UNIVERSITE D'ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO DEPARTEMENT MINES

------000 ------

Mémoire pour l’obtention du Diplôme d’Etudes Approfondies

Option : GENIE MINERAL

MODELISATION DES DONNEES HYDROCHIMIQUES DE LA REGION MENABE AVEC AQUACHEM

par

RANDRIANILAINA Herimampionona

Soutenu le 23 septembre 2009 devant les membres de jury :

Président : Monsieur RANDRIANJA Roger Professeur, Chef de Département Mines, ESPA

Rapporteur : Monsieur RAKOTO Heritiana Maître de conférences, Enseignant-Chercheur, EESS

Examinateurs : Monsieur RASOLOMANANA Eddy Professeur, Enseignant-Chercheur, ESPA

Monsieur RALAIMARO Joseph Docteur, Chercheur- Enseignant, CNRE

Promotion 2005-2006

UNIVERSITE D'ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DEPARTEMENT MINES

------000 ------

Mémoire pour l’obtention du

Diplôme d’Etudes Approfondies

Option : GENIE MINERAL

MODELISATION DES DONNEES HYDROCHIMIQUES DE LA REGION MENABE

AVEC AQUACHEM

par

RANDRIANILAINA Herimampionona

Soutenu le 23 septembre 2009 devant les membres de jury :

Président : Monsieur RANDRIANJA Roger Professeur, Chef de Département Mines, ESPA

Rapporteur : Monsieur RAKOTO Heritiana Maître de conférences, Enseignant-Chercheur, EESS

Examinateurs : Monsieur RASOLOMANANA Eddy Professeur, Enseignant-Chercheur, ESPA

Monsieur RALAIMARO Joseph Docteur, Chercheur- Enseignant, CNRE

Promotion 2005-2006

REMERCIEMENTS

Premièrement, nous remercions Dieu Tout Puissant, car sans sa bénédiction ce présent mémoire n’a pas pu voir le jour.

Un proverbe Malgache dit que même si une pierre a rendu service, elle mérite une couche d’huile, c’est ainsi que nous vous adressons nos remerciements et l’expression de notre profonde gratitude à tous ce qui ont contribué de près et de loin à l’élaboration de ce mémoire, en particulier :

- Professeur RAMANANTSIZEHENA Pascal , Professeur titulaire, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo pour son accord à la présentation de ce mémoire,

- Professeur RANDRIANJA Roger , Professeur titulaire, Enseignant-Chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, Chef de Département Mines, Président de jury,

- Docteur RAKOTO Heritiana , Maître de conférence, Enseignant-Chercheur à la Faculté des Sciences, mon encadreur qui m’avait partagé ses expériences et n’avait pas hésité à me diriger dans mes travaux,

- Professeur RASOLOMANANA Eddy Enseignant-Chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, responsable de la formation Doctorale à l’ESPA d’avoir accepter d’être membres de jury,

- Docteur RALAIMARO Joseph, Chercheur-Enseignant au Centre National de Recherches sur l’Environnement pour ces précieux conseils, également membre de jury,

- Madame RAZANAMPAMONJY Pascaline, Directeur des Affaires Administratives et Judiciaires du Ministère de l’Eau,

- Tous les Enseignants qui nous ont prodigué leurs connaissances durant les années d’études à cette école.

- Tous les responsables des services ou organismes qui nous ont fourni des données et des compléments d’informations nécessaires à ce sujet.

- Tous mes collègues de promotion pour leur aide, leur générosité et leur encouragement dans la réalisation de ce travail

Je voudrais aussi remercier ma famille pour leur précieux soutien et encouragement tout au long de mes études, surtout Dada, Neny, ma femme, mon fils et mon oncle.

Merci, merci.

3

LISTE DES ABREVIATIONS

°C degré Celsius µs/m(cm) micro-siemens par mètre (ou centimètre) 14 C Carbone 14 18 O Oxygène 18 2H deutérium 3H tritium AEP Alimentation en Eau Potable AquaChem Aqueous analysis Chemical AQUAMEN Aquaculture de Menabe BD500 Base de Données à l’échelle 1/500000 Belo Belo sur Tsiribihina Br Bore Ca Calcium CaCO 3 Carbonate de calcium CD-ROM compact disque random memory CE Electric Conductivity Cl 2 Chlore CNRE Centre National de Recherche sur l’Environnement CO 2 Dioxyde de carbone Cr Chrome DMH Direction de la Météorologie et de l’Hydrologie DWL Dynamic Water Level (niveau dynamique de l’eau) E/I/R Evapotranspiration/Infiltration/Ruissellement ESPA Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo ETP Evapotranspiration ETR Evapotranspiration Réelle F Fluor Fe Fer FTM Foibe Taontsaritanin’i Madagasikara GWW Ground Water for Windows Ha Hectare I2 Iode IOGA Institut et Observatoire de Géophysique d’Antananarivo JICA Agence Japonaise de Coopération Internationale JIRAMA Jiro sy Rano Malagasy L/min litre par minute m mètre m3/h mètre cube par heure m3/h/m mètre cube par heure par mètre m3/s mètre cube par seconde MA Million d’Année Mah Mahabo MEM Ministère de l’Energies et Mines méq% milliéquivalent pourcent méq/L milliéquivalent par litre Mg Magnésium mg/L milligramme par litre Miand Miandrivazo mmol% millimole pourcent mmol/L millimole par litre 4

Mn Manganèse Moro Morondava NH 4 Ammoniac NNE Nord-Nord-Est NNW Nord-Nord-Ouest NO 3 Nitrate NTU unité de la turbidité OMS Organisation Mondiale de la Santé ONG Organisation Non Gouvernementale P Précipitation pH potentiel d’Hydrogène Projet Fades Projet Fonds d’Appui pour le Développement l’Enseignement Supérieur RGPH Recensement Général de la Population et de l’Habitat RN Route Nationale S Soufre SAHA Sahan’Asa Hampandrosoana ny eny Ambanivohitra SiO 2 Oxyde de silicium SO 4 Sulfate SOPEMO Société de Pêcherie de Morondava SSE Sud-Sud-Est SSW Sud-Sud-Ouest SUCOMA Sucrerie Complat de Madagascar SWL Static Water Level (niveau statique de l’eau) T Température TA Titre Alcalimétrique simple TAC Titre Alcalimétrique Complet TDS Total Disolved Solids TH Titre Hydrotimètrique UE Union Européenne WHI Waterloo Hydrogeologic Inc Zn Zinc

5

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : SUPERFICIE PAR DISTRICT ...... 14 Tableau 2 : PRODUCTION DE CANNE A SUCRE ET DE SUCRE DE LA SUCOMA ...... 16 Tableau 3 : EXPORTATION DES PRODUITS DE PECHE VERS L’EUROPE EN 1999...... 16 Tableau 4 : PRECIPITATION MOYENNE MENSUELLE (en mm) ENTRE 1951-1990 ...... 27 Tableau 5 : PLUVIOMETRIE MOYENNE MENSUELLE STATION MIANDRIVAZO (mm)...... 27 Tableau 6 : DEBITS MENSUEL MESURE A LA STATION DE DABARA (m 3/s) ...... 29 Tableau 7 : CARACTERISTIQUES DES AQUIFERES DE LA REGION ...... 33 Tableau 8 : DESCRIPTION DES PARAMETRES D’EN-TETE ...... 40 Tableau 9 : DESCRIPTION DES VALEURS CALCULEES DANS AQUACHEM ...... 42 Tableau 10 : CLASSIFICATION DES EAUX DE DUROV (1948) ...... 45 Tableau 11 : LES IONS MAJEURS ...... 52 Tableau 12 : LES DONNEES MESUREES ...... 56 Tableau 13 : FEUILLE DE RAPPORT DE LR03120504 ...... 58 Tableau 14 : COMPARAISON ENTRE UNE FRACTION DE MELANGE DE DEUX SOLUTIONS ...... 70 Tableau 15 : EAUX HYPERCHLORUREES OU HYPERSULFATEES CALCIQUES...... 72 Tableau 16 : LISTE DES EAUX CHLORUREES ET SULFATEES CALCIQUES MAGNESIENNES ...... 74 Tableau 17 : LISTE DES EAUX CLORUREES OU SULFATEES SODIQUES ET POTASSIQUES ...... 77 Tableau 18 : LISTE DES EAUX CHLORUREES MAGNESIENNES...... 78 Tableau 19 : LISTE DES EAUX CHLORUREES CALCIQUES ...... 80 Tableau 20 : LISTE DES EAUX CHLORUREES SODIQUES ...... 82 Tableau 21 : LISTE DES EAUX SULFATEES ...... 83 Tableau 22: RESULTATS DE L’HISTOGRAMME ...... 86

6

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : DELIMITATION DE LA ZONE D’ETUDE ...... 12 Figure 2 : DELIMITATION ADMINISTRATIVE DE LA REGION DE MENABE ...... 13 Figure 3 : CARTE GEOMORPHOLOGIQUE DE LA REGION DE MENABE ...... 14 Figure 4 : TEMPERATURE MENSUELLE DES TROIS STATIONS DE LA REGION ...... 17 Figure 5 : CARTE DE TEMPERATURE MOYENNE ANNUELLE ...... 17 Figure 6 : COURBE D’EVAPORATION PICHE ET TEMPERATURE MOYENNE ANNUELLE ...... 18 Figure 7 : CARTE GEOLOGIQUE DE LA REGION DE MENABE ...... 25 Figure 8 : CARTE TECTONIQUES DE LA ZONE D’ETUDE...... 26 Figure 9 : CARTE ISOHYETE DE LA REGION DE MENABE ...... 28 Figure 10 : LES BASSINS VERSANTS DE LA REGION ET LES RESEAUX HYDROGRAPHIQUES ...... 30 Figure 11 : CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA REGION ...... 31 Figure 12 : FENETRE PARENT DANS AQUACHEM ...... 39 Figure 13 : DIAGRAMME DE PIPER ET LA BOITE DE DIALOGUE DU DIAGRAMME DE PIPER ...... 43 Figure 14 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER ...... 44 Figure 15 : FENETRE RAPPORT DE DONNEE ...... 49 Figure 16 : FENETRE MISE EN PAGE ...... 49 Figure 17 : FENETRE« RECORD LIST » LR03120504 EST SELECTIONNEE ...... 54 Figure 18 : FENETRE « MEASURED VALUES » DE L’ECHANTILLON LR03120504 ...... 55 Figure 19 : FENETRE « MODELED VALUES » ...... 56 Figure 20 : FENETRE « CALCULATED VALUES » ...... 57 Figure 21 : DIAGRAMME DE PIPER DES DONNEES ...... 62 Figure 22 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES DONNEES ...... 63 Figure 23 : DIAGRAMMES CIRCULAIRE (a), RADIAL (b) ET RAIDE (c) DE LR03120504 ...... 64 Figure 24 : HISTOGRAMMES DE FREQUENCE de Ca et Cl POUR ANKIRONDRO ...... 65 Figure 25 : DIAGRAMMES TERNAIRES DES ANIONS ET DES CATIONS ...... 65 Figure 26 : DIAGRAMME DE DUROV ...... 66 Figure 27 : DIAGRAMMES GEOTHERMOMETRES...... 67 Figure 28 : LA PROFONDEUR EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE ...... 68 Figure 29 : CARTE DES CONDUCTIVITES ELECTRIQUES AVEC FOND GEOLOGIQUE ...... 69 Figure 30 : DIAGRAMME DE PIPER DES EAUX HYPERCHLORUREES OU HYPERSULFATEES CALCIQUES ...... 72 Figure 31 : DIAGRAMME DE PIPER DES EAUX CHLORUREES ET SULFATEES CALCIQUES MAGNESIENNES ...... 74 Figure 32 : DIAGRAMME DE PIPER DES EAUX CHLORUREES OU SULFATEES SODIQUES ET POTASSIQUES ...... 76 Figure 33 : TROIS TYPES DE REPRESENTATIONS AVEC DIAGRAMME DE PIPER ...... 77 Figure 34 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX CHLORUREES MAGNESIENNES ...... 78 Figure 35 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX CHLORUREES CALCIQUES ...... 79 Figure 36 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX CHLORUREES SODIQUES ...... 82 Figure 37 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX SULFATEES ...... 83 Figure 38 : TROIS TYPES DE REPRESENTATIONS AVEC DIAGRAMME DE SCHOËLLER ...... 84 Figure 39 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX DE MEME ORIGINE ...... 85 Figure 40 : CONCENTRATIONS IONIQUES EN FONCTION DE LA CONCENTRATION EN Cl - ...... 87 Figure 41 : NA/CL EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ...... 88 Figure 42 : Ca/SO 4 EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ...... 88 Figure 43 : Ca/Mg EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE ...... 89 Figure 44 : DIAGRAMME CIRCULAIRE DES EAUX CHLORUREES OU SULFATEES SODIQUES ET POTASSIQUES SUR UN FOND CARTE GEOLOGIQUE ...... 90 Figure 45 : CARTE GEOLOGIQUE AVEC LE DIAGRAMME RADIAL DES EAUX SULFATEES ...... 91 Figure 46 : CARTE GEOLOGIQUE ET CLASSE DES EAUX f(Cl) ...... 92 Figure 47 : SITES DES EAUX DE CONCENTRATION [0 – 5[ ...... 94 Figure 48 : SITES DES EAUX DE CONCENTRATION [5 – 10[...... 95 Figure 49 : SITES DES EAUX DE CONCENTRATION [10 – 204]...... 96 Figure 50 : CARTE D’ISOVALEUR EN Cl - ...... 98 7

SOMMAIRE REMERCIEMENT ...... 3 LISTE DES ABREVIATIONS ...... 4 LISTE DES TABLEAUX ...... 6 LISTE DES FIGURES ...... 7 SOMMAIRE ...... 8 INTRODUCTION ...... 9 PREMIERE PARTIE PRESENTATION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE ...... 11 I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET ADMINISTRATIF ...... 12 I.2. CONTEXTE CLIMATOLOGIQUE ...... 16 I.3. CONTEXTE GEOLOGIQUE ...... 18 I.4. RESSOURCE EN EAU ...... 26 DEUXIEME PARTIE PRESENTATION DE L’AQUACHEM ET PRESENTATION DES DONNEES ...... 35 II.1. GENERALITE SUR LE LOGICIEL AQUACHEM ...... 36 II.2. PRESENTATION DES DONNEES ...... 50 II.3. LES DONNEES SOUS AQUACHEM ...... 54 TROISIEME PARTIE TRAITEMENT DES DONNEES AVEC AQUACHEM, INTERPRETATION ET MODELISATION. ... 60 III.1. REPRESENTATIONS GRAPHIQUES SOUS AQUACHEM ...... 61 III.2. TRAITEMENT DES RESULTATS ET INTERPRETATIONS ...... 71 III.3. MODELISATION DES DONNEES HYDROCHIMIQUES DE LA REGION ...... 92

CONCLUSION GENERALE ...... 100 BIBLIOGRAPHIE ...... 102 TABLE DE MATIERE ...... 104 Annexes ...... 107

8

INTRODUCTION L’eau, source de vie sur terre, se présente sous différentes formes (eau de surface, eau souterraine, etc.). Elle est la base de toutes activités humaines : agriculture, industrie, élevage, tourisme, … Ces activités ont leurs exigences en matière de qualité pour obtenir les meilleurs rendements.

Des études des ressources en eau souterraines en vue de l’alimentation en eau potable dans la région occidentale de Madagascar (Lessard, 1969 ; MEM/JICA, 1990 ; Kokusai et al, 1996 ; JICA, 2000 ; Ralaimaro, 2004 ; Razafindrakoto, 2004 ; Projet Fades, 2006) ont montré l’existence de la potentialité en eau dans cette région. Le problème réside sur la qualité physico-chimique des eaux. On y rencontre des eaux dures, des eaux saumâtres à salés et des eaux douces. Ce problème résulte de la présence des éléments chimiques fondamentaux et ou caractéristiques dissous dans l'eau.

Ainsi, des études hydrochimiques ou hydrogéochimiques devraient être réalisées dans ce sens. Ces études comportent plusieurs étapes : - acquisition des données (mesures sur terrain, échantillonnages d’eau, analyses au laboratoire) - saisie et stockage des résultats des analyses et des mesures obtenus sous support informatique formant des banques de données informatiques. - interprétation des données hydrochimiques

Actuellement, des travaux et études dans tous les domaines suite à l’évolution rapide de l’informatique, sont basés sur des programmes ou logiciels compatibles pour traiter et interpréter les données et informations existantes. Ainsi, l’hydrologie de surface utilise PLUVIOM et HYDROM, l’hydrogéologie le GWW, l’hydrochimie l’AquaChem.

La dégradation de la qualité de l’eau devient de plus en plus grave du fait de l'accroissement rapide de la population. En effet, la demande d'eau des utilisateurs ne cesse d'augmenter, faisant de l'eau l'enjeu d'une concurrence dans toutes les utilisations qui en sont faites. Bref, l'acuité croissante, surtout en zone rurale, des problèmes relatifs à l'eau (pénurie, ressources en eau limitées, épuisement et pollution, inégale répartition des ressources, mauvaises qualités, etc.) ayant des répercussions négatives sur le plan socio-économique et sanitaire (maladies d'origine hydrique), rendra de plus en plus importante l'adoption et l'amélioration des pratiques de conservation des ressources en eau, dont entre autres, l'amélioration des services d'alimentation en eau potable et le contrôle et suivi des qualités.

Dans ce travail, on a utilisé le logiciel AquaChem sur les données hydrochimiques des eaux de la région Sud-ouest malgache qui souffre de la rareté d’eau douce de qualité. Pour cette raison, on a choisi ce mémoire intitulé : « Modélisation des données hydrochimiques de la Région Menabe avec AquaChem ».

9

Le présent mémoire comporte trois parties. Dans la première partie, nous parlerons de la zone d’étude. En seconde partie, la méthode d’approche proposée par le logiciel AquaChem. En troisième et dernière partie, le traitement, l’interprétation et la modélisation des données hydrochimiques dans la zone Sud-ouest de Madagascar.

10

Première partie

Présentation générale de la zone d’étude

11

I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET ADMINISTRATIF La zone d’étude se trouve dans la partie sud-ouest de Madagascar, à environ 700km d’Antananarivo en suivant respectivement les routes nationales (fig.1) : RN 7 entre Antananarivo et Antsirabe, et RN 34-35 entre Antsirabe et Morondava.

Source : BD 500, FTM, MAPINFO Figure 1 : DELIMITATION DE LA ZONE D’ETUDE

I.1.1. Situation géographique et administrative.

I.1.1.1. Géographie La zone appartient au versant occidental et s’étend dans la partie centrale du bassin sédimentaire de Morondava. Elle est limitée au nord par le delta de Tsiribihina, à l’est par le plateau de Tsiandava, à l’ouest par le canal de Mozambique et au sud par le fleuve Mangoky Elle se situe approximativement entre les coordonnées Labordes X = 450km et 12

X = 900km, Y = 100km et Y = 350km.

I.1.1.2. Administration La Région Menabe regroupe 5 Districts (fig.2) : Morondava, Belo-sur-Tsiribihina, Mahabo, Miandrivazo et Manja .

Source : BD 500, FTM, MAPINFO

Figure 2 : DELIMITATION ADMINISTRATIVE DE LA REGION MENABE

Elle a une superficie totale de 48860km 2, soit 8.4% de la superficie totale du pays et appartient à l’ex-Faritany de Toliary. Elle est délimitée au nord par la Région Melaky, à l’est par la Région Bongolava, la Région Vakinankaratra et la Région Amoron’i Mania et au sud par la Région Antsimo Andrefana. Les Districts sont subdivisés en 44 Communes (urbaines et rurales), 308 Fokontany. Le chef lieu de la Région est Morondava. 13

Tableau 1 : SUPERFICIE PAR DISTRICT

DISTRICTS SUPERFICIE (km 2) MORONDAVA 5 529 BELO SUR TSIRIBIHINA 7 668 MAHABO 13 626 MANJA 13 055 MIANDRIVAZO 8 982 Total 48 860 Monographie régionale MENABE - Projet TERRE - TANY / BEMA (1998)

I.1.2. Géomorphologie

Une coupe du relief de la région, de l’ouest vers l’est, comprend cinq entités géomorphologiques (fig.3).

Source : BD 500, FTM/SAHA

Figure 3 : CARTE GEOMORPHOLOGIQUE DE LA REGION DE MENABE I.1.2.1. Les zones côtières Des îlots, bancs et fosses séparent la côte de la haute mer, à savoir (du sud au nord) :

14

- entre Andranompasy et Belo sur mer, les îlots d'Andriamitoraka, Mahelohelo et d'Andriangory - entre Belo-sur-mer et Morondava : l’îlot d'Andravoko, le banc de sable d'Ankaramasy, la fosse de Morondava - entre Morondava et Belo-sur-Tsiribihina : les bancs de sable de Cordelière-Moines - Marjolaine et la fosse de Tsiribihina.

Le littoral est formé de mangroves qui couvrent presque le long de la côte. C’est une zone d’eau généralement saumâtre à salée.

I.1.2.2. Les plaines On rencontre de vastes étendues de plaines pouvant recevoir soit des cultures irriguées soit des cultures des saisons de pluies (haricot, pois du Cap, lentille, tsiasisa, maïs).

I.1.2.3. Les plateaux Les plateaux calcaires de Bemahara, vastes plateaux en hauteur, zones agro-pastorales, à cheval sur les Districts de Belo-sur-Tsiribihina et de Miandrivazo du Nord au Sud, se prolongent vers le Sud pour rejoindre Besabora en plein milieu du District de Mahabo via Malaimbandy.

