Etude géochimique et isotopique des transferts d'eau et de ... - SIST

UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUE
THESE
présentée pour l'obtention du
DIPLOME DE DOCTEUR DE 3 ème CYCLE
Spécialité: Géologie appliquée
Mention : Hydrogéologie
par
Mlle Samira EL FAID
ETUDE GEOCHIMIQUE ET ISOTOPIQUE DES TRANSFERTS D'EAU
ET DE SOLUTES DANS LA ZONE NON SATUREE DE LA NAPPE DES
SABLES QUATERNAIRES DE LOUGA (NORD SENEGAL)
RECHARGE ET PALEORECHARGE.
Soutenue le 30 Octobre 1999 devant la commission d'examen composée de :
M.M A. LY
C. B. GAYE
A. FAYE
J. F. ARANYOSSY
M.FALL
Président
Rapporteur
Rapporteur
Examinateur
Examinateur
(U.C.A.D)
(U.C.A.D)
(U.C.A.D)
(A.N.D.R.A) (France)
(U.C.A.D)

Je dédie ce travail :
A mon cher papa
A ma chère maman
A mes chers frères et sœurs
A mes chers neveux et nièce.
Andl willmurmurname upon name in gratitude to those who
cannothere be mentioned, butshouldrest assured ofmyappreciation.

REMERCIEMENTS
Au terme de ce travail, il m'est agréable d'associer aux remerciements tous
ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à sa réalisation.
Je tiens tout d'abord à remercier Monsieur Cheikh Bécaye GA YE, Professeur au
département de géologie et t..xpert à l'Agence Internationale de l'Energie Atomique (AlEA). li a
été à l'origine du choix de mon sujet de recherche et m 'a guidé tout au long de ce travail, tout en
sachant me laisser une grande part de l'initiative personnelle. J'ai pu ainsi bénéficier, dans ce
contexte, de son expérience de terrain pour le choix des différents sites, d'un appui scientifique
important et d'un accès sans limites à ses bases de données et à sa riche bibliothèque. De toul
cela, je lui suis très reconnaissante.
Monsieur Ababacar L y, Professeur au département de Géologie, qui me fait l'honneur
de présider ce jury. Je le remercie de plus pour ses encouragements au cours des six années de
formation au département.
Monsieur Abdoulaye FAYE, Maître de conférence et Responsable du troisième cycle, a
accepté, malgré ces grandes charges, de lire mon manuscrit et de faire partie de mon jury. Sa
connaissance très approfondie sur les techniques géochimiques et isotopiques m'a guidé dans
l'interprétation des données acquises sur la zone non saturée et m'a permis de mieux
comprendre les mécanismes régissant ce système très complexe. Qu'il trouve ici l'expression de
mes sincères remerciements.
Je voudrais, par ailleurs, exprimer ma reconnaissance envers Monsieur Jean François
ARANYOSSY, Directeur de recherche et Responsable du Département Etudes, Expérimentation
et Calcul - Géologie à l'Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs (ANDf?A) en
France, dont la présence parmi les membres du jury m'honore. Je le remercie aussi d'avoir mis à
ma disposition, malgré la distance, de nombreux documents. Qu'il SOIt persuadé que je garde
avec émotion et reconnaissance le souvenir de sa contribution.
Monsieur Mamadou FALL, Chargé d'enseignement au département de géologie. Ses
conseils et sa dispunibilité sont exemplaires. Je lui témoigne mes v(f\' remerciements pOlir avoir
accepté de juger ce travail.
Rien ql! 'ils ne fassent pas partie de monjlll)', je tiens à remercier .'
Madame Isabelle DIOP, Maître de conférence el chefde départemellf de géologie, qui a
apporté ses conseils et qui m'a ouvert son laboratoire de granulométrie pour l'analyse des
échantillons. Qu'elle trouve ici l'expression de ma Irès sincère gratitude.
Madame Sophie SIBY, Assistante au département de géologie. Je lui reste reconnaissante
pour le soutien moral qu'elle m'a apporté durant les années les plus difficiles de ce travail.
Tout le corps professoral du département de géologie pour avoir facilité mon intégration
au sein du département.

RESUME
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION ..
CHAPITRE 1 : CADRE GENERAL
1.1 Situation géographique
SOMMAIRE
1.2 Climatologie .
I.2.1 Mécanismes climatiques ..
1.2.2 Les éléments du climat .
1.2.2.1 Précipitations.
1.2.2.1.] Pluviométrie annuelle
I.2.2. 1.2 Pluviométrie mensuelle .
I.2.2.2 Facteurs thermiques .
1.3 Données pédologiques ..
1.2.2.2.1 Humidité relative .........
I.2.2.2.2 Température .
1.2.2.2.3 Insolation .
1.2.2.2.4 Vents dominants .
I.2.2.2.5 Tension de vapeur ..
I.2.2.2.6 Evaporation.. . ..
1.2.2.2.7 Evapotranspiration
1.3.1 Les sols ferrugineux tropicaux ..
I. 3.2 Les sols bruns rouges
1. 3.3 les bruns subarides..
1.3.4 Autres types de sols ..
l
..... 3
,
............. -'
. 7
.......... ..... 7
.... . 7
.. 9
...... . .... ] 1
. 1]
. .. ] ]
.. 11
. 15
.. 15
.... 15
... ] 5
. . 19
..... . .. 20
.. 20
. 20
.. 20
1.3.4.1 Sols organiques hydromorphes . 20
1. 3.4.2 Sols minéraux bruts peu évolués.......... ... 20
1.3.4.3 Sols halomorphes 21
lA Végétation ... ..2]

1.5 Cadre géologique..................... . ..21
1. 5.1 Bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien .
1.5.2 Stratigraphie du secteur.... . .
1. 5.2. 1 Crétacé.....
1.5.22 Paléocène ..
1.5.2.3 Eocène ..
1.5.2.4 Continental terminal.
1.5.2.5 Quaternaire ....
1.5.2.5.1 Dépôts quaternaires...
1.5.2.5.2 Paléoclimats du quaternaire ..
1.6. Cadre hydrogéologique .
1.6.1 Ensemble supérieur .
1.6.1.1 Nappe des sables quaternaires.....
1.6.1.2 Nappe des calcaires lutétiens .
.. 21
. 23
...23
. 23
...... . 25
. .... . 25
. 25
1.6.2. Ensemble inférieur: nappe profonde maastrichtienne .
1.7 Conclusion
CHAPITRE Il : DESCRIPTION DES SITES ET METHODES D'ETUDES
Il.1 Sites d'études ..
II.l.1 Choix des sites ....
Il.1.2 Description des sites
n.l.2.1 Site Louga 1 .
n.I.2.2 Site de Ndam Là
B.2 Méthodes d'études .. '
n.2.1 Mode de prélèvement ..
II.2.2 Au laboratoire....... .
n.2.2.1 Etude de la matrice du sol ......
II.2.2.2 Détermination de l'humidité du sol ...
. 25
. 26
...... 29
.... 29
................. 29
. 31
.... 31
............. 32
.. .... 34
....... 34
...... 34
........ 36
........... 38
.......... 41
... 41
.... 41
....................... 42
..42
Il.2.2.2.1 Humidité pondérale (ou teneur en eau pondérale) ..... ..... . 42
II.2.2.2.2 Humidité volumique (ou teneur en eau volumique) 42
II.2.2.3 Extraction de l'eau du sol ......... 43

II.2.2.3.] Extraction de l'eau pour l'étude isotopique
II.2.2.3.2 Extraction de l'eau pour la chimie .
......... 43
..... 43
II.2.2.4 Analyses chimiques.. .. 44
II.2.2.5 Analyses isotopiques . 44
CHAPITRE m : ETUDE DES TRANSFERTS D'EAU ET DES SOLUTES PAR LES
METHODES GEOCH1M1QUES ET ISOTOPIQUES
Ill.I Caractéristiques physiques du sol
111.2 Circulation de l'eau dans la zone non saturée ..
..................45
. 46
111.2.1 Généralités , 46
III.2.2 Lois de transfert d'eau en zone non saturée............. . 47
III. 2. 2.1 Circulation en phase liquide................................................ . 47
111.2.2.2 Circulation en phase vapeur... . 49
m.3 Comportement de soluté dans la zone non saturée . ..49
111.3.1 Transfert sous l'effet évaporatoire 49
III. 3.2 Transfert par diffusion moléculaire............ 50
mA Comportement des isotopes ..... ,..,................. .. 52
m.5 Techniques géochimiques et isotopiques " , , , 54
III.5.1 Traçage chimique de l'eau 54
111.5.1.1 Traçage chimique des précipitations 54
III.5.1.2 Comportement des ions dans le milieu poreux ,54
111.5.2 Traçage isotopique .. ., ... ,.... ',., ".,,55
III. 5,2.1 Le fractionnement isotopique.........., .. ,' "" .....
III.5.2.2 Traçage des précipitations par les isotopes stables ...
111.5.2.3 Comportement des traceurs isotopiques dans le milieu poreux.
CHAPITRE IV : RESULTATS
IV.l Composition chimique et isotopique de l'eau de pluie au Sénégal.
IV.l.1 Chimie des eaux de pluie, .
IV.1.2 Composition isotopique des pluies ..
IV.2 Caractères physiques des sols .
IV.2.1 Granulométrie des profils .
,., .... 56
., .. ,57
..,.,57
,...... 60
.. 60
.. 63
.. .. 65
. " ... ,.. '.... 65

IY.2.2 Teneurs en eau des profils..
IV.3 Résultats isotopiques des sols .
IVA Chimie des eaux des sols .
. 67
.70
. 73
IVA.l Résultats des profils chimiques du sondage NU.. 73
IVAl.l Profil de teneurs en chlorure..
IY.4.1.2 Profil de teneurs en nitrate .
IVA.l.3 Profil de teneurs en sulfate..
IVA. lA Profil de teneurs en éléments traces , .
IVA.IAI Profil de bromure " .
IVA.IA.2 Profil de strontium .
IY.4.1A3 Profils de ba'YUm et du fer ..
.73
. 75
. 75
. 76
.. 76
. 78
. 78
IVA.l.5 Processus géochimiques impliqués dans la
minéralisation des eaux du sondage NL1 80
IVA.l.5.1 pH des solutions interstitielles 80
IVA.l.5.2 Evolution des teneurs des éléments
majeurs de la zone non saturée 80
IVA.l.5.3 Etude des processus géochimiques impliqués dans
cette évolution................. ... ... ..... . ...82
IY.4.2 Résultats des profils chimiques du sondage NL2....
IVA.2.1 Profil de teneurs en chlorure '
IVA2.2 Profil de teneurs en nitrate .
IVA.2.3 Profil de teneurs en sulfate .
IVA.2A Profil de teneurs en fluor. .
IVA2.5 Processus impliqués dans la chimie des eaux
du sondage NL2. .. . ... .. . ... . .
IVA.3 Résultats des profils chimiques du sondage L23 .
JV.S Conclusion ..
IY.4.3.1 Variations des teneurs en chlorure avec la profondeur..
IY.4.3.2 Variations des teneurs en nitrate avec la profondeur.
87
........87
. 89
. 89
. 92
....92
... 95
.....95
97
IV.6 Résultats de l'études hydrochimique et isotopique de la nappe
superficielle de Louga. .. '" .. .. ...... 101
IV.6.1 Caractérisation des eaux de la nappe superficielle de Louga .
IY.6.2 Origine de la salinité des eaux de la nappe.
.97
.. 101
.105

IV.6.2.1 Les espèces conservatives .
IV.6.2.2 Les espèces non conservatives .
IV.6.2.3 Les ions mineurs .
IV.6.2A Les processus géochimiques impliqués dans la
chimie de la nappe . . .
IV.6.2.5 Les isotopes stables .
IV.6.2.6 Conclusion '" . .
CHAPITRE V : ETUDE DE LA RECHARGE ET DE LA PALEORECHARGE DES
SITES DE L'ETUDE
. 105
. 108
... 109
110
11]
. 113
V.I Calcul du taux d'infiltration .. 115
V.l.1 Introduction..................... ... ... ... ... ... ... 1]5
V.l.2 Méthodologie , , 116
V.l.3 Quelques exemples d'application de la méthode ' 118
V lA Evaluation de la recharge au niveau des sites de l'étude... ..120
V1.5 Conclusion 123
V.2 Paléorecharge et paléohydrologie..
V.2.1 Introduction......... ..
V.2.2 Théorie........ . .
V.2.3 Exemples d'application de la méthode..
V.2A Résultats obtenus sur les sites de l'étude..
V.2.5 Conclusion. ..
CONCLUSION GENERALE
BffiLIOGRAPHIE .
ANNEXES
..123
. 123
. ..... 124
. 127
.... ..127
132
.. 133
139

RESUME
Les isotopes de l'eau et les chlorures ont été utilisés pour étudier le transfert d'eau en
zone non saturée sous climat semi-aride (Région de Louga - Nord Sénégal). Les chlorures ont
permis aussi une estimation de la recharge de la nappe et l'étude de son historique pour une
reconstitution paléohydrologique.
Les variations des teneurs en isotopes et des concentrations en chlorures dans les eaux
des sols sur les profils de la zone non saturée montrent que le transfert d'eau obéit au modèle
de l'écoulement par effet piston par l'infiltration de pluies successives. Une succession de
pics est observée en profondeur sur les profils de chlorures et de deutérium qui évoquent des
variations des taux de recharge liées à la succession d'années sèches et humides. Un
enrichissement en deutérium noté au-dessus de la nappe, montre l'arrivée d'eau de différentes
signatures isotopiques.
La chimie des solutions des sols montre l'influence de la nature du sol et du couvert
végétal sur l'évolution du chimisme de l'eau de la zone non saturée. L'influence de la
proximité du littoral est mise en évidence par un apport en aérosols marins au niveau des
sondages étudiés.
Les études géochimiques et isotopiques de la nappe phréatique montrent que la salinité
des eaux est marquée par ce transit de l'eau au niveau de la zone non saturée. L'apport en
aérosols marins, l'effet de l'évaporation et les altérations chimiques des aluminosilicates
calciques et alcalins constituent les processus déterminants qui contrôlent la minéralisation
des eaux de la nappe des sables quaternaires de Louga.
Le bilan hydrologique établi à partir de la méthode des chlorures permet une
évaluation de la recharge de la nappe au niveau des trois sondages étudiés. Les taux
d'infiltration varient entre 9.8 et 78 mm.an- l , ce qui démontre l'influence des variations des
hauteurs pluviométriques entre le Nord et le Sud du secteur. Toutefois)a généralisation de ces
résultats se heurte au problème de l'hétérogénéité spatiale et nécessite un nombre approprié de
sondages afin d'obtenir une valeur statistiquement représentative.
L'estimation du temps de résidence de l'eau à partir des profils de chlorures dans la
zone non saturée et la corrélation des profils des concentrations de chlorures cumulés sur les
profils de la zone non saturée avec les variations du niveau du Lac Tchad, permettent
d'affirmer que la zone non saturée au Nord du Sénégal contient des informations sur
l'historique de la recharge de la nappe superficielle des sables quaternaires de Louga allant
jusqu'à 522 ans B.P.
Mots clés: zone non saturée, isotopes (180 , 2H), géochimie, climat semi-aride (Louga - Nord
Sénégal), recharge, paléorecharge.

Chapitre IV
Figure IV 1 : Relation entre teneurs en oxygène 18 et en deutérium dans les précipitations à
Dakar, Louga et Léona (d'après Gaye, 1990)""',.. ,"
.... 64
Figure IV2 : Granulométrie et courbe cumulative à différentes profondeurs du sondage NL2
sur interdune du site Ndam Là, " , , , ' 66
Figure IV3 : Profils d'humidité pondérale (a) et variation des taux de particules fines avec la
profondeur (b) ,........................ . ' .
68
Figure IV 4a, b : Profil de teneurs en 2H et d'humidité pondérale. Sondage NL1.. .. . ....... 71
Figure IV.5 : Profil de teneurs en 2H et d'humidité pondérale. Sondage NL2 .. .. .. 72
Figure IV6a, b, c, d, e: Variations des teneurs en chlorure, nitrate et sulfate et rapports
molaires N03'lCr, S04-'lCr avec la profondeur. Sondage NL1 . .. 74
Figure IV7a, b, c, d : Variations des teneurs en bromure, strontium et rapports moléJ.ires Br"
Icr et Sr++Icr avec la profondeur. Sondage NL1 . .. 77
Figure IV8a, b : Variations des teneurs en baryum et fer total avec la profondeur. Sondage
NLl.. .. , . .79
Figure IV9a, b, c, d, e, f: Variation du pH et des rapports molaires Na'lCr, K'ICr, CaHICr,
Mg++Icr et Si/Cr avec la profondeur. Sondage NL1 " . .81
Figure IV.lOa, b, c : Variations des indices de saturation vis-à-vis des minéraux argileux avec
la profondeur. Sondage NL1.................. ..,................ .. .. 83
Figure IV.lla, b: Variations des isothermes d'échanges Na-Ca (a) et K-Ca (b)avec la
concentration totale de la solution d'un sol argileux non saturé (d'après Bond et Philipps,
1990a) .. ... .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. . .. .. .. .. ... .. ... .. .. .. .. .. ... .. ... .. .. .. . .. ... .. .. .. .. ....... 86
Figure IV 12a, b, c : Variations des teneurs en chlorure, nitrate et rapport molaire N03ïCr
avec la profondeur. Sondage NL2.......
Figure IV.l3a, b, c, d : Variations des teneurs en sulfate, fluor et rapports molaires S04-'lCr et
88
FICr avec la profondeur. Sondage NL2 , "" .
..90
Figure IV 14 : Système Ca-S04-H20. Représentation des eaux interstitielles du sondage NL2
dans Je diagramme d'équilibre entre le gypse et la fluorine en fonction du pH et de (Ca++) (25
oC, 1 atm.).... . "." .. ... ... .. . . ... 91
Figure IV.ISa, b, c, d : Variation des teneurs en sodium, potassium calcium et magnésium
avec la profondeur. Sondage NL2.. " 93
Figure IV.16a, b, c, d : Variations des rapports molaires NaT/Cr, K+ICr, Ca",T/Cr et MgTT/Cr
avec la profondeur. Sondage NL2..... . .. ..94
Figure IV 17a, b, c : Variations des teneurs en chlorure, nitrate, et rapport molaire N03'lCr
avec la profondeur. Sondage L23 96
Figure IV 18 : Localisation des points de prélèvement (Gaye, 1990)............................ 102
Figure IV 19 : Répartition dans le diagramme de Piper des eaux de la nappe des sables de
Louga (El Faid, 1996) ",,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, .
Figure IV20 : Répartition dans le diagramme de Piper des eaux des puits à proximité des sites
étudiés......... .,.......... . .
Figure IV.21 : Carte hydrochimique de la nappe des sables de Louga (d'après Gaye, 1990).
Figure IV.22 : Variation logarithmique des espèces chimiques Br-, S04-, F, Na+, K+, Ca"",
Mg++, Sr++ et BaTT (mg/I) avec les teneurs en chlorures. ""'"'''''' .
Figure IV.23 : Carte des isochlorures de la nappe des sables de Louga (d'après Edmunds et
.." 103
... 103
104
Gaye, 1993) , , , 107
Figure IV24 : Relation entre teneurs en oxygène 18 et en deutérium des eaux de la nappe des
sables quaternaires de Louga........... 112
106

Chapitre 1
LISTE DES TABLEAUX
Tableau I.l : Pluviométrie moyenne annuelle à Saint-Louis (1903-1996) AI
Tableau I.2 : Pluviométrie moyenne annuelle à Louga(1919-1996) A3
Tableau 1.3 : Pluviométrie moyenne mensuelle à Louga des périodes: 1919-1996 ;
1919-1969 et 1970-1996 9
Tableau lA : Pluviométrie moyenne mensuelle à Saint-Louis des périodes: 1919-1996 ;
1919-1969 et 1970-1996 9
Chapitre IV )
Tableau IV1 : Composition chimique mensuelle des pluies (mgll) à la station de Louga en
1992,1995 et 1996 60
Tableau IV2 : Teneurs ioniques moyennes annuelles pondérées des pluies aux stations de
Louga et Saint-Louis.............. . 60
Tableau IV.3 : Composition chimique de l'eau de pluie à Louga exprimée en mmol/I 63
Tableau IVA Granulométrie du sondage NL2 AS
Tableau rvs : Quartiles et principaux indices granulométriques du sondage NL2 A7
Tableau IV.6a, b, c : Teneurs en particules fines et en eau pondérale des sols des sondages
NL1, NL2 et L23 A8
Tableau IV7a : Teneurs en deutérium du sondage NLl A16
Tableau IV7b : Teneurs en deutérium du sondage NL2 A19
Tableau IV8 : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage NLI A20
Tableau IV9 : Rapports molaires ion/Cr du sondage NLI A28
Tableau IV.1 0 : Indices de saturation de l'eau du sondage NL1 vis-à-vis des principaux
minéraux , '" , A3 1
Tableau IV11 : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage NL2 A33
Tableau IV.12 : Rapports molaires ion/cr du sondage NL2 A35
Tableau rV13 : Indices de saturation de l'eau du sondage NL2 vis-à-vis de différents
minéraux....... . ..
Tableau rV14 : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage L23 .
Tableau IVIS : Données chimiques des eaux de la nappe des sables quaternaires de Louga .
Tableau IV16 : Teneurs en isotopes stables des eaux de la nappe des sables quaternaires de
Page
..A37
...AJ8
..A40
Louga............................................... .. . A46
Tableau IV17 : Indices de saturation de l'eau de la nappe vis-à-vis des principaux minéraux A47
Chapitre V
Tableau VI: Estimation de la recharge moyenne annuelle par le bilan de chlorure pour les
profils Louga 2 (L2) et Louga 18 (LI8) (in Gaye et Edmunds, 1995) 118
Tableau V.2 : Recharges calculées par la méthode des profils de chlorures dans la zone des
Niayes de Dakar (in Diop, 1993)........... 120
Tableau V.3 : Teneurs en chlorures de l'eau de pluie à Louga et hauteurs pluviométriques
journalières correspondantes A48
Tableau VAa, b, c : teneurs en chlorures de l'eau interstitielle des sondages NU, NL2 et L23.
Analyses de la Grande Bretagne ASO

Cette étude est effectuée au Nord du Sénégal (Région de Louga) dans le cadre du projet
AlEA 302-F3-SEN-9250. Elle rentre dans le cadre plus général de l'étude de la zone non
saturée en pays semi-aride. Deux objectifs de recherches ont été fixés:
étude des modes de transfert d'eau et des solutés à travers la zone non saturée;
estimation de la recharge de la nappe superficielle de Louga et l'étude de son historique
pour une reconstitution paléohydrologique. .
Solution interstitielle du sol
Sous un climat sahélien caractérisé par l'alternance d'une courte saison humide et d'uny>
longue saison sèche, la zone non saturée est parcourue par des flux d'eau descendants lors des
précipitations (période d'infiltration) et par des flux liquides ascendants (période
d'évaporation). Ainsi les solutions interstitielles du sol lors de ce passage à travers la zone
non saturée, voient leur composition chimique subir des modifications en particulier:
concentration par évaporation ;
interaction avec la matrice solide soit par dissolution ou échange d'ions;
action de l'activité biologique, de la végétation et de la microfaune;
lessivage des produits de la surface du sol et des aérosols (gaz et particules).
Dans le cas de sol ayant à la base une nappe, l'étude des profils chimiques et isotopiques
(deutérium) des solutions du sol peut donner des indications sur les modes de transfert d'eau
et des sels et les processus géochimiques qui contrôlent la chimie des solutions de la zone non
saturée.
L'étude de profils de la zone non saturée de la surface du sol jusqu'à la nappe, complétée
par l'étude des paramètres physico-chimiques et des isotopes stables (oxygène 18 et
deutérium) des eaux de la nappe a pour objectifs de connaître l'origine de la salinité des eaux
de la nappe superficielle de Louga.
Etude de la recharge et de la paléorecharge
. Plusieurs travaux récents ont montré que les concentrations de solutés conservatifs tels
que les chlorures, peuvent être utilisés pour l'estimation de la recharge des nappes (Allison et
Hughes, 1978 ; Edmunds et Walton, 1980 ; Edmunds et al., 1988 ; Gaye et Edmunds, 1995).
Ainsi, les chlorures apportés par les eaux de pluies et les précipitations sèches dans la
zone non saturée, permettent par un bilan dans le profil d'estimer le taux de recharge de la
nappe superficielle de Louga.
En plus de la possibilité de leur utilisation pour l'estimation de la recharge et connaître
les pertes d'eau par évaporation, les chlorures présentent aussi un intérêt pour l'étude des
variations climatiques en zones arides et semi-arides. Dans les conditions favorables de
l'écoulement par effet piston, les chlorures et les isotopes stables de l'eau, permettent par
traçage naturel, de reconstituer des événements climatiques sur plus de 100 ans (Cook et al.,
1992).

Ce travail comprend cinq parties:
la première partie présente les principales caractéristiques géographique, climatique,
géologique et hydrogéologique de la zone d'étude;
la seconde partie donne une description détaillée des sites et sondages, et présentent les
techniques et méthodes d'étude utilisées tant sur le terrain qu'au laboratoire;
la troisième partie traite du comportement de l'eau, des sels et des isotopes de l'eau dans
la zone non saturée du sol, notamment en présence d'une nappe superficielle;
l'ensemble des résultats obtenus au cours de cette étude sont présentés dans la quatrième_
partie;
la cinquième partie propose, après une revue des travaux antérieurs sur le thème,
l'application du bilan de chlorures pour l'estimation de la recharge de la nappe de Louga
et l'étude de son historique.
2

1.1) Situation géographique
La zone d'étude est située au Nord Ouest du bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien
entre les parallèles 15° 30 et 16° de latitude Nord. Elle est limitée par l'Océan Atlantique à
l'Ouest et le méridien 16° 10 à l'Est (Fig. 1.1). Le paysage est monotone caractérisé par
l'absence de réseau hydrographique permanent et par des ondulations de l'ancien erg de
"dunes rouges" de l'Ogolien. Ces dunes orientées:t\TE - SW délimitent des couloirs
interdunaires ou "niayes" qui font l'objet de cultures par endroits.
Cette région a fait l'objet de plusieurs études notamment (Gaye, J990 ; Edmunds,
1990 ; Tandia, 1990 ; Kane, 1995 ; Faye, 1995 ; Diouf, 1995) suite à la présence d'un
important système aquifère superficiel dit" Nappe des sables du Littoral Nord", source de
fertilité de la zone. Au Nord du secteur se situe j'embouchure du fleuve Sénégal.
La région est peuplée de Oulofs, paysans sédentaires qui cultivent l'arachide, un peu
de mil et de manioc et de peuls, bergers en continuelle transhumance à la recherche du
pâturage (B.RG.M., 1967). La population est dispersée dans un grand nombre de petits
villages de 100 à 600 habitants qui sont répartis le long de la route Nationale Dakar - Saint­
Louis. L'application du taux d'accroissement de la population (RG.P.H., 1988) aux données
du recensement de 1988 permet d'estimer la population à 320000 habitants.
1.2) Climatologie
1.2.1) Mécanismes climatiques
Les variations climatiques au Sénégal, vu sa situation dans la zone intertropicale,
peuvent être liées aux déplacements de masses d'air et de fronts selon le mécanisme décrit par
Gérilieux (in Gaye, 1990) :
le climat se trouve sous la dépendance de deux centres d'actions:
au Sud l'anticyclone de Sainte Hélène, débordant largement au Nord de J'Equateur
pendant l'été boréal, génère les alizés du Sud - Est qui sont détournés en flux de
mousson du Sud - Ouest dans l'hémisphère nord;
au Nord, l'anticyclone des Acores et la cellule anticyclonique égypto-libyenne (active
pendant l'hiver boréal), génèrent les alizés maritimes du Nord - Est et l'alizé
continental ou Harmattan. La cellule égypto-libyenne devient zone de basses pressions
en été et est appelée dépression thermique saharienne.
Ces deux centres d'actions aboutissent à la convergence de deux masses d'air différentes:
l'air continental stable et très sec au nord;
l'air maritime instable et humide au sud.
La limite au sol entre les deux masses d'air tropicale (alizés maritimes et harmattan) et
équatoriale (mousson)est matérialisée par le front intertropical (F.I.T).
Dans son oscillation saisonnière, le F.I.T. entraîne quatre types de temps qui sont du Nord
3

La moyenne mobile pondérée permet de définir des tendances pluviométriques au sein
de ces deux séries hétérogènes. Ainsi on distingue pour les deux séries deux grandes périodes:
une période humide de 1903 à 1969 à Saint-Louis et de 1919 à 1969 à Louga et une période
sèche de 1970 à l'actuel. Au sein de la période humide, on remarque pour les deux séries' deux
tendances à la sécheresse de 1930 à 1932 et de 1958 à 1967 (Fig. 1.6 a, b).
On conclue que les tendances de l'évolution des précipitations sont pratiquement les mêmes
dans le secteur. Les deux stations de la région pourront être caractérisées par les mêmes
événements pluviométriques généraux.
1.2.2.12) Pluviométrie mensuelle
La répartition mensuelle des précipitations est étudiée sur la sene continue 1919 ­
1996. Les tableaux 1.3 et lA présentent la moyenne interannuelle en comparaison avec celles
calculées sur les périodes humides (191911969) et sèches (197011996), aux stations de Louga
et Saint-Louis.
Station de Louga
Mois J F M A M J J A S 0 N D AN
moy. inter. mm 1.2 1.2 0.1 0.1 1.3 11.7 68.7 135.4 IliA 26 1.1 0.7 358.7
0/0 0.3 0.3 0 0 004 3.3 19.2 37.7 31.1 7.3 0.3 0.2
mov.1919-1969 mm 0.9 1.2 0 0 1.8 13.7 80.7 145.7 126.8 31.2 15 0.8 404.1
mov.1970-1996 mm 1.8 1.2 004 0.1 0.2 7.7 46.1 116 8204 16.1 0.3 0.6 272.9
Tableau 1.3 : Moyennes mensuelles des précipitations à Louga des périodes 191911996;
191911969 ; 197011996. moy. inter. = moyenne interannuelle ; moy = moyenne ; % =
pourcentage par rapport au total annuel.
Station de Saint-Louis
Mois J F M A M J J A S 0 N D AN
moy. inter. mm 1.2 2.2 0.1 0.1 0.6 9.5 44.9 131.9 106.7 26.1 l.l 2.3 326.6
0/0 004 0.7 0 0 0.2 2.9 13.7 4004 32.7 8 0.3 0.7
mov.1919-1969 mm 0.9 2.5 0 0.1 0.8 11.4 52.2 160.9 119.1 34.2 lA 204 386
mov.1976-1996 mm 1.6 1.7 0.3 0 0.1 6 31.2 77 83.2 II 0.5 2 214.4
Tableau lA: Moyennes mensuelles des précipitations à Saint-Louis des périodes: 1919/1996;
191911969 ; 197011996. moy. inter. = moyenne interannuelle ; moy = moyenne ; % =
pourcentage par rapport au total annuel.
Au niveau de la région, la saison de pluie commence généralement au mois de Juin et
finit au mois d'Octobre. Les mois d'Août et Septembre totalisent à eux seuls respective,ment
73.1 % et 68.8 % de la pluie annuelle aux stations de Saint-Louis et Louga.
Les mois entre Janvier et Mai reçoivent respectivement 4.8 et 5.5 % du total annuel
des précipitations à Saint-Louis et Louga. Ce qui subdivise l'année en deux saisons : une
saison humide et une saison sèche
9

La sécheresse de ces trois dernières décennies a été ressentie au niveau de la région
par une baisse remarquable des précipitations mensuelles.
I. 2. 2. 2) Facteurs thermiques
L'étude des paramètres climatiques a été effectuée grâce aux données du service de la
Direction de la Météorologie Nationale à Yoff (Dakar), sur les stations de Louga et Saint­
Louis.
1. 2. 2. 2.1) Humidité relative
L'évolution de l'humidité relative au cours de l'année montre deux rythmes saisonniers
(Fig. 1.7) :
pendant l'hivernage (Juin à Octobre), l'humidité relative est plus élevée avec une
valeur maximale entre 70 et 80 % en Août;
pendant la saison sèche (Novembre à Mai), l'humidité est plus faible avec un
minimum entre 3à et 50 % entre Janvier et Février.
L'abondance de la pluie entre Août et Septembre explique les valeurs maximales de
l'humidité relative durant ces deux mois. La station côtière de Saint-Louis montre la valeur
moyenne annuelle la plus élevée (65 %) par rapport à celle de la station de Louga (57 %),
suite à l'influence des alizés maritimes. Alors que pendant la saison sèche, la région est
soumise aux vents du Nord - Est qui sont peu chargés en humidité.
I. 2. 2. 2.2) Température
Les données de température moyenne mensuelle entre 1986 - 1996 aux stations de
Saint-Louis et Louga montrent la division de l'année en une saison fraîche et une saison
chaude (Fig. 1.8) :
les températures les plus faibles (entre 22 et 28 OC) sont rencontrées durant la saison
sèche (Novembre à Mai) ;
les températures les plus élevées (entre 29 et 30 OC) sont rencontrées durant
l'hivernage.
La station de Louga montre une moyenne annuelle de température plus élevée (28 OC) par
rapport à celle de la station de Saint-Louis (26 OC). Cela s'explique par l'influence des alizés
maritimes qui adoucissent les températures au niveau de la station de Saint-Louis.
1. 2. 2. 2.3) Insolation
La durée d'insolation moyenne journalière atteint 8 h entre 1981 et 1990 à Louga et 7 h
entre 1986 et 1996 à Saint-Louis.
La variation mensuelle de la durée journalière de l'ensoleillement a une allure
bimodale. Les plus fortes durées d'insolation sont en Avril et Octobre (entre 8 et 9 h/j) ; les
plus faibles sont en Décembre et Janvier (Fig. I. 9).
11

Toutefois, il faut noter une baisse de ce paramètre pendant l'hivernage, plus importante
à Saint-Louis qu'à Louga, respectivement 6 et 7 hJj selon les conditions de nébulosité.
1. 2. 2. 24) Vents dominants
Les vents sont de direction N et NE pendant la saison sèche et W et NW pendant la
saison humide.
Leurs vitesses sont généralement plus fortes à Saint-Louis qu'à Louga avec des
maxima respectifs de 5.8 mis et 5 mis en Avril (Fig. 1.] 0).
En reliant la vitesse et la direction, on distingue.
les vents de saison sèche (Novembre à Mai)sont les vents du Nord ou alizés maritimes
et les vents du NE ou alizés continentales (Harmattan) qui sont généralement plus forts
et accentuent les conditions de sécheresse entre Mars et Avril.
Les vents marins circulent parallèlement à la côte et sont chargés d'embruns.
les vents de saison de pluie ou mousson (vent Ouest) et les vents du NW du domaine
côtier, sont humides et généralement plus faibles.
1. 2. 2. 2.5) Tension de vapeur
La variation mensuelle de la tension de vapeur mesurée à la station de Saint-Louis
entre] 986 et 1996 est portée sur la figure 1. Il.
Les valeurs les plus élevées se situent entre Août et Septembre avec des maxima
respectifs de 31 et 32 mb. En effet pendant l'hivernage, les précipitations et les températures
élevées augmentent la pression de vapeur d'eau de l'atmosphère
La valeur la plus faible de 12 mb est enregistrée pour mois de Janvier.
1. 2. 2. 26) Evaporation
L'évaporation aux stations de Saint-Louis et Louga a été mesurée à l'évaporomètre
piche et les données mensuelles interannuelles 1986 - 1996 sont portées sur la figure 1.12.
Contrairement à l'humidité relative, c'est pendant la saison sèche que l'évaporation est
la plus forte. Ici encore, l'effet des alizés maritimes qui adoucissent les températures se fait
sentir. Ainsi l'évaporation maximale à Saint-Louis est de 180 mm en Mars alors qu'à Louga
elle est de 386 mm au mème mois L'évaporation minimale se situe en Septembre et elle est
de 78 mm à Saint-Louis et de 129 mm à Louga.
1. 2. 2. 2.7) Evapotranspiration
L'évapotranspiration représente la quantité d'eau perdue par transpiration des plantes
(phénomène biologique) et évaporation à partir du niveau des nappes phréatiques et du sol
(phénomène physique).
15

