Estimation de l’évapotranspiration réelle ( ETR)

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Caractéristiques géologiques

Introduction

L’analyse de l’environnement géologique est fondamentale à l’étude hydrogéologique. La géologie permet d’identifier les matériaux et esl structures des formations susceptibles de conduire l’eau des précipitations en profondeur. Elle permet aussi de déterminer le type d’aquifère

Cadre géologique régionale

La géologie de l’Algérie septentrionale a été affectée par deux grandes périodes tectoniques en relation avec l’orogène Alpin ; il s’agit de la période Mésozoïque à Miocène inférieur et la période Mio-Plio-Quaternaire.
Du point de vue géologique au sens régional, l’Algérie du Nord comprend trois ensembles qui sont :
1- Le domaine des massifs primaire Kabyles.
2- Le domaine tellien.
3- Le domaine prés saharien composé :
– Des hauts plateaux.
– De l’Atlas saharien.
Notre secteur d’étude fait partie de l’ensemble géologique des massifs primaires kabyles. Il est séparé des bassins d’El Harouch, Salah Bouchaour, Emdjaz-Ed-Chich et Ramdane Djamel par une ligne de relief de direction NE-SW.

Les ensembles géologiques

De point de vu environnement géologique, la zone d’étude se présente complexe du fait qu’elle comprend deux ensembles de terrains géologiques différents : d’origine métamorphique et d’origine sédimentaires.

Les formations quaternaires

Elles sont représentées par des alluvions et des dunes anciennes.

Les alluvions

On distingue trois types différents :
• les alluvions actuelles : représentées par des sables, des limons du lit moyen de Oued Saf-Saf et Zeramna et des sables des plages.
• alluvions récentes : constituées de limons et de galets.
• des alluvions anciennes des vallées, d’âge Pléistocène : ce sont des terrasses de limons, de cailloux roulés pouvant atteindre une épaisseur égale à 20m.

Les dunes anciennes

Les dunes anciennes se trouvent au Nord-Est de la plaine de Skikda, le long de la côte.
Elles sont constituées par trois niveaux :
• Le niveau inférieur, qui atteint une élévation de 04 à 50 m, contient les alluvions récentes du Saf-Saf.
• Le niveau moyen, qui atteint 80 m, contient les alluvions anciennes.
• Le niveau supérieur développé sur les schistes paléozoïques. Ceci s’observe dans la forêt du Djebel El Alia dans la partie Nord-Est dusecteur d’étude.

Formations du tertiaire

Formations d’oligocène :

Elles sont représentées par :
Les grés Numidien : ce sont des grés jaunâtres a grains fins. Ils présentent à divers niveaux des minces lits argilo sableux. Ce faciès gréseux prédominant au centre du secteur d’étude au niveau de Dj Tefifera.
• Grés et poudingues : les poudingues sont formées de cailloux roulés, de micaschistes, de gneiss et surtout de quartez filoniens qui s’intercalent les assises gréseuses ou argileuses.
La puissance de l’ensemble varie de 10 à 50m, il es t bien développé au niveau de Dj Soubouyou.

Les dépôts néogènes

Les dépôts néogènes comprennent des sédiments du Miocène supérieur et du Pliocène. Ils sont composés de conglomérats à la base, surmontés de dépôts argilo-marneux et de sables. Les argiles et les marnes contiennent des évaporites.

Formations métamorphiques des terrains primaires paléozoïques

• Schistes et Phyllades : gris bleuâtres, argileux ou satinés, recoupés de nombreux filonnets, souvent lenticulaires de quartez laiteux. Ces roches forment une grande partie de Dj Soubouyou et Dj Alia, trouvées au centre, à l’Est et à l’Ouest de SKIKDA.
• Schistes granulitisés (gneiss) : ils présentent latexture des gneiss glanduleux, mais ils sont liés aux schistes dont ils se distinguent par la présence de nombreux cristaux de feldspath. Cette formation se trouve au niveau de Dj Alia au Nord-Est de secteur d’étude.
• Micaschistes granulitisés : gneiss schisteux alternant parfois avec des micaschistes, ils forment un passage du vrais gneiss ou micaschistes, ils se trouvent à l’Ouest de secteur d’étude au niveau du Dj Messiquéne.
• Schistes micacés : c’est le passage des schistes argileux aux micaschistes et gneiss schisteux.
• Cette formation se trouve dans la partie Nord-Ouest de secteur d’étude vers la vallée de Zeramna.

