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Contribution d’un SIG à la cartographie des secteurs à potentialité aquifère du bassin versant du n’zi au centre de la côte d’ivoire

Session Environnement


Aime KOUDOU
kdaime@yahoo.fr

UNIVERSITE DE COCODY
22 B.P. 582
Abidjan 22, Côte d’Ivoire.
Téléphones : (225) 05-766-617 / 22-443-500

Mahaman Bachir SALEY
Fernand Koffi KOUAMÉ
Marc YOUAN TA
Jean Patrice JOURDA
Jean BIEMI

Centre Universitaire de Recherche et d’Application en Télédétection (CURAT),
Laboratoire des Sciences et Techniques de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE),
UFR des Sciences de la Terre et des Ressources Minières (UFR-STRM),
Université de Cocody (Côte d’Ivoire)





Mots clés, Logiciels utilisés, public visé


Mots clés : Potentialité, aquifère, Côte d’Ivoire, analyse multicritère, ETM+ de Landsat, SIG

Logiciels utilisés :
ArcView 3.2

Public concerné : Tout public

Résumé : L’objectif de cette étude est d’identifier les secteurs à potentialité aquifère en zone de socle du bassin versant du N’zi au Centre de la Côte d’Ivoire, par l’entremise des données ETM+ de Landsat, de l’Analyse Multicritère et d’un SIG. Plusieurs données (images satellitaires, MNT, données de forages, hydro-climatique), permettent d’élaborer des données numériques spatiales conditionnant l’existence de réservoirs en milieu de socle. La combinaison de ceux-ci par la Méthode de Hiérarchie Multicritères de Saaty (1977) au sein d’un SIG aboutit à la production d’une information synthétique sur les secteurs à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi. En effet, la carte validée réunit quatre classes de potentiel hydrogéologique. La classe Bonne (70%), se rencontre sur la quasi-totalité du bassin versant du N’zi, alors que les classes Médiocre (10%) et Mauvaise (2%) occupent quelques poches du territoire. La classe Excellente (18%) caractérise en majorité l’Est du bassin versant du N’zi.


Contexte

Avec la croissance démographique et l’aggravation des contraintes pesant sur les ressources en eau, la Côte d’Ivoire est confrontée à des problèmes liés à l’eau imputables à de nombreuses activités humaines. La crise socio-politique que vit le pays depuis le 19 septembre 2002, occasionne un important flux migratoire de la population en direction des zones plus stables et moins sujettes aux conflits armés. Le bassin versant du N’zi est l’une des destinations privilégiées aux candidats à l’exode. Sur ce territoire, il faut fournir de l’eau potable en quantité suffisante, à une population sans cesse croissante, afin d’assurer la perennité des processus économiques (croissance agricole, besoins énergétiques), sociaux et culturels (urbanisation, santé). Les eaux de surface sont vulnérables aux pollutions de tout genre (agricole, domestique, etc) et aux aléas climatiques. Le recours aux eaux souterraines s’impose. Les conditions d’accès à cette eau, située directement dans les réservoirs souterrains, sont variables selon la nature des roches qui constituent le sous-sol. Les roches cristallines et cristallophylliennes qui occupent tout le bassin versant du N’zi, présentent la caractéristique hydrogéologique d’être des aquifères lorsqu’elles sont fracturées ou fissurées. La complexité du milieu associée aux nombreux facteurs qui conditionnent l’existence d’un aquifère potentiel, exige par conséquent d’analyser, le cycle hydrologique, les systèmes fluviaux et aquifères sous-jacents dans toute leur complexité. Cette analyse fait appel à une approche intégrée qui associe les processus naturels et anthropiques à diverses échelles spatio-temporelles.
L’objectif de cette étude est de cartographier les zones à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi. Les outils et méthodes tels la télédétection, l’analyse multicritère et les SIG sont incontournables à l’atteinte de l’objectif fixé et illustrent le mieux l’approche multidisciplinaire pour l’identification des ressources en eau souterraine.
L’approche nécessite de prendre en compte des données issues de sources différentes (images satellitaires, données de forages, géologique, MNT, hydro-climatiques) afin d’élaborer des données numériques spatiales conditionnant l’existence de réservoirs en milieu de socle. Ces données numériques, combinées par la méthode d’Analyse Multicritère selon Saaty (1977) au sein d’un SIG, sont à même de produire une information synthétique sur les secteurs à potentialité aquifère du bassin versant étudié.
Après la présentation du bassin versant, le matériel utilisé et la méthodologie adoptée pour atteindre l’objectif fixé sont exposés. Les résultats obtenus sont interprétés et discutés. Une conclusion présente une synthèse des résultats obtenus. Les sources de référence sont aussi exposées.


