Etude hydrogéologique du système aquifère du horst de Diass en condition d’exploitation intensive (bassin sédimentaire sénégalais) : apport des techniques de télédétection, modélisation, géochimie et isotopie

Le système aquifère du horst de Diass situé à 50 km à l’Est de Dakar (Sénégal) est soumis à des pompages intensifs depuis plus de 50 ans pour assurer en continu une demande en eau sans cesse croissante destinée à l’Approvisionnement en Eau Potable (AEP) de la ville de Dakar et des localités de Sébikotane, Pout, Mbour ainsi que leurs besoins industriels et agricoles.
La configuration géométrique du système est caractérisée par quatre failles majeures délimitant un horst où affleure la nappe du Maastrichtien gréso-calcaire et sablo-gréseux du compartiment de Diass encadrée par les compartiments calcaires affaissés de Sébikotane et de Pout qui hébergent la nappe captive à libre du Paléocène.
L’exploitation de ce système a progressivement évoluée pour atteindre actuellement plus de 109000 m3/j environ avec cinq principaux centres de captage. Cette exploitation intensive a provoquée une baisse continue du niveau des nappes, un changement dans le régime des flux et une salinisation dans les zones de Sébikotane et de Mbour. Ainsi donc, il est nécessaire d’étudier les caractéristiques des aquifères notamment, leurs relations hydrauliques verticales et latérales. Cependant, cette étude reste difficile en raison de la complexité de la configuration géométrique du système et des pompages intensifs.
La présente étude vise à contribuer à une meilleure compréhension du fonctionnement hydrodynamique du système pour une bonne gestion durable des ressources en eau. Plus précisément, il vise à déterminer : (1) le comportement spatio-temporel de l’hydrodynamisme et de l’hydrochimisme du système en rapport avec les pompages, (2) la recharge actuelle des eaux souterraines, (3) les zones potentielles de recharge nécessaires au calcul du bilan.
Pour atteindre ces objectifs, une approche multidisciplinaire comportant une étude piézométrique, hydrogéochimique, d’estimation de la recharge spatialement distribuée et de modélisation a été utilisée. Les variations spatio-temporelles de la piézométrie depuis les années 1960 en rapport avec la configuration hydrogéologique combinées aux données chimiques et isotopiques ont été considérées pour fournir une meilleure compréhension du fonctionnement hydrodynamique du système et établir le modèle conceptuel de circulation des eaux. Les méthodes de Thornthwaite et Penman sont utilisées pour estimer la recharge qui a été spatialement distribuée sur les zones potentielles de recharge. Les enseignements clés tirés de ces différentes approches sont utilisés comme paramètre d’entrée du modèle hydrogéologique 3D développé et calibré en régime permanent et transitoire pour les périodes 1960-1971 et 1971-2009 respectivement.
Les résultats montrent l’influence prépondérante des pompages sur le niveau piézométrique favorisant ainsi la drainance verticale et latérale vers les captages. Les données chimiques et isotopiques reflètent la dynamique du système. Les faibles teneurs en tritium et en 14C montrent une absence de recharge actuelle et une prédominance d’eaux anciennes dans le système. Cependant, la présence d’eau tritiée au droit de quelques forages indique un mélange avec des eaux récentes par drainance verticale descendante et/ou par écoulement latéral. Le fonctionnement hydrodynamique dérivé de ces résultats montre que le réservoir fonctionne comme un système aquifère multicouche avec des compartiments interconnectés par des failles qui favorisent des échanges de flux. L’aquifère du Quaternaire est alimentée par l’infiltration des eaux de pluie particulièrement dans la zone de Mbour (1) ; cette aquifère est drainé par les nappes profondes du Paléocène et du Maastrichtien (2) ; ce dernier draine le Paléocène (3), les écoulements latéraux se font du Maastrichtien de Diass vers le compartiment de Pout Sud et à partir du compartiment de Thiès vers le compartiment de Pout à travers les failles de Pout et de Thiès respectivement (4).