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CONTEXTE SOCIO-ECONOMIQUE
Population et desserte en eau
Etant classée dans la zone de Menabe, où se concentrent environ 338 000 habitants, le secteur concerné (Fivondronana de Morondava et Mahabo) abritent environ 132 749 d’ habitants (année 2001, INSTAT).
Dans cette région de Morondava, la densité du bétail dépasse largement la densité humaine, surtout en milieu rural. La densité de la population dans ce bassin est environ 6.23 habitants au km2 (Ministère de l’Energie et des Mines, 1998).
De plus, du fait de problème de « dahalo » dans la région, les bétails se trouvaient dans le même quartier que la population. Cette situation entraîne la pollution de l’eau (surface ou souterraine) par les lisières.
En ce qui concerne la consommation en eau potable proprement dite, les études menées par le JICA (Agence Japonaise de Coopération Internationale) en 2001 et confirmées par les enquêtes qu’ils ont effectuées eux-mêmes, nous montrent que l’approvisionnement en eau potable dans ce milieu est très faible (2.6%).
En effet, l’approvisionnement en eau aussi bien pour l’alimentation que pour les besoins quotidiens s’effectue principalement au niveau des eaux de rivières et des eaux des puits (protégées ou non) dont la qualité est douteuse (salé et/ou à forte teneur en nitrate). Certains puits sont constitués seulement de simple trou, comme ceux de Betesda (W10). Mais l’utilisation de l’eau du canal de Dabara est généralisée même dans les établissements publics comme l’école.
Par contre, la population urbaine (ville de Morondava et Mahabo), ne rencontre pas ce genre de problème étant donnée qu’elle est approvisionnée par la JIRAMA (Jiro sy Rano Malagasy), et par quelques forages de l’Agence Japonaise (comme le cas de Marovoay B1, d’Ampandra B5, et de Croisement Belo sur Tsiribihina B4). Il est à noter que l’eau de la JIRAMA est aussi issue des forages.
Caractéristiques économiques
La région de Menabe couvre 5 Préfectures : Morondava, Mahabo, Manja, Belo sur Tsiribihina et Miandrivazo.
L’élevage des bovins et l’agriculture tels le riz et le pois du cap sont les principales sources d’économie des habitants. La pêche prospère dans certains villages de la côte. Avec ses plages tropicales (Kimony) et ses magnifiques paysages (Allée du Baobab), les côtes de Morondava attirent de nombreux touristes.
Mais malheureusement, pendant les périodes cycloniques, la forte précipitation et la montée des eaux entraînent la coupure des routes. Par conséquent, les habitants n’arrivent plus à faire sortir leurs récoltes.
CONTEXTE GEOLOGIQUE
Géologie et structure géologique du sud-ouest de Madagascar (cf. figure 6 et figure 7)
Généralitésurla géologiedeMadagascar:
La séparation de Madagascar avec l’Afrique (Carbonifère supérieur) est marquée par l’existence des failles et la création de bassins sédimentaires essentiellement continentaux jusqu’au Jurassique moyen dont les sédiments sont appelés KARROO. Ces sédiments se trouvent répartis dans trois(3) bassins sédimentaires à Madagascar : le Bassin de Morondava(sud) limité au Nord par le Cap St André, le Bassin de Majunga(Nord-Ouest) limité au Nord par le presqu’île d’Ampasindava et enfin le Bassin de Diégo(Nord).
A partir du jurassique moyen, les sédiments qui se déposent dans les bassins sédimentaires malgaches sont essentiellement marins avec quelques intercalations continentales, c’est le post karoo.
Le Bassin versant de la rivière Morondava occupe la presque totalité du bassin sédimentaire de Morondava, la partie Est du bassin sédimentaire, c’est-à-dire la dépression de Sakeny, étant drainée par des affluents de la Tsiribihina et du Mangoky.
StratigraphietLithologie:
Les formations sédimentaires par suite de l’instabilité du socle cristallin, affectées au court des âges par des mouvements épirogéniques, présentent des alternances de formations marines et continentales, la série s’étend du carbonifère à l’actuel et à l’allure d’un vaste monoclinal s’ennoyant progressivement vers le canal de Mozambique (Guyot Luc, 2002).
Ainsi, les bassins sédimentaires de Morondava appartiennent à la formation récente et ils se divisent en 2 groupes principaux :
– A l’Est : Le Karoo, séries de la Sakoa, de la Sakamena, et de l’Isalo dont les faciès sont essentiellement continentaux.
