ASPECTS QUANTITATIFS ET QUALITATIFS DELA SOURCE DE BOUAKKOUS

Les déformations plicatives

      Dans la région d’étude, les plis sont le résultat de mouvements tectoniques postlutétien orientés comme partout ailleurs dans l’atlas saharien oriental NE-SW. Ce sont des structures formant l’essentiel du relief structural de la région d’étude. On distingue du NW vers le SE les structures suivantes :
 Le synclinal de Guerigueur C’est un exemple typique de val perché, situé dans la partie NW de la feuille de Hammamet. Il s’allonge selon une direction générale N40°E. Ce synclinal présente un abaissement de son axe du NE vers le SW. La terminaison péri- synclinale NE se distingue par un relèvement important des pendages : Les deux flancs structuraux du Guerigueur sont bien dégagés grâce aux calcaires yprésiens tandis que les marnes paléocènes forment des dépressions assez importantes de part et d’autre du val. Le flanc occidental est limité par un escarpement de faille très net dans ce relief. Cet escarpement joue semble-t-il un rôle important dans l’évolution morpho-géologique du synclinal.
 L’anticlinal de Serdies On a observé le même cas au niveau de l’anticlinal de la Meskiana, à l’Ouest du terrain d’étude. En effet, il est difficile de calibrer partout ce pli à partir des photographies aériennes surtout dans sa partie méridionale. Tout le flanc oriental est effondré, cependant la combe est bien dégagée au niveau de la partie amont de Serdies.
 Le Synclinal de Troubia Dans la région, le synclinal de Troubia, du moins une partie du pli, apparaît comme une structure très perturbée (grande densité de fracturation essentiellement NW-SE). II semble être limité dans une bande allongée de direction E-W ; on note un relèvement important du pendage à la limite de la corniche
 L’anticlinal de Hammamet : L’axe de ce pli est difficile à suivre dans la région de Oued Hadjra à cause de l’abaissement brutal et de la nature lithologique des formations qu’il traverse (argileuses et terrigènes).
 Le Synclinal de Tazbent Cette structure présente une allure assez particulière. En effet, sa direction est NE-SWau niveau de Bordj Tazbent et devient E-W dans la région de Oued el Blilia ; ceci montre une grande anomalie dont le changement de l’axe du pli serait dû à l’effet d’accidents EW).

Le concrétionnement stalagmitique

     Deux types de concrétionnement se rencontrent dans la grotte. Le premier type groupe des stalactites et stalagmites « classiques », présentes partout dans la cavité, y compris sous le niveau d’eau de la grande galerie. Le second type comprend des petits pédoncules de 1 à 10 cm de long pour un diamètre de 1 a 5 cm, recouvrant uniformément les parois de la grande galerie vers 1’aval d’une couche épaisse parfois de plus de 10 cm. Ce concrétionnement très fragile, la calcite étant mêlée intimement à du limon de crue, recouvre également les stalagmites de la grande galerie.

Le concept de « Garbage In – Garbage Out »

      Pour avoir un modèle fiable, il est nécessaire d’avoir de bonnes données à la base. Il est donc important d’insister sur ce point. Le traitement effectué pendant l’inversion ne pourra certainement pas améliorer la qualité de vos données: si les données que vous utilisez sont mauvaises, le résultat sera lui-même médiocre. C’est le concept bien connu que les informaticiens nomment « Garbage In – Garbage Out ». Il est donc nécessaire de soigner l’acquisition. Les principaux problèmes d’acquisition sont les suivants:
• Une électrode défectueuse nous prive rapidement d’un nombre élevé de points. Il est donc nécessaire de s’assurer de la bonne marche du matériel. De même, l’impédance d’entrée du résistivimètre doit être suffisamment élevée (plusieurs MQ).
• En zone fortement bruité, un courant maximum doit être injecté dans le sous-sol de façon à améliorer le rapport signal / bruit (surtout pour les dispositifs à faibles force du signal comme le Dipôle-dipôle). Pour ce faire, on augmentera le voltage à l’entrée et on mouillera le sol autour des électrodes. Le but est ici de diminuer la résistance de contacte. Cette dernière est généralement mesurée par le résistivimètre avant de lancer la séquence de mesures selon le circuit électronique schématisé à la Figure 52.
• Il est nécessaire de s’affranchir des conditions climatiques. Il n’est donc pas conseillé de combiner des données ayant été mesurées à plusieurs mois d’intervalle (variations des résistivités saisonnières). L’utilisateur tâchera de limiter la présence d’hétérogénéités aux alentours immédiats de l’électrode. Ces dernières peuvent parfois dégrader la qualité des mesures.