Selon Bonfils et al., (1961) in Kane (1995), l'évapotranspiration réelle (E. T.R.) varie
avec:
les facteurs climatiques tels que le déficit de saturation de l'air, la différence de
température entre l'air et le sol, l'agitation de l'air, la température moyenne et la
radiation globale;
les facteurs pédologiques à savoir la couleur du sol, l'état de fissuration, la profondeur
de la nappe phréatique, la concentration en sels solubles, la porosité et la structure du
sol qui conditionnent les états de l'eau et ses degrés de disponibilité pour la plante;
les facteurs qui dépendent de la plante et qui sont la résistance à la sécheresse et
l'importance du système radiculaire, le degré de turgescence de la plante, le stade de
développement et la quantité de matière sèche fonnée.
Nous avons évalué l'évapotranspiration réelle moyenne interannuelle 1986 - 1996 aux
stations de Saint-Louis et Louga par la formule de Turc:
avec:
ETR
p
h
2
0.9+- 0
L-
E.TR. : évapotranspiration réelle moyenne annuelle en mm
P : pluviométrie moyenne annuelle en mm
L : 300 + 25 T + 0.05 T 3
T : température moyenne annuelle de l'air
En appliquant la fonnule de Turc nous obtenons:
pour la station de Louga •
(1) (Turc, 1961)
T = 27.7 oC, P = 302.4 mm (moyenne annuelle entre 1986 - 1996)
E.TR= 315 mm
pour la station de Saint-Louis:
T = 26 oC, P = 223.7 mm (moyenne annuelle entre 1986 - 1996)
E.TR = 245.8 mm
De 1986 à 1996, la moyenne annuelle de l'E. TR. est de 315 mm à Louga pour une
précipitation de 302.4 mm et de 245.8 mm à Saint-Louis pour une précipitation moyenne de
223.7 mm. Donc on constate que pour le secteur d'étude l'évapotranspiration réelle est
supérieure aux précipitations.
1.3) Données pédologigues
Les sols de la région de Louga ont été étudiés par Audry (1962), Maignien (1967) et
Zanté (1984). On distingue les types de sols suivants:
19

1.3.1) Les sols ferrugineux tropicaux
Les sols ferrugineux tropicaux peu lessivés se situent sur la moitié sud du secteur. Ils
présentent une texture sableuse en surface avec tendance au lessivage d'argile qui s'accumule
en profondeur, un horizon de consistance ou de couleur (B) suite à l'accumulation en fer
éluvié des horizons de surface. Ces sols se caractérisent également par une capacité en base
faible liée à la prédominance d'argile kaolinitique en association avec des illites parfois un peu
de montmorillonite.
1.3.2) Les sols bruns rouges
Les sols bruns rouges, formés sur les sables siliceux, sont largement représentés sur les
dunes rouges vers la moitie nord du secteur. Us présentent une forte teneur en fer et un faible
lessivage de bases. Leur structure est peu développéè, ils sont très fragiles eL peuvent, être
partiellement repris par l'érosion éolienne.
1.3.3) Les sols bruns subarides
Les sols bruns subarides sur sables colluviaux, sont situés essentiellement à l'Est du
secteur.
Ils se développent en régions humides et sont liés à un léger déficit de drainage qui
permet une légère accumulation en matière organique. Ils présentent fréquemment des
carbonates de calcium sous forme de concrétions ou de nodules et des teneurs en fer masquées
par la matière organique.
1.3.4) Autres types de sols
D'autres types de sols se sont développés à l'Ouest du secteur. On distingue:
1.3.4.1) Les sols organiques hydromorphes
Ce sont des sols qui évoluent en fonction des variations saisonnières du niveau de la
nappe phréatique et de l'importance de la production végétale dans les dépressions (Fall,
1986)
Les sols organiques semi-tourbeux ou tourbeux à hydromorphie totale, temporaire ou
permanente, se développent dans des tourbières qui correspondent à des sols mal aérés et
gorgés d'eau. Ils sont localisés à l'arrière des dunes littorales qui longent la côte.
Les sols organiques hydromorphes correspondent aussi aux sols des Niayes, riches en
matières organiques et sont localisés dans les dépressions interdunaires.
1. 342) Les sols minéraux bruts peu évolués
Ces types de sols recouvrent les dunes vives ou semi-fixées du littoral. Ces sols sont
pauvres en matières organiques. Leur sable jaune-ocre est faiblement minéralisé en ilménite.
Tls sont d'apports éoliens ou marins.
20

1.3.4.3) Les sols halomorphes
Les sols halomorphes sur alluvions argileux sont présents au niveau de J'embouchure
du fleuve Sénégal. Ces sols sont légèrement ou franchement acides.
1.4) Végétation
La couverture végétale est liée aux types de sols.
les sols fenugineux tropicaux peu lessivés sont, par excellence, les sols à arachide du
Sénégal couvrant des superficies considérables et sont très dégradés par la culture. Ils
forment un paysage monotone et un relief dunaire peu accusé. Ils supportent une
végétation constituée par le peniclimax à Faidherhia albida et ses variantes de
dégradation à Guiera senegalensis ;
les sols bruns rouges supportent une savane arbustive sahélienne â Combretum
glutinosum et tapis d'aristidées, souvent le tapis herbacé est envahi par Cenchrus
biflorus lorsque la zone est surpaturée (Maignien, 1967). Ils portent une savane
arborée claire à Acacia radiana, et bien que localement cultivés, ces sols n'offrent pas
un grand intérêt agricole (Zanté, 1984);
les sols bruns subarides, souvent calcaires en profondeur, forment de vastes surfaces
faiblement déprimées. Ces sols supportent des peuplements largement couverts
d'Acacia seyal et de Balanite aegyptiaca qui dominent un tapis herbacé dense de
Schoenfeldia graci/is (Maignien, 1967) ;
les sols bruns rouges faiblement évolués, très sablonneux, sont couverts d'une pseudosteppe
à affinité saharienne à Leptadenia spartium.
1.5) Cadre géologique
1.5.1) Bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien
Le bassin sénégalo-mauritanien est situé sur la bordure occidentale de J'Afrique (Fig.
1.13) Il s'étend sur environ 1400 km de la Mauritanie au Nord à la Guinée Bissau au Sud. Le
relief est généralement faible et la côte est basse et sablonneuse. Le bassin a pris naissance à
la suite de l'ouverture de l'Atlantique Central au Trias - Lias
La série sédimentaire est connue sans intenuption du Trias au Quaternaire grâce
principalement aux sondages pétroliers et d'exploitation d'eau (Castelain et al., 1966 ;
Monciardini, 1966 ; Spengler et al., 1966).
La sédimentation débute au Trias par des dépôts salifères Les facies calcaires et
marneux prédominent du Jurassique au Crétacé inférieur.
Au Sénonien (Campano-Maastrichtien), survient une grande régression qui se traduit
par d'importants dépôts détritiques qui ont envahi le bassin argiles et sables avec quelques
intercalations calcaires sur la marge occidentale passant au Cap-Vert à des faciès marneux et
argileux.
A la fin du Secondaire se produit la surrection du Horst de Ndias et la mise en place du
Dôme de Léona.
21

Le Paléocene débute par une transgression et la sédimentation est à prédominance
chimique et biochimique (dépôts argilo-marneux et calcaires).
A l'Eocène inférieur, le domaine marin connaît son extension maximale vers j'Est,
avec des dépôts de marnes et marno-calcaires à l'Ouest. A l'Est les séries sont détritiques
(sables, grès calcaires et grès).
A l'Eocène moyen se déposent des argiles, des marnes et calcaires à silex et
phosphates de chaux sur la bordure occidentale du bassin ainsi que des calcaires à
Nummulites dans la majeur partie du bassin.
La fin de l'Eocène moyen est marquée par une régression consécutive à l'épisode
tectonique majeur de la phase pyrénéo-atlasique (Bellion et Guiraud, 1984). La mer ne
persistera à l'Eocène supérieur et jusqu'à l'Oligocène que dans le golfe casamançais et dans
des secteurs limités de l'Ouest du bassin (Dakar, Thiès) Une brève transgression est connue
en Casamançe au Miocène, la mer s'avançant jusqu'au Ferlo à partir du Sud. Les formations
marines gréso-argileuses miocènes et pliocènes sont par la suite profondément altérées sous
un climat chaud et humide, ce qui aboutit à la formation du faciès d'altération appelé
"continental terminal"(Tessier et al., 1975 ; Lappartient, 1985) (in Sarr, 1995) et de la cuirasse
latéritique fini-pliocène à pléistocène.
Au Quaternaire, se produisent successivement l'étagement des terrasses alluviales dans
les vallées des fleuves Sénégal et Gambie (Michel, 1973), l'installation et la désorganisation
de plusieurs systèmes dunaires, la formation de tourbe et le dépôt de plages soulevées à
mollusques dans les zones littorales (Elouard, 1967).
1.5.2) Stratigraphie du secteur
Le secteur d'étude appartient à la zone occidentale du bassin sédimentaire sénégalomauritanien.
D'après les travaux de Tessier (1950), Degallier (1952), Monciardini (1965),
Spengler et al (1966), Fohlen et Lemordant (1983), Bellion (1987), les sédiments les mieux
connus dans la région sont datés du Crétacé au Quaternaire (Fig. 1.14).
1.5.2.1) Crétacé
Le Crétacé est représenté par des sables continentaux, des calcaires détritiques
alternant avec des sables gréseux ou argileux Il se subdivise en deux étages:
le Crétacé inférieur (Albien, Cénomanien, Turonien et Sénonien) dont les sédiments
sont caractérisés par la prédominance d'une puissante série argileuse atteignant 2000
m à l'Ouest du bassin;
le Crétacé supérieur (Campano-Maastrichtien) est constitué de sables parfois argileux
et de grès, épais de 200 à 400 fi. '.
15.2.2) Paléocène
Les faciès les plus représentatifs de la lithologie du Paléocène correspondent aux
calcaires, marnes et marno-calcaires Ils renferment des foraminifères planctoniques, des
foraminifères benthiques et des Nummulites cordelées.
23

1.5.2.3) Eocène
Pendant l'Eocène inférieur ou Yprésien, les dépôts argileux et marneux prédominent
avec de rares niveaux calcaires. L'étage se termine par une série de calcaires marneux et de
calcaires (Monciardini, 1965 ; Bellion et Giraud, 1984 ; Bellion, 1987) La microfaune peu
diversifiée comprend des foraminifères planctoniques (Glohorotalia aff wilcaxensis et
Glabigérina sp), des foraminifères benthiques (Daviesina khatiyahi) et Ostracodes (Chino,
1963 ; Castelain, 1965 ; Monciardini, 1966)
L'Eocène moyen est rencontré dans la majorité des puits villageois situés à J'Est de la
route Dakar - Saint-Louis. Les auteurs (Chino, 1963 ; Castelain, 1965) ont distingué:
le Lutétien inférieur, marneux et marno-calcaire. Sa puissance est de 70 m. Dans les
marnes à huîtres la microfaune comprend Ratalia hensanii SMOUT, des Ostracodes et
des Nummulites : N gizehensis vasseuri DOUVILLE, N curvispira vasseuri
DOUVILLE, N distans DESHAYE (Castelain, 1965 ; Monteillet, 1967) ;
le Lutétien supérieur, formé de calcaires à Nummulites. Sa puissance est de 118 m.
Dans les calcaires francs, on trouve Nummulite heeri DE LA HARPE à test mince qui
pourrait être considérée comme forme plus pélagique (Monteillet, 1967)
Toutefois Monciardini (1966) et Monteillet (1967) préfèrent parler de "Lutétien" et
considèrent les faciès marnes et calcaires comme des variations latérales de faciès.
1.5.2.4) Continental terminal
Une large portion du bassin sénégalo-mauritanien est recouverte par une formation
gréseuse et sablo-argileuse localement appelée "Continental terminal". On désigne sous ce
nom l'ensemble des étages allant du Moi-Pliocène au Quaternaire. Selon Flicoteau et al.,
(1980), ces dépôts seraient d'origine marine.
1.52.5) Quaternaire
Le Quaternaire forme la majeure partie des affleurements du bassin sénégalais Il est
constitué de dépôts sableux, sablo-argileux d'origine marine ou continentale.
1.5.2.5.1) Dépôts quaternaires
Elouard (1967) a étudié la succession des dépôts suivant les étages dans la région du
Littoral Nord:
Inchirien 1 (40000 à 37000 ans B.P) : sables marins coquilliers comprenant à leur base
des sables à ilménite et recouverts par les sables éoliens présentant en surface une
altération continentale (argiles à graviers de latérite). Son épaisseur maximale est de
75m;
Inchirien Il (max.: 33000 à 31000 ans BP): alluvions graveleuses;
Ogolien (20000 à 13000 ans BP) • sables dunaires fins rouge orange, marron clair
d'une épaisseur maximale de 50 m ;
25

Nouakchottien (5500 à 4200 ans B.P.) : sables fins marins coquilliers. plage à Arca;
Tafolien (4000 à 2000 ans B.P.) : sables dunaires fins, jaune orangé.
Sub-actuel et actuel: sables dunaires fins blancs.
Cette puissante série d'une épaisseur moyenne de 70 m est attribuée au Quaternaire. La
présence d'Arca senilis à la base de certains forages de la région (Faye, 1995) en est une
preuve. Cette série atteint une épaisseur maximale de 161 m à Mbinguène, dépression mise en
évidence à l'Ouest de Louga par des études géologiques et géophysiques (Monciardini, 1974 ;
Noël, 1978 ; Dubreuil et Fohlen, 1987). Le produit de remplissage de cette dépression
constitue la nappe phréatique de Louga.
1.5.2.5.2) Paléoclimats du Quaternaire
Les études sur le Quaternaire au Sahara et dans le Sahel, démontrent très clairement
l'alternance de périodes caractérisées par une grande extension de dunes et une morphologie
de déflation éolienne avec des périodes de vastes dépôts lacustres et d'évolution pédologique
intense. L'environnement botanique et animal a suivi les mêmes fluctuations évidemment en
liaison avec les variations climatiques du bilan du rapport précipitation - évaporation (Faure et
Williams, 1977).
Dans le bassin du Sénégal, le Quaternaire a fait l'objet de nombreux travaux, parmi
lesquels les plus importants: Michel, 1973 ; Elouard et al., 1977 ; Monteillet, 1977, 1986 ;
Lezine et Saos, 1986 ; Lezine, 1986 ; FaU, 1986, 1996 ; Diout: 1989 ; Diouf et al., 1995.
Ainsi les variations climatiques depuis presque 40000 années sont relativement bien connues.
La période antérieure à 40000 ans B.P. est peu précise car on ne note pas la présence
de grands dépôts sédimentaires, on observe le plus souvent des dunes plus ou moins
fossilisées que l'on corrèle à la persistance d'un climat aride sur tout le Sahel (Servant, 1973).
Toutefois, dans le Quaternaire ancien du bassin du Sénégal, Michel (1973) a observé
l'étagement de trois glacis, le plus élevé correspond à la cuirasse ferrugineuse classique et le
deuxième à la cuirasse gravillonnaire. Les mêmes observations sont notées en Mauritanie
(Elouard, 1967). La formation de la cuirasse ferrugineuse est due à la présence d'un climat
soudanien très humide (Michel, 1973).
D'autres dépôts sédimentaires ont été datés dans d'autres régions en Afrique,
notamment la formation dite"fluvio-torrentielle inférieur" du lac Tchad, datée entre 40 ­
50000 et 65000 ans B.P. et correspondant à une reprise des conditions humides. Ceci permet
de nuancer l'hypothèse d'une longue période d'aridité avant 40000 ans (Durand et Lang,
1986).
Après 40000 ans B.P. la chronologie des événements majeurs est assez bien connue
grâce aux nombreux dépôts que l'on trouve dans toute l'Afrique sahélo-saharienne.
La période entre 40000 et 20000 ans B. P. correspond à une phase humide ayant
succédé à la période de cuirassement (Michel, 1973). Cette phase coïncide avec la
transgression marine qui dépose des sables grossiers puis une épaisse couche sablo-argileuse
peu perméable (Inchirien 1). Ensuite une succession de couches argileuses et gréseuses
(Inchirien II). On retrouve ces formations margino-littorales dans les niveaux enfouis du delta
26

du fleuve Sénégal (Michel, 1967) ou en mer sur des fonds de - 10 à - 30 m (Diouf, 1989). La
variation de sédimentation (sable-argile) refléterait une évolution paléoclimatique d'un climat
à précipitation saisonnière vers un climat plus humide (Dubois et al., 1984).
Au niveau du lac Tchad, les dépôts datés entre 26000 et 20000 ans B.P. reflètent des
conditions humides et une sécheresse atténuée dans toutes les régions étudiées du Sahara
(Servant et Servant-Vildary, 1980).
De même, l'analyse d'une carotte prélevée au niveau du delta du Niger montre que la
reprise des conditions humides s'enregistre entre 30500 et 28000 ans B.P. avec un maximum
daté vers 24000 ans B.P. (Pastouret et al., 1978) (in Taupin, 1990).
La période entre 20000 et 13000 ans B.P est marquée par une grande régression
marine, le niveau marin atteint - 200 m. Les fleuves entaillent profondément leurs lits et
déposent des graviers sous berges (Michel, 1973). Le climat extrêmement aride et l'action des
alizés continentaux favorisent la formation d'un massif dunaire qui couvre tout l'Ouest du
bassin du Sénégal. L'étendu de ce grand erg, formé de dunes longitudinales orientées NE - SE,
est très considérable puisqu'il est connu dans tout le Trarza et l'Ouest du Sénégal jusqu'aux
abords du Saloum. Il forme des dunes de sable fin coloré par des oxydes de fer.
Toutefois cette période (de 20000 à 13000 ans B.P.)qui avait été définie comme le
retour à des conditions hyperarides sur l'ensemble sahélo-saharien, semble devoir être revue
par rapport à sa durée et à son intensité (Durand et Lang, 1986).En effet, dans les régions du
Sahel, outre les dépôts éoliens, on retrouve aussi des dépôts fluvio-torrentielles, fluviatilles,
palustres et lacustres, d'âges postérieurs à 17000 ans B. P.
De même, au niveau de la tête de la presqu'île du Cap-Vert, les datations des
concrétions calcaires du recouvrement des sables argileux, ont montré que la formation de
nodules calcaires s'étale de 16900 à 17300 ans B.P(Elouard et al., 1977). Des datations plus
nombreuses permettraient peut être de préciser des périodes climatiques plus favorables aux
encroûtements calcaires (Elouard el al., idem).
Après 13000 ans B.P. des phases humides et arides vont se succéder jusqu'à
l'établissement de la période actuelle, soit à partir d'environ 2000 ans B.P.
Entre 13000 et 8000 ans B.P., la mer s'est stabilisée à - 20 m. Au niveau du delta du
fleuve Sénégal, le climat redevenu humide, permet la fixation des dunes rouges ogoliennes
par un couvert végétal et provoque la rubéfaction de leurs sables. Le fleuve franchit ces dunes
et coule vers la mer.
Le maximum d'humidité se situerait entre 8000 et 11000 ans B.P. d'après des datations
des calcaires lacustres dans les régions plus septentrionales en Mauritanie (Trompète, in
Michel, 1967).
A proximité du littoral de la grande côte Nord, dans la zone des Niayes, les tourbes,
formations riches en matières organiques épaisses de 0 à 14 m maximum, ont donné un âge
de 8000 à 10000 ans B.P. (FaU, 1986, 1996).
De même des datations radiométriques sur des séries de tourbes marines et de
coquilles d'huîtres, par - 20 m en mer au large de Mbour (B.R.G.M., 1973) (in Elouard et al.,
1977), indiquent la présence de mangroves florissantes entre 8500 et 8000 ans B.P. sur les
côtes du Sénégal.
Sous le delta du Sénégal, en zone soudanienne, le climat était guinéen avec des
mangroves littorales ou d'estuaires et des forêts inondées à diatomées dans les couloirs
dunaires, Niayes (Elouards et al., idem). Ces observations complètent celles effectuées en
zones désertiques sahariennes où vers 8000 ans B.P. s'étendaient des lacs à diatomées sous
27

climat soudanien.
Au niveau du plateau continental sénégalais, J'étude des paléolagunes holocène (Bidet
et al., 1982) a montré la succession dans le temps de la lagune à Cyprideis de climat aride à
semi-aride (type sahélien), suivie de la lagune à faunes d'ostracodes diversifiées de climats
très humides (type Guinéen) datant d'environ 8400 ans BP. Ces observations sont en étroite
correspondance avec les variations paléoclimatiques enregistrées aux mêmes latitudes sur le
continent africain. En effet Servant (1973), au lac Tchad et Butzer et al., (1972) dans les lacs
d'Afrique Centrale ont parfaitement montré la présence de climat très "pluvieux" aux
alentours de 8500 ans BP.
Cet épisode humide a été suivi au Sénégal par une phase aride entre 8000 et 6500 ans
BP., où le vent remanie les ensembles dunaires (Elouard, 1967).
A cette période correspond l'assèchement des lacs au Sahara qui aurait commencé
autour de 7500 - 7000 ans B.P. (Faure, 1967)
La période de 6500 à 4500 ans RP. correspond à un pluvial qui a permis le
recreusement du lit du fleuve Sénégal. Vers 5500 ans la mer envahit la région du delta
(Michel, 1973), et correspond au maximum de la transgression du Nouakchottien.
De 5500 ans B P. à l'actuel, l'aridité s'installe progressivement. Toutefois les
oscillations climatiques sont nombreuses. Ainsi les tourbières du Sénégal montrent une
période humide entre 4000 et 2500 ans B.P. marquée par un enrichissement de la flore en
élément guinéen (Lezine, 1986).
Les datations au 14C montrent une recharge significative des nappes entre 4000 et
3000 ans B.P. (Faye, 1983 ; Travi, 1988 ; Faye, 1994).
Un dernier épisode humide coïncide avec des incursions marines décelées au niveau
du delta du Sénégal (Michel 1973). Ces incursions sont à mettre en relation avec la plage
soulevée de Dakar à une altitude de + 3 à + 5m. Des datations sur des Patella Safiana ont
situées cette transgression à 1930 ans ( Elouard et al., 1977 ).
Après la dernière phase humide, le climat a pris progressivement ses caractères actuels
marqués par une Jégère recrudescence de J'action éolienne qui traduit une tendance aride.
De cet aperçu regroupant de nombreuses observations, un fait important est mis en
évidence, c'est ta coïncidence des pluviaux et des transgressions, phénomène qui différencie
les régions situées au Sud du Sahara des régions au Nord de celui-ci ( Elouard et al, 1977 ).
D'après ces données, on peut tenter de reconstituer la paléoclimatologie du Sénégal:
Après l'humide de 40000 à 20000 ans RP., le Sénégal aurait subit une période aride
dont la durée varie de 20000 à 13000 ans RP., suivie d'une période humide de 13000 à 8000
ans R,P. Le maximum d'humidité se situerait entre 11000 et 8000 ans RP. Après cet épisode
humide, survient une période sèche entre 8000 et 6500 ans RP., suivie d'un pluvial de 6500 à
4500 ans RP. La mer atteint son niveau le plus élevé autour de 5500 ans RP. Cette phase
humide est suivie d'une récurrence humide entre 4000 et 1880 ans RP. Il l'a eu une phase
humide entre 4000 et 3000 ans BP au cours de laquelle il y a eu une alimentation
significative des nappes Après le dernier épisode humide daté de 1930 ans RP., le climat
aride actuel s'installe progressivement. Cette tendance aride s'effectue avec des anomalies
catastrophiques qui semblent se reproduire avec une périodicité de 30 ans, 1912-1915, 1944-
28

1948, 1968-1973 (Rognon, 1986) (in Faye, 1994).
1. 6) Cadre hydrogéologig ue
Le système hydrogéologique du littoral Nord comprend deux ensembles:
un ensemble supérieur : la nappe des calcaires Lutétien et la nappe des sables
quaternaires ;
un ensemble inférieur: nappe profonde maastrichtienne.
1.6.1) Ensemble supérieur
Il comprend deux types d'aquifères diffërents par leur nature et leur géométrie.
1.6.1.1) Nappe des sables quaternaires
Cet aquifère est situé au niveau du cordon dunaire du littoral Nord entre Dakar et
Saint-Louis et couvre une superficie de 23000 km 2
Il renferme d'importantes réserves d'eau
avec des ressources exploitables estimées à plus de 320000m 3 /j (Travi, 1988).
!)
D'après Noël (1978), cet aquifère est constitué par des dépôts sableux et sablo-argileux
qui reposent directement sur le substratum marneux et marno-calcaire de l'Eocène (Fig. 1.15).
Les formations sableuses comblent une structure en "chenal" qui s'approfondit vers le Nord
pour atteindre une épaisseur maximale à Mbenguène (161 m) Elles se prolongent à l'Est dans
les calcaires lutétiens et dans les sables argileux du Continental terminal. Plusieurs auteurs ont
admis que le contact entre l'aquifère des sables quaternaires à l'Ouest et l'aquifère des
calcaires lutétiens à l'Est de la route Dakar - Saint-Louis, se fait à la faveur d'un accident
tectonique qui permet une bonne continuité hydrodynamique (Puttallaz, 1962 ; Noël, 1978 et
Pernel et Gageonnet, 1992). Ce qui semble être confirmé par les études ultérieures sur
l'hydrodynamisme et l'hydrochimie des deux systèmes aquifères (Gaye, 1990 ; Kane, 1995 ;
Faye, 1995 ; El faid, 1996).
Dans les sables quaternaires les valeurs de transmissivité sont comprises entre 5.. 5 10-4
et 8 10- 2 m 2 s- 1 et le coefficient de perméabilité varie entre 8.9 10-4 et 2.8 10- 5 m.s· l (O.M.S.,
1974 ; B.R.G.M., 1992). La perméabilité maximale au centre de la dépression (Mbinguène:
2.4 lO-4··m.s·l; Sam Ndiaye : 8.9 10-4 m.s· l ) est due à l'importance du recouvrement sableux au
centre de la dépression L'augmentation de la perméabilité à l'Est du secteur est due à la
lithologie du réservoir sableux et peut être liée aussi à des forages captant les calcaires
lutétiens, vue la structure compartimentée du réservoir (Monteillet, 1986).
Les coefficients d'emmagasinement obtenus par pompage d'essais sont compris entre
2.68 10- 4 et 4.5 10- 4 (Kane, 1995).
La piézométrie globale de la nappe en octobre 1991, montre un écoulement de la
nappe du Sud vers le Nord à partir du dôme piézométrique situé au Sud. Les eaux sont
drainées vers les calcaires lutétiens à l'Est et vers l'Océan Atlantique à l'Ouest. Au niveau du
secteur d'étude, la carte d'isobathe de la profondeur d'eau (Gaye, 1990) montre que la nappe
est située en moins de 15 mètres de profondeur dans le secteur de Mpal au Nord. Elle
s'approfondit par la suite progressivement vers le Sud pour atteindre 35 mètres à Louga. Le
gradient hydraulique est faible (gradient moyen de 0.4 %) et peut être dû à une bonne
perméabi1ité horizontale.
29

SABLE FRANC]
SABLE ARGILEUX
QUATERNAIRE fi
CONnNENTAL HRMINf L
f-o:;"J FORMATIONS EOCENES DEMANTELEES 1 EOCENE ·MOYEN)
-SURFACE PIEZOMETRIOUE INOV.19931
O· S
l ,
CALCAIRES 1 A NUMMULITES]
MARNO-CAlCAIRE
EOC ENE MOYEN
30
1- -1 MARNES A RARES NIVEAUX CALe AIRES 1[OCEllE INFERIEUR)
10 15 20km
, 1 1
Figure 1.15 : Coupe hydrogéologique SSW-NNE traversant les
sables quaternaires (Noël, 1978, modifiée par Faye,
1995 et El Faid, 1996).

Les données chimiques ont montré que les eaux sont peu chargées avec une
minéralisation totale comprise entre 0.1 et 1 g.r 1 . Les faciès chimiques caractéristiques sont
les faciès chlorurés sodiques et chlorurés calciques Un faciès bicarbonaté calcique est
observé à l'Est.
1.6.1.2) Nappe des calcaires lutétiens
Cet aquifère couvre une superficie d'environ 2600 Km 2 . Il s'étend à l'Est de la route
nationale Dakar - Saint-Louis jusqu'au méridien 16 0 OS'. C'est un massif subtabulaire, de
pendage faible Ouest. Il est légèrement disloqué par un réseau de failles de faibles rejets mal
individualisés et surtout, très fortement et inégalement érodé (in Faye, 1995).
Son épaisseur est variable. Elle est de 20 m sur la majeure partie de son extension avec
un maximum de 75 m à Ndiok SalI, située au Nord de Louga.
'--
La nappe des calcaires karstifiés du Lutétien peut fournir des débits de l'ordre de 150
m 3 . h- l pour un rabattement de 1 m (O.M.S., 1974).
Les eaux de la nappe sont de type bicarbonaté dominant (Noël, 1978). Le résidu sec
est de 370 mg. rI.
I. 6. 2) Ensemble inférieur: nappe profonde maastrichtienne
Cette nappe a fait l'objet de nombreuses études, notamment celles de Travi, (1988) et
Faye, (1983, 1994) sur l'hydrodynamisme, l'hydrochimie et la géochimie isotopique.
L'aquifère profond maastrichtien s'étend sur la presque totalité du bassin sénégalais
(200000 Km 2 ) où il forme une nappe captive entre 50 et 500 m sous la surface du sol. A l'Est
du méridien 14 0 30', cet aquifère repose directement sur les formations cristallines du socle
anté-mésozoique et il est relativement homogène avec un faciès essentiellement sablogréseux.
Par contre à l'Ouest, il repose sur les formations anté-maastrichtienne qui séparent
les eaux salées profondes des eaux douces de l'aquifère, et le faciès devient plus hétérogène
avec des alternances d'horizons sableux et argileux ; l'aquifère se comporte en un système
multicouches. Le toit de l'aquifère Maastrichtien est caractérisé par l'apparition des niveaux
argileux et carbonatés du Paléocène.
La surface piézométrique générale montre un écoulement du Sud-Est vers le Nord­
Ouest avec un gradient très faible (2.10-4 à 5. 10- 5 ) qui s'inverse très localement sur les bords
Ouest et Nord du bassin. Au Nord et Nord-Est, l'écoulement s'effectue vers le centre du bassin
en direction du creux piézométrique situé à l'Est du lac de Guiers. Les transmissivités sont
. 10-2 10-4 compnses entre et m 2. s -] .
Les eaux faiblement minéralisées à l'Est (teneurs en chlorures

De même les activités en 14C relativement élevées à proximité du fleuve Sénégal, révèlent que
cette recharge se situe vers 3600 ans BP.(Faye, 1994).
I.7) Conclusion
La zone d'étude se caractérise par son appartenance à un climat sahélien impliquant
une longue saison sèche et une courte saison de pluie. Néanmoins, la proximité du littoral
permet de définir un climat régional subcanarien limité à la zone littorale.
L'analyse des précipitations aux statjons de Louga et de Saint-Louis a permis de
dégager les grandes tendances de la pluviométrie, marquées par notamment par la sécheresse
des trois dernières décennies. Cette sécheresse s'est traduite par une diminution de la moyenne
pluviométrique, qui est passée de 496 mm (pendant la période humide) à 292 mm (pendant la
période sèche) à la station de Louga et respectivement de 427 à 233 mm à la station de Saint­
Louis.
La sécheresse de ces dernières décennies a été ressentie au niveau de la région par une
nette régression des précipitations mensuelles réparties sur trois mois de l'année avec les mois
d'Août et septembre qui reçoivent plus de 60 % du total annuel.
La géologie régionale est constituée principalement par des dépôts tertIaires et
quaternaires. Le modelé dunaire montre d'une part les dunes blanches littorales et les dunes
rouges de l'Ogolien, situées plus à l'intérieur des terres. D'autre part, les sables du
"Continental terminal" qui couvrent les calcaires du Lutétien à l'Est avec un faciès très
argileux (O.M.S., 1974).
La fixation des dunes rouges ogoliennes et la rubéfaction de leur sables s'est produite
pendant la phase humide de l'Holocène (entre 13000 et 8000 ans BP.).
D'un point de vue hydrogéologique on distingue trois principaux aquifères. La nappe
des sables quaternaires à l'Ouest, constituée par des formations sableuses et sablo-argileuse
remplissant une structure en chenal qui s'étend du Sud vers le Nord. Son épaisseur est variable
de quelques mètres à plus de 60 m. L'épaisseur maximale est de 161 m à Mbinguène. Le
substratum de cet aquifère est constitué par les marnes et marno-calcaires de l'Eocène.
L'aquifère des calcaires karstifiés du Lutétien moyen est situé à l'Est de la route national
Dakar - Saint-Louis.
L'aquifère profond maastrichtien représenté à l'Ouest par l'alternance de faciès sableux
et argileux et essentiellement sableux à l'Est. Le toit de cet aquifère est constitué par les
niveaux argileux et carbonatés du Paléocène.
La géochimie des isotopes stables et du 14C ont révélé qu'une recharge actuelle de la
nappe maastrichtienne est inexistante. Toutefois une alimentation significative a eu lieu
durant les pulsations humides de l'Holocène entre 4000 et 3600 ans B.P. (Faye, 1994).
Le remplissage des nappes àu bassin du Sénégal serait produit lors de la phase humide entre
11000 et 8000 ans BP. (Faye, idem)
Les conditions climatiques de ces trois dernières décennies de sécheresse ont permis le
développement des techniques d'évaluation de la part des pluies qui alimentent les nappes
superficielles. En effet l'étude hydrogéochimique (Gaye, 1990) a révélé un taux de recharge
32

est supérieur à 10 mm.an-] dans la région centrale du secteur, et qUI diminue à J'Est et à
l'Ouest.
Des études réalisées au Sénégal (Gaye, 1990; Edmunds, 1990 ; Edmunds et al., 1992 ;
Cook et al., 1992) ont montré l'intérêt de la technique des profils de la zone non saturée dans
l'étude de la recharge et de son historique.
Ainsi, dans Je chapitre suivant, nous allons nous baser sur cette technique pour étudier
le comportement de l'eau et de soluté, après une description des sites de l'étude où a lieu le
transit de l'eau de pluie qui recharge la nappe des sables de Louga.
33

fi.1) Sites d'études
fi.l.1) Choix des sites
Les sites ont été choisis selon deux objectifs:
étudier le transfert d'eau et soluté à travers un sol non saturé de la nappe superficielle
de Louga, en examinant le comportement:
des ions de la solution du sol;
des isotopes de l'eau du sol
Pour cela on effectue des sondages à la tarière à main, afin d'échantillonner le sondage,
si possible jusqu'à la nappe;
estimer le taux de recharge de la nappe superficielle, et rechercher dans la tranche de
la zone non saturée, des signatures historiques de la recharge.
La première mission a été effectuée en Juin 1995 (début d'hivernage) qui a eu pour but
d'échantillonner deux profils sur deux sites différents: le site Louga 1 et le site Ndam Lê (Fig.
II.l). La seconde mission, en Juillet 1998, a permis d'obtenir un deuxième profil sur le site
Ndam Lê.
fi.l.2) Description des sites
Les trois sondages ont été effectuées sur les formations quaternaires du système dûnaire
de l'Ogolien. En effet, les différents thèmes que l'on se propose d'étudier sont réunis sur ces
sites:
la présence d'une nappe superficielle (à une profondeur de 23.5 à 44 m), permettant
d'avoir les conditions stationnaires, nécessaire au calcul de la recharge par le bilan de
chlorure (Edmunds et al., ]988). Elle permet également d'étudier le comportement des
isotopes et des ions de la phase liquide;
topographie légèrement ondulée, reflétant la forme des dunes rouges fixes. Elle offre
la possibilité d'échantillonner à la fois sur les dunes et les interdunes, qui représentent
les deux extrêmes possibles de la recharge (Gaye, 1990) ;
34

sols sablonneux homogènes avec une faible pente et absence quasi-totale d'écoulement
de surface ; le bilan d'eau se trouve donc représenter par la différence entre
l'infiltration et l'évapotranspiration ;
la couverture végétale typique de la zone sahélienne représentée, pour l'essentiel, par
Acacia radiana et Acacia albida, très réduite. Ceci a pour effet de réduire les pertes
d'eau par évapotranspiration et de rendre négligeable les écoulements latéraux qui
dispersent le signal de pluie;
tranche de la zone non saturée considérable allant jusqu'à 44 m, permettant un
stockage dans le profil, de chlorures correspondant à plusieurs années de
précipitations.
Il.l.2.1) Site Louga 1
Il est situé à environ 3 Km à l'Ouest de la ville de Louga, en allant vers Léona sur la
bande côtière. On y retrouve l'aspect géomorphologique du Littoral Nord avec un alignement
des dunes ogoliennes qui présentent un modelé émoussé. Le site présente un ensablement
faible au Sud et moyen au Nord. Les sols sont minces, semi-arides et rouges bruns, supportant
de rares arbres. La végétation originale, typiquement sahélienne, incluant Acacia radiana et
Acacia albida, a été fortement réduite et remplacée par les cultures saisonnières (spécialement
l'arachide et le mil).
Une vingtaine de sondages ont été réalisés dans le cadre d'une étude effectuée entre
1987 et 1990 (Gaye, 1990).
Pour la présente étude, un seul sondage a été réalisé sur ce site en 1995 sur un champ
nu, en friche, au niveau d'interdune : L 23 (15 °38.82N-16 °15.65W). La nappe a été atteinte à
35 m de profondeur.
Lors de la remontée de la tarière, une description visuelle du profil a été faite.
Profil L 23 sur interdune (Fig. II.2)
- 0 à 13.5 m : horizon uniforme, texture sableuse fine à moyenne,
couleur du sol variable allant du marron sombre sur le premier mètre
(présence de matière organique), au marron pâle et jaune blanchâtre
en profondeur, nature minéralogique essentiellement siliceuse,
structure particulaire.
- 13.5 à 17 m : enrichissement en minéraux argileux, texture sabloargileuse
fine à moyenne, couleur orange, apparition de particules
rouges sombres et blanchâtres en profondeur (à 15 m) , sensation
d'humidité croissante avec le profil et tributaire de la présence de
particules fines.
- 17 à 18.5 m : le faciès change en sable homogène, couleur jaunâtre,
texture fine à moyenne, absence d'argile.
- 185 à 35 m horizon hétérogène, enrichissement en minéraux
argileux, texture sablo-argileuse fine à moyenne, couleur jaune
orange, apparition des particules jaunes pâles et des particules rouges
sombres probablement de la latérite (19 à 20 m), et des particules
blanchâtres entre 20 et 20.5 m de profondeur.
- > 35 m : nappe
36