– A l’Ouest : Le post-Karroo, Jurassique moyen à Néogène dont les faciès sont surtout marins.
– Un résumé de l’ensemble de la série sédimentaire se trouve dans le tableau ci-dessous .
Les principaux rejets polluants (type des polluants)
Les polluants peuvent être classés, selon leur nature, en quatre grandes catégories : physiques, chimiques, organiques et bactériologiques (G. Castany, 1978 et 1980). Mais dans notre zone d’étude, les rejets polluants qui se mélangent aux eaux naturelles sont classés d’après leur origine en :
– Eau usée domestique.
– Eau usée industrielle.
– Eau usée urbaine.
– Les rejets polluants agricoles.
– La pollution liée au dépôt des déchets solides.
– La pollution naturelle.
– La pollution radioactive.
Eauuséedomestique:
Les eaux usées domestiques, elles-mêmes divisées en eaux ménagères et eaux vannes, contiennent des matières en suspension et dissoutes d’origine minérale et organique tels que des graisses de cuisine, des détergents divers pour le lavage et des substances provenant du lavage des sols…. Elles renferment également de l’urine et des matières fécales.
Eauuséeindustrielle:
La composition des effluents industriels diffère beaucoup d’une industrie à l’autre.
Ainsi, une étude qualitative et quantitative des eaux usées industrielles est un préalable essentiel tant à l’estimation de leurs conséquences sur le milieu naturel qu’à la conception d’une station d’épuration.
Eauuséeurbaine:
Les eaux usées urbaines englobent les eaux usées domestiques, les eaux usées industrielles et les rejets des installations à caractère collectif (bâtiments scolaires, commerces, hôpitaux,…). Leur composition est ainsi très variable puisqu’elles ont une composition moins constante que les eaux usées domestiques.
Lesrejetspolluantsagricoles:
Les rejets agricoles sont caractérisés surtout par l’apport des engrais chimiques (riches en azote), des pesticides (polluants types), des insecticides, etc.
A titre de remarque, dans notre zone d’étude, la densité des bétails dépasse largement celle de la population alors que l’élevage est un très gros contributeur à la pollution azotée.
La pollution liée au dépôt des déchetsoli des:
Les décharges de déchets solides se sont multipliées avec le développement urbain et le développement industriel. Ainsi, elles entraînent la contamination des eaux surtout souterraines, à la suite d’infiltrations liées à la lixiviation des dépôts.
La pollutionnaturelle:
La présence d’éléments indésirables dans une eau n’est pas toujours une conséquence des actions de l’homme. A titre d’exemple la présence de la teneur élevée en fer dans l’eau souterraine est probablement due aux interactions des eaux et des roches encaissantes (riche en fer) ou à la précipitation.
La pollutionradioactive:
La radioactivité naturelle des eaux existe toujours mais elle est très faible. Cependant une élévation de radioactivité naturelle peut avoir lieu au voisinages des mines de minerai radioactif (Uranium, Thorium).
Vulnérabilité des nappes
La vulnérabilité des nappes à la pollution est leur sensibilité aux différents facteurs physiques stables déterminant la mesure où elles sont, dans les conditions naturelles, plus ou moins exposées à la pollution à partir de la surface du sol. (CASTANY Gilbert, 1982)
Elle étudie les possibilités de propagation des polluants dans l’espace souterrain. Celle-ci est, en premier lieu, liée à l’autoépuration naturelle du sol, donc à la présence de conditions favorables à son action. En second lieu, elle dépend de la circulation de l’eau.
Ainsi la vulnérabilité est définie comme une propriété intrinsèque des aquifères, qui exprime la sensibilité de ces derniers aux impacts naturels et anthropogènes.
Systèmevulnérable:
En fait, la notion de vulnérabilité est indissociable à la notion d’agressivité et de défense. Ainsi, un système est vulnérable si un seul de ses éléments est susceptible d’être atteint ; et que l’intégralité des propriétés du système n’est pas protégée, il est vulnérable dans son ensemble.
Et si l’environnement actif d’un système est totalement neutre (non agressif et non défensif), celui-ci est invulnérable.
Un système vulnérable à la pollution est donc un milieu recevant dans son environnement actif des pollutions (directe ou indirecte), susceptible de porter atteinte à l’intégralité de ses propriétés naturelles.
