BENIN -COTONOU ZONE D ETUDE METHODOLOGIE

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1 BENIN -COTONOU ZONE D ETUDE METHODOLOGIE La ville de Cotonou qui compte environ habitants selon le recensement général de la population et de l'habitat (RGHP) de février 1992) est située dans son ensemble sur une bande de terre séparant le lac Nokoué au Nord (vaste lagune à eau saumâtre) de l'océan Atlantique au Sud. Cette bande de terre large de 5 km en moyenne, constitue une plaine littorale dans laquelle alternent en surface et parallèlement à la côte, cordons de sables littoraux et lagunes à eau salée, saumâtre ou douce. Sous le site même de la ville, la nappe phréatique se présente généralement sous forme de lentilles d'eau douce de quelques mètres d'épaisseur, en suspension sur la nappe d'eau salée sous-jacente, d'origine marine et/ou lagunaire. Ces lentilles d'eau douce ne sont souvent exploitées qu au moyen de puits individuels à grand diamètre. En dessous du mur argileux de ce premier aquifère épais d une vingtaine de mètres en moyenne et envahie dans presque sa totalité par de l'eau salée, existent cependant des aquifères en charge, dont le nombre et les épaisseurs respectives sont encore mal connus, faute d'ouvrages de reconnaissance ou d exploitation les traversant entièrement. Leur extension latérale peut déborder sur la ligne de rivage et se prolonger plus ou moins en profondeur vers le large sous l océan. Toutefois, l'approvisionnement en eau potable de Cotonou et ses environs se fait essentiellement à partir des ressources souterraines situées à Agonkamè, à une dizaine de kilomètres au Nord-Ouest du centre- ville (Sud-Ouest du lac Nokoué). Au fil du temps, l unique champ de captage de ces ressources fait l objet d une intense colonisation sauvage par les populations. L absence de périmètres de protection pour les ouvrages et le périmètre de captage en général, ajoutée à la concentration et à l intensité des pompages, sont à l origine d un risque de pollution des ressources exploitées, pollution susceptible de provenir aussi bien de la surface que du sous-sol (intrusion saline). C est pour ces raisons que l'étude de la pollution urbaine, en ce qui concerne la ville de Cotonou, devrait s'intéresser aussi bien à la nappe phréatique du site même de la ville qu'au système aquifère exploité pour approvisionner son réseau moderne de distribution d'eau potable. La zone d'étude a donc été définie de manière à prendre en compte ces deux données. CLIMAT La ville de Cotonou et ses environs sont soumis presque toute l année à l influence des alizés océaniques. Le climat est du type subéquatorial de transition avec une inégale répartition des pluies dans l'espace et dans le temps. Cette distribution temporelle des précipitations permet de déterminer quatre saisons plus ou moins marquées dont deux pluvieuses et deux sèches : - Une grande saison sèche de la mi-novembre à fin mars ; - une grande saison pluvieuse du début avril à la mi-juillet ; - une petite saison sèche de la mi-juillet à la mi-septembre ; - une petite saison pluvieuse de la mi-septembre à la mi-novembre. 1

2 - les précipitations : Les hauteurs moyennes pluviométriques calculées à la station de Cotonou-Aéroport (tableau 1) sur la période de 1952 à 1995, soit 43 années, est de 1313 mm. Les pluies se répartissent en moyenne entre 80 et 120 jours. L influence maritime se fait sentir par de fortes valeurs d humidité relative. Pendant la saison des pluies, la zone de Cotonou est en effet soumise à un régime de mousson humide qui souffle de l océan vers le continent alors que de décembre à février, durant la saison sèche, c est l Harmattan, un vent chaud et sec, qui souffle du Nord vers la côte. Tableau 1 : Hauteurs de pluies moyennes et annuelles ( ) Jan Fév r Mar Avri Mai Juin Juil Aoû Sep Oct Nov Déc TOTA L AN. U COTONOU 14,3 36,5 81,8 129,2 199,9 359,3 130,7 55,3 98,5 140,1 47,4 16,1 1312,6 - les températures : Les températures maximales journalières les plus élevées dépassent rarement 34 C. Elles sont enregistrées entre Février et Mars, voire avril qui se révèlent être les mois les plus chauds de l année. Les températures les plus basses (23 C en moyenne) interviennent en août. L amplitude thermique journalière oscille autour de 6 C à l hivernage tandis qu elle dépasse souvent 10 C pendant la saison sèche. Le tableau 2 ci-dessous donne les valeurs moyennes mensuelles des températures maximales et minimales enregistrées à la station synoptique de Cotonou-Aéroport. Tableau 2 : Températures moyennes mensuelles (d après Asecna-Cotonou) Ja Fé Mar Av Mai Jui Jui A S Oc No Dé An Cotonou Aéroport Station de référence) Ma , , Mi ,6 24 3, ,6 24 Mo ,7 7,9 27,2 6, l humidité relative, l évaporation et l évapotranspiration : L évaporation reste un phénomène assez actif et important dans la région de Cotonou dans la période de Janvier à Avril. Les valeurs obtenues à Cotonou aéroport, Ouidah et Allada sont comprises entre 3,3 et 5,2 mm/j. Les valeurs minimales souvent enregistrées en juin-juillet avoisinent 3 mm/jour,tandis que les maxima atteignent 5 mm/j en Mars. - les vents : Les vents au sol soufflent du Sud-Ouest vers le Nord-Est avec une vitesse moyenne de 5 m/s. Ils subissent des fluctuations saisonnières exprimées comme suit : 2