II.2) Méthodes d'études
- 1, 75 à 2 m texture argilo-sableuse avec des taches d'oxydoréduction
de Fe, couleur du sol marron
- 2 à 2,50 m : texture sablo-argileuse fine à moyenne, couleur du sol
marron clair.
- 2,50 à 23 m : sable dunaire fin moyen de couleur blanche avec
apparition de plus en plus nette de minéraux bien visibles (quartz,
feldspath, biotite, grenat). La sensation de l'humidité est croissante
avec le profil
- 23 à 23,50 m texture sablo-argileuse fine à moyenne, couleur
marron.
- > 23,50 m : nappe
Il.2.1) Mode de prélèvement
L'échantillonnage des profils de sol a été effectué avec une tarière à main type
australien (avec des tubes de rajout de 1 à 1.5 m). Le pas de prélèvement est homogénéisé sur
25 à 50 cm. Ensuite, les échantillons sont immédiatement conditionnés dans des boites
d'aluminium, rendues étanches par un joint de ruban adhésif, afin d'éviter toute évaporation
ultérieure au prélèvement.
Ces échantillons sont acheminées au laboratoire en vue d'anal"yses physiques,
chimiques et isotopiques
Un suivi de la collecte des eaux de pluies a été possible grâce à la station
pluviométrique de la ville de Louga. Ainsi les échantillons d'eau de pluie ont été recueillis au
niveau des pluviomètres "type Wallingford" installés sur place. Les hauteurs de pluie ont été
également mesurées.
Des échantillons d'eau de la nappe au niveau de cinq puits villageois au vOlslOage
immédiat du site Ndam Là ont été également prélevés. Le pH, la température et la
conductivité électrique ont été mesurés in situ. Cependant, pour l'essentiel, ce sont les données
chimiques et isotopiques tirées de travaux de Gaye (J 990) qui vont faire l'objet d'une réinterprétation.
II.2.2) Au laboratoire
Les différentes analyses ont été effectuées dans les laboratoires suivants:
laboratoire du Département de Géologie de l'Université C. A. Diop de Dakar:
analyse granulométrique
mesure de J'humidilé pondérale du sol
analyse chimique des eaux de pluie
analyse chimique des eaux de la nappe
analyse chimique sur lixiviats des sols
laboratoire d'Hydrochimie du "British Geological Survey" de Wallinford :
mesure d'humidité pondérale du sol
analyse isotopique
41

II.2.2J) Extraction de l'eau du sol
II.2.2.3.1) Extraction de l'eau pour l'étude isotopique
L'eau du sol est extraite par distillation sous vide. Le mode opératoire décrit par Gaye
(1990) est le suivant: 50 à 100 g d'échantillon de sol sont placés dans un ballon vide de poids
connu, qui est ensuite placé sur une ligne d'extraction dans un piège à - 80 oC (carboglace +
acétone) pour chasser tous les incondensables par pompage jusqu'à l'obtention d'un vide de
10- 3 mm de mercure. Après le dégèle, le ballon est placé dans un bain-marie à une
température variant entre 55 et 70°C pendant un temps nécessaire à l'extraction de toute l'eau
de l'échantillon (toute une nuit par exemple).
La distillation sous vide a été utilisée pour le profil NL2 (mesure du deutérium), alors
que pour le profil NL1 la mesure du deutérium a été effectuée par la réduction directe. sans
passer par l'extraction.
II.2.2.3.2) Extraction de l'eau pour la chimie
La lixiviation est la méthode la plus couramment employée pour extraire les sels
solubles de l'échantil1on du sol. La technique consiste à disposer 50 g de sédiment humide
dans un volume d'eau déminéralisée (100 ml) et à agiter pendant environ 2 heures (durée
suffisante à la dissolution des sels, déterminée par des mesures de la conductivité faites tous
les 30 minutes jusqu'à stabilisation). Le filtrat est ensuite récupéré et filtré sur membrane
millépore (0.20 /lm).
Les teneurs chimiques obtenues sur le filtrat sont corrigées par rapport à l'humidité
pondérale de J'échantillon (w), en considérant le facteur de dilution df:
100
df=----+1
50 x OJ (%)
100 + OJ (%)
La concentration Ci de la solution initiale du sol s'exprime par:
(3)
Ci = C filtrat 'le df (4)
La principale limitation de la lixiviation provient d'une non extraction de tous les sels
solubles contenus dans l'échantillon du sol. Pour vérifier la fiabilité des résultats, on procède
au dosage de quelques éléments chimiques contenus dans les filtrats (essentiellement les
chlorures) et on compare leur évolution à celle de la conductivité (Diop, 1993).
Toutefois cette méthode, qui est d'une approche facile, permet une estimation
qualitative des teneurs en ions le long du profi 1.
Pour ce travail, la lixiviation a permis d'obtenir des eaux interstitielles sur lesquelles
les différentes analyses chimiques ont été effectuées, alors que la distillation sous vide l'a été
pour les eaux destinées aux analyses isotopiques.
43

lI.2.2A) Analyses chimiques
Les eaux extraites des sols, les eaux de pluie et de la nappe ont été analysées au
laboratoire de Dakar. Ainsi des dosages des anions (Cr, N03-, S04-) et des cations (Na+, KT,
Mg++) par chromatographie en phase liquide (Dionex) ont été réalisés, de même que des
mesures de conductivité par conductimètre Tacussel.
Toutefois des analyses plus complètes sur les eaux interstitielles des sols ont été
réalisées au laboratoire d'Hydrochimie de Wallingford. Les techniques suivantes ont été
utilisées:
analyse colorimétrique automatique à la chaîne Technicon AA-ll pour les chlorures et
les nitrates selon la technique décrite par Cook et Miles (1980) ;
analyse au spectrophotomètre d'émission à Plasma (ICP du type ARL 34000 C) sur
des échantillons acidifiés; l'appareil est calibré pour plus de vingt éléments avec une
limite de détection qui varie de 0.2 pour le Strontium à 25 Ilg.r 1 pour le soufre
(Kinniburg et Miles, 1983).
II.2.2.5) Analyses isotopiques
Les eaux extraites du sol ont été l'objet d'analyse isotopique et les teneurs en
deutérium ont été déterminées pour les sondages NL1 et NL2. La méthode de la réduction
directe utilisée a Wallingford, a servi pour la mesure du deutérium. Cette méthode consiste à
faire réagir directement l'humidité du sol avec le zinc. Elle a été décrite en détail par Darling
et Talbot, (1989) (in Gaye, 1990).
44

m,l) Caractéristiques physiques du sol
Un sol est caractérisé par certains facteurs physiques qui sont:
sa composition minéralogique;
sa texture ou distribution granulométrique ;
sa structure ou agencement des particules solides.
D'autres paramètres (facteurs biologiques: présence de matière organique, présence de vie
animale), peuvent aussi influencer sur la structure du sol.
En zone non saturée un volume total de sol Vt est composé de solide (matrice) [Vs], d'eau
[Vw] et d'air [Va] (ou de vapeur d'eau) :
rapporté à la masse :
Mt= Ms+ Mw
On peut déduire ainsi plusieurs paramètres:
La porosité
Vt = Vs + Vw + Va
(avec Ma::::; 0)
La porosité (ou porosité totale) est définie par le rapport du volume des phases
aqueuse et gazeuse sur le volume total.
Va + V",
n=---
VI
La densité apparente humide ou total
(5) (exprimé en %)
Définie par le rapport de la masse totale de l'échantillon sur son volume.
La densité apparente sèche
MI
Pi=­
VI
(6)
Définie par le rapport de la masse du solide sur le volume total de l'échantillon de sol.
L'humidité pondérale
L'humidité pondérale (ou teneur en eau pondérale) est définie par le rapport perte en
eau/ poids sec.
Mw
w=--
M sec
(7)
(8) (exprimé en %)
45

L'humidité volumique
L'humidité volumique (ou teneur en eau volumique) est définie par le rappo/1 du
volume d'eau sur le volume de sol.
B=Vw (9)
VI
Sa connaissance est nécessaire pour les calculs de variation de stock d'eau. El1e
s'obtient facilement soit à partir des mesures d'humidité pondérale et de densité apparente, soit
par mesures d'humidimètrie neutronique (in Dial1o, 1996).
m.2) Circulation de l'eau dans la zone non saturée
m.2.1) Généralités
La zone non saturée est caractérisée par ta présence de trois phases (solide, liquide et
gaz) qui interagissent. La circulation de l'eau à travers le sol va dépendre de l'état énergétique
de l'eau en chaque point du profil ; le mouvement se faisant des états énergétiques les plus
élevées aux états énergétiques les plus faibles.
ET: énergie totale de l'eau (M.L 2 .r 2 ) ;
Ep : énergie potentielle de l'eau (M.L 2 r 2 ) ;
Ec : énergie cinétique de l'eau (M.L 2 .r 2 ).
Cet état dépend uniquement de l'énergie potentielle puisque l'énergie cinétique est
négligeable compte tenu des faibles vitesses de circulation dans le sol.
L'énergie potentielle est définie par trois composantes: le potentiel de gravité, le potentiel de
succion (ou matriciel) et le potentiel osmotique. Le potentiel osmotique est très faible devant
les autres termes et on le néglige dans la plupart des études de l'écoulement (Aranyossy,
1978). Exprimé en charge de potentiel, on peut écrire:
pour la charge gravitationnelle (Hg) :
Eg: potentiel gravitationnel (M.e.r 2 );
m : masse de l'eau (M) ;
g • accélération de la pesanteur (L.r 2 ) ;
z • hauteur par rapport à une référence (L)
pour la charge matricielle (Hm)
Peau-Pair
Hm 'Y (11)
pw*g
46

Peau: pression de l'eau du sol (M.L- 1 r 2 ) ;
Pair: pression atmosphérique (M.L- J .r 2 ) ;
Pw: masse volumique de l'eau (ML- 3 ) ;
g: accélération de la pesanteur (Lr 2 ) ;
0/ : succion (L).
Les charges potentielles de gravité et de succion étant opposées, on aura finalement le
potentiel total exprimé en terme de charge par la relation suivante:
Charge hydraulique H = \fi - z (12)
0/ étant fonction de l'humidité, de la structure et de la texture du sol (Fig. III. 1)
SUCClon
teneur en eau
succion
1( sa 1 drgileux
\
"
.........
sol sableux"
teneur en eau
Figure Ill.l : Influence de la structure et de la texture sur la rétention
de l'eau dans le sol (d'après Hillel, 1984).
m.2.2) Lois de transfert d'eau dans la zone non saturée
A l'exclusion du ruissellement et du drainage latéral qui sont des cas particuliers,
l'écoulement de l'eau à travers la zone non saturée se fait verticalement. Ainsi deux types de
flux d'eau peuvent être distingués: un flux en phase liquide et un flux en phase vapeur.
TIL2.2.1) Circulation en phase liquide
Dans la zone non saturée, si la phase liquide est continue le long du profil et la phase
gazeuse à la pression atmosphérique, on peut considérer que l'eau liquide subit un
mouvement isothermique par convection (on néglige l'effet de l'écoulement de l'air)
(Aranyossy, 1978 ; Castany, 1982). Ce déplacement est décrit par un système à deux
équations:
Equation de Darcy: cette loi qui traduit la circulation en zone saturée a été étendue aux
milieux non saturés (en zone non saturée, le coefficient de perméabil ité K est fonction de la
succion donc de la teneur en eau); elle s'écrit par:
47

- un mouvement descendant:
A la suite d'une infi Itration lors des grandes averses, les couches superficielles seront
immédiatement saturées et il y aura une décroissance de la teneur en eau avec la profondeur.
Dans ces conditions, le gradient de succion et le gradient gravitationnel, ainsi que les forces
d'adsorption, contribuent au mouvement descendant de l'eau dans le profil (Childs, 1969 in
y ousfi, 1984).
- un mouvement ascendant:
Wollny, (1985) (in Yousfi, 1984) fut l'un des premiers à étudier le mouvement
ascendant de l'humidité dans le sol. L'effet de l'évapotranspiration est de créer un gradient de
succion qui devient plus grand que le gradient gravitationnel, et qui entraîne donc un
mouvement de l'eau vers la surface.
III.2.2.2) Circulation en phase vapeur
L'eau peut se présenter sous forme de vapeur dans les vides du sol. Dans ce cas, son
déplacement est contrôlé essentiellement par le gradient de pression de vapeur et le gradient
de température
Ainsi, l'eau se déplace sous forme de vapeur des points de tension de vapeur la. plus
élevée, vers les points de tension la plus faible. La tension de vapeur elle même, dépend de la
température et de l'humidité du sol.
Toutefois, les études expérimentales réalisées par différents auteurs (Taylor et
Cavazza, 1954 ; Rose, 1963 ; Nassar et al., 1992 ; Nassar et al., 1997) ont montré que le
facteur qui conditionne le plus le mouvement de la vapeur d'eau est la variation de
température ; il se produit un mouvement de vapeur, des parties chaudes vers les parties
froides, jusqu'à ce qu'un équilibre de tension soit atteint.
L'eau du sol contient diverses substances en solution qui proviennent soit de la
dissolution de la roche encaissante (matrice) ou échange avec celle-ci, soit de l'activité
biologique des plantes ou de la microfaune, soit de l'apport météorologique et du lessivage
des produits présents à la surface du sol. Par conséquent, l'étude du mouvement de l'eau dans
les mécanismes de recharge des nappes, doit tenir compte de l'état et du mouvement des
substances solubles pour relier les concentrations aux volumes d'eau écoulés dans le sol.
ill.3) Comportement de soluté dans la zone non saturée
Les mécanismes qui régissent le transfert de solutés dans les sols non saturés sont de
deux types: l'effet évaporatoire et la diffusion moléculaire (MarshaII et Gurr, 1954 ; Doering
et an., 1963; Gouvea da Silva Rosa, 1980).
In.3.1) Transfert sous l'effet évaporatoire
Le mouvement des sels est essentiellement lié au mouvement de ['eau en phase liquide,
mouvement convectif; ceci implique que sous l'effet de l'évaporation, l'eau entraîne avec elle
les sels dissous qui s'accumulent près de la surface.
49

ill.3.21 Transfert par diffusion moléculaire
Le mouvement des sels peut être diffusif en réponse à un gradient de teneurs; les sels
se concentrent près de la surface par évaporation, et le mouvement diffusif se fait en sens
inverse du mouvement convectif, l'on peut ainsi arriver jusqu'à un état d'équilibre de profil de
sel.
Ce type de transfert est décrit par la première loi de Fick :
Jz::= - Do* oC
oz
J z est le flux massique (M.L"2.r l)
Do est le coefficient de diffusion moléculaire (L2.r l), qui dépend à la fois de la nature du sol
et de la solution.
En régime permanent d'évaporation, les deux types de transferts des sels se
matérialisent dans le sol par un profil des teneurs en sels (Fig. ITT2), qui présentent trois zones
bien distinctes (Edmunds, 1983) (in Tandia, 1990) :
une zone (1) située au dessus du pic d'accumulation des sels. Dans cette zone, c'est le
transfert en phase gazeuse de l'eau qui domine;
une zone (2), correspond au pic de concentration maximale des sels. La profondeur de
cette zone est appelée Zef et le flux de transfert d'eau y est nul;
une zone stationnaire (3), située au dessous du plan de flux nul Zef. Dans cette zone, il
existe un équilibre entre le flux descendant et le flux ascendant de sels et le transfert
d'eau est caractérisé essentiellement par un écoulement vertical descendant d'eau
liquide.
Toutefois, les teneurs en sels de j'eau interstitielle du sol se trouvent influencer par trois
facteurs (Edmunds et al., 1988) :
l'influence de l'activité racinaire des plantes qui se traduit sur le profi 1 vertical des
concentrations en sels de l'eau du sol par des irrégularités au voisinage de Zef;
l'interaction de soluté avec la matrice;
l'action des embruns marins qui déposent près de la surface du sol, des sels qui vont
pénétrer lors de l'infiltration et s'ajoutent aux quantités de sels apportées par les eaux
de pluies.
Pour les ions conservatif&, la concentration moyenne en sels de l'eau interstitielle du sol,
reliée à l'infiltration des pluies sera déterminée au-dessous de la zone irrégulière du profil des
teneurs en sels; ceci constitue un des concepts de base du traçage naturel par les chlorures qui
va nous permettre de calculer la recharge de la nappe superficielle de Louga.
(19)
50

nIA) Comportement des isotopes
De nombreux travaux ont été consacrés à la modélisation du comportement isotopique de
l'eau qui s'évapore à partir d'une nappe libre. Les premiers travaux à ce sujet (Zimmerman et
al., 1967) ont montré que les teneurs en deutérium d'une colonne de sol, saturée en eau et
soumise à l'évaporation, décroissaient exponentiellement avec la profondeur, avec des valeurs
très enrichies en surface (teneur isotopique maximale correspondant au fi-ont d'évaporation)
L'allure de ce profil est le résultat d'un processus qui tend vers l'équilibre entre un flux diffusif
descendant des molécules enrichies en isotopes lourds et un flux convectif ascendant
d'évaporation en cours d'enrichissement en isotopes lourds (Zimmerman et al., idem) (Fig.
III.3a).
D'autres travaux ont été étendus à la zone non saturée en condition évaporante,' sur
colonne de sol (Gouvea Da Silva Rosa, 1980 ; Allison, 1982, Allison et al., 1983a) ou en
condition réelle (Dincer et al., 1974 ; Sonntag et al., 1980 ; Zouari, 1982 ; Allison et Hughes,
1983 ; Yousfi, 1984 ; Fontes et al., 1986 ; Colin-Kaczala, 1986 ; Christmann et Sonntag, 1987
; Taupin, 1990 ; Gaye, 1990, Tandia, 1990), dans des domaines d'humidité de sol et de
conditions évaporatoires très variables. Ces travaux montrent que l'on retrouve un profil
isotopique de même type que pour les sols saturés (Fig. III. 3b).
Toutefois, quand les conditions le permettent (présence d'une nappe superficielle et
surface du sol asséché), un phénomène de décroissance des teneurs en isotopes lourds
s'observe au-dessus du front d'évaporation, qui est situé à peu de distance de la surface 'du sol
(quelques centimètres à un peu plus d'un mètre, selon les conditions d'humidité du sol et le
degré d'évaporation, Fig. III.3c). Cette évolution isotopique résulte de plusieurs processus:
au-dessus du front d'évaporation, l'eau diffuse en phase vapeur vers l'atmosphère
dans un mouvement inverse, la vapeur atmosphérique diffuse dans les premiers
couches du sol. Ainsi il se produit un effet d'échange isotopique entre la vapeur
atmosphérique et l'eau du sol qui tend vers un équilibre; cet effet est d'autant plus
intense que la surface du sol est proche. Puisque les teneurs isotopiques de la vapeurs
atmosphérique sont inférieurs à celles de l'eau des précipitations, les teneurs
isotopique de l'eau interstitielles du sol vont décroître du front jusqu'à la surface du
sol. Les conditions atmosphérique externes (température, humidité relative,
composition isotopique de la vapeur atmosphérique) s'exercent fortement sur cette
région du sol et l'assèchement du sol en surface déterminera l'épaisseur de la zone de
diffusion en phase vapeur (Allison, 1982) ;
au-dessous du front d'évaporation, les molécules enrichies en isotopes lourds diffusent
vers le bas du profil; et le transfert d'humidité s'effectue en phase liquide et vapeur par
diffusion et convection. L'importance de la circulation diffusive en phase vapeur va
dépendre des conditions d'humidité de cette zone;
au niveau du front, le pic définie un plan (Zef), qui délimite les deux domaines de
circulation d'eau déjà définies, en phase vapeur prédominante (du front d'évaporation à
la surface) et en phase liquide prédominante (du front d'évaporation à la nappe (Fontes
et Edmunds, 1989 in Gaye, 1990)
52

ill.S) Techniques géochimiques et isotopiques
Les techniques géochimiques et isotopiques sont généralement utilisées pour les études de
la zone non saturée. Elles peuvent être subdivisées en deux catégories (Aranyossy, 1991) :
les méthodes "directes" qui consistent à introduire (traçage artificiel) ou repérer
(traçage naturel) un ou plusieurs marqueurs du mouvement de l'eau ou des substances
en solutions dans l'eau;
les méthodes "indirectes" qui permettent de remonter aux flux évaporés ou infiltrés à
partir des mesures de l'état final d'un profil de la zone non saturée. On classe dans
cette catégorie la méthode d'estimation de l'infiltration efficace par le bilan de
chlorures (Edmunds et Walton, 1980) et le modèle déterministe pour l'estimation de
l'évaporation basé sur les profils d'isotopes stables dans la zone non saturée (Barnes et
Allison, 1983).
ill.S.l) Traçage chimique de l'eau
Les méthodes géochimiques considèrent, d'une manière générale, que l'évolution du
chimisme de l'eau interstitielle de la zone non saturée du sol représente celle de l'eau qui
s'infiltre (Edmunds et al., 1988).
lIIS1.1) Traçage chimique des précipitations
Le principe du traçage chimique des précipitations est basé sur l'acquisition de la
minéralisation des eaux météoriques à partir de la condensation de la vapeur au-dessus des
océans et du continent par les mécanismes suivants (Faye, 1994) :
le rain out: il représente le lessivage chimique des aérosols marins (Na, Cl, Br et 1) ou
continentaux (Ca, Al, Mn,... ) à l'intérieur du nuage. La concentration de l'élément
considéré dans la pluie dépend de sa concentration dans l'air, de la partie de cette
concentration qui rentre dans le nuage et de la quantité d'eau qui se condense(Gibert,
1986 in Faye, 1994) ;
le wash out : c'est le phénomène de lessivage du nuage. Il met en jeu le processus
évaporatoire tout au long de la chute de pluie et revêt une grande importance en zone
sahélienne. Ce mécanisme dépend de la nature des précipitations (vapeur recyclé ou
non), de la hauteur des nuages, de l'intensité des pluies, du rayon des gouttes et de la
température (Gibert, 1986 in Faye, 1994).
111.5.1.2) Comportement des ions dans le milieu poreux
Plusieurs phénomènes affectent les ions en solution dans l'eau qui s'infiltre dans le sol,
notamment les phénomènes de rétention (adsorption et échange d'ion), qui ont lieu
essentiellement en présence de minéraux argileux et de complexes argilo-humiques.
- L'adsorption:
Par action des forces d'attraction et de répulsion existant entre les ions ou molécules
des différentes phases, certains cations et anions se trouvent fixés sur la surface des éléments
solides du milieu. L'intensité de ce phénomène est liée à la surface spécifique des particules.
54

- L'échange d'ion:
Ce phénomène affecte principalement les argiles. La possibilité d'échanges d'ions
provient de leur structure cristallographique. Ce sont des aluminosilicates formés de couches
ou feuillets, dont la cohésion est assurée par les cations interfoliaires et l'eau interfoliaire ; la
surface des feuillets étant chargée négativement, ce qui offre la possibilité d'échange des
cations avec ceux de la solution du sol.
La capacité d'adsorption et d'échange d'ions conduit à considérer les couches
argileuses comme des membranes semi-perméables. Les cations monovalents sont
généralement remplacés par les cations divalents et les ions hydratés sont remplacés par ceux
qui le sont moins. Et la séquence classique qui régit la capacité de remplacement des ions est
la suivante (Grim, 1968 in Aranyossy, 1978) :
Les conséquences de ces phénomènes de rétention sont de deux ordres:
une modification des caractéristiques hydrodynamiques de terrain;
une diminution de la concentration de la substance dans la solution et un retard de
cette substance par rapport à l'eau lors du transfert à travers à travers le sol.
De ce fait, le bon traceur doit suivre le cheminement de l'eau et répondre à certaines
conditions parmi lesquelles (Aranyossy, 1978) :
il doit être très soluble dans l'eau;
il doit être chimiquement stable;
il ne doit ni être tlxé par la matrice du sol (échange, adsorption) ni entrer en réaction
avec la solution du sol (précipitation) ;
.,
il ne doit pas modifier les caractéristiques hydrodynamiques du milieu poreux
(porosité, perméabilité), ni modifier les caractéristiques dynamiques de l'eau
(viscosité, densité, température).
Des expériences de traçage artificiel (Aranoyssy, 1978) ont montré que les ions chlorures
de la famille des halogènes et le lithium, répondent bien à ces exigences et peuvent être
considérés d'excellents traceurs chimiques du mouvement de l'eau.
ill.S.2) Traçage isotopique
Les variétés isotopiques de la molécule d'eau offre une variété privilégiée de traceurs
(intimes ou intrinsèque) parmi lesquels deux isotopes stables: oxygène 18 et deutérium, et un
isotope radioactif: le tritium.
Le tritium
L'oxygène 18
55

La vapeur est toujours appauvrie en isotopes lourds par rapport au liquide qui lui a
donné naissance (Fontes, 1976).
IIt5.22) traçage des précipitations par les isotopes stables
Principe: les précipitations proviennent de la condensation lors du refroidissement en
altitude des masses d'air humides. La condensation est une réaction à l'équilibre liée à la
saturation en eau de l'air, fonction elle-même de la température. Le fractionnement isotopique
vapeur - pluie aura donc lieu à l'équilibre. Il se traduit par un enrichissement en isotopes
lourds de la phase liquide au détriment de la vapeur. En se renouvelant, ce processus
appauvrira progressivement en isotopes lourds la masse de vapeur restante, la composition de
la pluie suivante, représentant le dernier état isotopique du réservoir de vapeur, étant alors
plus appauvrie que la pluie précédente (effet de continentalité).
On observe une relation linéaire, de simple proportionnalité, entre la température de
condensation et la température au soL Dansgaard (1969) a proposé une relation entre les
teneurs isotopiques moyennes annuelles des pluies et la température moyenne annuelle au sol:
5 jgO = 0.69 * T-I3.6
5 2H =5.6 * T - 100
La température dépendant de la latitude, de l'altitude, de la saison, la composition
isotopique de la pluie pourra de même être corrélée avec ces variables (Fontes, 1976).
Le deutérium et l'oxygène 18 ayant le même comportement lors de la condensation,
une relation linéaire entre les teneurs des deux isotopes peut être établie pour les
précipitations arrivant au sol sans avoir été évaporé (Craig, 1961). La relationlineaire obtenue
est connue comme la droite des précipitations mondiales ou droite de Craig, d'équation:
La constante de la droite, appelé "excès en deutérium", peut varier suivant l'origine des
masses d'air de, 22 %0 pour les stations de la Méditerranée orientale (Nir, 1967) à 6 %0 pour
les stations continentales d'Amérique du Nord (Yurtsever et Gat, 1981).
Tatcher et al., (1965) définit l'équation pour l'Afrique par:
(23)
(24)
(25)
5 2H =(7.7 ± 1) * 5 19O + (14 ± 4.8) (26)
En revanche, lors de la chute des gouttelettes dans une atmosphère désaturée, une
évaporation et un échange isotopique avec l'humidité de l'air sont possibles (Fontes, 1976),
modifiant le fractionnement initial à la condensation, ces points seront alors sous la droite de
Craig.
III. 5.2.3) Le comportement des traceurs isotopiques dans le milieu
poreux
Le comportement simultané de l'oxygène 18, deutérium et tntlum, a été étudié
expérimentalement par Corey et Horton (1968) à travers une colonne saturée de sol
kaolinique. Aucune différence significative n'a été enregistrée, ni dans le temps de transfert, ni
57

dans la concentration relative, ces auteurs concluent qu'il est possible d'utiliser
indifféremment l'oxygène 18, le tritium ou le deutérium (Fig. III Aa).
Rachinshi (1965) et Stewart (1965) Un Aranyossy, 1978) ont mené séparément des
études sur l'interaction possible de l'eau tritiée avec les sols (en particulier les argiles). Ils
parviennent à des résultats analogues: la concentration en tritium dans l'eau libre est plus
importante que dans l'eau adsorbée. L'interaction entre l'eau et le sol est très lente.
Plusieurs expériences de multitraçage, entre autre, cel1es de Kaufman et Orlob (1956)
Un Aranyossy, 1978), Bond et Phillips (1990) sur des colonnes de sédiments, et celles
d'Aranyossy (1978) en condition naturelle, font apparaître que l'ion chlore est le moins retenu
des traceurs utilisés. Toutefois une légère avance de cet ion par rapport à l'arrivée du tritium
est notée (Fig. IIIAb). Ces auteurs avancent trois explications:
remplacement de l'eau interfoliare des argiles par de l'eau titiée ;
échange entre le tritium et l'hydrogène des ions hydroxyles des argiles;
accélération du mouvement de l'ion Cl- par l'effet d'un gradient de potentiel électrique.
Le même phénomène a été souligné par Thomas et Swoboda (1970), en faisant percoler à
travers une argile de J'eau deutérée et des ions cr. L'arrivée de l'anion est effectivement
antérieure à celle de l'isotope de l'eau (Fig. IIlAc).
Le choix de l'un au l'autre de ces traceurs est fonction des objectifs de chaque étude.
L'oxygène 18, le deutérium et le tritium, par leurs propriétés, vont être des marqueurs intimes
du comportement de l'eau dans le milieu naturel. Parmi ces isotopes, le tritium a été le plus
largement utilisé pour reconnaître le mode de circulation de l'eau dans le sol, soit à partir du
traçage naturel de la série des précipitations (Zimmerman et al., 1967), soit par traçage
artificiel sur de petites surfaces (Siwertz, 1973 ; Aranyossy, 1978)
Le tritium a été sans doute le plus utilisé pour l'estimation de l'infiltration efficace (Gaye,
1990 ; Aranyossy, 1991). .
L'estimation de l'infiltration efficace a été également possible par ]'application de la
méthode du bilan de chlorure (Edmunds et Walton, 1980).
Ces deux derniers points seront présentés et étudiés en détail dans le dernier chapitre de ce
travail (cf § V)
S8

L'examen de ce tableau laisse apparaître des teneurs ioniques mensuelles généralement
inférieurs à 10 mg/l, sauf pour le mois de juillet 1992 et juin 1995 où elles sont légèrement
supérieures à 10 mg/l (entre 10 et 16 mgll) ; ceci s'explique par des teneurs ioniques
journalières très élevées en début d'averse (de l'ordre de 60 mg/l).
L'origine des différents composants minéraux solubles des précipitations a souvent été
discutée ainsi que le fractionnement chimique lors de la formation des aérosols marins
(Mathieu, 1976 ; Travi el al., 1987 ; Fontes el al., 1991)
Les ions chlorures et sodium
En l'absence de pollution, les ions chlorures proviennent de l'océan (Travi el al.,
1987). A Louga les teneurs en chlorures relativement élevées (entre l.IS et 16.14 mg/l)
semblent être dues à des apports marins à partir de l'océan situé à moins de 30 Km (Gaye,
1990) et représentent l'anion dominant à la station de Louga.
Les ions sodium proviennent également de la surface des océans (Travi et al., 1987).
Les concentrations en sodium varient de 0.72 à 11.19 parallèlement à celles de cr.
Le rapport CrlNa+, inférieur à celui de l'eau de mer (1.8), est dû à l'apport en sodium
par les éléments terrestres (Travi el al., 1987).
L'ion calcium
L'ion calcium représente le cation dominant pour les stations continentales, par
l'entraînement de particules carbonatées des sols (Travi el al., 1987). Les teneurs en Ca"--+
varient de 0.9 à 11.57 mg/l.
L'ion magnésium
Les teneurs en magnésium sont tributaires des apports marins (Travi el al., 1987).
Elles varient de 0.18 à 2.31 mg/\.
L'ion sulfate
En l'absence de forte pollution industrielle, l'origine des sulfates est essentiellement
marines, et les fortes concentrations s'observent dans les stations côtières (Travi et al., 1987).
Les teneurs en sulfates varient de 1. 3 à 13.96 mg/l.
Le rapport 504--/Cr, supérieur à celui de l'eau de mer (0.14), est dû aux phénomènes
d'enrichissement en ion sulfate par rapport au chlorure qui interviennent lors du passage eau
de mer-aérosols (Mathieu, 1976 ; Fontes el al., 1991), et qui se maintient au cours des
précipitations successives (Travi el al., 1987)
61

