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B. DIENG Groupe des Ecoles EIER-ETSHER 03 BP 7023 Ouagadougou 03 .Burkina Faso

B. DIENG Groupe des Ecoles EIER-ETSHER 03 BP 7023 Ouagadougou 03 .Burkina Faso babacar.dieng@eieretsher.org A. H. KOUASSI Groupe des Ecoles EIER-ETSHER 03 BP 7023 Ouagadougou 03 Burkina Faso B. A. BAKYONO Programme Eau et Environnement Région Nord B.R 342 Ouahigouya Burkina Faso Optimisation de l'implantation géophysique des forages en zone de socle au Nord du Burkina Faso RESUME Cet article traite et analyse des données de prospections géophysiques et de forages recueillies par le projet Eau et Environnement dans la région Nord du Burkina Faso. À partir de ce traitement, nous avons essayé d'identifier des critères pertinents en vue d'optimiser les condi- tions d'implantation de forages dans des zones difficiles comme celles du projet PEEN. Ces critères ont été testés; ils ont permis d'améliorer le taux de succès de plus de 10% et particulièrement dans les zones difficiles. Ce travail a aussi permis de donner quelques explications à des incohérences observées entre les épais- seurs d'altérations calculées à partir des résultats de sondages électriques et celles identifiées après le forage. Mots clefs : Burkina Faso, Yatenga, hydrogéologie, géophysique, socle cris- tallin, forages d'eau, taux de succès, gra- nité, schiste ABSTRACT This article treats and analysis data concerning geophysical prospecting and water wells collected by "Projet Eau et Environnement " in the North region of Burkina. With this treatment, we have tried to identify applicable criteria in order to optimise the conditions of implantation of water wells in difficult areas as those of the PEEN project. These criteria have been tested; they permitted to improve the rate of success of more than 10% and especially in the difficult areas. This work also permitted to give some explanations to incoherencies • observed between the thickness of layers above the bedrock calculated from the results of electric prospecting and those identified from the water wells . Key words: Burkina, Yatenga, hydrogeo- logy, geophysic, crystalline bedrock, water well, rate of success, granite, schist, INTRODUCTION Cet article présente les princi- paux résultats d'un travail de mémoire de fin d'étude d'ingé- nieur du Génie Rural à l'Ecole Inter-Etats d'Ingénieurs de l'Equipement Rural (EIER) de Ouagadougou. Ce travail a été réalisé avec la collaboration du Programme Eau et Environnement/ Région Nord (PEEN). Le PEEN est un projet implanté dans la région nord du Burkina (provinces du Yatenga et du Loroum voir figure 1) avec l'ap- pui de la Coopération Danoise (Danida). Il comporte plusieurs volets. Le volet eau de ce projet prévoit entre autre la réalisation de 340 forages positifs. Le contexte géologique est mar- qué par des formations de schistes, granités et une bande de formation sédimentaire en bordu- re de la frontière avec le Mali (figure 2). Pour le moment, 187 forages sont réalisés avec un taux de succès de 63 %. Les forages réalisés sont implantés en utilisant les techniques de photo-interpréta- tion, la prospection géophysique (VLF et électrique). Les principales difficultés ren- contrées sont : - Un taux de succès relativement faible malgré les techniques d'implantation utilisées, - L'existence de quelques zones où le taux d'échec est particuliè- rement élevé, - Quelques fois une non concor- dance entre les résultats des son- dages électriques et ceux des forages. L'objectif visé par cette étude est d'apporter des éléments de répon- se aux difficultés ci-dessus évo- quées afin de contribuer à l'amé- lioration des conditions d'implan- tation et du taux de succès des forages et en particulier dans les zones difficiles. ZONE D'ÉTUDE ET MÉTHO- DOLOGIE DE TRAVAIL Zone d'étude La zone du projet appartient à une région dont le substratum est com- posé en majorité de roches pré- cambriennes à l'exception d'une bande sédimentaire dans la partie Nord Ouest (Gansoré, 1975; Œ H - I W A C O , 1990). La subdivi- sion de la superficie du Yatenga et du Loroum en différentes forma- tions géologiques nous montre qu'elle est composée de granités et roches associées, des migmatites et gneiss, un complexe schisteux birrimien, des roches vertes et des formations sédimentaires. Méthodologie de travail La méthodologie de travail adop- tée a consisté à: Pour ce qui concerne le taux de succès : Une analyse comparée des résul- tats de prospection électrique et de forage a été menée en vue d'identi- fier des indicateurs pouvant justi- fier le fait qu'un forage soit positif ou négatif. Cette analyse s'est faite en regroupant les forages en deux familles qui sont : les