3 - durant la saison sèche, on assiste à un vent sec et chaud dans la journée et frais dans la soirée (Harmattan) du secteur Nord-Est avec une vitesse moyenne comprise entre 2 et 3 m/s ; - pendant la grande saison des pluies où domine un régime de mousson, on enregistre au passage de lignes de grains avec une vitesse pouvant dépasser 20m/s soit 72km/h. HYDROLOGIE Sur le plan hydrologique, l'océan Atlantique, le lac Nokoué, les lagunes Djonou et Todouba, et les dépressions à hydromorphie temporaire ou permanente constituent les importants plans d'eau qui influencent les activités humaines dans la zone d'étude. Les principaux tributaires du lac Nokoué sont les fleuves Ouémé, Sô et la lagune Djonou. Les rivières Todouba, Dati et Ahouhangan sont à leur tour tributaires de la lagune Djonou, l'ensemble constituant un drain pour la nappe phréatique du plateau situé au nord de la zone d étude. Le lac Nokoué communique à la mer par le chenal de Cotonou (lagune de Cotonou) qui sépare les étendues est et ouest de la ville. Par ailleurs, il existe dans ses environs, un système de lagons et de bas-fonds avec lesquels il était à l origine en communication, mais qui sont actuellement isolés par l'urbanisation de la ville. Les fluctuations de niveaux des lagunes sont en rapport non seulement avec la pluie, mais aussi avec l'hydrodynamique de la nappe superficielle, celles- ci étant en continuité hydraulique avec elles. GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE La nature géologique des terrains superficiels permet de diviser la zone d'étude en trois ensembles du Nord au Sud : - un premier ensemble couvrant la zone de plateau, représenté par du sable argilo-limoneux rouge à jaune rougeâtre, appelé «Terre de barre», la mise en place de ce sable s est faite sous un climat équatorial ancien, où la moyenne des précipitations a dépassé 1400 mm, ce qui aurait favorisé le processus de ferralitisation ; cette formation est d âge pléistocène continental ; - un deuxième ensemble correspondant aux sables jaunes et ocres des cordons internes ou bas plateau; ces sables seraient de la terre de barre érodée, reprise par les agents littoraux, avec élimination de la fraction argilo-silteuse ; - un troisième ensemble représenté par les sables blancs ou bruns et des sables gris des cordons médians; ils sont issus des dernières oscillations marines de la période post-holocène. La zone d'étude présente ainsi superficiellement, des unités géologiques appartenant toutes au Quaternaire. Le système aquifère du sud Bénin a été reconnu grâce aux nombreux sondages d exploitation d eau réalisés en particulier dans la partie occidentale de la zone d étude, pour le compte de la Société Béninoise d Electricité et d Eau (SBEE), le Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD), la Direction de l Hydraulique (DH) et l Université Nationale du Bénin (UNB). Une série de coupes Nord-Sud et Est-Ouest réalisées dans ces différentes unités géologiques, a permis d identifier un aquifère superficiel et un système aquifère inférieur complexe au plan hydrostratigraphique, dans lequel il a été distingué trois principaux horizons aquifères plus ou moins différenciés. 3

