MALI -BAMAKO ZONE D ETUDE METHODOLOGIE Bamako, capitale du Mali est située dans la vallée du fleuve Niger. Elle occupe une superficie d environ 40 km 2. La ville s'est d'abord développée en rive gauche, sur la terrasse du fleuve et les contreforts de la falaise orientale des Plateaux Mandingues qui domine la ville sur plus de 100 m. Ce relief a limité l'extension de la ville vers l'ouest, l'urbanisation s'est alors effectuée en rive droite dans la plaine alluviale et sur les quelques collines résiduelles du Sud Est. Le fleuve Niger, près de Bamako, reçoit de ses deux rives des affluents saisonniers (Oyanko, Bankoni, Korofina, Farakoni, Sokoniko etc..). La population de Bamako est estimée à plus de 1 000 000 habitants (recensement de 1998). De la conquête coloniale à nos jours la population de Bamako a connu une augmentation spectaculaire. Estimée à 2500 personnes en 1884, entre 6000 et 8000 personnes en 1908, elle a atteint 130 000 habitants en 1961, pour s'élever à 419 239 habitants en 1976. Après une relative pause et elle a atteint 646 163 habitants en 1987. Parallèlement à l augmentation de la population, la ville n a cessé de s étendre. La superficie de Bamako est occupée par 3 types de quartier : - les quartiers tramés anciens, occupent la rive gauche et ont été construits entre 1883 et 1960. ils enserrent le centre administratif et commercial qui date lui aussi de l époque coloniale ; - les quartiers tramés récents appartiennent à une seconde génération construits entre 1960 et 1970 en rive sur les deux rives. La majorité des quartiers résidentiels de standing font partie de cette catégorie ; - les quartiers périphériques à habitat spontané. Actuellement la population s approvisionne en eau à partir de quatre types de provenance différents : - Le réseau d adduction d eau de la ville pompant l eau du fleuve Niger en amont de Bamako, distribuée après traitement (centre ville et quartiers périphériques) ; - L eau du fleuve et des ruisseaux sans traitement particulier; - Les puits traditionnels, ces puits sont peu profonds (2 à 10 m) et captent la nappe - phréatique Cette nappe est actuellement très polluée dans les quartiers anciens ainsi que dans les nouveaux quartiers à forte densité de population ; - Les forages profonds captant la nappe des grès fissurés à partir de pompes solaires (mini adduction AEP ou pompe manuelle). Deux sites ont été retenus par l équipe : Le site amont centré sur les quartiers de Lafiabougou, Djikoroni, Sébénikoro, Kalaban et le site aval :Yrimandio, Missabougou, Sotuba, Boulkassouboukou, Djélibougou, Korofina. Une campagne de mesure piézométrique a été menée en fin mai début juin 2001. Les données sont en cours de traitement. Au total 60 échantillons seront prélevés pour les dosages chimiques qui se feront au Laboratoire de la DNH : 40 échantillons sur les sites (puits et forages),10 échantillons entre les deux sites (puits), 5 échantillons du fleuve Niger et 5 échantillons de sources. 1
CLIMAT Le climat de la région de Bamako est de type soudanien, caractérisé par une saison pluvieuse de juin à octobre et une saison sèche plus longue de novembre à mai..- les précipitations : Le maximum de pluie se situe en août. La durée des averses peut, à cette époque, atteindre exceptionnellement 24 heures avec des lames d'eau de 70 à 90 mm d'eau par jour. La pluviométrie moyenne annuelle s élève à 1 000 mm par an. La dernière période de sécheresse (1979-1987) a fait tomber cette moyenne annuelle aux alentours de 900 mm. Tableau 1 : moyennes mensuelles des pluies sur la période 1950-1986 (moyenne annuelle : 1 032.8 mm) 0,4 0,3 3,2 19,7 59,4 131,5 230,5 296,9 218,4 65,7 6,0 0,8 Comme partout dans le Sahel on observe une diminution générale des précipitations. Cette tendance à la baisse s'amorce nettement à partir de la décennie 1961-1970. Tableau 2 : moyennes interannuelles des pluies sur la période 1951-1995 