La reconstitution de la configuration géométrique des systèmes aquifères représente une étape majeure dans la compréhension de leur fonctionnement hydrogéologique. Les structures reconstituées peuvent jouer un rôle dans les relations entre les unités hydrogéologiques et permettent éventuellement de se prononcer sur le sens d'écoulement de la nappe. L'aquifère côtier du bassin du Rharb qui se trouve entre les domaines Rifain et Mésétien (Fig. 1a) est doté d'un potentiel hydraulique très important à l'échelle du pays. Dans sa portion méridionale, qui correspond à la région de la Mamora (Fig. 1b), la nappe alimente conjointement les grandes villes comme Rabat–Salé, Kénitra et Casablanca, la capitale industrielle, détenant 70 % des emplois. L'eau devient un enjeu économique et social (croissance démographique) dans ces régions, où l'identification des zones perméables demeure une priorité. Le bassin du Rharb a fait l'objet d'une étude géologique, lithostratigraphique et structurale [8–10], qui a contribué à le replacer dans son cadre géodynamique global. Les accidents hercyniens sont responsables de la structuration du socle paléozoı̈que et contrôlent le dépôt des formations sus-jacentes triasiques et crétacées [9]. Généralement, les méthodes utilisées pour définir la géométrie des aquifères et de leur substratum sont basées sur des applications de la géophysique électrique [4]. Dans cet article, la structuration de l'aquifère du bassin du Rharb sera définie à partir de l'interprétation d'une nouvelle section sismique réflexion, la R7 (Fig. 1b), qui, après transformation des vitesses migrées en profondeur, fournit des données nouvelles sur la géométrie du réservoir et sur l'écoulement souterrain. Le calage de ce profil a été établi à partir de forages pétroliers obtenus auprès de l'Onarep (Office national de la recherche et de l'exploration pétrolière, Maroc). L'interprétation des forages hydrogéologiques fournis par la DGH (direction générale de l'Hydraulique, ministère des Travaux publics, Maroc) a servi à déterminer les unités aquifères.

Les travaux effectués dans le bassin ont permis d'acquérir plusieurs informations hydrogéologiques [1,2,7,10]. L'aquifère, essentiellement d'âge plio-quaternaire est composé de divers sédiments : grès, sables, calcaires et argiles sableuses. Ces dépôts reposent sur un imperméable mio-pliocène constitué de marnes bleues. La structure de l'imperméable a été considérée pendant longtemps comme homogène, avec seulement quelques ondulations locales [2]. Afin de mieux comprendre la répartition des zones perméables, nous avons réalisé une coupe géologique (A, Fig. 2) de direction N°30. Sa réalisation est fondée sur les données de forages (hydrogéologiques et pétroliers) et de sismique réflexion. L'intersection de cette dernière avec la nouvelle section sismique R7 contribue : (a) à affiner les travaux antérieurs [9] ; (b) à préciser la géométrie de l'aquifère, notamment de la partie septentrionale du bassin du Rharb ; (c) à identifier les structures, et à déterminer un sens d'écoulement souterrain en fonction de la géométrie reconstituée. L'analyse de la coupe (A) montre un dispositif qui se caractérise par un épaississement des séries plio-quaternaires et un approfondissement de leur substratum hydrogéologique du sud-sud-ouest vers le nord-nord-est. On distingue deux fossés au niveau de MAM1 et de R7/2 (Fig. 2), dont le remplissage plio-quaternaire comporte essentiellement des marnes sableuses, des lumachelles, des calcaires sableux et des sables. Ces formations peuvent atteindre respectivement une épaisseur de 630 m (MAM1) et de 760 m (R7/2). Les valeurs de la transmissivité déterminées dans la zone occidentale varient entre 2,8×10⁻³ et $1,5\times {10}^{-1}{\mathrm{m}}^2{\mathrm{s}}^{-1}$ ; celles de perméabilité entre 1,8×10⁻⁴ à $3,8\times {10}^{-4}\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$.

Ces fossés et leur imperméable hydrogéologique reposent, soit sur des formations crétacées (MAM1), soit sur un complexe pré-rifain, qui se caractérise par un mélange de formations allochtones (triasiques et crétacées) affectées par des structures internes (IS).

