REPUBLIQUE DU MALI Un Peuple - Un But - Une Foi =========================================================================== MINISTERE DE L ADMINISTRATION TERRITORIALE ET DES COLLECTIVITES LOCALES Bamako - Mali =========================================================================== ETUDES HYDROGEOLOGIQUES ET GEOPHYSIQUES POUR L IMPLANTATION D UN FORAGE SUR LE SITE DE CONSTRUCTION DU CENTRE DE FORMATION DES COLLECTIVITES TERRITORIALES SISE A KATI SANANFARA =========================================================================== RAPPORT DEFINITIF D IMPLANTATION Siège Social : Hamdallaye ACI - 2000 Tél. : 229 62 30 B.P. : 7107 E-Mail : sinecmali@orangemali.net Bamako Mars 2011
SOMMAIRE INTRODUCTION... 2 I. METHODOLOGIE... 2 I.1. Le traîné électrique... 2 I.2. Le Sondage Electrique vertical (type Schlumberger)... 4 II. CONTEXTE GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE... 4 II.1. Contexte Géologique... 4 II.2. Contexte Hydrogéologique... 4 III. MOYENS HUMAINS ET LOGISTIQUES... 5 IV. TRAVAUX REALISES... 5 IV.1. La Documentation... 5 IV. 2. Travaux de terrain... 5 IV. 3. Travaux de bureau... 6 V. ANALYSE DES RESULTATS ET CHOIX DU SITE DE FORAGE... 6 VI. CONCLUSION... 7 VII. ANNEXES... 8 1
INTRODUCTION Dans le cadre des travaux de son chantier de Koulouba, EDAK devrais réaliser un forage destiné à l approvisionnement en eau potable du ce futur complexe sise à Kati Sananfara près du siège du RAVEC. La recherche d eau souterraine (communément appelée implantation de forage) étant un préalable à la réalisation des forages d eau, des travaux de prospection géophysique ont été réalisés pour l implantation du site dudit forage. La prospection géophysique appliquée à l hydrogéologie joue un rôle important dans le choix des sites de forages et de puits modernes en minimisant le taux d échecs de ces ouvrages grâce à la détection des zones les plus favorables à l accumulation des eaux souterraines. La reconnaissance de terrain a été faite le 25 février 2011et les travaux géophysique de terrain se sont déroulés le 26 février 2011.Le traitement et l interprétation des données ont eu lieu le 28 février 2011. I. METHODOLOGIE Les formations géologiques ont subies au cours des temps des déformations suite aux différents mouvements tectoniques. Aussi elles ont subies une altération plus ou moins importante sous l influence du climat.les zones d intérêt hydrogéologique et même minier correspondent à des zones fracturées, ou fortement altérée. Ces zones dites anomalies se caractérisent par une faible résistivité électrique. En appliquant la méthode géophysiques des résistivités électrique nous pouvons détectées ses zones grâce à la technique des traînés électriques et donner une profondeur approximative du forage grâce à la technique des sondages électriques verticaux : I.1. Le traîné électrique Le traîné électrique est une technique de la méthode de prospection électrique qui permet par l`envoi de courant continu dans le sous-sol de localiser les accidents tectoniques traversant la zone d`étude, les contacts lithologiques entre roches de différents faciès ainsi que l`allure du substratum. 2
Ces zones dites zones d`anomalies se manifestent en général sur le graphique du profil de résistivité par des chutes de valeur de la résistivité et constituent des niveaux favorables a l`accumulation des eaux souterraines. Les caractéristiques du dispositif électrique utilisé sont les suivants : Le dispositif est de type Schlumberger (AB et MN centrés au même point). AB = 200m, MN = 20m, pas = 10m. Fig. : Schéma du dispositif de mesure A et B électrodes d injection de courant M et N électrode de mesure du potentiel du champ électrique r 1 distance entre A et M r 2 distance entre M et N r 3 distance entre A et N r 4 distance entre N et B I ampèremètre V Voltmètre La résistivité apparente du sous-sol est donnée par la formule suivante : ρ a =k. V/I Où : ρ a - est la résistivité apparente en Ωm. V est la différence de potentiel mesurée entre M et N en v I est l intensité du courant électrique circulant de A à B k- est un coefficient géométrique, pour le dispositif Schlumberger, k = π r 1 r 3 / r 2 NB : le dispositif Schlumberger se caractérise par le rapport AB 3MN 3