Fonctiondevulnérabilité:
Les variables entrant dans la vulnérabilité sont la densité, l’intensité, l’étendu et la fréquence d’une pollution. Ces variables peuvent toucher tout ou une partie seulement.
L’étude de la vulnérabilité des eaux souterraines nécessite donc :
– l’évaluation du potentiel de pollution aux frontières des eaux (interface atmosphère-sol ; zone insaturée, zone saturée).
– l’estimation du potentiel de défense naturelle(atmosphère jusqu’à la zone saturée)
– l’estimation du temps de reversions (réversibilité) et le contraste de réversibilité. Enfin, l’étude de la vulnérabilité d’un système à la pollution suivant le degré de vulnérabilité, aboutit à l’établissement des cartes de vulnérabilité. Mais à Madagascar, cette carte n’existe pas encore et nous nous proposons d’initier ce processus.
MESURES IN SITU
Les appareils de mesures :
Plusieurs appareils de mesures ont été utilisés durant cette campagne d’échantillonnage à savoir :
– Le GPS (Global Positioning System) Magellan / GPS 315, pour mesurer la position géographique (latitude, longitude et altitude) de la zone d’étude ;
– L’altimètre, pour mesurer l’altitude d’une position donnée ;
– Le « Dissolved Oxygen Meter » (HACH SensION 6), pour mesurer l’oxygène dissout dans les échantillons d’eau ;
– La conductimètre (HACH SensION 5), pour mesurer la conductivité, la salinité, le TDS et la température ;
– Le pH-mètre (WTW – pH 330/ set 1), pour mesurer le pH de l’eau ;
– Le « test-strips » (papier indicateur comme le papier pH) pour nitrate et nitrite (HACH), pour mesurer le taux de nitrate dans un échantillon d’eau donné.
Mesures in-situ des points d’eau visités :
Nous avons enregistré la position géographique (latitude, longitude et altitude) du lieu à l’aide d’un GPS. Après, on a vérifié l’altitude d’une position donnée par l’Altimètre.
Ensuite, on a pris des photos qui montrent l’environnement entourant les points d’eau.
Le tableau (10) résume les paramètres géographiques des points d’eau visités.
Remarque : un »Log-Book » a été utilisé pour relever les observations in-situ et pour enregistrer les différentes valeurs mesurées.
Mesures in-situ des échantillons d’eau prélevés :
Avant de procéder à l’échantillonnage, les puits et forages équipés ont été pompés à un débit constant pendant quelques minutes. Ensuite, l’eau collectée des puits et forages est séparément mise dans :
– un bêcher pour les mesures du pH, de la température, du TDS (mg/l), de la salinité (‰), l’oxygène dissout (mg/l) et de la conductivité électrique (µS/cm);
– un récipient quelconque, pour déterminer le goût ;
– un autre récipient, pour mesurer la teneur en azote, l’alcalinité en CaCO3(mg/l) et l’oxygène dissout dans l’eau (mg/l).
Le tableau (11) donne les valeurs de ces paramètres.
Remarques :
Mesure de Nitrate :
Lors de la campagne, nous avons procédé à la mesure de la concentration de l’azote dans l’eau afin de pouvoir déterminer la concentration du nitrate.
Cette concentration est donnée par le « test-strips » qu’on plonge dans l’échantillon (en comparant la valeur de ce papier avec celle sur la boite).
Pour obtenir la concentration X du nitrate, on utilise la formule suivante : X(N) . 62(NO3) X(NO3-) = 14(N) (18).
Où X(NO3-) : concentration du nitrate.
X(N) : concentration de l’azote (lue sur le test-strip).
62(NO3) : masse atomique du nitrate.
14(N) : masse atomique de l’azote.