Zone d'étude


Le bassin versant du N’zi est situé entre les longitudes 3°49’ et 5°22’ Ouest, et les latitudes 6°00’ et 9°26’ Nord. Il s’étend sur une superficie de 35 500 km², soit environ 11% de la superficie de la Côte d’Ivoire. Il représente un sous-bassin du bassin versant du fleuve Bandama. En raison de sa configuration géographique, le bassin versant du N’zi est limité par celui de la Comoé au Nord et à l’Est, et, celui du Bandama (Haut-Bandama à l’Ouest et Bas Bandama au Sud). Son cours d’eau principal, le N’zi, représente le premier affluent important de rive gauche du Bandama avec une longueur de 725 km. Il prend sa source à 400 m d’altitude à l’Est de Ferkéssédougou, au Nord de la Côte d’Ivoire et, conflue avec le Bandama à N’zianoa, situé à quelques 10 km en amont de Tiassalé dans la région d’Abidjan (Figure 1).

Localisation du bassin versant du N’zi

Le bassin est dominé dans l’ensemble par un relief assez monotone (Avenardet al., 1971), dont l’altitude varie à plus de 400 m au Nord, et moins de 100 m au Sud. L’altitude moyenne est de 215 mètres. Par ailleurs, il recouvre des zones différentes sur le plan climatique (régime tropical de transition au Nord et, régime équatorial de transition au Sud). C’est le lieu où réside aussi un constraste entre les couvertures végétales (savane au Nord et forêt au Sud) (Monnier, 1983) et entre les substratums géologiques (à dominance granitique au Nord et schisteuse au Sud) (Figure 2) (Arnould, 1958 ; Tagini, 1971 ; Casanova, 1973 ; Yacé, 1976 et Lemoine, 1988). Les principales entités de sols d’importances inégales qui recouvrent le bassin sont les sols ferralitiques moyennement et/ou faiblement désaturés et les sols ferrugineux tropicaux, auxquelles s’ajoute une très petite entité de complexe de sols (Perraud, 1971 ; Monnet, 1972).

Carte géologique du bassin versant du N’zi

MATERIEL ET METHODOLOGIE

Sources des données utilisées

Ces données non élaborées ont fait l’objet de traitements divers (spatialisation par interpolation des données ponctuelles, traitement numérique des images, numérisation du réseau hydrographique, maillage, etc) à partir de logiciels appropriés, disposant chacun de ses possibilités et de ses fonctions (Tableau II). Cependant, le logiciel SIG demeure une réelle plateforme plus performante d’intégration, de traitement des données et de réalisation de cartes.

Fonctions des logiciels utilisés

Structuration d’une base de données géo-spatiale

L’occurrence des zones à potentialité aquifère en milieu de socle requiert une étude intégrant différentes données dans un SIG. Les données géographiques relatives aux disciplines comme l'hydrologie, la climatologie, la télédétection, l'hydrogéologie, la topographie, etc, ont été utilisées. De ceux-ci, ont été extraits les paramètres environnementaux en relation avec les ressources en eau, préparés dans le système de projection Universal Transverse Mercator (UTM), zone 30 du Sphéroïde WGS 84. Les différents paramètres entrant dans la structuration de la base de données sont les suivants :
 