L'ion potassium
Les teneurs en potassium sont généralement faibles pour les eaux de pluie au Sénégal
et leur répartition ne semble obéir à aucun déterminisme géographique ou saisonnier (Travi et
al., 1987).
Pour la station de Louga, les teneurs varient entre 0.08 et 2.3 mg/l.
L'ion nitrate
Les concentrations en nitrates sont presque partout très faibles et inférieurs aux limites
de détection (0.07 mg/l pour N03·) (Travi et al., 1987).
Pour la station de Louga, les teneurs sont relativement élevées (comprises entre 0.78 et
6.42 mg/l), comparativement à la station de Saint-Louis (entre 3.35 et 13.02 mg/l avec une
teneur annuelle pondérée de 8.4 mg/l). Cet excès local semble être relié aux activités de
l'usine de la compagnie sucrière du Sénégal, implantée dans la région (Travi et al., 1987).
Nous ne disposons pas de mesures in situ de pH pour la station de Louga. Toutefois,
les pluies les plus acides (pH < 5.26) se rencontrent à Dakar et Saint-Louis où existent des
activités industrielles. Sur Dakar, elles sont associées à des teneurs plus fortes en sulfates et
sur Saint-Louis à des teneurs plus élevées en nitrates que dans le reste du pays (Travi et al.,
1987).
En conclusion, on peut dire que l'évolution physico-chimique des eaux en fonction de
l'origine des éléments dans le temps et dans l'espace est complexe. Toutefois, l'observation
des teneurs ioniques annuelles pondérées avec les hauteurs de pluie pour la station côtière de
Saint-Louis et celle de Louga située plus à l'intérieur des terres (tab.IV2), bien que
concernant des années différentes, fait apparaître les tendances suivantes:
les ions cr, NaT, Mg TT
et S04- présentent les teneurs ioniques maximales au niveau de la
station côtière, par rapport à l'année 1988, qu'à Louga ;
le rapport Cri Na+, subit une diminution nette lorsqu'on s'éloigne de la côte;
les teneurs en ions Ca++ augmentent légèrement et le rapport Mg++/ NaT augmente
légèrement aussi, vers l'intérieur du continent. Ceci s'explique par l'enrichissement des
aérosols marins en ions Ca++ par rapport à l'eau de mer par les appons en provenance du
continent. Il en est de même pour le magnésium et les sulfates issus des évaporites ; ces
derniers peuvent également avoir la pollution pour origine (Faye, 1994) ;
le rapport S04-/ cr est toujours supérieur à celui de l'eau de mer, aussi bien au niveau de
la côte qu'à l'intérieur du pays. Il s'explique par l'enrichissement en ions sulfates lors du
passage eau de mer - aérosols.
Toutefois, les valeurs d'entrée des solutions des eaux de pluies sont toujours associées à de
larges erreurs (Edmunds et Gaye, 1997). Pour les chlorures les valeurs mesurées au niveau de
la station de Louga sur 4 années, comprises entre 1.17 et 5.37 avec une moyenne de 3.3 mg/l,
62

Sondage NLI
Le profil d'humidité pondérale du sondage NL1 sur la dune montre, des variations
entre 0.13 et 3 % de la surface jusqu'à 23 m de profondeur. Celui du taux de particules fines
varie entre 0.13 et 6 % à la même profondeur. Par la suite l'humidité pondérale augmente
progressivement jusqu'à 44 m avec des teneurs en eau entre 3 et 5 % pour atteindre la
saturation au niveau de la nappe à 13 %. Le taux de particules fines augmente également avec
des variations entre 6 et 15 %.
L'allure du profil d'humidité ne suit pas celle du taux de particules fines entre 0 et 23
m de profondeur.
Sondage NL2
Le profil hydrique du sondage NL2 effectué sur l'interdune, montre des valeurs plus
élevées près de la surface (18 à 1.5 m). Le taux de particules fines est également élevé avec
une teneur de 55 % à la même profondeur.
Sur le reste du profil, l'humidité pondérale croît progressivement jusqu'à 23 m avec
des teneurs entre 1 et 3 %, pour atteindre la frange capillaire à 9.6 % et la saturation au niveau
de la nappe à 20.9 %.
L'allure du profil hydrique du sol suit celle du taux de particules fines qui augmentent
également, avec des teneurs plus élevées que celles du sondage NLI (de Il à 21 %).
Sondage L23
Les teneurs en eau pondérale varient entre OAI et 3 % de la surface jusqu'à 11 m de
profondeur, et celles des particules fines sont également faibles et varient de 1 à 9 % à la
même profondeur. Les teneurs en eau augmentent à partir de Il.5 m jusqu'à la nappe 'et la
variation est de 5 à 7.6 %. Les teneurs en particules fines augmentent parallèlement à celles de
l'humidité du sol et se situent entre 12 et 24 %.
Commentaire
Les teneurs en eau sont plus élevées sur le profil L23 que sur les profil NL1 et NL2.
Ceci pourrait être lié à un gradient de température, l'évaporation étant plus intense vers le
Nord de la zone.
Les variations de l'humidité sont également influencées par la lithologie du terrain
traversé au niveau des trois sondages; on a vu que le sondage NL2 présente environ 55%
d'argile et limon près de la surface alors que les sondages L23 et 1 sont constitués de sable
moyen et fin.
Toutefois, la comparaison des profils hydriques avec les variations des taux de
particules fines révèlent principalement deux zones bien distinctes:
une zone de sub-surface où les teneurs en eau sont faibles et ne corrèlent pas toujours au
taux de particules fines. Les faibles teneurs en eau sont dues à l'effet de la reprise
évaporatoire qui pompe dans les réserves hydriques du sol à partir de la surface;
69

0,25 ,
-1
2,75
5,00
7,25
9,50
13,50
18,00
22,50
27,00
31,50
36,00
41,00
Concentrations en 2H (%0)
-100 -50 0 50
Profondeur (m)
(a)
i 1
!
j
0,25
2,75
5,00
7,25
9,50
13,50
18,00
22,.50
27,00
31,50
36,00
41,00
71
Humidité pondérale (%)
0
Profondeur (m)
5 10
Figure IV. 4a, b : Profil de teneurs en 2n et d'humidité pondérale.
Sondage NLI.
(b)
15

{VA) Chimie des eaux des sols
IVA.ll Résultats des profils chimiques du sondage NLI
Les analyses complètes (ions majeurs, mineurs et traces) des eaux interstitielles du
sondage NLI ont été effectués au laboratoire de Wallingford, et les résultats sont consignés
dans le tableaux IV.8, IV9 et IVI 0 (annexe 2)
Les figures IV6 à 9 montrent les variations des teneurs ioniqués, des rapports molaires
caractéristiques et des indices de saturations des principaux minéraux argileux avec la
profondeur.
IV4. 1.1) Profil de teneurs en chlorure
La figure IV6a montre les variations des teneurs en chlorures avec la profondeur. Le
profil montre des concentrations élevées en surface (180 mg/l) qui baissent progressivement
puis se stabilisent entre 1 et 5,5 m de profondeur. Ensuite les teneurs augmentent entre 5,5 et
12 m et de 12 à 27 m de profondeur avec une succession de pics qui atteignent 215 mg/l Les
teneurs diminuent à 12 m et de 27 m jusqu'à la nappe avec une moyenne de 51,44 mg/l.
Les variations de concentrations sous le front d'évaporation de surface peuvent avoir
différentes causes possibles : une variation de la concentration en chlorure des eaux des
précipitations, des taux de recharge différents selon les années sèches et humides, des
interactions eau-roche et enfin des changements dans la composition du couvert végétal
(Gaye, 1990). Pour cette dernière possibilité, dans l'étude de Dreyfus (1990) in Gaye (1990),
il a été prouvé que Acacia athida possède un système racinaire qui lui permettait d'aller
chercher l'eau très profondément (- 34 m), ce qui peut augmenter l'évapotranspiration et
induire une forte concentration des chlorures en profondeur.
Faye (1991) et Edmunds et al., (1992) ont montré que l'ion chlorure est un élément
inerte aux processus géochimiques ; les seules variations qu'il subit sont le fait de dilution par
apport d'eau et de concentration par évaporation. Les mêmes constatations ont été tirées des
expériences de multitraçage sur des colonnes de sédiments (Bond et Phillips, 1990) ou en
conditions naturelles (Aranyossy, 1978).
Toutefois, l'explication qui parait la plus plausible pour rendre compte de ces
variations de concentrations en profondeur est la suivante (in Yousfi, 1984) .
lors des périodes humides, les chlorures passent en solution et sont lessivés vers la
profondeur, en même temps que l'eau des précipitations;
pendant les périodes sèches, il y a évaporation de l'eau du sol, donc transport et
accumulation des chlorures jusqu'à une certaine distance de la surface.
7?-

La présence en surface d'un sol de texture sableuse joue en faveur de l'infiltration des
eaux de pluies ; plus les pluies sont importantes, plus les chlorures sont lessivés en
profondeur. En effet, la présence en profondeur de pics de chlorures identiques à celui de la
surface, confirme l'hypothèse d'infiltration de plusieurs épisodes pluvieux pluriannuels, qui se
matérialisent sur le profil hydrique (cf. Fig. IV3) par des zones plus humides sous le front
d'évaporation de surface, en considérant que l'eau obéit au modèle d'effet piston. Ainsi, il y
aurait stockage dans le profil de chlorures correspondant à plusieurs années de précipitations
(Gaye, 1997). Ceci constitue le concept de base pour J'estimation du taux de recharge par le
bilan de chlorure et l'étude de la paléorecharge
L'allure générale du profil de chlorure et semblable à celle du profil de deutérium (Fig.
IV5a), notamment l'enrichissement en chlorure et en deutérium en profondeur. Ceci suggère
des variations de taux de recharge liée à la succession d'années sèches et humides, si l'on
considère que les concentrations en chlorures dans les sols sont inversement proportionnelles
au taux de recharge (Gaye, 1990)
IVA.1.2) Profil de teneurs en nitrates
La figure IV6b montre les variations des teneurs en nitrates avec la profondeur. Les
concentrations varient entre 1 et 33 mgl\. Un premier pic est observé à 2,5 m de profondeur,
suivie d'une augmentation des teneurs jusqu'à 15 m de profondeur. Elles diminuent par la
suite progressivement vers la nappe.
Les nitrates s'accumulent près de la surface du sol, soit sous l'effet de l'évaporation soit
par nitrification de l'azote organique ou par épandage d'engrais azotés (in El Faid, 1996). Par
lessivage lors des périodes de recharge, ces nitrates gagnent les horizons inférieurs. Ceci
explique les pics observés en profondeur du profil.
Le rapport molaire N03)CI" peut être utilisé comme indicateur des changements
survenus sur l'environnement sur des dizaines à plusieurs centaines d'années (Edmunds et
Gaye, 1996). En effet, l'évolution du rapport molaire N03)Cr avec la profondeur montre des
rapports supérieurs ou égales à celui de l'eau de pluie (0,12), et ceci dans les intervalles de 3 à
5,5 m, 12 à 18 m et de 30 à 32 m de profondeur (Fig. IV6d). Les rapports supérieurs à celui
de l'eau de pluie peuvent être dus soit à un enrichissement par évapotranspiration près de la
surface du sol, soit aux processus naturels de fixation de l'azote par les plantes naturelles ou
les plantes légumineuses cultivées avec des accumulations qui coïncident avec les années de
grande production de la biomasse (Edmunds et al., 1992 ; Edmunds et Gaye, 1996).
Sur le reste du profil, les rapports molaires inférieurs impl iquent des périodes sèches,
notamment la sécheresse du Sahel durant ces trois dernières décennies (Edmunds et Gaye,
1996)
IVA.13) Profil de teneurs en sulfate
La figure IV6c montre l'évolution des teneurs en sulfates avec la profondeur. Les
concentrations varient entre 1°et 311 mgl!.
L'évolution du rapport molaire S04--/Cr (Fig. 6e) montre des rapports supérieurs à
celui de l'eau de pluie (0,3) de 1,25 à 8m, de Il,5 à 15,5 m et de 36,5 à 42 m de profondeur,
avec des valeurs qui atteignent 6. Cet excès en sulfates proviendrait d'une concentration par
75

évaporation des eaux de précipitations et des aérosols marins qui présentent des teneurs en
sulfates élevées par rapport aux chlorures (Mathieu, 1976 ; Fontes, 1991 ) (cf. § IV.1.1). Une
part plus faible proviendrait de la matrice à partir de la dissolution de la barite (sulfate de
baryum) en l'absence du gypse, comme l'indique les indices de saturation (tableau IV 10,
annexe 2)
Les faibles rapports molaires S04-ïCr observés à des profondeurs de 8,25 à Il m et de
16,5 à 35,5 m correspondent à des zones de fortes fluctuations de la force ionique et une
grande compétition pour les sites d'échanges ioniques, comme nous le verrons ci-après (cf. §
IVA.1.5). Ceci impliquerait une rétention des ions sulfates au niveau de la matrice du sol. En
effet, l'observation des profils de chlorure et nitrate et l'évolution des rapports molaires NO)­
/cr et S04-ïCr avec la profondeur montrent un retard dans le transfert des ions S04-- par
rapport aux ions cr et NO)-.
IVA. lA) Profils de teneurs en éléments traces
Seul le sondage NL1 a fait l'objet d'analyse des éléments traces (Al, Ba, B, Br, Si Sr,
Fe-total, Mn, Pb, Zn). Parmi ces éléments, nous discutons ici des variations des teneurs en
bromures, baryum, strontium et fer total avec la profondeur au niveau de la zone non saturée,
et plus loin nous verrons leur variation au niveau de la nappe superficielle de Louga.
IVA.IA.]) Profil de bromure
Comme le chlorure, le bormure est un élément conservateur et peut être utilisé comme
indicateur des changements climatiques (périodes sèches/périodes humides) au niveau des
terrains où l'unique source pour les deux ions est l'eau de pluie ou l'apport des embruns marins
(Edmunds et al., 1992).
Le profil de bromure montre des teneurs qui varient entre 0,01 et 0,53 mg/I (Fig.
IV.7a). Le profil s'arrête à 17 m de profondeur, probablement vu les faibles teneurs
enregistrées à partir de cette côte. Après le maximum observé à 1m sous la surface du sol, les
teneurs diminuent brutalement jusqu'à 7,25 m de profondeur. Elles augmentent entre 7,5 et
9,25 m avec deux maxima à 7,5 et 9 m, pour diminuer à nouveau en profondeur
L'évolution du rapport molaire BrïCr avec la profondeur (Fig. IV 7c) montre des
rapports égaux à celui de l'eau de mer (1,5 JO-3) à 1, 7,5 et 9 m de profondeur et correspondent
aux taux de chlorure les plus élevés (cf Fig.IV6a). Ces rapports molaires élevés impliquent
l'apport de bromure par les embruns marins lors des périodes sèches. En effet, l'ion Br" est un
excellent marqueur de l'influence marine (Travi, 1993).
Par contre, les rapports molaires BrïCr inférieurs à celui de l'eau de pluie de 1,25 à 7
m de profondeur, cOITespondent à des taux de chlorures très faibles (état stationnaire). Ces
rapports molaires faibles seraient dus à une dilution par les eaux de pluie lors des périodes de
recharge.
76

--_._--------_.._---_ ..
IVA.l.5) Processus géochimigues impliqués dans la minéralisation des
eaux du sondage NL1
L'étude des variations de concentrations des cations majeurs (Na-, K+, Ca H , Mg++) de
la zone non saturée du sondage NL 1 par rapport à l'eau de pluie, de la composition chimique
de l'eau de la nappe, de la composition minéralogique de la zone non saturée, permet d'avoir
une idée sur les processus géochimiques contrôlant l'évolution verticale du chimisme de l'eau
durant son transit de la zone non saturée vers la zone saturée.
IVA.1.5.1) pH des solutions interstitielles
Le pH de la zone non saturée est acide de la surface jusqu'à 20 m et entre 26 et 35 m
de profondeur. Il augmente légèrement entre 21 et 23,5 m et de 35, 5 m jusqu'à la nappe, avec
des valeurs qui passent de 4 à 5 (Fig. IV.9a).
Ces variations de pH de l'eau de la zone non saturée du sondage NL 1 sont semblables
à celles décrites dans les sables de Louga (profil L 18) (Faye, 1991 ; Edmunds et al., 1992),
où des pH acides sont tamponnés par des bases échangeables.
Outre les échanges de bases avec la matrice argileuse, qui constituent le processus
prédominant contrôlant le pH, les eaux interstitielles sont influencées par les changements des
concentrations ioniques dues à l'évaporation des eaux en cours d'infiltration (Edmunds et al.,
1992). L'étude de l'évolution des rapports molaires ion! cr permettra de mettre en évidence le
processus prédominant.
IVA.15.2) Evolution des teneurs des éléments majeurs de la
zone non saturée
L'évolution verticale des teneurs des éléments majeurs (Na+, K+, Ca H et Mg++) de
l'eau interstitielle de la zone non saturée du sondage NL1 a pu être tracée en utilisant les
rapports molaires ion! cr L'ion chlorure est considéré un élément inerte aux processus
géochimiques. Les seules variations qu'il subit sont le fait des phénomènes de dilution par
apport d'eau et de concentration par évaporation. Le calcul des rapports molaires Na+/cr,
K+/Cr, CaH/Cr et MgH/Cr sont consignés dans le tableau ry.9 (annexe 2).
80

Les figures IV.9b, c, d et e montrent l'évolution suivante.
une augmentation des rapports molaires Na"tIcr et MgTTICL", par rapport à ceux de l'eau
de pluie (0,9 et 0,25 respectivement) de la surface jusqu'à 6 m, avec des valeurs qui
atteignent 9 pour Na+Icr et ] pour Mg-'-+ICL. Les deux rapports diminuent de 6,25 à 1] m
et de 16 à 36 m de profondeur, mais le rapport Na-'-Icr reste toujours supérieur à celui de
l'eau de pluie (entre 1 et 2) ;
le rapport molaire CaHICr montre une allure semblable au rapport Mg+-iJCL avec des
valeurs supérieures à celui de l'eau de pluie (1,21) à 3 et 4,5 m de profondeur, et inférieur
sur le reste du profil
le rapport molaire K+/Cr montre une allure semblable au rapport Na+ICr avec une
augmentation par rapport à la référence de l'eau de pluie (0,3) jusqu'à 5 m de profondeur.
Une augmentation notable des deux rapports s'observe entre 12 et 13 m et au-dessus de la
nappe (de 37,5 à 42 m de profondeur).
La comparaison de ces rapports molaires avec ceux de l'eau de pluie, considérée comme
référence d'entrée, permet d'évaluer ces variations en termes d'apport et de reprise de bases
par les processus géochimiques. En effet, on remarque qu'au niveau des faibles profondeur (0
à 6 m de profondeur) on a un apport en ions Na++ et Mg H
82
Dans les profondeurs
intermédiaires (12 et 13 m) et les profondeurs élevées (37,5 à 42 m), les ions Na++ et K-'- sont
fortement relâchés par la matrice, alors que les ions Ca+-'- et Mg++ sont fortement repris par
celle-ci.
IVA.1.5.3) Etude des processus géochimiques responsables de
cette évolution
Nous avons utilisé le programme thermodynamique Wateq pour le calcul des indices
de saturations des eaux vis-à-vis des principaux minéraux argileux kaolinite, illite et
montmorillonite. Les résultats de ce calcul sont consignés dans le tableau IV 10 (annexe 2).
La figure IV 10a, b et c montre J'évolution des indices de saturation vis-à-vis des
minéraux argileux dans la zone non saturée du sondage NL] . On note que.
les eaux interstitielles sont saturées à proche de la saturation en kolinite jusqu'à 7 m, de
profondeur, et saturées à sursaturées vis-à-vis de ce minéral à mi-profondeur (de ]4 à 24
m) et au-dessus de la nappe (de 37,5 à 43 m) ;
les eaux interstitielles sont saturées à sursaturées en montmorillonite calcique de 21 à 24
m et de 37,5 m à 43 de profondeur;
les eaux sont saturées à sursaturées en illite entre 37,5 et 41 m de profondeur
Interprétation
L'étude des échanges de base par les réactions de capacité d'échanges cationiques
(CEC) et les réactions des cations échangeables (CE) de Faye (1991) sur le site de Louga
(profil L 18), ont montré que l'illite est l'échangeur de base dominant adsorbant beaucoup plus
Na+ et K+ comparé à la kaolinite. Cependant, dans un système monovalent divalent, l'illite
montre sa préférence pour les ions divalents •

A l'issue de cette études des profils chimiques du sondage NLJ on peut dire que
l'évolution verticale du chimisme de solutions de la zone non saturée de ce sondage résulte
dans un premier temps d'un processus physique (évaporation) et biologique (transpiration) à
des faibles profondeurs De même, elle est influencée par la proximité du littorale qui entraîne
un apport en aérosols marins dans le profil Cette évolution est également contrôlée par les
processus géochimiques en particulier:
les réactions d'hydrolyse, notamment l'altération chimique des minéraux argileux tels que
l'illite et la montmorillonite en kaolinite aux faibles profondeurs (entre 0 et 6 m), de même
que l'altérations des plagioclases (albite) qui entraînent une augmentation des rapports
Na+Icr et Mg++Icr par rapport aux rapports molaires Ca"''''Icr et K'"Icr ;
les réactions d'échanges de bases, notamment des aluminosil icates qui contribuent pour
l'apport de silice et en même temps neutraliser le pH des solutions.
Ces réactions ont eu lieu lors du transit des eaux d'infiltrations vers la nappe. Elles sont
très lentes dans le temps, ce qui favorise un temps de résidence très lent de l'eau avec la
matrice (Edmunds et al., 1992) permettant leur déroulement. Il a été démontré que ces
réactions jouent un rôle prépondérant, notamment la sélectivité des minéraux argileux vis-àvis
des bases échangeables, dans le contrôle de la composition chimique des eaux
interstitielles. En effet, pour la kaolinite la séquence d'échange croissante est Na+ < Mg++ <
Ca++ < K+ et celle de l'illite Na+ < Mg++ < Ca++.
Toutefois, ces échanges de bases sont fortement influencés par la salinité de la solution du
sol. Ainsi, pour le sondage NL1, les ions Na+ et K+ constituent un gain en ion en profondeur
dans le profil au vue des échanges défavorables Na-Ca et K-Ca. Par contre, les ions Ca++ et
Mg++ sont sélectivement repris par la matrice.
Ces processus géochimiques, se déroulant dans la zone non saturée vont avoir une
influence sur la composition chimique de l'eau de la nappe comme nous le verrons par la
suite.
IV.4.2) Résultats des profils chimiques du sondage NL2
Les analyses chimiques des eaux interstitielles du sondage NL2 ont été réalisées dans
le laboratoire d'hydrochimie de Dakar. Les résultats de ces analyses sont consignés dans les
tableaux IVll et 12 (annexe 2). Les figures IV12 à 16 montrent les variations des teneurs
ioniques et rapports molaires caractéristiques de la zone non saturée du sondage NL2.
Remarque: les analyses du laboratoire de Dakar montre des teneurs en sels sensiblement
élevées par rapport à celles effectuées dans le laboratoire de Wallingford. Une explication
possible serait liée à la qualité de l'eau distillée utilisée à Dakar (Gaye, communication
personnelle).
IV4.2.l) Profil de teneurs en chlorure
Le profil des variations des teneurs en chlorures avec la profondeur (Fig. IV 12a),
montre des teneurs élevées près de la surface du sol avec un maximum observé à 3 m de
profondeur (2 mgll), ensuite les teneurs fluctuent jusqu'à 21,5 m de profondeur de 355 mg/l à
1 gll A partir de cette côte les teneurs diminuent jusqu'à la nappe avec une moyenne de 48
mgll.
87

Teneu rs en cr (mg/l) Teneurs en N03 - (mgll)
1000 2000 3000
(a)
Profondeur (m) Profondeur (m)
Ratio molaire N03-/Cr
o
2
0,25 -1-_.---'------..,,----,
1,50
3,50
6,00
8,50
11,00
13,50
16,00
18,50
21,00 -
4
(c)
23,50 :w::- --'
Profondeur (m)
6
1000 2000 3000
Figure IV.12 a, b, c : Variations des teneurs en chlorure,
nitrate et ratio molaire N03-/er avec la profondeur.
Sondage NL2
(b)
88

Cette évolution des teneurs en ions cr des eaux interstitielles du sondage NL2 semble
traduire l'influence du changement de faciès lithologique sur la concentration en chlorure près
de la surface du sol. En effet la présence d'une couche imperméable riche en argile joue le rôle
d'obstacle à la remontée de sels due à l'évaporation (Gouvea Da Silva Rosa, 1980) et ceci se
traduit par l'accumulation de chlorure à 3 m de profondeur
Toutefois, on observe surtout, sous le pic des horizons supeneurs d'importantes
fluctuations comparables à celles qui ont été également mises en évidence dans le sondage
NL 1 du même site (cf Fig IV6a), ces tluctuations sont imputables aux variations de
concentrations dans les apports successifs des précipitations (Gaye, 1990 ; Gaye, 1997).
IV4.2.2) Profil de teneurs en nitrates
Le profil des variations des teneurs en nitrates avec la profondeur montre des teneurs
élevées près de la surface du sol (maximum de 2 g/I à 1,5 m de profondeur) avec une
succession de pics qui diminuent progressivement vers la nappe (Fig. IV12b).
L'évolution du rapport molaire N03-;Cr avec la profondeur (Fig. IV.12c) montre une
valeur maximale de 5 sous la surface du sol. Cet enrichissement en ions N03- peut être dû aux
épandages d'engrais organiques que nous avons observé sur le site. Toutefois, les rapports
N03"/Cr supérieurs à celui de l'eau de pluie (0,12), notés jusqu'à 17 m de profondeur et de
20,5 m jusqu'à la nappe, semblent indiquer que les processus naturels de fixation de l'azote
ont eu lieu pendant les phases les plus humides (Edmunds et Gaye, 1996). Par contre, les
rapports faibles sont reliés à des périodes climatiques plus sèches.
IV4.2.3) Profil de teneurs en sulfate
Les teneurs en sulfates varient entre 0,5 et 3 gll avec un maximum de 23 gll à 15 m de
profondeur (Fig. IV13a). Ces teneurs élevées montrent qu'au niveau de cette interdune, les
phénomènes de dissolutions minérales au niveau de la matrice du sol sont plus important que
sur la dune du sondage NLl. La représentation de quelques échantillons d'eau pris à
différentes profondeurs dans le diagramme d'équilibre entre les ions solubles CaH, F, S04-,
HC03", la fluorine (CaF2) et le gypse (CaS04, 2H20) (Fig. IV14), montre que ces échantillons
se situent dans le domaine de stabilité du gypse. Ceci indique que ce minéral existe dans la
zone non saturée du sondage NL2 et on peut donc évoquer sa dissolution.
En effet, les rapports molaires S04--;Cr supérieur à celui de l'eau de pluie (0,13) entre
12 et 18 m de profondeur et de 21 m jusqu'à la nappe avec une valeur maximale de 5 à 15 m
de profondeur (Fig. IV13c), de même que la saturation des eaux en gypse (tableau IV13,
annexe 2), implique l'apport de la dissolution de ce minéral au niveau de la matrice du sol en
ions S04-" dissoutes. Par contre, cet ion est fortement retenu au niveau de la matrice sur le
reste du profil comme l'indique les faibles rapports S04"-/Cr
Toutefois, l'enrichissement en sulfate près de la surface du sol peut être dû à une
concentration par évaporation des eaux des précipitations ou des aérosols marins comme pour
le sondage NL1.
89

0,25
Teneurs en S04- (mg/l) Teneurs en V- (mg/l)
o 10000 20000 30000
1,.

IY.4.2.4) Profil de teneurs en fluor
Seul le sondage NL2 a fait l'objet d'analyse du fluor. En effet, le profil montre des
teneurs qui varient entre a et 50 mg/I (Fig IV. 13b). Ces teneurs supérieurs à celles des eaux
des précipitations (0,08 mg/l) (Travi, 1993), indiquent que les ions F sont fortement
tributaires de la lithologie
En effet, l'augmentation du rapport molaire FICr par rapport à celui des eaux des
précipitations (0,13) entre 5 et 13,5 m de profondeur (Fig. IY.13d) semble être due à la
dissolution de la fluorine présente dans le milieu poreux comme J'indique les indices de
saturations (tableau IV.13, annexe 2). Par contre, on remarque qu'entre 14 et 18 m de
profondeur où les eaux sont sursaturées en gypse, il y a disparition de la fluorine ; la
précipitation du gypse semble contrôler les concentrations des ions F dans le sondage.
De même la présence des minéraux argileux dans le sol, notamment la kaolinite,
adsorbent des quantités significatives des ions F (Travi, 1993). Ceci peut expliquer également
l'absence des ions P" sous la surface du sol avec la forte proportion des argiles au niveau de la
matrice (cf. § IV.2.1).
Ces processus qui contrôlent les teneurs en ions F- au niveau de la zone non saturée,
permettent d'expliquer les faibles teneurs en fluor des eaux de la nappe des sables de Louga,
comme on le verra plus loin.
IVA.2.5) Les processus impliqués dans la chimie des eaux interstitielles
du sondage NL2
En l'absence de données sur les teneurs en silice et en aluminium, on n'a pas pu
déterminer avec précision les indices de saturation en minéraux argileux pour le sondage
NL2. Toutefois par comparaison au sondage NL1 sur la dune du même site, on peut dire que
les phénomènes d'altération des aluminosilicates et les échanges avec la matrice argileuse sont
plus accentués au niveau du sondage NL2 sur l'interdune.
En effet, la proportion des éléments fins plus élevés, de même que les pH élevés (entre
6,6 et 7,4) et l'augmentation des teneurs en ions échangeables Na-i-, K+, Ca-r+ et Mg++ (Fig.
IV.15) témoignent d'une libération de bases au niveau de la matrice du sol.
La figure IV.16 a, b, c, d montre l'évolution des rapports molaires Na-i-/Cr, K"/Cr,
Ca++Icr et Mg++Icr avec la profondeur Le rapport molaire K+Icr montre des valeurs faibles
et inférieures à celui de l'eau de pluie sur tout le profil, qui s'expliquent par l'échange de base
K-Ca favorable au vu des salinités élevées de ce sondage, et qui entraînent une augmentation
du rapport molaire CaH/Cr.
Par contre le rapport molaire Na+ICr fortement élevé avec des valeurs qui atteignent 8,
montre que le sodium est fortement relâché par la matrice sur tout le profil.
92

IV.4.3.2) Variations des teneurs en nitrates avec la profondeur
Les teneurs en nitrates sont généralement faibles et sont comprises entre 3 et 20 mg/I
(Fig. IY.17b). Des teneurs élevées sont observées à 2,75 m de profondeur (51 mg/I) et de 12 à
13,5 m de profondeur (80 mg/l), qui coïncident avec les pics de chlorures (Fig. IY.17a). Cet
enrichissement en ions N03• serait donc lié à une accumulation par évapotranspiration.
Toutefois, l'évolution du rapport molaire N03/Cr avec la profondeur (Fig. IV.17c)
montre des rapports supérieurs à celui de l'eau de pluie qui atteignent des valeurs de 1 et
coïncident avec des taux de chlorures les plus faibles (états stationnaires). Ainsi, comme pour
les sondages NU et NL2, cet enrichissement serait lié à d'autres processus que l'effet de
]'évapotranspiration. En effet, au-dessous du plan de flux nul, les nitrates sont transmis dans la
zone non saturée par des déplacements homogènes (Wellings et Bell, 1980) Les processus
naturels de fixation de l'azote au niveau de la zone non saturée par les plantes originales du
genre Acacia ou les plantes légumineuses telles que le mil et l'arachide, introduites dans les
cultures sont responsables de l'augmentation des teneurs en nitrates dans la zone non saturée.
Ce qui indique que les teneurs élevées ions N03- observées au niveau de la nappe ne
sont pas toujours liées à des sources anthropiques (Edmunds et Gaye, 1996), comme on le
verra dans l'étude hydrochimique de la nappe.
IV.5) Conclusions
L'étude de la zone non saturée sous climat semi-aride au Nord du Sénégal, à partir de
trois sondages: le sondage NL1 sur la dune et le sondage NL2 sur l'interdune du site Ndam
Lô et le sondage L23 du site principal, ont donné les résultats ci dessous.
Le transfert d'eau de la zone non saturée au niveau des trois sondages, obéit au modèle
d'écoulement par effet piston simple par l'infiltration de pluies successives. Ces pluies dont
une partie seulement est reprise par l'évaporation et dont l'autre partie s'enfonce
progressivement dans le sol donne une succession de pics observés en profondeur des profils
de chlorure et de deutérium du sondage NLI. Cet enrichissement en ions cr et 2H implique
des variations des taux de recharge liées à la succession d'années sèches et humides.
En effet, l'enrichissement relatif en deutérium au-dessus de la nappe, observé sur le
sondage NL 1 et d'autres sondages dans la zone (L 18) avec des teneurs de -20 %0 pour les
eaux les plus enrichies, suggère l'arrivée d'eau de différentes signatures isotopiques (Gaye,
1990)
Toutefois, le profil de chlorure du sondage L23 montre un comportement sensiblement
différent, bien que soumis aux mêmes conditions climatiques; l'absence de fluctuations des
teneurs en profondeur et la présence de deux états stationnaires bien distincts reflètent
l'influences des variations des hauteurs pluviométriques entre le Nord et le Sud du secteur.
En revanche, le pic d'enrichissement délimitant la zone de diffusion en phase vapeur
de celle où domine l'écoulement liquide apparaît sur les deux sondages NLI et L23, bien que
moins net pour ce dernier. Par contre, sur le sondage NL2 ce pic se situe à 3 m de profondeur,
suite à la présence en surface d'une couche imperméable riche en argile qui joue le rôle
d'obstacle à la remontée de sels par évaporation.
97

Pour les nitrates, les profils NL l, NL2 et L23 présentent, tout comme les autres
profils réalisés dans la zone (Gaye, 1990) au Nord du Sénégal, une importante accumulation
d'ions N03- due probablement aux processus naturels de fixation de l'azote par des arbres
comme Acacia radiana et Acacia albida ou les plantes légumineuses tels que le mil et
l'arachide, introduites dans les cultures au cours de ce siècle. Les rapports molaires N03ïCr
élevés montrent que cet enrichissement en ions N03- coïncident avec des périodes plus
humides. Par contre, les rapports faibles coïncident avec des périodes sèches notamment la
sécheresse de ces trois dernières décennies.
Le bromure, comme le chlorure, est un indicateur des changements climatiques. Le
profil 8( du sondage NL1 montre au fait la succession d'une période de recharge qui coïncide
avec de faibles teneurs en bromures et une période sèche qui correspond à des teneurs élevées.
Le rapport molaire BrïCr égale à celui de l'eau de mer montre que cet enrichissement en
bromure est dû à un apport en aérosols marins. En effet, le bromure est un excellent marqueur
de l'influence marine.
Le comportement du sulfate et du fluor est fortement tributaire de la lithologie de la
zone non saturée.
Pour le sondage NL l, l'enrichissement en sulfate sous la surface du sol est dû à une
concentration par évaporation des eaux des précipitations ou des aérosols marins ainsi que le
démontrent les rapports molaires S04-ïCr supérieurs à celui des eaux de pluies; une part
plus faible proviendrait de la matrice.
Par contre, pour le sondage NL2, les rapports molaires S04-Icr supérieurs à celui de
l'eau de pluie atteignent 5 à 15 m de profondeur. Cet excès en sulfate proviendrait d'une
dissolution du gypse présent au niveau de la matrice comme l'indique les indices de
saturation.
En revanche, sur les deux sondages, les rapports molaires S04-ïCr faibles
s'expliqueraient par une rétention des ions S04-- au niveau de la matrice dans des zones de
fortes fluctuations de la force ionique et une grande compétition pour les sites d'échanges de
bases.
Pour le fluor, les rapports molaires FICr supérieurs à celui de l'eau de pluie au niveau
du sondage NL2, suggère un apport en ions F par suite de la dissolution de la fluorine
présente dans le milieu poreux, comme l'indique les indices de saturation.
Toutefois, la précipitation du gypse semble contrôlée la concentration de ces ions dans
la solution du sol. De même, des minéraux argileux comme la kaolinite adsorbent des
quantités significatives des ions F. Ces deux processus seraient responsables d'une perte d'une
partie du fluor au niveau de la zone non saturée, comme l'indique les faibles teneurs observées
au niveau de la nappe.
Le strontium est considéré d'habitude comme indicateur des interactions eau-roche.
Mais, pour le sondage NL l, les rapports molaires Sr....,Icr supérieurs ou égales à celui de l'eau
de pluie suggèrent respectivement l'effet de l'évaporation et un apport en strontium par les
eaux d'infiltration. Les rapports molaires Sr++ICr égaux à celui de l'eau de mer montre aussi
un apport par les embruns marins actuels ou lors de la formation de la dune.
98

