoulement, leur propriété physico-chimique et les structures du terrain encaissant. La réalisation d’un bilan hydrologique est l’une des conditions nécessaire à l’évaluation et à la caractérisation d’une réserve de ressources en eaux souterraines.

II-2-1 Cycle de l’eau

On peut distinguer dans le cycle global de l'eau, un cycle continental et un cycle océanique. Les bilans des mouvements de l'eau pour chacun de ces cycles ne peuvent être équilibrés que par les échanges atmosphériques des océans vers les continents et terrestre en sens inverse.

 définition Dans la nature, l’eau suit un cycle fermé se déroulant dans une enveloppe superficielle de la Terre appelée l’hydrosphère.

Figure 11: cycle de l’eau dans sa nature

(Source : World Ressources 1990-1991))

La quasi-totalité des apports d'eaux souterraines est représentée par les précipitations (eaux de pluie) qui proviennent de la condensation de vapeur d'eau atmosphérique en nuages. Ces précipitations tombent sur le sol, et se partagent en diverses fractions suivant des proportions variables :( GANGBAZO, 2004)

-Une partie s'écoule vers les réseaux hydrographiques et les surfaces d'eau libre: c'est le ruissellement de surface.

-Une autre partie retourne dans l'atmosphère sous forme de vapeur par évaporation du sol ou transpiration des végétaux.

-Le reste, qui est la fraction la plus faible, pénètre dans le sol et sous-sol par infiltration et contribue à l'alimentation des eaux souterraines: c'est l'infiltration efficace

La quantité d'eau de pluies disponibles pour l'alimentation des nappes souterraines dépend de trois (3) principaux facteurs climatiques: la hauteur annuelle des pluies tombées, leur répartition dans le temps ou " violence des précipitations" et la valeur de l'évapotranspiration qui est essentiellement fonction de la latitude, de l'altitude et de la température. Toutefois, l'alimentation des nappes ne dépend pas uniquement du régime pluviométrique, mais aussi de l'équilibre qui s'établit entre l'infiltration, le ruissellement et l'évaporation. Par conséquent, de

26 nombreuse facteurs tels que: le relief, la nature du sol, l'importance du couvert végétal …, jouent un rôle fondamental dans l'alimentation des nappes.(GANGBAZO, 2004)

II.2.2 Formation hydrogéologique

La caractéristique essentielle d’une formation hydrogéologique est son degré de perméabilité. La perméabilité est l’aptitude d’un réservoir à conduire l’écoulement de l’eau, dans des conditions hydrodynamiques imposées. Elle permet de classer les formations en trois grandes catégories: -les formations perméables, -les formations imperméables, -les formations semi- perméables. (J. AUROUZE 1959)

 Formations perméables Ce sont les formations ayant la propriété de se laisser traverser par l'eau à des vitesses appréciables (de l'ordre de quelques dizaines de mètres par an) sous l'effet de gradient (impulsions de différence d’altitude ou pente de la nappe). Il s'agit du gravier, du sable, du grès, du calcaire fissuré ou karstifié, de la roche cristalline fissurée.  Formations imperméables Certains matériaux dans lesquels les vitesses d’écoulement sont très faibles, pratiquement mesurables sont qualifiés d’imperméables. Les quantités d’eau qu’elles renferment ne peuvent être exploitées (les temps de transit sont de l'ordre de décimètre par an). Les formations imperméables sont constituées par les argiles, les marnes, les silts et les roches massives ou cristallines non fissurées, ainsi que, selon les cas, par les évaporites.  Formations semi-perméables Les formations semi-perméables, sont constituées par des sables argileux ou des argiles sableuses principalement. Elles jouent un rôle important en hydrogéologie car elles permettent sous certaines conditions (importants gradients, grandes surfaces de contact) des échanges généralement verticaux entre aquifères superposés; on appelle ce phénomène la drainante. (J. AUROUZE 1959)

