# Cartographie des fractures productives en eau souterraine dans le bassin versant de la Bénoué : apport de la géomatique

Nana Oumarou Baba, Ing

Doctorant, Chercheur, Unité de Formation Doctorale
(Mécanique, Hydraulique et Génie Civil), Ecole Nationale Supérieure
Polytechnique de l'Université de Maroua

Ewodo Mboudou Guillaume, MC

Enseignant, Chercheur au Département d'Hydraulique et Maîtrise des Eaux,
Ecole Nationale Supérieur Polytechnique de Maroua,
Université de Maroua, Cameroun

Diguim Kepnamou Amadou, PhD

Enseignant, Chercheur au Département de sciences de la terre,
Faculté de Sciences. Université de Garoua, Cameroun

Messi Gabriel, Ing

Doctorant, Chercheur, Unité de Formation Doctorale (Mécanique,
Hydraulique et Génie Civil), Ecole Nationale Supérieure
Polytechnique de l'Université de Maroua, Cameroun

Doi:10.19044/esj.2024.v20n33p265

Submitted: 01 September 2024

Accepted: 15 November 2024

Published: 30 November 2024

Copyright 2024 Author(s)

Under Creative Commons CC-BY 4.0

OPEN ACCESS

## Cite As:

Nana O.B., Ewodo M.G., Diguim K.A. & Messi G. (2024). *Cartographie des fractures productives en eau souterraine dans le bassin versant de la Bénoué : apport de la géomatique.* European Scientific Journal, ESJ, 20 (33), 265. https://doi.org/10.19044/esj.2024.v20n33p265

## Résumé

L'objectif de ce travail est de produire la carte de fracturation de la zone étudiée et identifier les failles porteuses de minéralisation d'eau à travers l'usage couplé de télédétection et des SIG. Pour ce faire, l'image Landsat OLI et SRTM sont utilisées pour visualiser, modéliser le bassin versant et ressortir les structures linéamentaires à travers la combinaison de la méthode automatique et l'extraction manuelle par filtrages directionnels. A l'issue des différentes opérations ayant conduit à la validation de la carte de fracturation, il ressort que le bassin versant amont Bénoué est une zone fortement fracturée avec une densité de fracturation comprise entre 3,03 km/Km² et 8,63 km/Km².
Une campagne d'identification et de collecte des fiches des ouvrages hydrauliques a permis de recenser et géolocaliser 63 puits et 40 forages. Les opérations de traitement ont été effectuées sur les données des ouvrages et 12 forages ont retenus l'attention dans cette étude. A cela s'ajoute les opérations effectuées sur des images pour une meilleure connaissance des aquifères du bassin. Les fiches techniques des ouvrages sont exploitées pour déterminer les principaux paramètres hydrauliques essentiels et ont servi dans l'identification des failles productives en eau. Le calcul de débits d'exploitation et la transmissivité des ouvrages, superposés sur les fractures ou les zones de densité de fracturation élevée ont permis d'identifier, de cartographier et de classer les structures par ordre d'importance. Les résultats de ces calculs a permis de constater que les transmissivités du bassin oscillent entre 0,017 et 0,178 m²/h. Elles illustrent à souhait que les aquifères du socle soudano sahélien du Cameroun ont une forte fonction conductrice.

**Mots-clés:** Cartographie, SRTM, Linéament, hydrogéologie, hydraulique, SIG

# Mapping Productive Fractures in Groundwater in the Benoue Watershed: Contribution of Geomatics

**Nana Oumarou Baba, Ing**

Doctorant, Chercheur, Unité de Formation Doctorale
(Mécanique, Hydraulique et Génie Civil), Ecole Nationale Supérieure
Polytechnique de l'Université de Maroua

**Ewodo Mboudou Guillaume, MC**

Enseignant, Chercheur au Département d'Hydraulique et Maîtrise des Eaux,
Ecole Nationale Supérieur Polytechnique de Maroua,
Université de Maroua, Cameroun