Avantages et inconvénients des différents dispositifs

      Un des principaux problèmes en résistivité est le choix du dispositif selon le type de structure à étudier, la sensibilité du résistivimètre et le bruit de fond (courants parasites, telluriques). En tomographie 2D de surface, les principaux dispositifs communément utilisés sont le Wenner, le Wenner-Schlumberger, le Dipôle-dipôle, le Pôle-dipôle et le Pôle-pôle. Parmi les caractéristiques qui doivent être considérées, on notera la sensibilité des dispositifs aux variations verticales et horizontales, la profondeur d’investigation, la couverture horizontale et la force du signal. La Figure 55 (Roy & Apparao, 1971) représente les valeurs de la fonction de sensibilité pour différents dispositifs (Wenner, Wenner-Schlumberger et Dipôle-dipôle) et pour un terrain homogène. Cette fonction nous permet de savoir à quel point les variations de la résistivité dans une région influenceront la mesure de la différence de potentiel. Plus la valeur de cette fonction est élevée, comme c’est le cas à proximité des électrodes, plus elle influencera la mesure du potentiel. On constate immédiatement que les valeurs de cette fonction diffèrent selon les dispositifs. Ils vont donc chacun avoir leurs caractéristiques propres. Ceci est surtout valable à grande distance des électrodes. La différence de forme de cette fonction nous permettra de mieux apprécier la réponse des différents dispositifs aux différentes types de structures.

Le dispositif Wenner

       En dispositif Wenner, on voit sur la Figure 55 que les contours des valeurs de la sensibilité sont quasiment horizontaux à l’aplomb du centre du dispositif. Par cette propriété, une acquisition en Wenner sera bien plus sensible aux changements verticaux qu’horizontaux de la résistivité. Ceci implique que le dispositif Wenner est recommandé pour détecter des structures horizontales (bonne résolution verticale), mais déconseillé pour des structures verticales (faible résolution horizontale). En comparant les données du tableau 25, on remarque que ce dispositif a la plus faible profondeur médiane d’investigation (0.519 fois a). L’exemple du paragraphe précédent illustre également bien ce phénomène. La force du signal est inversement proportionnelle au facteur géométrique k (Figure 51). Le facteur k du dispositif Wenner est de loin le plus petit par rapport aux autres dispositifs conventionnels (k = 2na). C’est pour cette raison que ce dernier possède le plus fort signal. Cette propriété peut devenir déterminante dans des terrains avec des bruits de fond élevés. Un des problèmes de ce dispositif est la faible densité de points