Contexte structural

En hydrogéologie, il n’y a pas que la nature des terrains qui a de l’importance dans le processus de recharge de l’aquifère. La tectonique joue tout autant un rôle très important du fait que les fissures et les accidents favorisent l’infiltration des eaux ; dans certains cas, les failles élargies par processus de dissolution, servent de conduits et drainent les eaux souterraines comme c’est le cas des aquifères karstiques.
D’après Raoult 1974 des phases tectoniques les plus importantes sont :
• les mouvements tectoniques précoces (Crétacé Paléocène).
La dorsale Kabyle (Dj rhedir) est affectée par de nombreuses failles durant le Jurassique et le Néocomien (Barrémien).
L’action de ces mouvements s’étend au niveau de la dorsale médiane (DJ Bou Abed). La sous zone de Tingoute a été fortement tectonisée;pendant le Dracono-Cénomanien, une partie de la dorsale externe est charriée sur la série de Rhedir.
• la phase fini-Lutétienne (Lutétien supérieur – Priabonien de Dj Tingout et Dj rhdir) Cette phase est caractérisée par une tectonique tangentielle qui poste Paléogène
• la phase fini-Oligocène et Miocène : elle est caractérisée par de nombreuses fissures et failles. Cette phase est responsable de l’accident d’ El Kantour et de la position structurale de la série de Filfila.

Notion du bilan d’eau :

Le bilan de l’eau global correspondant à une équation d’équilibre entre les apports et les pertes qui influent directement sur la variation des réserves. Ainsi pour déterminer le bilan de la zone d’étude, il est indispensable d’évaluerses composantes (infiltration, ruissellement et évapotranspiration), pour cela, on va se baser sur les données de la station de SKIKDA en utilisant une série d’observation de 28 ans.

Étude de l’évapotranspiration :

L’évapotranspiration constitue l’élément le plus important du bilan hydrologique après les précipitations, représentée par une quantitéeaud’ et restituée à l’atmosphère sous forme de vapeur. L’évapotranspiration englobe l’ensemble des phénomènes d’évaporation (physique) et transpiration (biologique).
Le phénomène d’évapotranspiration réelle et potentielle peut être mesurer directement sur le terrain à partir d’un bac d’évaporation ou d’un évaporomètre, grâce également à des lysimètres, ou calculer par des formules empiriques telles que celle de Turc ou de Thornthwaite ……etc.

Estimation de l’évapotranspiration réelle( ETR) :

L’évapotranspiration réelle s’identifie au déficitd’écoulement et peut se calculer à partir de nombreuses formules qui induisent l’utilisation de deux paramètres climatiques à savoir : la pluviométrie et la température. L’évapotranspiration réelle est liée à la quantité de pluie tombée dans le bassin et de la réserve maximale en eau du sol.

Formule de Turc :

ETR = P/ (0.9+P2/L2)1/2 où L = 300+25t+0.05t3
Avec :
ETR : Evapotranspiration réelle annuelle en mm
P : Précipitation annuelle en mm.
T : Température moyenne annuelle en °C.
L : Pouvoir évaporant.