Par contre, les rapports molaires faibles s'expliquent par une rétention des ions Sr++,
notamment la coprécipitation avec la barite présente au niveau de la matrice
Le baryum et le fer montre un enrichissement sous ia surface du sol qUI est dû à
l'effet de l'évaporation.
En profondeur, le profil du baryum montre des fluctuations des teneurs jusqu'à la
nappe, probablement tributaires de la précipitation de la barite.
Pour le fer total, la diminution rapide des teneurs jusqu'à la nappe peut être attribuer à
la précipitation du fer sous forme d'hydroxydes, qui s'effectue quand les conditions ne sont
pas fortement réductrices. Ces hydroxydes de fer sont observés sur presque tout le profil et
sont responsables de la rubéfaction des sables dunaires qui a eu lieu durant la phase humide il
y a à peu près ]0000 ans.
Les cations majeurs Na+' K\ Mg++ et Ca++ ont permis de préciser les processus
géochimiques qui contrôlent l'évolution vertical du chimisme des solutions interstitielles de la
zone non saturée. Ces processus sont de deux types :
les réactions d'altération chimique des aluminosilicates notamment les minéraux argileux
et les plagioclases, qui contribuent pour un apport de silice;
les réactions d'échanges de bases avec la matrice argileuse qUi neutralisent le pH des
solutions.
Ces réactions ont eu lieu lors du transit des eaux d'infiltrations vers la nappe. Elles sont
très lentes dans le temps, ce qui favorise un temps de résidence très long de l'eau avec la
matrice permettant leur déroulement. Il a été démontré que celles ci jouent un rôle
prépondérant, notamment la sélectivité des minéraux argileux vis-à-vis des bases
échangeables, dans le contrôle de la composition chimique des solutions interstitielles. Ainsi
pour la kaolinite, la séquence d'échange croissante est Na+ < Mg++ < Ca++ < K+ et celle de
l'illite est Na+ < Mg H < Ca++.
Toutefois, l'évolution des rapports molaires Na+/Cr, Ki/Cr, Mg++/cr et CaH/Cr avec la
profondeur montre que ces échanges de bases sont fortement influencés par la salinité des
solutions interstitielles. En effet, l'échange de base Na-Ca est toujours défavorable par rapport
à l'échange de base K-Ca. L'échange de base K-Ca, favorable à forte salinité, devient
défavorable aux faibles concentrations de la solution et quand le sol est dominé par les ions
K+
Ainsi, pour le sondage NL1 sur la dune, les ions Na' et K' constituent un gain en ions en
profondeur du profil alors que les ions Ca++ et Mg++ sont sélectivement repris par la matrice.
Pour le sondage NL2 sur l'interdune, l'ion KT est par contre sélectivement repris par la
matrice argileuse sur tout le sondage. Ceci s'explique par la forte salinité des solutions de ce
sondage ce qui favorisent l'échange de base K-Ca et entraîne une augmentation des rapports
molaires CaH/Cr.
Toutefois, l'augmentation du rapport molaire Ca,+/cr en profondeur s'expliquerait aussi
par un apport en ions Ca H suite à la dissolution de la fluorine et du gypse, présents dans la
99

zone non saturée de ce sondage. Ceci témoigne également de l'influence de la variabilité
spatiale de la composition minéralogique du milieu poreux sur la composition chimique des
solutions de la zone non saturée
L'étude de j'évolution du chimisme de l'eau dans la zone non saturée au cour du temps,
complété par l'étude de la chimie et des isotopes de la nappe permettront de connaître les
sources des différentes espèces chi miques au niveau de la nappe superficielle de Louga
100

IV.6) Résultats de l'étude hydrochimique et isotopique de la nappe superficielle de
Louga.
Les données portent sur des analyses d'échantillons d'eau collectés au niveau de 119 puits
villageois réparties sur toute la nappe (Fig. IV.18), et sont tirés des travaux de Gaye (1990) et
Edmunds (1990), et avait fait l'objet d'une première interprétation (El Faid, 1996).
Les résultats de ces analyses sont portés dans les tableaux IV 15 et IV 16 (annexe 2)
IV.6.l) Caractérisation des eaux de la nappe superficielle de Louga
L'interprétation graphique des analyses chimiques a été réalisée à partir du diagramme
de Piper de l'ensemble des points d'eau de la nappe des sables de Louga (Fig. IV.19) et de
quelques échantillons d'eau des puits situés à proximité des sites étudiés (Fig. IV. 20).
Ce diagramme montre les résultats suivants:
le diagramme triangulaire des teneurs cationique (Ca-C-C, Mg+-C, Na-+, et K-+) montre que les
eaux se rapprochent du pôle sodique et potassique. Les eaux qui tendent vers le pôle
calcique correspondent généralement à des points d'eau situés à l'extrême Est du secteur.
deux principaux faciès chimiques caractérisent les eaux de la nappe:
le faciès chloruré sodique et faiblement potassique;
le faciès chloruré calcique
La carte de répartition des faciès chimiques de la nappe des sables de Louga est
représentée par la figure IV.21 (Gaye, 1990). Cette carte montre qu'à proximité des deux sites
où les profils ont été réalisés les eaux de la nappe se caractérisent par le faciès chloruré
sodique faiblement potassique avec une minéralisation totale inférieure à 200 mg/\. Ce faciès
marque les processus géochimiques qui se sont déroulés dans la zone non saturée et qui
contrôlent la composition chimique de la nappe superficielle, comme nous le verrons dans le
paragraphe ci-après.
La chimie de l'eau de la nappe a été également évaluée par le programme
thermodynamique Wateq (tableau IV.17 annexe 2) Toutes les eaux sont sursaturées en quartz
vu la nature siliceuse du réservoir Les eaux sont saturées à sursaturées en kaolinite et
montmorillonite calcique, et saturées à proche de la saturation en illite, notamment les eaux
du secteur Est où les sables sont en contact avec l'aquifère des calcaires karstifiés du Lutétien
Les eaux de ce secteur sont également saturées à proches de la saturation en calcite et
dolomite.
La saturation des eaux de la nappe des sables de Louga est également atteinte pour la
barite. Par contre ces eaux sont généralement sous saturées en strontianite et célestite.
1() 1

j
1
i
Figure IV.19 : Répartition dans le diagramme de Piper des eaux
de la nappe des sables de Louga (El Faid, 1996).
Figure IV.20 : Répartition dans le diagramme de Piper des eaux des puits
à proximité des sites étudiés.
103

IV.6.2) Origine de la salinité des eaux de la nappe
La salinité des eaux souterraines est contrôlée aussi bien par les sources d'apports en
sels dissous que par les processus géochimiques qui affectent la composition initiale de ces
solutions (Fontes et al., 1991). Ainsi, trois sources des espèces ioniques dissoutes peuvent être
identifiées·
l'appon des précipitations sèches et humides,
les phénomènes d'altération des minéraux qui libèrent les ions en solution et les réactions
secondaires avec la matrice de l'aquifère;
la dissolution du CO 2 de l'atmosphère ou du sol non saturé
La composition ionique initiale peut être modifiée par des mélanges des différentes eaux
souterraines, par concentration par évaporation, de même que par les phénomènes
biologiques biological up/ake (Fontes et al., 1991). Ces processus sont indépendants des
interactions eau - roche
Les sources de salinité des eaux peuvent être discutées par référence aux vanatlons
chimiques par rapport aux concentrations des éléments conservatifs tels que cr et Br" La
dilution des eaux salées avec des eaux de tàible salinité est décrit par une droite de pente égale
à 1. La concentration par évaporation de la solution qui n'a pas encore atteint la saturation,
suit la même droite mais dans le sens opposé (Fig. rV22a) Les solutés qui sont liés à des
sources salines (intrusion saline ou aérosols marins) peuvent être clairement identifiés dans
ces diagrammes.
IV6.2. 1) Les espèces conservatives
La distribution des points sur le diagramme Br" versus cr (Fig. IV.22a) montre la
présence de deux groupes d'eau. Le premier groupe où les eaux ont atteint des salinités
supérieures à 1000 mS/cm, se situe sur la courbe de dilution du côté du pôle eau de mer. Cette
signature témoigne de deux sources de salinité.
d'une part la présence d'anciennes eaux saumâtres (points 25 et 88) suite à d'anciennes
transgressions au cours du Quaternaire dans le secteur est (Bel1ion, 1987) ;
d'autre pan l'appon des embruns marins actuels ou J'effet de l'évaporation au nIveau du
secteur de Mpal (point 34)
Le second groupe d'échantillon correspond à des eaux diluées avec des faibles teneurs en
Br' et cr Ils correspondent à la majorité des points d'eau notamment du centre du secteur où
le taux d'infiltration est élevé, comme l'indique la carte de distribution des chlorures de la
nappe (Fig IV23) (Edmunds et Clave, 19(3)
\05

IV.622)Les espèces non conservatives
Aux espèces non conservatives correspondent toutes les espèces cationiques qui
interviennent dans les altérations minérales et les réactions secondaires. Les espèces
anioniques considérées non conservatives sont HC03', S04"", F et N03"
Le diagramme S04-- - cr (Fig. IV.22b) montre beaucoup de points d'eau situés audessus
de la courbe de dilution et qui présentent des rapports molaires S04--lcr supérieurs à
celui de l'eau de mer. Cet enrichissement peut résulter du transport des aérosols marins qui
contiennent des teneurs en sulfates élevées par rapport aux chlorures. En effet, les eaux de
pluies des régions côtières du Sénégal montrent des rapports S04-ïCr relativement faibles
mais qui demeurent clairement élevées par rapport à celui de l'eau de mer (Travi el al., 1987)
(cf IV.1.1 chimie des eaux de pluie)
Il est possible que l'excès en sulfate provient d'autres processus tels que la dissolution
du gypse au niveau de la nappe (Gaye et al.,1987) et la zone non saturée, l'oxydation des
sulfures ou l'entraînement des poussières contaminées par du gypse dans les masses d'air
durant leurs passage au dessus des zones arides (Fontes et al., 1991).
L'évaporation de l'eau dans les zones où la nappe s'approche de la surface doit être envisagée
notamment dans le secteur de Mpal où la nappe est à moins de 15 m de profondeur.
Toutefois, l'apport atmosphérique des aérosols, probablement avec quelques
augmentations du S04-- dues aux poussières désertiques est la source prédominante du sulfate,
ainsi qu'il a été démontré par le profil des sulfates au ruveau de la zone non saturée. Une telle
origine pour les sulfates supporte la conclusion que la relation BrïCr résulte d'un apport
atmosphérique plutôt qu'à la dilution d'eau saumâtre qui serait limitée au secteur contaminé de
Niomré 1 (puits 25 et 88) et l'intrusion saline au niveau du delta.
Dans le diagramme Na+-cr (Fig. IV22c), les points s'alignent sur la droite de dilution
des aérosols marins ce qui ne laisse aucun doute de l'origine du sodium et du chlore.
Toutefois, les rapports molaires Na+Icr sont inférieurs à celui de l'eau de mer pour les
points situés le long de la côte, au niveau du delta et dans le secteur de Mpal, sont dus aux
teneurs élevées en chlorure par rapport au sodium suite à l'intrusion saline au niveau du delta
et à l'effet de l'évaporation au niveau des Niayes et dans le secteur de Mpal où on observe des
dépôts de sels par endroits (Diouf, 1995).
L'enrichissement en cations, notamment Ca", Mg'· et K' (Fig. IV.22d, e, f) semble
indiquer des conditions d'hydrolyses des silicates et des processus d'échanges de bases avec la
matrice argileuse En effet, au niveau de la zone non saturée, des altérations chimiques des
minéraux silicatés telles que.
entre autres, peut être un important contrôle de la chimie de la nappe comme nous le verrons
ci-dessous (cf. aussi § IVAl.5)
lOS

processus est encore noté au niveau de la nappe profonde maastrichtienne (Ca++ 2 Na+ et
Mg++ 2 Na+) où une recharge actuelle est inexistante (Faye, 1994).
IV6.2.5) Les isotopes stables
Les eaux de la nappe des sables de Louga présentent des teneurs en isotopes stables
très variables (entre -37 et -27%0 pour le deutérium entre -6 et -3%0 pour l'oxygène 18)
(tableau IV 16, annexe 2).
O d , 2B 18 0
l ' , '1:: ans un lagramme versus es pomts representatlls de ces eaux sont d" Isperses
autour d'une droite de pente 2 (Fig. IV24). La très mauvaise corrélation r =: 0,18 met en
évidence un mélange de différents types d'eau. En effet, le profil de deutérium de la zone non
saturé montre l'arrivée au niveau de la nappe d'eau de pluie de différentes signatures
isotopiques (cf. § IV3). Ce profil montre que l'eau de pluie en cours d'infiltration subissait
une évaporation, justifiant l'enrichissement en isotopes lourds de l'eau de la nappe.
Toutefois, il est probable que ce cachet évaporé serait atténué par une partie de l'eau
météorique ayant pu s'infiltrer rapidement par des voies "préférentielles" de façon à échapper
à l'évaporation (Gaye, 1990)
II 1

Les réactions d'échanges de bases avec la matrice argileuse
Le processus d'échanges de bases caractéristique qui contrôle la chimie de la nappe des
sables de Louga est: 2 Na+ Ca h
et 2 Na'" Mg++.
L'étude isotopique à partir de la relation 2H versus 180 , a montré que la composition
isotopique initiale a été modifiée par l'évaporation des eaux de pluie en cours d'infiltration. Ce
qui a abouti à un mélange d'eau de différentes signatures isotopiques. Toutefois, ce cachet
évaporé serait probablement atténué par une partie de l'eau météorique ayant pu s'infiltrer
rapidement par des voies "préférentielles" de façon à échapper à j'évaporation
114

au Niger (Bromley et al., 1997) et au Sénégal (Gaye, 1990 ; Tandia, 1990 ; Gaye et Edmunds,
1995) en utilisant les profils obtenus dans la zone non saturée.
V.l.2) Méthodologie
Les différents travaux cités ci dessus entre autres, montrent que pour les domaines où
l'écoulement de surface est négligeable, et où les eaux de pluies constituent les seuls apports
aux nappes, le mouvement de l'eau est essentiellement vertical avec des profils de sols
généralement bien drainés. Par conséquent en se basant sur le caractère conservé des chlorures
c'est à dire absence de tout apport ou fixation de cet ion par le substrat géologique, un bilan de
chlorure, reliant la concentration moyenne en chlorures dans les eaux interstitielles du sondage
(Cs) et la recharge moyenne (R) d'une part et la concentration en chlorures (Cp) et la hauteur
moyenne des pluies (P) de l'autre, peut être établi.
L'équation de ce bilan peut s'écrire de la manière suivante:
R * Cs == p * C, (29)
On en déduit la recharge (R) par la relation :
(30) (Edmunds et Walton, 1980)
avec:
R : la recharge de la nappe (L.T I ) ;
P : la hauteur moyenne annuelle des précipitations (L.T l );
Cp : la concentration moyenne en chlorure de l'eau de pluie (M.L- 3 ) ;
Cs: la concentration moyenne en chlorure de l'eau interstitielle (M.L"\
L'organigramme des différentes opérations mises en œuvre par les méthodes géochimiques est
représenté sur la figure VI.
Les concentrations en chlorures ont été déterminées avec une précision de ± 0,02 mgr l
(dosage automatique à la chaîne Technicon), tandis que l'incertitude sur les hauteurs de pluie
est de ± 5 % (Gee et Hillel, 1988).
Les plantes utilisent leur système racinaire pour extraire l'eau du sol à des profondeurs
variables de 0,5 à 4 m ou plus, indiquées sur les profils par des zones d'accumulation de
chlorure. Il importe donc, pour l'application de la formule 29, de considérer les concentrations
en chlorures sous cette zone racinaire, seules représentatives de la recharge de la nappe. La
valeur représentative de Cs est obtenue en faisant la moyenne des différentes valeurs sur les
parties stationnaires des profils (Gaye, 1990).
116

Au niveau des Niayes de Dakar, Diop (1993) a également appliqué cette méthode pour
évaluer la recharge de la nappe aux environs de Dakar. Ses résultats sont présentés dans le
tableau V.2 ci-dessous:
··Prcjfiï •.• ·•···· .•..••.• intervalle P Cp C R··.····
•
considéré
... (m) (mm) (m2.r!) (m2.r!) (mm.an:!) .
Niayë$3.·.. ·•· •..·.·• 1,75 - 5,5 471,5 4,2 66 30
Niayês4 1,25 - 5,5 471,5 4,2 39 55,7
Tableau V.2 : Recharges calculées par la méthode des profils de chlorures dans la zone des
Niayes de Dakar (in Diop, 1993).
L'application de la méthode du bilan de chlorures dans les profils fait apparaître des
différences dans les valeurs de la recharge d'un profil à un autre pour les mêmes valeurs de
concentrations en chlorures de l'eau de pluie (Cp) et des hauteurs moyennes annuelles des
précipitations (P). En plus des variations des teneurs en chlorures de l'eau interstitielle des sols,
ces différences sont à mettre en relation avec la variabilité lithologique du terrain étudié (Gaye,
1990 ; Yousfi, 1984).
V.I.4l Evaluation de la recharge au niveau des sites de l'étude
Les données qui ont servi a effectué les calculs des taux de recharge pour les trois
sondages NL1, NL2 et L23 sont présentés dans les tableaux Y.3 et VA (annexe 3).
Interprétation
Pour les profils des chlorures des trois sondages étudiés, donnés sur la figure V.3, il a
été possible de définir une concentration moyenne en chlorure des eaux interstitielles en
éliminant les cinq premiers mètres des profils qui englobent généralement la zone racinaire. Les
teneurs moyennes pondérés des eaux de pluie à Louga pour les années 1992, 1995, 1996, 1997
et 1998 sont respectivement de 2.81 mgJ!, 3A mgJ\ 5.36 mg.r\ 3.63 mg.r! et 2.87 mgl l
Pour les calculs des taux de recharge, nous avons utilisé les données disponibles sur huit
années de mesures (1987, 1988, 1989, 1992, 1995, 1996, 1997 et 1998) qui ont donné une
valeur moyenne pondérée de la teneur en chlorure (Cp) de 3.2 mgJ I . La valeur de 290 mm a
été choisie pour la hauteur moyenne annuelle des eaux de pluie (P) et elle est représentative
des trois dernières décennies de la sécheresse du Sahel.
120

Les taux de recharge calculés pour chaque sondage avec les intervalles considérés sont
représentés sur le tableau VS
Site···· . Sondage.· Intervalle Pluie Teneur moyenne de Teneur moyenne Recharge
considéré moyenne chlorure dans les en chlorure dans .moyenne
annuelle pluies le sondage
(i). . (P) (Cp) (Cs)
.. . ·(R) .
...\< )< (min) .••••. (mm) (mg.r J ) (mgJ,lr . (mnülif I )
N$miLô NU 11.5-18 290 3.2 51.44 18
27.5 - 44
>< » NL2 6-8 290 3.2 94.7 9.8
.> .> 21.5-24
$Üe ... L23 5 - 11.5 290 3.2 11.85 78.3
(oùgal······ 14-33.5
Tableau V.S : Estimation des taux de recharge moyens par le bilan de chlorure pour les
sondages NL1, NL2 et L23.
Pour le site Ndam Lô, on note une différence entre les deux valeurs trouvées pour les
deux sondages (9.8 mm.an-1et 18 mm.an- l ). Cette différence est liée à la variation des teneurs
en cWorures de l'eau interstitielle du sol, fortement tributaire de la lithologie de la zone non
saturée. En effet, pour le sondage NL1 sur la dune, la présence d'une texture sableuse en
surface joue en faveur de l'infiltration des eaux de pluie et à la remonté des chlorures en surface
sous l'effet de l'évaporation. Par contre pour le sondage NL2, la présence d'une couche
imperméable riche en argile en surface joue le rôle d'obstacle à la remonté des chlorures en
surface, qui vont être stockés dans le profil. La recharge calculée pour ce dernier sera plus
faible au vu de la valeur Cs qui est plus élevée.
Pour le sondage L23 du site Louga 1, situé plus au Sud, il est soumis à des conditions
de sécheresse plus atténuées que le site Ndam Lô, comme l'indique la valeur (Cs) de l'eau
interstitiel1e plus faible de ce sondage. La valeur de la recharge trouvée s'inscrit dans la gamme
des valeurs calculées au niveau du site Principal (entre 22 mm.an- 1 et 80.5 mm.an- 1 ) par Gaye
(1990), et témoigne de l'influence de la variation des hauteurs pluviométriques entre le Nord et
le Sud du secteur.
Parallèlement, plusieurs auteurs ont utilisé les méthodes isotopiques, notamment la
localisation du pic du tritium thermonucléaire (Anderson et Sevel, 1974 ; Sukhija et Shah,
1976 ; Allison et Hughes, 19Î8), qui permet une estimation directe de la recharge effective.
Cette méthode, basée sur le déplacement vers le bas du pic thermonucléaire avec la percolation
de l'eau de pluie, présente un grand intérêt notamment sous des conditions arides et semiarides.
Elle a été appliquée dans la même zone d'étude au site principal par Aranyossy et Gaye
(1992) pour les sondages Louga 19 (L 19) et Louga 22 (L22) qui ont donné des taux de
recharge de 22 mm.an- 1 et 26.2 mm.an- 1 respectivement.
Cette méthode, tout comme celle du bilan de chlorure, permet d'avoir des valeurs
ponctuelles du taux de recharge et sa généralisation se heurte au problème d'hétérogénéité
spatiale. Un nombre approprié de sondage de la zone non saturée est nécessaire pour obtenir
une valeur statistiquement représentative (Aranyossy et Gaye, 1992).
122

Vo1.5) Conclusion
Les estimations de la recharge ont été effectuées sur les sections stationnaires des
profils, en dehors de la zone racinaire (0 - 5 m), où les effets de l'évapotranspiration sont
prépondérants. Elles mettent en évidence un flux net d'eau vers la nappe superficielle.
En utilisant les données de huit années de mesure de la teneur en chlorure des
précipitations locales avec une moyenne de 3.2 mg.r], et une hauteur pluviométrique moyenne
annuelle de 290 mm, représentative des trois dernières décennies de sécheresse, le taux de
recharge calculé pour le sondage L23 situé plus au Sud est de 78.3 mm.an- I (27 % de la pluie).
Par contre, pour les sondages NL1 et NL2, situé un peu plus au Nord, les taux de recharge
sont plus faibles (18 mm.an-! et 9.8 mm.an- l ), et ne représentent que 6 et 3 % de l'eau de pluie
respectivement.
Ces résultats obtenus au site Louga 1 et au site Ndam Lô, mettent en évidence
l'influence de la variation des hauteurs pluviométriques entre le Nord et le Sud du secteur, et le
rôle fondamental de la nature des sols et du couvert végétal dans les processus de la recharge
des nappes.
La méthode du tritium quant à elle, permet de calculer le taux de recharge direct au
droit du sondage. Elle a donné des taux de recharge plus faibles pour des sondages étudiés
dans la zone (L19 et L22) avec des lames d'eau infiltrées de 22 mm.an-!et 26.2 mm.an- l , soit
6.5 et 8 % des pluies locales respectivement.
Toutefois, la méthode du bilan de chlorure demeure la technique la plus largement
utilisée pour l'estimation de la recharge dans les milieux sableux non consolidés en zone semiaride.
La méthode du tritium permet de contrôler les calculs effectués sur les taux de recharge,
et de reconfirmer, surtout, le mouvement de l'eau par effet piston avec un minimum de
dispersion dans ce type d'environnement géologique.
La zone non saturée contient non seulement des informations qui peuvent permettre
l'estimation de la recharge des aquifères, mais permet aussi le rétablissement de l'historique de
la recharge.
Vol) Paléorecharge et paléohydrologie
Volot) Introduction
Plusieurs auteurs ont reconnu des épisodes hydrologiques et climatiques de cours
termes dans les données isotopiques (Verhagen et al., 1979) ou géochimiques (Edmunds et
Walton, 1980 ; Bachmat et al., 1989) de la zone non saturée, en particulier des changements
annuels ou sur quelques décennies. 11 a été prouvé que des événements climatiques d'une durée
de 4 à 5 ans peuvent être préservés dans la zone non saturée pour plus de 50 ans, si le taux de
recharge est supérieur à 20 mm. an-l. Par contre, des fluctuations des conditions climatiques à
l'échelle du siècle peuvent être préservé sur plus de 100 ans à condition que le taux de recharge
soit supérieur approximativement à 2 mm.an-] et la zone non saturée suffisamment profonde
(Cook et al., 1992).
123

Au Sénégal, les profils de chlorures et les profils isotopiques ont été utilisés pour tracer
l'historique de la recharge sur plus de 100 ans (Edmunds et al., 1991 ; Cook el al., 1992). Ces
profils ont permis de mettre en évidence des changements dans le taux de recharge non
seulement durant la récente sécheresse du Sahel, mais aussi durant des périodes au cours
desquel1es d'autres oscillations climatiques majeures ont eu lieu.
V.2.2) Théorie
Les profils de solutés et des isotopes de la zone non saturée peuvent être interprété en
termes de variations dans le passé dans le taux de recharge dans le cas ou le mouvement de
l'eau s'effectue par effet piston.
En particulier, l'étude des profils des chlorures a permis, en plus de l'estimation de la
recharge des nappes, de procéder à des reconstitutions paléohydrologique et paléoclimatique
en zone semi-arides.
Le principe de la méthode est le suivant:
la quantité totale de chlorures stockés dans le profil en g.m- 2 donnée par la relation
suivante:
avec:
(31) (Cook, et al., 1992)
X: quantité de chlorures dans le profil par unité de surface (M.L- 2 )
CR' concentration en chlorures de l'eau du sol (M.L- 3 )
8 : humidité volumique au niveau z
Cp?: Chloride fallout (quantité de chlorures fournie par la pluie et les
précipitations sèches) (Allison et Hughes, 1978 ; Edmunds et al., 1988) (M.L- 2 .T I )
dz : intervalle considéré (L)
Le tracé des profils de chlorure en fonction des chlorures cumulés dans le sol au lieu de
la profondeur permet d'appréhender la notion du temps. En effet, le temps de résidence des
chlorures en année est donné par la relation suivante:
avec:
constant.
CR. concentration en chlorures de l'eau du sol (M.L-3)
8 : humidité volumique au niveau z
Cp? Chioridefalloul (M.L- 3 r 1 )
H : longueur totale du profil (M)
t : temps d'accumulation des chlorures dans le profil (T)
Ainsi, le chlorure cumulé est converti en année BP. en supposant que CpP est resté
124

Les temps de résidence de chlorures stockés dans la zone non saturée des trois
sondages sont assez sensibles aux choix de la valeur attribuée aux chlorures fournies par les
pluies et les précipitations sèches ch/oride fallout (CpP). Toutefois, les valeurs de 1 g.m- 2 .an- 1
et 0.7 g.m- 2 .an- t , admises dans les travaux de Cook et al., (1992), donnent des résultats qui
correspondent dans. l'ensemble aux fluctuations connues dans la région. En effet, la
comparaison du profil de chlorure du sondage NL2 avec les variations du niveau du lac Tchad
(Fig. V.7), montre trois périodes historiques de la recharge qui sont responsables des faibles
teneurs en chlorures au-dessus de 5 g.m- 2 , 30 g.m- 2 et 67 g.m- 2 La période la plus récente
correspond probablement aux pluies excédentaires par rapport à la moyenne des fins des
années 60 et le milieu des années 70 (Cook et al., 1992)
Un fait remarquable sur le profil de chlorure du sondage NL2, c'est la coïncidence des
faibles taux de chlorures avec les niveaux élevés du lac Tchad. Ceci implique que le sondage
]\[L2 contient des informations sur l'historique de la recharge au Nord du Sénégal sur une
période de l'ordre de 522 an B.P.
Par contre, les sondages NL1 et L23 montre des changements climatiques sur des
périodes plus courtes de 54 ans B.P. et 186 ans B.P., probablement au vue des taux de
recharge plus élevés de 18 mm.an-] et 78 mm.an-) respectivement qui ont estompé les signaux
d'entrée des eaux de pluies.
130

IV.2.S) Conclusion
Les profils chimique et isotopique peuvent être interpréter pour une reconstitution
paléohydologique et paléoclimatique, dans le cas du mouvement de l'eau par effet piston.
En effet, les profils de chlorures et les isotopes stables (l8H et 2H) ont donné des
résultats très satisfaisants pour les études de la paléorecharge. Ainsi, pour des taux de recharge
inférieurs à 10 mm.an- l , des données pluviométriques sur plus de 100 ans ont été retrouvées
dans la zone non saturée. Par contre, pour des taux de recharge supérieurs à 20 mm.an- l , seules
des variations climatiques sur quelques décennies ont été mises en évidence par les profils du
tritium et ont été comparées avec la chronique des précipitations locales.
Les profils de la zone non saturée au Nord du Sénégal, ont montré leur validité pour
une reconstitution paléohydrologique et paléoclimatique. Les profils de chlorures des sondages
NL 1 et NL2 du site Ndam Là montrent des informations sur les changements climatiques et
leurs conséquences sur la recharge sur des périodes de 186 ans et 522 ans BP respectivement.
Ces profils peuvent être corrélés avec la chronique des eaux de pluie à Saint-Louis et Louga, et
avec les enregistrements des niveaux du lac Tchad et du fleuve Sénégal.
132

Dans un contexte sahélien caractérisé par un fort déficit pluviométrique, l'utilisation des
techniques d'étude géochimique et isotopique a montré leur efficacité pour l'obtention
d'informations essentielles, parfois inaccessibles par les méthodes hydrologiques classiques.
La zone non saturée
L'application des méthodes géochimiques et isotopiques pour j'étude de la zone non
saturée, particulièrement en zone aride et semie-aride, constitue actuellement la seule
possibilité d'estimation quantitative de l'infiltration efficace et la reconnaissance des périodes
historiques de la recharge des nappes ou paléohydrologie.
La recharge
La méthode du bilan de chlorure, basée sur une technologie simple et facile à mettre en
œuvre, est sans doute une très prometteuse pour l'estimation de l'infiltration efficace. En effet,
les profils de cWorure indiquent que les eaux de pluies contribuent à la réalimentation de la
nappe des sables de Louga. En se basant sur huit années de mesures de la teneur en chlorure
des précipitations avec une teneur moyenne de 3.2 mg.r\ et une hauteur pluviométrique
moyenne annuelle de 290 mm représentative des trois dernières décennies de sécheresse, le
taux de recharge calculé pour le sondage L23 situé un peu plus au Sud, est de 78.3 mm.an"l
(27% de la pluie). Par contre, au Nord du secteur, les sondages NL1 et NL2 montrent des taux
de recharge plus faibles (18 mm.an"let 9.8 mm.an"l), qui ne représentent que 6 et 3 % des
précipitations locales respectivement.
Ces résultats trouvés pour le site Louga 1 et le site Ndam Lô, s'inscrivent dans la
gamme des valeurs trouvées dans le secteur (entre 6.7 mm.an"] et 80.5 mm.an"I). Elles
soulignent l'influence de la variation des hauteurs pluviométriques plus abondantes au Sud
qu'au Nord, et le rôle fondamental de la nature des sols et du couvert végétal dans les
processus de la recharge.
Toutefois, les méthodes isotopiques, notamment la méthode du tntlUm par la
localisation du pic thermonucléaire de 1963, permettent une estimation directe de la recharge
au droit du sondage. L'intégration du volume d'eau stocké entre le pic thermonucléaire et la
surface du sol donne la lame d'eau infiltrée depuis 1963. L'application de cette méthode à des
sondages dans la zone, au site principal (L19 et L22) a donné des taux de recharge plus faibles,
avec des lames d'eau infiltrées de 22 mm.an"l et 26.2 mm.an"lqui correspondent à 6.5 et 8 %
des eaux de pluies respectivement, avec des vitesses d'infiltration de l'ordre de 0 7 m.an"l.
Par ailleurs, la généralisation des résultats obtenus par les méthodes géochimiques
isotopiques se heurte au problème de l'hétérogénéité spatiale. un nombre approprié de sondage,
aisément réalisable par la tarière à main, est nécessaire pour obtenir une valeur statistiquement
représentative.
Bref, la méthode du bilan de chlorure demeure la technique la plus largement utilisée
pour l'estimation de l'infiltration efficace dans les milieux sableux non consolidés en zone semiaride.
La méthode du tritium permet de contrôler les calculs effectués sur la recharge, et de
confirmer surtout, le mouvement de l'eau par effet piston avec un minimum de dispersion dans
ce type d'environnement géologique.
133

moins net pour ce dernier, suite à la présence d'une couche sableuse en surface. Par contre sur
le sondage NL2 ce pic se situe à 3 m de profondeur, suite à la présence en surface d'une
couche impennéable riche en argile qui joue le rôle d'obstacle à la remontée de sels par
évaporation.
Pour les nitrates, les sondages NL 1, NL2 et L23, pareillement à d'autres sondages au
Nord du Sénégal, montrent une importante accumulation d'ions N03- due aux processus
naturels de fixation de l'azote par les plantes originales telles que Acacia radiana et Acacia
albida ou les plantes légumineuses tels que le mil et l'arachide, introduites dans les cultures au
cours de ce siècle. Les ratios molaires N03"lcr élevés montrent que cet enrichissement en ions
N03- coïncident avec des périodes plus humides. Par contre, les ratios faibles coïncident avec
des périodes sèches notamment la sécheresse de ces trois dernières décennies.
Le bromure, comme le chlorure, est un indicateur des changements climatiques. Le
profil Br" du sondage NL1 montre au fait la succession d'une période de recharge qui coïncide
avec de faibles teneurs en bromures et une période sèche qui correspond à des teneurs élevées.
Le ratio molaire BOCr égale à celui de l'eau de mer montre que cet enrichissement en bromure
est dû à un apport en aérosols marins. En effet, le bromure est un excellent marqueur de
l'influence marine.
Le comportement du sulfate et du fluor est fortement tributaire de la lithologie de la
zone non saturée.
Pour le sondage NL 1, l'enrichissement en sulfate sous la surface du sol est dû à une
concentration par évaporation des eaux des précipitations ou des aérosols marins ainsi que le
démontrent les ratios molaires S04-"lCr supérieurs à celui des eaux de pluies ; une part plus
faible proviendrait de la matrice.
Par contre, pour le sondage NL2, les ratios molaires 504-"lCr supérieurs à celui de l'eau
de pluie atteignent 5 à 15 m de profondeur. Cet excès en sulfate proviendrait d'une dissolution
du gypse présent au niveau de la matrice comme les indices de saturations l'indiquent.
En revanche, sur les deux sondages, les ratios molaires S04--/cr faibles s'expliqueraient
par une rétention des ions S04-- au niveau de la matrice dans des zones de fortes fluctuations de
la force ionique et une grande compétition pour les sites d'échanges de bases.
Pour le fluor, les ratios molaires FICr supérieurs à celui de l'eau de pluie au niveau du
sondage NL2, suggère un apport en ions F par suite de la dissolution de la fluorine présente
dans le milieu poreux comme l'indiquent les indices de saturations.
Toutefois, la précipitation du gypse semble contrôlée ses ions dans la solution du sol.
De même, la présence de la kaolinite dans la zone non saturée adsorbe des quantités
significatives des ions F. Ces deux processus seraient responsables d'une perte d'une partie du
fluor au niveau de la zone non saturée, comme l'indique les faibles teneurs observées au niveau
de la nappe.
Le strontium est un indicateur des interactions eau-roche. En revanche, pour le
sondage NL1, les ratios molaires Sr++ICr supérieurs ou égales à celui de l'eau de pluie
suggèrent respectivement l'effet de l'évaporation et un apport en strontium par les eaux
135

