Etablissement du bilan hydrique : Selon Thornthwaite

La composition chimique d’une eau souterraine est très variée. Dans une nappe, l’eau peut subir les effets de plusieurs facteurs (concentration, échanges de base, réduction), qui sont capables de modifier partiellement ses caractéristiques chimiques. Dans une même nappe on observe presque toujours des variations de l’amont vers l’aval. L’eau circule en lessivant les terrains encaissants et il peut y avoir, une augmentation de la concentration totale en sels dissous et des variations des valeurs des rapports caractéristiques qui peuvent nous renseigner sur l’origine des eaux (Detay, 1993).

La marche à suivre consiste à vérifier la balance ionique pour chacune des analyses. L’interprétation des résultats de ces analyses a permis, ( 1 ) d’établir la formule ionique, ( 2 ) de déterminer le faciès chimique et ( 3 ) de déduire l’origine des eaux à partir des rapports caractéristiques. A l’issue de cette compagne d’analyses physico chimiques, les zones à risque de pollution potentielle ont été localisées et identifiées en vue de l’établissement d’une carte de vulnérabilité des eaux souterraines.

Parmi les paramètres physico-chimiques généralement étudiés pour les eaux souterraines, on peut citer: la température, le pH, la conductivité, la dureté, l’alcalimétrie, les cathions (Ca2+ , Mg2+ Na+, K+ ) et les anions ( HCO3- , SO42-, Cl-, NO3- ) ( Detay, 1996).

METHODES ANALYTIQUES

Les analyses physico-chimiques ont été effectuées dans les laboratoires de chimie et de l’hydraulique de l’université de Guelma, de la station de traitement Hammam Débagh et celui de l’ A.N.R.H de constantine. Les procédures de dosage sont déduites des méthodes d’analyse standard (RODIER, 1996 ).
– La conductivité : elle est déterminée grâce à un conductimètre du type : INOLAB.WTW. qui donne directement la conductivité de l’échantillon à la température adoptée de 25 C° en µs/cm. Ou ms/cm.
– Le PH : il est déterminé grâce à un pH mètre du type :LH.Lectrod 667.413. qui donne directement la valeur du pH de l’échantillon.
– Le dureté : la dureté totale et magnésienne des échantillons sont déterminées par complexométrie par titrage avec le sel disodique de l’EDTA (Ethylen Diamine tétra- acétique).
– La dureté calcique : elle est déduite de la dureté totale et magnésienne.
-L’alcalinité : la mesure de l’alcalinité est basée sur la neutralisation d’un certain volume de l’échantillon par l’acide sulfirique (H2SO4 , N/50).
-Les chlorures : ils sont déterminés par la méthode de Mohr (Argentimétrie).
-Les sulfates : ils sont déterminés par précipitation par le chlorure de baryum. C’est la mesure turbidimétrique sur le trouble obtenu à λ = 435 nm à l’aide d’un spectromètre du type : SE 120. KARL KOLB.
-Les nitrates : Ils sont obtenus par méthode de réduction au cadmium. La lecture est automatique sur appareil auto-analyseur de type SKALAR à λ = 540 nm.
-Le sodium et le potassium : Ils sont déterminés par spectrophotomètre à émission de flamme sur appareil de type : JENWAY.PFP7.

RESULTATS DES ANALYSES

La fiabilité des résultats d’analyses des eaux est estimée par le biais d’un bilan ionique.

Bilan ionique

Pour établir le bilan ionique, il suffit de calculer le nombre de milliéquivalents par litre pour chaque élément à partir des masses en mg/l. les valeurs obtenues représentent les quantités en réactions désignées par la lettre « r » placée devant le radical de chaque ion selon Stabler, (1911). Pour que la neutralité électrique de la solution soit respectée, la somme des cations doit être égale à la somme des anions. La différence entre les deux nombres ne doit pas dépasser 5 %, dans cette étude, seules les analyses dont le pourcentage ne dépasse pas l’erreur tolérée (5%) ont été retenues.

Représentation graphique

Le diagramme de Stiff (Rodier ,1996) a été utilisé pour la représentation graphique des résultats d’analyses des eaux.

INTERPRETATION DES RESULTATS 

Paramètres physiques

La température de l’eau 
La température des eaux a été mesurée in situ à l’aide d’une sonde thermique. Elle oscille entre 9 et 22 ºc pour les échantillons prélevés durant la compagne d’échantillonnage depuis les basses eaux jusqu’aux hautes eaux. Ces températures sont proches de la température ambiante, elles indiquent donc une origine peu profonde des eaux étudiées.

pH 
Le potentiel d’hydrogène (pH) est une mesure de l’activité des ions (H+) contenus dans l’eau : pH = [ H+] Toutes les eaux prélevées présentent un pH proche de la neutralité et compris entre 6,5 et 8,3.

Dans la nappe alluvionnaire: à l’Est de Oued Boussora, le pH est neutre à légèrement acide, en revanche dans sa partie Ouest , il est neutre à légèrement alcalin. Dans les aquifères d’Héliopolis et Ras El Agba : Le pH est neutre à alcalin.