**Diguim Kepnamou Amadou, PhD**

Enseignant, Chercheur au Département de sciences de la terre,
Faculté de Sciences. Université de Garoua, Cameroun

**Messi Gabriel, Ing**

Doctorant, Chercheur, Unité de Formation Doctorale (Mécanique,
Hydraulique et Génie Civil), Ecole Nationale Supérieure
Polytechnique de l'Université de Maroua, Cameroun

## Abstract

This work aims to produce a fracturing map of the study area and identify faults carrying water mineralization through the coupled use of remote
sensing and GIS. To achieve this, Landsat OLI and SRTM imagery were used to visualize and model the watershed and highlight lineamentary structures, through a combination of automatic methods and manual extraction using directional filtering. At the end of the various operations leading to the validation of the fracturing map, it emerged that the upstream Bénoué watershed is a highly fractured zone, with a fracture density ranging from 3.03 km/Km2 to 8.63 km/Km2. A campaign to identify and collect data on hydraulic structures identified and geolocated 63 wells and 40 boreholes. Processing operations were carried out on the data from the structures, and 12 boreholes received special attention in this study. In addition, image processing was carried out to gain a better understanding of the basin's aquifers. Borehole data sheets were used to determine the main hydraulic parameters and to identify water-bearing faults. Calculations of operating flow rates and transmissivity of structures, superimposed on fractures or zones of high fracture density, enabled the structures to be identified, mapped, and ranked in order of importance. The results of these calculations show that transmissivities in the basin range from 0.017 to 0.178 m2/h. They illustrate that the aquifers of the Sudano-Sahelian basement of Cameroon have a strong conductive function.

**Keywords:** Mapping, SRTM, Lineament, hydrogeology, hydraulics, GIS

**Introduction**

Parmi les types de réservoirs souterrain, les aquifères de socle constituent une problématique pendante à cause de leurs faibles productivités en eau. Le caractère hétérogène des aquifères rendent souvent leurs explorations complexes (Lachassagne et al., 2008). Ils sont le plus souvent isolés les uns des autres et s'associent à des couloirs de fracturation qui découlent de la tectonique régionale (Gandolfi et al., 2010). Cette association leur confère une productivité variée parfois influencée par l'épaisseur d'altération et le réseau de fissure (Dewandel et al., 2006; Lachassagne et al., 2011). Au Cameroun, le débit d'exploitation des ouvrages dans la zone de socle soudano sahélien de l'Extrême Nord varie entre 0,04 m³/h et 4 m³/h (Ewodo et al., 2017). Dans la zone de socle soudano sahélien de transition jusqu'ici faiblement explorée, le taux élevé des ouvrages négatifs se présente avec acuité. Une des solutions pour améliorer la connaissance hydrogéologique du milieu est l'établissement de la corrélation entre la fracturation et les ouvrages positifs. Les travaux de Yao et al., 2012 ont montré qu'il est nécessaire de commencer l'exploration hydrogéologique par les études structurales. L'avancé technologique a permis à Akokponhoué et al, 2019 de hisser la méthode de télédétection comme meilleure approche d'étude structurale régionale. Elle constitue un outil indispensable et un moyen rapide
d'observation à grande échelle dans la prospection hydrogéologique (Jofack Sokeng., 2016) et la cartographie de réseau de fracture en milieu de socle (Youan Ta et al., 2014 ; Jofack Sokeng., 2016 ; Galanos et al., 2006 ; Jourda et al., 2006). Toutefois, la fiabilité des résultats obtenus par télédétections et leurs validations constituent quelques problèmes (Lasm., 2000 ; Jourda., 2005 ; Youan Ta., 2008). Néanmoins, les observations de terrain viennent appuyer les rendus obtenus par télédétection en confirmant ou infirmant afin de faciliter leur validation. Elle permet de mieux localiser les discontinuités géologiques et les zones à fort intérêt hydrogéologique. L'utilisation combinée de télédétection et SIG peut remédier au manque de données et permettre l'identification des fractures porteuses d'eau souterraine. (Alle et al, 2018 ; Soro et al, 2017 ; Akokponhoué et al, 2019). Le présent travail, vise la cartographie des failles favorable à la circulation de l'eau à travers l'usage de SIG et télédétection.

