Hydrogéologie des milieux volcaniques sous climat aride : caractérisation sur site expérimental et modélisation numérique de l'aquifère basaltique de Djibouti (Corne de l'Afrique)
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L'aquifère de Djibouti est formé par des basaltes fissurés et des scories datés de 1 à 9 Ma, intercalés des niveaux sédimentaires. Il est localisé en zone côtière sous un climat semi-aride. Cet aquifère revêt une importance capitale pour la ville de Djibouti qui exploite cette ressource à hauteur de 15 Millions de m3/an. Un Site Expérimental Hydrogéologique constitué de 11 forages repartis sur 1 hectare, a été implanté. Les logs de conductivités électriques des forages ont montré un niveau d'eau douce superficiel surmontant un niveau d'eau saumâtre. La lithologie a montré des scories surmontées par des basaltes. Les slug tests effectués sur les basaltes fissurés ont été interprétés à l'aide des solutions de Hvorslev (1951) et Bouwer & Rice (1976). Des perméabilités très faibles de 10-8 m/s ont été obtenues. Les pompages d'essais exécutés sur des scories ont donné des perméabilités très élevées de l'ordre de 10-2 m/s. Au niveau du SEH, les scories se comportent comme un milieu semi-captif avec une drainance à partir des basaltes, conformément au modèle de Hantush-Jacob (1955). Les résultats des analyses chimiques des eaux de l'aquifère, traités par des outils de classification statistique (analyses factorielle de correspondances) ont montré trois types d'eau : le type chloruré, le type sulfaté et le type bicarbonaté. Un modèle numérique de l'aquifère, en régime permanent a été élaboré par la méthode des points pilotes combinée aux fonctionnalités de paramétrisation non-linéaire et de régularisation du logiciel d'inversion PEST. Les résultats du modèle montrent que l'exploitation de cet aquifère a atteint une limite cruciale.
Mots-clés libres : Aquifère basaltique, Essais hydrauliques, Site expérimental d'Atar, Points pilotes, Djibouti, Géostatistique, Climat aride, Modélisation numérique.
The Djibouti aquifer is constituted by fractured basalts and scoria of 1 to 9My old, intercalated by sediments layers. It is localised in a coastal area under semi-arid conditions. This aquifer is exploited over 15 millions m3/year for Djibouti town water supply. A hydrogeological research site which includes by now 11 wells was set up on the aquifer, over 1 hectare area. Lithological logs of the wells show scoria underlying fractured basalt. Electrical conductivity profiles performed on the research site wells show fresh groundwater overlying at places brackish water. Slug tests were conducted on the fractured basalts, using Hvorslev (1951) and Bouwer & Rice (1976) solutions. Long term pumping tests were conducted to characterise the scoria. An estimation of the average hydraulic conductivity is thus obtained for the fractured basalts (K=10-8m/s) and for the scoria (K=10-2m/s). The long term tests have been interpreted using the semi-confined Hantush-Jacob model (1955) which showed that the scorias are under leaky conditions. The chemical analyses results, using multivariate statistical tools (factorial analysis) show three types of water, chloride water, sulphate group and bicarbonate type. A numerical modelling is elaborated using the pilot points methodology in conjunction with the PEST non-linear parameter estimation and regularisation functionality. The water balance showed that the exploitation of this aquifer has reached a crucial limit and cannot be increased without serious risks of degrading its resources.
Keywords : Basaltic aquifer, Hydraulic tests, Research site of Atar, Pilot points, Djibouti, Geostatistics, Aride climate, Numerical modelling..
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