Cette étude porte sur la vulnérabilité de quatre aquifères (Guézouman, Tarat, Izégouande, Téloua) du bassin de Tim Mersoï, situé dans le Nord Niger. Une cartographie des zones potentielles de recharge a été effectuée en utilisant les techniques de SIG et de la Télédétection. Il ressort de cette étude que les principaux facteurs dans le processus de recharge sont : la lithologie ; la fracturation, le réseau hydrographique, la pente et l’occupation des sols. La pondération et la combinaison de ces facteurs ont permis de déterminer que 31 % de la zone d’étude possède un potentiel de recharge élevé à très élevé. Tandis que 43 % du secteur d’étude a un potentiel de recharge faible à très faible. Les teneurs mesurées en nitrates dans les quatre aquifères ont permis de valider la carte des zones potentielles de recharge, traduisant ainsi, que les zones à fort potentiel de recharge sont les plus vulnérables à la pollution.