Aspect géomorphologique et topographique

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Profils géologiques

L’utilisation du logiciel Rockworks nous a permet de tracer plusieurs profils géologiques dans la zone d’étude et dans le bassin occidental (figure 1.10).
Les profils géologiques A, B et C (Figure 1.11) partent de la région d’étude vers le Nord, l’Est et le centre du bassin, ils montrent l’affleurement de la nappe du Continental Intercalaire dans la partie Sud Ouest du bassin et qu’elle repose directement sur des formations paléozoïques, ainsi que son plongement vers l’Est sous la couverture du crétacé supérieur, vers le Nord le Continental Intercalaire affleure jusqu’à la limite des dépôts quaternaires de l’Erg Occidental où il est recouvert par les dunes de l’Erg.
Les profils géologiques D et E (Figure 1.12) sont orientés Nord et Nord-Ouest vers le Sud-est, ils montrent que le Continental Intercalaire plonge du Nord vers l’Est sous le Complexe Terminal.

La Température

La température est un élément fondamental du climat, sa variation influe sur la transformation de l’eau en vapeur, que ce soit à la surface ou dans le sous- sol, elle influe sur le degré d’évapotranspiration et par conséquent elle agit sur le taux de salinité des eaux.
Toutefois, la température a un rôle important dans la variation des composantes du bilan hydrologique, c’est un facteur principal qui conditionne le climat de la région. L’analyse des températures sera faite à partir des données de la station d’Adrar pour la période allant de 1991 à 2010.

Variations des températures moyennes annuelles

L’analyse des données de la température moyenne annuelle montre que l’année la plus chaude est l’année 2010 avec une température moyenne annuelle de 27.37°C et que l’année la plus froide est l’année 1992 avec une température moyenne annuelle de 24.07°C, la température moyenne interannuelle est de 25,89°C.
La figure 2.1 et le tableau 2.2 ci-dessous présente la répartition des températures, moyenne minimale (T°C min), moyenne annuelle (T°C moy), ainsi que la moyenne maximale (T°C max) pour une série de 20 ans d’observation.

La Précipitation

La faiblesse de la pluviosité est le caractère fondamental des régions sahariennes, la figure 2.3 ci-dessus montre que les précipitations annuelles sont très faibles et ne dépassent guère les 50 mm/an dans toute la région allant d’El Goléa à In Salah, dans notre région d’étude la précipitation est de l’ordre de 2-30 mm/an.

Variations interannuelles des précipitations

L’analyse de la courbe des variations interannuelles des précipitations, sur une période de 20 ans (1991-2010), montre que l’année 1997 est la plus arrosée avec une précipitation moyenne de l’ordre de 31.09 mm/an et que l’année 1998 est la plus sèche avec une précipitation moyenne de l’ordre de 1.02 mm/an, la précipitation moyenne interannuelle est de 13.25 mm/an (Figure 2.4).

Évapotranspiration

Estimation de l’ETP (l’Évapotranspiration Potentielle)

D’après la formule de C.W .Thornthwaite

C.W. Thornthwaite a proposé également en 1948 une formule basée essentiellement sur les  températures de l’air : avec : ETP = 16[10t/I]a k
i = (t/5)1. 514 I =
a = 1.6*I/100+0.5
ETP: Évapotranspiration Potentielle moyenne mensuelle (mm).
i: Indice thermique mensuel.
a: paramètre arbitraire lié à la température.
I: Somme des indices thermiques mensuels.
t: Température moyenne mensuelle (c°).
k: coefficient d’ajustement mensuel.

