UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ---------------------- ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO -------------------------- DEPARTEMENT MINES ∼∼∼ O O O ∼∼∼ Formation Doctorale en Génie Minéral Mémoire de fin d’études pour l’obtention du DIPLOME D’ETUDES APPROFONDIES Option : Génie Minéral COMPREHENSION DE LA STRUCTURE ET DU FONCTIONNEMENT DU SYSTEME AQUIFERE D’UNE MASSE INSULAIRE : CAS DE LA GRANDE COMORE présenté par NADIAT Athoumani Soutenu le 29 Novembre 2011, devant le jury composé de Présidente : Dr ARISOA Rivah Kathy, Chef de Département Mines Rapporteur : Dr RALAIMARO Joseph, Enseignant Chercheur, Département Mines Examinateurs : Pr RANDRIANJA Roger, Enseignant Chercheur, Département Mines Dr RAZAFINDRAKOTO Boni G, Enseignant Chercheur, Département Mines Promotion 2008-2009 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ---------------------------- ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO --------------------------- DEPARTEMENT MINES ∼∼∼ O O O ∼∼∼ Formation Doctorale en Génie Minéral Mémoire de fin d’études pour l’obtention du DIPLOME D’ETUDES APPROFONDIES Option : Génie Minéral COMPREHENSION DE LA STRUCTURE ET DU FONCTIONNEMENT DU SYSTEME AQUIFERE D’UNE MASSE INSULAIRE : CAS DE LA GRANDE COMORE présenté par NADIAT Athoumani Soutenu le 29 Novembre 2011, devant le jury composé de Présidente : Dr ARISOA Rivah Kathy, Chef de Département Mines Rapporteur : Dr RALAIMARO Joseph, Enseignant Chercheur, Département Mines Examinateurs : Pr RANDRIANJA Roger, Enseignant Chercheur, Département Mines Dr RAZAFINDRAKOTO Boni G, Enseignant Chercheur, Département Mines Promotion 2008-2009 Mémoire de fin d’études DEA Génie Minérale 2011 SOMMAIRE REMERCIEMENTS LISTE DES ABREVIATIONS LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX INTRODUCTION Première partie : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE I-1- SITUATION GEOGRAPHIQUE I-2- CONTEXTE GEOMORPHOLOGIQUE I-3- CONTEXTE CLIMATIQUE I-4- CONTEXTE GEOLOGIQUE I-5- CONTEXTE HYDROLOGIQUE I-6- CONTEXTE SOCIO-ECONOMIQUE ET INFRASTRUCTURES Deuxième partie : APPROCHES METHODOLOGIQUES II-1- DIFFERENTES APPROCHES UTILISABLES EN HYDROGEOLOGIE II-2- APPROCHES METHODOLOGIQUE DE CETTE ETUDE Troisième partie : INFORMATIONS ET RESULTATS OBTENUS III-1- DONNEES ET INFORMATIONS HYDRO CLIMATIQUES III-2- LITHOLOGIE ET STRUCTURE GEOLOGIQUE III-3- PHYSICO-CHIMIE DES EAUX III-4- PARAMETRES HYDROGEOLOGIQUES Quatrième partie : INTERPRETATIONS DES RESULTATS ET INFORMATIONS IV-1- PRESENTATION DES INTERPRETATIONS IV-2- CAS DE L’ATOLL TIKEHAU EN POLYNESIE FRANCAISE IV-3- CAS DES ILES IRANJA AU NORD-OUEST DE MADAGASCAR IV-4- CAS DE LA GRANDE COMORE IV-5- ETUDES COMPARATIVES ET SYNTHESE CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS ANNEXES REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES TABLE DES MATIERES La GRANDE COMORE Page i Mémoire de fin d’études DEA Génie Minérale 2011 REMERCIEMENTS C’est avec plaisir que nous tenons à remercier Monsieur ANDRIANARY Philippe, Professeur titulaire et Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA) de nous avoir bien accepté à poursuivre ces deux années d’études et autorisé à soutenir ce mémoire au sein de cette Ecole Supérieure. Nous adressons aussi nos vifs remerciements à : • Madame ARISOA Riva Kathy, Chef de Département Mines à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), pour les meilleures conditions qu’elle nous a offertes au cours de notre formation au sein de son département et l’honneur qu’elle nous fait de présider le Jury de ce mémoire ; • Monsieur RASOLOMANANA Eddy, Professeur, Responsable scientifique de la formation doctorale en Génie Minéral à l’ESPA, qui de son étroite collaboration avec tous nos Enseignants, a mené à bien notre formation ; • Monsieur RALAIMARO Joseph, Maître de conférences, Enseignant Chercheur à l’ESPA, Hydrogéologue, qui a consacré ses temps précieux pour nous encadrer et qui nous a donné tant de conseils pour la réalisation de ce mémoire ; • Monsieur RANDRIANJA Roger, Professeur, Enseignant Chercheur, Département Mines, qui nous a fait l’honneur d’être examinateur de ce mémoire ; • Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni Gautier, Maître de conférences, Enseignant Chercheur à l’ESPA, qui nous a fait l’honneur d’être examinateur de ce mémoire. Nous adressons nos profondes gratitudes : • à tous les personnels du Département Adduction d’Eau de Ma’Mwé qui nous ont fourni des documents afin de rendre ce travail plus précieux ; • aux Responsables des Institutions et Services détenteurs des données en particulier le Directeur de l’observatoire volcanique du Karthala, Messieurs IBRAHIM Ahmed Kassim et BOINALI M. et les personnels du Service météorologique ; • à notre oncle CHEHA Mmadi qui, malgré ses responsabilités diverses, a accepté de nous soutenir moralement et financièrement pendant la réalisation de ce mémoire ; • à notre famille et nos amis pour leurs inestimables soutiens sans nous décourager jusqu’à ce chapitre de notre vie. A ce titre, nous tenons à exprimer nos sincères reconnaissances aux différentes personnes ayant pris part directement ou indirectement à la réalisation de ce travail. La GRANDE COMORE Page ii Mémoire de fin d’études DEA Génie Minérale 2011 LISTE DES ABREVIATIONS BAD : Banque Africaine de Développement BRGM : Bureau de Recherche Géologique et Minière CE : Conductivité Electrique. CNRE : Centre National de Recherches sur l’Environnement COI : Commission de l’Océan Indien DG : Direction Générale 2D : Deux Dimensions 3D : Trois Dimensions DNEF : Direction Nationale de l’Environnement et de Forêt EIE : Etude d’Impact Environnemental FADC : Fonds d’Appui au Développement Communautaire FED : Fonds Européens de Développement IGN : Institut Géographique National HSF : Hydraulique Sans Frontières KFAED : Fonds Koweitiens pour le Développement Economique Arabe Ma’Mwe : Maji na Mwéjé (l’électricité et l’eau) MEN : Ministère de l’Education Nationale NE/ NO : Direction Nord-Est/ Nord-Ouest NNE/ NNO : Direction Nord-Nord-Est/ Nord-Nord-Ouest OMS : Organisation Mondiale de la Santé ONU : Organisation des Nations Unies PIB : Produit Intérieur Bruit PMA : Pays Moins Avancés PNB : Produit National Bruit PNUD : Programme des Nations Unies pour le Développement PS : Polarisation Spontanée RGPH : Rapport Général sur la Population et l’Habitat SCP : Société du Canal de Province SGDM : Société Géosciences pour le Développement de Madagascar SIG : Système d’Information Géographique SE/ SO : Direction Sud-Est/ Sud-Ouest SSE/SSO : Direction Sud-Sud-Est/ Sud-Sud-Ouest TEM : Transient Electromagnetic UNICEF : United Nations International Children Emergency Fund USD : Dollars Américains La GRANDE COMORE Page iii Mémoire de fin d’études DEA Génie Minérale 2011 LISTE DES FIGURES Figure 1 : Carte de localisation de la Grande Comore Figure 2 : Divisions administratives de la Grande Comore Figure 3 : Carte topographique Figure 4 : Profils topographiques Figure 5 : Variation de la pluviométrie à Moroni Figure 6 : Variation de la pluviométrie à Mitsamiouli Figure 7 : Variation de la pluviométrie à Foumbouni Figure 8 : Variation de la pluviométrie à Hambou Figure 9 : Variation de la température dans l’île Figure 10 : Carte géologique de la Grande Comore Figure 11 : Carte des formations volcanologiques de la Grande Comore Figure 12 : Situation des Comores par rapport aux différentes zones de fracture Figure 13 : Carte des points d’eaux inventoriés Figure 14 : Carte des points d’eau par rapport aux formations volcaniques Figure 15 : Menu de l’affichage de la carte Figure 16 : Log de quelques forages et puits Figure 17 : Données acquises par des modèles géoélectriques 2D Figure 18 : Données acquises par des modèles géoélectromagnétiques (TEM) Figure 19 : Synthèse des résultats des forages et des modèles géoélectriques Figure 20 : Coupe géologique synthétique de la Grande Comore Figure 21 : Conductivité électrique des eaux et distance eau de mer Figure 22 : Conductivité électrique des eaux et profondeur des systèmes de captages Figure 23 : Carte de la conductivité électrique des eaux Figure 24 : Réservoir d’un impluvium protégé Figure 25 : Evolution du niveau statique par rapport au niveau de la marré Figure 26 : Carte de niveau de l’eau dans les points d’eau Figure 27 : Carte de niveau dynamique après pompage Figure 28 : Classification des eaux suivant le diagramme de Piper Figure 29 : Classification des eaux suivant le diagramme de Scholler Figure 30 : Carte de localisation de l’Atoll Figure 31 : Fonctionnement hydrogéologique d’un Atoll à terrain meuble Figure 32 : Carte de localisation des îles Iranja Figure 33 : Fonctionnement hydrogéologique à Iranja kely Figure 34 : Fonctionnement hydrogéologique à la Grande Comore La GRANDE COMORE Page iv Mémoire de fin d’études DEA Génie Minérale 2011 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Répartition de la population en milieux urbain et rural Tableau 2 : Démographie générale à la Grande Comore Tableau 3 : Taux brut de scolarisation dans les écoles maternelles privées (1999 à 2003) Tableau 4 : Besoins en eau de la population Tableau 5 : Besoins en eau de la population par Canton Tableau 6 : Besoins en points d’eau ou BF Tableau 7 : Valeurs des termes du bilan hydrique de l’île Tableau 8 : Résultats d’analyses physico-chimiques de l’échantillon d’eau du puits d’Ouroveni Tableau 9 : Résultats d’analyses physico-chimiques de l’échantillon d’eau du réservoir d’impluvium Tableau 10 : Résultats d’analyses physico-chimiques des eaux du TP5 et de l’ONU 37 Tableau 11 : Résultats d’analyses physico-chimiques des eaux des puits d’Iranja kely Tableau 12 : Synthèse des caractéristiques des trois différents sites considérés La GRANDE COMORE Page v Mémoire de fin d’études DEA Génie Minérale