## Présentation du secteur d'étude

Le secteur d'étude situé au SE de la Commune de Mbé (figure.1), est un bassin versant. Il couvre une superficie de 903,69 km² et un périmètre de 163,77 km. Ce secteur d'étude est localisé entre les longitudes 13,406°E et 13,835°E et les latitudes 7,567°N et 7,875°N. Son collecteur principal est le cours d'eau Bénoué a écoulement permanent : d'où l'appellation bassin versant amont Bénoué. Il se caractérise par un réseau hydrographique de type dendritique avec une forte dominance d'écoulement spasmodique. Le climat est de type tropical sec. Il est caractérisé par des irrégularités spatio-temporelles et des hauteurs annuelles de pluies variant entre 600 mm et 1000 mm. Sa température moyenne annuelle se situe autour de 25°C en avril (mois le plus chaud) et de 19°C en décembre (mois le plus froid) (Suchel., 1972). Sur le plan géomorphologique, le relief du bassin est une pénéplaine localisée dans la partie nord de l'escarpement de Ngaoundéré. La monotonie d'ensemble est rompue par endroit par la présence des buttes, des collines rocheuses rongées par l'érosion. Les pentes sont comprises entre 0 et 10 %. Les altitudes des sommets varient entre 1150 m et 1400 m. les altitudes moyennes sont comprises entre 750 m et 1100 m marqué par des petits dômes de relief. Les vallées de la région drainées en période de crue sont localisées dans les zones de basse altitudes (450 m à 700 m).
<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Figure 1 : Localisation du bassin versant</figcaption></figure>

Sur le plan géologique et structural, ce bassin est situé au nord de l'escarpement de Ngaoundéré (Tchakounté et al., 2017). Il est constitué d'un socle cristallin fortement influencé par les mouvements tectoniques (Toteu et al., 2006 ; Dumont, 1987). Les travaux de cartographie géologique de Lassere (1957), de Dumont (1987) sur l'étude structurale des bordures du plateau de l'Adamaoua, de Toteu et al., 2004 et Nzenti et al., 2010) sur la cartographie de la géologie structurale des formations panafricains ont permis de dénombrer huit faciès géologiques : les basaltes, les granites, les gneiss et les formations différenciées (embrechiste, anatexites) et les grands traits structuraux (figure 2).
<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 2 : Géologie du bassin versant amont Bénoué à Mbé</figcaption></figure>

# Matériel et méthodes
Données d'étude

Les données collectées concernent : 1) image satellite Landsat 8 obtenue sur le site officiel de Earth Explorer (https:// earth.exploer.usgs.gov) scènes 185-055 et 184-055 téléchargé le 28/01/2021. Son choix a été fait par rapport à la qualité de son domaine d'observation, à leur importance décrite par plusieurs auteurs (Oussou et al., 2019 ; Boubacar et Konaté, 2020) dans la discrimination des linéaments ; 2) l'image SRTM de 30 m de résolution de path et row respectivement 185 et 055 avec les coordonnées comprises entre 13,41 et 13,83 de longitude et 7,57 et 7,87 de latitude. Il a permis de délimiter le bassin versant, de cartographier les linéaments hydrographiques, les pentes et faire une analyse détaillée de la géomorphologie du secteur étudié ; 3) les anciennes cartes géologiques ont servi à la validation des résultats issus du traitement d'image.

En plus de ces données, les fiches techniques des ouvrages hydrauliques obtenues dans les administrations en charge de l'eau, bureau d'études et entreprises de foration ont servi à la discrimination des failles chargées en eau.
# Méthodes

## Elaboration de la carte de fracturation du bassin versant amont Bénoué
Synthèse des anciens travaux

Les anciens travaux sont géoréférencés, numérisés et mise à l'échelle pour servir de document de base de travail préalables à la validation des résultats de traitement d'image. Il s'agit des cartes géologiques suivantes aux échelles variées : la carte géologique du Cameroun de 1979 ; la feuille de Ngaoundéré Est de 1961 et la carte géologique du PRECASSEM de 2021.