Recharge efficace

La méthode appliquée est celle de Thornthwaite (1944). Les données hydroclimatiques utilisées sont la précipitation, la température et le débit du cours d’eau. Sur le bassin versant du N’zi, l’estimation des paramètres du bilan hydrologique (évapotranspiration potentielle, évapotranspiration réelle, excédent, déficit, etc) moyen (1972-2000) a été effectuée pour les stations pluviométriques de Tafiré, M’Bahiakro et Tiassalé représentant respectivement le Haut N’zi, le Moyen N’zi et le Bas N’zi. La moyenne des différents paramètres est déterminée pour être attribuer à l’ensemble du bassin versant du N’zi.
La détermination de la quantité d’eau ruisselée se fait à la station de jaugeage située à l’exutoire du bassin versant (N’zianoa) où sont effectuées les mesures de débits.
La lame d’eau ruisselée est le rapport entre le débit moyen annuel écoulé à N’zianoa et la superficie du bassin versant du N’zi, sur la période de 1972 à 2000. Sur cette même période, la lame d’eau infiltrée pour recharger les aquifères résulte de la différence entre la pluviométrie totale et la somme de l’évapotranspiration réelle et du ruisselement. Toutefois, lorsqu’on travaille à grande échelle (bassin versant par exemple) et en valeurs cumulées (cas du bilan hydrologique), les résultats sont satisfaisants et permettent de donner un intervalle de grandeurs des différents paramètres qui concourent à l’estimation de l’infiltration avec un taux d’erreur de 10% (Jourda et al., 2006).


Réseau de fracturation

Les images ETM+ de Landsat 7 couvrant la zone d’étude prises en saison sèche (Novembre à Mars), apparaissent en générale très claires et nettes. Elles sont donc d’une qualité radiométrique acceptable (absence de bruits). Elles sont toutes orthorectifiées grâce à des techniques qui offrent un parfait géoréférencement et une plus grande exactitude (Leblanc, 2002). Les différentes dates de celles-ci n’influencent pas sur les résultats attendus, vu que la mise en place des fractures s’est effectuée il y a de cela des millions d’années (Jourda et al., infiltrée pour recharger les aquifères résulte de la différence entre la pluviométrie totale et la somme de l’évapotranspiration réelle et du ruisselement. Toutefois, lorsqu’on travaille à grande échelle (bassin versant par exemple) et en valeurs cumulées (cas du bilan hydrologique), les résultats sont satisfaisants et permettent de donner un intervalle de grandeurs des différents paramètres qui concourent à l’estimation de l’infiltration avec un taux d’erreur de 10% (Jourda et al., 2006). Ces images ont donc fait l’objet de traitements numériques. La mosaïque des 6 scènes  .

Mosaïque des scènes ETM+ et fenêtrage du bassin versant du N’zi

La mosaïque des 6 scènes  (Figure 3) suivie du fenêtrage du bassin versant du N’zi, aboutissent à l’extraction de la zone d’intérêt. Les opérations de rehaussement (étalement dynamique, rapports de bandes, analyse en composantes principales (ACP) et compositions colorées) sont appliquées aux images pour améliorer la qualité visuelle de celles-ci et, accentuer les discontinuités lithologiques et structurales de la zone d’étude ayant un intérêt en hydrogéologie. L’application du filtre directionnel de Sobel 7x7 aux images rehaussées, accentue les discontinuités-images  (morphologique, hydrographique, couverture végétale, différence de tonalités de surface, etc.). En Côte d’Ivoire, ce filtre a donné de bons résultats pour les analyses structurales (Biémi, 1992 ; Kouamé, 1999 ; Jourda, 2005).
L’interprétation visuelle des images facilite l’extraction manuelle des éléments structuraux. Ces derniers sont validés par les accidents majeurs identifiés par Biémi (1992) et celle de la carte géologique de la zone d’étude, en vue d’apporter plus de crédibilité à la carte de fracturation du bassin versant du N’zi.
Cette carte est par la suite discrétisée en mailles. Les dimensions de la Surface Elémentaire Représentative (SER) pour laquelle la répartition directionnelle des linéaments (fractures) est cohérente dans le champ de fracturation réalisée est de 5x5 Km (maille régulière). Dans chaque maille, il est déterminé le nombre total de fractures, la longueur et l’orientation de chaque fracture. Les longueurs cumulées de fractures servent par la suite à la réalisation de la carte des intensités de fracturation du bassin versant. L’intérêt de cette carte est de mettre en évidence sur le bassin versant du N’zi, la variabilité spatiale de l’intensité de la fracturation conditionnant les zones à perméabilités variables pour la recharge de l’eau souterraine.
La carte des linéaments structuraux du bassin versant sert aussi d’élément de base à la détermination des perméabilités induites. Une méthodologie propre aux milieux fissurés pour la détermination des perméabilités induites par les fractures a été proposée par Franciss (1970). Cette dernière a été utilisée et améliorée par différents auteurs dont Savadogo (1984), Biémi (1992), Savané (1997), Kouamé (1999), Koussoubé (1996) et Jourda (2005). L’approche basée sur des théories mathématiques, permet de faciliter la modélisation de l’écoulement souterrain en milieu cristallin et cristallophyllien fissuré.
Les variables (nombre total de fractures, longueur et orientation des fractures de chaque maille), extraites de la carte de fracturation sont associées aux pararmètres de coefficient de proportionnalité Ci (3,8.10) et de conductivité hydraulique Kf (3,51.10m/s) estimés par Biémi (1992) dans la région de la Marahoué. Ce choix est motivé par le fait que cette région est géographiquement proche de la zone d’étude avec laquelle elle présente des similitudes sur le plan géologique. Tous ces paramètres sont intégrés au programme EVC (Evaluation de la variabilité climatique) pour la détermination des valeurs de perméabilités induites par les fractures du bassin versant. La carte thématique des perméabilités induites de la zone d’étude met en évidence la variabilité spatiale des zones de circulation des eaux souterraines.