Table des matières

CHAPITRE I : IDENTIFICATION DE LA GROTTE DE BOUAKKOUS
Géomorphologie régionale 
I.1. Localisation
I. 2. Analyse de la carte hypsométrique
I.2.1 Les montagnes
I.2.2. Les collines
I.2.3. Les plaines
I.2.3.1. Les plaines d’érosion
I.3. Analyse morpho-structurale de la région
I.3.1. Les données du relief
I.3.1.1. L’allure d’ensemble du relief
I.3.1.2. Les glacis
I.3.1.3. Les cônes de déjection
I.3.1.4. Les mouvements de masses
I.3.1.5. La karstification
I.3.2. Le réseau hydrographique
I.3.3. Les données structurales
II.3.3.1. Les déformations plicatives
I.3.3.2. Les déformations disjonctives
II. Géomorphologie locale 
II. 1. Les phénomènes de surface
A. Le paysage local
B. Description géomorphologique
C. La reculée
II. 2. Les phénomènes souterrains : la grotte de Bouakkous
II.2.1. Notion sur la karstification
II.2.1.1. Etymologie
II.2.1.2. Définition et Principe
II.2.1.3. Facteurs influençant le phénomène de karstification
II.2.1.3.1. Le potentiel de la karstification
II.2.1.3.2. Notion de niveau de base
II.2.1.4. Les différents types de karsts
II.2.1.5. Organisation spatiale du système karstique
II.2.1.5.1. L’epikarst
II.2.1.5. 2. L’endokarst
II.2.1.6. Influence de l’hypereustatisme, de la géodynamique, du climat et de la néotectonique sur la karstgenèse
II.2.1.7. Mécanisme de la dissolution karstique dans les différents milieux géologiques
II.2.2. Morphologie interne de la grotte
II.2.3. Le concrétionnement stalagmitique
II.2.4. Comportement hydraulique de la cavité
II.2.5. Evolution de la cavité
II. 3. Relations entre phénomènes de surface et souterrains
II. 3.1. Rapports entre karstification et contexte morpho-structural
II. 3.2. Rapports entre karstification et évolution de la reculée
Conclusions
CHAPITRE II : GEOLOGIE
Géologie de la région d’étude 
I. La litho-stratigraphie
I.1. Le Secondaire
a. Trias
b. Le Jurassique
c. Crétacé inférieur et moyen
I.2. Le Tertiaire
a. Le Paléogène
b. Néogène
I.3. Le Quaternaire
II. Description de la géologie locale
II.1. Les dépôts quaternaires
A. Les terrasses et niveaux associés de la reculée
B. Les dépôts de pentes
C. Les dépôts de plateau
D. Discussion
Conclusion
Chapitre III : HYDROCLIMATOLOGIE
CLIMATOLOGIE 
II. 1. Introduction
II. 2. Historique
II. 3. Type de climat
II. 3. 1. Diagramme pluviothermique
II. 3. 2. Evolution des facteurs climatiques sur la période 1972 à 2012
II. 3. 2. 1 Les précipitations
II. 3. 2. 2 Variation inter annuelle des précipitations
II. 3. 2. 3 Variations mensuelles des précipitations
II. 3. 2. 4 Répartition saisonnière des précipitations
II. 3. 2. 5. Les températures
II. 3. 2.6. La neige
II. 3. 3. Calcul du coefficient pluviométrique
II. 3.4. Détermination des indices climatiques
II. 3.4. 1. Climagramme d’Emberger
II. 3. 4. 2. Indice d’aridité de De. Martonne
II. 4. Le Bilan hydrique
II. 4. 1. Etude de l’évapotranspiration
a. Estimation de l’évapotranspiration potentielle (ETP)
b. Estimation de l’évapotranspiration réelle (ETR)
II. 4. 2. Estimation des réserves facilement utilisables
II. 4. 3. Indice thermique mensuel
II. 4. 4. Indice thermique annuel
II. 4. 5. Répartition des précipitations
a. Calcul du ruissellement
b. Calcul de l’infiltration
II. 4. 6. Commentaire sur le bilan hydrique
II. 5. Variation de l’écoulement interannuel moyen
HYDROLOGIE
I. Introduction
II. Étude de sous bassin versant de Bouakkous
II.1. Les paramètres géométriques
A. le périmètre, la surface et l’indice de compacité