Interprétation du bilan hydrique :

L’établissement du bilan hydrique a pour but de connaître les différents paramètres (ETP, ETR, RFU, DA, EXC), qui nous aident à compren dre le fonctionnement des systèmes hydrologique (Laborde, 1982).
Lorsque la réserve facilement utilisable (RFU) est totale, il y a un surplus d’eau accompagné généralement par un écoulement et dés que la RFUmdinue, il y a un épuisement du stock au point où la RFU sera complètement vide, il y aura un déficit agricole ( DA) .
L’observation de l’allure de la station de SKIKDA (fig n°7 ) montre que :
L’ETP atteint son maximum au mois de Juillet (151.10 mm) et son minimum au mois de Janvier 24.38 mm), l’excédent à partir du mois de Décembre et s’étale jusqu’au mois d’Avril avec un maximum au mois de Janvier (162.82 mm) , l’épuisement du stock commence au mois d’Avril et se termine au mois de Juillet avec un déficit agricole maximum au mois de Juillet imposant une irrigation .

Définition du système aquifère

Les différentes structures et unités géologiques déterminent deux types de nappes constituent le système aquifère de la nappe de SKIKDA :
– Une nappe superficielle sableuse.
– Une nappe profonde graveleuse.

La nappe superficielle

La nappe superficielle est contenue dans les sables quaternaires, son épaisseur varie de 8 à 30 m. Elle est en relation directe avec la surface, repose sur un substratum marneux imperméable qui devient semi-perméable au Sud avec un changement de faciès par des roches argilo sableuses. Cette nappe est alimentée par les précipitations atmosphériques ou par les crues des oueds SAFSAF et ZERAMNA.

La nappe profonde

La nappe dite profonde est largement répandue dans la zone d’étude. Elle est contenue dans les graviers du Quaternaire. Cette nappe est limitée de tous les cotés par des formations métamorphiques (schistes et phyllades) sauf au Nord où elle est limitée par la mer méditerranée. Le substratum de cette nappe est formé par des marnes et son toit est marneux à l’Ouest et tend à disparaître vers l’Est en laissan t la place à une formation semi-perméable composée d’argile sableuse. L’alimentation de cette nappe s’effectue par les précipitations, par la drainance à partir de la nappe superficielle et par les oueds SAFSAF et ZERAMNA dans la partie ouest.

