Apport de la modélisation hydrogéologique dans l’étude des risques de contamination de la nappe d’Abidjan par les hydrocarbures: Cas du benzène dans le District d’Abidjan (Côte d’Ivoire)

Thèse soutenue par Amenan Agnès KOUAME, le 18 janvier 2018, Institut des sciences de la Terre (ISTE)

Cette étude sur l’aquifère du Continental Terminal, est menée dans le District d’Abidjan situé sur du bassin sédimentaire côtier au sud de la Côte d’Ivoire (Afrique de l’Ouest). C’est un aquifère continu, qui contient une nappe appelée « Nappe d’Abidjan ». La qualité des eaux de cette nappe est confrontée à de diverses sources de pollutions anthropiques telles que les dépôts disséminés de déchets solides et liquides de toutes sortes.

En effet, l’insuffisance des installations de réseaux d’assainissement et de services d’alimentation en eau potable, accentue ce risque de pollution de la nappe d’Abidjan. Aussi faut-il ajouter la prolifération des stations-service dont la rupture des cuves qui en cas d’accident laisse entrevoir une réelle menace des eaux souterraines de cette nappe. Afin d’assurer une protection et une gestion efficace de la nappe d’Abidjan, ce travail se propose d’évaluer le risque de contamination des eaux souterraines de la nappe d’Abidjan par les hydrocarbures comme le benzène en vue de la mise en place de mesures de protection.

Cette évaluation commence par la caractérisation de quelques sols du District d’Abidjan et ensuite par la mise en place des modèles hydrogéologiques, outils d’aide à la décision avec les logiciels FEFLOW et HYDRUS.

L’analyse des sols a montré deux types de sols que sont le sable et le sable limoneux. La simulation prédictive avec le logiciel FEFLOW de l’écoulement souterrain couplé avec le transport de 43,12 mg/l et 17,37 mg/l de benzène dissous déposé à la surface du sol à la station de N’Dotré et d’Anador, a révélé qu’il faut respectivement entre 1 an et 10 mois et 4 ans et 3 mois pour que chaque concentration atteindre atteigne la surface de la nappe. C’est-à-dire le temps mis pour traverser en zone non-saturée.

En zone saturée, 0,37 mg/l de benzène dissous restant de la simulation en zone non-sautée, a été injecté aux droits des deux stations. Ce polluant est apparu entre 6 et 14 ans dans certains forages des champs captant Zone Est et Anonkoua-Kouté. Au final, la menace apparaitrait entre 38 et 60 ans. Avec le logiciel, HYDRUS, pour une concentration initiale de 2 mg/cm3, le benzène dissous met 105, 112 et plus de 365 jours pour traverser respectivement les 100 cm de cylindre de sable, de sable limoneux et d’argile.

Ainsi, en cas d’accident ou de rupture de cuve, la méthode de dépollution par « bioventing » de la zone non-saturée est proposée compte tenu du fort pourcentage en sable que constitue le sol au droit du District d’Abidjan.

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