Fonctionnement hydrogéologique et géochimie des systèmes aquifères de la bordure Ouest du Bassin de Cuvelai-Etosha (Namibie)

Abstract

Dans un contexte de changement climatique susceptible d’impacter fortement les conditions hydroclimatiques continentales (élévation des températures et modification de la distribution spatio-temporelle des précipitations), la disponibilité future des ressources en eau constitue une problématique majeure. Les systèmes aquifères localisés dans les grands bassins sédimentaires constituent des ressources importantes, dont l’exploitation reste relativement limitée voire nulle en raison de leur accessibilité réduite (profondeur) et de leur qualité (température, paramètres physico-chimiques, etc.). En Afrique, les eaux souterraines représentent par conséquent un enjeu majeur, dans des contextes de forts développements globaux économiques et démographiques, sollicitant de plus en plus les ressources en eau souterraine. C’est particulièrement le cas des pays en développement tels que la Namibie.Au Nord de la Namibie, le Bassin du Cuvelai-Etosha, est bordé au Sud et à l’Ouest par d’épaisses séries (environ 4000 m) carbonatées et dolomitiques néoprotérozoïques (880 Ma - 550 Ma), formant la Plateforme Nord. Ces formations aquifères se retrouvent dans le bassin, enfouies à plus de 3500 m de profondeur sous d’épaisses séries cénozoïques aquifères du Kalahari. Ces travaux de thèse se focalisent sur le grand système aquifère multicouche de la Plateforme Nord-Occidentale, en bordure Ouest du bassin du Cuvelai-Etosha. Cette région, l’une des plus arides d’Afrique Sub-Saharienne, nécessite une gestion optimale des ressources en eau.Cette région de Namibie enregistre de faibles précipitations annuelles, (50 à 350 mm en moyenne), et est également caractérisée par une évapotranspiration potentielle extrême, d’environ 3000 mm.an-1. L’analyse des données pluviométriques a montré une tendance à la baisse des précipitations saisonnières, et des évènements pluvieux de plus en plus irréguliers et épars.Un schéma hydrogéologique conceptuel a été généré à partir des principales unités géologiques locales. L’appréhension du fonctionnement global de ce système aquifère multicouche se fait à travers une approche multidisciplinaire ; une fois les sens d’écoulements régionaux définis, une analyse géochimique est réalisée afin d’estimer l’origine et les processus hydrochimiques engagés, et permet ensuite de contraindre les sens d’écoulement principaux. Des approches géochimique, physique et isotopique ont amené des connaissances nouvelles quant à l’origine, l’estimation et la distribution de la recharge. Elle est ainsi plus importante dans la région montagneuse karstique du Kaoko, atteignant parfois plus de 10% de la pluviométrie annuelle.À partir de l’ensemble des résultats obtenus, une approche exploratoire par modélisations tridimensionnelles géologique et hydrodynamique est proposée. Celle-ci permet d’affiner les connaissances hydrogéologiques et hydrodynamiques localement, et d’améliorer le schéma de fonctionnement du système multicouche. Un bilan hydrique est dressé, qui permet d’évaluer les principaux flux à travers le système.D’un point de vue sociétal, l’évaluation de la qualité des eaux souterraines pour la consommation humaine révèle globalement la bonne à très bonne qualité des eaux issues des aquifères dolomitiques Otavi et de calcrète. Une attention particulière est portée sur les nombreuses sources, qui offrent un accès simple à une ressource souterraine abordable, mais cependant vulnérable. Des résultats qualitatifs et des recommandations sont proposés à des fins utiles aux différentes institutions de l’eau de Namibie, en vue d’assurer une gestion optimale et une utilisation durable de la ressource.