HYDROGEOLOGIE

Définition du système aquifère

Le Système Aquifère du Sahara Septentrional « SASS » couvre une vaste superficie plus d’un million de km2, il est reparti entre trois pays à savoir l’Algérie (700 000 km2), la Tunisie (80 000 km2) et la Libye (220 000 km2). Il s’étend du Nord depuis l’Atlas Saharien jusqu’aux affleurements du Tidikelt et le rebord méridional du Tinrhert au Sud et de l’Ouest depuis la vallée du Guir-Saoura jusqu’au Graben de Hun en Libye à l’Est. Ce bassin renferme une série des couches aquifères qui ont été regroupées en deux réservoirs appelés le Complexe Terminal (CT) et le Continental Intercalaire (CI).
Le bassin SASS se subdivise en trois sous bassins : le bassin du Grand Erg Occidental à l’Ouest, le bassin du Grand Erg Oriental au centre et le plateau de la Hamada El Hamra à l’Est.
Notre région d’étude fait partie du bassin du Grand l’Erg Occidental (Figure 3.1), qui englobe dans sa majeure partie la nappe du Continental Intercalaire (CI), cette dernière désigne dans l’histoire stratigraphique, un épisode continental intercalé entre deux cycles sédimentaires marins (C.Kilian) :
– A la base, le cycle essentiellement marin du Paléozoïque qui achève l’orogenèse hercynienne.
– Au sommet, le cycle marin du Crétacé supérieur, résultat de la transgression cénomanienne. L’examen de la carte géologique permet donc de définir le Continental Intercalaire comme l’ensemble continental compris entre un toit « base du cénomanien » et un mur « entre la discordance hercynien et le barrémien ».

Le Continental Intercalaire dans la région d’étude

Le Continental Intercalaire est la seule et unique nappe d’eau dans la région d’étude, elle affleure tout le long de l’axe reliant Timimoun à In Salah (figure 3.1), elle représente la partie à surface libre du Système Aquifère du Sahara Septentrional dans sa partie Sud Ouest.
La nappe d’eau est contenue dans des formations d’âge crétacé inférieur, composée d’une lithologie meuble, argile, grès, sable et gravier, elle est sollicitée par 271 foggaras, 219 forages et plus de 2161 puits traditionnels dans l’axe reliant Adrar à Reggane, le niveau statique est de l’ordre de 10 à 30 m par rapport au sol et qui dépasse les 100 m sous le recouvrement du plateau de Tademaït, avec des débits des forages de l’ordre de 20 à 50 l/s qui engendrent des rabattements de 10 à 25 m.

Épaisseur du Continental Intercalaire

Sur la base des logs de forages nous avons réalisé deux cartes, une pour l’épaisseur de la nappe (figure 3.2), et l’autre pour le substratum (figure 3.3), ainsi qu’un diagramme des formations hydrogéologiques de la partie Ouest du S.A.S.S qui englobe dans sa partie Sud Ouest la région d’étude (figure 3.4), d’après ce diagramme et les deux cartes, l’épaisseur de la nappe du Continental Intercalaire diminue de Est vers l’Ouest et du Nord vers le Sud, il est de l’ordre de 700 m sous le recouvrement du plateau de Tademaït, alors qu’il est de moins de 40 m vers l’Erg Echech.
Les forages réalisés par les différents services de l’état (ANRH, DRE, DSA, ADE …etc.) montrent que l’épaisseur du Continental Intercalaire dans la zone d’étude est peu épais, allant d’Adrar à Reggane l’épaisseur du CI ne dépasse pas les 250 m.
Les forages réalisés par la Compagnie d’Exploration Pétrolière (CEP) au Sud de Kahal de Tabelbala à l’extrême Ouest de la zone d’étude confirment que le Continental Intercalaire est érodé dans les forages K4 au K7 vers 1° 30’W (G.Conrad, 1969).

Lithologie de la nappe du Continental Intercalaire

L’analyse des coupes lithologiques des forages réalisés dans la région d’étude montre qu’il n’y a pas un grand changement latéral de faciès dans les forages, la majorité des forages ont presque la même lithologie, on trouve de haut en bas :
– Une dalle très dure de calcaire ou de calcaire dolomitique, ou de grès quartzitique.
– Une couche gréseuse et argileuse et argile multicolore.
– Une couche de sable et de gravier.
– Une couche d’argile sableuse avec gypse ou anhydrite.
– Une couche d’argile rouge ou marron plastique.
Cette lithologie est typique pour la majorité des forages de la région d’étude. (Voir coupes techniques 1 et 2 des forages en Annexes1 et 2).

Piézométrie

Pour la réalisation de la cartographie piézométrique, nous avons utilisé les données du réseau piézométrique de l’ANRH d’Adrar installé en 2007 pour les années 2007 et 2010, et les données de l’Étude des Ressources en Eau du Sahara Septentrional (ERESS) réalisée durant la période 1969-1971 par l’UNISCO pour l’année de 1971, ce qui nous a permis de suivre sur presque 40 ans d’observation l’évolution piézométrique de la nappe du Continental Intercalaire (C.I) dans le temps et dans l’espace dans sa partie Sud-ouest d’une part et d’autre part de connaître la direction générale de l’écoulement et d’identifier les paramètres hydrodynamiques de l’aquifère.

