Étude de la productivité d’un aquifère de socle et approche statistique pour la détermination des tranches de profondeurs potentiellement productives : cas de la région de Bongouanou, est de la Côte d’Ivoire Study of hard rock aquifer productivity and a statistical approach for the determination of potential productive depths: case of the Bongouanou region, eastern Ivory Coast

Résumé

Dans le département de Bongouanou, l’essentiel de l’approvisionnement en eau potable de la population est assuré par les eaux souterraines contenues dans les aquifères de socle des granites et des schistes. Malheureusement, plus de 20 % des forages réalisés sont négatifs, en raison de leur trop faible productivité. Ce travail a donc pour objectif d’améliorer la connaissance de ce type d'aquifère et d’évaluer ses potentialités en eau souterraine. Pour ce faire, des analyses statistiques des paramètres hydrogéologiques de 230 forages réalisés dans le département de Bongouanou ont été effectuées. Cet aquifère bénéficie d’une recharge moyenne annuelle de 145 mm. La moyenne du débit des forages est de 4,34 m³•h^‑1 et la transmissivité moyenne est de 1,5•10^‑4 m²•s^‑1. Les aquifères de socle de la région de Bongouanou sont donc modestement productifs, caractéristique typique des milieux de socle altérés. Les résultats statistiques révèlent que les schistes, qui occupent plus de 80 % du territoire, sont plus productifs que les granites. Généralement, les forages implantés sur les pentes et les fonds de vallée, dans cette région, présentent des débits plus importants que ceux des plateaux. L’influence de l’altération sur la productivité des forages est démontrée. Statistiquement, elle se traduit par une relation apparente entre l’épaisseur des altérites meubles (saprolite) et la productivité. Ainsi, pour des épaisseurs de saprolite inférieures à 15 m (interprétées comme dues à l’absence de l’horizon fissuré perméable sous-jacent) et supérieures à 60 m (interprétées comme dues au fait que le forage recoupe une discontinuité subverticale argilisée), les débits sont très faibles. On observe aussi que ce sont seulement les 30 premiers mètres de l’horizon fissuré, situé juste sous la base des altérites meubles, qui sont les plus perméables, et donc les plus productifs; au-delà de cette limite, la perméabilité diminue sensiblement avec la profondeur. Ainsi, dans cette région, à partir de la surface du sol, les profondeurs optimales les plus productives en eau souterraine sont comprises entre 40 et 70 m pour les granites et 40 à 80 m pour les schistes. Enfin, ce travail permet de proposer un modèle conceptuel de la structure et des propriétés hydrodynamiques des aquifères de socle de cette région de la Côte d’Ivoire.

Mots clés:

• Recharge,
• statistique,
• forage,
• aquifères de socle,
• productivité,
• transmissivité,
• Bongouanou,
• Côte d’Ivoire

Abstract

In the department of Bongouanou in the Ivory Coast, the potable water supply for the population is mainly assured by groundwater that is continuous in a hard rock aquifer of granite and schist. Unfortunately, more than 20% of bore holes that are drilled prove to be negative, because of their too weak productivity. The objective of this work was to improve the knowledge of this typical aquifer and to estimate its potential as a source of groundwater. To this end, statistical analyses of hydrogeological parameters from 230 drillings realized in the department have been carried out. For an annual average recharge of the aquifer of 145 mm, the average flow of drillings is 4.34 m³•h^‑1 and the average transmissivity is 1.5•10^‑4 m²•s^‑1. The hard rock aquifers of the Bongouanou region are thus modestly productive, as is typical of weathered hard rock. The statistical results reveal that schist, which represents more than 80% of the territory, is more productive than granite. Generally, the drillings that are established on the slope and the bottom of valley in this region yield more important flows than those on the plateau. The influence of weathering on the productivity of drillings is evident from the apparent relationship between the thickness of the weathered material (saprolite) and the productivity of the aquifer. For weathered thicknesses of less than 15 m (indicative of the absence of a permeable fissured horizon) and greater than 60 m (interpreted as an indication that the drill hole intersects a weathered subsurface discontinuity), the flows are very weak. We also observed that the first 30 m of the fissured horizon, situated just underneath the weathered base, are more permeable and thus the most productive; beyond this limit, the permeability diminishes markedly with depth. From the ground surface, the optimal depths that are the most productive of groundwater are found between 40 and 70 m for granite, and between 40 and 80 m for schist. Finally, this work allowed us to propose a conceptual model of the structure and the hydrodynamic properties of the hard rock aquifers in this Ivory Coast region.

Key-words:

• Recharge,
• statistical analysis,
• drilling,
• hard rock aquifers,
• productvity,
• transmissivity,
• Bongouanou department,
• Ivory Coast