Soutenance mémoire
Variation de l’écoulement interannuel moyen
Les écoulements mensuels sont reconstitués à partir de l’information disponible sur les pluies et l’ETP mensuels dans les diffèrent stations météorologiques. Cette étude, permet de mettre en évidence la relation qui existe entre les volumes d’eau précipités et celui écoulé dans les bassins versant de la zone d’étude. Les données traitées de (1965-1995) ont permit de connaître la lame d’eau moyenne écoulée, qui varie de moins 50 mm par an sur les hautes plaines et à plus de 500 mm (peut aller jusqu’à 100 mm) sur les massifs du tell maritime (Fig. 14). La région d’étude telle que mentionnée sur la carte recèle un potentiel total de presque 1 milliard de m3 (919 Mm3), cependant, ces ressources sont marquées par les grandes disparités géographiques et sont également très variables dans le temps, et l’apport des oueds se fait le plus souvent sous forme de crues (A.Mebarki, 2003)
Caractéristiques géométriques du système aquifère
L’hétérogénéité des dépôts a permis de définir un système aquifère constitué par une nappe superficielle qui s’étend sur l’ensemble de la zone d’étude, excepté sur sa bordure nord constituée par les sables du cordon dunaire, à l’Ouest de l’oued Mafragh, et du massif dunaire de Bouteldja à l’Est. Ce dernier constitue un réservoir aquifère dont les ressources en eau souterraine à l’alimentation des populations des wilayas de Annaba et El-Tarf. Sous cet ensemble les forages ont rencontré sous une couche argilo-sableuse semi-perméable des niveaux de graviers s’étendant sur toute la superficie du système. L’analyse de près de 500 coupes lithologiques de forage a permis d’identifier la structure profonde des principaux aquifères et de déterminer leur extension latérale et verticale. Nous décrivons à partir des coupes reportées sur la figure 21 l’ensemble de ces horizons aquifères successivement de l’Ouest vers l’Est.
L’analyse en composantes principales (ACP)
L’analyse en composantes principales (ACP) est une méthode statistique essentiellement descriptive ; son objectif est de présenter, sous une forme graphique, le maximum de l’information contenue dans un tableau de données (Diday & al. 1982 ; Philipeau, 1992). Ce tableau doit être constitué, en lignes, par des individus sur lesquels sont mesurées des variables quantitatives (Gaudin, 1982 ; Diday & al.1982 ; Philipeau, 1992 ; Dervin, 1992). Pour des raisons évidentes de faciliter la visualisation des individus, l’ACP réduit les dimensions des espaces. Les espaces retenus seront donc à une dimension (c’est-à-dire des droites) ou, et c’est le cas le plus fréquent, à deux dimensions (c’est à dire des plans) (Philipeau, 1992). Les droites et les plans issus d’une ACP ne seront pas réalisés avec les variables initiales mais avec des indices synthétiques obtenus par combinaison linéaire de variables initiales. La méthode cherche d’abord l’indice pour lequel la variation des individus est maximale : cet indice est appelé première composante principale ou premier axe principal. Ensuite, une seconde composante est recherchée et ceci sous deux conditions :
– Avoir une corrélation nulle avec la première.
– Avoir, à son tour, la plus grande variance.
Ainsi, cette deuxième composante fournit la plus grande information non expliquée par la première (Dervin, 1992 ; Philipeau, 1992). Le processus se déroule ainsi jusqu’à l’obtention de la dernière composante principale, la part d’information expliquée par chacune d’elle devenant de plus en plus faible (Diday & al. 1982 ; Philipeau , 1992). Dans cette étude, nous avons effectué une analyse statistique (ACP) des eaux de la nappe superficielle sur les deux compagnes (basses eaux et hautes eaux). Le but de cette analyse statistique est de faire ressortir :
– Les différentes corrélations significatives entre éléments chimiques afin de comprendre le mécanisme du chimisme des eaux
– Les points d’eau qui possèdent des concentrations élevées en éléments chimiques par rapport à l’ensemble de la plaine
Cela nous permet de donner une idée préalable sur les éléments et les sites de pollution. Ces résultats d’analyse caractérisant les eaux de la nappe superficielles ont permis la réalisation d’une analyse en composantes principales pour chaque saison (basses et hautes eaux).