Réseau de drainage

 Le réseau hydrographique relevé sur la mosaïque des cartes topographiques Nord-Est et Sud-Est de la Côte d’Ivoire, permet de réaliser la carte du réseau de drainage du bassin versant du N’zi. Cette carte est par la suite discrétisée en mailles régulières de 5 km de côté. Dans chaque maille réalisée, il est déterminé le nombre total, et la longueur cumulée des drains. L’interpolation de la longueur cumulée des drains par maille, permet de générer la carte de densité de drainage de la zone d’étude. L’objectif de cette carte est de mettre en évidence les zones de forte densité de drainage représentant probablement les zones imperméables où le ruissellement est important

Topographie

 La connaissance du relief intervient comme un facteur déterminant dans la gestion de l’eau, en ce qui concerne la délimitation du bassin versant, de l’infiltration, etc (El Morjani, 2002).
Le relief est en conséquence l’un des premiers critères conditionnant l’emplacement de forages. La topographie du bassin versant du N’zi est représentée par le modèle numérique de terrain (MNT). De celui-ci, la carte des pentes du bassin est réalisée.
 

Altération

 Les fiches techniques de forages du bassin versant du N’zi renferment les divers paramètres (lithologie, épaisseurs des altérites, profondeurs des forages, profondeurs des arrivées d’eau, Débit, Niveau statique, etc.) entrant dans la productivité des ouvrages de captage. Les altérites peuvent constituer des réservoirs potentiels si elles affichent une porosité suffisamment élevée (Langevin et al., 1989). Le paramètre « épaisseur des altérites » des formations superficielles est interpolé sur la zone d’étude pour réaliser la carte des épaisseurs d’altération du socle du bassin versant du N’zi.
 
Ces différents plans d’informations élaborés sont incorporés dans la base de données du Système d’Information Hydrogéologique à Référence Spatiale du bassin versant du N’zi. Cette base de données est utilisée comme élément de base pour la cartographie des secteurs à potentialité aquifère du bassin versant.
 

Méthode d’identification des secteurs à potentialité aquifère

La création des documents spatiaux aboutit à la mise en place des plans d’information en format raster ou vecteur. Ils sont par la suite combinés par la Méthode de Hiérarchie Multicritère (MHM) de Saaty (1977) au sein du SIG pour produire une information synthétique sur les secteurs à potentialité aquifère de la zone d’étude.
Cette méthode se déroule en quatre étapes que sont l’identification des critères de décision, la classification et standardisation des critères, la pondération des critères et, le croisement ou l’agrégation des critères par pondération.
 

Identification des critères de décision

Le critère représente l’élément de décision en rapport avec son degré d’importance dans la décision à prendre. L’identification des critères constitue donc, l’étape la plus délicate et fondamentale de l’analyse multicritère pour un problème de décision. En référence aux travaux de Engalenc et al., 1978 et 1979 ; Langevin et al., 1989 ; Savané, 1997 ; Savané et Biémi, 1999 ; Goyal et al., 2004 ; Phukon, 2004 ; Saley, 2003 ; Jourda, 2005 ; Jourda et al., 2006 en environnement cristallin et cristallophyllien, les conditions favorables à l’existence d’un réservoir sont définies par 6 critères que sont l’infiltration efficace, la pente, la densité de drainage, l’épaisseur d’altération, la densité de fracturation et la perméabilité induite, décrits au tableau III.