I.1.2.4. Les massifs Le Massif du Bongolava culmine jusqu’à 1342m entre Ankavandrakely et Tsiroanomandidy, et le Massif du Makay jusqu’à 1034m à Andranomita

I.1.3. Population et activités de la population

I.1.3.1. La population Dans la Région de Menabe, la population est principalement Sakalava. Elle est constituée également par des migrants des Hautes Terres, du Sud-est et du Sud. Elle est estimée à environ 390 864 habitants en 2004 (RGPH, 1993) avec une densité de 8.5 habitants/km 2 et d’âge moyen de 23 ans. La population est inégalement répartie. Elle est en majeure partie rurale et concentrée sur le long des cours d’eau.

I.1.3.2. Les activités de la population Les activités dans la région sont essentiellement l’agriculture irriguée et l’élevage bovin et caprin en eux se base donc l’économie de la région. La ville de Morondava est pourvue de centre urbain important avec un développement des activités agro-industrielles, artisanales, portuaires et de pêche :

15

- la SUCOMA s’étend sur une superficie de 2 500ha. Elle utilise l’eau du réseau hydro agricole de Dabara et de l’eau souterraine pour ses fonctionnements. La production est présentée dans le tableau 2 ci-dessous. La SUCOMA déverse une certaine quantité d’eau usée (CNRE, 2002).

Tableau 2 : PRODUCTION DE CANNE A SUCRE ET DE SUCRE DE LA SUCOMA

Région Caractéristiques 2001 Morondava Superficie (ha) 1 963 Canne récoltée (t) 160 176 Sucre Blanc (t) 14 528 Sucre Biologique (t) - Sucre Blond/Roux (t) - Source : Annuaire statistique Agricole 2001

- les sociétés de pêche

On peut citer l’AQUAMEN-pêche, la Pêcherie de Menabe et la SOPEMO dont leur exportation est présentée dans le tableau 3 ci-après.

Tableau 3 : EXPORTATION DES PRODUITS DE PECHE VERS L’EUROPE EN 1999

Site Etablissement Produits (kg) Quantité (kg) Valeur (Ar) Morondava AQUAMEN - pêche Crevettes 355 386 3 292 569 966.4 Crevettes 65 277 54 502 445 Pêcherie de Menabe Poisson 230 386 400 Crevettes 42 268 1 724 348 236.8 SOPEMO Crabes 3 796 115 751 300 Source : MPRH Antananarivo 1999

I.2. CONTEXTE CLIMATOLOGIQUE Le climat tropical chaud couvre la région. En général, on distingue deux saisons dans la Région Menabe :

- la saison chaude et humide, à partir du mois de novembre jusqu’au mois d’avril - la saison fraîche et sèche, à partir du mois de mai jusqu’au mois d’octobre,

I.2.1. Température

Les mois de décembre et janvier sont les plus chauds avec une température moyenne de 28.5°C en novembre à Belo-sur-Tsiribihina, 27.6°C en janvier à Morondava et 27.5°C en décembre à Manja. Le mois de juillet reste le plus frais. La température moyenne annuelle augmente du nord au sud. Elle est comprise entre 22-24°C.

16

Source : Rapport F@des 2004

Figure 4 : TEMPERATURE MENSUELLE DES TROIS STATIONS DE LA REGION

La carte de températures ou isothermes (fig.5) montre que la température moyenne annuelle la plus élevée 25-26°C est observée au niveau des plaines, suivie de celle qui s’abat dans la zone littorale et les plateaux entre 24-25°C. Elle diminue progressivement au fur et à mesure qu’on grimpe l’altitude en zone montagneuse de 24°C à moins de 18°C.

Source : BD500 FTM/SAHA

Figure 5 : CARTE DE TEMPERATURE MOYENNE ANNUELLE

17

I.2.2. Le vent

L’alizé n’atteint pas sur la côte sud-ouest, seule la mousson de Mozambique qui ne dépasse guère au Sud Morondava, souffle dans la région. En hiver, le vent dominant vient du Sud-ouest et de l’Ouest. En saison de pluie, il vient du Nord vers le Sud. Il faut remarquer aussi l’existence de vent périodique en haute mer.

I.2.3. Evaporation et évapotranspiration

Les résultats des travaux antérieurs à la station de Morondava sont présentés par la figure 6 ci- dessous.

Source : Rapport BRGM (année1968-1969)

Figure 6 : COURBE D’EVAPORATION PICHE ET TEMPERATURE MOYENNE ANNUELLE

L’évaporation maximale se manifeste en novembre en fin de période sèche, alors que la minimale se produit en février ou en pleine période de pluie.

I.3. CONTEXTE GEOLOGIQUE La zone d’étude est constituée de la partie centrale et un peu la partie Sud du grand bassin sédimentaire de Morondava. Généralement les formations géologiques, s’étendent d’Est en Ouest, avec des affleurements du socle cristallin d’âge Précambrien à l’est, des carapaces sableuses et dunes du Quaternaire au centre ouest de la zone (Besairie, 1960) (fig. 7).

I.3.1. Socle cristallin

Le socle cristallin appartient au Système de Vohibory et au Groupe d’Amborompotsy, il affleure à la limite de la Région avec la Région Bongolava donnant l’aspect montagneux de cette partie. Il est formé principalement de roches métamorphiques du Précambrien, dont le plan de surface s’approfondit brusquement en direction de l’Ouest et est recouvert des couches du Paléozoïque, du Mésozoïque et du Cénozoïque de 5 000 à 8 000m d’épaisseur.

18

Cette formation devient alors le substratum du bassin sédimentaire de Morondava en allant vers l’Ouest. Les roches constituantes sont de migmatites granitoïdes, de granites, de gneiss amphibolites et de migmatites dont l’âge oscille autour de 2500MA.

I.3.2. Formations sédimentaires

Les dépôts sédimentaires sont constitués des formations de type Karroo qui peut être subdivisé en deux : la série de type Karroo à la base, suivie de la série post-Karroo (Besairie, 1960 ; Sourdat, 1977 ; Salomon, 1980 ; Projet Fades, 2004).

I.3.2.1. La série de Karroo Elle est appelée en Inde « Gondwana System » ou Système de Santa Catarina au Brésil, ou « Karroo System » (Dwyka, Stormberg série) en Afrique du Sud. Elle va du Carbonifère supérieur au Jurassique moyen (Bajocien - Bathonien). Elle est bien développée dans le sud-ouest et est formée par des sédiments continentaux, lacustres et marins. Le Karroo malagasy est divisé en 3 groupes respectivement séparés les uns des autres par une discordance, et est composé de bas en haut par le groupe de la Sakoa (Sakoa inférieur, Sakoa série rouge supérieur et calcaire de Vohitolia), le groupe de la Sakamena (Sakamena inférieure, moyenne et supérieure) et le groupe de l’Isalo (Isalo I, Isalo II).

- Le groupe de la Sakoa (Permo - Carbonifère - Permien moyen) Un affleurement très limité du groupe de la Sakoa, à faciès, argilo- gréseux rouge apparaît sporadiquement à 5km au Nord d’Ankotrofotsy-sur-Mania, entre Miandrivazo et Malaimbandy.

- Le groupe de la Sakamena (Permien supérieur à Trias Inférieur)

Un affleurement de la Sakamena supérieur à faciès de grès, schistes et pelites apparaît localement et a été traversé à 5km au Nord d’Ankotrofotsy-sur-Mania.

- Le groupe de l’Isalo (Trias supérieur - base Lias) Il s’agit d’un ensemble monotone de grès à stratification entrecroisée, d’argiles et de grès argileux. Il est discordant et transgressif sur la Sakamena supérieure entre Miandrivazo et la Manja. On distingue :

o l’Isalo I: la partie basale, généralement de couleur blanche est composée de grès grossier à très grossier à ciment Kaolinique et argileux, et est très généralement conglomératique. Parfois les conglomérats disparaissent mais il reste toujours des grès très grossiers. o l’Isalo II a: est caractérisé par une alternance d’argile rouge et de grès moyens à grossiers, souvent conglomératiques à stratification entrecroisée.

o l’Isalo II b: est une alternance de grès argileux blancs à rouges, moyens à grossiers, parfois conglomératiques, à stratification entrecroisée et des bancs d’argiles rouges. 19

o l’Isalo II c: est constitué de grès rouges et blancs moyens à grossiers, conglomératiques, à stratification entrecroisée. Avec l’Isalo finit le Karroo malagasy .

I.3.2.2. La série post-Karroo La série post-Karroo comporte : le Jurassique, le Crétacé, le Tertiaire et le Quaternaire. - Le Jurassique comporte cinq types différents :

o le Lias supérieur à faciès mixte d’Andafia: Jurassique Inférieur Il comprend de bas en haut une formation de calcaire micro cristallin marneux, pseudo- oolithique fossilifères (Andafia I), une formation à faciès mixte de grès à stratification entrecroisée, de calcaires et calcaires gréseux avec lits d’argiles vertes (Andafia II) o le Bemaraha Inférieur s’agit de formations calcaires – marneuses : Jurassique Moyen o le Bemaraha Moyen ou Isalo IIIa à faciès mixte dont les dépôts correspondent à des phénomènes de régression et transgressions marines. La série est à prédominance gréseuse à stratification entrecroisée et argiles de nature continentale avec intercalations marines fréquentes sous forme de calcaire et de marne : Jurassique Moyen o le Bemaraha Supérieur à faciès mixte ou Isalo IIIb est caractérisé par une alternance de bancs calcaires et marnes et de grès à stratification entrecroisée: Jurassique moyen o le Jurassique Supérieur est le Callovien constitué par l’alternance de calcaires oolithiques et de calcaires marneux, avec fines intercalations marneuses et l’Argovien / Oxfordien avec la marne jaune à Belemnites et quelques Ammonites (Argovien) d’Ankilizato. L’Oxfordien n’est pas identifié ou très réduite. Madagascar s’est séparé de l’Afrique au Jurassique Supérieur.

- Le Crétacé comporte six types différents de formations : le Néocomien – Aptien, l’Albo- Cénomanien, le Turonien, le Coniacien/Santonien, le Campanien et le Maestrien.

o le Néocomien - Aptien (Crétacé Inférieur), c’est une formation à prédominance marneuse à Duvalia, Belemnites, Serpules, Glauconie et Gypse, comprenant des lits de calcaires, de grès calcaires, de marno-calcaire et parfois de grès silicieux. o l’Albo-Cenomanien (Crétacé moyen), l’ensemble est une formation à prédominance continentale avec quelques intercalations marines fossilifères. Il est représenté par des grès grossiers blancs à rouges, à stratification entrecroisée, avec des niveaux conglomératiques ou argileux. Ces grès sont souvent dénommés grès de Tsiandava.

20

o le Turonien (Crétacé moyen), il affleure avec des grès blancs et rouges, des marnes blanches et des calcaires gréseuses Au Sud de la Tsiribihina et au Nord -Est d’Andranomena, il affleure par endroit par épanchements basaltiques dans la région d’Antsoha o le Coniacien / Santonien (Crétacé Supérieur), il affleure dans la région d’Antsoha avec des formations de marnes gris-jaunes à jaunes et des lits de grès calcaires fossilifères. o le Campanien et le Campanien/Maestrichtien (Crétacé Supérieur) présentent un faciès continental de grès rouges qui disparaît à Andranomena sous la transgression Eocène. Il est possible qu’il soit encore présent plus au Sud, entre Dabara et Ankilizato mais ce faciès de grès rouges pourrait se confondre aux grès rouges Albo- Cenomaniens du Tsiandava au Nord de Tsiribihina. Dans la région de Manja, un complexe Manja supérieur Campano- Maestrichtien se distingue d’un complexe Manja inférieur. Le complexe du Manja inférieur à gypse présente un caractère saumâtre et lagunaire avec répétition de bancs métriques d’argiles à gypse avec lits calcaires et lumachelliques et bancs gréseux. Le complexe du Manja supérieur à Baculites affleure surtout dans les collines à l’Ouest de Manja avec des séries calcareo- marneuses à lumachelles et Baculites, des marno-calcaires peu fossilifères, et des grès à lits d’argile o le Maestrichtien (Crétacé Supérieur) comprend une série marine marno-calcaire au Sud de Tsiribihina, à l’Ouest des basaltes d’Antsoha, on distingue des affleurements de haut vers le bas : de calcaires compacts, gréseux et marneux, de marnes grises à huîtres, de calcaires marneux, de grès calcaires et marnes et de marnes blanches et calcaires marneux et gréseux. Beaucoup plus au Sud, entre la Maharivo et Manja, le Maestrichtien est formé de marnes jaunes, de grès blancs moyens à grossiers, de calcaires et de marnes jaunes à petits cristaux de gypses.

21

- Le Tertiaire est essentiellement l’Eocène et le Miocène

o l’Eocène est très répandue dans l’Ouest, surtout dans la partie Sud- Ouest du bassin de Morondava. Elle est en grande partie masquée par les grès et sables du Pliocène et aussi par la carapace sableuse. Elle est surtout calcaire caractérisée par des microfossiles foraminifères (Nummulites et Alvéolines) et gréseux au sommet avec des grès quartziques à ciment calcédonieux. L’Eocène calcaire et gréseuse affleure sporadiquement, respectivement au nord-est de Belo sur Tsiribihina et au Nord-Ouest de Soatanimbary, au Nord de Tsiribihina. Entre le Tsiribihina et la route Ankilizato- Morondava, l’Eocène calcaire et gréseuse prend de l’importance dans les zones de Dabara (Eocène calcaire), d’Andranomena (Eocène calcaire et gréseuse) de Mandroatra (Eocène calcaire) à l’Ouest et au Sud d’Andranomandeha (Eocène calcaire et gréseuse), à l’Est de Beroboka et Marofandilihy (Eocène gréseuse). Entre la route Dabara-Morondava et la rivière Maharivo, l’Eocène calcaire affleure et plus ou moins recouverte par la carapace sableuse. Entre Maharivo et Manja, l’Eocène surtout calcaire est progressivement recouverte de carapace sableuse. L’Eocène inférieure débute par un niveau de calcaire pseudo-oolithique fossilifères (Milioles) et viennent des marnes jaunes ou grises à huîtres, puis des calcaires. Ce niveau fossilifère de l’Eocène inférieure est surmonté par l’Eocène moyenne essentiellement calcaire à Nummulites. Entre Belo-sur-mer et Manja, l’Eocène inférieure est traversée au passage au village d’Antevamena et l’Eocène moyenne est traversée au passage au village Soaserana. Le contact Eocène inférieur / Maestrichtien (Crétacé supérieur) se situe au niveau du village Androbotsiabo (X=540; Y=180). o le Miocène défini par une transgression marine permet le dépôt de formations marines de calcaires et de marnes à Gastéropodes et à Miolidés. Un seul affleurement de marnes jaunes à intercalations calcaires du Miocène a été identifié sur la rivière Maharivo près du village Tanambao en contact avec l’Eocène inférieure calcaire et masquée partiellement par les carapaces sableuses et les alluvions.

- Le quaternaire est essentiellement : le Pliocène, la carapace sableuse, l’alluvion et les dunes.

o le Pliocène est continental correspond à un retrait notable de la mer. Il est constitué de formations gréseuses grossières, généralement blanches, parfois rouges conglomératiques, à stratification entrecroisée avec carapace sableuse produit de désagrégation des grès comportant des intercalations d’argile, gris verdâtre.

22

L’affleurement du Pliocène est surtout bien développé au Nord de Belo-sur- Tsiribihina, en contact discordant sur l’Eocène inférieure calcaire. Entre la Manambolo et le Tsiribihina, le Pliocène forme le substratum des forêts côtières. Au Sud de Morondava, il affleure très rarement o la carapace sableuse est surtout très répandue dans la zone côtière où elle provient principalement des grès du Pliocène (désagrégation). Elle se présente sous forme de sables roux à grain fin ou de sables blancs un peu plus grossiers, surtout dans la forêt côtière. Sur les formations anciennes, elle est argilo-sableuse. o des terrasses alluviales bordent largement le long des grands cours d’eau comme Tsiribihina, Andranomena, Morondava / Kabatomena, Maharivo, Lampaolo et Mangoky. Elles forment des deltas aux embouchures (delta de Tsiribihina, de Morondava, etc) avec des vases de mangroves. o des dunes longent la côte Ouest. Des affleurements au bord de la mer, des grès blancs quaternaires grossiers, plus ou moins consolidés à coquilles de Lamellibranches et Gastéropodes sont recouvertes par les dunes, entre Belo-sur-mer et le signal de mite. Une transgression marine du Quaternaire atteignant la cote +10m s’est avancée d’au moins une trentaine de kilomètre dans la vallée du Tsiribihina et a déposé des huîtres à l’Est de Belo-sur-mer.

I.3.3. Cadre tectonique et structural D’une manière générale, le cadre tectonique et structural du bassin de Morondava est rattaché aux séparations de Madagascar de l’Afrique d’une part et Madagascar de l’Inde d’autre part, au Jurassique supérieur et Crétacé moyen (phases de rift et drift). Deux principales directions tectoniques peuvent être distinguées :

- une direction NNO-SSE du trait du socle suivant la faille de Ranotsara et la fracture de Davie. - une direction NNE-SSO de faille d’extension et de glissement oblique suivant la faille de l’Ilovo. Cette séparation de Madagascar de l’Afrique et de l’Inde a conditionné et contrôlé par conséquent le cadre structural du bassin de Morondava engendrant la création de système de failles et favorisant le développement de système de « Horst » et « Graben » et le basculement du bassin vers l’Ouest.

- deux manifestations éruptives datées du Turonien-Coniacien et d’âge post-Eocène, composées de coulées (basaltes) des intrusions (gabbros) et de dyke (dolerite) ont été reconnues au Sud de Tsiribihina (Antsoha), à Ankilizato, au nord-est d’Andranomena et au Sud de Mahabo (Andrangory).

23

- l’ensemble de la région possède un style monoclinal à pendage Ouest, généralement de 3° à 5° Ouest avec quelques pendages Est à Ankilizato. - dans le Karroo, les failles sont rares et se situent essentiellement au contact des environs immédiats du socle. - entre Miandrivazo et la Mania, les formations gréseuses de l’Isalo transgresse le socle cristallin. - le Jurassique moyen est le plus affecté par des grandes failles longitudinales de direction N 10 à 30° Ouest avec des rejets jusqu’à 100 mètres. - dans le Jurassique supérieur les failles sont nombreuses mais avec des rejets minimes. Au Sud- Ouest d’Ankilizato elles ont une direction constante NNE; SSO. - dans le Crétacé moyen, les failles sont plus ou moins nombreuses. - au sud du parallèle 660, une faille subméridienne marque le contact Crétacé-Eocène. Les grès Cénomaniens sont souvent en contact direct avec l’Eocène. - au sud de la Maharivo, sur X=590, les calcaires Eocènes affleurant sous la carapace sont affectés de failles méridiennes avec compartiments à pendage Est. Des failles subméridiennes marquent le contact Eocène-Crétacé. - la région de collines de Manja constitue une structure haute et faillée s’étendant sur 50km, à pendage Est très élevé avec de nombreuses fractures NNE-SSO de faible rejet. - les compartiments sont bien mis en évidence par le contact de bandes de calcaires Eocènes durs reposant sur les marnes tendres du Manja supérieur. - au Nord de Tsiribihina on assiste à une zone d’effondrement (« half-graben ») limitée à l’Ouest par le plateau soulevé du Pliocène / Eocène calcaire et à l’Est par le plateau soulevé du Crétacé supérieur (Campanien /Maestrichtien) et comblée par des carapaces argilo-sableuses formant une vaste pénéplaine. - l’Eocène est affectée d’une série de failles généralement de faible rejet de direction allant du Nord-Sud.

Le contexte géologique de la Région Menabe est présenté par la figure 7 ci-dessous.

24

Source : BD 500, FTM, MAPINFO

Figure 7 : CARTE GEOLOGIQUE DE LA REGION DE MENABE

25

Les activités tectoniques et structurales de la Région Menabe sont présentées par la figure 8 ci- dessous.

Source : RAZAFINDRAKOTO (2004)

Figure 8 : CARTE TECTONIQUE DE LA ZONE D’ETUDE

I.4. RESSOURCES EN EAU

I.4.1. Précipitation

Le tableau 4 ci-dessous présente la pluviométrie moyenne mensuelle mesurée à certaines stations situées dans la région : la station de BELO-SUR-TSIRIBIHINA, la station de MORONDAVA Aéroport, la station de MIANDRIVAZO et la station de MAHABO. La précipitation moyenne annuelle varie de 763.8 à 863.3mm, celle enregistrée à Morondava est de l’ordre de 780mm.

26

Tableau 4 : PRECIPITATION MOYENNE MENSUELLE (en mm) ENTRE 1951-1990

Station J F M A M J J A S O N D TOT (mm)

BELO 224.5 213.5 122.5 14 7 4.6 5 2.5 3.9 18 51.3 196.5 863.3

MIAN 241.5 200.2 89.5 14.8 11.4 2.4 2.3 2.2 3.5 11.9 20.6 163.3 763.8

MAH 253.1 190.3 114.3 15.3 9.2 0.9 4.7 7.7 3.4 20.8 39 160.9 819.6

Source : Ralaimaro (2004)

La région est caractérisée par deux saisons distinctes : - une courte saison de pluie qui dure environ 4 mois (décembre à mars) - une longue saison sèche de 7 à 8 mois, la précipitation ne peut pas dépasser le 15mm entre mai et octobre, parfois il n’y a que 0.9mm

De nombreuses variations et irrégularités locales peuvent avoir lieu d’une année à l’autre, par ailleurs on remarque que la sècheresse s’accentue du nord au sud.