II-2-3: Aquifère et nappe d’eau souterraine

L’aquifère est constitué par la formation hydrogéologique perméable ou le réservoir et l’eau souterraine dont la partie mobile exploitable ou eau gravitaire forme la nappe d’eau souterraine. Le système aquifère est constitué par le substratum imperméable ou plancher, l’aquifère et le toit. Suivant la perméabilité du toit, on peut distinguer : - des aquifères à nappe libre, formés par le complexe couche hydrogéologique perméable-eau souterraine en dessous de la surface du sol et reposant sur le substratum imperméable. La

27 couche sous-jacente ou toit est perméable. Le niveau piézométrique qui constitue la limite supérieure de la nappe peut fluctuer librement. (Arthaud et al., 1989)

- des aquifères à nappe captive, constitués par la complexe formation hydrogéologique perméable - eau souterraine reposant sur le substratum imperméable et sous un toit imperméable. L’aquifère subit la pression géostatique ou le poids de la colonne de terrain qui le surmonte jusqu’à la surface du sol qui est en équilibre avec la pression de la couche dans l’aquifère. Le niveau statique se stabilise à une certaine altitude déterminée par la différence de charge par rapport à la zone de recharge ou d’alimentation de la nappe. Lorsqu’on perce le toit imperméable par puisage ou par forage, le poids de la colonne de terrain est remplacé par celui d’une colonne d’eau plus légère d’où la décompression du réservoir manifestée par l’expulsion de l’eau.(Arthaud et al., 1989)

- des aquifères à nappe semi-captive, aquifère reposant sur un substratum imperméable et sous un toit semi-perméable. Le toit permet l’intercommunication avec la nappe sus-jacente. La surface piézométrique fluctue en fonction de la recharge et de vidange. (Arthaud et al, 1989)

Figure 12: Exemple d’une nappe d’eau souterraine

(Source : Lalaina, 2014)

CHAPITRE III MODELISATION HYDROGEOPHYSIQUE DES SITES D’IMPLANTATION DE FORAGE

III-1 RESULTAT DE L’ANALYSE GEOMORPHOLOGIQUE

Ce paragraphe traite les résultats obtenus à partir de l’analyse géomorphologique. L’analyse a permis de mettre en évidence les différentes structures géomorphologiques des zones d’études.

III-1-1 Site Marompanahy

Deux linéaments ont été détectés sur le site Marompanahy. Elles ont une direction Nord-sud et Nord Est- Sud-Ouest et qui pourraient constituer de talweg ou d’une zone de fracture. La figure 14 montre la géomorphologie du site Marompanahy.

Figure 13: Géomorphologie du site Marompanahy Les réseaux hydrographiques suivent généralement une direction Sud - Nord et Nord-Ouest - Sud Est. On a pu délimiter un petit bassin versant qui est représenté par une ligne ferme en verte. Ainsi, ce résultat a permis de définir la direction des profils géophysique qui sont généralement perpendiculaire et parallèle à la direction des linéaments ou cours d’eau.

III-1-2 Site Mahavelo

Aucun linéament n’a été détecté sur le site de Mahavelo. Les résultats de l’analyse géomorphologique mis en évidence des lignes de crête de direction Nord-Ouest-Sud Est, Nord Est-Sud Ouest et Est-Ouest qui sont matérialisé par des lignes blanches. (Figure 15)

Figure 14: Géomorphologie du site Mahavelo La zone d’étude est localisée dans la rive gauche du fleuve de Manampatrana, Elle est constituée d’une zone de bas fond et d’un petit plateau. L’écoulement des eaux de surface et eau souterraine a généralement une direction Nord Ouest-Sud Est et Nord-Sud.

III-2 DONNEES GEOPHYSIQUES

La technique de panneau électrique et la technique de sondage électrique a été utilisé dans le cadre de cette étude. Elles consistent à caractériser la propriété du sous-sol par la mesure des résistivités apparentes.