Description des critères


Classification et standardisation des critères

 Les critères ainsi identifiés sont repartis en 5 classes qualifiées de très faible, faible, moyen, forte, très forte comme l’ont défini Savané et al. (1997), Saley (2003) et Jourda (2005). Ces classes ont été choisies en tenant compte de la classification proposée par le Comité Inter-Africain d’Études Hydrauliques (C.I.E.H., 1978) qui subdivise les débits de production des ouvrages en cinq classes. Les critères ainsi classifiés sont standardisés puisque mesurés selon des échelles différentes avec des unités différentes. Cette standardisation s’impose pour une bonne analyse multicritère. A cet effet, un intervalle de 0 à 10 a été retenu en s’appuyant sur les travaux de Youan Ta (2008). Les classes des critères qualifiées de « très faible » ou « très forte » se verront attribuer d’une note de 10 selon qu’elles contribuent à l’excellente réalisation de l’indicateur « Potentialité aquifère » du bassin versant. Dans le cas contraire, ces classes seront affectées d’une note de 1. Les classes intermédiaires auront une attribution de valeurs intermédiaires selon une distribution linéaire croissante ou décroissante. Le résultat de la classification et la standardisation des six critères identifiés, dont la combinaison favorise la bonne accumulation ou non des eaux souterraines dans le bassin versant, est consigné dans le tableau IV.


Classification et standardisation des critères de Potentialité aquifère


Pondération des critères selon la Méthode Hiérarchie Multicritère de Saaty

 Cette méthode se décompose en quatre étapes que sont : la hiérarchisation des critères par importance du plus important au moins important sur la base de l’échelle numérique de comparaison binaire (Saaty, 1984) (tableau V), la construction d'une matrice à partir de la comparaison deux à deux des critères, la détermination des poids associés à chaque critère grâce à une méthode approchée de calcul des vecteurs propres et enfin, la vérification de la consistance du résultat.


Echelle numérique de comparaison binaire (Saaty, 1984)


Dans le bassin versant du N’zi, la comparaison dans une matrice de l’importance relative des six critères retenus pris deux par deux, accorde beaucoup plus d’importance au critère, selon qu’il appartient d’une part au domaine hydroclimatique, ou géomorphologique, ou structural pris dans cet ordre. D’autre part, le critère est d’autant plus important qu’il influe sur un autre critère.
La matrice originale [A] de comparaison par paire des critères de l’indicateur Potentialité aquifère du bassin versant du N’zi est présentée au tableau VI.
 


Matrice originale de comparaison par paire des critères de l’indicateur Potentialité aquifère du bassin versant du N’zi


Chaque colonne de [A] est sommée. Ensuite, [A] est normalisée en divisant chaque élément d’une colonne par la somme de cette colonne. Cela aboutit à l’obtention de la matrice normalisée [B]. De cette matrice normalisée [B], il a été deduit le vecteur de priorité [C] qui correspond à la moyenne de chaque ligne. Les valeurs du vecteur de priorité correspondent d’une colonne par la somme de cette colonne. Cela aboutit à l’obtention de la matrice normalisée [B]. De cette matrice normalisée [B], il a été déduit le vecteur de priorité [C] qui correspond à la moyenne de chaque ligne. Les valeurs du vecteur de priorité correspondent aux coefficients de pondération des critères. Le processus de détermination du vecteur de priorité [C] est représenté par le tableau VII.


Détermination du vecteur de priorité ou des coefficients de pondération


La vérification de la cohérence de la matrice débute par la détermination des différents vecteurs (tableau VIII). A cet effet, le vecteur [D]= [A]*[C] est obtenu en multipliant chaque colonne de la matrice originale [A] par la priorité globale (coefficient de pondération) lui correspondant, suivi de la sommation des éléments de chaque ligne.
Le vecteur [E]= [D]/[C] est le résultat de la division de chaque total de ligne de [D] par la priorité du critère correspondant à cette ligne.
λmax représente la moyenne des résultats obtenus à l’étape précédente.
 


Détermination des différents vecteurs


λmax = 38,06/nbrecolonne=38,06/6
λmax =6,34
 
L’Indice de Cohérence (IC) définit par Saaty pour mesurer la cohérence logique des jugements est le suivant :
IC= (λmax–nbrecolonne)/(nbrecolonne-1)
IC= (6,34-6)/(6-1)=0,068=6,8% donc IC<10%. Par conséquent, le raisonnement utilisé pour la matrice est cohérent.
 
