Chapitre IV. HYDROCHIMIE

IV.1. INTRODUCTION

L’étude du chimisme des eaux souterraines apporte à l’hydrogéologie  une somme considérable de  renseignements  utiles à la compréhension des phénomènes se produisant dans les systèmes aquifères. C’est-à-dire dans les échanges possibles entre l’eau et la roche, sachant que la minéralisation des eaux souterraines peut provenir de l’acquisition des éléments chimiques par dissolution et altération des minéraux du réservoir. 

L’étude de la chimie des eaux souterraines permet aussi de suivre l’évolution spatiale des différents éléments dissouts et d’estimer leur origine, d’estimer leur profondeur de circulation et d’apprécier leur qualité vis-à-vis de la potabilité et de  l’irrigation.

C’est dans ce but que ce chapitre a été consacré. 

IV.2. CLASSIFICATION HYDROCHIMIQUE  DES EAUX

Plusieurs méthodes ont été définies par divers auteurs pour classer et connaître les différents faciès hydrochimiques des eaux naturelles.

Dans le cadre de notre étude, nous avions utilisé les méthodes principales les plus connues : La classification de Stabler, de Piper, de Schoeller, de Stiff, de Riverside ou de Wilcox. Toutes ces classifications sont basées sur la composition chimique des eaux.

IV.2.1. Classification des eaux d’après PIPER

Le diagramme de Piper permet de représenter simultanément plusieurs échantillons d’eaux. Il est composé de deux triangles permettant de représenter le faciès cationique et anionique des eaux et un losange synthétisant le faciès global.

Le principe consiste à représenter dans chaque triangle équilatéral les quantités en  réaction par rapport à la concentration des anions et des cations, on obtient ainsi deux points représentatifs indiquant la dominance d’un anion ou d’un cation.

Figure 10:Faciès hydrochimique des eaux selon Piper

A l’analyse du diagramme, il ressort que les eaux du Bassin versant de la Wesha sont majoritairement bicarbonatées calciques et magnésiennes. Ce facies défère l’origine de la minéralisation de ces eaux et marque les eaux souterraines douces peu profondes. Ce facies est celui trouvé dans les eaux naturelles drainant les basaltes (Derron, 2014 cité par Mushagalusa M, 2015). 

IV.2.2. Classification des eaux d’après SCHOELLER Berkaloff

Ce  diagramme semi-logarithmique de SCHOELLER Berkaloff permet de représenter les faciès géochimiques de plusieurs échantillons d’eau et de les comparer simultanément. 

Figure 11:Faciès hydrochimique des eaux selon Schoeller Berkaloff

Sur ce diagramme, on constate que  les eaux de la rivière Wesha sont bicarbonatées, calciques et magnésiennes généralement. Les mêmes résultats ont été confirmés par le diagramme de PIPER précédent. 

A L’analyse de ce diagramme, il ressort que les dix lignes brisées tendent à s’aligner. Cela signifie qu’il y a une certaine similitude compositionnelle entre les différentes eaux analysées et cela appuie l’uniformité des facies trouvés pour majorité des eaux analysées (faciès bicarbonaté calcique et magnésienne). Néanmoins les contrastes notables  en concentration s’observent pour le calcium, magnésium, potassium et sodium. Une légère variation s’observe  pour le chlore et les carbonates, sulfates et les nitrates.

IV.2.3. Classification des eaux d’après Riverside

Figure 12:Evolution de la salinité en fonction de la conductivité électrique d’après Riverside

Ce diagramme  évalue le taux de salinisation dans les eaux souterraines. On constate que la plupart  des sources investiguées présente une faible conductivité électrique (faiblement minéralisées en

Na) à l’exception de la source Kansima 1 qui est moyennement minéralisée en Na par rapport aux autres.

IV.2.4. Classification des eaux d’après WILCOX

Figure 13:Qualité des eaux d’après Wilcox

D’après WILCOX qui classe les eaux à partir de leur proportion en sodium en fonction de la conductivité  électrique, on  constate que les eaux de la rivière Wesha ont un taux en sodium qui varie entre 0 et 21%. Par conséquent, on remarque que ces eaux ainsi que le sol du Bassin versant de la Rivière Wesha  présentent un faible risque de salinisation ; elles sont excellentes à bonnes.

Les eaux de Diko, Kavuna et Kansima 1 sont excellentes par rapport à d’autres sources du Bassin versant de la rivière Wesha. C’est-à-dire que ces eaux ont une faible capacité de dissoudre les alcalins dans les formations géologiques au sein du secteur d’étude. L’altération est lente car les alcalins sont lessivés facilement pendant la saison sèche dans notre secteur d’étude. Le pH étant légèrement basique, l’eau a la faible capacité de dissoudre les alcalins (calcium, potassium, magnésium, sodium).

IV.2.5. Classification des eaux d’après WILCOX LOG

Figure 14:Usage des eaux d’après WILCOX LOG

Les 10 échantillons plotés sur dans le diagramme logarithmique de WILCOX se répartissent généralement en deux groupes C2S1 et C3S1. Les échantillons de Diko et Kavuna sont dans le groupe C2S1 et présentent un risque faible de salinisation et d’alcalinisation des eaux sut tout l’ensemble du secteur d’étude. On constate que tous les autres échantillons se trouvent dans le groupe C3S1 et présentent aussi un risque faible de salinisation et un pouvoir alcalinisant très faible. Ce qui implique que nos eaux ne sont pas chargées en sodium et par conséquent, elles sont meilleures pour la consommation. La conductivité électrique étant faible, la minéralisation est aussi faible.

A la lumière de ce diagramme logarithmique de WILCOX, on sait voir que le SAR (Sodium Adsorption Ratio) ou en français Taux d’Adsorption de Sodium est très faible ; c’est-à-dire que le taux en sodium est faible et ces eaux peuvent être utilisées pour l’irrigation car leur effet de modification sur le caractère alcalin des sols du  Bassin versant de la Rivière Wesha est négligeable. Ce paramètre est à mettre à profit par les agronomes pour des fins agricoles.

Ce diagramme logarithmique de WILCOX est essentiellement utilisé pour évaluer le risque de salinisation des sols.

IV.2.6. Classification des eaux d’après Stabler

Figure 15: Faciès hydrochimiques d’après Stabler

A la lumière de la figure 08, on constate que les eaux du bassin versant de la Wesha présentent une dureté élevée évaluée à partir des ions calcium et magnésium mais par contre, elles sont dépourvues de sels et par conséquent la conductivité électrique est moins élevée. La teneur en calcium est élevée mais celles de sodium, de potassium, de chlore, sulfate et magnésium les sont moins. 

En revanche, on constate que le taux d’alcalinité est aussi élevé.