Période 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-1995* Précipitation 1110.3 1092.7 993.0 917.7 969 - les températures, l humidité relative, l évaporation et l évapotranspiration La température moyenne annuelle est d'environ 27 C avec une insolation très forte de 2500 à 3000 heures. Tableau 3 : moyennes mensuelles des températures sur la période 1950-1986 (moyenne annuelle : 27,4 C) 25,0 28,1 30,6 31,0 31,4 28,8 25,8 25,7 26,0 27,1 25,3 23,7 L'analyse des températures moyennes décennales des quatre dernières décennies (1951-1990) montre une augmentation progressive. Tableau 4 : moyennes interannuelles des températures sur la période 1951-1990 Période 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 Température 27.5 27.6 27.7 28.6 2
Tableau 5 : moyennes mensuelles de l humidité relative sur la période 1950-1985 (moyenne annuelle : 53,8 %) 32,3 28,3 29,5 38,9 53,9 67,2 76,6 80,5 78,1 68,4 50,7 39,3 Tableau 6 : moyennes mensuelles de l insolation sur la période 1950-1985 (total annuel : 2885,7 heures) 272,4 253,7 267,9 239,5 240,2 235,5 211,9 195,2 214,7 248,2 256,5 250,0 HYDROGRAPHIE GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE La géologie de Bamako et ses environs a fait l objet de plusieurs études, dont les travaux de R. DARS (1961), J.M.Carrère (1972), TRAVI Y (1980), GIORGI L. et al. (1995) et d autres auteurs ; et ceux du département de Géologie de l ENI à travers des stages, des campagnes de mesures piézométriques réalisées dans la localité de Bamako et ses environs, et les différents Projets de fin d étude des élèves ingénieurs. Bamako est à cheval sur une limite géologique terrains sédimentaires - terrains cristallins et / ou cristallophylliens. On a un socle granitogneissique et schisteux (au Sud de l'agglomération) recouvert par une couverture sédimentaire de grès à intercalations pélitiques (au Nord de l'agglomération). Le fleuve Niger a entaillé plus ou moins profondément les terrains sédimentaires tabulaires (grès de l'infra cambrien) ainsi que les schistes et granitoïdes du bâti (socle) précambrien. Des alluvions, d'âge encore controversé, occupent le lit majeur du fleuve. Des dépôts récents comblent les dépressions du lit mineur du fleuve après chaque crue. La stratification locale est connue grâce aux affleurements, aux forages hydrauliques, aux carottages et aux différents sondages géotechniques, effectués par le centre national de recherche et d expérimentation en bâtiment, et travaux Publics (C.N.REX) pour les études de fondations des ouvrages comme le second pont, le siège de la B.C.E.A.O, et le palais de congrès. - Socle cristallin : Les affleurements du socle cristallin sont localisés à une trentaine de mètres au sud de Bamako. Il a été cependant reconnu par des forages hydrauliques. - Couverture sédimentaire : L essentiel des formations sédimentaires est représenté par des grès hétéro granulaires qui constituent le bed-rock, des formations quaternaires formées de latérites, d alluvions, de colluvions et d éboulis. Les grès, affleurant de part et d autre de la vallée du Niger, de part leurs faciès dans la région, dégagent trois ensembles. Ce sont de bas en haut : La série gréseuse de Sotuba ; - La série gréseuse de Koulouba ; 3
Série gréseuse de Sotuba (Précambrien supérieur) : La série de Sotuba est transgressive sur les grès de base et repose parfois directement sur le socle ( à environ 50 km au Sud-Est de Bamako ).Cette série hétéro granulaire, affleure en rive droite et dans le lit du Fleuve Niger.On n y observe de bas en haut : Grés fins à grossiers, Grès grossiers avec présence de glauconie, Brèche sédimentaire, Grès moyens à grossiers à galets de quartz et de grès, Grès fins, Le plan de stratification générale est horizontal. Le ciment est siliceux ou argilo -ferrugineux.. La glauconie dans ces grès pourrait indiquer le caractère marin du milieu de sédimentation. Une