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Ressources en eaux souterraines d'un karst marocain |
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L'Institut de Géographie mène depuis quatre ans un projet de recherche au Maroc qui vise à introspecter un karst semi-aride d'altitude, pour comparaison avec des secteurs d'aspect similaire en zone humide (Jura et Préalpes suisses). Cette étude se propose de fournir des résultats utilisables à des fins d'aménagement dans cette partie difficilement accessible de l'Atlas marocain. Nous présentons ici les grandes lignes de cette recherche. |
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Mais il faut tout d'abord éclaircir ce que nous entendons sous le terme de «karst»: «A l'origine, ce terme était un nom propre qui désignait une région typique située au Nord de l'ex-Yougoslavie. A cet endroit, les phénomènes liés à la circulation souterraine des eaux dans le calcaire sont extrêmement développés. Le mot karst a donc été choisi comme nom commun désignant ce genre de paysage, partout à la surface de la Terre. Le paysage karstique possède deux caractéristiques essentielles: de nombreuses dépressions fermées de toutes tailles et peu d'écoulements superficiels, même dans les régions très arrosées. Ce type de morphologie est dû au fait que les eaux circulent sous terre par de larges conduits qui peuvent drainer même les plus fortes averses. De tels conduits ne se forment que dans les roches qui présentent les propriétés suivantes: solubilité, pureté et solidité suffisantes pour permettre l'élargissement, le non-comblement par des résidus et la stabilité des conduits ainsi formés. Ce sont en principe les roches carbonatées (calcaires, dolomies et marbres) qui remplissent parfaitement ces conditions, mais d'autres roches (sel, gypse, craie...) peuvent également présenter en partie des caractéristiques similaires.»1 Aspects coopératifs de l'étude Les partenaires Les deux partenaires de cette étude sont, pour la partie suisse, les chercheurs karstologues du GReG (Groupe de Recherche en Géomorphologie de l'Institut de Géographie de Fribourg) qui travaillent dans le cadre d'un projet financé par le Fonds National de la Recherche Scientifique, et pour la partie marocaine, la Direction de la Géologie du Ministère de l'Energie et des Mines, et plus particulièrement son Service de la Carte Géologique. Ce dernier est intéressé par toute prospection nouvelle sur territoire marocain, dans quelque domaine des sciences de la terre que ce soit. Les échanges Cette collaboration se matérialise par des échanges réciproques d'informations et de matériel. De la part des Marocains: soutien logistique et administratif, fourniture de données de base (géologie, topographie, photos aériennes, données climatologiques), appui des autorités locales, mise à disposition de stagiaires cartographes. De notre part: mise à disposition de l'appareillage scientifique, des résultats, encadrement de jeunes chercheurs stagiaires. Le plateau des Aït Abdi, données techniques Cadres géographique et géologique Le plateau karstique des Aït Abdi, du nom de la tribu semi-nomade qui le parcourt, est situé au coeur du Haut Atlas calcaire, à 32° de latitude N et 6° de longitude W environ Fig. 1. Il couvre une surface de 160 km2 et son altitude se situe entre 2'200 et 3'000 m. Il est constitué d'une importante série de calcaires massifs du Bajocien, faiblement structurée en un large synclinal*2 d'axe SW-NE, reposant sur une très épaisse série détritique toarço-aalénienne faisant office d'aquiclude* régional. Il est limité au N et au S par un brutal redressement des séries sédimentaires (anticlinaux* éjectifs à composante chevauchante), et à l'E et à l'W par les profondes incisions morphologiques créées par les rivières principales, ce qui morphologiquement et hydrogéologiquement isole totalement ce vaste compartiment calcaire perché Fig. 2+3. Les données concernant la zone étudiée sont relativement maigres. Deux cartes géologiques publiées au 1:100'000 sont disponibles et ne donnent qu'un aperçu limité et à petite échelle de ce secteur. Nous avons donc investigué tout le plateau pour en dresser les cartes structurale, tectonique et géomorphologique, ainsi qu'un inventaire des sources et des cavités souterraines du secteur. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la présence de nombreux dykes* et accidents tectoniques, s'orientant selon 4 familles de directions principales, mises en évidence par analyse statistique: N10, N40-60, N90 et N100-120. Ces différents accidents jouent le rôle de drains pour les eaux souterraines (les principales sources sont d'ailleurs souvent situées dans leur prolongement) et ont une influence non négligeable sur la répartition spatiale des dépressions karstiques importantes Fig. 2. Cadre géomorphologique et spéléologique Le plateau karstique des Aït Abdi se caractérise par la présence d'un type particulier de formes de surface, le «karst en vagues» photo 1, constitué, sur les pentes, d'une succession de vallons dissymétriques et parallèles, sans trace d'écoulement, et sur les fonds plats en une suite régulière de dolines dissymétriques. Cette morphologie particulière est conditionnée par une conjugaison de facteurs structuraux, lithologiques et topoclimatiques. On trouve également sur ce plateau toutes les manifestations habituelles des karsts nus d'altitude, et ceci à toutes les échelles: lapiés* (du plus «frais» au plus ruiniforme), dolines* (le plus souvent dissymétriques), ouvalas*, poljés* (toujours dans l'axe de grands accidents, failles ou dykes). Ces formes attestent d'une morphogenèse actuellement active, quoique ralentie par des conditions climatiques semi-arides. Sur les rebords E et W du plateau se dessine un réseau plus ou moins désorganisé de vallées sèches. Un réseau spéléologique ancien, dont on explore sur le plateau la zone de transfert vertical souvent en partie colmatée, atteste d'anciennes conditions climatiques plus humides qu'actuellement. Diverses datations de spéléothèmes* par la méthode Th/U donnent en effet des âges échelonnés entre 3'200 et 220'000 ans, voire dépassant les limites de fiabilité de la méthode, soit plus de 400'000 ans. Le transfert horizontal s'opère par des réseaux intercouches, dénoyés (anciens) ou actifs (au contact de l'aquiclude régional) et les eaux souterraines aboutissent à des sources de pied de falaise (output du système). La figure 4 représente un de ces drains karstiques actifs, horizontaux, qui débouchent au pied des falaises qui bordent le plateau Fig. 4. Il s'agit d'Aghbalou-n-Wattouf, une des sources principales de la région. Cadre hydrologique et hydrogéologique Dans ce domaine, la région étudiée est également très pauvre en données. Nous avons donc inventorié toutes les sources qui bordent le plateau et nous les avons comparées avec celles de la région voisine. Pour chacune d'entre elles, nous avons effectué des mesures physico-chimiques et chimiques permettant de les classer en fonction de leur aquifère d'origine. Une série de sources de déversement pérennes, souvent incrustantes*, entourent donc le plateau. Elles sont situées à la base des falaises à l'W du plateau, tandis qu'à l'E, elles débouchent dans une rivière, au fond d'un canyon (sorties en sous-écoulement* possibles). Les débits de ces dernières se chiffrent, à l'étiage, entre 3 et 50 l/s selon les sources, et ils peuvent monter jusqu'à l'ordre de 1 m3/s en crue pour certaines d'entre elles. Les conductivités électriques des eaux mesurées vont de 260 à 450 µS/cm, ce qui est caractéristique des sources karstiques faiblement minéralisées. Les températures sont fonction de l'altitude et du type des exutoires et s'échelonnent de 8 à 12°C, ce qui reflète assez bien les températures moyennes annuelles de l'air. Une source de débordement à très gros débit, Zerkane, aboutit également dans le canyon situé à l'E du plateau, à la faveur d'une flexure, mais sa situation (rive droite), sa conductivité (400-515 µS/cm) et sa composition chimique nous indiquent une provenance différente de ses eaux. Les sources de l'aquifère du Dogger ont