Piézométrie de 1971

A fin de suivre l’évolution de la piézométrie dans la région d’étude, nous avons reconstitué la carte piézométrique de l’ERESS de 1971 (figure 3.5), avec 132 points de mesures qui englobent tout le SASS, la première constatation et que l’écoulement souterrain se fait, en général, suivant un axe de direction Nord-est Sud-ouest, les courbes isopièzes sont resserrées dans la partie Sud-ouest, avec un gradient hydraulique de l’ordre de 0.002.
Dans la partie Nord-est, les courbes isopièzes sont espacées, indiquant un faible gradient hydraulique, de l’ordre de 0.0003, c’est une zone vierge, qui représente la zone de flux d’alimentation de la nappe provenant des rebords du plateau de Tademaït.

Piézométrie de Décembre 2007

Le réseau piézométrique utilisé est composé de 30 piézomètres installés autour de la ville d’Adrar sur un rayon de 60 km, complété par les niveaux piézométriques de quelques forages réalisés dans la même période pour contourner une zone de 170 km de longueur, 44 points au total sont utilisés pour l’établissement de cette carte (figure 3.6).
D’après la carte piézométrique, le sens d’écoulement de la nappe est orienté Nord-est Sud-ouest, avec un abaissement du niveau piézométrique estimé à huit (08) mètre par rapport au niveau de 1971 (soit une diminution de 8 m durant 36 ans). Le gradient hydraulique est faible, il est de l’ordre de 0.003 dans la région de Tasfaout, pour les autres régions le gradient hydraulique est de l’ordre de 0.0001 au centre et de 0.0002 à l’Est de la zone d’étude.