datation faite sur la glauconie prise à Sotuba a donné un âge absolu de 990± 50 millions d années ( Trofinov 1970 ). Série gréseuse de Koulouba (Paléozoïque ) : Elle affleure en rive gauche sous forme d escarpements de pente abrupte. Elle repose sur la série de Sotuba par une discordance de ravinement soulignée par un niveau conglomératique. C est une série gréseuse, hétéro granulaire, à intercalations pélitiques. Les stratifications vont de sub-horizontales à l horizontales.on observe de bas en haut : - Grès très grossiers, conglomératiques à galets de Quartz et de grès. Ce niveau se termine par fins en plaquettes. La sédimentation est oblique ; - Grès granoclassés se terminant par 1 à 2m de shales micacés (pélites du Lido)à débit en dalles ; - Grès grossiers microconglomératiques Les grès de Koulouba seraient des dépôts marins de plate-forme. Dolérites : Les séries gréseuses ci-dessus se trouvent localement injectées de dolérites mises en place à la faveur des réseaux de fractures. Les dolérites sont à grains moyens, massives et compactes, de couleur grise à noire. Elles se présentent sous forme de dykes pouvant se terminer en Laccolithes ou en Sills. Formations du Quaternaire : Elles sont essentiellement constituées de latérites, et d alluvion - Les latérites : Dans la zone de Bamako, les latérites se trouvent à différents niveaux topographiques :! Latérite du plateau supérieur : C est une cuirasse compacte alvéolaire, ferrugineuse ou bauxitique. Elle occupe les sommets des plateaux gréseux, et atteint une épaisseur de 20m (TRAVI 1981). C est une latérite primaire vestige d une paléopénéplanation.! Latérite de pente : Elle est intermédiaire, se moulant sur le relief, rosée à rouge, ravinée par les principaux cours d eau qui se jettent dans le Niger. Elle est pisolithique, d aspect plus ou moins conglomératique, plus argileuse. Elle peut donner lieu à des petites élévations (hamdallaye, Hypodrome, Darsalam en rive gauche, Badalabougou, Kalabancoro en rive droite ). Son épaisseur est très variable et peut dépasser les 20m (Badalabougou ).! Latérite de vallée : Dans la vallée du Niger où les cours d eau ( Sogoniko ) est souvent recouverte par des argiles, assez compacte, gravillonnaire, ocre rouge à ocre jaune selon le degré de lessivage. Alluvions 4
Les formations alluviales appartiennent au lit majeur et mineur du fleuve Niger ainsi qu à ses affluents. Ce sont des sables argileux à galets de quartz, et des argiles par endroit (Djikoroni). Tectonique La tectonique observée dans la région est cassante. Elle est mise en évidence par la présence de cassures ou fissures ( diaclases ) et de zones de fractures ( failles ). Les formations gréseuses des environs de Bamako sont fracturées à toutes les échelles, depuis les joints fermés difficilement visibles dans le rocher sain jusqu aux failles. L intensité et la densité de la fracturation sont variables suivant la compétence du matériel. Ainsi se dégagent des zones très faiblement ( ou pas ) fracturées et des zones à fracturation très intense. Ces fractures sont diversement orientées. Les principales orientations des plans de fractures relevées sont classées par ordre décroissant d importance ( intensité et fréquence ) : Les familles de fractures : N 110-140 ; les familles de fractures : N 0-20 ; Les familles de fractures : N 80-100 ; Les familles de fractures : N 30-70 ; Les familles de fractures : N 150-170. Les failles rencontrées sont entre autres : Faille de Sikoroni de direction : E - W ; Faille de Yirimadjo : NO - SE, avec présence de Dolérite ; Faille de Lassa - Koulou : ESE - WNW. A Bamako les eaux souterraines se repartissent dans deux types de systèmes aquifères : - Un aquifère supérieur dans les formations de recouvrement (aquifère superficiel ) ; - Un aquifère inférieur (profond) à perméabilité de fissure, dans les grés du précambrien. Ces deux aquifères sont généralement