Toutefois, l'augmentation du ratio molaire Ca-r+Icr en profondeur s'expliquerait aussi par
un apport en ions Ca++ suite à la dissolution de la fluorine et du gypse présent dans la zone non
saturée de ce sondage. Ceci souligne l'influence de la variabilité spatiale de la composition
minéralogique du milieu poreux sur la composition chimique des solutions de la zone non
saturée.
La nappe des sables quaternaires de Louga
L'étude chimique et isotopique des eaux souterraines complétée par l'étude de l'évolution
du chimisme de l'eau dans la zone non saturée au cours du temps ont permis de préciser les
sources des différentes espèces chimiques au niveau de la nappe superficielle de Louga.
La composition chimique initiale de la nappe a été déterminée par deux principales
sources. La première consiste aux altérations chimiques qui ont eu lieu lors de la phase humide
du Pléistocène tardif et l'Holocène, qui correspond à la période de remplissage des nappes au
Sénégal. Ces altérations chimiques, favorisées par la forte production du CO2 des sols
tropicaux, ont libéré les ions Ca...., Mg++, K+, Sr++, BaH et HC0 3 -.
La deuxième source serait les aérosols marins accumulés durant la phase aride ayant
précédé la phase humide holocène et qui a abouti à l'édification du système dunaire ogolien.
Cette composition chimique initiale des eaux souterraines a été modifiée par les processus
ci- dessous qui permettent d'expliquer les variations de la salinité observées:
L'effet de l'évaporation
Les fortes teneurs ne sels notamment les chlorures au niveau des points d'eau situés loin de
la côte peuvent s'expliquer par l'effet de l'évaporation. Ce processus affecte les eaux de pluies
en cours d'infiltration au niveau de la zone non saturée. Il est également envisagé dans le cas
des points d'eau où la nappe est proche de la surface, comme le cas du secteur de Mpal où la
nappe est à - 15 m de profondeur.
L'apport en aérosols marins actuels
Il a été mis en évidence au niveau de la zone non saturée et la nappe par les ratios molaires
BrïCr, S04"ïCr et SrT+ICr égale à celui de l'eau de mer. En effet, l'évaporation permet de
conserver la composition des aérosols marins accumulés en surface, qui par des redissolutions
ultérieurs gagnent la nappe.
Cette source de salinité est également mise en évidence par le très bon ajustement des
points sur la droite de dilution dans le diagramme Na-Cl.
Le mélange avec l'eau de mer
Il se manifeste par les fortes teneurs en chlorures observés au niveau du delta, liés à
l'intrusion saline actuelle. Par contre, celles notées au niveau du secteur de Niomré 1 serait
dues à des eaux saumâtres liées à d'anciennes transgressions au cours du Quaternaire dans le
secteur.
Les altérations chimiques des minéraux
137

On note ici:
- la dissolution des carbonates notamment la calcite et la dolomite, et la dissolution
du quartz;
- l'altération des aluminosilicates, notamment la kaolinite, l'illite et la montmorillonite
calcique, présents au niveau de la matrice du réservoir;
Les réactions d'échanges de bases avec la matrice argileuse
Le processus d'échanges de bases caractéristique qui contrôle la chimie de la nappe des
sables de Louga est: 2 Na+ Ca++ et 2 Na+ Mg++.
L'étude isotopique à partir de la relation 2H versus 180 , a montré que la composition
isotopique initiale a été modifiée par l'évaporation des eaux de pluie en cours d'infiltration. Ce
qui a abouti à un mélange d'eau de différentes signatures isotopiques. Toutefois, ce cachet
évaporé a été probablement atténué par une partie de l'eau météorique ayant pu s'infiltrer
rapidement par des voies "préférentielles" de façon à échapper à l'évaporation.
138

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Tableau 1.1 : Pluviométrie moyenne annuelle à Saint-Louis (1903-1996).
Tableau 1.2 : Pluviométrie moyenne annuelle à Louga (1919-1996) .
. AI
.... A3

ANNEE J F M A M J J A S 0 N D AN
1919 1,3 6,3 160 82,9 138,5 16 405
1920 6,6 98 145,2 110 2,6 362,4
1921 26,5 90,7 202,8 191,6 13,8 0,9 526,3
1922 96,4 83,6 137 0,6 317,6
1923 0,1 16,7 95,8 188 149,5 16,4 466,5
1924 5,1 37,4 48 119,3 217,6 17,6 3,8 448,8
1925 Il,4 45,3 230,5 136,2 423,4
1926 41,3 87,4 165 87,1 380,8
1927 19,8 47,7 23,5 240,5 215,4 21,6 568,5
1928 432,6
1929 394,7
1930 29,8 45,7 102,1 66 52 1 296,6
1931 2,5 7,1 90,3 28,2 97,5 225,6
1932 14,7 157,5 62,9 78,3 2 315,4
1933 31,1 46,3 254,5 320,9 75,2 61,8 15,7 805,5
1934 5,5 56,4 95,7 79,4 19 256
1935 0,4 4 63,7 211,7 125 ... 13,9 418,7
1936 17,1 29,8 126 96,7 102,7! 35,1 4,8 412,2
1937 4,8 47,7 178,6 87,4 90,7 409,2
1938 143,5 186,1 231,2 28,8 589,6
1939 2,9 26,3 255 95,2 68,8 0,6 448,7
1940 20,4 134,1 208,1 179,2 7,3 549,1
1941 0,2 90,1 14,3 185,8 1,6 292
1942 18,6 144,7 57,5 5 14 239,8
1943 8,1 15,3 9,5 104,2 268,4 166,9 43,7 616,1
··1944 0,5 2,4 95,6 134,2 289,3 33,7 0,5 556,2
1945 24,7 236,2 174,3 4 439,2
1946 1,3 161,4 141,8 91,5 4,5 400,5
1947 4,3 23,4 242,1 92,2 6,6 4,3 372,9
1948 15,8 21,6 72,5 112,8 49,1 16,3 288,1
1949 10,3 45,5 99,9 93,1 50,4 299,2
1950 2,8 32,6 63,6 300 297,8 ,77 17 790,8
1951 1,8 18,3 4,7 49,6 268,3 117,5 245,2 12,5 717,9
1952 10,4 6,2 223,3 353 239,4 33 865,3
1953 17,6 198,4 160,9 187 52,3 616,2
1954 27,5 17,7 44,9 133,3 110,3 41,5 375,2
1955 5 94,6 75,3 353,1 137,9 18,6 684,5
1956 1 57,4 95,3 143,2 12,2 30,7 339,8
1957 20,5 71,9 143,1 136 99,4 2,1 473
1958 53,8 53,8
1959 147,7 147,7
(-'.")
Tableau 1.2 : Pluviométrie moyenne annuelle à Louga (1919-1996)
A3

ANNEE J F M A M J J A S 0 N D AN
1960 132,9 133,3 98,4 364,6
1961 22,1 105,8 91,5 209,5 7,4 436,3
1962 27,7 27,7
1963 9 92,2 97 193,6 78,7 470,5
1964 7 109,1 116,1
1965 1,7 45,3 37,8 105,9 266,5 22,3 479,5
1966 12,2 32,7 62,9 137 5 249,8
1967 8,7 86,7 126,4 215,8. 23 460,6
1968 4,6 45,7 57,6 102,6 1,2 0,1 211,8
1969 165,7 233,1 146,2 54 599
1970 58,5 83,4 104,1 . 6,3 0,7 253
1971 9,1 68,5 169,2 43,5 3,7 294
1972
1973
1974
5,7
1
1,2
37,1
1,8
34,1
18,4
20
52,3
188,8
244
25,9
796':· ,
131,1
1,3
12,2 °
156,4
289,6
408,5
1975 6 145,9 56,8 70,9 28,7 308,3
1976 5,7 2,5 23,2 125,2 127,2 2,9 286,7
Annee J F M A M J J A S 0 N D AN
1977
1978
1979 30 °
4,7
5,5
9,2
9,1
38,2
43,2
98,4
77,9
102,9
56,3
205,4
55
20,1
10,3
4,6
1,8
168,5
351,7
252,4
--1980 6,4 . 0,2 49,2 122,1 54,8 19,4 252,1
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
5,8
1,8
3,4 °
0,5
1,6
1,3
3,6
°
5,4
1,6
5,4
7,7
19,5
0,6
47,2
87,7
3,4
12,9
28,5
29,9
68,1
130,1
79,1
125,4
63,8
88,2
78,1
50,7
64,8
36,8
10,4
78,8
71,8
124,4
22,8
2,2
10,3
0,8
10,4
8,1
24
7,4
°
2,3
1
259,1
215,5
150,4
173,6
220,2
259,2
149,6
1988 5,5 27,4 3,1 237,5 175,2 0,5 449,2
1989 39,4 121,4 236,7 51,4 24,6 473,5
1990 3,8 0,4 131,4 75,5 44,9 85,2 341,2
1991 0,3 6,6 47,7 51,4 80 64,3 250,3
1992
1993
1994
13,1
1,7 ° 2
0
0,4 2,2
10,7
31,7
15,8
123,5
166,1
79,3
40,4
147,9
106,6
28,5
15,7
14,5
1 0 217,2
363,1
220,8
1995 7,3 34,2 74,1 147,1 10,1 12,4 285,2
1996 0,4 0,2 0 12 61,6 152,3 66,8 23,7 317
Tableau 1.2 : Pluviométrie moyenne annuelle à Louga (1919-1996)
A4

ANNEXE 2: TABLEAUX CHAPITRE IV
Tableau IVA : Granulométrie du sondage NL2 . . .. A5
Tableau IV.5 : Quartiles et principaux indices granulométriques du sondage NL2 ... A7
Tableau IV.6a, b, c : Teneurs en particules fines et en eau pondérale des sols des sondages
NLI, NL2 et L23
Tableau IV.7a: Teneurs en deutérium du sondage NLl .
Tableau IV.7b : Teneurs en deutérium du sondage NL2. . .
Tableau IV.8 : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage NLl
Tableau IV.9 : Rapports molaires ion/Cl- du sondage NLl .
Tableau IV.IO: Indices de saturation de l'eau du sondage NLI vis-à-vis
.... A8
.. A 16
.. AI9
... A2ü
. A28
des principaux minéraux . .. A31
Tableau IV.U : Données chimiques des eaux Iixiviées du sondage NL2 A33
Tableau IV.l2 : Rapports molaires ion/CI- du sondage NL2.. . A35
Tableau IV.13: Indices de saturation de l'eau du sondage NL2
vis-à-vis de différents minéraux.
Tableau IV.14 : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage L23
Tableau IV.15 : Données chimiques des eaux de la nappe
des sables quaternaires de Louga .
Tableau IV.16 : Teneurs en isotopes stables des eaux de la nappe
des sables quaternaires de Louga ..
Tableau IV.17: Indices de saturation de J'eau de la nappe
vis-à-vis des principaux minéraux.
.. .... AJ7
....... A38
'" A40
" A46
... A47

Profondeur Sable Grossier Sable moyen Sable fin Sable très Silt Argile+limon
fin grossier fin
(01) 500 < d < 2000 250 < d < 500 125 < d < 250 63

Profondeur Sable Grossier Sable moyen Sable fin Sable très Silt Argile+limon
fin grossIer fin
(m) 500 < d < 2000 250 < d < 500 125 < d < 250 63

Profondeur Humidité Elèments fins
pondérale
(m) (%) (%)
0-0.25 0.13 5.05
0,25 - 0.50 0.55 5,4l)
0,50 - 0,75 ],6 3.56
0,75 - 1 1,48 3,35
1 - 1,25 1,6 2,56
1,25-1,50 1,84 3,5
1,50-1,75 1,59 2.28
2-2,25 1,45 2,18
2,25 - 2,50 1,79 3,65
2,50 - 2,75 1,9 1,81
2,75 - 3 2.06 1,61
3 - 3,25 2,25 1,2
3,25 - 3,50 2,27 0,58
3,50 - 3,75 2,41 1,14
3,75 ·4 2,46 1,01
4 - 4,25 2,6 0,86
4,25 - 4,50 2,45 2,38
4,50 - 4,75 2,38 1,79
4,75 - 5 2,52 0,45
5 - 5,25 2,34 0,13
5,25 - 5,50 2,22 2,92
5,50 - 5,75 2,26 3,13
5,75 - 6 2,28 2,08
6 - 6,25 1,97 0,94
6,25 - 6,50 2,09 1,81
6,50 - 6,75 2,22 l,54
6,75 - 7 2,74 2,21
7 - 7,25 2,64 1,85
7,25 - 7.50
7,50-7,75 2,67 3,04
7,75 - fi, 2.93 1,74
8 - 8.25 2,91 3,87
8,25 - 8,50 3,25 1,94
8,50 - 8,75 3,47 1,95
8,75-9 3,06 2,14
9 - 9.25 3.3 L74
9,25 - 9,50 2,9 3,22
9,50 - 9,75 3,24 2,25
9,75 - 10 3,38 0,33
10 - 10,50 2,91 1,32
10,50 - 11 2,07 2,04
Il - 11.50 1,96 1,51
11,50 - 12 1,97 1,44
]2-12,50 1, fi, 9 1,64
12.50 - ]3 1,77 2,94
13 - 13.50 I,fI,g 2,95
Tableau IV.6 a : Teneurs en particules fines et en eau pondérale
des sols. Sondage NLl.
A8

Profondeur Humidité Elèments fins
pondérale
(m) (%) (%)
37,50 - 38 3 7,64
38 - 38,50 2,94 4,63
38,50 - 39 2,74 7,57
39 - 39,50 2,76 5,43
39,50 - 40 3,14 5,87
40 - 41 2,41 3,86
41 - 42 2,53 3,94
42 - 43 4,44 3,61
43 - 44 13,53 3,83
Tableau IV.6 a : Teneurs en particules fines et en eau
pondérale des sols. Sondage NL 1.
AlO

Profondeur Humidité Eléments tins
pondérale
(m) (%) (%)
0-0,25 1,31 19.45
0,25 - 0,50 4,01 29,05
0,50 - 0,75 8.56 39.45
0,75 - 1 11,06 49,00
1 - 1.25 15.45 51,61
1,25 - J.50 IR.OO 55,20
l,50 - 1,75 2,3] 12,74
],75 - 2 4,44 24,00
2 - 2,50 1,48 7,15
2,50 - 3 0,60 3,05
3 - 3,50 0,80 3.45
3,50 - 4 0,60 3,00
4 - 4,50 0,80 3,35
4,50 - 5 ],00 5,40
5 - 5,50 0,80 5,10
5,50 - 6 0,96 7,25
6 - 6,50 0,85 7,35
6,50 - 7 0,80 7,70
7 - 7,50 0.80 7,50
7,50 - 8 l,57 11,45
8 - 8,50 1,62 13,15
8,50 - 9 1,31 11,60
9 - 9,50 1,72 11,50
9,50-10 1,79 12,30
10· ]0,50 ],69 10,20
10,50 - ] ] 2,04 10,95
11-]1,50 2,]8 12,20
1],50-12 2,07 10,30
12 - 12,50 1,90 9,95
]2,50 - 13 ],90 9,65
13 - 13,50 1,83 ]0,28
13,50 - 14 1,69 8,84
14 - 14.50 1.76 9.40
14,50 - 15 1.69 13,45
15 - ]5,50 2,35 12,18
]5,50-16 2,12 ] ],15
]6 - 16,50 2.29 ]2,05
]6,50 -]7 2,30 13,53
17 - ]7,50 2,25 ]8,55
]7,50-18 2,09 ]5,55
18 - ]8,50 2,13 16,10
]8,50 - 19 L83 13,55
Tableau 1V.6 b : Teneurs en particules fines et en eau
pondérale des sols. Sondage NL2.
A11

Profondeur Humidité [Iéments fins
pondérale
(m) (%) (%)
19 - 19,50 1,51 Il,80
19,50 - 20 \,20 8,90
20 - 20.50 1,20 9,80
20,50 - 21 2,24 12,30
21-21,50 2,14 Il.05
21.50 - 22 2,72 12.45
22 - 22,50 2.87 12.60
22,50 - 2] 3,67 )],45
23 - 23,50 9,58 5,60
23,50 - 24 20,87 21,20
Tableau IV.6 b : Teneurs en particules fines et
en eau pondérale des sols. Sondage NL2.
A12

Profondeur Humidité pondérale Eléments fins
(m) (%) ('10)
0-0,25 0,41 4.77
0,25 - 0,50 0,6 4.47
0,50-0,75 0.9 3.31
0.75 - 1 1.4 :1.75
-
1- 1,50 1.76 4.6
UO - 1. 75 )JI 3,14
1,75 - 2 2.02 4Jl6
2 - 2,25 1.99 3,]2
2,25 - 2,50 2,16 3.16
2,50 - 2,75 2,25 6,22
2,75 - 3 2,49 3,65
3 - 3,25 2,72 3,5
3,25 - 3,50 2,87 2,52
3,50 - 3,75 2,98 1,84
3,75 - 4 3,87 4,09
4 - 4,25 3,4 2,64
4,25 - 4,50 3.27 4,]8
4,50 - 4,75 3.53 3,16
4,75-5 3,36 3.05
5-5,25 3,46 3,62
5,25 - 5,50 3,35 2,83
5,50 - 5,75 3,39 3,45
5,75 - 6 3,44 2,61
6-6,25 3,41 1,28
6,25 - 6,50 3,32 2,31
6.50 - 6.75 3.39 3,07
6,75 - 7 3,43 4.31
7 - 7,25 3,43 5,11
7.25 - 7.50 3,46 3,3
7.50 -7.75 3.07 5,63
7,75 - 8 3,2 5.31
8 - 8,25 3,47 4.39
8,25 - 8,50 3,18 3,25
8,50 - 8.75 3,09 3,3
8,75 - 9 3,02 4,14
Tableau IV.6 c : Teneurs en particules fines et en eau
pondérale des sols. Sondage L23.
Al3

Profondeur Humidité pondérale Elérncnts tins
(m) (%) (%)
9 - 9,25 2,85 3,25
9,25 - 9,50 2,76 4,43
9,50 - 9,75 3,01 4,89
9,75 - 10 2,94 5
la - 10,50 2,87 5,08
10,50-11 3,56 9,25
II - 11,50 4,06 12,83
11,50 - 12 4,33 12,58
12 - 12,50 4,88 15,51 1
12,50 - 13 4,52 19,6
13-13,50 5,02 21,92
13,50 - 14 5,81 22,39
14 - 14,50 5,35 25,9
14,50 - 15 4,58 23,64
15 - 15,50 5,46 22,29
15,50 - 16 5,86 22,3
16 - 16,50 4,61 19,16
16,50-17 5,06 15,58
17 - 17,50 3.94 14,()6
17,50-18 3,43 16,72
18-18,50 5,31 15,21
18,50 - 19 6,41 21.78
19-19,50 6,84 23,43
19,50 - 20 6,73 24,61
20 - 20,50 6.52 22,5
20,50-21 6,38 28,38
21 - 21,50 5.98 28
21,50 - 22 5,28 26,54
22 - 22,50 4,9 30,67
22,50 - 23 4.89 24
D - 23,50 4.44 20,9
23,50 - 24 ?'.72 20,52
24 - 24,50 4,14 2 l,

Profondeur Humidité pondérale Eléments fins
(m) (%) (%)
26 - 26,50 5,42 28,95
26,50 - 27 5,32 25,42
27 - 27,50 5,52 27,49
27,50 - 28 5,74 27,86
28 - 28,50 5,87 26,96
28,50 - 29 5,86 25,81
29 - 29,50 5.46 22,92
29,50 - 30 6,23 24,4
30 - 30,50 6,57 27,54
30,50 - 31 6,53 28,59
31-31,50 6,8 29,96
31,50-32 7,21 30,17
32 - 32,50 7,62 29,32
32,50 - 33 7,66 28,89
33 - 33,50 7,62 24,9
Tableau IV.6 c : Teneurs en particules fines et en eau
pondérale des sols. Sondage L23.
AIS

Profondeu r 8 2 H
(m) (%0)
9,50 - 9,75
9,75 - ]0 -2] ,4
10- ]0,50
]0,50 - ] 1
Il - Il,50
] ],50 - ]2 -67,1
12 - 12,50
12,50 - 13 -16
13 - 13,50
]3,50-]4 -] ,55
14 - ]4,50
]4,50-15 -39,45
15-15,50
15,50-16 -17,28
16-16,50
16,50 - ]7 -3,86
17-17,50
17,50-]8 -7,68
18 - 18,50
18,50 - 19
19 - ]9,50
]9,50 - 20 -4,69
20 - 20,50
20,50 - 21 -12,99
2] - 21,50
2],50 - 22 -26,89
22 - 22,50
22,50 - 23 -23,93
23 - 23,50
23,50 - 24 -24,45
24 - 24,50
24,50 - 25 -] 6, ]
25 - 25,50
25,50 - 26 8,48
26 - 26,50
26,50 - 27 -] ,93
27 - 27,50
27,50 - 28 -66,36
28 - 28,50
28,50 - 29 -67,75
Tableau rV.7o.: Teneurs en Deutérium du sondage NLI.
Al7

M
N

Profondeur Sr Ba Mn Fe-total Zn AI Pb
(m) (mgll) (mg/I) (mg/I) (mg/I) (mg/I) (mg/I) (mgll)
0-0,25 0,67 0,41 2,90 302,28 0,55 368,50 -5,00
0,25 - 0,50 0,67 0,44 2,49 500,26 8,49 548,96 -5,09
0,50 - 0,75 0,71 0,88 3,96 808,69 l,50 790,00 0,00
0,75 - 1 0,71 0,70 4,40 845,58 1,62 799,68 0,00
1 - 1,25 0,14 0,08 0,47 136,78 0,20 133,32 -1,46
1,25 - l,50 0,24 0,22 0,75 220,72 0,49 214,35 0,35
1,50-1,75 0,23 0,19 0,57 181,38 0,42 192,39 -0,27
1,75 - 2
2 - 2,25 0,14 0,10 0,32 99,37 0,30 114,83 -0,22
2,25 - 2,50 0,15 0,12 0,35 1] 0,70 0,34 ]27,92 -0,24
2,50 - 2,75 0,08 0,06 0, Il 25,70 0,19 27,15 0,35
2,75-3 0, II 0,09 0,08 0,91 0,26 l,4O -0,07
3 - 3,25 0,14 0,09 0,09 0,13 0,39 0,23 0,14
3,25 - 3,50 0,27 0,22 0,24 0,02 0,42 0,00 0,28
3,50 - 3,75 0,18 0,15 0,17 0,01 0,18 0,49 0,10
3,75-4 0,13 0,08 0,10 -0,12 0,10 -1,77 -} ,49
4-4,25 0,18 0,13 0,17 -0,01 0,31 -0,13 0,19
4,25 - 4,50 0,17 0,14 0,21 -0,04 0,22 -0,43 -0,07
4,50 -4,75 0,17 0,21 0,51 0,08 0,15 0,38 -0,07
4,75 - 5 0,14 0,17 0,38 -0,10 0,22 -0,81 -0,24
5 - 5,25 0,16 0,16 0,43 -0,03 0,22 -0,49 0,25
5,25 - 5,50 0,12 0,12 0,16 0,04 0,22 -0,67 -0,52
5,50 - 5,75 0,16 0,20 0,29 -0,04 0,27 -0,85 -0,80
5,75 - 6 0,13 0,15 0,31 -0,03 0,31 -0,73 0,05
6 - 6,25 0,17 0,14 0,53 -0,04 0,32 -0,25 -0,67
6,25 - 6,50 0,17 0,14 0,44 -0,07 0,38 -0,98 -0,77
6,50 - 6,75 0,18 0,20 0,50 -0,12 0,53 -0,90 -0,50
6,75 - 7 0,21 0,38 0,56 0,17 0,33 1,39 0,61
7 - 7,25 0,24 0,41 0,68 0,23 0,60 1,80 0,77
7,25 - 7,50 0,18 0,33 0,47 0, Il 0,34 0,94 0,52
7,50 - 7,75 0,19 0,34 0,43 0,14 0,37 1,09 0,71
7,75 - 8 0,10 0,] 9 0,20 0,03 0,21 0,48 0,36
8 - 8,25 0,12 0,24 0,23 0,19 0,29 1,38 0,57
8,25 - 8,50 0,09 0,18 0,20 0, Il 0,32 1,16 l,JO
8,50 - 8,75 0,10 0,20 0,21 0,] ] 0,24 0,71 0,31
8,75-9 0,06 0,04 0,13 -0,09 0, II -0,93 -0,26
Tableau IV.8 (suite) : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage
NLI.
A25
1

Profondeur Sr Ba Mn Fe-total Zn AI Pb
(m) (mg/I) (mg/I) (mgll) (mg/I) (mg/I) (mg/I) (mg/I)
9 - 9,25 0,06 0,06 0,17 -0,06 0,16 -0,55 -0,33
9,25 -9,50 0,06 0,08 0,18 -0,04 0,13 -0,29 0,01
9,50 - 9,75 0,09 0,15 0,24 0,07 0,28 0,64 0,34
9,75 - 10 0,08 0,12 0,21 0,06 0,16 0,26 0,30
10 - 10,50 0,06 0,10 0,19 0,10 0,26 0,69 0,70
10,50 - Il 0,07 0, Il 0,21 0,23 0,24 l,51 0,92
11 -11,50 0,05 0,09 0,16 0,19 0,17 1,10 0,87
Il,50-12 0,05 0,10 0,15 0,28 0,16 1,47 0,90
12-12,50 0,05 0,04 0,16 0,19 0,15 0,09 0,28
12,50 - 13 0,06 0,07 0,18 0,40 0,15 0,01 0,49
13 - 13,50
13,50-14 0,05 0,12 0,41 0,33 0,34 0,28 0,61
14 - 14,50 0,08 0,16 0,52 0,43 0,30 1,43 1,13
14,50 - 15 0,06 0,14 0,30 0,37 0,21 1,09 0,71
15-15,50 0,09 0,20 0,34 0,43 0,22 1,79 0,87
15,50 - 16 0,07 0,17 0,31 0,18 0,20 0,87 0,79
16 - 16,50 0,13 0,26 0,69 0,09 0,23 0,44 0,09
16,50-17 0,08 0,17 0,40 0, Il 0,21 0,63 0,62
17-17,50 0,05 0, Il 0,44 0,07 0,12 -0,19 0,31
17,50-18 0,05 0,17 1,12 0,37 0,18 0,36 0,08
18 - 18,50
18,50 - 19 0,06 0,21 1,07 0,23 0,18 0,34 -0,35
19-19,50 0,05 0,15 1,01 0,08 0,22 -0,47 -0,67
19,50 - 20 0,07 0,25 1,23 -0,06 0,16 -0,94 -0,64
20 - 20,50 0,07 0,16 0,34 0,14 0,45 0,44 -0,09
20,50 - 21 0,04 0,08 0,34 0,13 0,04 -0,72 -0,79
21-21,50 0,05 0,16 0,35 0,14 0,08 0,31 0,15
21,50-22 0,05 0,12 0,20 0,21 0,13 0,42 -0,32
22 - 22,50 0,04 0,15 0,20 0,29 0,15 1,01 0,01
22,50 - 23 0,05 0,12 0,15 0,37 0,08 1,39 0,28
23 - 23,50 0,04 0,13 0,07 0,88 0,10 3,10 0,02
23,50 - 24 0,03 0,10 0,17 0,25 0,16 1,31 0,40
24 - 24,50 0,06 0,13 0,19 0,03 0,25 0,03 -0,06
24,50 - 25 0,08 0,20 0,26 -0,04 0,27 0,02 0,24
25 - 25,50 0,07 0,18 0,3] -0,05 0,21 0,01 0,33
25,50 - 26 0,08 0,22 0,54 -0,10 0,12 -0,77 -0,29
Tableau [V.S (suite) : Données chimiques des eaux lixiviées du
sondage NLI.
A26

Profondeur Sr Ba Mn Fe-total Zn AI Pb
(m) (mgll) (mg/l) (mgll) (mg/l) (mg/l) (mgll) (mg/I)
26 - 26,50 0,07 0,23 0,55 0,01 0,15 0,04 -0,17
26,50 - 27 0,04 0,18 0,73 -0,10 0,28 -1,03 -0,78
27 - 27,50 0,05 0,20 0,66 0,22 15, J5 0,30 0,17
27,50 - 28 0,06 0,23 0,46 0,03 0, Il 0,27 0,00
28 - 28,50 0,04 0,20 0,36 0,05 0,09 0,26 0,13
28,50 - 29 0,06 0,29 0,54 0,00 0,09 -0,06 -0,22
29 - 29,50 0,03 0,16 0,35 0,00 0,09 0,13 -0,33
29,50 - 30 0,03 0,15 0,36 0,01 0,10 0,19 -0,17
30 - 30,50 0,03 0,16 0,35 0,02 0,08 0,07 -0,53
30,50 - 31 0,03 0,12 0,27 0,00 0,06 -0,01 -0,49
31 - 31,50 0,02 0,10 0,23 0,00 0,05 -0,08 -0,44
31,50 - 32 0,04 0,19 0,32 0,03 0,04 0,21 -0,37
32 - 32,50 0,03 0,15 0,30 -0,07 0,04 -0,50 -0,57
32,50 - 33 0,02 0,12 0,19 -0,02 0,03 -0,03 -0,28
33 - 33,50 0,01 0,07 0,17 -0,18 0,00 -1,93 -1,20
33,50 - 34 0,00 0,00 0,09 -0,12 -0,02 -1,38 -1,15
34 - 34,50 0,02 0,09 0,21 -0,03 0,02 -0,74 -0,62
34,50 - 35 0,04 0,14 0,23 -0,01 0,01 -0,18 -0,37
35 - 35,50 0,02 0,09 0,17 -0,06 0,02 -1,06 -0,79
35,50 - 36 0,01 0,03 0, Il 0,14 0,02 0,05 -0,58
36 - 36,50 0,02 0,03 0,14 -0,05 -0,04 -0,87 -l,51
36,50 - 37 0,01 0,02 0,12 0,05 0,05 -0,49 -0,64
37 - 37,50 0,03 0,10 0,13 0,23 0,08 1,29 0,68
37,50 - 38 0,01 0,05 0,11 1,33 0,12 5,79 0,53
38 - 38,50 0,03 0,10 0,17 0,40 0,08 1,89 0,49
38,50 - 39 0,02 0,10 0,13 1,14 0,10 4,52 0,87
39 - 39,50 0,04 0,13 0,14 0,77 0, Il 3,45 0,62
39,50 - 40 0,03 0,08 0,08 1,28 0,04 6,56 0,30
40 - 41 0,03 0,10 0,21 0,29 0,07 1,49 0,47
41 - 42 0,01 -0,04 0,03 1,00 -0,03 6,64 -1,18
42 - 43 -0,01 -0,07 0,00 0,12 -0,03 0,27 -1,3 7
43 - 44 0,04 0,16 0,08 -0,01 0,03 -0,05 -0,07
Tableau IV.8 (suite) : Données chimiques des eaux lixiviées du
sondage NLI.
A27

Profondeur Na+/Cr NOJ-/Cr sO./er CaH/cr Mg++/cr 1('/0- Si/er Br-ICI B-/er Sr++/Cr
(DI)
13 -13,50
'.A29
13,50 - 14 2,67 0,13 0,95 0,11 0,11 0,30 0,94 0,00015295 0,01135878 0,0003507
14 - 14,50 2,36 0,11 0,77 0,14 0,14 0,31 0,83 0,00034341 0,01663822 0,0005] 25
14,50-15 3,39 0,]9 1,13 0,15 0,17 0,39 1,13 0,00025524 0,02867407 0,0006316
]5 - 15,50 2,89 0,23 0,77 0,09 0,11 0,31 0,64 8,9043E-05 0,01693602 0,0004436
15,50 - 16 1,89 0,15 0,32 0,07 0,10 0,21 0,37 0,00011 ù05 0,0]5324 0,0003536
16 - 16,50 1,43 0,13 0,13 O,OS 0,09 n,16 0,21 0,00010OS7 0,00710745 0,00(U5XX
16,50 - ]7 1,66 0,13 0,2() 0,08 0, \0 0,20 0,33 0,0120X37 0,0003466
17-17,50 2,18 0,15 0,51 0,08 0,10 n,23 0,50 n,01152839 0,000::1996
17,50 - IX 2,62 0,16 0,70 0,07 0,10 0,25 0,66 0,01277159 0,OOO::l0D9
1X- 1X,50
1X,50 - 10 1,73 D,1O 0,29 0,04 D,OS 0,15 0,29 0,00104070 0,000177
19 - 19,50 1,42 0,09 0,1 X O,D4 D,OS 0,1 1 O,2() -0,0011957 D,DOO 1X:\.'1
19,50 - 20 1,22 0,09 0,10 0,04 0,05 0,06 0,18 -0,0023437 0,000 16X 1
20 - 20,50 0,92 0,09 0,18 0,05 0,04 0,06 0,25 0,O(l275736 0,0001984
20,50 - 21 1,61 0,08 0,27 0,03 0,03 0,05 0,45 -0,0046248 0,0001503
21 - 21,50 l,63 0,09 0,30 0,06 0,05 0,11 0,43 0,0046327 0,0002263
21,50 - 22 1,69 0,09 0,29 0,06 0,05 0,12 0,44 0,00375195 0,0002549
22 - 22,50 1,61 0,08 0,22 0,07 0,04 0,07 0,42 0,00027499 0,0001887
22,50 .. 23 l,54 0,08 0,19 0,06 0,04 0,11 0,39 0,00438114 0,0002176
23 - 23,50 1,64 0,08 0,24 0,08 0,05 0,12 0,60 0,00517862 0,0002329
23,50 - 24 1,40 0,08 0,16 0,07 0,03 0,09 0,34 0,00432982 0,0001574
24 - 24,50 1,Il 0,07 0,05 0,07 0,04 0,09 0,30 0,00106812 0,0002059
24,50 .. 25 1,04 0,07 0,03 0,08 0,04 0,08 0,23 0,00205643 0,qo02459
25 - 25,50 1,08 0,08 0,03 0,07 0,05 0,08 0,28 0,00245899 0,000234
25,50 - 26 J,OO 0,08 0,02 0,07 0,04 0,06 0,22 -0,0014178 0,000241
26 - 26,50 1,09 0,08 0,02 0,08 0,06 0,11 0,26 0,00039547 0,0002698
26,50 - 27 1,16 0,09 0,03 0,06 0,03 0,04 0,27 -0,0053795 0,00017
27 - 27,50 1,24 0,10 0,06 0,08 0,06 0,12 0,39 0,00208188 0,0002671
27,50 - 28 1,28 0,10 0,07 0,08 0,07 0,13 0,41 0,00498738 0,0003121
28 - 28,50 l,3O 0, Il 0,08 0,07 0,07 0,16 0,45 0,00469898 0,0003218
28,50 - 29 1,24 0,11 0,05 0,07 0,06 0,10 0,38 -0,0002238 0,0003181
29 - 29,50 1,36 0,11 0,09 0,06 0,05 0,10 0,60 -0,0007879 0,0002819
29,50 .. 30 1,47 0,11 0,13 0,09 0,04 0,09 0,63 -0,0023973 0,0002695
30 - 30,50 1,39 0,12 0,l3 0,05 0,06 0,09 0,70 0,00147301 0,0002999
30,50 - 31 1,49 0,12 0,18 0,04 0,05 0,11 0,72 -0,00222 0,0002655
3] - 31,50 l,57 0,16 0,22 0,05 0,05 0,10 0,69 -0,0041294 0,0002694
31,50 - 32 1,37 0,11 0,11 0,04 0,06 0,11 0,56 0,00025582 0,0002935
32 - 32,50 1,32 0,13 0,13 0,05 0,05 0,09 0,61 -0,0019246 0,0002717
32,50 - 33
-
33 - 33,50
],39
1,16
0,10
0,10
0,14
0,11
0,04
0,02
0,05
-0,01
0,07
-0,03
O,S(,
0,69
-0,0004205
-0,019'9191
0,0002428
0,0001066
33,50 - 34 1,41 0,10 0,19 0,00 -0,04 -0,11 0,95 -0,0288198
34 - 34,50 1,16 0,10 0,09 0,04 0,05 0,04 0,67 -0,0062783 0,0002232
34,50-35 1,19 0,10 0,11 0,05 0,07 0,17 0,71 0,00330362 o,oom 133
35 - 35,50 1,14 0,09 O,IJ 0,04 0,03 0,02 0,81 -0,0149473 0,0001835
35,50 - 36 1,74 0,09 0,33 0,02 -0,01 0,02 1,08 -0,007J 334 7,02E-05
36 .. 36,50 1,75 0,08 0,44 0,03 0,04 0,13 1,72 -0,0174724 0,0002156
36,50 - 37 2,02 0,08 0,58 0,10 0,05 0,20 2,04 -0,0002326 0,0002023
Tableau IV,9 : Ratios molaires ion/Cr du sondage NLI.
°

