Apport de la méthode géophysique par Magnéto-Tellurique dans la connaissance du potentiel hydrogéologique de la ville de Mbuji-Mayi

Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) ISSN: 2958-8413 Vol. 3, No. 6, October 2025 This is an open access article under the CC BY-NC-ND license. http://www.revue-irs.com 6070 Apport de la méthode géophysique par MagnétoTellurique dans la connaissance du potentiel hydrogéologique de la ville de Mbuji-Mayi MUNYINGA Lunda Francis1*, KAKULE KASEREKA Roland1, TUMWAKA NGUNGU Christopher1, Pappy Museu K. Mundala1, NGALAMULUME TSHITOKA Flarice1, MUFUTA WA MUFUTA Joseph1 1 : chercheurs, Centre de Recherches Géologiques et Minières BP 190 Kinshasa XL, RD Congo Abstract : As part of strengthening our understanding of the hydrogeological potential of the city of Mbujimayi (Kasai Oriental), a geophysical study was conducted at the Douze sites to enable the drilling of water wells aimed at improving the city's drinking water supply. To better understand the behavior of the Mbuji-Mayi aquifer, we used geological and hydrogeological data, information from ongoing drilling and drilling (stratigraphic logs), and the results of the various surveys conducted. Keywords: Geophysical method; Magneto-Telluric; Hydrogeological Potential; Aquifer; Mbuji-Mayi; Mbujimayi. Digital Object Identifier (DOI): https://doi.org/10.5281/zenodo.17449938 Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6071 1. Introduction Mbuji-Mayi est une ville moyenne d’auto-construction postcoloniale, situé au Kasaï Oriental, en République Démocratique du Congo. Elle est bâtie sur un plateau sablonno-cryptokarstique, dans un climat tropical Humide et peuplée d’environ trois millions vingt-trois milles d’habitants (Mairie,2024). Pourvue de quelques infrastructures de gestion des eaux pluviales, la Ville connaît plusieurs formes de dégradations de son tissus urbain notamment par une forte érosion ravinante et des effondrements de terrain, liés à son sol et sous-sol qui détruit les réseaux de distributions d’eau existants de la Régideso (Roland KAKULE,2024). . Dans plusieurs quartiers, des ravins gigantesques et impressionnants communiquent avec des trous béants et profonds de dimensions variables. Par conséquent, les infrastructures de distribution d’eau telles que la tuyauterie de la Régideso et les réservoirs d’eau sont soit détruits, soit englouties soit les deux. D’où la rareté d’eau potable et la bidonvilisation de la ville malgré la présence d’une résurgence dont le débit est estimé à 4500 m3 par seconde, capable d’alimenter toute la ville et ses environs. L’occurrence concomitante de ces deux phénomènes cryptokarst (les ravinements et les effondrements) et le manque de l’énergie électrique, constitue un problème social et environnemental grave qui a entrainé la déstructuration du réseau de distribution d’eau et crée de problèmes sérieux d’approvisionnement en eau potable dans la ville de Mbujimayi. Considérant l’évolution spatiale très rapide de ces deux phénomènes et leurs impacts sur la dégradation, cette étude analyse la situation et la corrélation entre les facteurs naturels et la distribution d’eau d’une part, et d’autre, les données satellitaires, des cartes topographiques, pédologiques et géologiques ainsi que les observations sur terrain pour aboutir à des données fiables permettant d’identifier et de connaître les zones potentielles de captage d’eau souterraines pour supplier à la distribution existante. Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6072 2. Contexte géographique 2.1. Localisation Vaste de 145,19 km², Mbuji-Mayi est une ville du centre-sud de la République Démocratique du Congo, chef-lieu de l’actuelle Province du Kasaï Oriental. Elle s’étend entre 06° 05’ et 06° 10’ de latitude S et 23°27’ et 23° 40’ de longitude E (Monographie Kasaï Oriental, 2024). C’est une de grandes villes de la RDC sur le plan démographique (3ème) et un important centre commercial de la région, d’où proviennent le tiers de la production mondiale des diamants industriels (Monographie du Kasaï Oriental,2024). L’espace urbain de Mbuji-Mayi est limité par trois rivières constituant les limites naturelles de la ville tel qu’illustré par la figure 01 : • Au Nord, bornée par les rivières Bipemba et Muya. • Au Sud, par la rivière Kanshi, qui la sépare du territoire de Lupatapata. • À l’Est, elle est bornée par la rivière Mbujimayi qui la sépare des territoires de Katanda et de Tshilengi. Le long de cette rivière jusqu’à la confluence avec la rivière Muya, existe plusieurs résurgences dont la plus grande Lukenlege, utlisée par la Régideso pour le captage d’eau potable. • À l’Ouest, la ville est limitée par une ligne de crête du plateau de Tshibombo qui se limite de part et d’autre au Sud par la rivière Nzaba et au Nord par la rivière Bipemba. Pour cette étude, les sondages géo-électriques ont été réalisés sur un total de 13 sites, situés en majorité dans la ville de MbujiMayi, accessibles par voies routières et peuvent être retrouvées facilement à l’aide des coordonnées géographiques inscrits dans le tableau n° ci-dessous. Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6073 Tableau n° 01 : Coordonnées géographiques de points de sondages géoélectriques Nom du site Longitude EST Latitude SUD Altitude (Mètre) Site OUA 23°38'14.82'' 06°06'31.61'' 555 Site KAJIBA 23°36'59.10'' 06°06'59.10'' 603 Site EMMERANCE 23°36'22.7'' 06°06'47.20'' 598 Site U.O.M 23°36'1.71'' 06°06'52.34'' 610 Site I.S.T.M 23°35'32.76'' 06°06'49.43'' 625 Site Fondation MPANDA WETU 23°35'49.55'' 06°06'25.79'' 620 Site I.S.P 23°36'25.16'' 06°08'11.18'' 610 Site Av LUBILANJI 23°36'58.04'' 06°08'10.58'' 588 Site P.M.K.O 23°32'49.53'' 06°07'3.93'' 721 Site Bena KANSELA 23°31'12.14'' 06°06'46.71'' 727 Site HGR MPOKOLO 23°31'38.09'' 06°05'56.86'' 736 Site MONDE ARABE 23°32'36.60'' 06°04'47.04'' 677 Site MUTOMBO MBUEBUE 23°36'29.64'' 06°06'0.20'' 592 Figure 01 : Carte de localisation Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6074 2.2. Relief et hydrologie La ville de Mbujimayi est construite sur le bas plateau du Kasaï dont l’altitude moyenne varie entre 490 et 800 mètres. Ce plateau est légèrement vallonné et présente une double inclinaison traduite par les sens d’écoulement des cours d’eau. La pente principale, d’orientation sud-nord, est commandée par la rivière Mbuji-Mayi. Mais les affluents de cette dernière, en s’écoulant d’ouest vers l’est, empruntent la pente secondaire. Le point culminant de la ville, 743 m, est situé à l’ouest, tandis que le point le plus bas, 490 m, se rencontre à l’est, dans la vallée de la rivière Mbuji-Mayi. On note aussi l’existence des zones des dépressions qui sont des foyers des effondrements à la sollicitation des eaux de ruissellement pluvial. Suite à la pénéplanation, le relief de la ville est constitué de plusieurs collines d’altitudes voisines. Elles sont séparées par des dépressions plus ou moins larges. Mais leur altitude absolue est variable d’une colline à l’autre. Les principales d’entre elles sont : la colline de Tshibombo (743 m), la colline du Projet Maïs du Kasaï Oriental, en sigle PMKO (740 m), la colline de l’aéroport (665 m), la colline du poste MIBA (650 m), la colline de Tshikisha (640 m), la colline de Bonzola (615 m), la colline de Bena Tshibuabua, la colline du boulevard KasaVubu (575 m), la colline de Nyongolo (580 m), les collines de Tshikama dont celle du grand séminaire (555 m) et celle du petit séminaire et enfin la colline de Tshitenge (560 à 530 m) Le site de la ville de Mbujimayi peut se décrire comme une succession des lignes de crêtes orientées, d’une part, SW-NE et d’autre part, NW-SE, partant toutes comme les arêtes des poissons d’une arête principale pratiquement orientée W-E. Les talwegs sont généralement situés dans les dépressions (F. Verluise, 1974). La déclivité moyenne est de 12,1 % du Sud au Nord (de la rivière Kanshi à la Muya, via le Club MIBA) tandis qu’elle est de 5,8 % d’Ouest en Est (de la limite Ouest de la ville et la rivière Mbuji-Mayi). Mais la pente varie d’une colline à l’autre et d’un bassin versant à un autre. Le bassin versant de la rivière MbujiMayi avec 1,8 % détient la pente moyenne la plus forte de la ville. La pente la plus faible 0,8 % se rencontre sur le bassin versant de la Muya alors que celui de la Kanshi a une pente moyenne dont la valeur est de 1,4 %. Signalons que la pente maximale la plus élevée, 8,4 %, est détenue par le bassin versant de la Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6075 Mbuji-Mayi alors que celui de la Kanshi enregistre la pente maximale la plus faible, 3,6 %. L’analyse de ces deux figures laisse apparaitre la présence d’une part, des thalwegs dont certains sont secs, au centre de la ville, et d’autres occupés par les cours d’eau constitutifs de limites naturelles de la ville, et d’autre part, des lignes de crêtes déjà décrites ci-dessus. Figure 02 : Hydrographie et thalwegs dans la ville de Mbuji-Mayi Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6076 Figure 03 : Relief et les points de prélèvements à Mbuji-Mayi 3. Contexte géologique et hydrogéologique 3.1. Géologie régionale Les formations géologiques rencontrées dans la zone sous-étude sont sédimentaires et magmatiques. Ces formations se présentent de haut en bas de : ➢ Des alluvions de fonds de vallées et de basses terrasses Ho : ➢ Les sables fins argileux So ; ➢ Des formations du Mésozoïque, couches raccordées à la série de LA LOIA, composés de Marnes et argilites schisteuses de teintes diverses, alternant avec des macignos, de grès et des psammites (M3), Grès souvent calcaires, feldspathiques ou argileux, rouges ou mauves (LO2/3) ; ➢ Les laves doléritiques amygdaloïdes associées à la formation BIIe (Massif de Tshala) ; ➢ Les formations BIIe qui sont les calcaires variés, gris et roses, à stromatolithes (Précambrien Mbuji-Mayi) ; ➢ Les formations BIId qui sont les dolomies grises à cherts, avec intercalations construites ou béchiques ; ➢ Les formations BIIc qui sont les dolomies grises généralement construites à stromalithes avec intercalations de schistes noirs. Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6077 Figure n°04 : Carte géologique de la ville de Mbujimayi Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6078 Figure 05 : Log stratigraphique général du Supergroupe de Mbuji-Mayi. Les âges d’aprè s (a) Cahen et al. 1984, (b) Cahen, 1974, (c) Cahen, 1954, (d) Holmes et Cahen, 1955, (e) François et al., 2017 (e’) François et al., inprep. Modifié d’après François et al. 2017. Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6085 etc. Les résultas de cette interprétation suivant l’ensemble de ces critères sont inscrits dans le tableau n°04. Tableau n° 04 : Classification de résultats de sites Priorité - Classement Site Profondeur - mètres Accessiblités & autres 1 Emmerance 80 Facile et quartier populeux 2 OUA 120 Assez facile et quartier bien occupé 3 ISP 140 Très facile d'accès 4 UOM 120 à 150 Accessibilité facile 5 KAJIBA 90 à 120 Accès difficile 6 ISTM 130 à 150 Accès facile 7 Quartier Mutombo 150 Accès facile 8 Av. Lubilanji 150 Accès facile 9 Fondation Mpanda 150 Accès facile 10 Monde Arabe 100 Accès difficile 11 HGR Mpokolo 170 Accès facile 12 PMKO et Bena Kansele 300 Forages très profonds de plus de 300 m ; Forages couteux et à risques (Source : Francis et cies, Enquête sur terrain, 2024) Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6086 6. Conclusion & Récommandations Les roches carbonatées (calcaire et/ou dolomie) du Supergroupe de Mbuji-Mayi sont prédominantes aux sites d’étude. Celles-ci sont couvertes par endroits par le grès tendre du Crétacé et à d’autres, elles affleurent. Le critère de faible résistivité comme indicateur de zones favorables repose sur des principes physiques bien établis : ✓ Les basses résistivités (<100 Ω.m) correspondent typiquement à : - Zones de fracturation intensive ; - Présence d'eau interstitielle ; - Accumulation d'altérites argileuses. ✓ La corrélation avec les dépressions topographiques suggère un contrôle structural majeur sur la distribution des aquifères Cette distribution spatiale des résistivités implique du point de vue hydrogéologique que : ✓ Les meilleurs réservoirs se situent dans les axes de drainage naturel (thalwegs) ; ✓ Le système aquifère présente une forte hétérogénéité latérale ; ✓ La productivité des forages dépend étroitement de la position dans le réseau de fractures. L'interprétation des données de résistivité, bien qu'utile pour identifier les zones potentiellement aquifères, présente plusieurs limites importantes qui conditionnent la fiabilité des résultats. Premièrement, la relation supposée entre les faibles résistivités et la productivité des forages qui nécessite une validation par des tests de pompage systématiques, cette corrélation restant à ce stade hypothétique. Deuxièmement, l'étude se heurte à une contrainte majeure : l'absence de données précises sur la variation verticale des résistivités, ce qui limite considérablement notre capacité à caractériser la structure profonde des aquifères. Enfin, le modèle actuel gagnerait en précision par une intégration plus poussée avec des données géologiques de terrain, notamment des analyses pétrophysiques et des observations de fracturation. Ces perspectives d'amélioration ouvrent la voie à une approche plus robuste combinant géophysique, hydrogéologie et géologie structurale pour une évaluation fiable des ressources en eau souterraine. Une gestion durable nécessite des études géophysiques ciblées (sondages électriques, magnéto-telluriques), un réseau de surveillance piézométrique et une meilleure caractérisation des zones de recharge, particulièrement dans un contexte Revue Internationale de la Recherche Scientifique (Revue-IRS) - ISSN : 2958-8413 http://www.revue-irs.com 6087 où les activités minières du Kasaï Oriental exercent une pression croissante sur cette ressource stratégique. REFERENCES 1. Cahen, L., Snelling N-J., Delhal Vail J, Bonhomme M., LedentD., the geolochronology and evolution of Africa, Clarinelon Press, 1984, 496p. 2. FOMI (2010) ; Synthèse des forages réalisés par la fondation MIBA, édition 210. 3. Lepersonne, J. 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