Lors de la campagne de prospection électrique, la technique de panneau électrique a été réalisée avec le dispositif symétrique Wenner α, dans le but de mettre en évidence la résolution verticale (Keller et Frischknecht, 1970).Le choix de la distance inter-électrodes dépend de la profondeur de la nappe d’eau souterraine recherchée. Les panneaux électriques sont réalisés avec les distances inter-électrodes 5m, 7m, 8m et des longueurs de ligne respective de 155m, 217m et 248m. Concernant le sondage électrique, les quadripôles

30 géoélectrique utilisé a été le dispositif Schlumberger avec un écartement des électrodes d’injection du courant(AB) variant de 3 m à 300m.

Six panneaux électriques et un sondage électrique ont été réalisés lors de la campagne géophysique. Deux profils électriques et un sondage sont effectués sur le site de Maropanahy et les quatre autres profils électriques se répartissent sur le site de Mahavelo.

La figure16 montre un exemple des résultats obtenue à partir de panneau électrique :

Figure 15: Exemple de coupe de résistivité électrique

III-3 INTERPRETATION DES RESULTATS

Après la compagne géophysique, les résultats de mesures seront présenter et interpréter géologiquement pour mettre en évidence les résultats attendus. Ainsi, on va présenter les résultats des prospections électriques et faire l’interprétation des données géophysiques dans les deux fokontany Manamboatra-Atsimo et Mahavelo.

III-3-1 Commune rurale de ManamboatraAtsimo

Dans la Commune Manamboatra Atsimo, l’étude a été réalisée dans le Fokontany Marompanahy. L’orientation et l’emplacement des mesures géophysiques seront donnés dans le plan de masse.

Deux profils électriques ont été réalisé sur le site Marompanahy avec un dispositif Wenner alfa et un sondage électrique pour localiser une zone potentielle en eau souterraine dans toute la zone de prospect. La figure 17 montre l’emplacement des profils géoélectriques réalisées sur le site.

Figure 16: Plan de masse de site Marompanahy

Panneau électrique n°01 Le premier profil a été étalé suivant une direction W-E avec une distance inter-électrode de 8 m et d’une longueur 248m et une profondeur d’investigation de 40m environ. Il a été réalisé au bout d’un linéament.

Figure 17 Coupe géoélectrique n°01

Généralement, la coupe géoélectrique montre la succession de trois formations suivante :

Tout d’abord, une formation superficielle résistante de couleur allant du rouge au violet et de résistivité supérieur à 1000m. Elle a une épaisseur moyenne de 5m environ et qui correspondrait à une cuirasse latéritique. Puis, une formation moyennement résistante de résistivité entre 200m et 1000m succède la première formation. Elle est représenté par les couleurs vert et jaune et ayant une épaisseur inférieur à 5m environ. Elle pourrait correspondre à la formation basaltique. Cette formation réapparait en profondeur entre l’abscisse 72 m et 112 m pour constituer le substratum.

Ensuite, une formation moyennement conductrice, présenté par la couleur bleue verte et bleue ciel de valeur de résistivité entre 45m et 120m. Elle constituerait du basalte altéré et qui pourrai être l’aquifère dans cette zone. Elle a une épaisseur qui peut atteindre à 35m environ et se repose directement sur un substratum résistant.

Enfin, une formation très conductrice, représenté par la couleur bleue foncé, de forme arrondi et de résistivité inférieur à 45m. Elle est observé à l’aplomb de l’abscisse X= 104m et X=184m. Elle pourrait correspondre à l’argile.

En bref, ce résultat montre l’existence d’une zone potentielle en eau souterraine. A titre de vérification de l’extension de la nappe, on a réalisé le profil n°01 suivant perpendiculairement au présent profil dans le but de voir l’extension latérale s’il y a une ouverture au milieu de ce deuxième profil.

Panneau électrique n°02

Comme précédemment, ce profil est caractérisé par une longueur de ligne 248m dont la profondeur d’investigation est de l’ordre de 40m. Perpendiculairement au premier profil, un deuxième profil a été réalisé à son centre pour vérifier l’extension latérale de la nappe. Ainsi, Il a la même caractéristique que celui du précédent avec une direction S-N.