Tableau 5 : PLUVIOMETRIE MOYENNE MENSUELLE STATION MIANDRIVAZO (mm)

ANNEE N D J F M A M J J A S O TOT

HUMIDE 10 ans 250 380 490 440 320 120 34 15 11 27 42 125 2254 5 ans 190 290 430 390 210 95 24 7 5 17 28 80 1756 Moyenne 142,2 232,2 332,2 270,9 205,8 53,1 12 4,1 2,5 6,6 12,2 49,5 1323,3 Médiane 125,2 203,6 311,2 267,8 216,5 37 4,3 0 0 0 3 39,4 1208 SECHE 5 ans 80 160 220 180 100 15 0 0 0 0 0 10 785

10ans 50 130 190 130 80 7 0 0 0 0 0 0 590 Source : Etude EEDR - Mandritsara sur périmètres Manambolo

La pluviométrie de la zone d’études est comprise entre 300 et 1750mm/an (fig.9).

Elle varie au sein d’un même District. En effet, on peut observer 3 à 5 différents types de zone de précipitations. En allant vers l’ouest et le sud, la pluie se raréfie, le District de Morondava se divise en quatre zones de pluie décroissante du Nord-est au Sud-ouest. La variation décrite des bandes irrégulières diagonales suivant cette direction. La pluie très abondante dans la partie nord est dans le district de Miandrivazo, atteignant quelque fois les 2000mm/an dans la partie occidentale de Belo-sur- Tsiribihina.

27

Dans la partie Nord-est de Mahabo correspondant à des zones collinaires et des zones montagneuses, elle est supérieure à 1000mm/an. Le littoral du District de Manja est très peu arrosé avec seulement 300mm de pluie par an.

Source : BD 500, FTM/SAHA

Figure 9 : CARTE ISOHYETE DE LA REGION MENABE

I.4.2. Hydrographie

La région est riche en réseau hydrographique. En général, les rivières prennent leurs sources sur les Hautes Terres et se jettent dans le Canal de Mozambique, donc de direction et de sens d’écoulement ouest. Les principaux fleuves et rivières qui sillonnent Menabe sont : Manambolo, Tsiribihina, Morondava, Maharivo, Mangoky.

I.4.2.1. Fleuves et rivières Du Nord au Sud (Chaperon et al, 1993), il y a : - la rivière Manambolo

La rivière Manambolo prend sa source au massif de Bongolava dans la chaîne de l'Ankaroka vers 1 250m d'altitude. Elle traverse la partie nord de Miandrivazo avec ses petits affluents.

28

Elle poursuit son lit vers la Région Melaky et se déverse à la mer dans l’extrême Nord-ouest du District de Belo-sur-Tsiribihina.

- le fleuve Tsiribihina Le Tsiribihina est le troisième grand fleuve de Madagascar. Il est navigable en toutes saisons sur quelques kilomètres en amont de l’embouchure. Il est né de l’élargissement de la Mania avec les affluents Mahajilo et Sakeny qui prennent respectivement ses sources dans le massif de Bongolava et le massif de Makay. Arrivé dans le District de Belo-sur-Tsiribihina, il laisse d’immenses plaines alluviales parsemées de lacs (Andranomena, Iboboka, Bemarivo…) ou de marécages puis se disperse dans la vaste mangrove d’Andimaka avant de se jeter dans le Canal de Mozambique.

- la rivière Morondava La rivière Morondava est aussi importante. Elle prend sa source au massif de Makay. Ses affluents Sakamanjaha, Fanikay et Sakamaly se rejoignent dans la plaine d’Ankilizato. Entre Dabara et Mahabo, elle se divise de nouveau, créant, d’une part la Kabatomena qui s’individualise jusqu’ à la mer au sud et d’autre part la Morondava qui se déverse également en mer mais plus au nord. Les cours d’eau sont permanents et restent importants. Le débit moyen mensuel observé au barrage de Dabara est présenté dans le tableau 6 ci-après.

Tableau 6 : DEBITS MENSUEL MESURE A LA STATION DE DABARA (m3/s)

Jan. Fév. Mars Avril Mai Juin Juill. Août Sept. Oct. Nov. Déc.

141 138 94,1 19,1 12,2 11 10,4 9,3 8,7 8,1 19,1 107

Source : JICA 2001

- la rivière Maharivo La rivière Maharivo trouve aussi sa source au massif de Makay. En période d’étiage, le cours d’eau supérieur est à sec pendant des mois.

- le fleuve Mangoky Le Mangoky est le plus long fleuve de Madagascar, mais quelques affluents seulement concernent la zone d’études surtout dans le district de Manja. Il prend sa source dans plusieurs massifs dont Isalo, Itremo, Andringitra et Makay avec ses principaux affluents : la Matsiatra, la Zomandao et la Mananantanana. La Bemarivo, un affluent mineur du Mangoky traverse l’extrême Est du District.

Le fleuve Mangoky parcourt le long de la limite sud de la Région avec la Région Antsimo Andrefana. Il se jette à la mer dans l’extrême Sud-ouest de Manja.

29

Plusieurs autres rivières saisonnières traversant la Région constituent les « rivières côtières ». On peut citer du Nord au Sud : Mandroatsy, Tomitsy, Tandila, Laompolo , Maitapaka, Tsianihy. Ces rivières sont alimentées par des résurgences ou par des apports pluviométriques directs pendant les crues.

I.4.2.2. Bassins versants Les bassins versants sont des unités naturelles de gestion des ressources en eau sur lesquelles se basent l’analyse du cycle hydrologique et ses effets. Ils sont dénommés à partir des fleuves et rivières qui les drainent. Ils sont délimités par des lieux les plus hauts entourant chaque fleuve ou rivière appelés ligne de crête et sont caractérisés par leur exutoire situé à la partie la plus basse du bassin. On peut distinguer (fig.10) :

- les principaux bassins versants liés aux principaux fleuves et rivières drainant la région : les bassins versants de Tsiribihina, de la Morondava, de la Manambolo, de la Maharivo, de Mangoky. Ils sont parfois partagés avec d’autres régions. - les bassins côtiers dépendant des petits réseaux hydrographiques côtiers en zone littorale .

Source : BD 500, FTM/SAHA

Figure 10 : LES BASSINS VERSANTS DE LA REGION ET LES RESEAUX HYDROGRAPHIQUES 30

I.4.3. Hydrogéologie

L’hydrogéologie est l’étude de l’eau souterraine à caractère pluridisciplinaire. Ses buts sont de planifier l’exploitation et de capter l’eau souterraine. La géologie base de l’hydrogéologie définit l’hydrodynamique souterraine, les caractéristiques physico-chimiques de l’eau et l’activité biologique au niveau du système hydrogéologique au sein de l’aquifère. Les études et travaux anciens (Lessard, 1969 ; JICA, 1991 ; 2000 ; Ralaimaro, 2004, Razafindrakoto, 2004 ; Projet Fades, 2005 ; 2006 ; Rakotondrabe, 2007) ont donné beaucoup d’informations sur le contexte hydrogéologique de la zone (fig.11).

Source : Dinika, 1991 ; OSIPD/CNRE/SEMINAR, 1997/BD500

Figure 11 : CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA REGION

31

I.4.3.1. Aquifères Les principaux aquifères sont constitués par des conglomérats et de grès à grains fins à grossiers. Les formations géologiques vont du Crétacé au Quaternaire. Les différents types de nappes répertoriés, compte tenu des conditions lithologiques et tectoniques de la région sont : - les nappes profondes avec la nappe des grès crétacés et la nappe de grès et calcaires éocènes - les nappes phréatiques contenues dans les formations superficielles néogènes-quaternaires très intéressantes avec la nappe des dunes, la nappe des alluvions récentes, la nappe des sables roux et la nappe phréatique générale.

Les différents aquifères rencontrés dans la région et leurs caractéristiques sont présentés dans le tableau 7.

I.4.3.2. Invasion saline La qualité des eaux souterraines peut être influencée par l'invasion marine le long des côtes. En effet, des études géophysiques antérieures (Razafindrakoto, 2004 ; Projet Fades, 2005) ont permis de délimiter les zones envahies par des eaux salées : - des formations probablement argileuses et sablo-argileuses salées sont localisées sous une lentille de sables dunaires contenant des eaux douces le long du littoral - des formations de l'Holocène plus à l'est, généralement formées par des dépôts de comblement fluvio-lacustres (tannes sablo-argileuse salées) et lagunaires (marécages et mangroves) sont envahies par les eaux de mer (régions des deltas de la Morondava et de Tsiribihina) - des formations alluviales et pléistocène sont aussi influencés par l’invasion marine vers l'intérieur des terres fermes jusqu'à une distance de 4 à 5km de la côte.

La pollution marine résulte, en fait, de certains phénomènes différents : - l'invasion marine directe qui affecte les formations profondes - l'infiltration à partir de la surface des eaux saumâtres emmagasinées dans la dune - la contamination de la nappe par l’eau de lessivage des sols salés - la contamination de la nappe par l’infiltration des plans d’eau superficiels ayant subi des évaporations successives.

Le biseau d’eau salée résultant de l'invasion marine est ainsi tronqué par les pollutions de surface.

I.4.3.3. Qualité physico-chimique des eaux En général, les eaux des nappes inventoriées sont faiblement minéralisées (douces) et quelquefois saumâtres, notamment celles de la nappe des dunes si celle-ci n'est pas encore envahie par les eaux de mer .

32

Tableau 7 : CARACTERISTIQUES DES AQUIFERES DE LA REGION

Formations Ages Aquifères Profondeur Niveau Débit Débit Observations géologiques totale (m) statique exploitable spécifique perméables (m) (m 3/h) (m 3/h/m)

Dépôts deltaïques Néogène-quaternaire Nappe libre 6-16 0.4 - 87.2 Risque de (étage pléistocène- contamination Couches sablo- néogène) Nappe superficielle argileuses générale superficielles Nappe 40-100 1.0 36.8 - - artésienne

Alluvions récentes Quaternaire (holocène) Nappe d'alluvions jusqu'à 20 - - 6 - 10 -

Sables des dunes Quaternaire (holocène) Nappe des dunes 5-8 - 3 -7 - risque de venue d'eau salée

Carapace sableuse Néogène (pliocène) Nappe des sables roux jusqu'à 4 - - 1.3 -

Sédimentaires Secondaire-tertiaire Nappe de Grès éocène 100 - 57.6 - - profondes (crétacé et éocène) inférieur

Nappe de Grès crétacé 150 - 50.4 - 68.4 - - supérieur

Nappe de Grès crétacé 45-60 - 18 - 36 - - moyen

Source: JICA 1996

33

En ce qui concerne les eaux de la nappe phréatique générale, elles sont de faciès bicarbonaté calcique et magnésien de bonne qualité pour l'alimentation humaine.

La région d'études dispose d'une ressource humaine non négligeable pour promouvoir l'économie rurale qui est basée essentiellement sur l'agriculture et l'élevage. La population rurale représente 75 % environ de la population globale. La plupart des chefs de ménages ruraux exercent leur fonction dans le secteur primaire. Le climat tropical à longue saison sèche qui caractérise la zone d'études provoque une importante sécheresse pendant plusieurs mois dans l'année. S'ajoutant à cela, l'influence du vent desséchant qui tarît quelques points d’eau de surface. En conséquence, un véritable problème de manque d'eau se pose donc chaque année, ceci malgré le potentiel notable en réseau hydrographique de la zone. La situation s'aggrave avec l'état actuel du système d'approvisionnement en eau, qui désormais, dans la plupart des cas, n'est plus fonctionnel faute d'entretien et de gestion. De plus, l’eau provenant des points d’eau existants est contaminée et considérée comme non potable. Tous ceux-ci constituent des handicaps majeurs pour le développement des activités socio-économiques de la région. Par ailleurs, la couverture végétale favorise l'infiltration pour la recharge des nappes souterraines et l’étude pédologique (Sourdat, 1977) montre l'existence de sols à forte perméabilité et de bonne porosité. Aussi, pour remédier au problème d'approvisionnement en eau, pourrait-on avoir recours à l'exploitation des eaux souterraines. En milieu rural, l'appauvrissement en eau est aussi noté malgré l'importance des ressources en eau naturelles. Les problèmes majeurs concernant la qualité de l’eau reposent notamment sur la propagation des maladies d'origine hydrique à cause des manques d'hygiène. Néanmoins, l'utilisation des systèmes aquifères à des fins d’exploitation et de gestion de l’eau souterraine fait nécessairement appel à une étude géologique, hydrogéologique et hydrochimique rigoureuse.

34

Deuxième partie

Présentation de l’l’AquaChemAquaChem et présentation des ddonnéesonnées

35

Divers logiciels sont utilisés en hydrologie (PLUVIOM, HYDROM, WEAP, Watbal, …). L’hydrogéologie comme étant définie une étude pluridisciplinaire nécessitant diverses approches emploie aussi, suivant les approches méthodologiques appliquées, des logiciels de traitements des données. Ainsi, sont utilisés les logiciels : - QWSEL et IPIWIN (sondages électriques Wenner), RESD2INV (panneaux électriques Wenner) en approches géophysiques - MEGAFRAC, en approche géomorpho-tectonique Ces logiciels permettent surtout d’étudier la potentialité en eau ou la disponibilité en quantité et la gestion des ressources en eau. Ils apportent des réponses à des questions d'ordre géologique, structural, hydrogéologique et hydrodynamique. - GWW, en approche hydro chimique et géochimique Le GWW permet de faire une étude hydrodynamique et hydro chimique des eaux souterraines. En hydro chimie, GWW donne diverses représentations (cartographique, graphique, diagrammes,…) des résultats d’analyses physico-chimiques en particulier avec les diagrammes de Wilcox, de Schoëller, de Piper et de Stiff. Mais GWW n’est pas très spécialisé en hydrochimie. Le logiciel AquaChem que nous avons supposé plus complet pour l’étude hydro chimique a été donc choisi. Cette partie consiste à faire la description de ce logiciel et son application sur la chimie de l’eau dans la Région Menabe.

II.1. GENERALITE SUR LE LOGICIEL AQUACHEM AquaChem est un prologiciel développé spécialement pour les analyses et modélisations graphiques et numériques des données aqueuses géochimiques. Il est approprié idéalement aux projets de l’eau exigeant la gestion, l’analyse, et le reportage sur les données de qualité de l‘eau. Il est caractérisé par des bases de données complètes sur commande des paramètres géochimiques. Il offre une sélection compréhensive pour les outils d’analyses et de graphiques techniques communément utilisée dans l’interprétation et la détermination des données géochimiques de l’eau.

II.1.1. Origine du Logiciel

Le logiciel AquaChem de représentation graphique et numérique spécialement destiné à analyser et modéliser des données de la qualité de l’eau est le fruit de la coopération de «Lukas Calmbach» et «Waterloo Hydrogeologic Inc ». Il est protégé à la fois par « Canadian copyright law » et « international treaty provisions ».

36

II.1.2. Disponibilité et points forts

Il faut une licence d’agrément pour pouvoir l’utiliser AquaChem. C’est un logiciel purement hydrochimique. Les outils d’analyses d’AquaChem couvrent un large choix de fonction et de calcul fréquemment utilisé pour les interprétations et comparaisons de données physico-chimiques des eaux. Ces outils inclus des fonctions simples comme la transformation d’unité, la balance des charges et le mélange d’échantillons et beaucoup de fonctions complexes telle que la corrélation des matrices et le calcul géothermomètre ... Cette puissante capacité analytique est complétée par une sélection compréhensive et technique graphique habituellement utilisée pour représenter les caractéristiques chimiques en matière de géochimie aqueuse et données sur la qualité d’eau. Chaque type de graphe fournit une unique interprétation pour plusieurs interactions entre l’eau souterraine et la couche aquifère. Une autre caractéristique de l’AquaChem est l’existence d’une construction interne d’interface graphique pour le programme de modélisation géochimique PHREEQC, pour calculer l’équilibre (en activités) des concentrations des éléments chimiques dissous et des indices de saturation des phases solides en équilibre avec la solution.

II.1.3. Outils

On a utilisé l’AquaChem version 3.7. Pour un bon fonctionnement d’AquaChem, un minimum de configuration de système devrait être disponible : - Microsoft Windows 95/98 or NT Quand on utilise le Windows NT, il faut avoir le Windows NT Service Pack 2 et l’installé. Toutefois, Windows NT service Pack 3 est plus recommandé. - ordinateur de Pentium personnel - 16 Mbytes de RAM - 20 Mbytes d’espace libre dans le disque dur - Microsoft compatible à la souris - minimum en résolution couleur de 800 x 600 (1024 x 768 recommandé).

Les caractères suivants doivent être installés sur l’ordinateur : MS San Serif, Arial, and New Courier. AquaChem peut être installé sur le disque dur pour mieux fonctionner avec les configurations demandées précédemment à partir d’une disquette ou d’un CD-ROM ou par téléchargement. Il suffit de suivre les indications affichées dans la boîte de dialogue pendant l’installation.

37

Lorsqu’on a terminé l’installation d’AquaChem, les extensions suivantes seront observées dans le répertoire : - AQUACHEM.exe: dossier exécutable pour AquaChem. Il a été compilé en utilisant « Visual Basic ». Ce dossier doit être placé dans l'annuaire de fonctionnement - AQUACHEM.hlp: dossier en ligne d'aide - DEMO.hc3: dossier de Demo et de base de données contenant des données hydro chimiques de l’échantillon - DEMO.msk: dossier de masque témoin contenant l'information sur la structure de base de données de demo - LOGO.bmp: un dossier de carte binaire de logo d'échantillon contenant le logo hydrogéologique de Waterloo - MINTEQ.dat: un fichier de base des données thermo-dynamiques supplémentaires pour PHREEQC - PARLIST.csv: dossier de liste de paramètre. C'est un dossier standard des textes contenant une liste des paramètres disponibles dans AquaChem - PHREEQC.dat: le fichier des données thermo-dynamiques - PHREEQC.exe: le dossier exécutable de PHREEQC - SWISS.dxf: une carte de DXF témoin (la Suisse) - TEMPLATES.txt: dossier de calibre d'impression contenant des arrangements par défaut pour les dispositions de page. - WATEQ4F.dat: dossier de base des données thermo-dynamiques supplémentaires pour PHREEQC.

II.1.4. Fonctionnement

Après avoir bien installé le logiciel, on peut le lancé en cliquant sur AquaChem, une boîte de dialogue s’ouvre, elle montre tous les fichiers de base de donné AquaChem déjà existant, pour commencer cliquer le [demo.hc3] qui montre une démonstration. Pour ouvrir un nouvel fichier : ► File\Open

L’environnement graphique d’AquaChem consiste à la compréhension et maîtrise des cinq types de fenêtres suivantes : « Parent Window, Record List Window, Input Window, Graph Window, Text Window »qui peuvent être ouvertes simultanément. Chaque type de fenêtre possède des séries différentes d’options de menu.

38

Source : « Manuel AquaChem »

Figure 12 : FENETRE PARENT DANS AQUACHEM II.1.4.1. La fenêtre liste de registre « The Record List » C’est la première fenêtre qui apparaît quand on ouvre un fichier de base des données AquaChem. Elle reste visible durant l’exécution d’un travail sur un projet. Le « Record List » contient des informations sommaires à propos des « records » actives. Cette fenêtre est la base de tous travaux sous AquaChem. Elle se présente sous forme de tableau comme dans EXCEL, mais avec moins des colonnes. Ces dernières renferment quelques paramètres généraux dont la localisation, le site, les dates de prise d’échantillon, les éléments dissous importants dans l’eau, l’index et le numéro de l’échantillon, la géologie, etc. Chaque ligne registre tous les échantillons collectés, AquaChem peut traiter une infinité de nombre d’échantillons.

On peut créer un nouveau projet ou une nouvelle fenêtre « Record List » en ► File\ New. Une boîte de dialogue demande la création d’une liste s’ouvre soit avec une base de données déjà existante, soit avec une nouvelle base des données à créer (soit avec les paramètres prédéfinis, soit en créant de nouveaux paramètres). Une fenêtre nouvelle base de données permet de choisir les paramètres et même de créer des nouveaux paramètres encore absents dans les bases de données, désirées par une entreprise ou un bureau d’études ou par un chercheur suivant le but et l’objectif du projet à exécuter. Un double clic dans la fenêtre « Record List » fait apparaître une nouvelle fenêtre d’entrée ou « Input Window »

39

II.1.4.2. La fenêtre d’entrée « Input » En cliquant deux fois sur un échantillon ou en sélectionnant un échantillon ensuite aller sur le menu Records/Edit et sélectionné Edit, on peut ouvrir aussi la fenêtre Entrée « Input Window ». Cette fenêtre est une banque de données pour AquaChem. Elle affiche les détails des informations résultantes des analyses au laboratoire ou mesurées sur terrain. Les résultats des analyses sont saisis et enregistrés dans la base de données. La fenêtre est constituée par des tableaux. Chaque tableau présente deux colonnes (paramètres/valeur). Le tableau est modifiable permettant ainsi de mettre en jour les valeurs et ou de suivre l’évolution physico-chimique de l’eau d’un site donné. Une fois enregistrées, les modifications affecteront automatiquement tout le projet. La fenêtre comprend trois sous-menus avec des paramètres respectifs : a. les valeurs mesurées « Measured values » Ce sont les valeurs mesurées déjà saisies, importées et enregistrées dans AquaChem. Elles sont reparties sous 6 groupes de paramètres : o paramètres d’en-tête « Header parameter » composés par des paramètres alphanumériques c'est-à-dire la valeur peut être numérique ou lexique, leur valeur résulte de la description des sites (échantillons, géologie,…) du projet

Tableau 8 : DESCRIPTION DES PARAMETRES D’EN-TETE

Nom des colonnes Distance Nom du forage ou du puits (travaux) (Site) 30

Lieu du site (Location) 30 Date d’échantillonnage « DD.MM.YY » (Date) 8

Etiquette d’identification de chaque échantillon (Sample ID) 15

Nom de la formation pour l’aquifère (Geology) 15

Lithologie de l’aquifère (Lithology) 20

Ou le référence l’échantillon du laboratoire ou le (Reference) 30 référence de l’analyse

Les ions majeurs ayant une composition signifiant (WType) 20 (calculé automatiquement)

Remarques (Comment) 40 Nom du projet (Project) 10 Source : « Manuel AquaChem »

Dans la suite, les paramètres sont tous numériques donc leur valeur est un nombre.