La toxicité des éléments en trace métallique (ETM)
Le terme de « métaux lourds » a une définition assez large. Actuellement, ce terme désigne tous les métaux ayant une toxicité pour l’Environnement. Auparavant la classification des éléments sous le terme de « métal lourd » se faisait essentiellement selon un critère de densité qui a lui aussi évolué. En effet, la densité minimale pour laquelle un métal était qualifié de lourd était de 4, Lapedes l’a fait passer à 5 en 1964. Ensuite ce terme de « métaux lourds » est passé dans le langage courant et a été utilisé pour qualifier les éléments de densité élevée et ayant une toxicologie reconnue. La toxicité de l’élément prend alors le pas sur la densité et des métaux plus légers comme le béryllium (densité 1,85) sont reconnus comme « lourds » (Boudene, 1993). Certains de ces métaux lourds sont des oligo-éléments qui à faibles doses sont bénéfiques mais qui ont des caractères toxiques à doses trop élevées ; c’est le cas du cuivre, du zinc, du manganèse, du sélénium (Baize, 1997), etc. Par contre le cadmium, le plomb, le mercure, l’arsenic, le chrome, le nickel, le titane et l’étain sont toxiques au-delà d’une certaine dose et n’ont pas de caractère indispensable pour le bon fonctionnement d’un organisme (Blum, 1990; Baize, 1997). Ces métaux qualifiés de lourds de part leur caractère toxique pour l’Environnement et l’Homme sont présents partout. Les voies de contaminations pour l’Homme sont l’inhalation, l’ingestion et l’exposition cutanée. Par leur caractère cumulatif, les métaux lourds présents dans l’eau se concentrent principalement dans le système digestif provoquant des troubles de celui-ci, nausées, vomissement, perte d’appétit et de poids et des cancers (Hamamoto, 1955; Morris et al., 1974; Datta, 1976; Venugopal et Luckey, 1978; Shigematsu et al., 1981; Letourneau, 1995; Irwin et al., 1997; INSERM, 1999). Ces composés toxiques sont responsables de bons nombres de maladies tristement célèbres comme le saturnisme pour le plomb (Miquel, 2001). Beaucoup de métaux lourds ont des propriétés mutagènes et agissent par exemple sur l’appareil reproducteur pour le plomb. L’arsenic et le zinc provoquent également des lésions cutanées très graves (Sax, 1984; Hindmarsh et Mc Curdy, 1986; EPA, 1987; EPA, 1987b).
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : CARACTERISATION DE L’ECOULEMENT SUPERFICIEL
Introduction de la partie I
Chapitre I: Cadre générale
I. cadre général
I.1. Situation géographique
I.1.1. Origine et but de l’étude
I. 2. Aperçu géologique
I. 2. 1. Le Paléozoïque
I. 2. 2. Le Mésozoïque
I. 2. 3. Le Cénozoïque
I. 2. 4. Le Quaternaire
I. 3. Etude structurale et paléogéographique
I. 3. 1. Etude structurale
I. 3. 2. La géomorphologie
I. 3. 2. 1. Evolution du relief et mise en place du réseau hydrographique
I. 3. 2. 2. Les formes quaternaires et la morphologie de la vallée de la basse Seybouse
I. 3. 3. Les grands ensembles lithologiques et leurs caractéristiques hydrogéologiques
Conclusion
Chapitre II : Ecoulement superficiel
II. 1. Etude climatique
II .1. 1. Les stations de mesure
II. 1. 2. Type de climat
II. 1. 2. 1. Etude des précipitations
II. 1. 2. 1. 1. Distribution inter annuelle des précipitations
II. 1. 2. 1. 2. Variabilité des précipitations inter annuelles
II. 1. 2. 2. Régime thermique
II. 1. 2. 2. 1. Etude des températures
II. 1. 2. 2. 2. Détermination du type du climat :(Indice de De Martonne)
II. 1. 2. 3. Evapotranspiration
II. 1. 2. 4. Le ruissellement
II. 1. 2. 5 Estimation de l’infiltration
II. 1. 2. 6. Calcul du Bilan hydrique selon la formule de Thornthwaite
a) Interprétation du Bilan hydrique
b) Variation de l’écoulement interannuel moyen
Conclusion
II. 2. Etude hydrologique
II. 2. 1. Station hydrométrique
II. 2. 2. Etude du réseau hydrographique
II. 2. 3. Etude des débits
a) Moyennes mensuelles interannuelles
b) Variation des débits moyens annuels
c) Régime des débits mensuels
c. 1) Moyennes mensuelles interannuelles
c. 2) Coefficient moyen des débits
Conclusion
Chapitre III : Ecoulement hypodermique
Introduction
III. 1. Identification des nappes
III. 2. Caractéristiques géométriques du système aquifère
III. 3. La nappe des sables fins superficiels (ou nappe superficielle)
III. 3 .1. La piézométrie de l’aquifère
III. 3. 1. 1. Interprétation des cartes piézométriques
Conclusion
Conclusion de la partie I
PARTIE II : QUALITE DE L’EAU
Chapitre IV : Etude hydrochimique
Introduction de la partie II
Introduction
IV. 1. Les analyses de l’eau
IV. 1. 1. Prélèvements
IV. 2. Résultats et interprétation des analyses chimiques
IV. 2. 1. Les paramètres physico-chimiques
IV. 2. 2. Les éléments en trace métalliques (ETM)
IV. 2. 3. Cartographie des variations spatio-temporelle des concentrations
a) Carte de classe des concentrations en Fe(T)
b) Carte de classe des concentrations en Cr(T)
c) Carte de classe des concentrations en Pb2+
d) Carte de classe des concentrations en Cu2+
e) Carte de classe des concentrations en Zn2+
f) Carte de classe des concentrations en CE
IV. 2. 4. L’analyse en composantes principales (ACP)
Conclusion
Chapitre V : Etude de la pollution
Introduction
V. 1. Les paramètres de la pollution
V. 1. 1. Généralités sur les éléments polluants
V. 1. 1. 1. La toxicité des éléments en trace métallique (ETM)
V. 1. 2. Interprétation des résultats
A. Variations de la répartition de quelques polluants
A.1. Cartes de répartition de la conductivité électrique
A. 2. Cartes de pollution au Chrome
A.3. Cartes de pollution au plomb
A.4. Cartes de pollution au fer
B. Carte de pollution globale
C. Origine et mécanisme de pollution
Conclusion
Conclusion de la partie II
Recommandations
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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