## Prétraitement des images

C'est une opération préalable à tout traitement. Elle comporte les différentes corrections géométriques, atmosphériques et radiométriques (Ezine et al., 2011). A partir des scènes d'images Landsat 8 OLI téléchargées, ces différentes opérations de prétraitement (correction géométrique, atmosphérique et radiométrique) ont été effectuées à l'aide du module « radiometric » du logiciel Erdas, pour faciliter le processus de traitement et de production des cartes. En plus de ces opérations, on a procédé au mosaïquage grâce à la fonction « mosaic » du menu raster d'Erdas, qui consiste à assemblée les scènes d'images satellite (Landsat 8). L'extraction de la zone d'étude s'est faite à l'aide du module « raster vector » et de la fonction « subset-chip » dans le menu raster du même logiciel (figure.3).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Figure 3** : Délimitation et extraction du bassin versant amont Bénoué sur les scènes Landsat 8</figcaption></figure>

## Traitement et extraction linéamentaire

La cartographie des linéaments est la représentation des structures linéaires connues sur un plan. Les linéaments peuvent être regroupés en linéaments hydrographiques, en linéaments d'objets géologiques linéaires ou d'alignement des objets géologiques suffisamment proches (Yao et al., 2012). Les structures linéamentaires sont de plus en plus étudiées en hydrogéologique pour leurs sensibilités à la circulation et parfois à la séquestration des eaux souterraines. Dans le cadre de cette étude, les structures les plus observées
ayant rendu possible la réalisation de la carte de fracturation sont les schistosités et foliation, les failles et les filons.

Les opérations suivantes ont permis de les cartographier. (i) l'analyse en composante principale (ACP) réalisée pour permettre leur extraction automatique à l'aide du module LINE du logiciel géomatica ; (ii) l'extraction des linéaments hydrographiques opérée à l'aide du module ArcMap ; (iii) les filtres directionnels de Sobel (Habib et al., 2022 ; Jourda.,2013) de directions N-S ; E-O ; NO-SE et NE-SO, de Prewitt et de Yesou appliqués grâce à la matrice de convolution 7*7 (Boubacar et Konate, 2020). Le rendu final est obtenu à l'issue des opérations de traitement dans un environnement SIG (ArcMap) consistant à éliminer les redondances.

<table><caption>Tableau 1 : Statistique des linéaments obtenus en fonction de la méthode appliquée</caption><thead><tr><td>N°</td><td>Linéaments</td><td>Nombre des linéaments</td><td>Direction préférentielle des linéaments</td></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>Previt</td><td>946</td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>Sobel E-W</td><td>386</td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>Sobel NE-SW</td><td>1194</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>Sobel N-S</td><td>80</td><td></td></tr><tr><td>5</td><td>Sobel NW-SE</td><td>1102</td><td></td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

<figure><img src="image_8.png" /></figure>
<table><tr><td>6</td><td>Yesou</td><td>172</td><td></td></tr><tr><td>7</td><td>Portion rectiligne des cours d'eau</td><td>66</td><td></td></tr><tr><td>8</td><td>Extraction automatique</td><td>1397</td><td></td></tr><tr><td>9</td><td>Synthèse linéamentaire</td><td>5319</td><td></td></tr></table>