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : CADRE PHYSIQUE ET GEOLOGIQUE
1.1 Situation géographique
1.2 Aspect géomorphologique et topographique
1.2.1 Le Plateau
1.2.2 L’Erg
1.2.3 Le Reg
1.2.4 La Dépression
1.2.5 Réseau Hydrographique
1.3 Aspect Socio-Economique
1.3.1 Agriculture
1.3.2 L’Élevage
1.3.3 Industrie
1.3.4 Tourisme
1.4 Géologie de la région
1.4.1 Situation Générale
1.4.2 Géologie de la région d’étude
1.4.2.1 Le Quaternaire
1.4.2.2 Le Complexe Terminal (CT)
2a Le Mio-Pliocène
2b L’Éocène
2c Le Sénonien
1.4.2.3 Le Turonien
1.4.2.4 Le Cénomanien
1.4.2.5 Le Continental intercalaire (CI)
5a L’Albien
5b L’Aptien
5c Le Barrémien
5d Le Néocomien
1.4.2.6 Le Jurassique
1.4.2.7 Le Trias
1.4.2.8 Le Paléozoïque
8a Le Carbonifère
8b Le Dévonien
8c Le Silurien
8d L’Ordovicien
1.4.2.9 Le Précambrien
1.4.3 Paléorecharge
1.4.4 Coupes géologiques
1.4.5 Profils géologiques
Conclusion
Chapitre II : HYDROCLIMATOLOGIE
2.1 Introduction
2.2 La Température
2.2.1 Variations des températures moyennes annuelles
2.2.2 Variations des températures moyennes mensuelles
2.3 La Précipitation
2.3.1 Variations interannuelles des précipitations
2.3.2 Variations moyennes mensuelles des précipitations
2.3.3 Diagramme Ombrothermique de GAUSSEN
2.4 Le Vent
2.5 Humidité relative de l’air
2.6 L’insolation
2.7 Détermination des indices climatiques
2.7.1 Indice d’aridité de DE MARTONNE
2.7.2 Climagramme d’Emberger
2.8 Évapotranspiration
2.8.1 Estimation de l’ETP (l’évapotranspiration potentielle)
2.8.1.1 D’après la formule de C.W .Thornthwaite
2.8.2 Estimation de l’ETR (l’évapotranspiration réelle)
2.8.2.1 ETR selon la formule de Turc
2.9 Bilan hydrique
Conclusion
Chapitre III : HYDROGEOLOGIE
3.1 Définition du système aquifère
3.2 Le Continental Intercalaire dans la région d’étude
3.3 Épaisseur du Continental Intercalaire
3.4 Lithologie de la nappe du Continental Intercalaire
3.5 Piézométrie du Continental Intercalaire
3.5.1 Inventaire des points d’eau
3.5.2 Piézométrie
3.5.2.1 Piézométrie de 1971
3.5.2.2 Piézométrie de Décembre 2007
3.5.2.3 Piézométrie de Mars 2010
3.5.2.4 Évolution piézométrique entre 2007 et 2010 autour de la ville d’Adrar
3.6 Paramètre hydrodynamique de la nappe du Continental Intercalaire C.I
3.6.1 Transmissivité T
3.6.2 Coefficient d’Emmagasinement S
3.7 Estimation des réserves et recharge de la nappe du C.I
3.8 Débit d’Exploitation
3.9 Simulation des rabattements dans la région d’Adrar
Chapitre IV : SYSTÈME DE CAPTAGE TRADITIONNEL DES EAUX « FOGGARA »
4.1 Introduction
4.2 Historique de la Foggara
4.3 Étymologie « Foggara »
4.4 Situation géographique des foggaras
4.5 Naissance d’une foggara
4.5.1 Une source
4.5.2 Puits Amont
4.5.3 Puits Aval
4.6 Composition de la foggara
4.6.1 Le Puits « Hassi »
4.6.2 La Galerie « N’fad »
4.6.3 L’Aghisrou
4.6.4 Canal Principal « Majra »
4.6.5 Peigne Répartiteur « Kasria »
4.6.6 Rigole « Seguia »
4.6.7 Bassin « Majen »
4.7 Mesure et partage du débit de la foggara
4.7.1 Outil de mesure
4.7.2 Unité de mesure
4.7.3 Mesure du débit
4.7.4 Partage du débit
4.8 Fonctionnement de la foggara
4.9 Type de foggara
4.9.1 Foggara de l’Erg
4.9.2 Foggara du plateau
4.9.3 Foggara du Jardin
4.9.4 Groupement de foggaras
4.10. Recensement des foggaras
4.10.1 Inventaires des foggaras
4.10.2 Historique du débit
4.11 Nettoyage et entretien de la foggara
4.12 Relation Palmeraie-Foggara
4.13 Relation Forage-Foggara
4.14 Relation société-Foggara
4.15 Cartographie des foggaras
4.15.1 Carte de tarissement des foggaras
4.15.2 Carte de profondeur de la galerie
4.16 Les contraintes qui agissent sur la foggara
Conclusion
Chapitre V : HYDROCHIMIE Page
5.1 Introduction
5.2 Les Compagnes d’échantillonnages
5.3 Analyse de l’eau
5.3.1 Les paramètres physico-chimiques
5.3.1.1 La température….
5.3.1.2 La Conductivité
5.3.1.3 Potentiel Hydrogène
5.3.1.4 Résidu Sec
5.3.1.5 Dureté totale
5.3.2 Les paramètres chimiques
5.3.2.1 Balance Ionique
5.3.2.2 Les Faciès chimiques
5.3.2.3 Les éléments majeurs
3a Le Calcium (Ca++)
3b Le Magnésium (Mg++)
3c Le Sodium (Na+)
3d Le Potassium (K+)
3e Les Chlorures (Cl-)
3f Les Bicarbonates (HCO3-)
3g Les Sulfates (SO4-)
5.3.2.4 Les éléments de pollution
4a Les Nitrates (NO3-)
4b Les Nitrites (NO2-)
4c L’Ammonium (NH4+)
4d Les Phosphates (PO4-)
5.3.3 Représentation graphique
5.3.3.1 Digramme de PIPER
5.3.3.2 Diagramme de SCHOELLER BERKALOFF
5.3.4 Relation chimiques
4a Sodium-Chlorure (Na-C)
4b Sulfates-Calcium (SO4-Ca)
4c Sodium-Calcium (Na-Ca)
4d Sulfates-Sodium (SO4-Na)
4e Sulfates- Magnésium (SO4-Mg)
4f Potassium-Chlorure (K-Cl)
4g Conductivité – Dureté (EC-TH)
5.4 Analyse en Composantes Principales (ACP)
5.4.1 Compagne de l’année 2011
5.4.2 Compagne de l’année 1960
5.5 Eau d’Irrigation
5.6 Étude comparative
Conclusion
Conclusion Générale et Recommandations
Bibliographie

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