Étude et modélisation de la formation des dépressions piézométriques en Afrique sahelienne

Abstract

Parmi les différentes théories généralement considérées pour expliquer la formation et l'entretien des dépressions piézométriques régionales : surexploitation ; drainage profond ; tectonique subsidente ; réajustement du niveau marin ; reprise évapotranspiratoire, seule la dernière semble pouvoir s'appliquer à l'ensemble des cas décrits en zone sahélienne. Les études hydrogéologiques en cours dans cette région, et notamment les résultats des isotopes de l'environnement, mettent en effet en évidence le rôle prépondérent des transferts verticaux sur les écoulements latéraux.Le schéma conceptuel présenté est basé sur les hypothèses suivantes: considérant une nappe libre alimentée par ses bordures, en milieu à faible perméabilité ; (1) il existe, en tout point de la nappe, un déficit entre l'infiltration saisonnière et la reprise évapotranspiratoire ; (2) infiltration, évapotranspiration et déficit décroissent de façon exponentielle avec la profondeur de la nappe ; (3) la piézométrie actuelle est le résultat d'une évolution commencée depuis la fin d'une période humide correspondant au remplissage maximun de la nappe (dernier pluvial Holocène pour les grandes dépressions sahéliennes).Dans un premier temps, la validité de ce schéma est testée à l'aide d'un modèle analytique simple prenant en compte les caractéristiques climatiques (évolution temporelle du déficit hydrique), les propriétés hydrodynamiques (perméabilité, coefficient d'emmagasinement) et le « pouvoir évaporatoire » du sol (« facteur de forme » k). Ce dernier, expression principalement de la texture du terrain, apparaît logiquement comme le paramètre le plus sensible pour le modèle.Un modèle transitoire unidimensionnel est ensuite présenté afin de simuler la baisse piézométrique entre deux limites à potentiel constant. La surface piézométrique obtenue semble en accord avec les données observées sur le terrain.