forages en zone de granité et ceux en zone de schiste. Les indicateurs identifiés sont: - le type et la forme des anomalies observées sur les profils élec- triques, -l'indice de fracturation, - les types de sondage électrique - l'épaisseur d'altération. Signalons que ces indicateurs sont couramment utilisés dans les diffé- rentes campagnes et études hydro- géologiques (Burgeap-CIEH, 1984; CIEH - IWACO, 1990; Nakolem- dousse, 1991). Geologie I I Continental terminal h>Vv.'J Granites gris/Migmatites fins I I Granites i n differed es Kfj/i- Granites leucocrates K X N Granodiorites Orientes I · I Meta sediments argileux I I I I Migmatites K X N Roohes vertes I · | Volcano-sedimentaire 16 Kilomètres Kij» 2: Géologie de la zone d'étude A partir de ces indicateurs un algorithme d'implantation qui les combine a été mis au point et des simulations ont été réalisées en vue de tester la pertinence des indicateurs et de l'algorithme. Pour ce qui concerne la mauvaise concordance entre certains résultats géophysiques et ceux de forage: Une étude bibliographique et des entretiens avec quelques hydro- géologues ayant intervenu dans la zone ont été menés en vue de s'assurer que le phénomène a été noté dans le passé. Par ailleurs quelques sondages électriques ont été réinterprétés avec d'autres outils en vue de confirmer les premiers résultats obtenus. Enfin une analyse plus fine des résul- tats a été faite pour rechercher d'autres explications possibles à ce phénomène. PRINCIPAUX RÉSULTATS OBTENUS Les indicateurs de succès d'implantation: type et forme ^'anomalie: Type d'anomalie: Trois grands types d'anomalie électrique ont été identifiés : - Anomalie de type "Comparti- ment Conducteur" large (quand la largeur de la zone conductrice est comprise entre 30 et 80 m) étroit (quand la largeur de la zone conductrice est comprise entre 10 et 30 m), - Anomalie de type "Palier Conducteur" où l'anomalie se présente sous forme de palier de faible résistivité apparente très large dont les bordures n'appa- raissent pas nettement. - Anomalie de type "Contact" entre deux paliers de résistivités différentes. Dans la suite nous désignerons par: CCL et CCE, les Compartiments Conducteurs respectivement Large et Etroit PC, le Palier Conducteur CEDP, le Contact entre deux paliers Dans l'échantillon du PEEN, les anomalies de type PC et CEDP étant en nombre limité pour être représentatif, nous n'avons consi- déré dans le traitement que les anomalies de type Compartiment Conducteur. Ce constat (nombre limité d'anomalie de type PC et CEDP) est certainement dû au fait que les géophyciens du PEEN ont une grande préférence pour les anomalies de type CCL ou CCE et qu'ils évitent dans la mesure du possible de faire des implantations sur des anomalies de PC ou CEDP. L'analyse du taux de succès en fonction du type d'anomalie a donné les résultats suivants (figure 3). Il apparaît ainsi que: - quel que soit le type d'anomalie, les taux de réussite les plus élevés se rencontrent en zone schisteuse, - le Compartiment Conducteur Large (CCL) donne des résultats meilleurs que le Compartiment Conducteur Etroit (CCE) et cela quelle que soit la formation géolo- gique. Forme des anomalies Les anomalies rencontrées en pro- fil géoélectrique sont de diverses formes. On en comptabilise sept (7) au total : • V anomalie pointue, isolée sur un profil, •U anomalie arrondie, également isolée sur un profil, • W anomalie en général large dont la partie conductrice est per- turbée par un ou plusieurs résis- tants, •M anomalie qui peut être en forme de V ou de U mais qui est encadrée par d'autres anomalies conductrices, 90% J 8 0 % I 7 60% I 50% 1 4 30% · 20% - 10% - 0% T O sdiste % CŒ Type d'anomalie •K anomalie de contact géolo- gique montrant un ou plusieurs conducteurs au contact, •C anomalie de contact ne mon- trant pas de conducteurs au contact, •H anomalie à très fort contraste présentant un compartiment conducteur très tranché et de résis- tivité peu perturbée. La figure 4 résume toutes les formes d'anomalie sur traîné élec- trique. L'analyse du taux de succès en fonction de la forme des anoma- lies donne les résultats suivants (figure 5): - les taux de réussite en zone schis- teuse sont les plus élevés quelle que soit la forme de l'anomalie, - la forme de l'anomalie qui donne les meilleurs résultats quel que soit le contexte géologique est celle en U. Les formes en V et H donnent des résultats moins bons ; la forme en H serait celle qui donne des résultats légèrement plus satisfaisants que celle en V. L'indice de fracturation: A partir d'un profil électrique donné, une anomalie se présente sous la forme suivante: L'indice de fracturation uploads/Geographie/2ie-impl-forage-geophysique.pdf