Le Ratio de Cohérence (RC) définit par Saaty et qui peut être interprété comme la probabilité que la matrice soit complétée aléatoirement est le suivant :
RC=IC/IA où IA représente l’Indice Aléatoire d’une matrice de même dimension (tableau IX).


Valeur de l’Indice Aléatoire (IA)


RC=IC/IA=0,068/1,24
RC=0,055=5,5% donc RC<10% alors la matrice est cohérente.
 

Croisement ou agrégation des critères par pondération

Il existe diverses méthodes de croisement. Cependant, le choix s’est porté sur la méthode d’agrégation complète par pondération (Joerin, 1995 ; Savané, 1997 ; Saley, 2003 ; Martin et al., 2004 ; Jourda, 2005). Cette méthode consiste à la sommation des valeurs standardisées et pondérées de chaque critère intervenant dans l’élaboration de l’indicateur spécifique « Potentialité aquifère ». Elle peut être résumée par la formule suivante :
S=∑WiXi
avec :
S : le résultat
Wi : poids du critère i
Xi : la valeur standardisée du critère i
 
Cette procédure aboutit à l’obtention d’un indice d’aptitude situé sur une échelle de 0 à 10, car la somme des coefficients de pondération développée par la méthode de Saaty vaut 1.
L’établissement de la carte thématique «Potentialité aquifère» consiste à reporter dans l’espace, les différentes valeurs issues de la sommation des valeurs standardisées et pondérées de chaque critère intervenant dans l’élaboration dudit indicateur. Une reclassification des facteurs conduira à des cartes thématiques à quatre classes que sont la classe Mauvaise ; la classe Médiocre ; la classe Bonne et la classe Excellente. Le nombre de classe est fixé à quatre pour une meilleure lisibilité et une bonne interprétation de la carte résultante.
 

Méthode de validation de la carte des secteurs à potentialité aquifère

Afin d’asseoir la réalité de la carte de potentialité aquifère du bassin versant du N’zi, il convient de procéder à une vérification par des mesures de terrain. Celles-ci devront rendre compte du potentiel en eaux souterraines, et ainsi apporter une certaine crédibilité au travail effectué. Le critère d’évaluation choisi répond au souci de la réalité de terrain, aux principes d’indépendance du critère puis de conformité de celui-ci (Jourda, 2005 et Jourda et al., 2006). Les débits de forages provenant du MIE-HV (Ministère des Infrastructures Économiques de l’Hydraulique Villageoise) ont été retenus pour la validation de la carte de potentialité aquifère. Le mode de validation utilise les courbes de tendance de sensibilité en milieu de socle (Jourda, 2005 et Jourda et al., 2006) (figure 4).


Formes théoriques des courbes de tendance de sensibilité en milieu de socle


De façon succinte, l’établissement de ces courbes débute par le regroupement des débits de forages en cinq classes (très fort, fort, moyen, faible et très faible). À chaque classe est affecté un index et un tri est fait suivant cet index, si bien qu’à la carte thématique, il est exclusivement superposé la classe du critère d’évaluation voulue. Il est relevé pour chaque classe de sensibilité de la carte thématique évaluée, le nombre d’ouvrages qui s’y trouve. Ainsi, pour toute classe du critère d’évaluation, l’on obtient un nombre d’ouvrages qui appartient à chaque classe de sensibilité de la carte thématique étudiée. Le pourcentage par rapport au total de chaque classe du critère d’évaluation, est calculé. Pour chaque classe de sensibilité, une courbe de tendance relative à chaque classe du critère d’évaluation est établie. Puis la validation s’effectue en comparant la forme des courbes de tendance des classes de sensibilité à celle des courbes théoriques.


RÉSULTATS ET INTERPRÉTATION

La cartographie des zones à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi grâce à une analyse multicritère, est consécutive à la réalisation de la base de données contenant les différents plans d’informations numériques qui augurent très favorablement à l’existence d’un réservoir. La carte des potentialités en eaux souterraines est validée par les débits des forages réalisés dans la zone d’étude.