40

o paramètres physiques « Physical parameters », constitués soit par les résultats de mesures sur terrain avec des matériels simples portables, soit par les résultats des analyses au laboratoire dont les coordonnées [Y, X(m)], le pH, la température (°C), conductivité électrique ( µS/cm) à 20°C, etc. o paramètres chimiques, leur valeur est déterminée après analyse des échantillons en laboratoire. Ils sont exprimés en mg/L.

On peut distinguer :
les cations ou les ions positifs dans l’échantillon (Na +, K +, Ca ++ , Mg ++ etc.) - -
les anions ou les ions charges négativement dans l’échantillon (F , HCO 3 etc.)

les ions non charges (Uncharged) dans l’échantillon (CO 2, P, N 2, etc.)
les Varia, les autres paramètres (paramètres isotopiques, bactériologiques, etc.) mesurés dans les échantillons ( 18O SMOW%), 3H (TU), 14 C (%mod), etc.

b. valeurs modélisées ou « Modeled values » C’est l’index et l’activité de saturation de PHREEQC. Ces paramètres sont subdivisés en 3 groupes : o paramètre (ionic_strength, pe…)

o Indices de saturations (Calcite, Gypsium, CO 2 (g) …) ++ + - ++ -- o activités (Ba , K , F , Mg , SO 4 …)

c. valeurs calculées « Calculated Values » Les valeurs calculées sont les résultats des calculs traités avec AquaChem. Elles sont considérées comme des paramètres de base de données régulière avec respect de caractères (nom, unité internationale, calcul statistique, etc.).

AquaChem aboutit à chiffrer des paramètres très importants (tab.9) aux analyses et interprétations géochimiques de l’eau.

41

Tableau 9 : DESCRIPTION DES VALEURS CALCULEES DANS AQUACHEM

Nom Paramètres requis Description

Sum Cations Cations majeurs Somme des cations majeurs en milliéquivalent Sum Anions Anions majeurs Somme des anions majeurs en milliéquivalent Modality Ions majeurs Somme molaire de tous les éléments Charge Balance Ions majeurs Balance de charge entre anions et cations Total Hardness mmol Ca, Mg Ca+Mg en mmol Total Hardness °f Ca, Mg Ca+Mg en degré Français Total Hardness °g Ca, Mg Ca+Mg en degré Allemand - - Alkalinity °f HCO 3 HCO 3 en degré Français - - Alkalinity °g HCO 3 HCO 3 en degré Allemand SAR Na, Ca, Mg Ratio d’adsorption de Sodium - Adjusted SAR Na, Ca, Mg, HCO 3 Ratio d’adsorption de Sodium ajusté TDS Ions majeurs Somme des éléments chimiques

18 18 Estimation de la hauteur d’infiltration basée sur la z ( O)* O concentration de 18 O z ( 2H)* 2H Estimation de la hauteur d’infiltration basée sur la concentration de 2H

Estimation de la température moyenne annuelle dans la zone T(18O)* 18 O de recharge basée sur la concentration de 18 O

Estimation de la température moyenne annuelle dans la zone T(2H)* 2H de recharge basée sur la concentration de 2H

H_H 2Ol J/g Température Enthalpie de l’eau liquide

H_H 2Ov J/g Température Enthalpie de la vapeur Source : « Manuel AquaChem » * Besoin des coefficients des équations décrivant la relation altitude et température d’isotope .

Notons que 11.0 degré Allemand = 17.8mg de CaCO 3/L et que 21.0 degré Français = 10mg de CaCO 3/L. Une représentation graphique est aussi nécessaire dans une analyse hydrochimique. Dans le menu graphique dans la fenêtre « Record List », la fenêtre graphique « Graph Window » de l’AquaChem s’ouvre.

II.1.4.3. La fenêtre graphique « Graph » Les fenêtres graphiques sont les produits d’AquaChem qui donnent l’opportunité de travailler avec les 13 différents diagrammes techniques utilisés communément pour l’analyse et l’interprétation géochimique aqueuse. Chacun de ces diagrammes présente des informations pour tous les échantillons ou pour une seule selon le type de sélection choisis .

42

a. Le diagramme de Piper Le diagramme de Piper (fig.12) est un diagramme utilisé pour le report des données chimiques des eaux. Il trace les ions en milléquivalent % (méq%) dans deux triangles de bases. Pour avoir une neutralité électrique, la somme des anions (méq/L) et des cations (méq/L) doit être égale 100% (somme des concentrations en anions = somme des concentrations en cations).

Source : « Manuel AquaChem »

Figure 13 : DIAGRAMME DE PIPER ET LA BOITE DE DIALOGUE DU DIAGRAMME DE PIPER

Il comporte :

- à gauche, le triangle des cations avec les trois pôles Mg ++ , Ca ++ et Na + -- - - - à droite, le triangle des anions avec les trois pôles SO 4 , HCO 3 et Cl ++ ++ -- - + + - en haut, un losange de projection ave les quatre pôles Mg + Ca ; SO 4 + Cl ; Na + K , et -- - CO 3 + HCO 3

Les points obtenus sont projetés dans le losange. L’emplacement des points sur ce dernier révèle la classe d’appartenance de l’eau de chaque échantillon. L’analyse chimique de l’eau met en jeu les ions majeurs suivants : Ca, Mg, Na ou Na+K et HCO 3, SO 4, Cl. Des changements de paramètres et des autres options peuvent apparaître dans le menu « options » de cette fenêtre du diagramme de Piper.

43

b. le diagramme de Schoëller-Berkaloff C’est un diagramme semi-logarithmique développé par Schoëller (1962) pour représenter les ions majeurs en méq/L et pour comparer les échantillons dans le but de démontrer l’existence des différents types chimiques des eaux et de déterminer les échantillons d’eau de même origine suivant l’allure des courbes. Une présentation avec un grand nombre d’échantillons sur un même diagramme semble difficile à interpréter.

Les concentrations sont portées automatiquement en ordonnée semi-logarithmique et les éléments chimiques en abscisse linéaire (fig.13). L’axe des abscisses peut inclure jusqu’à 10 paramètres ou éléments chimiques différents.

Source : « Manuel AquaChem »

Figure 14 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER

c. le diagramme de Scatter Le diagramme de Scatter est le plus simple approche pour l’interprétation hydrochimique. Tous rapports et sommes de concentrations d’ions ou d’autres paramètres de choix suivant le but ou l’objectif de l’étude peuvent être exécutés et traités rapidement avec faciliter de compréhension à l’aide de ce diagramme. Une ou plusieurs voir tous les échantillons peuvent être traités. Une boîte de dialogue favorise la précision désirée ou le perfectionnement du diagramme.

44

d. le diagramme de Durov Ce diagramme de Durov est une alternative du diagramme de Piper. Il est formé par deux triangles et un carré quadrillés. Les ions majeurs (méq %) sont projetés dans les deux triangles de base séparés. Les -- - - + ++ ++ anions avec les pôles SO 4 , HCO 3 et Cl dans l’une et les cations avec les pôles Na , Mg et Ca dans l’autre. Les points sont ensuite projetés dans le carré suivant sa base. Le diagramme indique les rapports et propriétés utiles à la caractérisation des échantillons et surtout identifie les échantillons ayant les compositions semblables. Une boîte de dialogue aide à définir la grille et les autres détails du diagramme. Notons que Durov (1948) a fait une classification des eaux basée sur les pôles de cations et d’anions. Cette classification est présentée dans le tableau 10 ci-après.

Tableau 10 : CLASSIFICATION DES EAUX DE DUROV (1948)

Classe Type Caractéristiques Origine

1 Eaux primaires TDS =100 à 300mg/L Action de l’eau atmosphérique sur la surface du sol -- - et lessivage de ses sels solubles SO 4 , Cl peu abondants Ca ++ /Mg ++ = 0.2 à 0.1

2 Eaux TDS = 500 à 1000mg/L Enrichissement de 1 en Na 2SO 4, NaCl, MgCl 2 secondaires Mg ++ /Ca ++ =0.3 à 0.7 - - 3 Eaux sulfatées [Cl ] peu abondant Appauvrissement de 2 en HCO 3 par transformation en carbonate 4 Eaux Riche en [Cl -] Evaporation dans des dépressions fermées chlorurées - Peu de bicarbonate [HCO 3 ] d’où précipitation de CaCO 3, (Ca,Mg)CO 3 et CaSO 4 dans les roches sédimentaires -- Grande profondeur par dissolution CaSO et CaCO Peu de sulfate [SO 4 ] 4 3 -- 5 Eaux Privées de SO 4 en général Par échange de base à partir de 2 bicarbonatées Riche en bicarbonate Peu avoir la même origine que 1 sodiques Riche en sodium [Na +] e. les diagrammes géothermiques Les diagrammes géothermiques peuvent être utilisés pour examiner la qualité des évaluations de géothermomètre pour un état géologique et hydrogéologique donné. Il existe deux types de diagrammes : Log (K)-1000/T employé pour les échantillons prélevés dans des forages dont la température in situ est connue avec K : concentration en SiO 2 ou en Na/K, et K-Mg-Na triangle permet de vérifier l’étendue atteinte par l’équilibre roche-eau. f. Histogramme En tant qu’outil statistique, l’histogramme permet d’identifier la population où sont classés les échantillons pour un paramètre donné, de déterminer la fréquence chaque population de donner la valeur du rangé de l’échantillon sélectionné (en rouge ; cela spécifie AquaChem à tous les autres logiciels).

45

Le diagramme ne cause aucune confusion pour un grand nombre d’échantillons, il est facile d’identifier sans problème un échantillon. g. le diagramme ternaire Le diagramme ternaire détermine la relation entre la concentration de trois éléments chimiques Mg ++ , Ca ++ et Na + d’un ou plusieurs échantillons. Comme le diagramme de Piper et celui de Durov, il trace les ions en pourcentage de leurs valeurs. Cependant, il n’est pas limité à être employé seulement des unités de méq. Chaque pôle du diagramme ternaire représente une concentration relative 100% pour l’élément correspondant et la base opposée au sommet représente 0%.

h. le diagramme des séries chronologiques Le diagramme de séries chronologiques aide à suivre l’évolution des paramètres physico- chimiques d’un site donné en fonction du temps et à interpréter le comportement hydrochimique et hydrogéologique de la nappe. La présente version d’AquaChem ne permet de présenter qu’un seul élément. Par conséquent, il faut créer un diagramme de série chronologique pour chaque élément.

i. le diagramme cartographique Le diagramme cartographique est très important car il montre tout emplacement des sites (avec les coordonnés géographiques X, Y) où on a prélevé les échantillons sur une carte géoréférenciée de la zone d’étude ou de travail. La carte est exportée à partir d’un fichier (.dxf, .tab) c'est-à-dire une image traitée par un logiciel AutoCad ou MapInfo et ArcView. Il ne peut pas être exécuté si les coordonnées X, Y ne sont pas saisies dans la base de données dans « Input Window ». Par ailleurs, il permet d’interpréter la tendance spatiale des caractères physico-chimiques des eaux en utilisant les diagrammes de motifs et de symboles dont le diagramme circulaire, raide ou radial.

j. le diagramme radial Le diagramme radial est utilisé pour comparer les valeurs de plusieurs paramètres d’un seul échantillon et pour confronter le rapport de ces valeurs dans toutes les données établies.

k. le diagramme circulaire Le diagramme circulaire est employé pour tracer le taux de concentration des ions principaux d’un seul échantillon.

l. le diagramme raide Le diagramme raide est utilisé pour identifier rapidement les échantillons qui ont la même composition chimique.

Les diagrammes circulaire, radial et raide appartient au groupe des diagrammes motifs (Hem 1985). Ils sont construits avec 3 à 10 cations et 3 à 10 anions mesurés en méq/L. Un seul graphe est activé et apparaît pour chaque échantillon sélectionné.

46

Ces diagrammes sont utilisés pour évaluer les changements de qualité de l’eau d’un site à l’autre pendant une période ou après passage de l’eau dans des formations géologiques et particulièrement pour cartographier la situation géographique des différents faciès de l'eau.

II.1.4.3. La fenêtre Texte « Text » La fenêtre Texte de l’AquaChem fournit un rapport et/ou une information calculée pour un échantillon ou groupe d’échantillons dans la base de données. AquaChem produit 10 (dix) types de rapport établis dans la fenêtre texte.

a. Rapport général « General Report » Il résume les informations générales sur les paramètres mesurés et calculés pour une ou des échantillons sélectionnés. Les informations sont observées dans la fenêtre Input « Input Window ».

b. Rapport statistique« Statistics report » Cette fenêtre texte fournit un résumé sur l’analyse statistique des valeurs des paramètres spécifiques ou non valides pour toutes les bases de données actives dont le minimum (min), le maximum (max), la moyenne arithmétique ( ), l’écart type : ( σ), l’écart, le coefficient de variation (%) et le nombre d’échantillons.

c. Rapport matrice de corrélation « Correlation matrix » Cette fenêtre texte génère une matrice de corrélation entre les nombres de paramètres spécifiques qui sera commune à tous les échantillons. Un sous-programme de régression linéaire dans AquaChem calcule le coefficient de régression (r), la pente et l’interception des lignes de régression. Ceci permet de déterminer rapidement les similitudes ou les différences entre les échantillons d’eau.

d. Rapport géothermomètre « Geothermometers » Cette fenêtre texte donne la connaissance sur l’origine de la température des eaux de subsurface et profonde qui ont subi soit un refroidissement soit un réchauffement. L’interaction eau roche est proportionnelle à la température du magasin aquifère.

Les géothermomètres suivants sont inclus avec AquaChem : SiO 2, Mg/Li, Mg/Ca, Na/K, Na-K- 18 Ca, Na-K-Ca Mg corrigé, O, SO 4 - H2O. e. Rapport mélange d’échantillons « Mix Samples » Cette fenêtre texte crée automatiquement des nouvelles concentrations de solutions résultantes de mélange par étapes judicieux des proportions de deux échantillons. Les mixtures données par chaque étape peuvent être enregistrées en tant que nouveaux échantillons qui sont représentés et manipulés comme tous autres échantillons. Deux modes de mélange peuvent être exécutés : - mélange de deux échantillons ou Simple Mixing Mode

47

- mélange de trois échantillons suspectés d’être d’eau de mer, eau douce, eau souterraine ou Optimize Mode.

f. Rapport comparaison d’échantillon « Compare Sample » Cette fenêtre texte utilise une régression linéaire algorithmique générant le coefficient de corrélation et une distance euclidienne entre l’échantillon sélectionné et les autres échantillons. Les échantillons ayant une même composition chimique avec l’échantillon sélectionné ont un coefficient de corrélation égal à 1. Ce coefficient est plutôt fonction des ratios que les véritables valeurs. g. Rapport isotopique « Isotopes Report » Cette fenêtre texte représente deux genres d’isotopes : - Oxygène et deutérium La distance de la ligne des eaux météoriques, la hauteur moyenne et la température moyenne annuelle de la zone de recharge si les valeurs de δ18 O et δ2H sont disponibles et si les relations suivants sont données : δ2H =a1 δ18 O + b1 (meteoric waterline) z ( δ18 O)=c1 δ18 O + d1 z ( δ2H)=c2 δ18 O + d2 T( δ18 O)=e1 δ18 O + f1 T( δ2H)=e2 δ2H + f2

- Sulfure et oxygène dans les sulfates Le sulfure et l’oxygène dans les sulfates sont largement utilisés pour distinguer la source de dissolution des sulfates. L’information exposée sur les donnés sélectionnées est aussi importante que les valeurs des différentes évaporites.

h. Rapport normes en eau de consommation « Drinking Water Regulations Report » Cette fenêtre texte note tous les paramètres pour comparer l’échantillon sélectionné avec les normes recommandés et tolérés actuellement. Il y a vérification si les paramètres sont inclus dans l’intervalle et ne dépassent pas le maximum et ou le minimum toléré. AquaChem (WHI) possède déjà une norme concordante à la norme internationale requières.

i. Rapport de donnée « Data Report » Cette fenêtre texte expose les données de tous les échantillons sélectionnés où le contenu peut être copié et collé vers un autre document texte ou aussi imprimé. Les unités par défaut mg/L et méq/L sont imprimées en même temps.

48

Source: « Manuel AquaChem »

Figure 15 : FENETRE RAPPORT DE DONNEE

C’est seulement dans la fenêtre texte que tous les résultats, calculs, traitement et interprétation sur AquaChem seront possibles d’être imprimés après mise en page (fig.15).

Source : « Manuel AquaChem »

Figure 16 : FENETRE MISE EN PAGE 49

AquaChem est donc un logiciel puissant, très facile à utiliser et très intéressant pour le traitement et l’interprétation chimique, géochimique, isotopiques, etc., de l’eau surtout les eaux souterraines.

II.2. PRESENTATION DES DONNEES Les données utilisées dans ce mémoire sont les fruits des travaux de recherches hydrogéologiques au niveau de 60 villages dans la Région Menabe dans le cadre d’un Sous-projet SP02V2_07 intitulé : « Apport de l’imagerie et de la modélisation géophysiques à 1D et à 2D à l’évaluation du potentiel en eaux souterraines de la région comprise entre Mangoky et Tsiribihina, Sud-ouest de Madagascar ». Le promoteur de ce Sous-projet était l’Institut et Observatoire de Géophysique d’Antananarivo (IOGA), il était financé par le Fonds d’Appui pour le Développement de l’Enseignement Supérieur (Projet FADES).

Le Sous-projet utilisant un grand nombre de méthodes axées autour de l’approche géophysique ont donné des résultats très importants avec beaucoup d’acquisitions des données physico-chimiques. On va s’intéresser surtout aux résultats des mesures physico-chimiques in situ et des analyses des échantillons d’eau qui seront la base de la modélisation avec AquaChem.

II.2.1. Les donnés physiques

Ils englobent les paramètres suivant : la conductivité (CE), le pH, la température (T), l’alcalinité, la turbidité, le Titre Hydrotimétrie (TH).

II.2.1.1. La conductivité électrique (CE) Elle mesure la capacité de l’eau à conduire le courant électrique entre deux électrodes et dépend de la teneur en sels minéraux dissous. La conductivité électrique donne une idée sur salinité de l’eau. Une forte minéralisation résulte de la contamination ou de l’évaporation répétée ou de l’interaction de l’eau avec des roches comme des argiles et (ou) des marnes (Puradimaja, 1991 ; Grillot, 1993) ou aussi de la relation directe de l’eau avec des sols salés ou tannes (Bouteyre et al, 1992).

II.2.1.2. Le potentiel hydrogène (pH) Le pH détermine l’équilibre de base (excès en OH -) et acide (excès en H +) dans une solution donnée. Le pH inférieur à 7 indique une tendance acide et le pH supérieur à 7 indique une tendance basique. Le pH est en relation avec la nature de la roche du réservoir. La valeur de pH traduit l’homogénéité du faciès pétrographique .

50

II.2.1.3. La température (T) Pour les eaux de surface et les eaux souterraines en zone hétéro thermique, la température de l’eau dépend du cycle thermique saisonnier donc de la température de l’air ambiante. Pour les eaux souterraines profondes ou en zone homothermique, elle varie avec la profondeur suivant le gradient géothermique . La thermalité de l’eau dépend de sa température.

II.2.1.4. La turbidité La présence de particules non dissoutes dans l’eau lui confère une certaine turbidité donnant un aspect désagréable à l’eau. La connaissance de la turbidité peut nous donner une idée sur la teneur en matières en suspension.

La turbidité en silice exprime la dose en substances décantables : des sables fins, des particules (argiles, calcaires…).

La turbidité en gouttes gomme de mastic permet de mettre en évidence la présence de particules non décantables et non filtrables : substances humiques.

II.2.1.5. Titre Hydrotimétriques (TH) Le TH permet de déterminer la dureté de l’eau. Il indique la teneur globale de l’eau en sels de Ca ++ (sels de chaux) et en Mg ++ (magnésie). Il existe différents types de TH :

- TH total qui est la teneur globale en sels de Ca ++ et en Mg ++ dans l’eau brute - TH magnésien total indique la teneur globale en sels de Mg ++ - TH permanent définit la teneur globale en sulfate et chlorure de Ca ++ et en Mg ++ - TH magnésien permanent indique la teneur en sulfate et chlorure de Mg ++ seuls - TH temporaire est la teneur carbonate et bicarbonate de Ca ++ et en Mg ++ ou la différence entre le TH total et le TH permanent. II.2.1.6. Alcalinité, Titre Alcalimétrique simple et Alcalimétrique Complet L’alcalinité, appelée aussi dureté temporaire ou encore dureté carbonaté, est une dureté associée - aux excès d’ions HCO 3 . Les titres alcalimétries permettent de doser les bicarbonates, les carbonates, les hydrates alcalins dans l’eau donc l’alcalinité de l’eau. a. Titre Alcalimétrique simple (TA) Le TA indique l’alcalinité globale de l’eau. Il revient à neutraliser l’eau supposée alcaline jusqu’à -6 pH 9. Le TA en degré est égal à 10 mg/L de Na 2CO 3. Il est mesuré avec la Phénolphtaléine (pH < 8.3, virage du rouge à incolore indique la trace d’acide carbonique libre dans la solution). Le titrage à la Phénolphtaléine permet de savoir en bloc la dose en hydroxydes ou hydrates alcalins, la moitié des carbonates et les ions phosphates trisodiques.