en relation hydraulique constituant ainsi un système bicouche. Aquifère de recouvrement : L aquifère des formations quaternaires se rencontrent à deux niveaux topographiques distincts :au niveau des latérites du plateau supérieur (Koulouba - Point G) et au niveau de la vallée du fleuve Niger.! Latérite du plateau supérieur : Par son importante épaisseur (20m) et le fait qu elle soit fissurée en surface et à structure feuilletée en dessous, la latérite du plateau supérieur constitue un bon réservoir captant les eaux de pluies. Cependant sa position topographique, la fissuration et la fracturation des formations gréseuses sous-jacentes font que le rôle hydrogéologique du plateau supérieur se limite à l alimentation de l aquifère des grès sous-jacents ainsi que des cônes d éboulis en bordure du plateau. Quelques sources sont liées à cet aquifère, dont les plus importantes par leurs débits sont : Sikoroni, Lido, hamdalaye, Lafiabougou, Kondiambougou, Lassa, N Gomi, Omnisports, Samé, N Tomikorobougou.! Aquifère de la vallée du Niger : Cet aquifère est continue et s étend de part et d autre du lit du fleuve Niger. Sa limite est marquée au Nord par les escarpements rocheux des plateaux et au Sud par des formations gréseuses. Cet aquifère est accessible par les méthodes traditionnelles de creusement, et exploité par la population par puits et puisards. Il fluctue de façon importante dans le temps, et est directement influencé par la quantité des précipitations annuelles. 5
Les formations de la vallée sont de nature très variée et sont inégalement reparties en épaisseur. Le sondage électrique, ainsi que les coupes de forages montrent que l épaisseur peut souvent atteindre 20m, mais elle est généralement inférieure à 10m. Ainsi la surface du substratum gréseux est très irrégulière. L aquifère d une manière générale présente une perméabilité faible du fait de sa nature minéralogique argileuse, allant de 10-5 à 10-6 m/s pour le premier mètre de recouvrement. Il présente une bonne porosité de type inter granulaire (Latérite ). Les essais de pompage réalisés par le projet CRDI (1991), sur des puits captant cet aquifère ont donné des valeurs de transmissivité variant de 4.10-6 à 2,5.10-5 m 2 /s en rive gauche ( Darsalam, Korofina, Djelibougou ), et de 3.10-5 à 8.10-4 m 2 /s en rive droite (Sokorodji, Sogoniko, Kalabancoura, Faladié, Quartier Mali ). Les débits de pompage sont faibles (10-4 à 8,33.10-4 m 3 /s) avec des rabattements dépassant parfois 2m pour des temps de pompage de 90minutes. Les niveaux statiques varient de 1,5 à 8, 41m suivant les secteurs. Aquifère des grès fracturés : les formations greseuses des séries hétéro granulaires de Bamako, ont une perméabilité matricielle très faible, voire même nulle à l état sain. Cependant l intense fracturation ayant affecté ces grès, leur confère une perméabilité secondaire de fissure qui favorise la circulation et l accumulation des eaux souterraines en leur sein. Cet aquifère est reconnu par de nombreux forages dans l approvisionnement en eau potable surtout dans les quartiers périphériques Il est à noter l exécution en 1999 d une vingtaine de forages de reconnaissance profonds de 150 à 200 m au compte de la Société Energie du Mali (EDM). Dans les formations de Koulouba, n existe pas généralement d accumulation importante d eau souterraine, du fait de leurs positions géomorphologiques. Captant les eaux du plateau latéritique supérieur, par l intermédiaire des fissures et des fractures, ils la perdent probablement au profit des formations de recouvrement et des grès de Sotuba. Ainsi, le drainage des eaux du réservoir supérieur se poursuit en profondeur jusqu aux grès de Sotuba où il existe des niveaux fins argileux, relativement imperméables. Toutefois des nappes perchées peuvent se trouver à différents niveaux dans les grès de Koulouba, où des bancs massifs très peu fracturés favorisent