Titre de série :	Thèse en Sciences et Technologies de l'Eau, de l'Energie et de l’Environnement
Titre :	Caractérisation et modélisation du transfert de polluants dans un aquifère fracture en milieu de socle (Sous bassin versant de la Sissili – Burkina)
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	Moussa Diagne FAYE
Année de publication :	2022
Importance :	206 p.
Langues :	Français (fre)
Résumé :	Le sous-bassin de la Sissili connaît une pollution de ses eaux souterraines à travers les activités qui y sont menées. Les études antérieures n’ont pas permis une meilleure connaissance des aquifères du sous-bassin en raison de leur complexité. Celle-ci rend difficiles la représentation et l’évaluation du comportement hydrodynamique des aquifères et du transport de polluants qui s’y trouvent. C’est dans ce contexte que la présente étude a été initiée. Elle vise à comprendre l’évolution du transfert de polluants et d’en appréhender le devenir dans ce type de milieu. Pour atteindre cet objectif, l’approche méthodologique adoptée a consisté dans un premier temps en une analyse physico-chimique et hydrogéochimique pour la caractérisation du polluant et la compréhension des processus physico-chimiques. En second lieu, la caractérisation de la géométrie et de la structure du système aquifère a été réalisée en utilisant les outils de la télédétection couplés à la prospection géophysique et aux lithologs. Et enfin, les résultats issus de ces prospections ont permis de concevoir un modèle numérique pour simuler l’écoulement souterrain par la démarche continu équivalent. Par la suite le modèle du transport de polluant a été élaboré. Le résultat des analyses physico-chimiques montre que les eaux sont agressives, très fortement corrosives et présentent une saturation en calcites. Les valeurs de la conductivité électrique nous conduisent une forte minéralisation, et se traduisent par une indépendance des poches d’eau les unes des autres. Ce qui est en concordance avec la présentation et l'organisation générale des roches du sous bassin. On note aussi que les éléments de cations et d’anions augmentent en fonction de la distance du chemin parcouru par percolation. La minéralisation est gouvernée par le lessivage des sols, les activités anthropiques et l’hydrolyse acide des minéraux de la roche. Les résultats du traitement des images Landsat et d’investigations géophysiques ont montré des directions préférentielles NE-SO, suivie des directions NO-SE et les directions N-S. Ce qui a permis également de mettre en évidence l’existence de failles et de couloirs fracturés qui constitueraient des couloirs privilégiés pour le transport de polluant vers la nappe d’eau souterraine. Le profil d’altération présente 3 couches : la saprolite, la couche fissurée et la roche saine. Il s’allie aux modèles conceptuels d’un profil d’altération présentés ces dernières années qui maintiennent que la conductivité hydraulique des milieux de socle est due à l’altération et non aux fractures tectoniques. Enfin, les résultats découlant des investigations ont admis l’exécution d’un modèle hydrodynamique monocouche en régime permanent. Les résultats des simulations du transport ont montré pour certains forages, une pollution significative étendue avec abondance et sa propagation converge selon le sens de l’écoulement. Tandis que pour d’autres forages la pollution diminue ou est stable. Abstract : The Sissili sub-watershed is experiencing groundwater pollution from the activities that take place there. Previous studies have not allowed for a better understanding of the aquifers of the sub- watershed because of their complexity. This complexity makes it difficult to represent and assess the hydrodynamic behaviour of the aquifers and the transport of pollutants in them. It is in this context that the present study was initiated. It aims to understand the evolution of the transfer of pollutants and to apprehend the fate in this type of environment. To achieve this objective, the methodological approach adopted consisted firstly in a physicochemical and hydrogeochemical analysis to characterise the pollutant and understand the physicochemical processes. Secondly, the characterization of the geometry and structure of the aquifer system was carried out using remote sensing tools coupled with geophysical prospecting and lithology. Finally, the results of these surveys will be used to design a numerical model to simulate the groundwater flow using the equivalent continuum approach. Subsequently, the pollutant transport model will be developed. The results of the physicochemical analyses show that the water is aggressive, very strongly corrosive and saturated with calcite. The electrical conductivity values suggest a strong mineralization, and translate into an independence of the water pockets from each other, which is consistent with the deposit mode. We also note that cation and anion elements increase with distance from the percolation path. Mineralization is governed by soil leaching, anthropogenic activities and acid hydrolysis of rock minerals. Results from Landsat images and geophysical investigations show preferential NE-SW directions, followed by NW-SE and N-S directions. This also revealed the existence of faults and fractured corridors that would constitute privileged corridors for the transport of pollutants towards the groundwater. The weathering profile shows 3 layers: saprolite, fractured layer and sound rock. It is in line with the models presented in recent years which maintain that the hydraulic conductivity of the basement environments is due to weathering and not to tectonic fractures. Finally, the results of investigations allowed the execution of a single-layer steady-state hydrodynamic model. The results of the transport simulations showed that significant pollution is spread abundantly and its propagation converges to the flow direction. While for other boreholes the pollution decreases or is stable.