4 Aquifère superficiel : Les réservoirs sont constitués par : (1) une mince couche de sable à granulométrie grossière située juste à la base de la Terre de barre sur le plateau (2) des sables jaunes puis des sables gris et bruns dans la plaine littorale. Leurs épaisseurs varient de 10 à 20 m au maximum. D'une structure homogène, et à nappe libre, l'aquifère superficiel repose sur une couche plus ou moins argileuse qui le sépare de l'aquifère inférieur. Cette séparation semble être discontinue vers la limite nord de la plaine et au niveau du plateau. Dans ces secteurs de la zone d'étude, la différenciation entre aquifère superficiel et aquifère profond disparaît. Dans la plaine littorale, la nappe phréatique est très peu profonde et parfois même affleurante (à Cotonou par exemple), tandis que sur le plateau, sa profondeur augmente rapidement du Sud vers le Nord pour atteindre 10 m et dépasser 20 m. Système aquifère inférieur : Il est constitué de trois horizons plus ou moins distincts dont les réservoirs respectifs sont relativement hétérogènes. Ce sont de haut en bas : (1) l'horizon supérieur: son réservoir est constitué par le premier ensemble grossier décrit. Son épaisseur varie entre 40 m et 20 m du Nord au Sud; au niveau du plateau il se confond par endroits avec l'aquifère superficiel, lorsque la couche d'argile qui les isole est absente (2) l'horizon moyen: son réservoir est représenté par le deuxième ensemble grossier avec une épaisseur de 45 à 50 m (3) l'horizon inférieur: le réservoir est représenté par le premier ensemble grossier identifié; il est rencontré entre 100 m et 135 m. Les horizons aquifères sont donc compris dans des couches de sable et de gravier dont l'épaisseur varie considérablement d'un endroit à un autre. Les aquifères sont séparés en fait par des couches d'argile plus ou moins silteuses à sableuses qui se comportent par endroits comme du matériel semi-poreux ou poreux entraînant des communications hydrauliques entre les aquifères. Au total le système aquifère exploité pour l'alimentation de Cotonou et ses environs comprend un aquifère superficiel à nappe libre, nappe phréatique et un aquifère inférieur de structure plus hétérogène. L'aquifère superficiel est en général capté par une multitude de puits individuels à grand diamètre, tandis que l'aquifère inférieur plus profond et plus en charge est exploité essentiellement par la SBEE au moyen de forages. L'aquifère inférieur passe également au niveau de l'ensemble du plateau, pour l'essentiel à nappe libre. CHIMIE La minéralisation des différents aquifères est liée à leurs contextes lithologiques. Elle est influencée par les processus de dissolution des carbonates, d'hydrolyse des silicates, de mélange avec l'eau de mer, d'adsorption, d échanges d ions et d évaporation. Lors des campagnes de relevés piézométriques ou de prélèvements hydrochimiques des aquifères superficiels et profonds entre 1991 et 1993, des paramètres physico-chimiques et chimiques des eaux ont été dosés sur un nombre assez important d'échantillons. Les résultats obtenus ont conduit à l'établissement de cartes de distribution spatiale des différents paramètres. Les températures des eaux oscillent entre 26 et 30 C en fonction de l'heure de la journée, de la saison et de la profondeur. Les eaux du plateau sont caractérisées par des ph bas (4,5 à 6,5) et celles de la plaine littorale par des ph généralement plus élevés, compris entre 6,5 et 8 selon les saisons. La minéralisation totale et résidu sec: ces paramètres traduisant directement ou indirectement la concentration chimique, leurs distributions spatiales sont quasi identiques. On distingue sur le plateau une minéralisation globalement très faible à faible (conductivité inférieure 200µS/cm) et dans la plaine une minéralisation moyenne à importante (conductivité entre 200 µs/cm et 600 µs/cm) mais, parfois les conductivités sont supérieures à 600 µs/cm. 4

5 Dans l'ensemble, Na + et Ca ++ constituent les cations dominants. Sur le plateau, la prépondérance du Na + sur les autres cations est particulièrement nette dans les limites de la zone d'étude, et les teneurs en Fe sont relativement élevées, supérieures à 0,3 mg/l. Les teneurs en Na + varient généralement entre 10 et 100mg/l et celles en K + entre 5 et 35 mg/l. Les teneurs en Ca ++ sont généralement comprises entre 15 et 70 mg/l et celles en Mg ++ entre 1 et 10 mg/l, dépassant rarement 15 mg/l. Les teneurs en HCO 3 - oscillent largement dans la fourchette de 100 à 200 mg/l d'une période de l'année à une autre. Les concentrations des ions CI- sont généralement comprises entre 20 et 100 mg/1 et celles en ions S varient souvent entre 10 et 50 mg/l. Les teneurs en nitrate (NO 3 - ) évoluent généralement entre 10 et 100 mg/l et celles en phosphate (PO 4 ) sont généralement nulles ou inférieures au seuil de détection par la méthode d'analyse. 5

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