été comparées à des sources, situées au sud de notre secteur, de l'aquifère karstique (captif en partie) du Lias inférieur. Les exutoires principaux de ce dernier sont beaucoup plus importants que ceux du Dogger: la source de Taghia photo 2 située sur un contact anormal Lias-Trias débite en étiage de 300 à 650 l/s, et une autre source artésienne*, débouchant dans le lit de l'Assif Ahansal, 1'300 l/s environ. Ces débits témoignent d'une perméabilité et de réserves élevées, ainsi que d'un bassin de réception étendu. Les données physico-chimiques et chimiques de ces eaux sont relativement semblables à celle du Dogger, si ce n'est une teneur en Mg plus importante. Cadre climatique Le climat de la région est de type méditerranéen avec une composante d'altitude (maximum des précipitations en hiver et au printemps, couverture neigeuse peu durable mais parfois importante, saison sèche à orages brutaux en été, effet de barrage des reliefs, favorisant les précipitations sur les versants nord). Les précipitations, plus importantes qu'en plaine, n'atteignent cependant que 500 à 700 mm par année, desquelles il faut retrancher une évapotranspiration réelle de 400 mm environ, typique d'un milieu semi-aride. L'infiltration efficace (l'eau qui parvient effectivement à l'aquifère) se chiffre donc à 250 mm environ par année. La recharge de l'aquifère est donc limitée Fig.5, mais les grandes surfaces nues, peu accidentées, aux formes karstiques typiques et bien développées (dolines, poljés, vallées sèches, gouffres) optimisent l'infiltration qui alimente la nappe karstique. Le coefficient d'infiltration (proportion des précipitations qui alimentent effectivement la nappe) se monte ainsi à 40 %. Ressources en eau A partir de ces informations acquises par notre étude, certes un peu lacunaires, nous avons pu tenter de dresser un bilan hydrologique annuel pour l'aquifère du Dogger, c'est-à-dire une approximation des volumes d'eau qui transitent chaque année dans ce karst perché: les infiltrations s'élèvent en moyenne à 250 mm/année, ce qui représente un volume total pour l'ensemble du bassin de 40·106 m3/an, soit une moyenne de 1.3 m3/sec. Comme le débit des sources connues est estimé à 1.05 m3/sec, nous estimons le débit des sorties masquées (failles, lit de rivières) à 0.25 m3/sec. Les réserves non-écoulables n'ont pas pu être estimées par manque de données mais, compte tenu du contexte structural du plateau, elles ne doivent pas être très importantes et seraient surtout difficilement exploitables. Le projet : importance et perspectives A quoi sert une telle étude? Il ne faut pas nier au départ un aspect de découverte et de connaissance fondamentale pour de nouveaux espaces karstiques mal connus. A ceci s'ajoute bien entendu un aspect pratique: un tel espace bien circonscrit constitue un modèle, dont l'étude du fonctionnement peut être extrapolé à d'autres secteurs semblables au Maroc ou ailleurs. Une telle étude est utile pour un pays en plein développement comme le Maroc, qui cherche à inventorier ses ressources en eau et qui est très riche en zones karstiques semblables. D'autre part, une pression démographique considérable s'exerce sur ces secteurs sensibles, particulièrement dans le périmètre des points d'eau et lors des crises climatiques (sécheresses) qui les affectent relativement souvent. Dans la perspective de changements climatiques globaux susceptibles de toucher l'ensemble de notre planète, une meilleure connaissance et une mise en valeur des ressources de ces secteurs est donc primordiale, dans l'optique d'un aménagement harmonieux de ces régions de montagnes encore très délaissées. Il en résulte donc que tout apport de connaissances nouvelles concernant le fonctionnement d'un tel système peut être utile aux communautés berbères de ce secteur du Haut-Atlas.
Michel Monbaron Prof. de géomorphologie Luc Perritaz Assistant au Fonds National, Institut de Géographie
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Universitas Friburgensis février 94 |
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