Thèse en Sciences et Technologies de l'Eau, de l'Energie et de l’Environnement. Caractérisation et modélisation du transfert de polluants dans un aquifère fracture en milieu de socle (Sous bassin versant de la Sissili – Burkina) [texte imprimé] / Moussa Diagne FAYE . - 2022 . - 206 p.
Langues : Français (fre)

Résumé :

Le sous-bassin de la Sissili connaît une pollution de ses eaux souterraines à travers les activités qui y sont menées. Les études antérieures n’ont pas permis une meilleure connaissance des aquifères du sous-bassin en raison de leur complexité. Celle-ci rend difficiles la représentation et l’évaluation du comportement hydrodynamique des aquifères et du transport de polluants qui s’y trouvent. C’est dans ce contexte que la présente étude a été initiée. Elle vise à comprendre l’évolution du transfert de polluants et d’en appréhender le devenir dans ce type de milieu. Pour atteindre cet objectif, l’approche méthodologique adoptée a consisté dans un premier temps en une analyse physico-chimique et hydrogéochimique pour la caractérisation du polluant et la compréhension des processus physico-chimiques. En second lieu, la caractérisation de la géométrie et de la structure du système aquifère a été réalisée en utilisant les outils de la télédétection couplés à la prospection géophysique et aux lithologs. Et enfin, les résultats issus de ces prospections ont permis de concevoir un modèle numérique pour simuler l’écoulement souterrain par la démarche continu équivalent. Par la suite le modèle du transport de polluant a été élaboré. Le résultat des analyses physico-chimiques montre que les eaux sont agressives, très fortement corrosives et présentent une saturation en calcites. Les valeurs de la conductivité électrique nous conduisent une forte minéralisation, et se traduisent par une indépendance des poches d’eau les unes des autres. Ce qui est en concordance avec la présentation et l'organisation générale des roches du sous bassin. On note aussi que les éléments de cations et d’anions augmentent en fonction de la distance du chemin parcouru par percolation. La minéralisation est gouvernée par le lessivage des sols, les activités anthropiques et l’hydrolyse acide des minéraux de la roche. Les résultats du traitement des images Landsat et d’investigations géophysiques ont montré des directions préférentielles NE-SO, suivie des directions NO-SE et les directions N-S. Ce qui a permis également de mettre en évidence l’existence de failles et de couloirs fracturés qui constitueraient des couloirs privilégiés pour le transport de polluant vers la nappe d’eau souterraine. Le profil d’altération présente 3 couches : la saprolite, la couche fissurée et la roche saine. Il s’allie aux modèles conceptuels d’un profil d’altération présentés ces dernières années qui maintiennent que la conductivité hydraulique des milieux de socle est due à l’altération et non aux fractures tectoniques. Enfin, les résultats découlant des investigations ont admis l’exécution d’un modèle hydrodynamique monocouche en régime permanent. Les résultats des simulations du transport ont montré pour certains forages, une pollution significative étendue avec abondance et sa propagation converge selon le sens de l’écoulement. Tandis que pour d’autres forages la pollution diminue ou est stable. Abstract : The Sissili sub-watershed is experiencing groundwater pollution from the activities that take place there. Previous studies have not allowed for a better understanding of the aquifers of the sub- watershed because of their complexity. This complexity makes it difficult to represent and assess the hydrodynamic behaviour of the aquifers and the transport of pollutants in them. It is in this context that the present study was initiated. It aims to understand the evolution of the transfer of pollutants and to apprehend the fate in this type of environment. To achieve this objective, the methodological approach adopted consisted firstly in a physicochemical and hydrogeochemical analysis to characterise the pollutant and understand the physicochemical processes. Secondly, the characterization of the geometry and structure of the aquifer system was carried out using remote sensing tools coupled with geophysical prospecting and lithology. Finally, the results of these surveys will be used to design a numerical model to simulate the groundwater flow using the equivalent continuum approach. Subsequently, the pollutant transport model will be developed. The results of the physicochemical analyses show that the water is aggressive, very strongly corrosive and saturated with calcite. The electrical conductivity values suggest a strong mineralization, and translate into an independence of the water pockets from each other, which is consistent with the deposit mode. We also note that cation and anion elements increase with distance from the percolation path. Mineralization is governed by soil leaching, anthropogenic activities and acid hydrolysis of rock minerals. Results from Landsat images and geophysical investigations show preferential NE-SW directions, followed by NW-SE and N-S directions. This also revealed the existence of faults and fractured corridors that would constitute privileged corridors for the transport of pollutants towards the groundwater. The weathering profile shows 3 layers: saprolite, fractured layer and sound rock. It is in line with the models presented in recent years which maintain that the hydraulic conductivity of the basement environments is due to weathering and not to tectonic fractures. Finally, the results of investigations allowed the execution of a single-layer steady-state hydrodynamic model. The results of the transport simulations showed that significant pollution is spread abundantly and its propagation converges to the flow direction. While for other boreholes the pollution decreases or is stable.