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Table des matières
PREMIERE PARTIE
C HAPITRE I : DESCRIPTION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE
I-1- CONTEXTE GEOGRAPHIQUE [8], [15], [16], [40]
I-1-1- Situation géographique
I-1-1-1- Localisation
I-1-1-2- Délimitation de la zone d’étude
I-1-2- Géomorphologie
I-1-3- Hydrographie (Réseau hydro-agricole Dabara)
I-2- CONTEXTE CLIMATIQUE
I-2-1- Climat de la région
I-2-2- Précipitation
I-2-3- Température
I-2-4- Evaporation
I-2-5- Humidité atmosphérique
.I-3- CONTEXTE SOCIO-ECONOMIQUE [11], [36]
I-3-1 – Population et desserte en eau
I-3-2 – Caractéristiques économiques
I-4- CONTEXTE GEOLOGIQUE [20], [21], [28], [33]
I-4-1- Géologie et structure géologique du sud-ouest de Madagascar
I-4-1-1- Généralité sur la géologie de Madagascar
I-4-1-2- Stratigraphie et Lithologie
I-4-1-3- Structure géologique
I-5- CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE [2], [5], [6], [7], [14]
I-5-1- Bilan hydrique
I-5-2-Notion de porosité (n)
I-5-3-Proprieté hydrodynamiques des aquifères
I-5-3-1- Structure et typologie des aquifères
I-5-3-2- Conductivité hydraulique ou Perméabilité (K)
I-5-3-3- Transmissivité (T)
I-5-3-4- Coefficient d’emmagasinement (S)
I-5-4-Les nappes du Bassin versants de la rivière Morondava
C HAPITRE II : CHIMIE DE L’EAU
II-1- RAPPELS DES DIFFERENTS PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU [12], [25], [38], [42]
II-1-1 – Turbidité
II-1-2 – La Température
II-1-3 – Le pH
II-1-4 – Conductivité électrique
III-1- DEFINITIONS
III-1-1- Isotope
III-1-2- Isotopes stables
III-1-3- Isotopes radioactifs
III-1-3-1- Loi de désintégration radioactive
III-1-3-2- Période –Activité
III-1-4- Rapport isotopique
III-1-5- Méthode de mesure
III-1-5-1- Mesure des teneurs en : ²H , 18O , 15N , 87Sr
III-1-5-2- Isotopes radioactifs : 3H, 14C
III-2- UTILISATION DES TECHNIQUES ISOTOPIQUES EN HYDROGEOLOGIE
III-2-1- Technique de traçage
III-2-2- Utilisation des isotopes stables en hydrogéologie
III-2-2-1- Fractionnement isotopique
III-2-2-2- Principes et modalités de traçage
III-2-3- Utilisation des isotopes radioactifs en hydrogéologie
III-2-3-1- Tritium
III-2-3-2- Carbone-14 (14C)
II-1-5 – Alcalinité
II-1-6 – Dureté
II-1-7 – Salinité
II-1-8 – TDS (Total Disolved Solid)
II-1-9 – Oxygène dissout
II-1-10- Le Nitrate (NO3 -)
II-2- POLLUTION DE L’EAU [4], [23], [26], [37]
II-2-1- Définitions
II-2-1-1- Eau potable
II-2-1-2- Pollution
II-2-2- Les principaux rejets polluants (type de polluants)
II-2-2-1- Eau usée domestique
II-2-2-2- Eau usée industrielle
II-2-2-3- Eau usée urbaine
II-2-2-4- Les rejets polluants agricoles
II-2-2-5- La pollution liée au dépôt des déchets solides
II-2-2-6- La pollution naturelle
II-2-2-7- La pollution radioactive
II-2-3- Vulnérabilité des nappes
II-2-3-1- Système vulnérable
II-2-3-2- Fonction de vulnérabilité
C HAPITRE III : NOTION D’HYDROLOGIE ISOTOPIQUE [3], [18], [19], [24],[29]
DEUXIEME PARTIE
C HAPITRE IV : METHODES ECHANTILLON- …. NAGE ET D’ANALYSE
IV-1- MESURES IN SITU
IV-1-1- Les appareils de mesures
IV-1-2- Mesures in-situ des points d’eau visités
IV-1-3- Mesures in-situ des échantillons d’eau prélevés
IV-2- PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS À ANALYSER AU LABORATOIRE
IV-3- ANALYSE AU LABORATOIRE
C HAPITRE V : RESULTATS
C HAPITRE VI : INTERPRETATIONS ET DISCUSSIONS
VI-1- RESULTATS DES INVESTIGATIONS GEOLOGIQUES … ET HYDROGEOLOGIQUES
VI-2- MESURES IN-SITU
VI-3- LES FACIES CHIMIQUES DES EAUX
VI-4- LA POLLUTION DES NAPPES PAR LES NITRATES.
VI-5- LES CONDITIONS DE RECHARGES
VI-6- VULNERABILITES DES NAPPES
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
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