Coupe hydrogéologique

Pour comprendre le système aquifère , une coupe hydrogéologique passant par la majeur partie des forages existants a été réalisée à partides colonnes stratigraphiques des nouveaux forages (2005) et des sondages carrotés, réalisésarp le laboratoire national de l’habitat et de la construction (LNHC).
Cette coupe orientée Nord-Est, Sud-Oest montre que le système aquifère de la plaine de SKIKDA est constitué essentiellement de deux nappes d’importance inégale, l’une superficielle constituée du sable dunaire au Nord, par contre plus au Sud sa lithologie est formée d’alluvions récentes composées de sable argileux et de quelques lentilles de sables, avec des passages de quelques couches limono-argileuses. Son épaisseur est de l’ordre 30 m au Nord et d’environ 12 m au Sud. L’autre nappe, plus profonde, constituée essentiellement de graviers et de sables fin ou grossier. Son épaisseur varie de 18 à 35 m environ. Cette nappe repose sur un substratum imperméable marneux.
Les deux nappes sont séparées par une couche épaisse plus ou moins imperméable composée de marne et dont l’épaisseur varie de 10 m au Nord et 40 m au Sud.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I: Caractéristiques géographiques et géologiques
I. Caractéristiques géographiques
I.1- Situation géographique
I.2- Situation de la zone d’étude
I.3- Géomorphologie et relief
I.4- Climat et végétation
I.5- Réseau hydrographique
II. Caractéristiques géologiques
II.1- Introduction
II.1-Cadre géologique régionale
II.2-Les ensembles géologiques
II.2.1.2- Les dunes anciennes
II.2.1.1- Les alluvions
II.2.1- Les formations quaternaires
II.2.2- Formations du tertiaire
II.2.2.1-Formations d’oligocène
II.2.2.2- Les dépôts néogènes
II.2.3- formations métamorphiques des terrains primaires paléozoïques
II.3-Contexte structural
Conclusion
Chapitre II: Hydroclimatologie
I- HYDROLOGIE
I-1- Oued SAFSAF
I-2- Oued Zeramna
II-1 Les facteurs climatiques
II-1-1. Les précipitations
II-1-2 Les températures
II-1-3 L’humidité
II-2 Diagramme pluviothermique
II-3 Notion du bilan d’eau
II-3-1 Étude de l’évapotranspiration
II-3-1-1 Estimation de l’évapotranspiration réelle ( ETR)
II-3-1-1-a- Formule de Turc
II-3-1-1-b- Formule de Coutagne
II-3-1-2-Estimation de l’évapotranspiration potentielles ( ETP)
II-3-2-Le ruissellement et l’infiltration
II-4-Interprétation du bilan hydrique
Conclusion
Chapitre III: Hydrogéologie
I- Définition du système aquifère
I-1-La nappe superficielle
I-2-La nappe profonde
I-3-Coupe hydrogéologique
II- Etude de l’écoulement du système aquifère
II-1- Carte piézomètrique de la nappe superficielle
II-2- Carte piézomètrique de la nappe profonde
III- Paramètres hydrodynamiques de l’aquifère
Conclusion
Chapitre IV: Hydrochimie
I- Introduction
II- Interprétation des résultats
II-1-a- Paramètres physiques
II-1-a-1-La température
II-1-a-2- Le pH.
II-1-a-3- La conductivité
II-1-b- Les paramètres chimiques
II-1-b-1- Le calcium.
II-1-b-2- Le magnésium
II-1-b-3- Le sodium
II-1-b-4- Les chlorures
II-1-b-5- Les sulfates
II-1-b-6- Les bicarbonates
II-2- Les eaux de la nappe profonde.
II-2-a- Paramètres physiques
II-2-a-1- La température.
II-2-a-2- La conductivité
II-2-a-3- Le pH
II-2-b- Les paramètres chimiques
II-2-b-1- Le calcium
II-2-b-2- Le magnésium.
II-2-b-3- Le sodium.
II-2-b-4-Les chlorures
II-2-b-5- Les sulfates
II-2-b-6- Les bicarbonates.
III-Représentation graphique des résultats
III-1 – Diagramme de Piper
III-1 –a- La nappe superficielle
III-1 –b- La nappe profonde..
Conclusion.
Chapitre V: Vulnérabilité et risque de pollution
1- Introduction
3- Méthode utilisée pour le dimensionnement des zones de protection
4- La zone non saturée
4-1-Introduction.
4-2-Carte de la zone non saturée
5- La vulnérabilité de la nappe à la pollution
5-1-Identification des facteurs de la vulnérabilité.
5-1-1-La pente.
5-1-2-L’épaisseur de la zone non saturée.
5-1-3-L’occupation du sol
5-1-4-La densité de population
5-1-5-La capacité d’infiltration
5-2–Carte de Vulnérabilité
5-2-1-Les terrains à forte vulnérabilité (zone A)
5-2-2- Les terrains à faible vulnérabilité (zone B)
6 Risque de Contamination de la nappe
6-1- Carte d’occupation du sol.
La zone Industrielle de SONATRACH
a- La raffinerie RA1/K
b – Le complexe GNL
c-L’unité de G.P.L
d- Le complexe des matières plastiques GP1 / K
e – l’unité de transport U.T.E
6-2 Carte de risque de contamination
6-2-1-Zone à fort risque
6-2-2-Zone à moyen risque
6-2-3-Zone à faible risque
Conclusion
Chapitre VI: Développement durable et code des eaux
I- Développement durable
I-1- Définition
I-2- Le concept de développement durable
I-4- Les objectifs nationaux de la stratégie environnementale
I-5- Développement économique et social et aménagement des ressources en eau dans la plaine de SKIKDA
II- Code des eaux
III- Protection de la nappe.
III-1- Les périmètres de protection immédiats (P.P.I)…
III-3- Les périmètres de protection rapprochés (P.P.R).
III-2- Les périmètres de protection éloignés (P.P.E)
Conclusion générale
Annexe

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