Matrice originale de comparaison par paire des critères de l’indicateur Potentialité aquifère du bassin versant du N’zi


Analyse de la carte des zones à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi

Le document hydrogéologique réalisé permet de visualiser la variabilité spatiale des secteurs à potentialité aquifère. Ainsi, il se caractérise par la présence de quatre classes de potentiel hydrogéologique « Mauvais à Excellent » avec la classe « Bonne » la plus représentative (70%) et la classe Mauvaise la moins représentative 2% (figure 5).
La classe Mauvaise qui caractérise les zones de potentialités des ressources en eaux souterraines très défavorables, est faiblement représentée sur le bassin versant du N’zi. En fait, des poches de potentialité Mauvaise se rencontrent au Nord de Niakaramandougou, sur les collines de Fétékro et au Sud de Toumodi. Ces poches sont entourées de la classe de potentialité Médiocre et caractérisent les zones défavorables à l’existence de réservoir. Cette classe est très faiblement représentée comparativement à la classe de potentialité Bonne, qui est la classe dominante et qui occupe la quasi-totalité du bassin versant du N’zi. La classe de potentialité Excellente caractérise en majorité l’Est du bassin versant du N’zi, dominé par les formations métamorphiques. Quelques poches de potentialité Excellente se rencontrent au Sud de Niakaramandougou et de Yamoussoukro et à l’Est de Tiébissou.


Répartition en pourcentage des superficies couvertes par les classes de sensibilité


La figure 6 présente la carte des secteurs à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi.
Ainsi, l’eau souterraine serait présente partout dans le bassin versant du N’zi, mais en quantité très variable. 
 


ZoomFigure 6 : Secteurs à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi


Validation de la carte des zones à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi

Le tableau X montre les pourcentages du nombre de forages selon les classes de débits. Le graphe des pourcentages du nombre de forages en fonction des classes de débits est illustré par la figure 7.


Pourcentages du nombre de forages suivant les classes de débits


Graphe des pourcentages du nombre de forages en fonction des classes de débits


L’allure des courbes de tendance des classes de sensibilité Bonne et Excellente est parfaitement identique à celle des courbes théoriques en milieu de socle. Cependant, aucune corrélation ne peut être établie entre les courbes des classes de sensibilité Médiocre et Mauvaise et les courbes théoriques. Ces résultats justifient de la complexité des aquifères fracturés de socle de la zone d’étude. Toutefois, les résultats sont satisfaisants et les courbes de sensilité permettent de valider la carte des zones à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi.
Par ailleurs, un ensemble de forages à débits très forts (Q> 10 m/h) et forts (5 m/h <Q< 10 m/h) du bassin versant du N’zi ont été relevés après avoir été superposés à la carte thématique des potentialités aquifères. Les résultats sont présentés dans le tableau XI. Les classes de potentialité Excellente et Bonne ont une productivité très forte à forte, dans la majorité des cas. Ce résultat vient encore une fois de plus, corroborer la validation de la carte thématique réalisée. La méthode est donc fiable.


Classe de potentialité aquifère et productivité : test de contrôle en vue de la carte de potentialité aquifère du bassin versant du N’zi