Figure 18: Coupe géoélectrique n°02

La coupe géoélectrique montre une succession de trois formations en générale, à savoir :

 Premièrement, une formation superficielle très résistante de valeur de résistivité supérieur à 1000 m, représentée par une couleur allant du rouge au violet qui s’étale le long du profil. Elle pourrait correspondre à la couverture cuirasses latéritiques d’épaisseur 5m environs.  Deuxièmement, la formation moyennement résistant de valeur de résistivité comprise entre 200m et 1000m, présentée par les couleurs verte et jaune, Cette formation pourrait correspondre à la formation basaltique.  Troisièmement, une formation moyennement conductrice de couleur bleue vert et bleue ciel avec une valeur de résistivité entre 40m à 120m. Elle s’étale le long du profil à une profondeur moyenne de 7,5m environ. Elle a une épaisseur maximal de 20 m environ à l’abscisse 120m et qui pourrait être du basalte altérée et constitue l’aquifère potentielle sur le site.  Finalement, une formation très conductrice montré par la couleur bleue foncé et de résistivité inférieur à 40m. Elle se montre depuis le début du profil jusqu’à l’abscisse X= 92m et à une profondeur moyenne de 10m. Elle correspondrait à la formation d’argilite.

L’extension latérale de la nappe a été vérifiée mais il faut faire encore un sondage électrique pour mettre en évidences on épaisseur et le substratum, sur lequel elle se repose.

Sondage électrique n°01 Ce sondage est situé au centre de deux Profils géoélectrique, avec une profondeur d’investigation de l’ordre de 50m.

Figure 19: Courbe de sondage électrique n°01

Le sondage électrique montre 5 couches :

 La première et la deuxième couche sont de formation résistant superficielle, dont 1,5 m d’épaisseur.  La troisième couche est une formation moyennement résistante.  La nappe d’eau se trouve dans la quatrième couche, sa profondeur sera atteindre jusqu’à 42m.  La dernière formation correspondrait au substratum.

En effet, l’implantation d’un ouvrage d’exploitation d’eau souterraine sera probable dans ce site. La profondeur estimée est de 40m environ.

II-2-2 Commune rurale de Mahavelo.

Le site Mahavelo se trouve au chef-lieu de la commune rurale. Quatre panneaux électriques ont été effectués avec le dispositif Wenner alfa afin de mettre en évidence la stratification de la structure géologique en 2D.Lesdistances inter-électrodes utilisées étaient de 5m et 7m dont la profondeur d’investigation est respectivement de l’ordre de 25m et 36m.La figure 21 montre l’emplacement des profils qui ont été réalisé sur le site de Mahavelo.

Figure 20: Plan de masse sur fond Google earth

Les travaux sur le site Mahavelo sont été établis sur deux sites distincts à savoir l’EPP et la CEG.

 Site EPP

Panneau électrique N°1 Le profil N°1 suit la direction SSW-NNE et avec une distance inter-électrode de 7m et une profondeur d’investigation d’environ 36m. Il a été implanté prêt d’un forage existant dans l’enceinte de l’Ecole Primaire Public (EPP) pour vérifier la nappe d’eau en question.

Figure 21: Coupe géoélectrique n°01 du site Mahavelo

En général, la coupe présente l’alternance des formations conductrice, moyennement conductrice et résistante, à savoir : - D’abord, la formation superficielle de résistivité supérieure à 250Ωm de couleur jaune-orangé vers la couleur rouge dans la coupe de résistivité. Elle correspondrait au sable argileuse qui apparait sur tout le long de ce profil. Elle s’enfuit jusqu’à 13m de profondeur. - Ensuite, une formation conductrice de résistivité inférieure à 60m, de couleur bleu claire vers bleu foncé correspond à la formation argileuse imperméable. Cette formation correspondrait à une argile. - Enfin, la formation moyennement conductrice de résistivité comprise entre 60m à 150m et d’épaisseur voisine de 8m réapparait au troisième terrain. Compte tenu de ce résultat, la formation moyennement conductrice pourrait constituer la nappe aquifère dans cette zone d’intervention. Afin de vérifier la continuité de cette formation, un autre panneau électrique a été implanté parallèlement au profil précédent. Le résultat obtenu est présenté dans la figure 22.