## Validation des résultats de traitement d'image

Les cartes géologiques de la partie donnée d'étude et la carte hydrographique ont servi à la validation de la carte linéamentaire en carte de fracturation du bassin. Elle a été possible grâce aux observations de terrain (figure 4) et l'identification de répertoire des failles parallèles aux segments rectilignes des cours d'eau, des linéaments identiques et des formations mylonitiques confirmant l'existence de ces failles dans le bassin. Plusieurs travaux (Biemi et al., 1991; Sawadogo, 1984 et Jourda et al., 2006) ont montré que la productivité des forages sont influencées positivement selon qu'ils soient localisés sur la fracturation. Les forages productifs identifiés et géolocalisés du bassin serviront dans la validation de la carte linéamentaire et des structures porteuses d'eau (Kanohin et al., 2012). La figure 5 présente les étapes de conception de la carte de fracturation du bassin versant amont Bénoué à Mbé.
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>**Planche 1:** Observations des structures sur le terrain et prise des mesures des attitudes
Sources et coordonnées géographiques : travaux de terrain ; a : 13,52607-7,75753-561m ; b :
13,524811-7,757439-561m et c : 13,528000-7,758412-561m</figcaption></figure>
<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>**Figure 5** : Diagramme de conception de la carte de fracturation du bassin versant amont Bénoué</figcaption></figure>

## Méthode de calcul des densités linéamentaires du bassin versant

La densité linéamentaire est tributaire de la géologie (géologie structurale, pétrographie) et des caractéristiques géomorphologiques. C'est un élément qui permet de cartographier les zones de forte circulation des eaux souterraines. Dans ce travail, la fonction LINE DENSITY de ArcMap grâce à la formule $D_l = \frac{\sum_{i=1}^{n} L_i}{A}$ ($D_l$: densité linéamentaire, $L_i$: Longueur des linéaments et A : la superficie du bassin versant) est utilisée pour déterminer la densité linéamentaire du bassin versant amont Bénoué.

## Géolocalisation des ouvrages et constitution de la base de données hydrogéologiques

Les travaux de géolocalisation des ouvrages sur le terrain pour la constitution de la base de données ont été exécutés dans le bassin versant amont Bénoué à l'aide du récepteur GPS. La sélection des ouvrages pouvant permettre la localisation et la cartographie des fractures chargées en eau s'est
appuyée sur les critères géologiques et débit d'exploitation des ouvrages. Sur les 103 ouvrages géolocalisés, seul 12 forages permettent de faciliter le processus de classement des structures selon leur capacité à disposer de l'eau.

<table><caption>**Tableau 2 :** Forages extraits de la grande base de données pour servir la cartographie des structures productives</caption><thead><tr><th>X (°)</th><th>Y (°)</th><th>Z (m)</th><th>Ouvrages</th><th>Profondeur (m)</th><th>Débit max à la pompe(m3/h)</th><th>Nature du socle</th><th>Localités</th></tr></thead><tbody><tr><td>13,695369</td><td>7,8568</td><td>546</td><td>Forage</td><td>54</td><td>1 m³/h</td><td>Basalte</td><td>Nguesseck Ngai</td></tr><tr><td>13,769611</td><td>7,740889</td><td>618</td><td>Forage</td><td>55</td><td>1 m³/h</td><td>Basalte</td><td>Sassa Garda</td></tr><tr><td>13,689222</td><td>7,862889</td><td>524</td><td>Forage</td><td>58</td><td>4,33 m³/h</td><td>Granite</td><td>Gosnouk</td></tr><tr><td>13,5275</td><td>7,762167</td><td>575</td><td>Forage</td><td>83</td><td>1,2 m³/h</td><td>Granite</td><td>Ndom Bénoué</td></tr><tr><td>13,54189</td><td>7,69669</td><td>715</td><td>Forage</td><td>46</td><td>2,5 m³/h</td><td>Granite</td><td>Wack</td></tr><tr><td>13,7037</td><td>7,85426</td><td>518</td><td>Forage</td><td>42</td><td>2,57 m³/h</td><td>Gneiss</td><td>Vourgne Sanfou</td></tr><tr><td>13,55705</td><td>7,79411</td><td>596</td><td>Forage</td><td>55</td><td>3,75 m³/h</td><td>Gneiss</td><td>Karna Manga</td></tr><tr><td>13,54654</td><td>7,78204</td><td>579</td><td>Forage</td><td>45</td><td>2,4 m³/h</td><td>Granite</td><td>Har</td></tr><tr><td>13,53836</td><td>7,72495</td><td>614</td><td>Forage</td><td>42</td><td>2 m³/h</td><td>Gneiss</td><td>Man</td></tr><tr><td>13,60619</td><td>7,88036</td><td>598</td><td>Forage</td><td>46</td><td>2 m³/h</td><td>Gneiss</td><td>Mnip</td></tr><tr><td>13,60043</td><td>7,87138</td><td>600</td><td>Forage</td><td>60</td><td>1,5 m³/h</td><td>Gneiss</td><td>Panoua</td></tr><tr><td>13,59961</td><td>7,86976</td><td>599</td><td>Forage</td><td>40</td><td>2,77 m³/h</td><td>Gneiss</td><td>Tibang</td></tr></tbody></table>