DISCUSSION

L’identification des secteurs à potentialité aquifère du bassin versant du N’zi par l’entremise des données ETM+ de Landsat, de l’analyse multicritère et d’un SIG a donné des résultats satisfaisants, cependant, sa mise en œuvre a suscité beaucoup de difficultés. La première se rapporte à l’évaluation de la recharge qui est l’un des paramètres les plus difficiles à évaluer. En effet, il existe peu de méthodes directes qui permettent d’obtenir la valeur de ce paramètre. De plus, il s’agit d’un phénomène discontinu spatialement (les zones de recharges étant locales) et une interpolation biaiserait le résultat aux limites des zones de recharges de valeurs différentes. Là où les valeurs de recharge obtenues constituent une approximation régionale, le résultat peut varier en fonction de la qualité des données et de la méthode utilisée.
L’autre difficulté a trait à la définition des limites de classes des critères choisis de la méthode. Pour chaque critère, la gamme de variation des valeurs est divisée en un certain nombre voulu de classes selon des valeurs de limites choisies, non nécéssairement équidistantes mais significatives du point de vue des applications pratiques. Le choix des limites de classe s’opère en fonction d’une part, de la faculté de discernement de l’opérateur et de son sens de jugement et d’autre part, des valeurs affichées par les histogrammes des critères (Jourda et al., 2006). Les limites des classes des critères ne sont pas figées.
Le choix de la méthode de comparaison par paire se justifie pour sa facilité d’usage, la possibilité de l’implémenter dans un fichier tableur et surtout pour sa capacité à fournir un protocole de vérification de la cohérence des comparaisons entre critères.
Selon Svoray et al. (2005), cette méthode permet d'appréhender la complexité du monde réel. L’inconvénient majeur est l’absence de transparence car le mode de calcul des poids de chaque critère reste assez complexe, bien que les choix demandés à l’utilisateur soient simples. La relation d’importance définie entre deux critères n’est pas stricte (Cherqui, 2005).
La comparaison binaire des critères s’appuie sur le jugement subjectif de l’individu. Cette étape de collecte des appréciations est la plus controversée. En effet une des critiques majeures prononcées envers la méthode MHM porte sur l’échelle de jugement. En fait, le choix de l'échelle allant de 1 (même importance) jusqu'à 9 (absolument plus important) n'est pas justifié mathématiquement.
L’établissement de la carte thématique des zones à potentialité aquifère, a justifié de l’utilisation de certains paramètres (recharge, perméabilité induite, épaisseur d’altération, etc.) dont la réalisation s’est faite par interpolation. Cette dernière permet certes, d’assigner des valeurs dans des secteurs où aucune donnée n’est disponible, cependant elle entraîne des erreurs dans la réalisation de ces paramètres, car elle n’est fiable qu’à l’intérieur des intervalles délimités par les données ponctuelles.
Par ailleurs, la réalisation de la carte des zones à potentialité aquifère selon la méthode de pondération de Saaty ne réflète pas mieux la sensibilité du terrain. En fait, l’allure des courbes de tendance des classes de sensibilité Médiocre et Mauvaise, ne reflète pas celle des courbes théoriques en milieu de socle. Néanmoins, les courbes de senbilité Bonne et Excellente, parfaitement représentées, apportent une certaine crédibilité au travail réalisé puisque de tout temps, ce sont les zones Bonne à Excellente qui sont toujours recherchées pour la réalisation de forages d’adduction d’eau potable. Cette validation serait à améliorer en utilisant des données de forages récents.
Ce travail vient une fois de plus, confirmer le mode de validation qui utilise les courbes de tendance de sensibilité en milieu de socle élaboré par Jourda (2005). Selon lui, la carte de potentialité des ressources en eau souterraine réalisée selon la méthode de codification, reproduit mieux les réalités du terrain

CONCLUSION

 L’identification des secteurs à potentialité aquifère en milieu très complexe du socle fracturé du bassin versant du N’zi, a été effective par l’usage intégré de la télédétection, de l’analyse multicritère et d’un SIG. Il s’agit, en fait, d’outils incontournables d'aide à la prise de décision qui ont permis de traiter et de gérer dans des délais raisonnables une grande quantité d'information d’ordre hydroclimatique, géologique et hydrogéologique, topographique, de télédétection, etc, en intégrant leur dimension spatiale et temporelle. Le résultat de ce travail est l’obtention d’une carte qui permet de visualiser la variabilité spatiale des secteurs à potentialité aquifère de la zone d’étude. Sur le bassin versant du N’zi, le degré de potentialité hydrogéologique varie de « Mauvais à Excellent » avec la classe « Bonne » la plus représentative (70%) et la classe Mauvaise la moins représentative 2%. La classe Bonne occupe la quasi-totalité du bassin versant du N’zi. La classe de potentialité Excellente caractérise en majorité l’Est du bassin, dominé par les formations métamorphiques. La classe Mauvaise se rencontre dans quelques poches au Nord du bassin et sur les collines de Fétékro. La carte du potentiel aquifère obtenue facilite les décisions, en montrant les zones susceptibles de faire l’objet d’une prospection hydrogéologique classique avec promesse de succès, et celles à exclure. Elle oriente les décideurs dans leurs prises de décision en ce qui à trait à l’implantation raisonnée de nouveaux forages à débits importants (Q> 5 m/h), dans une optique d’amélioration de l’approvisionnement en eau. Ce document représente donc un outil d’aide à la décision destiné aux pouvoirs publics, pour une meilleure gestion du bassin versant du N’zi.
L’intégration d’un autre critère tel que l’occupation du sol pour tenir compte de l’évolution socio-économique du bassin, viendrait améliorer les résultats dejà rassurants.

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