La combinaison du profil sismique R7 (Fig. 3) et de la coupe géologique traduit un système aquifère compartimenté en horsts et grabens, dans lequel s'individualise un fossé septentrional relativement identique à celui de la partie méridionale (Fig. 2). Les deux sont limités par des accidents affectant à la fois le Miocène et le Plio-Quaternaire. Comme l'indique cette figure, une telle disposition guide le sens d'écoulement souterrain et conduit à localiser les endroits où l'aquifère devient plus épais. Des structures identiques se rencontrent dans la portion orientale (Fig. 4) : le substratum hydrogéologique et les formations perméables sus-jacentes sont compartimentés en zones hautes et affaissées ; le complexe pré-rifain (CP) est fortement tectonisé, avec des structures bien individualisées ; le socle paléozoı̈que est influencé par des structures très anciennes (HS). Les structurations des fossés et de l'aquifère sont relativement identiques (partie méridionale et septentrionale), mais les mécanismes sont différents.

L'étude géodynamique [8,9] révèle, dans la partie méridionale du bassin, des structures hercyniennes réactivées qui compartimentent le socle paléozoı̈que et triasique en demi-grabens. Ces accidents sont bien visibles le long du profil sismique (Fig. 4). Deux grandes failles hercyniennes ont été identifiées dans la région : (1) la faille K2S (Kénitra–Sidi Slimane), de direction N°120E devenant N°90E à l'est ; (2) la faille RK (Rabat–Kénitra). Ces structures, qui ont été rattachées respectivement aux deux grands accidents régionaux de Rabat–Tiflète [6] et de Rabat–Agadir [5], pourraient représenter des structures engendrées par le jeu surtout normal de la zone cisaillée lors de l'ouverture de l'Atlantique central. L'individualisation des grabens et des horsts s'est faite lors du rifting triasique par lequel a débuté cette ouverture. Dans la partie méridionale du Rharb, le développement des bassins plio-quaternaires se caractérise par un épaississement des formations aquifères du sud vers le nord. À partir des résultats d'une campagne piézométrique et des épaisseurs des formations perméables appartenant à la partie méridionale, la Fig. 5 traduit un écoulement de la nappe souterraine et un épaississement de l'aquifère vers le nord et vers l'océan Atlantique. Ces deux paramètres (écoulement et épaisseur) sont contrôlés par le rejeu des accidents hercyniens (visibles sur le profil de la Fig. 4) en failles normales, qui compartimentent le dispositif plio-quaternaire (Fig. 2). En revanche, dans la partie septentrionale du Rharb, le développement des bassins plio-quaternaires est provoqué par le mouvement gravitationnel de la nappe pré-rifaine, qui vient buter contre la faille K2S. Le dispositif de la partie méridionale résulte donc d'une réactivation des structures hercyniennes, voire calédoniennes (rejeux normaux). L'aquifère plio-quaternaire (PQ) est donc compartimenté en blocs soulevés et affaissés.

Dans le bassin du Rharb (Maroc), la réactivation hercynienne s'est enregistrée dans les séries perméables plio-quaternaires de sa partie méridionale, appelée la Mamora. L'influence des structures anciennes est bien visible sur les sections sismiques et géologiques, qui révèlent également un aquifère compartimenté en horsts et grabens. Dans la partie septentrionale du bassin, les mouvements gravitationnels de la nappe pré-rifaine contribuent à la structuration de l'aquifère plio-quaternaire, en finissant par créer un fossé qui possède les mêmes caractéristiques que celui de la zone méridionale : deux mécanismes complètement différents, mais une géométrie presque identique. Le dispositif en blocs contrôle la répartition des formations perméables et l'écoulement souterrain (Fig. 3). Les valeurs de perméabilité, qui montrent une répartition très hétérogène, devront faire l'objet d'un examen détaillé et être reliées précisément aux structures géologiques de la région. La campagne piézométrique [10] a montré un écoulement vers le nord-est et vers l'océan Atlantique. Les structures géologiques, qui fragmentent l'aquifère de la région, ont une double influence directe sur l'écoulement souterrain et sur l'épaississement des séries perméables.