Sources : Campagne de terrain et fiches techniques des forages (BD 2020 à 2023)

## Cartographie et classification des fractures suivant le potentiel de transmissivité

Les débits d'exploitations et la transmissivité des ouvrages représentent une source importante de données devant permettre la cartographie et le classement des fractures selon leurs degrés de favorabilité à la circulation. La classification se fait suite à la superposition des données hydrauliques des ouvrages aux structures cartographiées. Les données de puits utilisées sont celles qui viennent des ouvrages disposant de la ressource en eau en toute saison. Les ouvrages localisés sur les fracturations sont privilégiés dans la cartographie des structures productives.
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>**Figure 6** : Superposition des ouvrages productifs aux structures (05 puits, 04 forages)</figcaption></figure>

# Résultats

## Carte de fracturation du Bassin versant amont Bénoué

Les cartes des figures 7 et 8 présentent les résultats de la cartographie linéamentaire suivant la méthode d'extraction automatique et la méthode manuel respectivement. Sur la figure 7, 1397 linéaments sont cartographiés et présente une direction principale N45° qui est la direction des grandes fractures de la zone et s'identifie également à la direction des cisaillements du couloir Adamaoua Yade. La figure 8 présente 3946 linéaments extraits manuellement avec une orientation préférentielle N005°.

La carte de fracturation finale obtenue (figure 9) présente 5343 fractures de direction et de longueur variées. La variation de longueur de fracturation est comprise entre 0,041 km et 4,94 km. La rosace montre deux grandes classes de fracturation selon les orientations :

* Les directions majeures observées dans le cadrant N-E : N005 (N-S) ; N015 ; N025 et N035 (NNE-SSW) ; N045 (NE-SW) ; N055 ; N065 et N075 (ENE-WSW) ; N095 (E-W) avec l'orientation principale N005 ;

* Les directions mineures observées dans le cadrant N-W : N085 (E-W) ; N105 ; N115 ; N125 (WNW-ESE) ; N145 ; N155 ; N165 et N175 (NNW-SSE) avec les plus courtes fracturations orientées N135 (NW-SE).

Elle permet de constater que la direction principale des structures du bassin est la direction des schistosités qui est N005°.
<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 7 : Extraction automatique des linéaments</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th colspan="2">Statistique</th></tr></thead><tbody><tr><td>Count :</td><td>1397</td></tr><tr><td>Minimum :</td><td>0,067082</td></tr><tr><td>Maximum :</td><td>1,567195</td></tr><tr><td>Sum :</td><td>610,1514</td></tr><tr><td>Mean :</td><td>0,436758</td></tr><tr><td>Standard Deviation :</td><td>0,1782</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 8 : Extraction des linéaments par filtre directionnel</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th colspan="2">Statistique</th></tr></thead><tbody><tr><td>Count :</td><td>3946</td></tr><tr><td>Minimum :</td><td>0,041883</td></tr><tr><td>Maximum :</td><td>4,941809</td></tr><tr><td>Sum :</td><td>2237,30075</td></tr><tr><td>Mean :</td><td>0,566979</td></tr><tr><td>Standard Deviation :</td><td>0,351113</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