l accumulation d eau au-dessus. Ces nappes sont généralement en charge. Les grès de Sotuba ainsi qué le contact couverture/ socle cristallin au sud constituent le principal aquifère de Bamako. Il est reconnu par de nombreux forages. La profondeur des forages réalisés dans le secteur varie de 42 à 200 m. Les venues d eau sont observées à des profondeurs allant de 10 à 111m. Les venues superficielles donnent le plus souvent des débits inférieurs à 5m 3 /h. Des débits de 100m 3 /h à l air libre (zone de Sénou) ont été obtenus. Les essais de pompage par paliers montrent que des débits d exploitation supérieurs à 50m 3 /h, avec des rendements de plus de 70%, peuvent être obtenus sur des forages correctement réalisés. Les valeurs de transmissivité calculées varient de 4.10-5 à 3,7.10-4 m 2 /s. Les niveaux statiques varient de 1,2 à plus de 20m suivant les secteurs. En rive gauche les niveaux statiques dépassent très rarement 10m de profondeur. Par contre en rive droite, les niveaux statiques sont en général supérieurs à 10m, dépassant parfois 25m. Piézométrie -Aquifère de recouvrement : Les principales campagnes piézométriques de la nappe de recouvrement (TRAVI, 1981, ENI, INRS-EAU, 1991) ont permis de dresser des cartes piézométriques. L examen de ces différentes cartes montrent qu en rive gauche, les isopièzes sont sub- parallèles au fleuve Niger ;l écoulement principal est dirigé vers le fleuve et le gradient moyen est de l ordre de 1,1% en rive gauche et 1.3 % en rive droite. La morphologie 6
de la nappe permet de distinguer six sous bassins hydrogéologiques (3 sur chaque rive). Ces sous bassins se distinguent par leurs gradients hydraulique, qui sont plus forts au centre (1.3 et 1.8%) et faibles à l Est (8.9 10-3 et 8.8 10-3 ). La zone centrale indique une bonne porosité et une mauvaise perméabilité. La zone orientale indique une bonne perméabilité. La zone d alimentation de la nappe est presque totalement occupée et recouverte d habitations. Cependant, l infiltration devient possible dans les dépressions et les grands espaces à pente quasi nulle. Le drainage de la nappe se fait par les cours d eau (Bankoni, Ouoyenko, Sogoniko, Babla) et le Niger. - Aquifère des grés : La piézométrie de la nappe des grés fissurée est mal connue du fait que les seules mesures disponibles sont celles mesurées tout juste après l exécution du forage. CHIMIE La chimie des eaux de la nappe de recouvrement de Bamako a fait l objet de plusieurs études (Travi, 1981, ENI INRS Eau, 1991, IWACO, 1996). L étude la plus complète est celle de l ENI : - Minéralisation / conductivité électrique :l les eaux de la nappe de recouvrement sont très altérées par la pollution. La conductivité électrique varie entre 20 µs/cm et 1200 µs/cm dans les zones anciennement peuplées. On ne note aucune relation entre la conductivité et la piézométrie. La conductivité est plus élevée en rive gauche à forte densité de population.. Dans l aquifère des grés la conductivité est de 100 à 600 µs/cm. L eau du fleuve quant à elle présente une conductivité de l ordre de 40 à 50 µs/cm. - PH : le ph est généralement acide, 3.7 à 7,8. dans la nappe de recouvrement. Elle peut être basique dans l aquifère des grés en contact avec la dolérite. L eau du fleuve Niger a un ph de l ordre de 7.5. - Faciès chimiques ; les eaux souterraines de Bamako sont reparties entre deux faciès chimiques, les eaux bicarbonatées et les eaux chlorurées - Métaux lourds/ pesticides / hydrocarbures : les métaux lourds et les pesticides ont été dosés dans les eaux de la nappe phréatique des zones maraîchères de Bamako par IWACO, 1996. Concentration en métaux lourds des zones maraîchères de Bamako (IWACO,1996) : Arsenic (2.6-15 µg/l), Cuivre (9.1 11µg/l), Plomb (aux environs de 16µg/l), Zinc (8-570µg/l), nickel (8-30µg/l). Ces analyses n ont pas décelées de traces de pesticides ou de pollution par les PAK ou les PCB. 7