Apport de la géochimie isotopique, de l'hydrochimie et de la télédétection à la connaissance des aquifères de la zone de contact ''socle-bassin sédimentaire'' du sud est de la côte d'ivoire

Contribution of geochemistry and remote sensing to the study of the bedrock and sedimentary basin aquifers of the south-east ivory coast

• Auteur / Autrice : Bernard Adiaffi
• Direction : Christelle Marlin, Yéï Marie-Solange Oga
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aquifères

Paléoclimatologie

Marqueurs géologiques

Hydrolyse

Résumé

Le Sud-est de la Côte d’Ivoire connaît depuis un demi-siècle une baisse exponentielle de sa surface forestière, liée à la déforestation et à l’impact du changement climatique. Les précipitations ont régressé de 15% entre 1937 et 2005 et la température de l’air connaît une légère augmentation de 0,08°C/10 ans. Pour comprendre le mécanisme de la recharge des aquifères, montrer l’impact du changement du climat et du couvert végétal sur les eaux et étudier la minéralisation des eaux de fractures du socle, 3 méthodes sont utilisées : la géochimie, la minéralogie et la télédétection. L’étude d’une image Landsat ETM+ a montré que l’aquifère du socle possède des paramètres géométriques favorables à un écoulement d’eau N-S. La minéralisation des nappes diminue d’amont en aval suivie d’une forte acidification des eaux, dues à un phénomène de dilution et de mise en solution du CO2 du sol. Sur le plan géochimique, l’étude révèle que l’enrichissement des nappes en Na+ et Ca2+ par rapport à K+ et Mg2+ est principalement lié à l’hydrolyse de l’albite pour le Na+ et de l’amphibole et de l’épidote pour le Ca2+. L’évolution du couvert végétal, depuis la période tardi-glaciaire, est marquée d’une augmentation de la teneur en 13C des eaux relativement vieilles (15 000 ans B. P) aux eaux récentes (~ 300-100 ans). La même tendance est constatée sur les teneurs en 18O et 2H des eaux du socle, témoignant ainsi des conditions particulièrement froides au début de la période post-glaciaire par rapport à celles d’aujourd’hui. Cette étude a montré que les eaux souterraines captives du socle sous le CT, ont enregistré les conditions paléoclimatiques de la Côte d’Ivoire des 15 000 dernières années.

Since a half of century, the forest surface area of the South Ivory Coast has decreased due to deforestation and climate change. The mean rainfall amount has decreased about 15% between 1937 and 2005 and the temperature value slightly evolves about 0. 08°C/10 years. In order to understand the aquifer recharge process, to access the impact of climate and vegetation cover change on the groundwater and to study the origin of bedrock groundwater mineralization, 3 methods have been used: geochemistry, mineralogy and remote sensing. The study of a Landsat ETM+ image has shown that the bedrock aquifer has geometrical parameters which are favourable to N-S flow of groundwater. The groundwater mineralization and pH values decrease from North to South due to dilution process. The geochemistry study has shown that the high content of the Na+ and Ca2+ compared to that of K+ and Mg2+ is mainly due to dissolution of the albite (for the Na+) and of the amphibole and the epidote (for the Ca2+). Concerning the isotopic data, the evolution of vegetation cover is shown in groundwater by the trend in 13C content from old groundwater (residence time of ~ 15 000 a BP) to the recent groundwater (residence times: ~ 300-100 a BP). The δ18O and δ2H values also increase with time from the beginning of the post-glacial period (~ 15 000 a BP) to the present day (< 100 a BP), showing the evolution of the climate from cold to warm conditions. The impact of climate change is mainly visible on the groundwater of the bedrock confined aquifer below the sedimentary basin.