Panneau électrique n°02 De même, il s’agit d’un panneau électrique utilisant le dispositif Wenner et ayant une longueur de ligne de 217m et d’une direction SE-NW. Il a été installé à environ 40m parallèlement au premier profil.

Figure 22: Coupe géoélectrique n°02 du site EPP La présente coupe montre la présence de trois formations, à savoir : - Une formation superficielle résistante de résistivité supérieure à 200Ωm qui est présentée par une couleur allant de vert-jaune au violet. Elle pourrait être caractérisé par du sable argileux. Elle est observée tout au long du profil et s’enfuit en profondeur jusqu’à 15m environ. - La formation moyennement conductrice suit la première formation avec une résistivité comprise entre 50Ωm à 120Ωm. elle est représentée par la couleur vert bleu et bleu ciel. Elle correspondrait au sable imbibée d’eau et qui constituerai la nappe aquifère dans cette zone. Elle est observée à une profondeur allant de 15 à 17m environ et d’une épaisseur moyenne de 12m. Elle se repose directement sur un substratum conducteur présenté par la couleur bleue et de résistivité inférieur à 40 Ωmet qui pourrait être de l’argile.

Ainsi, cette coupe géoélectrique mis en évidence la cible hydrogéologique en question. Pourtant, pour vérifier l’extension transversale de la nappe, on a réalisé le profil suivant.

Panneau électrique n°03 Le panneau électrique de longueur de ligne 155m a été réalisé, suivant une direction SSW-NNE, de distance inter-électrode de 5m avec une profondeur d’investigation d’environ 25m. Le résultat en coupe géoélectrique est présenté dans la figure ci-après.

Figure 23: Coupe géoélectrique n°03 du site Mahavelo

Cette coupe montre toujours la même succession des formations que ceux des profils précédents et ce qui confirme que la structure de cette zone est tabulaire. - Tout d’abord, une formation résistante de présenté par une couleur allant du rouge au violet avec une valeur de résistivité supérieure à 200Ωm. Elle s’enfuit jusqu’15m environ et qui correspondrait au sable argileuse. - Puis, la formation moyennement conductrice de couleur bleue vert et bleue ciel dont la valeur de résistivité comprise entre 50Ωm à 140Ωm et pourrait être une formation sableuse imbibé d’eau et constituerai la nappe aquifère. Elle s’enfuit jusqu’à 25m de profondeur à l’abscisse x=70m de ce profil. - Enfin, une formation très conductrice de résistivité inférieur à 40 Ωm et représenté généralement en bleu. se situe directement après la formation moyenne conductrice qui pourrait être de l’argile. Ainsi, ces coupes déterminent la cible hydrogéologique observée dans tous les trois profils précédents à environ 20 m de profondeur.

 Site CEG

Durant la campagne de prospection, on trouve que la distance entre le réservoir et le point de forage est environ 400m (supérieur à 150m) et l’accès est un peu compliqué, alors, un autre profil a été réalisé pour localiser un autre point d’implantation de forage dans l’enceinte du CEG.

Panneau électrique n°04 Utilisant le dispositif Wenner et ayant une longueur de ligne de 217m dont la profondeur atteinte est de l’ordre de 36m a été mise en évidence avec une direction SE-NW. La figure 25 montre la coupe géoélectrique obtenue.

