Recharge et paléorecharge d'une nappe libre en milieu sahélien (Niger oriental) (approches géochimique et hydrodynamique)

Cette thèse porte sur la caractérisation de l'hydrogéologie de la nappe libre du Niger oriental, première ressource en eau dans ce milieu sahélien marqué par une forte variabilité spatio-temporelle. Une centaine d'échantillon ont été prélevés de 1997 à 2003 pour une étude géochimique (ions majeurs, 18O, 2H , 13C, 14C) couplée à un modèle hydrodynamique.La recharge est active au sud et discontinue quelle que soit la source : (i) la rivière Komadougou Yobé, (ii) le lac Tchad et (iii) les pluies au sein de l'erg ancien du Manga. L'enrichissement systématique en 18O et 2H des eaux souterraines montre l'impact significatif de l'évaporation sur la recharge sous ce climat semi-aride.Les âges 14C indiquent la présence d'eaux fossiles sur l'ensemble de la région, datant de l'optimum holocène. Ces eaux présentent les plus faibles valeurs en 18O de la nappe, signe d'une paléo-recharge rapide et intense. En parallèle, les valeurs 13C suggèrent le développement d'une végétation adaptée à un climat plus humide (type C3) et apportent de nouveaux indices d'un paléo-lac Tchad recouvrant la plaine du Kadzell.La modélisation de la dépression piézométrique du Kadzell a été calée et validée à partir des mesures piézométriques disponibles depuis 1960. Le modèle montre la nécessité d'une évapotranspiration dominante sur la plaine et de faibles perméabilités pour reproduire la dépression piézométrique. Il confirme les résultats isotopiques avec une recharge uniquement latérale avec 50% des apports depuis la rivière et seulement 7% depuis le lac. Par ailleurs, le régime transitoire montre l'impact limité sur la nappe libre des sécheresses majeures(1970-80) malgré l'assèchement prolongé du lac.This study aims to describe the present state, geochemical and hydrodynamical, of the phreatic aquifer in eastern Niger, the main permanent water resource in this Sahelian environment characterized by a very large variability in time and space. More than one hundred of chemical samples (major ions, 18O, 2H, 13C and 14C) were collected in the aquifer and water surface between 1997 and 2003. Their interpretation was coupled with a hydrodynamic modelling.Recharge is active only in the south and always discontinuous: (i) Komadougou Yobe, an intermittent river, (ii) Lake Chad and (iii) rain over the Pleistocene erg of Manga. Systematic enrichment in 18O and 2H of groundwater shows the significant impact of evaporation under such a semi-arid climate. In parallel, 14C ages indicate the presence of old water in the whole region, dating from the Holocene climatic optimum. This water has the lowest 18O values in the aquifer, sign of a fast and intense paleo-recharge. The 13C values suggest also the development of a vegetation adapted to a wetter climate (C3 type) and bring new indices of a paleo-lake Chad covering the Kadzell plain.The numerical model of the closed piezometric depression of Kadzell was calibrated and validated with water table measurements available since the 1960s. The model requires a dominant evapotranspiration on the plain and low permeabilities to reproduce the depression. It confirms the isotopic results with a recharge available only laterally, of which 50% comes from the river and only 7% from the lake. The transient state shows the limited impact on the aquifer of the severe droughts in the 70-80s, in spite of the prolonged drying up of Lake Chad.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF