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 .......................................................................................