51

b. Titre Alcalimétrique Complet (TAC) Le TAC indique aussi l’alcalinité de l’eau. Il revient à neutraliser l’eau supposée alcaline jusqu’à pH 4.4. Il est mesuré avec du Methyl-orange (pH < 4.4, virage du jaune à incolore indique une trace d’acide forte libre). Le titrage au Methyl-orange permet de savoir en bloc la dose en hydroxydes ou hydrates alcalins, les carbonates et les bicarbonates alcalins et alcalino-terreux.

Les paramètres physiques peuvent être mesurés sur terrain à l’aide des matériels ou appareils portables et aussi laboratoire. Les valeurs des paramètres chimiques doivent être déterminées par analyse dans des laboratoires spécialisés.

II.2.2. Les données chimiques

Les données chimiques sont donc des résultats des analyses aux laboratoires spécialisés comme le CNRE, INSTN, JIRAMA… Les données chimiques que nous utiliserons ici sont les résultats des analyses aux laboratoires de la JIRAMA, de l’ESPA, du CNRE et même en France). L’analyse consiste à déterminer la teneur ou la concentration des éléments chimiques dissous ou non dissous dans les échantillons d’eau. Ces éléments peuvent être classés en quelques groupes : - les ions majeurs - les éléments en trace - les molécules - les éléments radioactifs. II.2.2.1. Les ions majeurs Dans ce groupe, il y a les ions positifs ou cations et les ions négatifs ou anions qui sont surtout constitués par des éléments fondamentaux et quelques éléments caractéristiques. Certains d’entre eux sont présentés dans le tableau 11 ci-dessous.

Tableau 11 : LES IONS MAJEURS

Cations Anions

Ion magnésium Mg ++ Ion chlore Cl -

+ -- Ion sodium Na Ion sulfate SO 4

+ - Ion potassium K Ion bicarbonate HCO 3 Ion calcium Ca ++

52

II.2.2.2. Les ions mineurs ou en traces D’autres ions peuvent être dissous dans l’eau sous forme de trace. Ils sont généralement en ------moindre quantité d’où la nomination ions mineurs : CO 3 , NO 3 , NO 2 , PO 4 , etc.

II.2.2.3. Les molécules

Des particules non chargées se trouvent également dans l’eau sous forme moléculaire comme N 2,

CO 2, SiO 2, H 2S, etc.

II.2.2.4. Les éléments radioactifs Ce sont des éléments chimiques isotopiques qui émettent des rayonnements et se transforment en d’autres éléments isotopes, 18 O, deutérium D ou 2H, 3H, 14 C, etc. Le 3H ou tritium T est instable donc radioactif.

Certains de ces éléments chimiques causent la pollution et/ou le non potabilité de l’eau même en quantité très faible surtout les éléments instables (radioactifs).

II.2.3. Les données bactériologiques

Les bactéries jouent un rôle considérable dans la qualité des eaux. Ils réagissent très vite à tout apport de matières biodégradables. L’analyse la plus simple permettant de mettre en évidence une pollution organique ou fécale consiste à rechercher :

- les germes totaux - les coliformes - l’Escherichia coli, - les Streptococcus faecalis

II.2.4. Les données sur les sites

Elles sont aussi importantes car leurs acquisitions apportent une précision sur l’identification de l’échantillon. Elles permettent à cartographier la physico-chimie de la nappe et aident à l’interprétation des résultats. Elles sont notées sur terrain et formées par :

- le numéro du site ou de l’échantillon correspond codé

- la localisation du site (District ou Commune)

- le village du site (nom du village où se trouve le point d’eau)

- la géologie et la lithologie de l’aquifère

- le type d’ouvrage de captage ou équipement des points d’eau (puits, des forages, adductions gravitaires ou autres)

53

- les coordonnées géographiques [latitude (X), la longitude (Y) et l’altitude (Z)]

- le niveau statique de la nappe (la profondeur du niveau de l’eau souterraine par rapport à la surface).

II.3. LES DONNEES SOUS AQUACHEM

II.3.1. Saisie des données

Les données peuvent être saisies dans la fenêtre entrée ou « Input ». En cas de nombre élevé de données, la saisie demande beaucoup de temps. AquaChem peut accueillir des données importées à partir d’un document texte (.txt) comme le bloc note et Wordpad. Les données sur Excel sont transformées en document texte, ensuite importées dans AquaChem avec « Import ASCII » pour être traitées automatiquement sous AquaChem.

II.3.2. Présentation des données dans AquaChem

II.3.2.1. La fenêtre « The Record List » Dans cet exemple, il y a cinq (05) paramètres d’en-tête : code d’identification des sites (Sample ID), nom du village (Site), géologie de l’aquifère (Geology), type d’eau d’après AquaChem (Wtype) et l’index (Index).

Source : Database extension.HC3

Figure 17 : FENETRE« RECORD LIST » LR03120504 EST SELECTIONNEE 54

II.3.2.2. La fenêtre de saisie « Input » Un double clic sur l’un des échantillons ouvre la fenêtre « Input » sur laquelle s’affichent les données concernant cet échantillon. À l’intérieur, on peut modifier les données existantes ou saisir des nouvelles données puis les sauver. La fenêtre de saisie comporte trois (3) sous fenêtres complémentaires La structure de la nouvelle fenêtre d’entrée ou « Input » est présentée par la figure 17. a. Sous-fenêtre de saisie de valeurs mesurées « Measured values » Dans cette première sous-fenêtre (fig.17), les résultats des mesures in situ et des analyses au laboratoire sont saisis et enregistrés dans AquaChem.

Source : Database extension .HC3

Figure 18 : FENETRE « MEASURED VALUES » DE L’ECHANTILLON LR03120504

Le tableau 12 ci-dessous montre les données présentées dans la fenêtre valeur mesuré d’AquaChem.

55

Tableau 12 : LES DONNEES MESUREES

En-têtes Paramètres physiques Paramètres chimiques Cations Anions Molécules Eléments (mg/L) (mg/L) radioactifs + - Sample ID : Y : 716008m Na : 51.9574 Cl : 155.9932 H2S: + -- 54.5024 LR03120504 X : 206842m K : 33.235 SO 4 : 12.007 ++ - Site : pH : 5 Mg : 9.724 HCO 3 : 0 ++ -- ANKIRONDRO Sample temperature : Ca : 16.032 CO 3 : 0 29.6°C --- Location : PO 4 : 0 Belo Formation temperature : 32.5°C Comment : Sampling depth : 4.4 m puits busé Conductivity: 477 Water type: Turbidity: 10.09 Na-Cl Total hardness : 1.6 Alkalinity : 23 TAC : 0.02 Source : Fenêtre « measured values »

Dans la suite l’échantillon LR03120504 sera toujours sélectionné.

b. Sous-fenêtre valeurs modélisées ou « Modeled values » Cette deuxième fenêtre « modeled values » nécessite des données et informations de terrain comme la géologie de surface et de subsurface. Par manque de données thermodynamiques et isotopiques, elle sera vide.

Source: Database extension .HC3 Figure 19 : FENETRE « MODELED VALUES »

56

c. Sous fenêtre de calcul ou « Calculated values » Elle affiche (fig.19) les différents résultats de calculs chimiques automatiques exécutés par AquaChem à partir des données enregistrées dans «Input ». Ces valeurs calculées sont très importantes en hydrochimie car elles facilitent l’interprétation des données. Après analyse des données sur l’échantillon, le Watertype définit le faciès de l’eau par exemple si Na + et Cl - dominants, l’eau est chlorurée sodique.

Le programme AquaChem peut :

- convertir une valeur de la concentration des éléments en mg/L en trois (3) autres unités mmol/L, méq/L, méq% - calculer les sommes des anions et des cations en méq/l pour pouvoir effectuer la balance ionique ou l’existence de la neutralité électrique dans l’eau et le TDS, - effectuer quelques ratio ou rapports des teneurs en certains éléments chimiques comme

Ca/Mg, Ca/SO 4, Na/Cl pour caractériser la nappe et son rapport avec l’eau de mer - déterminer la dureté totale de l’eau en différent degré - évaluer la dissolution de certains composés minéraux dans l’eau - rédiger pour chaque échantillon un rapport d’informations sous format texte.

Source : Database extension .HC3

Figure 20 : FENETRE « CALCULATED VALUES »

Pour l’échantillon LR03120504, la feuille de rapport de la fenêtre texte donne le tableau 13 ci- dessous.

57

Tableau 13 : FEUILLE DE RAPPORT DE LR03120504

SampleID LR03120504 Sampling Date Location Belo sur Tsirsbihina Site ANKIRONDRO Geology Watertype Na-Cl Sum of Anions (meq/L) 4,7000 Sum of Cations (meq/L) 4,7100 Balance 0,11% Calculated TDS(mg/L) 336,6 Hardness meq/L °f °g mg/L CaCO3 Total hardness 1,6 8,00 4,48 80,0 Permanent hardness 1,6 8,00 4,48 80,0 Temporary hardness 0,0 0,00 0,00 0,0 Alkalinity 0,0 0,00 0,00 0,0

(1 °f = 10 mg/L CaCO 3, 1 °g = 10 mg/L CaO) Major ion composition mg/L mmol/L méq/L Méq% Na + 51,957 2,26 2,26 21,254 K + 33,235 0,85 0,85 0,0 Ca ++ 16,032 0,4 0,8 0,0 Mg ++ 9,724 0,4 0,8 0,0 Cl - 155,993 4,4 4,4 42,508 -- SO 4 12,007 0,125 0,25 0,0 - HCO 3 0,0 0,0 0,0 0,0 Ratios Comparison to Seawater mg/L mmol/L mg/L mmol/L Ca/Mg 1,649 1,0 0.319 0.194

Ca/SO 4 1,335 3,2 0.152 0.364 Na/Cl 0,333 0,514 0.556 0.858 Gas composition Air saturated water (32,5°C, p=1 bar) mg/L mmol/L mmol% mg/L mmol/L

H2S 54,502 1,6 62,5 Dissolved Minerals mg/L mmol/L Halite (NaCl) 132,21 2,26 Sylvite (KCl) 63,368 0,8552

Dolomite (CaMg(CO 3)2) 50,627 0,275

Anhydrite (CaSO 4) 17,025 0,125 Source : Database extension .HC3

58

Ce tableau constitue la base ou banque de données principales de l’AquaChem. Les corrections, les représentations graphiques, les traitements et les analyses des données, tous travaux réalisés avec AquaChem sont basés sur cette base de données.

Avec cette fenêtre, des interprétations peuvent être faites. La fenêtre « record » affiche un faciès provisoire de l’eau de chaque échantillon dans la colonne « Watertype ». AquaChem les classes en fonction de la concentration des éléments chimiques dans l’eau et donne jusqu’à 23 faciès différents. Cette classification donne une ambiguïté sur l’interprétation de l’origine de l’eau et permet aussi de savoir le cation et l’anion dissous dominants dans les échantillons. Sur cette fenêtre, on peut grouper les eaux selon le choix de l’utilisateur. Par exemple, la conductivité désirée par le menu « record » (Record/Search). Signalons que Mazor en 1997 a classé l’eau suivant la conductivité (CE) : - eau douce si CE < 300µS/cm - eau moyennement douce si 300µS/cm < CE < 900µS/cm - eau salée si CE > 900µS/cm. La fenêtre « Input » révèle la conformité ou non de la qualité des eaux des ouvrages de captage aux normes choisis par le client ou l’utilisateur, donc de la présence ou non de pollutions. Elle calcule la quantité des composés minéraux dissous causant la minéralisation. Elle peut aussi nous aider au marquage des eaux par des éléments radioactifs. Cette description ou présentation montre que l’AquaChem est un logiciel très pratique vue sa caractéristique ou sa composante à base physico-chimique, sa richesse en outils de stockage et traitement de données, pour étudier la chimie des eaux d’un secteur ou d’une unité de gestion (région administrative, bassin versant, etc.). C’est un outil hydrochimique pouvant aider tous ceux qui travaillent dans le secteur eau et assainissement dont les utilisateurs de l’eau, les chercheurs (Hydrologues, hydrauliciens, hydrogéologues, hydrochimistes, etc.) ; les décideurs et les agents d’exécution.

59

Troisième Partie

Traitement des données avec AquaAquaCCCChemhemhemhem,, i, interprétationi nterprétation et modélisationmodélisation....

60

Le logiciel AquaChem a été utilisé pour la numérisation des données hydrochimiques de la Région Menabe. Elle a été élaborée dans le but classifier et de modéliser les données hydrochimiques de la dite Région. Une base ou banque de données sera établie à partir de la fenêtre entrée ou « Input » du programme AquaChem. Outre que les représentations graphiques des résultats et données chimiques avec les fenêtres graphiques et la présentation des rapports chimiques à l’aide de la fenêtre rapport, l’analyse et le traitement seront réalisés en utilisant les différents approches hydrochimiques en vue de les interpréter par la suite. Vu les problèmes de minéralisation des eaux rencontrés dans cette Région Menabe, quelques essais de modélisation de ces donnés hydrochimiques par cartographie de zonages chimiques de la région feront l’objet de l’application de ce logiciel AquaChem.

III.1. REPRESENTATIONS GRAPHIQUES SOUS AQUACHEM L’hydrochimie étudie la présence des éléments chimiques dissous ou non dans l’eau et leur répartition dans le temps et dans l’espace ainsi que la compréhension de la géochimie ou l’origine de l’eau. Diverses possibilités de représentations graphiques peuvent être réalisées avec AquaChem pour nous aider à interpréter les informations et résultats des mesures sur terrain et des analyses au laboratoire. AquaChem possède treize (13) outils de représentations graphiques dont les principaux sont les diagrammes de Piper ; de Schoëller- Berkaloff ; de Durov et de Scatter. Quelques types de sélections dans la fenêtre « Record List » facilitent l’analyse et l’étude pour le choix d’apparition des échantillons : - affichés tous les échantillons (Show all records) - cachés tous les échantillons (Omit all records) - caché la ou les échantillons sélectionnées (Omit selected records), les autres restent visibles - affiché la ou les échantillons sélectionnées (Omit not selected records), les restes sont cachées - inversé la sélection (Invert selection) Sélection programmée des échantillons (Symbol assign), il s’agit de grouper les échantillons selon le besoin ou le choix, elle sera très utile dans la suite .

61

III.1.1. Les diagrammes fondamentales

III.1.1.1. Diagramme de Piper Le diagramme de Piper (fig.20) donne la classification ou le faciès chimique des eaux échantillonnées.

Les points se regroupent dans le pôle de l’ion chlore Cl - du triangle des anions d’où le faciès Chloruré. Par contre, dans le triangle des cations, les points placés dans le pôle de l’ion calcium Ca++ dépassent largement ceux placés au pôle de l’ion sodique Na +. Ce cation désigne le nom du faciès de l’eau. Donc, pour les cations, l’eau est calcique. L’ion Magnésium (Mg ++ ) n’est pas vraiment négligeable car des points assez importants sont situés en zone intermédiaire entre le pôle de Ca ++ et celui du Mg ++ . -- Les anions majeurs sont peu importants, l’ion Sulfaté SO 4 possède une concentration élevée dans - quelques échantillons et l’ion bicarbonate HCO 3 reste le plus faible pour tous les échantillons. Ainsi, on peut conclure que les eaux de ces échantillons sont classées dans trois (03) faciès (fig.20) : - faciès hyperchloruré et hypersulfaté calcique - faciès chloruré et sulfaté calcique et magnésien - faciès chloruré sodique et potassique ou sulfaté sodique et potassique.

Source : Database extension.HC3

Figure 21 : DIAGRAMME DE PIPER DES DONNEES

62

III.1.1.2. Diagramme de Schoëller En général, le diagramme de Schoëller permet de comparer le degré de minéralisation des eaux.

D’après la teneur ou la concentration en certains composants chimiques présents dans les échantillons d’eau de la Région Menabe, le diagramme de Schoëller montre deux groupes d’eau.

Le premier groupe possède une concentration maximale en ion Cl -, suivie de la teneur en ion Ca ++ ++ + + -- - en Magnésium Mg , de sodium et potassium [Na + K ], et de sulfate SO 4 . L’anion HCO 3 est en concentration minimale.

-- ++ ++ + + Le second groupe présente un pic de concentration en ion SO 4 , les ions Ca , Mg , [Na + K ] et - - Cl sont plus ou moins en équilibre mais la concentration en HCO 3 reste toujours le plus faible. On a donc comme faciès d’eau (fig. 21) :

- eaux chlorurées ou sulfatées sodiques - eaux chlorurées ou sulfatées calciques - eaux chlorurées ou sulfatées magnésiennes.

Source : Database extension .HC3

Figure 22 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES DONNEES

63

III.1.2. Autres diagrammes

D’autres diagrammes disponibles dans AquaChem renforcent l’interprétation de ces deux diagrammes précédents pour mieux comprendre la géochimie des eaux de la région. On peut utiliser :

III.1.2.1. Les diagrammes « circulaire, radial et raide » Les diagrammes circulaire, radial et raide sont utilisés pour comparer les valeurs de plusieurs paramètres d’un seul échantillon et pour confronter le rapport de ces valeurs dans toutes les données établies.

Ces trois diagrammes (fig.22) montrent les mêmes informations pour un échantillon sélectionné donné. Ainsi, on trouve que la teneur en Cl - est très importante. Elle représente presque la moitié de la concentration en éléments chimiques de l’échantillon, puis arrive celle du Na +, Ca ++ et du Mg ++ qui ont 2- une concentration sensiblement égale et assez importante. Le SO 4 se présente en faible concentration et - le HCO 3 est presque absentent.

Source : Database extension .HC3

Figure 23 : DIAGRAMMES CIRCULAIRE (a), RADIAL (b) ET RAIDE (c) DE LR03120504 III.1.2.2. Les histogrammes de fréquence Les histogrammes (fig.23) montrent la fréquence du Ca ++ et du Cl - d’un site aux intervalles de concentrations données. On observe la différence de concentrations entre ces deux éléments : [Cl -] atteint le 1620mg/L (a) alors que [Ca ++ ] est inférieure à 500mg/L (b). Ils définissent que :

- pour le Ca, de [0,60[, la fréquence est 68 et pour le Cl, de [0,180[, elle est 68, ces intervalles présentent la fréquence la plus élevée en ces éléments - pour le Ca, de [300,360[ U [360,420[, la fréquence est égale à 1 et pour le Cl, de [1440, 1620[, elle est 1, ces intervalles présentent la fréquence la plus faible en ces éléments.

64

Source : Database extension .HC3

Figure 24 : HISTOGRAMMES DE FREQUENCE de Ca et Cl POUR ANKIRONDRO

La petite flèche rouge dans l’histogramme indique la position de l’échantillon sélectionné (LR03120504 Ankirondro)

III.1.2.3. Les diagrammes ternaires On a établi deux diagrammes ternaires ou triangulaires : l’un pour les cations avec les pôles Mg ++ , ++ + -- - - Ca et Na et l’autre pour les anions avec les pôles SO 4 , HCO 3 et Cl . Les diagrammes montrent que la grande partie des échantillons se trouve dans le pôle du Ca du triangle des cations et dans le pôle du Cl du triangle des anions (fig.24).

Source : Traitement des données sur AquaChem

Figure 25 : DIAGRAMMES TERNAIRES DES ANIONS ET DES CATIONS

65

Pour les cations, trois points seulement se trouvent au pôle de la zone magnésienne. Plusieurs points sont situés dans la zone calcique et quelques points dans la zone sodique. Des points sont plus ou moins répartis dans la zone mixte du diagramme des cations.

Par contre, ils sont inégalement répartis dans le diagramme des anions. Le pôle du Cl - rassemble presque tous les points. Le pôle de sulfate compte peu de points. La zone mixte a un seul point et dans le pôle bicarbonate n’a aucun point.

III.1.2.4. Le diagramme de Durov La projection des points dans le carré du diagramme de Durov montre que la plupart des points se concentrent au croisement des pôles Cl-Ca, quelques uns dans le croisement Cl-Mg, très peu de points sont rencontrés dans le croisement des pôles Cl-Na, SO 4-Ca, SO 4-Na, SO 4-Mg (fig. 25).

L’enrichissement en [Cl -] nous permet d’affirmer que la majorité des échantillons d’eau appartiennent au faciès chlorurés. La forte teneur en chlore dans l’eau peut être due à l’intercommunication avec l’eau des dépressions fermées qui a subit de l’évaporation répétée (Durov, 1948).

Source : Traitement des données sur AquaChem

Figure 26 : DIAGRAMME DE DUROV

66

III.1.2.5. Les diagrammes géothermomètres

Le diagramme triangulaire montre que tous les échantillons se trouvent à la base du triangle, on peut avancer que les eaux sont immatures par rapport à l’aquifère .

Source : Traitement des données sur AquaChem

Figure 27 : DIAGRAMMES GEOTHERMOMETRES III.1.2.6. Le diagramme de Scatter

Le diagramme de Scatter montrant la relation de la profondeur avec la conductivité électrique (fig.27) présente que les eaux ont généralement une faible conductivité électrique quelque soit sa profondeur. On remarque quand même que les eaux plus minéralisées appartiennent à des nappes dont la profondeur ne dépasse pas 10m. Cette minéralisation s’explique par l’emplacement des sites : Les échantillons JH03120401, VP03120703, VP03112501, VP03112705, VP03112701 sont prélevés aux points d’eau dans les zones littorales donc sous l’influence d’invasion marine. Les échantillons VP03120907, VP03121002 et VP03120904 sont pris aux points d’eau des milieux isolés favorisant l’interaction eau roches.