I.2. Le Sondage Electrique vertical (type Schlumberger) Le sondage électrique vertical Schlumberger est une investigation ponctuelle en fonction de la profondeur d`un site. Elle s`obtient grâce à l`envoi de courant continu dans un dispositif (identique à celui décrit au I.1) où on fait varier le paramètre écartement des électrodes : AB (distance entre les deux électrodes de courant) et MN (distance entre les deux électrodes de potentiel). Si pendant le processus le centre de AB et MN reste confondu, le sondage est de type Schlumberger. Le but est de déterminer la distribution de résistivité électrique d`un site en fonction de la profondeur en vue de l`établissement de la coupe géoélectrique du terrain en ce point. II. CONTEXTE GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE II.1. Contexte Géologique Les zones de prospection appartiennent du point de vue géologique au bassin de Taoudenni. On peut différencier les séries suivantes : à la base, la formation de grès inférieurs. Il s agit de grès très hétérogènes à passées conglomératiques et à stratifications obliques ; en position intermédiaire, on trouve les grès de Sotuba; au sommet se trouve les grès de Koulouba, hétérogènes, relativement grossiers à la base et s enrichissant graduellement vers le haut en passées pélitiques. Au niveau du site les grès de Koulouba sont inexistants.les formations superficielles proviennent de l altération du substratum dont les produits sont souvent latéritisés en surface. II.2. Contexte Hydrogéologique L`hydrogéologie de la zone d`étude est caractérisée par deux types d`aquifères : - la nappe superficielle localisée dans les formations de recouvrement et captées par les puits traditionnels peu profonds ; - la nappe profonde située dans les niveaux altérés et/ou fracturés de la roche saine. La nappe superficielle est beaucoup influencée par les aléas climatiques et les fluctuations saisonnières, subissant ainsi une forte baisse en saison sèche. Quant à la nappe profonde, elle est moins tributaire de ces aléas et dépend du degré d`altération, de fracturation et/ou de fissuration de la roche saine ainsi que du mode d`alimentation. 4
III. MOYENS HUMAINS ET LOGISTIQUES Les travaux ont été exécutés par le personnel suivant : - Un Ingénieur hydrogéologue - Un Ingénieur Géophysicien - Un opérateur géophysicien - Quatre aides opérateurs - Un chauffeur Pour l exécution des travaux, l équipe de géophysique disposait de : - Un véhicule Toyota HILUX; - Un résistivimètre de type Syscal R2 avec son convertisseur de 330 volts et ses accessoires de mise en œuvre (bobines de fils électriques, électrode d injection de courant et de mesure de potentiel, batterie de 12 volts, un multimètre etc.); - Un GPS et une boussole. IV. TRAVAUX REALISES Les travaux réalisés sont: - la collecte des données sur les travaux antérieurs exécutés dans la zone d étude ; - les travaux de prospection géophysique sur le terrain ; - les travaux de bureau (traitement, analyse et interprétation des données de terrain). IV.1. La Documentation Elle a consisté principalement au recueil de renseignements sur les zones à partir de la base de données SIGMA et des travaux antérieurs dans la zone. Elle a permis de: - De connaître les formations géologiques - Avoir une idée de la profondeur et le débit des forages existants - D évaluer les risques d échecs, - De planifier les travaux de terrain ; IV. 2. Travaux de terrain Au cours des présents travaux, ont été réalisée : - Un (01) profil de traîné électriques dans deux différentes directions, 5
- Une anomalie (02) de résistivité a été retenue, elle a fait l objet de sondage électrique vertical. Cette anomalie a été bornée sur le terrain. IV. 3. Travaux de bureau Les données de terrain ont été reportées, analysées et mises au net au bureau en vue de leur interprétation. Les graphiques de profilage par «traîné simple» et de l interprétation des courbes de sondage se trouvent à l annexe du rapport. V. ANALYSE DES RESULTATS ET CHOIX DU SITE DE FORAGE Les graphiques des profils de résistivités ont permis de mettre en évidence deux anomalies électriques correspondant probablement à des niveaux de fracturation de la roche saine. Les sondages ont été interprétés à l aide du logiciel IP2win (voir annexe). Après l analyse des anomalies et le résultat de l interprétation des courbes de sondage, L implantation du forage est proposée comme suit : Site prioritaire : point du sondage SE1 (coordonnées UTM 0607589 / 1402365) : Le détail de la coupe géo électrique est le suivant: 