Figure 24: Coupe géoélectrique n°04 du site Mahavelo Cette coupe montre la présence de trois formations bien distinctes. - D’abord, la formation superficielle résistante de résistivité supérieure à 200Ωm et d’épaisseur environ 7m. Elle s’étale le long du profil et qui correspondrait au sable argileux. - Ensuite, une formation conductrice de couleur bleu et de résistivité inférieure à 20Ωm qui correspondrait à l’argile. - Et enfin, la formation moyennement conductrice de résistivité comprise entre 40Ωm à 100Ωm, présenté par une couleur bleue ciel et vert bleu. Elle pourrait correspondre à la nappe aquifère in situ. Elle est observée à 30m de profondeur entre les abscisses X=112m et X=154m.

CONCLUSION

Cette étude a été effectuée dans le but de répondre d’une part les besoins en eau potable de quelques sites: fokontany Mahavelo et fokontany Marompanahy et d’étudier la potentialité en eau souterraine dans les zones d’étude d’autre part.

L’analyse géomorphologique, nous a permis de mettre en évidence des linéaments dans la zone d’étude et le mode de circulation des eaux. Des linéaments sont trouvés dans le site Marompanahy, ils ont des directions NNW-SSE, SSW-NNE et E-W. Concernant le site Mahavelo, malgré l’absence des linéaments, elle est drainée par le fleuve de Manampatrana qui est à quelque mètre du site.

L’étude de la variable climatique à partir des données recueillis auprès du service météorologique du 2005 à 2014 nous a renseigné que la précipitation annuelle est de 1686 mm. Le bilan hydrique a montré que l’alimentation directe des eaux souterraines à partir des précipitations est envisageable depuis le mois de Janvier jusqu’au mois de Mai. Par contre, L’infiltration et ruissèlement sont faibles durant les mois de Juin à Décembre.

Les études géophysique avec les techniques du panneau et sondage électrique nous a permis de déterminer la nappe aquifère potentielle. Les formes géométriques des nappes aquifères sont connues. Sur le site de Marompanahy, la nappe aquifère a été détectée à une profondeur 5 à 8met l’épaisseur de 20 à 35m environ. Au niveau du site Mahavelo, la profondeur de la nappe est comprise entre 15 à 25mavec une épaisseur de 12m environ. Les nappes aquifères trouvés sont essentiellement alimentées par des eaux de pluies en saison de pluie et constituent d’importance ressource.

On peut avancer que l’application conjointe des études hydrogéologique (détection des linéaments, analyse géomorphologique, paramètre climatique) et les méthodes électriques dans les deux sites a atteint ses objectifs. De telles applications peuvent aussi être mises en œuvre dans les autres régions de Madagascar ou encore dans les îles de l’océan indien où des besoins en eau potable se font sentir.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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ANNEXES

PROBLEME INVERSE L'inversion des données géophysiques (ou le problème inverse) consiste à déterminer les paramètres d'un modèle en utilisant un ensemble de procédures mathématiques pour reproduire les données observées. La procédure du problème inverse est illustrée dans la figure ci-après : (STEFKA Krivochieva,2002)

Illustration du problème inverse (Source : STEFKA KRIVOCHIEVA, 2002)

ALGORITHME D’INVERSION L’algorithme d’inversion est un ensemble de procédures mathématiques caractérisant d’une manière détaillée qu’explicite la méthode d’inversion des données. Ainsi différents algorithmes peuvent être exploités(Tarantola& Valette, 1982b ; Lines&Treite, 1984).

Supposons que le milieu investigué est noté « mvrai » et « m » un milieu imaginaire qui peut être discrétisé par une grille où la propriété physique mi ( . . )est constante dans chaque cellule. Le milieu ainsi discrétisé peut être représenté par un vecteur

( . . ). Ce dernier est souvent appelé vecteur des paramètres du modèle. Par exemple, Dans le cas de la méthode électrique, est la distribution de la résistivité. À chaque modèle géophysique correspond N données qu‘on peut mettre sous la forme d‘un vecteur

( . )qu‘on appelle vecteur des données. Les données provenant des mesures effectuées sur le lieu données sont représentées par :

⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑ ⃑⃑ = . . (1)

Et les données obtenues par simulation sur un modèle synthétique

⃑⃑⃑⃑ ⃑ ⃑⃑ = . . (2) En général, on fait la distinction entre les données mesurées ou observées et les données calculées qui représentent la réponse théorique calculée par l‘opérateur F(m).ce dernier est donné par :

⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑ ⃑⃑ ⃑ ⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑ ⃑⃑ ⃑ ⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑ ⃑⃑ ⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑⃑ ⃑ ⃑⃑ ( ) ; ( ) (3)

⃑ ⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑ ⃑⃑ Avec le bruit influençant les données et les données comportant du bruit. En cas d’un problème linéaire, les données dépendent de manière linéaire de l’operateur F, qui sera ainsi noté par :

( ⃑⃑ ) ⃑⃑ (4)

Comme la majorité des problèmes géophysiques sont non linéaires, l‘utilisation d‘algorithmes itératifs nécessite la linéarisation de l‘opérateur F en l‘approximant par son développement de Taylor d‘ordre 1.

( ⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑ ⃑⃑⃑ ) ( ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑) + ⃑⃑⃑⃑⃑ (5)

( ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑) ∆ ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ( ⃑⃑⃑⃑⃑⃑) ( ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑) + ∆ ⃑⃑ (6) ⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑⃑⃑⃑

Où ⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑ ⃑⃑⃑ représente le modèle reconstruit à l’itération k+1 après l’ajout de la perturbation ⃑⃑⃑⃑⃑ au modèle ⃑⃑⃑⃑⃑ à l’itération précédente k. Ce développement permet de faire ressortir trois points :

- la résolution itérative du problème via un ajustement par le vecteur de la perturbation du modèle∆ ⃑⃑ , - la connaissance d’un modèle à priori de départ - La connaissance de la matrice des dérivées de Fréchet G [N*M], connue par le nom de la matrice Jacobienne ou matrice de sensibilité

( ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ⃑⃑⃑) . . . . (7) ⃑⃑⃑ ......

[ ]

Ainsi, la principale équation d’inversion s écrit :

- ∆ ⃑⃑ ( ⃑⃑ ) (8). (Yannick Fargier., 2011)

TABLE DE MATIERES

...... iii REMERCIEMENTS ...... i SOMMAIRE ...... ii Liste des Figures ...... iii Liste des photos ...... iv LISTE DES TABLEAUX ...... v LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ...... vi INTRODUCTION ...... 1 CHAPITRE I : CONTEXTE GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE ...... 2 I-1-SITUATION GEOGRAPHIQUE ...... 2 I-1-1 Site de Marompanahy ...... 2 I-1-2 Site Mahavelo ...... 3 I-2 CONTEXTE GEOLOGIQUE...... 4 I-3 CONTEXTE HYDROLOGIQUE ...... 6 I-4 VEGETATION ...... 7 I-5 SOL ...... 8 I-6 GEOMORPHOLOGIE ...... 9 I-7 ANALYSE MORPHOSTRUCTURALE DE LA ZONE D’ETUDE ...... 9 Analyse géomorphologique...... 10 I-8 CONTEXTE CLIMATIQUE ...... 10 I-8-1 Vent ...... 10 I-8-2 Précipitation ...... 11 I-8-3 Température ...... 11 I-8-4 Diagramme Ombrothermique ...... 11 I-8-5 Bilan Hydrique ...... 12 CHAPITRE II : RAPPEL ET BASE METHODOLOGIQUE ...... 16 II-1. BASE METHODOLOGIQUE ...... 16 II-1-1.RAPPELS THEORIQUE SUR LA METHODE ELECTRIQUE EN COURANT CONTINU ...... 16 II-1-1-1 Rappels sur la méthode électrique ...... 16 II-1-1-2 Technique de sondage électrique ...... 19 II-1-1-3 Technique de panneau électrique ...... 19 II-1-2 LES MATERIELS DE PROSPECTIONELECTRIQUE ...... 21