67

Source : Traitement des données sur AquaChem

Figure 28 : LA PROFONDEUR EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE III.1.2.7. Le diagramme cartographique Ce diagramme est très important car le but de l’hydrochimie est la représentation d’une carte hydrochimique d’une région pour voir la répartition des facies chimiques de l’eau dans l’espace et connaitre l’origine de la minéralisation en relation avec les roches traversées et ou encaissantes. Comme la géologie est la base de l’hydrogéologie (Castany, 1982), des représentations cartographiques à fond carte géologique ont été réalisée pour vérifier certaines hypothèses sur la classification et l’origine de la minéralisation des eaux.

- carte de conductivité AquaChem 3.7 arrive à superposer les données traitées, sur un fond de carte. La présentation des échantillons en symbole dont sa teinte est proportionnelle à une classe de paramètres choisis arbitrairement mais très facile à réaliser avec AquaChem. La carte des conductivités électriques des eaux de la région est présentée par la figure 28 ci-dessous.

La carte affiche une certaine homogénéité en termes de CE. Celle-ci indique, l’homogénéité relative régionale de l’aquifère exploitée. Le symbole présente une teinte plus ou moins semblable vers la valeur faible.

68

Source : AquaChem/BD 500(FTM)

Figure 29 : CARTE DES CONDUCTIVITES ELECTRIQUES AVEC FOND GEOLOGIQUE

III.1.3. La fenêtre Texte« Text »

AquaChem par sa fenêtre texte permet de rédiger plusieurs genres de rapport sur l’échantillon sélectionné suivant le choix et les besoins de l’utilisateur ou le client.

III.1.3.1. Rapport de mélange Le rapport de mélange d’eau entre deux échantillons, solution 1: VP03121013 Mahabo CANAL DABARA et solution 2: VP03112501 Morondava BEKONAZY grès donne les résultats ci-dessous avec cinq autres nouveaux échantillons ayant une teneur calculée par AquaChem selon la pourcentage de mélange.

69

Après avoir traitées les données, on déduit que l’échantillon VP03120805 de Tanambao Kirijibe est proportionnel à la valeur de mélange 50-50%, l’échantillon VP03120802 d’Androvakely est proportionnel à la valeur de mélange 40-60% et l’échantillon VP03120202 de Tanambao Soalala correspond à la valeur du mélange 30-70%, des eaux de la solution 1 et la solution 2 (tableau 15).

Tableau 14 : COMPARAISON ENTRE UNE FRACTION DE MELANGE DE DEUX SOLUTIONS

Elément Tanambao Mélange Androvakely Mélange Tanambao Mélange (mg/L) Kirijibe 50/50 40/60 Soalala 30/70 Na 7,357 8,276 9,196 9,38 12,644 10,483

Ca 32,064 68,938 96,192 74,388 66,733 79,839

Mg 21,393 22,001 25,161 26,352 29,172 30,704

Cl 113,45 177,265 199,246 198,537 212,718 219,809

SO 4 19,211 22,333 19,211 23,63 24,975 24,927

pH 3,15 7,125 6,62 7,097 5,73 7,07

III.1.3.2. Rapport sur la qualité d’eau

La qualité de l’eau est comparée avec la norme des eaux de consommation ou la norme des eaux d’irrigation. Pour l’échantillon LR03120504 du site Ankirondro, le rapport montre d’abord :

70

- l’en-tête d’identification du site, - un tableau de quatre colonnes mentionnant : les éléments chimiques, la mesure prise de chaque élément, les valeurs recommandées et la norme à ne pas dépasser - quelques pour les eaux d’irrigations

L’analyse des résultats montre que l’échantillon d’Ankirondro n’est pas conforme à la norme sauf pour la CE qui est égale à 477µS/cm. Cette valeur est supérieure à la valeur recommandée CE< 400µS/cm et inférieure à la valeur maximale admissible CE< 1250µS/cm et Na est égal à 51,9mg/L or la valeur recommandée est Na< 20mg/L et la maximale Na<200mg/L. Les autres éléments dépassent la norme comme celle de la température 29.6°C > 25°C, la turbidité 10.1NTU > 10NTU, le K 33.2mg/L > 12mg/L, le Cl 156mg/L > 25mg/L et le pH 5 < 6.5.

Des directives de qualité de l’eau de l’OMS, de l’UE de Madagascar peut être intégrées dans AquaChem pour satisfaire les besoins des utilisateurs.

III.2. TRAITEMENT DES RESULTATS ET INTERPRETATIONS Dans AquaChem, on peut localiser les sites correspondants à chaque classe à l’aide de ces types de sélection .

71

III.2.1. Classification des eaux selon Piper

III.2.1.1. Eaux hyperchlorurées calciques ou Hypersulfatées calciques Les échantillons prélevés à Mahavonjy, à la source de Miandrivazo, au puits artésien de Manamby et au canal de Dabara sont classés dans ce faciès (fig. 29).

La fenêtre texte ou la feuille de rapport qui donne les résultats de classements de ces échantillons d’eau hyperchlorurée ou hypersulfatée calcique est présentée dans le tableau 16 ci-dessous.

Source : Database extension .HC3

Figure 30 : DIAGRAMME DE PIPER DES EAUX HYPERCHLORUREES OU HYPERSULFATEES CALCIQUES

Tableau 15 : EAUX HYPERCHLORUREES OU HYPERSULFATEES CALCIQUES

ID District Site Géologie Type d’eau Index \/P03121007 Mah MORAFENO - TSINJORANO calcaire Ca-Cl 1 \/P03121302 Miand SOATANANA MOROLOT grès (Isalo) Mg-Ca-Cl 2 JH03113001 Moro AMPASIBEVIHY calcaire Mg-Ca-Cl 3 JH03113002 Moro BEVOAY calcaire Ca-Mg-Cl 4

JH03120101 Moro LAMBOKELY MAHASOA grès argileux Ca-Mg-Cl-SO 4 5 JH03120102 Moro LAMBOKELY MAHASOA grès argileux Ca-Cl 6

JH03120103 Moro LAMBOKELY MAHASOA grès argileux Ca-Mg-Cl-SO4 7

VP03080101 Manja ANTSIRA BELO SUR MER Cl-NO 3 8

VP03080102 Manja ANTSIRA BELO SUR MER Ca-NO 3 -Cl-SO 4 9

72

ID District Site Géologie Type d’eau Index

VP03080105 Manja BELO SUR MER Ca-Cl-NO 3 10

VP03080106 Manja MAHAVONJY Cl-SO 4NO 3 11 VP03080107 Manja MAHAVONJY Ca-Cl 12 VP03080201 Manja SOASERANA calcaire Ca-Cl 13 VP03080301 Manja ANDRANOVORINAMPELA Calcaire/m/g Cl 14 VP03112101 Moro ANDRANOVORIGISO .V calcaire Ca-Mg-Cl 15 VP03112201 Moro AMBINDA / AMPANIHY Grès Mg-Ca-Cl-SO4 16 VP03112301 Moro TSARAHONENANA E./ MAH calcaire Ca-Mg-Cl-SO4 17 VP03112302 Moro TSARAHONENANA W./ MAH calcaire Ca-Cl 18 VP03112401 Moro SOAVINARIVO - TSINJORANO calcaire Ca-Cl 19 VP03112402 Moro ANTSARIBAO - TSIMANAVAKA calcaire Mg-Ca-Cl 20 VP03112403 Moro ANTEVAMENA Ecole calcaire Mg-Ca-Cl 21 VP03112501 Moro BEKONAZY grès Ca-Mg-Cl 22 VP03112801 Moro TSINJORANO calcaire Mg-Ca-Cl 23 VP03112802 Moro AMBOLOANDO CENTRE calcaire Ca-Cl 24 VP03120202 Moro TANAMBAO SOALALA calcaire Ca-Mg-Cl 25 VP03120701 Belo TSITAKABASIA grès conglom Ca-K-Mg-Cl-SO4 26 VP03120802 Belo ANDROVAKELY Ca-Mg-Cl 27 VP03120805 Moro TANAMBAO KIRIJIBE Mg-Ca-Cl 28 VP03120807 Moro TANDROKOSY Ca-Cl 29 VP03120901 Moro AMBATOVOAMBA calcaire Ca-Cl 30 VP03120906 Moro ANDRANOLAVA calcaire Ca-Mg-Cl 31 VP03121003 Mah MAHABOKELY FERME calcaire Mg-Ca-Cl 32 VP03121006 Mah MAHABOKELY AVARATRA calcaire Mg-Ca-Cl-SO4 33 VP03121013 Mah CANAL DABARA Ca-Cl 34 VP03121014 Mah TANAMBAO MAROFOTOTRA calcaire Ca-Mg-Cl 35 VP03121201 Mah PUITS ARTESIEN DE MANAMBY calcaire Mg-Ca-Cl 36 VP03121301 Miand SOATANANA MOROLOT grès Ca-Cl 37 VP03121304 Miand MIANDRIVAZO SOURCE grès et argile Ca-K-Cl 38 Source : Database extension .HC3

73

III.2.1.2. Eaux chlorurées et sulfatées calciques et magnésiennes

Source : Database extension .HC3

Figure 31 : DIAGRAMME DE PIPER DES EAUX CHLORUREES ET SULFATEES CALCIQUES MAGNESIENNES

Les échantillons prélevés au puits de Bevoay, à la pompe de Befasy et à la rivière au NO d’Ambinda appartiennent à cette classe (fig.30). La fenêtre texte ou la feuille de rapport qui donne les résultats de classements de ces échantillons d’eau chlorurée et sulfatée calcique magnésienne est présentée par le tableau 17 ci-après.

Tableau 16 : LISTE DES EAUX CHLORUREES ET SULFATEES CALCIQUES MAGNESIENNES

ID District Site Geologie Type d’eau Index \/P03120603 Belo MASOARIVO EGLISE marno-calcaire Mg-Ca-Cl 1 \/P03120808 Moro TANDROKOSY SUD Ca-Mg-SO4 2 \/P03120811 Moro MAROVOAY Ca-Cl 3 \/P03120905 Moro ANKILIMAHASOA calcaire Mg-Na-Ca-Cl 4 \/P0 3121001 Mah ANKILIABO calcaire Mg-Ca-Na-Cl 5 \/P03121303 Miand MIAND "QUARTIER V" grès et argile Ca-Na-Cl-SO4 6 JH03113003 Moro BEVOAY Puits busé n°1 calcaire Ca-K-Cl 7 JH03113004 Moro ANKARAOBATO BEMANONGA grès argileux. g Ca-Na-Cl 8 JH03120401 Moro MAROFANDILIA grès argileux. g Ca-Mg-Na-Cl-SO4 9 LR03120501 Belo AMPASIMANDROATRA Mg-Na-Ca-Cl 10 LR03120502 Belo TAZOALAVA - MANGOTROKA Mg-Ca-Cl 11 LR03120503 Belo ANKIRONDRO Ca-Mg-Cl 12 74

ID District Site Geologie Type d’eau Index

VP03071802 Mah BEPEHA Ca-Cl-SO4-HCO 3 13

VP03080103 Manja BELO SUR MER Ca-Cl-HCO 3 14

VP03080104 Manja BELO SUR MER Ca-Cl-HCO 3 15 VP03112202 Moro Rivière Nord-Ouest Ambinda Grès Ca-Cl 16 VP03112203 Moro MANANJAKA / AMPANIHY calcaire Mg-Ca-Cl 17 VP03112303 Moro MAHABOKELY calcaire Ca-Mg-Cl 18 VP03112304 Moro TANANDAVA III ANKILIVALO calcaire Ca-Cl 19 VP03112305 Moro AMBALANIVO - ANKILIVALO calcaire Na-Ca-K-Cl 20 VP03112701 Moro AMPASY ATSIMO calcaire Na-Ca-Cl 21 VP03112702 Moro ANTSAKAMIROHAKA .W calcaire Ca-Na-Mg-Cl 22 VP03112703 Moro ANTSAKAMIROHAKA calcaire Ca-Cl 23 VP0311270 4 Moro ANTOBY BEMANONGA grès argileux Ca-Na-Mg-Cl 24

VP03112705 Moro ANTOBY BEMANONGA grès argileux Ca-Na-Cl-SO 4 25 VP03112803 Moro ANALAIVA (Nord marché) calcaire Ca-Mg-Cl 26

VP03120201 Moro TANAMBAO SOALALA TANDROY calcaire Ca-Cl-SO 4 27 VP03120203 Moro AMPANDRA calcaire Ca-Mg-Cl 28 VP03120402 Belo TANAMBAO MAHASOA grès argileux. g Mg-Ca-Na-Cl 29 VP03120403 Belo TSIMAFANA grès argileux. g Ca-Mg-Cl 30

VP03120404 Belo TSIMAFANA grès argileux. g Mg-Ca-Na-Cl-NO 3 31

VP03120405 Belo TSIMAFANA MARCHE grès argileux. g Ca-Na-Mg-Cl-SO 4 32 VP03120406 Belo TSIMAFANA HOPITAL grès argileux. g Ca-Na-Cl 33 VP03120407 Belo KIBOY ANKAZOABO grès argileux. g Mg-Na-Ca-Cl 34 VP03120408 Belo TSIANALAKO / TSIMAFANA grès argileux. g Ca-Mg-Cl 35

VP03120601 Belo ANDRANOPOSA SOANAFINDRA grès argileux. g Mg-Ca-SO 4-Cl 36 VP03120602 Belo MASOARIVO marno-calc aire Mg-Na-Ca-K-Cl 37

VP03120604 Belo AMBOHIPINOANA grès conglom Ca-Mg-Cl-SO 4 38 VP03120606 Belo BELO SUR TSIRIBIHINA Ca-Mg-Na-Cl 39 VP0 3120702 Belo AMPATAKA GSM 2 grès conglom Ca-Na-Cl 40 VP03120703 Belo AMPATAKA GSM 1 grès conglom Ca-Mg-Na-Cl 41 VP03120704 Belo AMPATAKA grès conglom Ca-Na-Mg-Cl 42 VP03120801 Belo ANDROVAKELY Ca-Mg-Cl 43 VP03120803 Belo ANDROVAKELY Ca-Na-K-Cl 44 VP03120804 Belo ANDROVAKELY Ca-K-Cl 45

VP03120806 Moro TANDROKOSY Ca-Cl-HCO 3 46 VP031 20810 Moro MAROVOAY P2 Mg-Ca-Cl 47

VP03120902 Moro BEFASY MAIRIE calcaire Ca-Cl-SO 4 48

VP03120903 Moro BEFASY Pompe Curé calcaire Ca-Mg-Cl-SO 4 49

75

ID District Site Geologie Type d’eau Index

VP03120907 Moro MORARANO calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 50

VP03120908 Moro ANDOHARANO BADOUR calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 51

VP03120909 Moro ANDOHARANO calcaire Mg-Na-Cl-SO 4 52

VP03120910 Moro AMBOHIBARY calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 53

VP03121002 Mah ANKILIABO HOPITAL calcaire Ca-Mg-Cl-HCO 3 54

VP03121004 Mah AMBORIKY MAHABOKELY calcaire Ca-Cl-SO 4 55 VP03121005 Mah AMBORIKY MAHABOKELY calcaire Ca-Mg-Cl 56 VP03121008 Mah ANDRANOMANITSY - ANALAIVA calcaire Ca-Cl 57 VP03121009 Mah TSIMITIA calcaire Na-Mg-Ca-Cl 58

VP03121010 Mah AMPANDRA calcaire Mg-Ca-Cl-SO 4 59

VP03121011 Mah TANAMBAO MAROFOTOTRA calcaire Ca-Cl-SO 4 60

VP03121012 Mah TANAMBAO calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 61 VP03121202 Mah ANKILIZATO SUD marne jaune Ca-Na-Cl 62 VP03121203 Mah ANKILIZATO SUD marne jaune Na-Mg-Ca-Cl 63 VP03121204 Mah MALAIMBANDY EST HOPITAL grès Ca-Cl 64 Source : Database extension .HC3 III.2.1.3. Eaux chlorurées ou sulfatées sodiques et potassiques Les échantillons d’eau prélevés au puits d’Ankirondro et à la source d’Ambohipinoana font parti de cette classe (fig.31).

Source : Database extension .HC3

Figure 32 : DIAGRAMME DE PIPER DES EAUX CHLORUREES OU SULFATEES SODIQUES ET POTASSIQUES

76

La feuille de rapport qui donne les résultats de classements des échantillons d’eau chlorurée ou sulfatée sodiques et potassiques est présentée par le tableau 18 ci-après.

Tableau 17 : LISTE DES EAUX CLORUREES OU SULFATEES SODIQUES ET POTASSIQUES

ID District Site Geologie Type d’eau Index LR03120504 Belo ANKIRONDRO Na-Cl 1 VP03112306 Moro ANKILIVALO NORD calcaire Na-Ca-K-Cl 2 VP03112502 Moro ANDRANOMENA - TANDILA grès Na-SO4-Cl 3

VP03120605 Be lo AMBOHIPINOANA SOURCE grès conglom Na-Cl-NO 3 4 VP03120809 Moro MAROVOAY P1 Na-Ca-Cl 5

VP03120904 Moro BEFASY HOPITAL calcaire Na-Ca-SO 4-Cl 6 Source : Database extension .HC3

Puisque AquaChem permet aussi de choisir les paramètres supposés intéressants pour arriver à un but précis ou désiré, trois exemples de représentations graphiques (fig.32) : selon le type d’eau (a), la conductivité électrique (b) et le groupe (c) des échantillons par le diagramme de Piper ont été réalisés.

Source : Database extension .HC3

Figure 33 : TROIS TYPES DE REPRESENTATIONS AVEC DIAGRAMME DE PIPER

77

III.2.2. Faciès des eaux selon Schoëller

III.2.2.1. Eaux chlorurées Elles rassemblent toutes les eaux qui présentent un pic de concentration en Cl -. Une précision sur la définition de faciès demande la considération de la concentration en certains ions comme le Ca ++ , Mg ++ , Na +, etc. Le diagramme de Schoëller facilite cette tâche. Les résultats sont présentés dans les figures 33, 34 et 35 ; les tableaux 19, 20 et 21 ci-dessous.

a. les eaux chlorurées magnésiennes

Source : Database extension .HC3

Figure 34 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX CHLORUREES MAGNESIENNES

Tableau 18 : LISTE DES EAUX CHLORUREES MAGNESIENNES

ID District Site Geologie Type d’eau Index \/P03120603 Belo MASOARIVO EGLISE marno-calcaire Mg-Ca-Cl 1 \/P03120905 Moro ANKILIMAHASOA calcaire Mg-Na-Ca-Cl 2 \/P03121001 Mah ANKILIABO calcaire Mg-Ca-Na-Cl 3 \/P03121302 Miand SOATANANA MOROLOT grès (Isalo) Mg-Ca-Cl 4 JH03113001 Moro AMPASIBEVIHY calcaire Mg-Ca-Cl 5 LR03120501 Belo AMPASIMANDROATRA Mg-Na-Ca-Cl 6 LR03120502 Belo TAZOALAVA - MANGOTROK Mg-Ca-Cl 7

78

ID District Site Geologie Type d’eau Index

VP03112201 Moro AMBINDA / AMPANIHY Grès Mg-Ca-Cl-SO 4 8 VP03112203 Moro MANANJAKA / AMPANIHY calcaire Mg-Ca-Cl 9 VP03112402 Moro ANTSARIBAO - TSIMANAVA calcaire Mg-Ca-Cl 10 VP03112403 Moro ANTEVAMENA Ecole calcaire Mg-Ca-Cl 11 VP03112801 Moro TSINJORANO calcaire Mg-Ca-Cl 12 VP03120402 Belo TANAMBAO MAHASOA grès argileux. g Mg-Ca-Na-Cl 13

VP03120404 Belo TSIMAFANA grès argileux. g Mg-Ca-Na-Cl-NO 3 14 VP03120407 Belo KIBOY ANKAZOABO grès argileux. g Mg-Na-Ca-Cl 15 VP03120602 Belo MASOARIVO marno-calcaire Mg-Na-Ca-K-Cl 16 VP03120805 Moro TANAMBAO KIRIJIBE Mg-Ca-Cl 17 VP03120810 Moro MAROVOAY P2 Mg-Ca-Cl 18

VP03120909 Moro ANDOHARANO calcaire Mg-Na-Cl-SO 4 19 VP03121003 Mah MAHABOKELY FERME calcaire Mg-Ca-Cl 20

VP03121006 Mah MAHABOKELY AVARATRA calcaire Mg-Ca-Cl-SO 4 21

VP03121010 Mah AMPANDRA calcaire Mg-Ca-Cl-SO 4 22 VP03121201 Mah PUITS ARTESIEN DE MANAMBY calcaire Mg-Ca-Cl 23 Source : Database extension .HC3

b. les eaux chlorurées calciques

Source : Database extension .HC3

Figure 35 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX CHLORUREES CALCIQUES

79

Tableau 19 : LISTE DES EAUX CHLORUREES CALCIQUES

ID District Site Geologie Type d’eau Index

\/P03120808 Moro TANDROKOSY SUD Ca-Mg-SO 4 0 \/P03120811 Moro MAROVOAY Ca-Cl 1 \/P03121007 Mah MORAFENO - TSINJORANO calcaire Ca-Cl 2

\/P03121303 Miand MIAND "QUARTIER V" grès et argile Ca-Na-Cl-SO 4 3 JH03113002 Moro BEVOAY calcaire Ca-Mg-Cl 4 JH03113003 Moro BEVOAY Puits busé n°1 calcaire Ca-K-Cl 5 ANKARAOBATO JH03113004 Moro BEMANONGA grès argileux. g Ca-Na-Cl 6

JH03120101 Moro LAMBOKELY MAHASOA grès argileux Ca-Mg-Cl-SO 4 7 JH03120102 Moro LAMBOKELY MAHASOA grès argileux Ca-Cl 8