<figure><img src="image_17.png" /></figure>
<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>**Figure 9 :** Fracturation du bassin versant amont Bénoué à Mbé</figcaption></figure>

## Zone potentielle de circulation des eaux souterraines

Les écoulements sont contrôlés par les fractures/fissures. Les zones à forte densité de fracturation observées dans la partie N, NNE, SSE en formant une ceinture sur la zone étudiée (figure 10) représente un intérêt certain pour la circulation des eaux souterraines dans le bassin. L'alignement des zones de fortes densités des linéaments s'observe dans les grands couloirs de fracturation du bassin. Ces zones sont marquées sur le terrain par l'alignement des mylonites au niveau de la localité de Ndom et parfois proche de Wack. La partie centrale de notre domaine est marquée par une faible fracturation. Les localités du bassin localisés sur les zones de forte à moyenne densité de fracturation, présentent des ouvrages à débits d'exploitation acceptables (respectivement 2,4 m³/h, 3,75 m³/h et 4,465m³/h). Par contre, les autres localités surfent dans les faibles débits (2 m³/h à 0,911m³/h) selon la classification de Dibi et al., 2004. Les valeurs de densité linéamentaire du bassin varient entre 3,03 km/Km² et 8,63 km/Km².

Les puits des localités positionnés dans les zones à forte densité linéamentaire sont majoritairement positifs et exploités en toute saison malgré la diminution importante du volume d'eau dans ces ouvrages en période d'étiage.
<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>**Figure 10 :** Densité linéamentaire du bassin versant amont Bénoué reclassifiée superposée aux débits des ouvrages</figcaption></figure>

## Cartographie des structures porteuses d'eau souterraine

La figure 11 présente les failles porteuses de la ressource en eau par degré d'importance. Cette cartographie est obtenue à partir du comportement hydraulique des ouvrages de captage. Les structures ayant une importance certaines ont une orientation NE avec 06 ouvrages directement localisés sur ces fractures. Deux forages à disponibilité permanente d'eau sont localisés sur ces fractures et présentent les meilleurs débits du bassin versant (4,46 m³/h).

<table><caption>**Tableau 3 :** Classement des structures selon leur production</caption><thead><tr><td>N°</td><td>Classement</td><td>Nombre d'ouvrage positif (critère classement)</td><td>Orientation</td></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>Failles très importantes</td><td>06 ouvrages (04 puits et 02 forage) à production permanente</td><td>NNE</td></tr><tr><td>2</td><td>Failles importantes</td><td>03 ouvrages (puits) à production permanente</td><td>NE ; ENE</td></tr><tr><td>3</td><td>Failles</td><td>0 ouvrage réalisé sur la fracture</td><td>NNE, NE, ENE et ESE</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>**Figure 11 :** Structures productives du bassin versant amont Bénoué</figcaption></figure>

## Discussions

La caractérisation hydrodynamique des réservoirs fracturés en zone de socle se fait à partir d'une vision globale de l'écoulement (Assemian et al.,2014 ; Bouhsine et al.,2016). Cet écoulement tributaire de la fracturation est souvent modélisé par l'usage de la télédétection. La densité de fracturation est mise en exergue grâce à l'application des techniques de filtrage directionnel. Cette approche a donnée des résultats satisfaisant dans des zones similaires (Biemi, 1992 ; Kouamé, 1999 ; Jourda, 2005 ; Youan, 2008 ; Youan et al.,2008 ; Youan et al.,2014 ;). Les résultats obtenus dans cette étude sur le plan géomatique sont conformes aux résultats de plusieurs auteurs ayant travaillé dans la cartographie régionale des fractures en zone de socle pour l'exploration hydrogéologique (Savané et al.,1995 ; Biemi et al.,1991 ; Biemi et al.,1995 ; Savané et al.,1991 ; Saley, 2003 ; Kanohin et al.,2012 ; Koffi et al.,2016 ; Sekouba et al.,2017 ; Oussou et al.,2019 ; koffi et al.,2021 ; Boubacar et al.,2022) ou dans la relation entre la fracturation et la productivité des ouvrages (Khemissi et al., 2015 ; Youan Ta et al.,2015).