Profondeur Na+/Cr NOJ'/G S04 lU CaH/Cr MgH/G tC/cr Silcr Br"/G B"/cr SrH/Cr
(m)
37 - 37,50 1,63 0,07 0,28 0,06 0,09 0)2 1)5 0,02357612 0,0002755
:17,50 - 38 2,93 0,07 0,86 0,08 0,09 0,34 2,84 0,03275262 0,0002435
38 - 38,50 3,34 0,07 1,39 0,]6 0,24 0,69 3,82 0,05682476 0,000674
38,50 - 39 3,39 0,07 1,19 0,1 ] 0,18 0,51 2,64 0,04788287 0,0003642
3'1 - 39,50 2,9] 0,09 I,()() 0,15 0,21 0,64 2,64 0,03355139 0,0005839
39,SO - 40 4.01 0,09 l ,W 0,17 0,25 °l)7 3,07 0,0573737 0,000688
40 - 41 l,56 0,04 0,45 0,11 o 13 0,36 1,35 O,025770l 0,()003999
41 - 42 2,03 OJ)5 0,52 0,06 (),OO 0,01 2)5 -0,0282877 0,0001612
42 - 43 1.17 0,05 0,16 0,(l2 -0,08 -0,27 0,89 -0,0387409 -0,000115
43 - 44 1,05 0,14 0,05 0,13 0,16 0,12 0,48 0,0017863 0,0006229
Tableau IV.9 : Ratios molaires ion/Cr du sondage NLI.
AJü

Profondeur
(m)
Anb Bar Gyp llIi Kan) Mont-Ca Qua
2,75-3 -2,13 0,52 -1,97 -5,58 -0,05 -2,23 0,2
3,75-4 -1,85 0,72 -1,69 0,64
4,25-4,50 -1,76 0,95 -1,6 0,64
4,75-5
5,25-5,5
-1,91
-, ,98
1,02
0,83
-1,75
-, ,83
0,56
-- 0,54
5,75-6 -1,91 0,99 -1,75 0,61
6,25-6,5 -1,9 0,86 -1,74 0,33
6,75-7 -1,98 1,16 -1,82 -4,16 0,21 -1,52 0,5
7,25-7,5 -2,19 0,93 -2,03 -5,56 -0,67 -2,82 0,31
7,75-8 -2,4 0,75 -2,24 -5,87 -1,03 -3,04 0,5
8,25-8,5 -2,93 0,21 -2,77 -5,94 -1,01 -3,03 0,5
8,75-9 -3,09 -0,42 -2,93 0,27
9,25-9,5 -3,06 -0,13 -2,9 -3,92
9,75-10 -3,02 0,02 -2,86 -7,4 -2,05 -4,56 0,28
10,5-11 -2,68 0,44 -2,52 -5,09 -0,34 -2,31 0,48
11,5-12 -2,66 0,56 -2,5 -5,05 -0,32 -2,16 0,6
12,5-13 -2,64 0,5 -2,48 -10,11 -4,7 -7,27 0,61
13,5-14 -2,45 0,7'1 -2,29 -5,2 -0,86 -2,47 0,8
14-14,5 -2,42 0,75 -2,27 -3,8 0,42 -1,04 0,74
14,5-15 -2,59 0,69 -2,43 -4,3 0,1 -1,52 0,69
15-15,50 -2,43 0,92 -2,27 -3,43 0,63 -0,78 0,76
15,50-16 -2,78 0,55 -2,62 -4,96 -0,36 -2,26 0,53
16-16,50 -2,75 0,51 -2,59 -6,14 -1,38 -3,45 0,52
16,50-17 -2,8 0,48 -2,64 -6,16 -1,27 -3,39 0,5
17-17,50 -2,85 0,41 -2,69 0,5
17,50-18 -2,81 0,71 -2,66 -4,95 0,43 -2,25 0,59
18,50-19 -2,71 0,75 -2,55 -5,05 -0,61 -2,41 1 0,62
19-19,50 -2,97 0,4 -2,81 0,51
19,50-20 -3 0,47 -2,84 0,49
20,50-21 -2,99 0,27 -2,83 0,73
21-21,50 -2,88 0,53 -2,72 -3,6 0,63 -0,91 0,6
21,50-22 -3,01 0,34 -2,85 0,55
22-22,50 -2,82 0,41 -2,66 -1,58 2,33 1,18 0,63
22,50-23 -3,02 0,2 -2,86 -0,82 2,88 1,73 0,55
23-23,50 -2,93 0,3 -2,78 0,22 3,68 2,85 0,7
23,50-24 -3,04 0,07 -2,88 -2,77 1,57 0,05 0,5
24-24,50 -3,18 -0,16 -3,02 -6,85 -2,09 -4,08 0,6
24,50-25 -3,37 -0,25 -3,22 -7,72 -2,75 -4,94 0,54
25-25,50 -3,47 -0,3 -3,31 -8,44 -3,37 -5,63 0,57
26-26,50 -3,66 -0,35 -3,5 -7,07 -2,17 -4,34 0,49
27-27,50 -3,53 -0,11 -3,37 -6,14 -1,12 -3,2 0,48
28-28,50 -3,64 -0,09 -3,48 -6,37 -1,26 -3,46 0,43
29-29,50 -3,82 -0,17 -3,66 -6,6 -1,38 -3,55 0,47
30-30,5 -3,75 -0,01 -3,59 -7,19 -1,94 -4,14 0,53
Tableau IV.JO : Indices de Saturation de l'eau du sondage NLI vis-à-vis des
principaux minéraux (Anh : anhydrite; Bar: barite ; Gyp: gypse; IlIi : iIIite ; Kaol :
kaolinite ; Mont-Ca: montmorillonite calcique et Qua: quartz).
A3 ]

Profondeur Anb Bar Gyp llli Kaol Mont-Ca Qua
(m)
31-31,50 -3,75 -0,09 -3,59 0,43
32-32,50 -3,76 -0,05 -3,6 0,48
33-33,50. -4,25 -0,47 -4,09 0,5
34-34,50 -4,01 -0,42 -3,85 0,51
35-35,5 -3,81 -0,25 -3,65 0,6
36-36,50 -3,64 -0,32 -7,37 0,84
37-37,50 -3,43 0,06 -3,28 0,46 3,57 2,83 0,79
38-38,50 -7,29 0,4 -2,84 1,49 4,28 3,84 0,91
39-39,50 -2,88 0,52 -2,73 2,35 4,91 4,6 0,89
40-41 -3,16 0,16 -3 0,24 3,5 2,64 0,68
41-42 -3,65 -3,49 5,02 4,46 0,77
42-43 -4,24 -4,09 2,18 0,84 0,55
43-44 -4,01 -0,58 -3,94 0,15
Tableau IV.I0 : Indices de Saturation de l'eau du sondage NLI vis-à-vis des
principaux minéraux (Anh : anhydrite; Bar: barite ; Gyp: gypse; IIIi : iIlite ; Kaol :
kaolinite ; Mont-Ca: montmorillonite calcique et Qua: quartz).
A32

Profondeur pH cr NOJ ' 50 '-
4 F Na+ K+ M g++
Ca++
(m) (mg/l) (mg/l) (mg/!) (mg/l) (mg/!) (mg/!) (mg/!) (mg/!)
0-0,25 7,19 241,29 1939,67 1727,% 4,67 923,13 250,63 126,09 396,96
0)5 - 0,50 6,94 139,59 1266)6 2(3)2 0,00 369,07 30,14 96,76 341,57
0,50 - 0,75 6,66 193,52 862,12 117.59 0,00 259,95 6,06 52,20 245,72
0,75 - 1 6,65 79,69 180,26 142,52 0.04 215,89 6.32 33,n 232,76
1 - 1,25 6)8 457,46 624,09 614,52 0,00 346,48 8,61 56,92 397,51
1,25 - l,50 6,32 992,72 2179,18 79,87 0,00 547,23 14, II 104,85 761,01
l,50 - 1,75 6,63 826,82 1331,16 168,41 1,79 1031,07 26,87 110,18 1040,92
1,75-2 6,63 725,48 756,71 126,84 1,87 748,06 14,41 52.37 511,68
2 - 2,50 6,71 1069,17 745,93 262,46 4,97 1577,50 59,40 81.50 726,59
2,50 - 3 6,8 2186,17 1156,99 504,50 Il,77 3040,45 181,62 312,79 2828,56
3 - 3,50 6,62 1803,89 872,85 387,09 8,10 2436,39 86,02 139,15 1459,81
3,50 - 4 6,66 1752,30 1163,71 682,76 8,41 2990,00 171,53 265,70 2633,49
4 - 4,50 6,78 1163,80 817,19 341,55 9,11 2233,99 103,73 123,97 1416,80
4,50 - 5 6,76 639,45 834,33 302,47 8,32 1859,48 60,90 69,02 858,69
5 - 5,50 6,76 574,31 984,17 412,39 16,19 2395,91 68,31 70,84 857,67
5,50 - 6 6,79 355,04 610,75 245,15 14,79 1840,71 48,61 63,40 1031,31
6 - 6,50 6,89 531,40 571,91 352,68 25,02 2025,50 150,13 173,95 3064,46
6,50 - 7 6,94 683,10 870)2 465.52 24,29 2441,45 126,50 263,12 3104,31
7 - 7,50 6,95 635,03 619.85 419,98 57,68 1935,45 139.15 298,54 4389,55
7,50 - 8 7,17 646,73 552,85 319,45 44,98 1319,53 91,27 208,62 2623,42
8 - 8,50 7,39 782,77 671,49 408,46 38,32 1081,21 118,87 236,47 2194,03
8,50 - 9 7,36 1158,20 831,29 702,08 25,53 1731,07 104,30 340,92 2865,92
9 - 9,50 7,36 902,94 665,58 510,51 12,29 1421,81 91,84 370,96 2057,56
9,50 - 10 7,36 1025,70 727,40 564,48 12,16 1390,55 79,16 305,19 1720,98
10 - 10,50 7,3 1127,28 762,04 640,69 12,38 1537,42 70,38 310,64 1744,92
10,50 - 11 7,3 1053,84 720,41 607,25 Il,92 1455,98 50,52 267.75 1649,97
11-11,50 7,31 1185,24 814,79 701,10 10,04 1612,53 48)2 200,86 1442,94
Il,50-12 7,32 1273,12 1246,23 893,58 53,40 1186,45 31,88 100,61 688,36
12 - 12,50 7,32 1209,30 724,28 997,10 6,93 1127,02 40,06 133,16 885,59
12,50 - 13 7,27 1247,19 690,72 1386,85 8,44 1311,07 44,39 141,82 901,83
13 - 13,50 7,24 1445,17 736,62 2292,95 5,61 1296.95 47,16 153,84 797,26
13,50-14 7,72 1521,64 633,41 3431,59 0,00 2258,20 70,38 203,86 1235,27
14-14,50 7,65 1524,44 500,37 5400.26 0,00 1408,97 50,15 213,44 1206.02
14,50 - 15 6,85 1695,16 492,65 23714,10 0,00 1555,62 114,06 759,61 11539,74
15 - 15,50 6,98 1349,79 370,05 8603,59 0,00 1695,17 59,91 513,66 2921,61
15,50-16 6,88 1347,18 511,03 9712,55 0,00 1494,16 85.66 514,93 3768,02
16-16,50 7,02 1478,80 543.82 5991,JO 0.00 1589.92 61.43 241,20 1426,41
16,50 - 17 7,08 1430,31 328,34 3389,56 0,00 1370,04 24,29 148,43 712,46
17 - 17,50 7,14 1199,15 205,83 2124,47 0.00 1034,67 24,81 142,43 626,68
17,50-18 7,13 1319,54 200.35 18JO,04 0,00 1013,59 20,73 113,50 511,23
18 - 18,50 7,13 1159,85 191,86 778,08 3,20 911,80 24,22 75.58 356,58
Tableau IV.II : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage NL2.

A34
Profondeur pH cr NO J ' S04" V Na+ K+ Mg++ Ca++
(m) (mgll) (mg!l) (mgll) (mgll) (mg!l) (mg!l) (mgfl) (mgfl)
18,50 - 19 7,21 1063,38 145,98 399,75 1,35 760.20 30,32 119,03 615,35
19 - 19,50 7,27 1136,43 173,38 242,46 3,79 872,30 28,44 135,45 743,62
19,50 - 20 7,27 743,14 161,18 320,67 3,90 782,16 23,75 88,23 483,55
20 - 20,50 7,28 453,01 156,09 298,61 3,73 756,71 22,06 45,81 223,96
20,50 - 21 7,27 245,48 156,89 288,85 2,86 577,71 14,77 38,76 208,57
21-21,50 7,33 144,69 123,47 174,59 3,09 449.49 8.68 22,19 122,50
21.50 - 22 7,36 68,11 84.95 98.72 1,84 330.61 4.59 42,09 271.68
22 - 22,50 7,36 48,70 82.14 83,59 2,25 294,38 6,54 50,15 359,(J7
22,50 - n 7,3 39,67 52,90 68.42 0,98 179,96 4,60 ],7,25 114,42
23 - 23,50 7,38 30,32 22,68 51,34 0.36 94,07 3,10 10,98 94,07
23,50 - 24 7,25 54,66 3,08 79,59 0,00 647,02 25,67 49,07 350,82
Tableau IV.II : Données chimiques des eaux lixiviées du sondage NL2.

Profondeur S04--/Cr N0 3)Cr F-/Cr Na+/Cr Ca++/Cr Mg++/cr K+/cr
(m)
0-0,25 2,64 4,60 0,04 5,90 1,46 0,76 0,94
0,25 - 0,50 0,70 5,19 0,00 4,08 2,16 1,01 0,20
0,50 - 0,75 0,22 2,55 0,00 2,07 1,12 0,39 0,03
0,75 - ] 0,66 ],29 0,00 4,] 8 2,58 0,62 0,07
] - ],25 0,50 0,78 0,00 ],] 7 0,77 0,] 8 0,02
],25 - ],50 0,03 ],26 0,00 0,85 0,68 0,15 0,01
],50 - 1,75 0,08 0,92 0,00 ],92 ] ,] ] 0,19 0,03
1,75-2 0,06 0,60 0,00 ],59 0,62 0,1 1 0,02
2 - 2,50 0,09 0,40 0,01 2,28 0,60 0,] 1 0,05
2,50 - 3 0,09 0,30 0,0] 2,14 ], ]4 0,2 ] 0,08
3 - 3,50 0,08 0,28 0,0 ] 2,08 0,72 0, J ] 0,04
3,50 - 4 0,14 0,38 0,0] 2,63 ],33 0,22 0,09
4 - 4,50 0,11 0,40 0,0] 2,96 ],08 0,16 0,08
4,50 - 5 0,17 0,75 0,02 4,48 1,19 0,16 0,09
5 - 5,50 0,27 0,98 0,05 6,43 1,32 0,18 0,1 ]
5,50 - 6 0,25 0,98 0,08 8,00 2,57 0,26 0,] 2
6 - 6,50 0,24 0,62 0,09 5,88 5,]° 0,48 0,26
6,50 - 7 0,25 0,73 0,07 5,51 4,02 0,56 0,]7
7 - 7,50 0,24 0,56 0,17 4,70 6,1 ] 0,69 0,20
7,50 - 8 0,] 8 0,49 0,13 3,15 3,59 0,47 0,] 3
8 - 8,50 0,19 0,49 0,09 2,13 2,48 0,44 0,] 4
8,50 - 9 0,22 0,41 0,04 2,30 2,19 0,43 0,08
9 - 9,50 0,2] 0,42 0,03 2,43 2,02 0,60 0,09
9,50 - ]0 0,20 0,41 0,02 2,09 1,48 0,43 0,07
10- 10,50 0,21 0,39 0,02 2,10 1,37 0,40 0,06
10,50 - Il 0,21 0,39 0,02 2,13 ],38 0,37 0,04
11-11,50 0,22 0,39 0,02 2,]° 1,08 0,25 0,04
1],50 - 12 0,26 0,56 0,08 1,44 0,48 0,12 0,02
12 - 12,50 0,30 0,34 0,01 ],44 0,65 0,16 0,03
12,50 - 13 0,4 ] 0,32 0,0 l 1,62 0,64 0,] 7 0,03
13-13,50 0,59 0,29 0,0 ] ],38 0,49 0,] 6 0,03
13,50-14 0,83 0,24 0,00 2,29 0,72 0,20 0,04
]4 - 14,50 1,31 0,19 0,00 1,43 0,70 0,20 0,03
14,50-15 5,16 0,17 0,00 1,42 6,02 0,65 0,06
15 - 15,50 2,35 0,16 0,00 1,94 ],91 0,56 0,04
]5,50 - 16 2,66 0,22 0,00 1,71 2,47 0,56 0,06
16 - 16,50 ],50 0,2] 0,00 ],66 0,85 0,24 0,04
]6,50 - 17 0,87 0,] 3 0,00 ],48 0,44 0,15 0,02
17 - 17,50 0,65 0,10 0,00 ],33 0,46 0,] 7 0,02
17,50 - 18 0,51 0,09 0,00 l, ]8 0,34 0,13 0,01
Tableau IV.I2 : Ratios molaires ion/Cr du sondage NL2.
A35

Profondeur S04 Icr N0 3-/Cr Na+/Cr Ca++/Cr Mg++/Cr K+/Cr i
F/cr
(m)
18 - 18,50 0,25 0,09 0,01 1,21 0,27 0,10 0,02
18,50 - 19 0,] 4 0,08 0,00 ],]° 0,5 ] 0,] 6 0,03
]9 - ]9,50 0,08 0,09 0,0] ], ]8 0,58 0,] 7 0,02
19,50 - 20 0, ]6 0,] 2 0,01 ],62 0,58 0,] 7 0,03
20 - 20,50 0,24 0,20 0,02 2,58 0,44 0,] 5 0,04
20,50 - 2] 0,43 0,37 0,02 3,63 0,75 0,23 0,05
2] -2],50 0,45 0,49 0,04 4,79 0,75 0,22 0,05
2] ,50 - 22 0,53 0,7] 0,05 7,49 3,53 0,90 0,06
22 - 22,50 0,63 0,96 0,09 9,32 6,52 1,50 0,12
22,50 - 23 0,64 0,76 0,05 7,00 2,55 0,63 0,1]
23 - 23,50 0,62 0,43 0,02 4,78 2,74 0,53 0,09
23,50 - 24 0,54 0,03 0,00 18,25 5,68 1,31 0,43
Tableau JV.12 : Ratios molaires ion/Cr du sondage NL2.
A36

Profondeur Anh Cele Flu G)'p Qua
(m)
0,25-0,5 -] ,07 0,72 -0,91 0,5
0,5-0,75 -],44 -1,28 -1.28 0,5
]-1.25 -0,67 -1.83 -0,5 J 0,5] --
1,5-] ,5 -] ,43 -2,X4 -1.27 0.51
1,75-2 -1,2X -2.52 -O,O() -1.12 0.5 1
11,50-12 -0,4X -I,X9 .1,156 -0,33 0.51
12-12,50 -0,37 -] ,8X 1,45 -{l,21 0,51
12,50-13 -0,25 -1,79 1.5 X -0.\ 0,5\
13-13,50 -0,12 -] ,63 1,13 0,035 0,5
13,50-14 0, \ -] ,6 0,26 0,52
]4-]4,5 0,25 -1,4X 0,4 0,52
]4,50-15 1,31 -1,43 1,5 0,59
15-15,50 0,63 -1,48 0,79 0,53
15,50-16 0,74 -],48 0,9 0,54
16-16,50 0,32 -1.48 0,48 0,52
16,50-17 -0,05 -l,53 0,11 0,52
17-17,50 -0,2 -1,6 -0,04 0,51
17,50-18 -oJl -1.61 -0,16 0,5]
18-18,50 -0,69 -un 0,51 -0,53 0,51
18,50-19 -0.8 -2,13 -0,012 -0.64 0,51
Tableau IV.13 : Indices de Saturation de l'eau du sondage NL2 vis-à-vis des différents
minéraux (Anh : anhydrite; Cele: Célestite ; Flu : Fluorine; Gyp: gypse et Qua:
quartz).
A37

Puits cr NO)' S04" Na+ K+ Ca++ Mg++ Sr++ Ba++ B' Br' Y
m211 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mgll
1 68 -0,8 37 39,2 4,6 7,9 1,8 0,119 0,054 0,03
2 42 15,9 1,9 28,5 3,1 33,8 5,5 0,16 0, III 0,03 0,14
3 97 3,7 39 48,4 4,4 20 8,7 0,168 0,092 0,(1) 0,2
4 585 38,5 47 246 3,1 177 42,9 0,84] 0,305 0,019 1,48
5 120 3,3 16 51 2,3 65 6 0,231 0,331 0,032 0,612
6 83 32,6 -0,8 53,1 6,2 28.3 14,1 0,356 0,439
7 330 2.5 54,4 138 2,6 89,4 24.9 0,424 0,314 0,06 1,1 0,09
8 50 1.2 11,7 29,1 3,7 6,7 2,9 0,102 0,1 13
9 95 -0,5 12 42,2 4.1 ) 1 2,9 0,168 0,097 0,021 0,19
JO 65 I,I 3 26,9 2,4 12 3,6 0,088 0,1 0,013 0,133
11 78 0,9 49,6 50,6 3,8 34,6 6,9 0,338 0,879 0,045
12 74 -0,5 27 47,8 2,2 8 4,7 0,092 0,152 0,025 0,165
l3 158 3 19,9 70,8 5,8 23,8 8,1 0,158 0,101 0,044 0,33
14 28 5,2 17,6 185 53 14,1 ·48 0254 0128 006
15 295 7,2 19 147 1,9 J03 '292 0661 0,286 °1
16 84 23,2 3 57,6 4,9 II 11,2 0,189 0,496 0,025 0,216
17 198 -0,5 12 48,9 3,1 54 19,3 0,418 0,527 0,062 0,4
18 105 ..0,5 6 45,4 3,3 24 10,8 0,266 0,205 0,041 0,685
19 355 -0,8 6,2 113 5,3 48,4 15,6 0,294 0,658 0,043 1,5
20 52 0,5 ]8,2 25,9 3,4 14 4,6 0,021 0,083 0,0:)7
21 92 ..0,8 3,2 35,5 6,4 9,2 5,9 0,15 0,17 0,01 0,23
22
23
69
50,6
9,5
16,2
30 45,9 3
2,8
11,7
l3
6,3 0,108 0,187 0,041
4,9 0, Il 0,112 0,012 0,16
° 39,7
24 290 4,8 15 97,5 4,9 148 20,7 0,51.1 0,268 0,05 0,795
25 1000 57,5 196 399 4,9 299 99,6 3,158 0,077 0,105 3
26 1280 -0,05 7 471 5,5 184 106 1,405 1,289 0,025 4,6
27 80 0,9 4,2 33,4 3,4 12,1 3,5 0,21 0,221
28 55 4,8 -0,8 37,5 2,8 5,8 1,7 0,098 0,255 0,12 0,05
29 220 13,7 3,1 57,7 4,6 79,4 19,8 0,584 0,496 0,65 0,08
30 250 14,1 52,5 140 1,7 110 24,4 0,381 0,363 0,19 1 0.17
31 77 12,5 0,8 41,3 6,3 12,2 9,3 0,12.1 0,208 0,23 -0,05
32 96 29 1 57,5 Il,4 15,1 12 0,159 0,474 0,06 0,31 0,05
33 80 14,5 10 37 3,1 107 10,9 0,23 0,074 0,022 0,32
34 2190 3,8 193 1120 7,5 232 55,2 0,8 0,152 8,5 0,07
35 44 1,3 31,2 27,8 5,4 20,6 2,9 0,259 0,087 0,07 (l,05
36 153 1,4 39,8 68 4,3 30,1 8,7 0,289 0,157 0,045 0,34
37 88 1,7 13,8 48 3,4 14,8 8,2 0,105 0,169 0,058 0.33
38 170 ..0,8 75,5 89 16.9 27,3 7,9 0,189 0,075 0,052 0,68
39 93 0,8 18 43.8 4,9 19,6 10.2 0,17 0,344 0,045 0,32
40 88 5,2 5 29) 4,5 15 3,3 0,302 0,092 0,02 0,415
41 154 29,1 9,2 47,7 11,3 54.5 24,5 0,518 0,6 0,036
42 104 2,7 9 38,5 8,3 14 6,8 0,214 0,273 0,028 0,61
43 170 54 4 99 13,9 30 36,8 0,435 1,376 0,041 0,5
44 960 6,6 14,7 316 5 188 .69,2 1,07 0,662 0,36 0,05
45 43 -0,5 ]2,3 21,2 3 6,4 2 0,096 0,122
46 72 -0,5 29,8 38,2 4,2 12,8 5,2 0,134 0,123 0,037 "
47 57 1,7 12,7 30,1 3 14,8 3 0,266 0,096
Tableau IV.15 : Données chimiques des eaux de la nappe des
sables quaternaires de Louga
1,04
A4ü

Puits cr NO)' SO. Na+ K+ Ca- Mg H Sr..... BaH 0' Br' F
m2ll m2ll mg!1 mg/l mg/l mg/l mg!1 mg!1 m2ll mgll mg!1 mg!1
48 243 27,5 36,6 137 II 33 19,9 0,329 0,336 0,05 0,84
49 245 0,8 31,2 114 6 24,9 16,2 0,308 0,296 0,03 0,51
50 82 2,5 6,2 40 5,5 19,4 2,6 0,187 0,088 0,0:17
SI 76 3,6 14 36,8 3,6 7,6 5,8 0,081 0,131 0,037 0,3
52 87 0,9 35,7 62,2 3,3 6,9 3,7 0,112 0,414 0,19
53 50 1,5 20 29,6 2,9 10,3 3,2 0,1 0,059 0,031
54 70 6,8 25,8 47,4 2,6 61,3 12,2 0,24] 0,12 0,08 0,2
55 250 1) II 104 12,6 24,9 1O) 0,219 0,443 0,05
56 40 15 1,7 32,2 3,4 10,1 5,2 0,122 0,109 0,16
57 46,2 0,2 16 29,1 2,4 6 2,1 0,063 0,07 0,024 0,108
58 43 12,5 2,2 29,1 7,1 66 4,5 0,093 0,267 0,048
59 40 0,8 14,9 33 2,8 3,3 1,6 0,044 0,049 0,037
60 470 10,5 7,1 89,7 8,4 140 43,2 0,406 0,688 0,065 1,9 0,06
61 1040 1,4 5,3 315 17,1 207 98,5 1,37 1,5 0,41 0,09
62 130 16 5,3 59 3,5 71 13) 0,217 0,138 0,035 0,44
63 75,5 2,8 a 39 3,2 7 2,6 0,071 0,125 0,013 0,148
64 29,4 13 1 19,9 3 15 3,2 0,237 0,14 0,015 0,146
65 300 8 4,8 114 8,6 31,7 27,1 0,287 0,436 3
66 120 55,3 2 31,5 3,3 144 17,5 0,41 0,104 0,028 0,348
67 164 9 18,3 94,8 3,8 13,4 9,2 0,221 0,253 0,034 0,52
68 141 13 10,6 84,9 4,3 15 10,6 0,218 0,72 0,073 0,63 0,06
69 143 -0,8 12,7 62,9 5,8 22 6 0,145 0,152 1,2
70 73 0,6 31 36,5 6,1 23 5,7 0,188 0,113 0,047 0,22
71 76 0,8 16,9 46,6 4,3 12 3,4 0,135 0,101 0,051 0,232
72 78 20,7 13 63,8 5,1 23 8,2 0)13 0,217 0,005 0,264
73 30 0,3 2,4 19 2,9 12,8 0,8 0,159 0,036 0,08 0,07
74 81 13 47 47,1 13,5 47 13 0,323 0,094 0,024 0,2
75 97 28,9 14,3 45 4 79 15,7 0,331 0,149 0,056 0,33
76 132 15,7 8,8 63 7,9 19,4 13,8 0,259 0,909 0,043 0,37
77 305 10,3 137 169 16,1 61 28,8 0,384 0,114 0,073 0,72
78 465 3.3 162 224 90.5 75 35,3 0,558 0,242 0,199 1,3
79 122 -0,5 59 66,6 5,6 36 9,3 0,205 0.143 0,052 0,269
80 1160 100 198 500 12,8 392 10O 1,84 0,098 0,46 0,13
81 310 111 35 92.8 4,5 2

Puits Na++/cr N03-/Cr S04--;Cr Br-;Cr Sr++/Cr
1 0,89 -0,0067268 0,20082329 0,00019575 0,00070809
2 1,05 0,21645858 0,0166965 0,00147898 0,00154142
3 0,77 0,02181007 0,14839324 0,00091483 0,00070079
4 0,65 0,03762979 0,02965263 0,00112251 0,00058169
5
6
7
8
9
0,66
0,99
0,64
0,90
0,69
0,01572388
0,22457763
0,00433165
0,01372266
-0,0030094
0,04921075 0,00226284 0,0007789··
-0,0035574
0,00173549
0,06084238 0,00147898 ° 0,00051988
0,08636487
0,00082543
0,04662071 0,00088739 ° 0,00071554
]0
Il
12
0,64
1,00
1,00
0,00967623
0,00659743
-0,0038634
0,01703449 0,00090787 0,0005478
0,23469743
0,00175336
0,13466456 0,00098932 ° 0,00050304
13
14
15
0,69
1,02
0,77
0,01085653
0,10618723
0,01395524
0,04648547
0,23199354
0,0237713
0,0009267 0,00040462
0,0036705
0,00] ° 56421 0,00090663
16 1,06 0,15791947 0,01318145 0,00114093 0,0009104
17 0,38 -0,0014439 0,02236852 000089635 0,0008542
18 0,67 -0,0027227 0,02109032 0,00289458 0,00102504
19
20
21
22
23
24
0,49
0,77
0,60
1,03
1,21
0,52
-0,0012885
0,00549786
-0,004972
0,07872297
0,18305916
0,0094639
0,00644592 0,00187477 0,0003351
0,12917822
0,00016341
0,0]283759 0,00] ° 10924 0,00065971
0,16046984
0,00063332
0,00140299 ° 0,00087961
0,01909038 ° 0,00121634 0,00071297
25 0,62 0,0328772 0,0723398 0,00133108 0,0012778
26
27
28
0,57
0,64
1,05
-2,234E-05
0,0064325
0,04990057
0,00201841
0,01937673
-0,0053684
0,00159453 0,00044414
0,00106213
0,00096806 ° 0,00072096
29 0,40 0,03560614 0,00520068 0,00131092 0,00107409
30 0,86 003224824 0,07750693 0,00177478 0,00061664
31 0,83 0,09282101 0,0038346 0,00132532 0,00063583
32 0,92 0,17272442 0,00384459 0,00143276 0,00067016
33 0,71 0,10363465 0,04613508 0,00177478 0,00116329
34 0,79 0,00099213 0,03252628 0,0017221 0,00014781
35 0,97 0,01689342 0,26171172 0,0005042 0,00238175
36 0,69 0,00523195 0,09600921 0,00098599 0,00076429
37 0,84 0,0110457 0,05787855 0,00166386 0,00048279
38 0,81 -0,0026907 0,16391522 0,00177478 0,00044984
39 0,73 0,00491852 0,07143496 0,00152669 0,00073963
40 0,51 0,03378685 0,02097049 0,00209242 0,00138859
Tableau IV.IS (suite) : Ratios molaires ion/Cr des eaux de la nappe
des sables quaternaires de Louga
A43

Puits Na++/Cr
41 0,48
42 0,57
N03-/cr
0,10804365
0,01484422
S04--/cr Bdcr Sr++/Cr
0,02204897
0,001361
0,03193967 0,00260244 ° 0,00083259
43 0,90 0,18162341 0,00868425 0,00130499 0,00103536
44
45
46
47
48
0,51
0,76
0,82
0,81
0,87
0,00393097
-0,0066486
-0,0039707
0,01705301
0,06470732
0,00565155 0,00016639 0,00045099
0,10557423
0,00090334
0,15275837 ° 0,00075305
0,08223376 ° 0,00188824
0,05558992 0,00153376 ° 0,00054782
49
50
5]
52
53
54
55
56
0,72 0,00186703 0,04700129 0,00092361 0,00050867
0,75 0,01743224 0,0279061
0,00092274
0,75 0,027084] 9 0,00679885 0,00]75]43 ° 0,00043124
],]° 0,0059]494 0,] 5]45033 0,00096899 0,00052089
0,9] 0,0]7]5332 0,]4763225
0,00080924
],04 0,05554409 0,13603258 0,00] ° 2677 0,00139306
0,64 0,00297324 0,0] 623955
0,00035445
1,24 0,2]441652 0,0] 568593 0,00177478 ° 0,0012341
57
58
59
60
0,97
],04
],27
0,29
0,00247523
0,]662]436
0,0] ]43555
0,0] 277375
0,12782013 0,00]0372] 0,00055] 76
0,0] 88832
0,000875] ]
0,13748254 ° 0,00044508
0,00557547 0,00] ° 79366 0,00034952
6] 0,47 0,0007697 0,00] 88089 0,000] 7492 0,00053301
62
63
64
0,70
0,80
],04
0,0703726
0,02]20499
0,25282674
0,015047] 3 0,00] 50] 74 0,00067541
0,00086976 0,00038051
0,0] 255376 ° 0,00220338 0,00326]75
65 0,59 0,0] 52474 0,00590529 0,00443695 0,00038709
66 0,40 0,26349408 0,006] 5] 34 0,00] 28672 0,00] 38246
67 0,89 0,03] 37803 0,04] 184 0,00140684 0,00054525
68 0,93 005271706 0,02774649 0,00198247 0,00062559
69 0,68 -0,003] 988 0,03277849 0,0037233 ] 0,0004] 028
70 0,77 0,00469954 0,] 5673287 0,001337]6 0,00104204
7] 0,95 0,0060187] 0,08207] 88 0,00135444 0,0007] 874
72 ],26 0,]5]74092 0,06] 5]344 0,00]50]74 0,00]62368
73 0,98 0,0057] 777 0,02952645 0,00]]83]9 0,0021445
74 0,90 0,09] 76674 0,214]579 0,00109554 0,00161349
75 0,72 0,1703543 0,05441086 0,00150948 0,00138072
76 0,74 0,06800686 0,02460538 0,00124369 0,00079392
77 0,85 0,0] 93092 0,16578376 0,00104741 0,00050943
78 0,74 0,00405778 0,12858293 0,00124044 0,00048555
79 0,84 -0,0023433 0,17848982 0,00097831 0,0006799
80 0,66 0,04929115 0,06299825 0,00017595 0,00064181
Tableau IV.IS (suite) : Ratios molaires ion/Cr des eaux de la nappe
des sables quaternaires de Louga
A44