B. la pente moyenne du sous bassin de Bouakkous
L’indice se pente globale (Ig)
La classification du relief
C. Rectangle équivalent
II-2- paramètres du relief
A- La courbe hypsométrique
II-3- Le réseau hydrographique
II-4- Les caractéristiques hydrographiques
a- Le temps de concentration
B- Vitesse d’écoulement de l’eau (Ve)
C- Coefficient d’allongement (K)
III-Étude des apports liquides
III-1- Estimation de l’Apport annuel moyen (A o)
III-2- La lame d’eau ruisselée
III-3- Calcul du coefficient d’écoulement
Conclusion
CHAPITRE IV : IMAGERIE ELECTRIQUE 2D
I. Tomographie électrique 2D
I. 1. Introduction
I.2. Procédures d’acquisition 2D
I.3. Le concept de « Garbage In – Garbage Out »
I.4. Représentation des tomographies en pseudosections
I.5. Avantages et inconvénients des différents dispositifs
I.6. Tomographie électrique à haute résolution
I.7. Conclusions pour la tomographie électrique 2D
II. Logiciel utilisé d’inversion 2D: Res2Dinv
II.1. Introduction
II.2. Importer des données
II. 3. Quelques paramètres pouvant être modifiés
a. Eliminer les mauvaises données
II.4. L’inversion
II. 5. Visualisation du résultat de l’inversion
II. 6. Exportation du modèle inversé
III. Application de tomographie électrique à la zone étudiée
III.1. Rappel de la géologie locale
III.2. Mise en œuvre des mesures
III.3. Résultats et discussion
III.3.1 Site1
III.3.2. Site 2
III.3.3. Site 3
Conclusion
CHAPITRE V : HYDRGEOLOGIE
I. Introduction
II. Identification hydrogéologiques des sources étudiées
III. Principes de la méthode de l’approche hydrologique
III.1. Étude des débits classés
III.2. Analyse de la courbe de récession
IV. Résultats et discussions
IV.1. Ecoulements en provenance des sources de la falaise calcaire
IV.1. 1. Fréquences des classes des débits
IV.1. 2. Fréquences cumulées des débits classés
IV.1. 3. Analyse de la courbe de récession
IV.2. Ecoulement en provenance de la grotte
IV.2. 1. Fréquences des classes des débits
IV.2. 3. Analyse de la courbe de récession
V. Relation des écoulements avec le champ captant d’Ain Chabro
V.1. Conditions aux limites du champ captant
V.2. Jaugeages différentiels
V.2.1. Points de mesure des jaugeages différentiels
Conclusion
CHAPITRE VI : HYDROCHIMIE
I. Introduction
III. Statistiques élémentaires
A. Les paramètres physiques
B. Les paramètres chimiques
III.1. Les sources
 Le diagramme de Piper
 Diagramme de Stiff
III.2. Champs captant d’Ain Chabro
 Diagramme de Piper
 Diagramme de Stiff
III. 2. La statistique multidimensionnelle
III. 2. 1. Application d’une analyse en composantes principales
III.2.2. Application aux eaux de la zone d’étude
III.2.2.1. ACP forages
III.2.2.2. ACP Sources
III.2.2.3. Comparaison de la qualité des eaux des sources et celles des forages à partir de l’ACP
III.3. Evolution de la minéralisation des sources
III.3.1. Mécanismes de l’effet de chasse ou effet piston des eaux
III.3.1.1. Définition
III.3.1.2. Cas de la source de Bouakkous
III.3.2. Variation des concentrations en éléments majeurs de l’amont vers l’aval
III.4. Application du modèle des neurones sur l’hydrochimie
III.4. 1. Réseau de Neurones artificiels
III.4. 1.1. Présentation de la méthode neuronale
III.4. 1.1.1. Connexions entre les neurones
III.4. 1. 2. Etablissement du modèle
III.4. 1. 2. 1. Calibrage et vérification du modèle
III.4. 1. 3. Résultats et discussion
Conclusion
CONCLUSION GÉNÉRALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE

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