Application des méthodes statistiques multivariées à l’étude hydrochimique des eaux souterraines de la région des lacs (centre de la Côte d’Ivoire)

Abstract

L’approvisionnement en eau potable des populations rurales est assuré par les eaux souterraines dans la région des lacs au centre de la Côte d’Ivoire. L’objectif de cette étude est de comprendre les mécanismes qui gouvernent l’hydrochimie de ces eaux. L’Analyse en Composantes Principales (ACP) et la Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) ont été appliquées aux données chimiques de 94 forages d’eau échantillonnés. La température moyenne des eaux est de 27,21°C avec un pH moyen de 6,6. La conductivité électrique moyenne est de 331 µS/cm avec des valeurs extrêmes comprises entre 11,2 et 1097 µS/cm. Ces eaux sont aptes à la consommation en dehors de certains points d’eau dont les concentrations en nitrates, en fer et en manganèse sont supérieures aux normes OMS. Trois composantes principales cumulent une variance totale de 75% des 13 variables. L’ACP et la CAH mettent en évidence trois processus hydrogéochimiques dans l’évolution hydrochimique des eaux souterraines. L’hydrolyse acide des silicates et des carbonates secondaires produit les ions Ca²⁺, Mg²⁺ , SO4^2- et HCO₃ - dans les eaux. L’oxydo-réduction semble être à l’origine du fer et du manganèse. Les concentrations de NO,sub>3 - et de Clsont liées aux activités anthropiques et à la décomposition de la matière organique. L’hydrochimie des eaux souterraines est régit par les facteurs naturels et anthropogéniques.

Mots clés: Analyse en Composantes Principales (ACP), Classification Ascendante Hiérarchique (CAH), processus, hydrochimie, eaux souterraines, Côte d’Ivoire.

English Title: Application of multivariate statistical methods for hydrochemical assessment of groundwater in lakes region (centre of Côte d’Ivoire)

Groundwater resources supply the rural inhabitants in drinking water within Lakes region of Côte d’Ivoire. The main objective was to apply Principal Component Analysis (PCA) and Cluster analysis (CA) to assess the main processes that are responsible for the hydrochemistry of groundwater. Ninety-four (94) boreholes were sampled for quality assessment. Overall, the water samples are suitable for drinking. Nevertheless, some boreholes have iron, manganese and nitrates higher than the World Health Organization (WHO) permissible limits. Three principal components explain 75% of the total variance of the 13 parameters. The PCA and CA revealed that the hydrochemistry evolution of groundwater was mainly controlled by the weathering and hydrolysis of silicates, redox and anthropogenic activities. The hydrolysis acid of silicates produces the major part of the ions in groundwater such as Ca²⁺, Mg²⁺ , SO4^2- and HCO₃ - . Besides, redox was another factor that produces Mn and Fe in groundwater. In addition, anthropogenic activities produce NOsub>3 - and Clin groundwater. In fact, both natural and anthropogenic factors characterized the hydrochemistry evolution within the study area.

Keywords: Principal Component Analysis (PCA), Cluster Analysis (CA), processes, hydrochemistry, groundwater, Côte d’Ivoire.