JH03120103 Moro LAMBOKELY MAHASOA grès argileux Ca-Mg-Cl-SO 4 9

JH03120401 Moro MAROFANDILIA grès argileux.g Ca-Mg-Na-Cl-SO 4 10 LR03120503 Belo ANKIRONDRO Ca-Mg-Cl 11

VP03071802 Mah BEPEHA Ca-Cl-SO 4-HCO 3 12

VP03080101 Manja ANTSIRA BELO SUR MER Cl-NO 3 73 VP03080102 Manja ANTSIRA BELO SUR MER Ca-Mg-NO3-Cl-SO4 13

VP03080103 Manja BELO SUR MER Ca-Cl-HCO 3 14

VP03080104 Manja BELO SUR MER Ca-Cl-HCO 3 15

VP03080105 Manja BELO SUR MER Ca-Cl-NO 3 16

VP03080106 Manja MAHAVONJY Cl-SO4-NO 3 17 VP03080107 Manja MAHAVONJY Ca-Cl 18 VP03080201 Manja SOASERANA calcaire Ca-Cl 19 VP03080301 Manja ANDRANOVORINAMPELA cal/grès/marn Cl 20 VP03112101 Moro ANDRANOVORIGISO. V calcaire Ca-Mg-Cl 21 VP03112202 Moro Rivière au N.WAmbinda Grès Ca-Cl 22

VP03112301 Moro TSARAHONENANA E./ MAH calcaire Ca-Mg-Cl-SO 4 23 VP03112302 Moro TSARAHONENANA W. / MAH calcaire Ca-Cl 24 VP03112303 Moro MAHABOKELY calcaire Ca-Mg-Cl 25 TANANDAVA III - VP03112304 Moro ANKILIVALO calcaire Ca-Cl 26 VP03112401 Moro SOAVINARIVO - TSINJORANO calcaire Ca-Cl 27 VP03112501 Moro BEKONAZY grès Ca-Mg-Cl 28 VP03112702 Moro ANTSAKAMIROHAKA (W) calcaire Ca-Na-Mg-Cl 29 VP03112 703 Moro ANTSAKAMIROHAKA calcaire Ca-Cl 30 VP03112704 Moro ANTOBY BEMANONGA grès argileux Ca-Na-Mg-Cl 31

VP03112705 Moro ANTOBY BEMANONGA grès argileux Ca-Na-Cl-SO 4 32

80

ID District Site Geologie Type d’eau Index VP03112802 Moro AMBOLOANDO CENTRE calcaire Ca-Cl 33 VP03112803 Moro ANALAIVA (Nord marché) calcaire Ca-Mg-Cl 34 TANAMBAO SOALALA VP03120201 Moro TANDROY calcaire Ca-Cl-SO 4 35 VP03120202 Moro TANAMBAO SOALALA calcaire Ca-Mg-Cl 36 VP03120203 Moro AMPANDRA calcaire Ca-Mg-Cl 37 VP03120403 Belo TSIMAFANA grès argileux.g Ca-Mg-Cl 38

VP03120405 Belo TSIMAFANA MARCHE grès argileux.g Ca-Na-Mg-Cl-SO 4 39 VP03120406 Belo TSIMAFANA HOPITAL grès argileux.g Ca-Na-Cl 40 VP03120408 Belo TSIANALAKO / TSIMAFANA grès argileux.g Ca-Mg-Cl 41

VP03120604 Belo AMBOHIPINOANA grès conglom Ca-Mg-Cl-SO 4 42 VP03120606 Belo BELO SUR TSIRIBIHINA Ca-Mg-Na-Cl 43

VP03120701 Belo TSITAKABASIA grès conglom Ca-K-Mg-Cl-SO 4 44 VP03120702 Belo AMPATAKA GSM 2 grès conglom Ca-Na-Cl 45 VP03120703 Belo AMPATAKA GSM 1 grès conglom Ca-Mg-Na-Cl 46 VP03120704 Belo AMPATAKA grès conglom Ca-Na-Mg-Cl 47 VP03120801 Belo ANDROVAKELY Ca-Mg-Cl 48 VP03120802 Belo ANDROVAKELY Ca-Mg-Cl 49 VP03120803 Belo ANDROVAKELY Ca-Na-K-Cl 50 VP03120804 Belo ANDROVAKELY Ca-K-Cl 51

VP03120806 Moro TANDROKOSY Ca-Cl-HCO 3 52 VP03 120807 Moro TANDROKOSY Ca-Cl 53 VP03120901 Moro AMBATOVOAMBA calcaire Ca-Cl 54

VP03120902 Moro BEFASY MAIRIE calcaire Ca-Cl-SO 4 55

VP03120903 Moro BEFASY Pompe Curé calcaire Ca-Mg-Cl-SO 4 56 VP03120906 Moro ANDRANOLAVA calcaire Ca-Mg-Cl 57

VP03120907 Moro MORARANO calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 58

VP03120908 Moro ANDOHARANO BADOUR calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 59

VP03120910 Moro AMBOHIBARY calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 60

VP03121002 Mah ANKILIABO HOPITAL calcaire Ca-Mg-Cl-HCO 3 61

VP03121004 Mah AMBORIKY MAHABO KELY calcaire Ca-Cl-SO 4 62 VP03121005 Mah AMBORIKY MAHABO KELY calcaire Ca-Mg-Cl 63 ANDRANOMANITSY - VP03121008 Mah ANALAIVA calcaire Ca-Cl 64

VP03121011 Mah TANAMBAO MAROFOTOTRA calcaire Ca-Cl-SO 4 65

VP03121012 Mah TANAMBAO calcaire Ca-Na-Cl-SO 4 66 VP03121013 Mah CANAL DABARA Ca-Cl 67

81

ID District Site Geologie Type d’eau Index VP03121014 Mah TANAMBAO MAROFOTOTRA calcaire Ca-Mg-Cl 68 VP03121202 Mah ANKILIZATO SUD marne jaune Ca-Na-Cl 69 VP03121204 Mah MALAIMBANDY.E HOPITAL grès Ca-Cl 70 VP03121301 Miand SOATANANA MOROLOT grès (Isalo) Ca-Cl 71 VP03121304 Miand MIANDRIVAZO SOURCE grès et argile Ca-K-Cl 72 Source : Database extension .HC3

c. les eaux chlorurées sodiques

Source : Database extension .HC3

Figure 36 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX CHLORUREES SODIQUES

Tableau 20 : LISTE DES EAUX CHLORUREES SODIQUES

ID District Site Geologie Type d’eau Index LR03120504 Belo ANKIRONDRO Na-Cl 1 VP03112305 Moro AMBALANIVO - ANKILIVALO calcaire Na-Ca-K-Cl 2 VP03112306 Moro ANKILIVALO NORD calcaire Na-Ca-K-Cl 3 VP03112701 Moro AMPASY ATSIMO calcaire Na-Ca-Cl 4

VP03120605 Belo AMBOHIPINOANA SOURCE grès conglom Na-Cl-NO 3 5 VP03120809 Moro MAROVOAY P1 Na-Ca-Cl 6 VP03121009 Mah TSIMITIA calcaire Na-Mg-Ca-Cl 7 VP03121203 Mah ANKILIZATO SUD marne jaune Na-Mg-Ca-Cl 8 Source : Database extension .HC3

82

III.2.2.2. Eaux sulfatées

2- Elles rassemblent toutes les eaux qui présentent un pic de concentration en SO 4 . La précision de la définition du faciès de l’eau demande aussi la considération de la concentration en ions Ca ++ , Mg ++ , Na +, etc. Les eaux de cette classe sont présentées dans la figure 36 et le tableau 22 ci-après.

Source : Database extension .HC3

Figure 37 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX SULFATEES

Tableau 21 : LISTE DES EAUX SULFATEES

ID District Site Geologie Type d’eau Index \/P03120808 Moro TANDROKOSY SUD Ca-Mg-SO4 1 VP03112502 Moro ANDRANOMENA - TANDILA grès Na-SO4-Cl 2 VP03120601 Belo ANDRANOPOSA SOANAFINDRA grès argileux. g Mg-Ca-SO4-Cl 3 VP03120904 Moro BEFASY HOPITAL calcaire Na-Ca-SO4-Cl 4 Source : Database extension .HC3

Avec le diagramme de Schoëller- Berkaloff dans l’AquaChem, on peut aussi choisir les paramètres supposés intéressants à l’interprétation des résultats. La figure 37 ci-dessous présente trois exemples selon : le type d’eau (a), la conductivité électrique (b) et le groupe (c) .

83

Source : Database extension .HC3

Figure 38 : TROIS TYPES DE REPRESENTATIONS AVEC DIAGRAMME DE SCHOËLLER III.2.2.3. origine des eaux Les eaux de même origine sont caractérisées par des graphes présentant des courbes de même allure. Ceci est très important à l’identification du type de l’aquifère emmagasinant la nappe.

Les graphes peuvent informer également sur le comportement hydrodynamique et hydrochimique du système aquifère c'est-à-dire l’interaction eau-roche. Ils permettent aussi de déterminer les eaux de même origine qui sont marquées par des courbes parallèles (fig.38) et d’estimer la direction et le sens d’écoulement des eaux souterraines .

84

Source : Traitement des données sur AquaChem

Figure 39 : DIAGRAMME DE SCHOËLLER DES EAUX DE MEME ORIGINE

III.2.3. Analyse de l’histogramme

Un choix d’intervalles plus détaillé a mis en évidence que les fréquences maximales sont nettement différentes : la fréquence du Ca atteint quarante (40) et celle du chlore n’est que vingt cinq (25). Ces résultats sont présentés dans le tableau 23 ci-dessous.

85

Tableau 22: RESULTATS DE L’HISTOGRAMME

Ca Fréquence Cl Fréquence

[0, 36[ 39 [0, 36[ 4

[36,72[ 40 [36,72[ 17

[72,108[ 15 [72,108[ 16

[108,144[ 5 [108,144[ 25

[144,180[ 3 [144,180[ 8

[180,216[ 3 [180,216[ 7

[216,252[ 0 [216,252[ 3

[252,288[ 0 [252,288[ 7

[288,324[ 1 [288,324[ 5

[324,360[ 0 [324,360[ 3

Source : Database extension .HC3

III.2.4. Analyse avec le diagramme de Scatter

III.2.4.1. Le Chlorure

Les diagrammes de Scatter présentant les concentrations ioniques en fonction de la concentration en Cl - (ion le plus important par rapport aux autres ions présents) affiche une absence de relation entre les deux paramètres. Les autres éléments n’évoluent pas en fonction du chlore. Cette absence de corrélation est confirmée par une valeur du coefficient de corrélation bas r < 0.75 et l’éparpillement des points par rapport à la droite de tendance (fig. 39). On peut alors dire que le chlore participe peu à la minéralisation même s’il est l’ion dominant dans l’eau. Cette observation est démontrée par le dernier diagramme de chlore en fonction de la conductivité électrique avec un coefficient de corrélation faible r = 0.566. Toutes ces interprétations aboutissent aux caractéristiques du chlore qui est un ion conservateur car une fois introduit par intrusion marine, par sea spray (évaporation) ou par dissolution de l’halite rarement en état rocheux dans l’eau, aucun processus ne peut l’enlever. Le chlore ne participe pas aux interactions eau-roches ou aux échanges de bases ioniques entre l’eau et la roche qu’elle traverse.

86

Source : Traitement des données sur AquaChem Figure 40 : CONCENTRATIONS IONIQUES EN FONCTION DE LA CONCENTRATION EN Cl- III.2.4.2. Rapports spécifiques Le diagramme de Scatter permet également de réaliser des diagrammes des rapports spécifiques entres ions définissants la nature de quelques roches. Par exemples le rapport :

- Na/Cl  HALITE - Ca/SO4  ANHYDRITE - Ca/Mg  DOLOMITE a. Halite Pour le Halite, le diagramme de Scatter du rapport Na/Cl en fonction de la conductivité électrique permet de déterminer l’origine des ions respectifs. On peut placer les lignes de dissolution de ces ions sur le diagramme (fig.40).

Ce diagramme montre que tous les points se trouve au dessous de la ligne de dissolution de Na/Cl de la mer sauf ceux de Befasy Hopitaly et d’Andranomena Tandila placés au dessus de la ligne de dissolution du Halite et d’Ambohipinoana source entre les deux lignes de dissolution de Na/Cl de la mer et du halite.

87

Source : traitement des données sur AquaChem

Figure 41 : NA/CL EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE

b. Anhydrite

Pour l’Anhydrite, le rapport Ca/SO 4 de la plupart des points reste supérieur à celui de l’eau de mer (fig.41). Cela montre que les eaux de faible conductivité électrique sont riches en Ca sauf celles d’Antoby Bemanonga et de Marofandilia.

Source : Traitement des données sur AquaChem

Figure 42 : Ca/SO 4 EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE 88

On observe aussi que pour certains points d’eau peu minéralisée, le rapport Ca/SO 4 est inférieur à -- 1. Cette valeur peut être traduite par l’enrichissement en SO 4 des eaux (Tandrokosy sud, Andranomena-

Tandila , Befasy hopitaly et Andranoposa Soanafindra) ou par la précipitation de CaCO 3 dont l’origine est la grésification des matériaux de la bande côtière, ou aussi par le mélange d’eau avec l’eau de mer relativement pauvre en Ca (Ambohipinoana source, Mahavonjy, Ampandra, Andranomena, Andoharano). c. dolomite Pour la dolomite, la majorité des points se situe au dessus du rapport Ca/Mg égal à 1. Les deux points Antoby Bemanonga et Marofandilia fortement minéralisés se positionnent de nouveau parmi eux (fig.42). Un nombre assez important de points a un rapport Ca ++ /Mg ++ inférieur à 1. Il est causé par un enrichissement en Mg ++ ou appauvrissement en Ca ++ .

Source : traitement des données sur AquaChem

Figure 43 : Ca/Mg EN FONCTION DE LA CONDUCTIVITE

III.2.5. Traitement du diagramme cartographique

III.2.5.1. le diagramme circulaire Les données très nombreuses entraînent souvent une certaine confusion sur la représentation. On a choisi la classe des eaux chlorurées ou sulfatées sodiques et potassiques. La figure 43 montre à la fois la teneur en éléments chimiques des échantillons et l’importance de la teneur pour chaque échantillon.

89

Source : AquaChem/BD 500(FTM)

Figure 44 : DIAGRAMME CIRCULAIRE DES EAUX CHLORUREES OU SULFATEES SODIQUES ET POTASSIQUES SUR UN FOND CARTE GEOLOGIQUE

Le diagramme définit alors la dominance de l’ion Cl- par rapport aux autres ions et met en évidence l’importance de la valeur ionique des eaux de deux sites Ampasy Atsimo et Ankirondro par rapport aux autres sites.

III.2.5.2. Le diagramme radial Il se procède comme celui du diagramme circulaire. La représentation (fig.44) des eaux sulfatées -- avec le diagramme radial sur un fond carte géologique confirme l’importance de la concentration en SO 4 par rapport à celle des autres anions et la différence de la teneur des ions de l’échantillon de Befasy hopitaly par rapport aux autres échantillons présentés. L’influence de la nature et/ou la structure de l’aquifère sur la chimie de l’eau ne sont pas très significatives.

90

Source : AquaChem/BD 500(FTM) Figure 45 : CARTE GEOLOGIQUE AVEC LE DIAGRAMME RADIAL DES EAUX SULFATEES

L’exploitation des données globales avec AquaChem nous a permis d’obtenir différents résultats : 29 figures représentant des fenêtres de base de données dans AquaChem ; plusieurs types de diagrammes ; 11 tableaux contenant de nouvelles données provenant du traitement des anciennes et 03 rapports rédigeant la synthèse des résultats permettant de modéliser les données.

91

III.3. MODELISATION DES DONNEES HYDROCHIMIQUES DE LA REGION Devant les problèmes de la qualité d’eaux et les résultats des travaux antérieurs réalisés dans la zone d’étude dont l’essai de traçage des isovaleurs des pH et des isovaleurs des conductivités électriques (Razafindrakoto, 2004), un essai de zonage hydrochimique de la Région Menabe en fonction de la concentration en Cl - à partir des résultats de mesures in situ et des analyses au laboratoire sera établi.

III.3.1. Représentations cartographiques

La physico-chimie des eaux naturelles aussi bien de surface que souterraines dépend des terrains qu’elles traversent (Bontoux, 1992). Dans cette section, les cent huit (108) échantillons d’eaux prélevés seront représentés graphiquement en fonction de leur teneur en Cl - sur un fond carte géologique de la zone d’étude (fig. 45) pour vérifier certaines hypothèses.

Source : MapInfo/BD500/Rapport F@des 2004

Figure 46 : CARTE GEOLOGIQUE ET CLASSE DES EAUX f(Cl)

92

La carte montre qu’en général les échantillons d’eau sont prélevés dans les zones sédimentaires formées de carapaces sableuses ou de sables roux et des alluvions fluviatiles. La plupart des points d’eau se trouvent dans la zone d’alluvions récentes et de sables holocènes (quaternaire) couvrant la carapace sableuse néogène le long des fleuves comme Tsiribihina, Mangoky et/ou par les rivières comme Manambolo, Morondava. Plusieurs points se situent au niveau de la carapace sableuse néogène où des ouvrages captent la nappe des sables roux. Certains points sont implantés sur les dunes vives quaternaires. Quelques uns sont situés en zone de grès quartziques ou de grès calcareux, des argiles gréseuses ou des argiles marneuses à gypse et des couches à faciès mixtes.

Les échantillons d’eau sont groupés à quatre classes d’eau selon la valeur de Cl - (méq/L) :

- concentration en Cl - [0 - 5[ - concentration en Cl - [5 - 10[ - concentration en Cl - [10 -15[ - concentration en Cl - [15 – 204]

L’analyse statistique de chacun des intervalles de concentration affichent que parmi les cent huit (108) échantillons, soixante treize (73) appartiennent à la première classe soit 67%, vingt trois (23) appartiennent à la seconde classe soit 21% des échantillons, six (6) échantillons d’eau seulement se trouvent dans troisième classe ou 5%. Les 7% restants (11 échantillons) sont groupés dans le dernier intervalle.

III.3.2. Interprétation des résultats

La cause de cette diversification ou cette variation importante des valeurs de concentrations en Cl - de 0 à 204 méq/L des 108 échantillons d’eau prélevés dans la zone d’étude peut être expliquée par :

- le système global aquifère-eaux de surface

- l’échange de base eau-roche

- d’autres phénomènes

93

Source : AquaChem/MapInfo/BD500/Rapport F@des 2004

Figure 47 : SITES DES EAUX DE CONCENTRATION [0 – 5[

- le système global aquifère-eaux de surface

Les eaux à concentration en Cl - de [0 – 5[se situent dans les zones des formations alluviales longeant les fleuves et rivières (fig. 46) qui prennent leur source en zone des Hautes Terres et dans les plateaux calcaires (Tsiribihina, Morondava). La faible concentration peut être due au phénomène de dilution par l’intercommunication du point d’eau avec ces réseaux hydrographiques. La relation est définie par des rivières ou fleuves drainants ou infiltrants. Le deuxième type de relation participe à la recharge des aquifères et constitue une ressources en eau importantes d’approvisionnement en eau potable (Castany, 1982).

94

Source : AquaChem/MapInfo/BD500/Rapport F@des 2004

Figure 48 : SITES DES EAUX DE CONCENTRATION [5 – 10[

- l’échange de base eau-roche

La concentration en Cl - entre 5 et 10méq/L résulte peut être de l’interaction des eaux avec les roches (fig. 47). Pendent le temps de séjour dans le système aquifère, l’eau peut dissoudre certains éléments chimiques de la roche encaissante ou réservoir. Elle peut aussi céder des éléments aux magasins aquifères. Le complexe peut donc constituer un milieu favorable aux échanges de constituants chimiques sous certaines conditions.

95

Source : AquaChem/MapInfo/BD500/Rapport F@des 2004/Razafindrakoto, 2004

Figure 49 : SITES DES EAUX DE CONCENTRATION [10 – 204]

- d’autres phénomènes

A part l’exploitation de la nappe gréseuse ou la nappe argileuse ou encore la nappe des formations à faciès mixte (calcaire, marnes, grès, argiles), une forte concentration en Cl - dans les mêmes formations antérieures nous amène à avancer des hypothèses : o invasion marine en faveur des fracturations

o intercommunication des points d’eau avec des plans d’eau superficiels subissant des évaporations successives

96

o recharge directe des aquifères par des précipitations riches en Cl -

Des points d’eau étudiés sont implantés sur des linéaments, des failles dextres ou senestres et des fissures (fig.48). Ceci vérifie peut être l’hypothèse d’invasion marine dans la nappe conduisant ainsi à l’importance de la teneur en Cl - dans certaines zones où les échantillons d’eau ont été prélevés.

III.3.3. Modélisation

Le but de cette mémoire est la modélisation des données hydrochimiques de la Région Ménabe. Les données traitées dans AquaChem et MapInfo aboutissent aux résultats présentés par la figure 49. La Région Menabe est divisée en quatre zones principales et des zones intermédiaires en fonction du Cl -. La zone Est et le Nord sont caractérisés par l’eau souterraine à faible valeur de Cl - . Le Sud et le Sud-ouest possèdent des valeurs du Cl - supérieures à 10méq/L. La diminution de la valeur de Cl - à l’Est peut se traduire par l’importance des réseaux hydrographiques entrainant la dilution de la solution, sous l’effet d’infiltration d’eau météorique. L’évolution de la valeur vers le Sud et l’Ouest au niveau des zones littorales est influencée par l’eau de mer. La partie Est constitue la zone de recharge du bassin hydrogéologique de la région.