Puits Na++/Cr NoJ-/cr S04--/cr Bdcr Sr++/Cr
81 046 0,2047332 0,04167039 0,00166028 0,00089539
82 0,88 0,05048673 0,12054016 0 0,00107182
83 1,06 0,05717774 0,13181451 0,00140081 0,00074566
84 0,75 #VALEURI 0,39008005 0 0,00129758
85 0,96 0,11635732 0 0,0010971 0,00100934
86 0,38 0,04886098 0,02013167 0,00137142 0,00084603
87 0,76 0,0592198 0,02306754 0,00166386 0,00149566
88 0,94 0,00269659 0,14593996 0,00106564 0,00058122
89 1,24 0,14651796 0,14417212 0,0015668 0,00275775
90 0,80 0,01566513 0,05055899 0,00119129 0,00058199
91 0,76 0,01270616 0,26573806 0 0,00190622
92 0,69 0,06861329 0,18700086 0,00093669 0,00091535
93 0,43 0,02800881 0,03530337 0,00154329 0,00079634
94 0,97 0,00219914 0,043296 0,00136522 0,00154068
95 0,79 0,00361884 0,06229209 0,00082374 0,00014512
96 0,72 0,08113058 0,06483849 0,00076447 0,00099515"
97 0,72 0,00285889 0,0562848 0,00110924 0,00119364
98 0,93 0,05622478 0,04982589 0,00162688 0,00044171
99 0,57 0,00357361 0,02921888 0,00133108 0,00054961
100 0,80 0,00802495 0,14892727 0 0,00077198
lOI 0,83 0,0139081 0,01396521 0 0,00154194
102 0,88 0,00125512 0,0279061 0,0011904 0,0010757
103 0,67 -0,0082152 0 0,00170848 0,00103481.
104 2,60 0,30182348 0,18151507 0,0019639 0,00461667
105 1,73 0,02335979 0,15457223 0,00113768 0,00032231
106 0,58 0,01858277 0,04152157 0,00148638 0,00234934
107 1,09 0,01351474 0,14964542 0,00169411 0,0005959
108 0,54 0,04002442 0,02050448 0,00157758 0,00089017
109 0,85 0,01924795 0,08952946 0,00136184 0,0005869
110 0,70 0,07279573 0,14592355 0,00152007 0,00089916
III 0,65 0,01372266 0,04133703 0,00175348 0,00059884
112 0,58 0,04303701 0,0892937 0,00064407 0,00091584
113 0,59 0,00277562 -0,0028666 0 0,00067175
114 0,75 0,0026558 0,04941243 0,00160021 0,00040794
115 0,60 0,02858887 0,05074859 0,0015973 0,00125433
116 0,53 0,00201804 0,01085531 0 0,00054981
117 0,99 0,0984207 0,04174847 0,00192753 0,00081256
118 1,16 0,06972895 0,12602753 0,00162327 0,00105103
119 0,96 0,00827573 0,00582759 0 0,00056434
Tableau IV.15 (suite) : Ratios molaires ion/Cr des eaux de la nappe
des sables quaternaires de Louga
A45

ANNEXE 3: TABLEAUX CHAPITRE V
Tableau V.3 : Teneurs en chlorures de l'eau de pluie à Louga et hauteurs pluviométriques
journalières correspondantes. . A48
Tableau V.4a, b, c . teneurs en chlorures de l'eau interstitielle des sondages NLI, NL2 et
L23. Analyses de la Grande Bretagne . . A50
Tableau V.7 : Taux de chlorures cumulés du sondage NL 1 et temps de résidence correspondant
, (*. JI' C P - 1 -2 -J. **. al l' C P - 0 7 -2 -1) A57
en annee . ca cu e avec p - g.m .an, . c cu e avec l' _. , g.m .an .
Tableau V.S : Taux de chlorures cumulés du sondage NL2 et temps de résidence correspondant
en année (* : calculé avec CpP = 1 g.m- 2 an- 1 ; ** calculé avec CpP = 0,7 gm- 2 an- 1 ) .. ... A60
Tableau V.9 : Taux de chlorures cumulés du sondage L23 et temps de résidence correspondant en
année (* : calculé avec CpP = 1 g.m'2an" ; ** • calculé avec CpP = 0) gm- 2 an") ........ A62

Date Pluie cr Date Pluie cr
(mm) (mg/l) (mm) (mg/l)
09/07/92 ],6 66,72 22/06/95 7,3 ]6,] 4
16/07/92 4,3 ]2,8 ] ]/07/95 13,6 7,0]
22/07/92 4,2 ],81 19/07/95 ]3,2 2,57
25/07/92 0,6 5,53 23/07/95 0,6 11,83
02/08/92 0,7 15, ) ) 28/07/95 0,5 33,74
07/08/92 17,9 0,96 29/07/95 4,4 11,92
18/08/92 20,6 ),83 30/07/95 1,8 6,56
)9/08/92 8 2,) 01/08/95 14,2 4,41
26/08/92 2,1 3,53 02/08/95 0,5 5,43
27/08/92 0,7 2,62 03/08/95 0,8 12,84
29/08/92 10,6 1,06 14/08/95 4,1 1,59
30108/92 33,5 0,18 15/08/95 5,7 2,2
10/09/92 1,3 4,41 16/08/95 1,8 2,12
13/09/92 0,6 9,38 17/08/95 ),7 0,8
18/09/92 1,1 5,8 19/08/95 2,5 1,39
22/09/92 0,4 12,12 21/08/95 1 14,1
23/08/95 19,8 0,94
25/08/95 1,1 45,01
26/08/95 )9,8 4,71
28/08/95 ],6 0,89
02/09/95 4 5,8
03/09/95 2,9 5,0 ]
]0/09/95 59,4 ],42
16/09/95 3,3 5,6
]9/09/95 17 3,8
20/09/95 20 2,03
22/09/95 27,5 0,2
23/09/95 9,7 0,66
28/09/95 0,9 9,11
08/] 0/95 6 4,] 7
1]/]0/95 3,8 3,64
Tableau V.3 : Teneurs en chlorure de l'eau de pluie à Louga
et hauteurs pluviométriques journalières correspondantes
A48

1 04/08/96
Date Pluie cr Date Pluie cr Date Pluie cr
(mm) (mgll) (mm) (mgll) (mm) (mg/I)
2,4 3,81 21/07/97 6,7 5,14 23/07/98 0,7 31,27
10/08/96 4 3,7 25/07/97 5 4 24/07/98 5,2 6,59
10/08/96 4,6 3,89 26/07/97 1,2 14,6 04/08/98 25,6 4,47
14/08/96 6,5 ] ,08 ]7/08/97 ]4,3 5,96 07/08/98 ]4,6 ],78
23/08/96 3,5 3,37 2] /08/97 20, ] 4,09 22/08/98 ],2 5,25
25/08/96 7,5 7,33 31/08/97 14,6 2,41 21/08/98 ]6,2 1,07
04109/96 8 2,5 ] 05/09/97 2,6 ],18 0] /09/98 3,2 3,76
]9/09/96 3 2,89 06/09/97 ]5, ] 0,74 03/09/98 22 1,0]
20/09/96 4 26,3
27/09/96 4 2,9 ]
27/09/96 6 4,32
Tableau V.3 (suite) : Teneurs en chlorure de l'eau de pluie à Louga et
hauteurs pluviométriques journalières correspondantes
A49

Profondeur cr
(m) (mgll)
0-0,25 180,9
(U5 - 0,50 115,2
0,50 - 0,75 108,58
0,75 - 1 104,55
1 - 1,25 16,4
1.25 - l,50 32.5
1,50 - 1,75 29J2
1,75-2
2 - 2,25 16,29
2,25 - 2,50 37,2
2,50 - 2,75 18,96
2,75 - 3 12,19
3 - 3.25 19,26
3,25 - 3,50 38,44
3,50 - 3,75 22,5
3,75 - 4 16,26
4 - 4,25 23,25
4,25 - 4,50 17,92
4,50 - 4,75 29,31
4,75-5 20,8
5 - 5,25 24,84
5,25 - 5,50 42,41
5,50-5,75 56,86
5.75 -6 72,1
6 - 6,25 141,14
6,25 - 6,50 154,5
6,50 - 6,75 194,91
6,75 - 7 162,5
7 - 7,25 166,29
7,25 - 7,50 131,21
7,50 - 7,75 113,03
7,75 - 8 79,45
8 - 8.25 121.04
8,25 - 8,50 158,55
8,50 - 8,75 215,08
':1,,75 - 9 181.13
Tableau VA a : Teneurs en chlorure de l'eau
interstitielle du sondage NLI. Analyse de la
Grande Bretagne
ASü

Profondeur cr
(m) (mg/l)
9-9,25 190,73
9,25 - 9,50 181,65
9,50 - 9,75 212,89
9.75 - 10 158,75
10 - JO.SO 145,27
10.50 - 11 130.2
11 - 11. SO 77.47
11.50 - 12 38,75
12 - 12.50 13,1
12,50 - 13 14.52
13-13,50
13.50-14 61.5
14 - 14,50 61.5
14.50-15 39,46
15 - 15,50 81,72
15.50-16 84.11
16 - 16.50 141,2
16.50-17 88.48
17 - 17.50 55.19
17.50-18
18 - 18,50
54,44
18,50 - 19 131,2
19-19,50 115,14
]9,50 - 20 156,73
20 - 20,50 142,73
20,50-21 108,5
21 - 21,50 85,66
21.S0-22 74J
22 - 22,50 95.41
22,50 - 23 84,59
23 - 23.50 76.63
23.50 - 24 86,35
24 - 24.50 122.82
24.50 - 25 135.5

Profoodeu r cr
(m) (mg!l)
27 - 27,50 70,89
27,50 - 28 73,65
28 - 28,50 54,44
28,50 - 29 73,27
29 - 29,50 45,79
29,50 - 30 49,25
30 - 30,50 44,53
30,50 - 3] 38,41
31 - 31,50 35,74
31,50 - 32 51,28
32 - 32,50 46.01
32,50 - 33 39
33 - 33,50 42,15
33,50 - 34 29,36
34 - 34,50 43,88
34,50 - 35 50,63
35 - 35,50 44,98
35,50 - 36 38,62
36 - 36,50 36,79
36.50 - 37 28,2
37-37,50 42,15
37,50 - 38 22,43
38 - 38,50 ]9,45
38,50 - 39 25
39 - 39,50 27,37
39,50 - 40 20.35
40 - 4] 32.58
41 - 42 22,84
42 - 43 36.91
43 - 44 27,54
Tableau VA a : Teneurs en chlorure de l'eau
interstitielle du sondage NLl. Analyse de la
Grande Bretagne
A52

1
Profondeur cr
(m) (mg/I)
o-0,25 :16,6
0,25 - 0,50 :17,8
0,50 - 0,75 127,4
0,75 - 1 39,5
1 - 1,25 :1 18.8
1.25 - l,50 490
1,50-1,75 352,2
1,75 - 2 411,3
2 - 2,50 401,3
2,50 - 3 715,4
3 - 3,50 555,8
3,50-4 722,6
4 -4,50 602,3
4,50 - 5 302,8
5 - 5,50 281,1
5,50 - 6 145,2
6 - 6,50 127,5
6.50 - 7 185,4
7 - 7,50 128,7
7,50 - 8 198,2
8 - 8,50 265,1
8.50 - 9 359,8
9 - 9,50 455,4
9.50 - 10 541.1
10 - JO,50 514,6
10,50 - Il 535.5
Il - 11,50 665,9
11,50 - 12 812,4
12 - 12.50 779,6
12,50 - 13 854,5
13 - lJ.50 1084
13,50 - 14 834,1
14 - 14,50 926.7
14.50-15 948.\
Tableau V.4 b : Teneurs en chlorure de l'eau interstitielle du
sondage NL2. Analyse de la Grande Bretagne.
AS3

Profondeur cr
(m) (mg/l)
1S - IS,SO 819,6
15,SO - 16 724,2
16 - 16,SO 832,8
16,SO - 17 ]067,2
] 7 - 17,SO 923
17,SO-18 893,7
]8 - 18,SO 76S,6
] 8,SO - ] 9 724,2
19 - 19,5O 604,4
19,5O - 20 426,3
20 - 20,SO 283,7
20,50 - 21 ]92,7
21 - 21,50 78,8
21,50-22 46,3
22 - 22,SO 26,3
22,SO - 23 18,8
23 - 23,50 9
23,50 - 24 15,2
Tableau VA b : Teneurs en chlorure de l'eau interstitielle du
sondage NL2. Analyse de la Grande Bretagne.
A54

Profondeur cr
(m) (mg/l)
13 - 13,5 139,14
13,5 - 14 37,17
14-14,5 30,99
14,5 - 15 27,97
15 - 15.5 16,20
15,5 - 16 7.95
1Cl - \Cl,5 ClAO
16,5-17 8,39
17 - 17,5 9,88
17,5-18 10,40
18 - 18,5 4,92
18.5 - 19 6.27
19-19,5 5,86
19,5 - 20 5.12
20 - 20,5 6,16
20,5-21 5,76
21 - 21,5 5,20
21.5 -22 6,88
22 - 22,5 4.80
22.5 - 23 6.55
23 - 23,5 3,73
23,5 - 24 6,51
24 - 24,5 7,26
24,5 - 25 5,75
25 - 25,5 3,28
26 - 26,5 4,13
26,5 - 27 2,70
27 - 27,5 4,21
27,5 - 28 3,57
28 - 28.5 11,70
28,5 - 29 5,51
29 - 29,5 13,46
29,5 - 30 14,06
30 - 30,5 Il,17
30,5 - 31 10,68
31 - 31,5 22,69
31,5-32 16,60
32 - 32,5 19,39
32,5-33 16,90
33 - 33,5 11,56
Tableau VA c : Teneurs en chlorure de "eau
interstitielle du sondage L23. Analyse de la Grande
Bretagne
AS6

Profondeur dz Hum. Hum. CI- cr temps" temps .....
(m) (m)
pondérale
(%)
volumique
(mg/l) (e/m2) (an) (an)
0-0,25 0,25 0,13 0,00195 180,9 0,09 0,09 0,13
0,25 - 0,50 0,25 0,55 0,00825 115,2 0,24 0,24 0,34
0,50 - 0,75 0,25 1,6 0,024 108,58 0,65 0,65 0,93
0,75 - 1 0,25 1,48 0,0222 104,55 0,58 0,58 0,83
1 - 1,25 0,25 1,6 0,024 16,4 0,10 0,10 0,14
1,25 - l,50 0,25 1,84 0,0276 32,5 0,22 0,22 0,32
l,50 - 1,75 0,25 l,59 0,02385 29,32 0,17 0,17 0,25
1,75-2 0,00
2 - 2,25 0,25 1,45 0,02175 16,29 0,09 0,09 0,13
2,25 - 2,50 0,25 1,79 0,02685 37,2 0, II 0, Il 0,16
2,50 - 2,75 0,25 1,9 0,0285 18,96 0,27 0,27 0,38
2,75 - 3 0,25 2,06 0,0309 12,19 0,15 0,15 0,21 .
3 - 3,25 0,25 2,25 0,03375 19,26 0,10 0,10 0,15
3,25 - 3,50 0,25 2,27 0,03405 38,44 0,16 0,16 0,23
3,50 - 3,75 0,25 2,41 0,03615 22,5 0,35 0,35 0,50
3,75-4 0,25 2,46 0,0369 16,26 0,21 0,21 0,30
4 - 4,25 0,25 2,6 0,039 23,25 0,16 0,16 0,23
425 - 45 025 245 0,03675 17,92 0,21 0,21 0,31
4,50 - 4,75 0,25 2,38 0,0357 29,31 0,16 0,16 0,23
4,75 - 5 0,25 2,52 0,0378 20,8 0,28 0,28 0,40
5 - 5,25 0,25 2,34 0,0351 24,84 0,18 0,18 0,26
5,25 - 5,5 0,25 2,22 0,0333 42,41 0,21 0,21 0,30
5,50 - 5,75 0,25 2,26 0,0339 56,86 0,36 0,36 0,51
5,75 - 6 0,25 2,28 0,0342 72,1 0,49 0,49 0,69
6 - 625 025 1,97 0,02955 141,14 0,53 0,53 0,76
625 - 65 025 209 003135 1545 1,11 1 II l,58
6,50 - 6,75 0,25 2,22 0,0333 194,91 1,29 1,29 1,84
6,75 - 7 0,25 2,74 0,0411 162,5 2,00 2,00 2,86
7·7,25
725 - 7 5
7,50 - 7,75
0,25
025
0,25
2,64
2,67
0,0396
0,04005 °
166,29
131,21
113,03
1,61
0,00
1,31
1,61
0,00
1,31
2,30
0,00
1,88
7,75 - 8 0,25 2,93 0,04395 79,45 1,24 1,24 1,77
8 - 8,25 0,25 2,91 0,04365 121,04 0,87 0,87 1,24
8,25 - 8,5 0,25 3,25 0,04875 158,55 1,48 1,48 2, Il
8,50 - 8,75 0,25 347 0,05205 215,08 2,06 2,06 2,95
8,75 - 9 025 3,06 0,0459 18 l, 13 2,47 2,47 3,53
9 - 9,25 0,25 3,3 0,0495 190,73 2,24 2,24 3,20
9,25 - 9,5 0,25 2,9 0,0435 181,65 2,07 2,07 2,96
9,50 - 9,75 0,25 3,24 0,0486 212,89 2,21 2,21 3,15
9,75 - 10 0,25 3,38 0,0507 158,75 2,70 2,70 3,85
10 - 10,5 0,5 2,91 0,04365 145,27 3.46 3,46 4,95
10,50 - 11 0,5 2,07 0,03105 130,2 2,26 2,26 3,22
11 - Il,5 0,5 1,96 0,0294 77,47 1,91 1,91 2,73
11,50 -12 0,5 1,97 0,02955 38,75. 1,14 1,14 1,64
12 - 12,5 0,5 1,89 0,02835 13,1 0,55 0,55 0,78
12,50 - 13 0,5 1,77 0,02655 14,52 0,17 0,17 0,25
13 - 13,5 0,5 1,88 0,0282 0,20 0,20 0,29
13,50 - 14 0,5 1,72 0,0258 61,5 0,00 0,00 0,00
AS7
Tableau V.7 : Taux de chlorures cumulés et temps de résidence correspondant dans le
sondage NLI (* : calculé avec CpP = 1 g.m- 2 • an- 1 ; ltlt : calculé avec CpP = 0,7 g.m- 2 • an- 1 ).

1 Profondeu, dz Hum. Hum. CI- er temps* temps *" 1
pondérale volumique
(m) (m) (%) (mWJ) (g1m2) (an) (an)
14 - 14,50 0,5 1,83 0,02745 61,5 0,84 0,84 ·1,21
14,50-15 0,5 1,98 0,0297 39,46 0,91 0,91 1,30
15-15,5 0,5 2 003 81,72 0,59 0,59 0,85
15,50-16 0,5 2,09 0,03135 84,11 1,28 1,28 1,83
16 - 16,5 0,5 1,96 0,0294 141,2 1,24 1,24 1,77
16,50 - 17 0,5 2,29 0,03435 88,48 2,43 2,43 3,46
17 - 17,5 0,5 2,07 0,03105 55,19 1,37 1,37 1,96
17,50 - 18 0,5 1,45 0,02175 54,44 0,60 0,60 0,86
18-18,5 0,5 0 0,00 0,00 0,00
18,50 - 19 0,5 1,53 0,02295 131,2 0,00 0,00 0,00
19-19,5 0,5 2,13 0,03195 115,14 2,10 2,10 2,99
19,50 - 20 0,5 2,59 0,03885 156,73 2,24 2,24 3,20
20 - 20,50 0,5 2,66 0,0399 142,73 3,13 3,13 4,47
20,50 - 21 0,5 2,62 0,0393 108,5 2,80 2,80 4,01
21 - 21,5 0,5 2,89 0,04335 85,66 2,35 2,35 3,36
21,50 - 22 0,5 2,78 0,0417 74,3 1,79 1,79 2,55
22 - 22,5 0,5 3 0,045 95,41 1,67 1,67 2,39
22,50 - 23 0,5 2,5'1 0,03765 84,59 1,80 1,80 2,57
23 - 23,5 0,5 2,64 0,0396 76,63 1,67 1,67 2,39
23,50 - 24 0,5 2,59 0,03885 86,35 1,49 1,49 2,13
24 - 24,5 0,5 2,45 0,03675 122,82 1,59 1,59 2,27
24,50 - 25 0,5 269 0,04035 135,56 2,48 2,48 3,54
25 - 25,5 0,5 3,1 0,0465 121,37 3,15 3,15 4,50
25,50 - 26 0,5 3,12 0,0468 136,48 2,84 2,84 4,06
26 - 26,5 0,5 0 107,81 0,00 0,00 0,00
26,50 - 27 0,5 3,76 0,0564 105,47 3,04 3,04 4,34
27 - 27,50 0,5 4,23 0,06345 70,89 3,35 3,35 4,78
27,50 - 28 0,5 3,9 0,0585 73,65 2,07 2,07 2,96
28 - 28,5 0,5 4,11 0,06165 54,44 2,27 2,27 3,24
28,50 - 29 0,5 4,08 0,0612 73,27 1,67 1,67 2,38
29 - 29,5 0,5 4,11 0,06165 45,79 2,26 2,26 3,23
29,50 - 30 0,5 4,05 0,06075 49,25 1,39 1,39 1,99
30 - 30,5 0,5 4,19 0,06285 44,53 1,55 1,55 2,21
30,50 - 31 0,5 4,4 0,066 38,41 1,47 1,47 2,10
31 - 31,5 0,5 4,15 0,06225 35,74 1,20 1,20 1,71
31,50-32 0,5 4,28 0,0642 51,28 1,15 1,15 1,64
32 - 32,5 0,5 4,51 0,06765 46,01 1,73 1,73 2,48
32,50 - 33 0,5 4,56 0,0684 39 1,57 1,57 2,25
33 - 33,5 0,5 4,52 0,0678 42,15 1,32 1,32 1,89
33,50 - 34 0,5 4,76 0,0714 29,36 1,50 1,50 2,15
34 - 34,5 0,5 4,89 0,07335 43,88 1,08 1,08 1,54
34,50 - 35 0,5 4,73 0,07095 50,63 1,56 1,56 2,22
35 - 35,5 0,5 4,51 0,06765 44,98 1,71 1,71 2,45
35,50 - 36 0,5 3,72 0,0558 38,62 1,25 1,25 1,79
36 - 36,5 0,5 3,38 0,0507 36,79 0,98 0,98 1,40
36,50 - 37 0,5 3,35 0,05025 28,2 0,92 0,92 1,32
37 - 37 5 05 3,16 0,0474 42,15 0,67 0,67 0,95
Tableau V.7 : Taux de chlorures cumulés et temps de résidence correspondant dans le
sondage NLI (* : calculé avec CpP = 1 g.m- 2 • an- 1 ; ** : calculé avec CpP = 0,7 g.m- 2 • ao- 1 ).
A58

Profondeur dz Hum. Hum. Cl- er temps* temps **
pondérale volumique
(m) (m) (%) (ml!!1) (21m2) (an) (an)
37,50 - 38 0,5 3 0,045 22,43 0,95 0,95 1,35
38 - 38,5 0,5 2,94 0,0441 19,45 0,49 0,49 0,71
38,50 - 39 0,5 2,74 0,0411 25 0,40 0,40 0,57
39 - 39,5 0,5 2,76 0,0414 27,37 0,52 0,52 0,74
39,50 - 40 0,5 3,14 0,0471 20,35 0,64 0,64 0,92
40 - 41 1 2,41 0,03615 32,58 0,74 0,74 1,05
41 - 42 1 2,53 0,03795 22,84 1,24 1,24 1,77
42 - 43 1 4,44 0,0666 36,91 1,52 1,52 2,17
43 - 44 1 13,53 0,20295 27,54 7,49 7,49 10,70
130,00 186,30
Tableau V.7 : Taux de chlorures cumulés et temps de résidence correspondant dans le
sondage NLI (* : calculé avec c;P = 1 g.m- 2 • an- 1 ; ** : calculé avec CpP = 0,7 g.m- 2 • an-\
A59

Profondeur dz hum. hum. cr cr temps"" temps""""
pondérale volumique
(mg r' 2_
(m) (m) (%) (gIm 2 ) (an) (an)
A6ü
0-0,25 0,25 1,71 0,02565 36,6 o,n 0,23 0,34
0,25 - 0,50 0,25 4,65 0,06975 37,8 0,66 0,66 0,94
0,50 - 0,75 0,25 9,43 0,14145 127,4 4,51 4.51 6,44
0,75 - 1 0,25 13,25 0,19875 39,5 1,96 1,96 2,80
1 - 1,25 0,25 17,7 0,2655 318,8 21,16 21,16 30,23
1,25 - 1,50 0,25 19,35 0,29025 490 35.56 35,56 50,79
1,50 - 1,75 0,25 2,41 0.03615 352,2 3,18 3,18 4,55
1,75 - 2 0,25 4,58 0,0687 411,3 7,06 7,06 10,09
2 - 2,50 0,5 1,31 0,01965 40!.3 3.94 3,94 5,63
2,50 - 3 0,5 0,7 o,a lO5 715,4 3,76 3,76 5,37
3 - 3,50 0,5 0,96 0,0144 555,8 4,00 4,00 5,72
3,50 - 4 0,5 0,71 0,01065 722,6 3,85 3,85 5,50
4 - 4,50 0,5 0,73 0,01095 602,3 3,30 3,30 4,71
4,50 - 5 0,5 1,05 0,01575 302,8 2,38 2,38 3,41
5 - 5,50 0,5 0,78 0,0117 281,1 1,64 1,64 2,35
5,50 - 6 0,5 0,84 0,0126 145,2 0,91 0,91 1,31
6 - 6,50 0,5 0,86 0,0129 127,5 0,82 0,82 1,17
6,50 - 7 0,5 0,79 0,01185 185,4 1,10 1,10 l,57
7 - 7,50 0,5 0,76 0,0114 128.7 0,73 0,73 1,05
7,50 - 8 0,5 l,53 0,02295 198,2 2,27 2,27 3,25
8 - 8,50 0,5 1,67 0,02505 265,1 3,32 3,32 4,74
8,50 - 9 0,5 1,81 0,02715 359,8 4,88 4,88 6,98
9 - 9,50 0,5 1,82 0,0273 455,4 6,22 6,22 8,88
9,50 - 10 0,5 1,84 0,0276 541,1 7,47 7,47 10,67
10 - 10,50 0,5 1,92 0,0288 514,6 7,41 7,41 10,59
10,50- 11 0,5 2,04 0,0306 535,5 8,19 8,19 11,70
11-11,50 0,5 2,27 0,03405 665,9 11.34 Il,34 16,20
Il,50 - 12 0,5 2,05 0,03075 812,4 12,49 12,49 17,84
12 - 12,50 0,5 1,83 0,02745 779,6 10,70 10,70 15,29
12,50 - 13 0,5 1,77 0,02655 854,5 Il,34 11,34 16,20
13 - 13,50 0,5 1,46 0,0219 1084 Il,87 11,87 16,96
13,50-14 0,5 1,6 0,024 834,1 10,01 10,01 14,30
14 - 14.50 0,5 1,91 0,02865 926.7 13,27 13,27 18,96
14,50-15 0,5 1,88 0,0282 948,1 13,37 13,37 19,1O
15 - 15,50 0,5 2,5 0.0375 819,6 15.37 15,37 21.95
15,50 - 16 0,5 2,08 0,0312 724,2 Il,30 11,30 16,14
16 - 16,50 0,5 2,05 0,03075 832,8 12,80 12,80 18,29
16,50 -17 0,5 2,06 0,0309 1067,2 16,49 16,49 23.55
17 - 17,50 0,5 2,29 0,03435 923 15,85 15,85 22,65
17,50 -18 0,5 2,19 0,03285 893,7 14,68 14,68 '20.97
18 - 18,50 0,5 2,13 0,03195 765,6 12,23 12,23 17,47
Tableau V.S : Taux de chlorures cumulés et temps de résidence correspondant dans le
sondage NL2 (* : calculé avec CpP = 1 g.m- 2 • an- 1 ; U : calculé avec ë;'P = 0,7 g.m' 2 • an'I).

Profondeur dz hum. hum. cr cr temps* temps**
pondérale volumique
(m) (m) (%) (mgr l ) (g/m 2 ) (an) (an)
18,50 - 19 0,5 l,59 0,02]85 724,2 8.M 8,64 12,34
19-19,50 0,5 l,56 0,0234 604,4 7,07 7,07 JO, 10
19,50 - 20 0,5 1,33 0,01995 426,3 4,25 4,25 6,07
20 - 20,50 0,5 1,44 0,0216 283,7 3,06 3.06 4,38
20,50 - 21 0,5 2,07 0,03105 192,7 2,99 2,99 4,27
21 - 21,50 0,5 2,36 0,0354 78,8 1,39 1.39 1,99
21,50-22 0,5 2,83 0,04245 46,3 0,98 0,98 1,40
22 - 22,50 0,5 3,03 0,04545 26,3 0,60 0,60 0,85
22,50 - 23 0,5 3,65 0,05475 18,8 0,51 0,51 0,74
23 - 23,50 0,5 9,4 0,141 9 0,63 0,63 0,91
23,50 - 24 0,5 18,76 0,2814 15,2 2,14 2,14 3,06
A61
365,93 522,75
Tableau V.S : Taux de chlorures cumulés et temps de résidence correspondant dans le
sondage NL2 (* : calculé avec CpP = 1 g.m- z . an- 1 ; "'* : calculé avec CpP = 0,7 g.m-:Z. an- 1 ).

Profondeur dz Hum. Hum. cr cr temps* temps**
pondérale volumique
(en m) (m) (%) (mg/l) (gIm 2 ) (an) (an)
1,25 - l,50 0,25 1,1 0,0165 11,11 (),(l5 0,05 0,07
1,5 - 1,75 0,25 1 0,015 12,2 0,05 0,05 0,07
1,75 - 2 0,25 0 0,00 0,00 0,00
2 - 2,25 0,25 0,7 0,0105 34,69 0,09 0,09 0,13
2,25 - 2,5 0,25 1,3 0,0195 37,72 0,18 0,18 0,26
2,5 - 2,75 0,25 0,6 0,009 292,9 0,66 0,66 0,94
2,75-3 0,25 2,2 0,033 93,3 0,77 0,77 1,10
3 - 3,25 0,25 2,7 0,0405 39,48 0,40 0,40 0,57
3,25 - 3,5 0,25 2,4 0,036 52 0,47 0,47 0,67
3,5-3,75 0,25 2,2 0,033 73,51 0,61 0,61 0,87
3,75 - 4 0,25 2,8 0,042 58,31 0,61 0,61 0,87
4-4,25 0,25 2,2 0,033 84,82 0,70 0,70 1,00
4,25 - 4,5 0,25 2.6 0,039 74,64 o,n 0,73 1,04
4,5-4,75 0,25 3 0,045 25,2 0,28 0,28 0,41
4,75 - 5 0,25 2,7 0,0405 6,97 0,07 0,07 0,10
5 - 5,25 0,25 2,4 0,036 18,2 0,16 0,16 0,23
5,25 - 5,5 0,25 1,6 0,024 19,25 0,12 0,12 0,17
5,5 - 5,75 0,25 2,7 0,0405 4,64 0,05 0,05 0,07
5,75 - 6 0,25 2,8 0,042 6,73 0,07 0,07 0,10
6 - 6,25 0,25
6,25 - 6,5 0,25 2,9 0,0435 8,68 0,09 0,09 0,13
6,5 - 6,75 0,25 0 0,00 0,00 0,00
6,75 - 7 0,25 0 0,00 0,00 0,00
7 - 7,25 0,25 0 0,00 0,00 0,00
7,25 - 7,5 0,25 3,6 0,054 7,07 0,10 0,10 0,14
7,5 - 7,75 0,25 1,8 0,027 -6,87 -0,05 -0,05 -0,07
7,75 - 8 0,25 3,3 0,0495 7,67 0,09 0,09 0,14
8 - 8,25 0,25 3,5 0,0525 5,44 0,07 0,07 0,10
8,25 - 8,5 0,25 3,1 0,0465 8,14 0,09 0,09 0,14
8,5-8,75 0,25 2,4 0,036 23,4 0,21 0,21 0,30
8,75 - 9 0,25 3,1 0,0465 8,14 0,09 0,09 0,14
9 - 9,25 0,25 2,2 0,033 36,75 0,30 0,30 0,43
9,25 - 9,5 0,25 2,4 0,036 13 0,12 0,12 0,17
9,5 - 9,75 0,25 2,7 0,0405 9,29 0,09 0,09 0,13
9,75 - 10 0,25 1,7 0,0255 14,52 0,09 0,09 0,13
10 - 10,5 0,5 2 0,03 12,4 0,19 0,19 0,27
10,5 - Il 0,5 2,8 0,042 20,19 0,42 0,42 0,61
Il - Il,5 0,5 3,2 0,048 15,8 0,38 0,38 0,54
11,5-12 0,5 2,4 0,036 111,8 2,01 2,01 2,87
12 - 12,5 0,5 2,8 0,042 311,76 6,55 6,55 9,35
12,5 - 13 0,5 3,4 0,051 78,32 2.00 2,00 2,85
13 - 13,5 0,5 4.1 0,0615 139,14 4,28 4,28 6, II
13,5 - 14 0,5 4,7 0,0705 37,17 1,31 1,31 1,87
A62
Tableau V.9 : Taux de chlorures cumulés et temps de résidence correspondant dans le
sondage L23 (* : calculé avec CpP = 1 g.m- 1 • an- 1 ; ** : calculé avec CpP = 0,7 g.m- 1 . an- 1 ).

Profondeur dz Hum. Hum. cr cr temps* temps**
pondérale volumique
(en m) (m) (%) mgll (gIm 2 ) (an) (an)
14-14,5 0,5 3,7 0,0555 30,99 0,86 0,86 1,23
14,5 - 15 0,5 3.4 0,051 27,97 0.71 0,71 1,02
15 - 15,5 0,5 4,8 0.072 16,2 (US 0,58 0,83
15,5-16 0,5 4.9 0,0735 7,95 0,29 0,29 0,42
16-16,5 0.5 4 0,06 6,4 0.19 0,19 0,27
16,5 - 17 0,5 1,8 0,057 8,39 0,24 0,24 0,34
17 - 17,5 0,5 3,2 0,048 9,88 0,24 0,24 0,34
17,5 - 18 0,5 2,4 0,036 10,4 0,19 0,19 0,27
18-18,5 0,5 3,9 0,0585 4,92 0,14 0,14 0,21
18,5-19 0,5 5,2 0,078 6,27 0,24 0,24 0,35
19 -19,5 0,5 5.6 0,084 5,86 0,25 0,25 0,35
19,5-20 0,5 6,5 0,0975 5,12 0,25 0,25 0,36
20 - 20,5 0,5 5,3 0,0795 6,16 0,24 0,24 0,35
20,5-21 0,5 5.7 0,0855 5,76 0,25 0,25 0,35
21 - 21,5 0,5 5 0,075 5,2 0.20 0,20 0,28
21,5 - 22 0,5 4,7 0.0705 6,88 0,24 0,24 0,35
22 - 22,5 (J.5 4 0,06 4,8 0,14 0,14 0,21
22,5 - 23 0,5 3.9 0,0585 6,55 0.19 0,19 0,27
23 - 23,5 0,5 3,4 0,05] 3,73 0.10 0,10 0,14
23,5 - 24 0,5 2,9 0,0435 6,51 0,14 0,14 0,20
24 - 24,5 0,5 3,5 0,0525 7,26 0,19 0,19 0,27
24,5 - 25 0,5 3,3 0,0495 5,75 0,14 0,14 0,20
25 - 25,5 0,5 3,9 0,0585 3,28 0,10 0,10 0,14
26 - 26,5 0,5 4.7 0,0705 4,13 0,15 0,15 0,21
26,5 - 27 0,5 4,8 0,072 -2,7 -0,10 -0,10 -0,14
27 - 27,5 0,5 4,6 0,069 4,21 0,15 0,15 0,21
27,5 - 28 0,5 5,5 0,0825 3,57 0,15 0,15 0,21
28 - 28,5 0,5 5 0,075 11,7 0,44 0,44 0,63
28,5 - 29 0,5 4,7 0,0705 5,51 0,19 0,19 0,28
29 - 29,5 0,5 4,3 0,0645 13,46 0,43 0,43 0,62
29,5 - 30 0,5 5,6 0,084 14,06 0,59 0,59 0,84
30 - 30,5 0,5 5,9 0,0885 11,17 0,49 0,49 0,71
30,5-31 0,5 6,2 0,093 10.68 0,50 0,50 0,71
31 - 31,5 0,5 5,8 0,087 22,69 0,99 0,99 1,41
31,5-32 0,5 6,4 0,096 16,6 0,80 0,80 1,14
32 - 32,5 0,5 6,9 0,1035 19,39 1,00 1,00 1,43
32,5 - 33 0,5 7,6 0,114 16,9 0,96 0,96 1,38
3:1 - :13,5 0,5 7.6 0.114 11,56 0,66 0,66 0,94
37,94 54,19
Tableau V.9 : Taux de chlorures cumulés et temps de résidence correspondant dans le
sondage L23 (* : calculé avec CpP = 1 g.m'l. an- I ; ** : calculé avec CpP = 0,7 g.m,l. an'I).
A63