0 2m : 1754 ohm.m de résistivité correspondant à un sol latéritique; 2 5m : 5510 ohm.m de résistivité correspondant à un niveau résistant, 5 9 m : 1840 ohm.m de résistivité correspondant à un niveau moins résistant, 9 12m : 3120 ohm.m de résistivité correspondant à un niveau résistant, 12 69m : 494 ohm.m de résistivité correspondant à un niveau conducteur, Au-delà de 69m : les formations deviennent résistantes avec 1865 ohm.m de résistivité. Considérant cette coupe géoélectrique d une part et les résultats des forages déjà réalisés dans la zone d autre part, la profondeur prévisionnelle du forage est fixée à 85 m. Le niveau favorable à l accumulation des eaux souterraines se situe vers 50m Le point SE2 (coordonnées UTM 0607612 / 1402409) est l implantation de secours au cas où l exécution du forage au point SE1 rencontre des difficultés techniques ou ne donne pas satisfaction. 6
Les conditions de l exécution du forage à ce point restent les mêmes que celles de SE1.avec une profondeur prévisionnelle de 85m. Tableau récapitulatif des résultats des travaux géophysiques réalisés Nom de la zone implantation Retenue Profondeur Prévue (m) Niveaux Favorables(m) Recouvrement (m) Implantation de réserve Koulouba SE1 90 Vers 50m néant SE2 VI. CONCLUSION La zone d étude se caractérise du point de vue géologique par la présence de formations gréseuses de l infracambrien tabulaire avec parfois des intrusions doléritiques. Du point de vue hydrogéologique les formations en présence sont de bons aquifères. Cependant, la maîtrise technique et la méthodologie de foration jouent un grand rôle dans la productivité des ouvrages de captage. Ainsi, les profondeurs données dans le présent rapport sont fixées à titre Indicatif. Les travaux de forage doivent être suivis par un hydrogéologue qui jugera sur place de l arrêt ou de la poursuite de la foration en fonction des réalités rencontrées (avancement de l outil de forage, lithologie et venues d eau observées). 7
VII. ANNEXES - Plan de situation des travaux, - Graphique des profils de résistivités, - Courbes de sondage et graphique d interprétation des sondage. 8
PLANS DE SITUATION VUE D ENSEMBLE DE LA ZONE Profil Siège du RAVEC Site du CFCT ` 9
Position(m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 V (mv) 4,62 2,35 2,21 2,52 2,17 3,82 6,31 8 11,2 2,5 3,11 3,03 I(mA) 31,3 31 26,1 15,4 15,9 15 94,6 95,9 95,6 10,5 11,7 11,3 ρa (Ω,m) 230 118 132 254 213 396 104 130 183 371 413 417 10
DONNEES BRUT DE SONDAGE ELECTRIQUE VERTICAL SCHLUMBERGER SONDAGE N SE1 LOCALITE: Koulouba AZIMUT 291 degré PROFIL N 1 Proprietaire: 0607589 / COORDONNEES UTM 1402365 1402365 EQUIPEMENT Syscal R2 DATE: Implantation de ETUDE: forage 26 / 02 / 2011 ρa=k. V/I K=Π.AM.AN/MN Π=3,14159265358979 AB/2(m) MN/2(m) K V(mV) I(mA) ρ a lu (Ωm) 3 1 12,6 2973,7 16,1 2 327 5 1 37,7 450,1 4,7 3 610 7 1 75,4 97,6 2,1 3 504 10 1 155,5 67,5 3,8 2 762 10 2,5 58,9 173,1 3,9 2 614 15 1 352 31,6 4,1 2 713 15 2,5 137,5 112,6 6,4 2 419 20 2,5 247,5 56,7 6,7 2 095 30 2,5 562 14,9 6 1 396 40 2,5 1001 7,12 5,6 1 273 50 2,5 1567 1,85 7 414 50 10 377 6,93 7,2 363 70 2,5 3075 0,7 4,1 501 70 10 754 2,3 4,2 421 100 10 1555 2,0 5,3 574 150 10 3520 2,9 13,7 753 200 10 6270 0,9 6,5 836 250 10 9802 300 10 11
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DONNEES BRUT DE SONDAGE ELECTRIQUE VERTICAL SCHLUMBERGER SONDAGE N SE2 LOCALITE: Koulouba AZIMUT 291 degré PROFIL N 1 Proprietaire: COORDONNEES 0607612 / UTM 1402409 1558136 EQUIPEMENT Syscal R2 DATE: 26 / 02 / 2011 ETUDE: Implantation de forage ρa=k. V/I K=Π.AM.AN/MN Π=3,14159265358979 AB/2(m) MN/2(m) K V(mV) I(mA) ρ a lu (Ωm) 3 1 12,6 3282,43 16,2 2553 5 1 37,7 1670,85 27 2333 7 1 75,4 640,03 21 2298 10 1 155,5 840,26 50,1 2608 10 2,5 58,9 2220,22 50,2 2605 15 1 352 2794,88 410,6 2396 15 2,5 137,5 719,77 41,1 2408 20 2,5 247,5 159,66 21,2 1864 30 2,5 562 45,88 22,4 1151 40 2,5 1001 12,37 19,2 645 50 2,5 1567 14,09 38,2 578 50 10 377 58,00 38,7 565 70 2,5 3075 6,23 42,1 455 70 10 754 2,35 4,2 421 100 10 1555 1,74 5,3 511 150 10 3520 2,85 13,7 732 200 10 6270 0,93 6,5 897 250 10 9802 2401 300 10 13
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GRAPHIQUES D INTERPRETATION DES SONDAGES ELECTRIQUES INTERPRETATION DU SONDAGE ELECTRIQUE SE1 (SITE D`IMPLANTATION PRIORITAIRE DU FORAGE) INTERPRETATION DU SONDAGE ELECTRIQUE SE2 (SITE D`IMPLANTATION DE SECOUR DU FORAGE) 15