Par ailleurs, la carte a montré que certains points ayant des valeurs en Cl - élevées, ils sont isolés sur le plateau à carapace sableuse et sur des zones collinaires. La stabilité de la valeur de la concentration en Cl - dans la partie Nord-est le long des axes d’écoulement (fleuve ou rivière) indique soit un écoulement rapide de l’eau souterraine dans le milieu poreux, soit l’existence d’autre apport extérieur, par infiltration des rivières Kabatomena, Morondava et / ou l’eau des canaux d’irrigation de la plaine de Dabara ou aussi la non participation du chlore aux interactions eau-roche et aux échanges de bases ioniques entre l’eau et la roche encaissante et ou traversée.

La partie Sud affiche une bonne allure en termes de zone de transition pour la teneur en Cl -. Cette évolution progressive de concentration en Cl- peut être due à la nature géologique de l’aquifère ou au faible apport extérieur dans la nappe ou aussi au phénomène de « sea spray » et ou évidemment à l’intrusion marine au niveau des zones littorales.

Le zonage est superposé avec la carte de délimitation des Communes de la Région (fig. 49).

97

Source : AquaChemMapInfo/BD500/Rapport F@des 2004

Figure 50 : CARTE D’ISOVALEUR EN Cl -

98

L’utilisation de diverses approches hydrochimique à l’aide d’un logiciel spécial et adéquat à la modélisation des données physico-chimiques comme AquaChem a permis de définir les classes ou faciès chimiques des eaux échantillonnées dans la zone d’étude. Elle donne des idées sur les processus d’acquisition des caractéristiques physiques et chimiques et l’origine des eaux. Diverses représentations cartographiques sur la qualité chimique des eaux peuvent être établies facilement suivant le besoin et l’objectif de l’étude.

Malgré le fait que les échantillons ne couvrent pas toute la région et que leur répartition dans l’espace n’est pas homogène, un essai de zonation ou de zonage de la classe d’eau chlorurée suivant trois limites de teneurs en Cl - semble réalisable. Notons que dans ce mémoire, les données physico-chimiques sont analysées, traitées et interprétées dans un seul but, la modélisation des données hydrochimiques de la Région Menabe. Pour pouvoir établir une modélisation plus ou moins parfaite, les échantillonnages devraient être bien repartis et couvrir toute la région.

99

CONCLUSION GENERALE

Au terme de ce mémoire, on peut avancer qu’AquaChem est un logiciel hydrochimique très pratique par la présence :

- de la fenêtre de saisie « input » pour pouvoir créer de base de données - des treize différentes possibilités de représentations graphiques avec les divers diagrammes (de Piper, de Schoëller, de Durov, ternaires, etc.) pouvant aider tous ceux qui travaillent dans le secteur eau et assainissement (chercheurs, utilisateurs, agents exécuteurs décideurs) de savoir les caractéristiques physico-chimiques des eaux naturelles et ou contaminées - des fenêtres textes facilitant l’interprétation des données avec les rapports de synthèse des résultats.

Il est aussi très spécifique car les données traitées sont purement hydrochimiques résultant provenant des mesures in situ et des analyses des échantillons d’eau au laboratoire. Il permet de mieux comprendre les données à saisir, de maîtriser les traitements des informations avec les diagrammes adéquats pour une étude ou un but précis en vue de l’interprétation des résultats obtenus.

L’utilisation de l’AquaChem pour étudier la chimie des eaux de la Région Menabe contribue à la modélisation des données hydrochimiques et à la classification de ses eaux. Elle permet d’assurer une meilleure gestion des ressources en eaux surtout en termes de qualité dans le temps et dans l’espace.

Les résultats obtenus ont permis de dégager les caractéristiques physico-chimiques et de définir les diverses classes ou faciès des eaux échantillonnées dans la région.

Cent huit (108) échantillons d’eau répartis dans les 5 Districts de la Région Menabe ont été étudiés. Ils sont prélevés dans des points d’eau implantés pour la majorité au niveau des carapaces sableuses pliocènes, des alluvions sableuses quaternaires et d’un système aquifère plus profond formé de grès crétacé.

La concentration en Cl - domine largement pour les anions. Les diagrammes présentent que plus de -- 90% des échantillons ont le faciès chloruré. Quelques uns montrent une anomalie en SO 4 avec les autres anions majeurs donnant ainsi la classe des eaux sulfatées.

Ceci reflète la relation entre caractères physico-chimiques des eaux et son système aquifère défini par la géologie. La nappe dans la bande côtière est riche en Cl - du fait de l’intrusion marine et/ou du « sea spray « qui sont les phénomènes très actifs dans cette zone.

100

-- L’anomalie de SO 4 est peut être liée au contact des eaux avec des formations marneuses (marnes, marnes glauconieuses, argiles marneuses, calcaires marneuses) et/ou avec des formations gypseuses (marne à gypse ou argiles à gypse, etc.).

- Les résultats affichent l’appauvrissement des eaux en bicarbonate HCO 3 .

Pour les cations, les éléments majeurs Ca ++ , Mg ++ et Na + + K + sont dominants. Ainsi, les eaux de la région sont les classes des eaux : calciques ; magnésiennes ; calciques magnésiennes, sodique ; potassiques et sodiques potassiques.

Pour tous les ions, les diagrammes démontrent l’existence des classes des eaux sulfatées sodiques ; sulfatées calciques ; sulfatées magnésiennes ; sulfatées calciques magnésiennes ; chlorurées calciques chlorurées sodiques ; chlorurées magnésiennes et chlorurées calciques magnésiennes.

Une forte précipitation de CaCO 3 dont l’origine est la grésification des matériaux de la bande côtière ou aussi par le mélange d’eau avec l’eau de mer relativement pauvre en Ca ++ pourrait entrainer l’appauvrissement de l’eau en bicarbonate.

En perspective, le contrôle et le suivi de la qualité physico-chimique des eaux de la Région sont nécessaires pour savoir l’évolution dans le temps. Une application de l’AquaChem dans la région Atsimo Andrefana est envisagée.

101

BIBLIOGRAPHIE

1. ANDRIAMIRADO L. Ch. (2003) : Application de la méthode de polarisation spontanée (PS) et du panneau électrique à l’étude hydrogéologique de la plaine alluviale de Morondava. Rapport de stage. DEA en Géophysique. Option Géophysique Appliquée. 57p, annexes.

2. ANDRIAMPANARIVO R. E. (2003) : Apport de la prospection électrique 1D et 2D à l’étude des nappes aquifères du Nord Kabatomena, Région du Menabe. Rapport de stage. DEA en Géophysique. Option Géophysique Appliquée. Univ. d’Antananarivo. 57 p. et annexes.

3. ARTHAUD F., GRILLOT J.-C., RAUNET M. (1989) : La tectonique cassante à Madagascar : son incidence sur la géomorphologie et sur les écoulements. Can. J. Earth Sci. 27, pp. 1394-1407.

4. BESAIRIE H. (1960) : Monographie géologique de Madagascar. Doc. Serv. Géol. Madagascar, 166p.

5. BRGM/CGG/INTRAFOR (1968-1969) : Recherches minérales et eaux souterraines dans le sud de Madagascar - Etude des ressources de l'eau souterraine de la plaine de Morondava.

6. CASTANY G. (1982) : Principes et méthodes de l’hydrogéologie. DUNOD Université, Paris. 238 p. 7. CHAPERON P., DANLOUX L., FERRY L. (1993) : Fleuves et rivières de Madagascar. Edit. ORSTOM. Monographie hydrologique n°10, 855p. 8. DEGREMONT (1963) : Mémento technique de l’eau. Edit. Sté Degrémont, 300 p. 9. GRILLOT J.-C., RALAIMARO J., ARTHAUD F. (1993) : Aquifères karstiques et caractéristiques physico-chimiques des eaux d’étiages : exemple de la zone tropicale de l’hémisphère sud (Madagascar). Rev. Hydrogéol. BRGM, n°3, 1993. 10. Fades-IOGA/IRD/CNRE/Asa Rano (2004) : Apport de l’imagerie et de la modélisation géophysiques à 1D et 2D à l’évaluation du potentiel en eaux souterraines de la région comprise entre Mangoky et Tsiribihina, Sud-ouest de Madagascar. Rapport final. 11. KOKUSAI K., SANYU (1996) : Etude de l’exploitation des eaux souterraine dans la région du Sud-ouest de la République de Madagascar (Phase II). J.I.C.A., Rapport finale Vol I et II, août 1996. 102p. 12. LESSARD L. (1969) : Etude des ressources en eaux souterraines à Madagascar (Région côtière du SW de Madagascar entre Tuléar et Morondava). BRGM, 104 p. 13. MIEM/ J.I.C.A. (1990) : Groundwater development study in south-western region of the Democratic Republic of Madagascar, Novembre 1990.

102

14. Ministère de l’Agriculture (2003) : Monographie de la région de Menabe. Secrétariat Général, Unité de Politique pour le Développement Rural (UPDR). 165 pp et annexes, avril 2001. 15. RAKOTONDRABE (2007) : Etude de la vulnérabilité des ressources en eau aux changements climatiques, modélisation par le logiciel WEAP 21 : cas du bassin versant de Morondava.106 p 16. RAKOTONDRAINIBE J. H. (1994) : Les ressources en eaux souterraines de Madagascar. Carte. 17. RALAIMARO J. (1993) : Aspects morpho-tectoniques et physico-chimie des eaux à l’étiage dans les karsts de Madagascar. Mém. de D.E.S.U. Spécialité Hydrogéologie. Univ. des Sciences et Techniques de Languedoc, Montpellier II. France. 55 p, pl. photos. 18. RANDRIANARISOA N. (2000) : Etudes géophysique de la région d’Ampataka en vue de l’alimentation en eau du Complexe «grands salins du Menabe ». Rapport de DEA IOGA- Faculté des Sciences, Univ. d’Antananarivo. 19. RASOLONDRAZAO L. (2001) : Etude hydrogéologique du delta de Morondava (Tuléar) par prospection électrique. Application à l’implantation d’un point de forage. Rapport de stage de DEA. Univ. d’Antananarivo . 20. RAZAFINDRAKOTO B. (2004) : Apport de l’imagerie et de la modélisation géophysiques à 1D et 2D à l’évaluation du potentiel en eaux souterraines de la région comprise entre Mangoky et Tsiribihina, Sud-Ouest de Madagascar. 21. RAZAKAMANANTSOA A.R. (2004) : Essai de modélisation des ressources en eau du sous bassin de Morondava. Mémoire d’Ingéniorat. ESPA. Univ. d’Antananarivo. 22. SALOMON J.N. (1980) : Le sud-ouest de Madagascar. Thèse de Doctorat, Univ. Aix Marseille. Edisud Aix-en-Provence, 2tomes, 992 p. 1987. 23. SCHOËLLER H. (1964) : La classification géochimique des eaux. Assemblée générale de Berkley du 19 au 31 Septembre 1963. A.I.H.S. n°64. pp. 16-22. 24. SOURDAT M. (1977) : Le Sud-Ouest de Madagascar. Morphogenèse et pédogenèse. Travaux et document de l’ORSTOM n°70. 210 p. pl. et annexes.

103

TABLE DE MATIERE

REMERCIEMENT ...... 3 LISTE DES ABREVIATIONS ...... 4 LISTE DES TABLEAUX ...... 6 LISTE DES FIGURES ...... 7 SOMMAIRE ...... 8 INTRODUCTION ...... 9 Première partie : Présentation générale de la zone d’étude ...... 11 I.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET ADMINISTRATIF ...... 12 I.1.1. Situation géographique et administrative...... 12 I.1.1.1. Géographie ...... 12 I.1.1.2. Administration ...... 13 I.1.2. Géomorphologie ...... 14 I.1.2.1. Les zones côtières ...... 14 I.1.2.2. Les plaines ...... 15 I.1.2.3. Les plateaux ...... 15 I.1.2.4. Les massifs ...... 15 I.1.3. Population et activités de la population ...... 15 I.1.3.1. La population ...... 15 I.1.3.2. Les activités de la population ...... 15 I.2. CONTEXTE CLIMATOLOGIQUE ...... 16 I.2.1. Température ...... 16 I.2.2. Le vent ...... 18 I.2.3. Evaporation et évapotranspiration ...... 18 I.3. CONTEXTE GEOLOGIQUE ...... 18 I.3.1. Socle cristallin ...... 18 I.3.2. Formations sédimentaires ...... 19 I.3.2.1. La série de type Karroo ...... 19 I.3.2.2. La série post-Karroo ...... 20 I.3.3. Cadre tectonique et structural...... 23 I.4. RESSOURCE EN EAU ...... 26 I.4.1. Précipitation ...... 26 I.4.2. Hydrographie ...... 28 I.4.2.1. Fleuves et rivières ...... 28 I.4.2.2. Bassins versants ...... 30 I.4.3. Hydrogéologie ...... 31 I.4.3.1. Aquifères ...... 32 I.4.3.2. Invasion saline ...... 32 I.4.3.3. Qualité physico-chimique des eaux ...... 32 Deuxième partie : Présentation de l’AquaChem et présentation des données ...... 35 II.1. GENERALITE SUR LE LOGICIEL AQUACHEM ...... 36 II.1.1. Origine du Logiciel ...... 36 II.1.2. Disponibilité et points forts ...... 37 104

II.1.3. Outils ...... 37 II.1.4. Fonctionnement ...... 38 II.1.4.1. La fenêtre liste de registre « The Record List » ...... 39 II.1.4.2. La fenêtre d’entrée « Input » ...... 40 II.1.4.3. La fenêtre graphique « Graph » ...... 42 II.1.4.3. La fenêtre Texte « Text » ...... 47 II.2. PRESENTATION DES DONNEES ...... 50 II.2.1. Les donnés physiques ...... 50 II.2.1.1. La conductivité électrique (CE) ...... 50 II.2.1.2. Le potentiel hydrogène (pH) ...... 50 II.2.1.3. La température (T) ...... 51 II.2.1.4. La turbidité ...... 51 II.2.1.5. Titre Hydrotimétriques (TH) ...... 51 II.2.1.6. Alcalinité, Titre Alcalimétrique simple et Alcalimétrique Complet ...... 51 II.2.2. Les données chimiques ...... 52 II.2.2.1. Les ions majeurs ...... 52 II.2.2.2. Les ions mineurs ou en traces ...... 53 II.2.2.3. Les molécules ...... 53 II.2.2.4. Les éléments radioactifs ...... 53 II.2.3. Les données bactériologiques ...... 53 II.2.4. Les données sur les sites ...... 53 II.3. LES DONNEES SOUS AQUACHEM ...... 54 II.3.1. Saisie des données ...... 54 II.3.2. Présentation des données dans AquaChem ...... 54 II.3.2.1. La fenêtre « The Record List » ...... 54 II.3.2.2. La fenêtre de saisie « Input » ...... 55 Troisième Partie : Traitement des données avec AQUACHEM, interprétation et modélisation...... 60 III.1. REPRESENTATIONS GRAPHIQUES SOUS AQUACHEM ...... 61 III.1.1. Les diagrammes fondamentales ...... 62 III.1.1.1. Diagramme de Piper ...... 62 III.1.1.2. Diagramme de Schoëller ...... 63 III.1.2. Autres diagrammes ...... 64 III.1.2.1. Les diagrammes « circulaire, radial et raide » ...... 64 III.1.2.2. Les histogrammes de fréquence ...... 64 III.1.2.3. Les diagrammes ternaires ...... 65 III.1.2.4. Le diagramme de Durov ...... 66 III.1.2.5. Les diagrammes géothermomètres ...... 67 III.1.2.6. Le diagramme de Scatter ...... 67 III.1.2.7. Le diagramme cartographique ...... 68 III.1.3. La fenêtre Texte« Text » ...... 69 III.1.3.1. Rapport de mélange ...... 69 III.1.3.2. Rapport sur la qualité d’eau ...... 70 III.2. TRAITEMENT DES RESULTATS ET INTERPRETATIONS ...... 71

105

III.2.1. Classification des eaux selon Piper ...... 72 III.2.1.1. Eaux hyperchlorurées calciques ou Hypersulfatées calciques ...... 72 III.2.1.2. Eaux chlorurées et sulfatées calciques et magnésiennes ...... 74 III.2.1.3. Eaux chlorurées ou sulfatées sodiques et potassiques ...... 76 III.2.2. Faciès des eaux selon Schoëller ...... 78 III.2.2.1. eaux chlorurées ...... 78 III.2.2.2. eaux sulfatées ...... 83 III.2.2.3. origine des eaux ...... 84 III.2.3. Analyse de l’histogramme ...... 85 III.2.4. Analyse avec le diagramme de Scatter ...... 86 III.2.4.1. Le Chlorure ...... 86 III.2.4.2. Rapports spécifiques ...... 87 III.2.5. Traitement du diagramme cartographique ...... 89 III.2.5.1. le diagramme circulaire ...... 89 III.2.5.2. le diagramme radial ...... 90 III.3. MODELISATION DES DONNEES HYDROCHIMIQUES DE LA REGION ...... 92 III.3.1. Représentations cartographiques ...... 92 III.3.2. Interprétation des résultats ...... 93 III.3.3. Modélisation ...... 97 CONCLUSION GENERALE ...... 100 BIBLIOGRAPHIE ...... 102 TABLE DE MATIERE ...... 104 Annexes ...... 107

106

Annexes

107

ANNEXE I : NORMES RECOMMANDES PAR L’OMS POUR LA POTABILITE DES EAUX Catégories Caractéristiques Symbole Unités Eaux souterraines Température T° °C 7-25 Couleur Coul U-Pt 0-20 Caractères Turbidité Tu g/m 3 0-20 physico- Gout, odeur seuil 1- 4 chimiques et Pouvoir colmatant Po L 0.01-1 organoleptiques pH pH 5.5-8 Résistivité R Ko/cm 1-5 Dissolution O2 mg/L >ou =5 Minéralisation Examens Dureté total TH °F 0-60 préliminaires Alcalinité TAC °F 0-40 Matières organiques MC mg/L 0-3 Signes de en milieu alcalin pollution Azote ammoniacal NH 4 mg/L 0-1 Azote nitreux NO 2 mg/L 0-0.5 CO2 agressif CO 3 mg/L 0-100 Fluorures N mg/L 0-10 Chlorures Cl mg/L 0-500 Sulfates SO mg/L 0-500 Eléments 4 Nitrates NO mg/L 0-20 toxiques ou 3 Cyanures CN mg/L 0 indésirables Chromates CrO 4 mg/L 0 Chlores libres Cl mg/L 0 Silice SiO 2 mg/L 0-80 Phénols mg/L 0 Sodium Na mg/L Liés à SO 4et Cl Potassium K mg/L Magnésium Mg mg/L 0-200 Calcium Ca mg/L 0-200 Fer Fe mg/L 0-10 Cuivre Cu mg/L 0 Cations Zinc Zn mg/L 0 Aluminium Al mg/L 0-5 Plomb Pb mg/L 0 Arsenic As mg/L 0 Sélénium Se mg/L Traces Uranium U mg/L Traces Manganèse Mn mg/L 0-5 Coliformes totaux 10/100 Qualité Absence dans bactériologique Coliformes fécaux 100ml Sources : Actes des journées de l’eau 16-20 Nov. 1992 Qualité de l’eau

108

Nom : RANDRIANILAINA Prénom : Herimampionona Titre de l’ouvrage : Modélisation des données hydrochimiques dans la Région Menabe avec AquaChem Résumé : La qualité physico-chimique de l’eau doit répondre à l’exigence des utilisateurs. Un projet de recherches sur la potentialité d’eau en vue d’adduction d’eau potable a été réalisé dans la Région Menabe. Les données chimiques des mesures in situ et des analyses au laboratoire des échantillons d’eau résultantes sont valorisées et ont fait l’objet d’une étude hydrochimique détaillée. La modélisation de ces données est un des outils de gestion des ressources eau aussi bien de surface que souterraines. D’où le choix d’utiliser AquaChem, un prologiciel développé spécialement pour les analyses, les modélisations graphiques et numériques des données aqueuses géochimiques. Cette étude basée sur la chimie de l’eau consiste, d’une part à la description des principales composantes de l’AquaChem et d’autre part, à leur utilisation ou leur application pour contribuer à la modélisation de la chimie des eaux de la Région Menabe. Les résultats de traitement ont montré comme principaux faciès ou classes des eaux : chlorurées ou sulfatées ; calciques et ou magnésiennes ou sodiques. Ces classes d’eaux peuvent être issues de la contamination des eaux souterraines par des eaux de mer, de l’interaction des eaux avec les roches traversées et ou encaissantes et de l’évaporation répétée des plans d’eau libres en communication avec les nappes.

Mots clés : Modélisation, AquaChem, prologiciel, hydrochimie, ressources en eau, eau souterraine, faciès, qualité des eaux, contamination, interaction eau-roche

Abstract : The physicochemical quality of water must answer the requirement of the users. A research project on the water potentiality for the drinkable water conveyance was carried out in the Menabe Region. The chemical data of in situ measurements and the analyses at the laboratory of the water resultants samples are developed and were the subject of a detailed hydrochimic study. The modeling of these data is one of the management tools of the resources water as well of surface underground. From where the choice to use AquaChem, a prologiciel developed especially for the analyses, graphic and numerical modelings of the geochemical aqueous data. This study based on the chemistry of water consists, in one hand with the description of the principal components of AquaChem and on the other hand, with their use or their application to contribute to the modeling of the chemistry of water of the Menabe Region. The outputs showed like principal facies or classes of water: chlorinated or sulphated; calcic and or magnesian or sodic. These water classes can result from the contamination of subsoil waters by sea waters, interaction of water with the crossed rocks and or boxing and of the repeated evaporation of the free water levels in communication with the tablecloths.

Key words : Modeling, AquaChem, prologiciel, hydrochimy, resources water, subsoil water, facies, quality of water, contamination, interaction water-rock

Rapporteur : Monsieur RAKOTO Hertiana Docteur, Enseignant Chercheur