II-1-3 ACQUISITION DES DONNEES ...... 22 II-1-4 TECHNIQUE D’INVERSION 2D DES DONNEES ...... 23 II-1-4-1 Transfère des données ...... 23 II-1-4-2 Méthode d’inversion des données ...... 23 II-2 GENERALITE SUR L’HYDROGEOLOGIE ...... 25 II-2-1 Cycle de l’eau ...... 25 II.2.2 Formation hydrogéologique ...... 27 II-2-3: Aquifère et nappe d’eau souterraine...... 27 CHAPITRE III MODELISATION HYDROGEOPHYSIQUE DES SITES D’IMPLANTATION DE FORAGE ...... 29 III-1 RESULTAT DE L’ANALYSE GEOMORPHOLOGIQUE...... 29 III-1-1 Site Marompanahy ...... 29 III-1-2 Site Mahavelo ...... 30 III-2 DONNEES GEOPHYSIQUES ...... 30 III-3 INTERPRETATION DES RESULTATS ...... 31 III-3-1 Commune rurale de ManamboatraAtsimo ...... 31 II-2-2 Commune rurale de Mahavelo...... 35 CONCLUSION ...... 40 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ...... 41 TABLE DE MATIERES ...... 44

ETUDE HYDROGEOPHYSIQUE DANS LA COMMUNE RURALE MAHAVELO ET FOKONTANY MAROMPANAHY- DISTRICT DE FARAFANGANA- REGIONATSIMO ATSINANANA

Résumé

L’approvisionnement en eau potable est indispensable dans la vie des êtres vivant car l’eau nourrit et donne la vie. Le problème de gestion des ressources en eau persiste dans la pluparts des zones rurales à Madagascar, surtout dans la Région Atsimo Atsinanana, District de Farafangana. Pour résoudre ce problème, une campagne géophysique a été réalisée dans cette région, plus précisément dans les communes rurale Mahavelo et Manambotra-Atsimo, afin de localiser des points d’implantation des ouvrages hydrogéologiques tels que puits ou forages.

La méthode électrique a été utilisé pour identifier la nappe aquifère qui a une contraste de valeur de résistivité avec les encaissantes. La technique de panneau électrique a été réalisée pour connaitre à la fois, l’extension latérale et la profondeur de la cible. Le dispositif wenner a été utilisé avec les distances inter-électrodes de 5m, 7m et 8m.

Les résultats des études multidisciplinaires ont permis de connaitre la structure géologique du sous-sol et la nappe aquifère. L’aquifère a été détecté à une profondeur comprise entre 15 à 25 m avec une épaisseur de 12m environ dans le site Mahavelo. Et dans le site Marompanahy, elle est trouvée à une profondeur de 5 à 8m avec une épaisseur de 20 à 35m environ.

On a pu constater,que les études hydrologiques et la méthode électrique sont complémentaires dans la recherche des eaux souterraines.

Mots clés: Etude hydrogéophysique,Méthode électrique, CR Mahavelo, FokontanyMarompanahy, aquifère,farafangana, AtsimoAtsinanana,

Abstract

The most of rural zone of Madagascar are touching by the water deficiencies especially in the South-west Region, Farafangana District. Geophysics survey was established intwo study areas, more precisely in the Manambotra-Atsimo and Mahavelo rural Municipality to locate the probable zones for a drill or a well implementation.

Electrical method was used to identify the aquifer of ground water in the area study. Electrical panel technic was carried out to know the vertical and lateral extension of the target.Wenner dispositive was used with the distance between electrode of 5m, 7m and 8m.

Thus, the results of the multidisciplinary approach allowed knowing geological structure and underground water. The aquifer were detected at 5 m to 8 m depth and 20m to 35m thicknesses approximately in Marompanahy site. In the Mahavelo site, it was founded between 15m to 25 m depth with 12 m thickness.

Key-words:Hydrogeophysics studies, electrical method, Mahavelo, FokontanyMarompanahy, aquifer, farafangana, Atsimo-Atsinanana.

Rapporteur : Impétrante: GARO Joelson Sebille HAINGONIAINA Marie Charline Yvonne [email protected] [email protected] Tel: 033 76 891 07 Tel: 034 45 863 02