Dans ce travail, la validation des résultats obtenus par télédétection s'est faite à partir des ouvrages positifs ayant fait l'objet d'évaluation de leur ressource par les essais de pompage. Cette approche est comparative à celle des auteurs précédemment cités à travers l'usage des SIG pour la validation des résultats de télédétection. La cartographie des structures productive en eau souterraine s'est appuyée sur les ouvrages à production permanente. Par ailleurs, d'autres auteurs combinent la télédétection et la géophysique pour
cette même action (Akokponhoué et al., 2019 ; Deffo et al., 2024). Mais il convient de remarquer qu'au regard des propriétés de l'eau, la meilleure méthode géophysique objective est la résonnance magnétique des protons (Marie Boucher, 2007). L'approche combinée avec l'analyse multicritère améliore souvent l'identification des potentielles aquifères (Onétié et al., 2016 ; Koffi et al., 2016). Au-delà de l'exploration, la disponibilité et la permanence des eaux souterraines rendent la ressource relativement favorable à l'exploitation pour les populations (Oussou et al., 2019).

Cette étude révèle les avantages liés à l'usage combiné de télédétection et des SIG dans la phase exploratoire du potentiel hydrogéologique. C'est une approche moins couteuse et plus rapide dans la couverture des grandes surfaces d'investigation. Le résultat obtenu dans ce travail est satisfaisant. Les réservoirs d'eau souterraine de ce bassin sont concentrés dans les aquifères de fissure et d'altérité. Les études ayant pour principal but de cartographier les structures porteuses de minéralisation d'eau peuvent s'appuyer sur la géolocalisation des ouvrages productifs et leurs capacités à permettre la circulation et l'alimentation durable en eau. Le constat fait au fil des ans met en évidence la qualité des résultats obtenus par l'usage combiné de la télédétection et des SIG dans la phase exploratoire des ressources en eau.

La cartographie effectuée dans cette étude a permis de déceler la direction majeure de fracturation N005°E qui s'avère être celle de Schistosité. Elle correspondrait à une déformation tangentielle à vergence sud selon (Ngako et al., 1989). La densité de fracturation constitue une étape essentielle en exploration hydrogéologique des zones de socle. Les zones à forte densité sont souvent recouvertes d'importante couches d'altérations responsables de la qualité des écoulements souterrains. Les ouvrages hydrauliques localisés dans la zone d'influence de la fracturation présentent le plus souvent des débits satisfaisants.

En plus de cette densité de fractures, les structures anciennes (failles) présentent un bon potentiel hydrogéologique avec des débits très important atteignant parfois un débit de 4,46 m³/h.

## Conclusion

En définitive, les structures faillées dans la zone sont porteuses de minéralisation d'eau et offre un très bon débit selon la nature géologique traversée. 4,46 m3/h, représente le débit maximal du bassin versant amont Bénoué. La variation obtenue des débits permet de classer les aquifères du bassin dans la catégorie des aquifères à débits moyens. Les formations basaltiques présentent un faible débit (max de 1,6 m3/h) par rapport au socle granitique (4,46 m3/h). L'étude a permis également de mettre en exergue en contexte de socle soudano-sahélien, l'influence de la fracturation sur la production des aquifères. Les ouvrages réalisés sur les fractures ou dans les
zones de densité de fracturation élevées présentent un débit d'exploitation acceptable 2,4 m3/h à 4,6 m3/h. La densité de fracturation du bassin est très localisée. Cette concentration à des endroits bien localisés peut multiplier les sources d'échecs des ouvrages si les études adaptées préalables ne sont pas véritablement effectuées.

**Conflit d'intérêts** : Les auteurs n'ont signalé aucun conflit d'intérêts.

**Disponibilité des données** : Toutes les données sont incluses dans le contenu de l'article.

**Déclaration de financement** : Les auteurs n'ont obtenu aucun financement pour cette recherche.

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