Integrated Electrical Resistivity and Transient Electromagnetic Investigation for Groundwater Aquifer Characterization in the Western Desert Fringes: A Case Study of Gabal El-Nashfa Area, El-Minya Governorate, Egypt

Dans l'immense étendue aride et brûlée par le soleil du désert occidental de l'Égypte, l'eau n'est pas seulement une ressource ; elle est le fondement de la survie et la clé d'une croissance future. Pour un pays où l'eau douce par habitant a chuté à un niveau critique, le désert recèle une promesse cachée : des réservoirs anciens d'eaux souterraines piégés profondément sous le sable et la roche. Trouver ces réservoirs est un défi complexe car le sol est opaque à l'œil humain. Les scientifiques s'appuient sur une branche de la géophysique qui traite la Terre comme un gigantesque circuit électrique. En envoyant des courants électriques dans le sol et en mesurant la facilité avec laquelle ils le traversent, les chercheurs peuvent cartographier les couches de sol et de roche en dessous. Les différents matériaux conduisent l'électricité de manière distincte ; le sable humide et l'eau salée permettent au courant de circuler facilement, tandis que la roche sèche ou l'argile épaisse agissent comme des barrières. En combinant deux méthodes distinctes — l'une qui envoie un courant continu dans la terre et l'autre qui utilise une impulsion magnétique pour écouter la réponse électrique du sol — les scientifiques peuvent construire une image détaillée de ce qui est caché, distinguant les couches sèches, l'eau douce et l'eau salée sans avoir à creuser le moindre trou.

Une équipe de chercheurs a récemment appliqué cette approche intégrée à une région spécifique et prometteuse à l'ouest de la ville d'El-Minya, une zone connue sous le nom de corridor de Gabal El-Nashfa. Cette étendue de terre de 640 kilomètres carrés est envisagée pour de grands projets de réclamation agricole, pourtant ses systèmes d'eau souterrains restaient mal compris. L'équipe, dirigée par des géophysiciens du Centre de Recherche sur le Désert et de l'Université Ain Shams, s'est donné pour mission de cartographier les aquifères — des couches de roche qui retiennent l'eau — sous ce paysage aride. Ils ont déployé un réseau de capteurs à travers la zone, effectuant 12 mesures avec une méthode de courant continu et 39 mesures avec une technique d'impulsion magnétique. Pour garantir l'exactitude de leurs cartes, ils ont recoupé leurs résultats avec les données de puits et de forages existants, créant un modèle calibré du sous-sol qui combine les forces des deux méthodes de levé.

L'investigation a révélé un système clair de deux couches de roche حاملة d'eau, séparées par une fine barrière imperméable d'argile. La couche supérieure, connue sous le nom d'aquifère de grès de l'Oligocène, se situe entre 77 et 125 mètres sous la surface. Cette couche est composée de grès calcaire, de sable et de gravier mélangés à de l'argile. Les chercheurs ont constaté que l'eau au sein de cette couche supérieure est généralement salée, la rendant impropre à la consommation ou à la plupart des irrigations, mais potentiellement utile pour des usages industriels ou des systèmes de refroidissement. En dessous, séparée par une couche d'argile d'environ 14 à 36 mètres d'épaisseur, se trouve un second réservoir plus profond : l'aquifère de calcaire de Samalut. Cette couche commence à des profondeurs allant de 152 à 260 mètres et consiste en un calcaire fracturé. L'eau y est nettement plus douce, avec des valeurs de résistivité suggérant qu'elle est une source viable pour la consommation et l'agriculture.

L'une des découvertes les plus significatives fut une potentielle anomalie structurelle dans la partie orientale de la zone d'étude. À deux endroits spécifiques, les relevés électriques ont montré une résistance inhabituellement élevée dans la couche de grès supérieure, un signe que l'eau y serait plus douce que prévu. Les chercheurs suggèrent que cela pourrait indiquer une faille — une fissure dans la croûte terrestre — qui permet à l'eau douce de l'aquifère de calcaire profond de fuir vers le haut dans le grès plus superficiel. Cette découverte est cruciale car elle implique que les deux systèmes d'eau ne sont pas toujours parfaitement isolés ; par endroits, ils peuvent être connectés, ce qui a des implications importantes pour la gestion de l'eau et sa protection contre la contamination.

L'étude a également cartographié la direction du flux d'eau souterraine, révélant un mouvement constant d'est en ouest à travers la région. Ce schéma de flux, combiné aux données de profondeur et de qualité, permet aux planificateurs d'identifier les meilleurs endroits pour le forage de nouveaux puits. La partie ouest-centrale de la zone est apparue comme la zone la plus prometteuse pour l'aquifère de calcaire profond, là où l'eau est la plus douce et la profondeur de forage la plus gérable. Les chercheurs proposent une stratégie de « double utilisation » : utiliser l'eau plus profonde et plus douce pour la consommation et l'agriculture, tout en réservant l'eau plus superficielle et plus salée pour les besoins non potables. Cette approche réduirait la pression sur le précieux aquifère profond, garantissant que l'approvisionnement en eau reste durable à mesure que la région se développe.

Bien que l'étude ait réussi à cartographier les sections supérieure et moyenne du système souterrain, la base même de l'aquifère de calcaire profond est restée hors de portée de leur équipement actuel. Les chercheurs ont noté que la base de ce réservoir profond n'était pas totalement résolue, suggérant que des couches encore plus profondes existent au-delà des limites de leur levé. Ils recommandent que les investigations futures utilisent des techniques plus avancées capables de scruter plus profondément dans la croûte pour définir pleinement l'étendue de cette ressource vitale. Pour l'instant, cependant, ce travail fournit une feuille de route claire et scientifiquement fondée pour la zone de Gabal El-Nashfa, transformant un angle mort du désert en une réalité connue et offrant un cadre pratique pour sécuriser l'eau dans l'une des zones de développement les plus critiques d'Égypte.