Dans la nappe alluvionnaire de Guelma 

Nous constatons une instabilité spatio-temporelle de la conductivité dans toute la nappe. En effet, l’irrigation par aspersion et l’écoulement souterrain du Sud vers le Nord imprègnent et lessivent les terrains traversés et transportent les sels qui s’y trouvent. A partir du mois de février elle diminue jusqu’au mois de mars pour retrouver sa stabilité initiale sauf pour Ain Hamia à l’aval de la nappe dans l’actuelle terrasse. Cette diminution est attribuée à la dilution de la minéralisation totale par les eaux d’infiltration. Mais dans tout l’aquifère, les eaux présentent d’une manière générale une conductivité supérieure à 1000 μs/cm donc une minéralisation excessive .

Dans les calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis

-Dans la partie Sud (Bouchiha), la conductivité est supérieure à 1000 µs / cm. Cette minéralisation excessive est due essentiellement à la présence des travertins qui libèrent les sels qu’ils contiennent. La courbe présente un pic maximum au mois de mars, traduisant une concentration par les eaux de pluie, puis retrouve sa stabilité de début de l’année à partir du mois d’avril .
-Dans la partie Nord (Ras El Fedj), la conductivité est pratiquement stable durant toute l’année avec des variations insignifiantes. Mais elle indique une minéralisation importante.
-Dans la partie Ouest (El Fedjoudj), elle présente aussi une diminution progressive jusqu’au mois d’avril. Cette diminution indique une dilution causée par les eaux d’irrigation du périmètre. Comme dans la partie Nord, elle est aussi importante.

Table des matières

CHAPITRE – I INTRODUCTION GENERALE
Avant propos
I.1. But de l’étude
I.1.1. Aperçu général sur la zone d’étude
I.1.2. Géomorphologie et réseau hydrographique
I.2. Analyses des données climatiques
I.2.1. Les précipitations
I.2.1.1. Variabilité des précipitations annuelles
I.2.1.2. Répartition des pluies mensuelles
I.2.1.3. Variabilité des précipitations mensuelles
I.2.2. Les températures
I.2.2.1. Les températures moyennes mensuelles
I.2.2.2. Les températures extrêmes
I.2.3. Le rythme climatique
I.2.4. L’humidité relative de l’air
I.2.5. Le vent
I.2.6. Bilan hydrique
I.2.6.1. Etablissement du bilan hydrique : Selon Thornthwaite
I.2.6.1.1. Calcul de l’évapotranspiration réelle ( l’ETR)
I.2.6.1.2. Calcul de l’ETR : Selon Turc
I.2.6.1.3. Estimation du ruissellement
I 2.6.1.4. Estimation de l’infiltration
Conclusion
CHAPITRE – II HYDROGEOLOGIE
II.1. Cadre géologique : Introduction
II.1.1. Stratigraphie des différentes unités structurales
II.1.1.1. Les formations récentes
II.1.1.1.1. Quaternaire
II.1.1.2. Le Mio – Pliocène
II.1.1.3. La nappe numidienne
II.1.1.4. La nappe des flyshs
II.1.1.4.1. Flysch de type Guerrouch
II.1.1.5. La nappe ultra-tellienne
II.1.1.5.1. La nappe ultra-tellienne de Djebel Houara
II.1.1.5.2. La nappe ultra-tellienne de Djebal Bousbaa
II.1.1.6. La nappe tellienne
II.1.1.6.1. La nappe tellienne de Hammam Ouled Ali
II.1.1.6.2. La nappe tellienne de la région de Ras El Agba – Sellaoua Announa
II.1.1.7. La nappe néritique Constantinoise
II.1.1.7.1. A L’Est du Djebal Débar
II.1.1.7.2. A Hammam Ouled Ali
II.1.1.7.3. A Douar Bouzitoune – Héliopolis
II.1.1.7.4. A la station de Nador
II.1.2. Schéma Structural
II.1.2.1. La phase éocène dite atlasique
II.1.2.2. La phase miocène inférieure
II.1.2.3. La phase tectonique Post nappe
II. 1.3. Reconstitution paléographique
Conclusion
II.2. Cadre hydrogéologie
INTRODUCTION
II.2.1. La nappe alluvionnaire de Guelma
II.2.1.1. La basse terrasse (terrasse actuelle)
II.2.1.2. La moyenne terrasse
II.2.1.3. La haute terrasse
II.2.1.4. La piézomètrie
II.2.2. La nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
II.2.3. La nappe des calcaires éocènes de Ras-El-Agba-Sellaoua
CONCLUSION
CHAPITRE – III HYDROCHIMIE
Introduction
III.1. Méthodes analytiques
III .2. Résultats des analyses
III.2.1. Bilan ionique
II.2.2. Représentation graphique
III.3. Interprétation des résultats
III.3.1. Paramètres physiques
III.3.1.1. La température de l’eau
III.3.1.2. Le pH
III.3.1.3. La conductivité électrique
a. La nappe alluvionnaire de Guelma
b. La nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
c. La nappe des calcaires éocènes de Ras El Agba-Sellaoua
III .3.1.4. Le degré hydrothimètrique (TH)
a. La nappe alluvionnaire de Guelma
b. La nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
c. La nappe des calcaires éocènes de Ras El Agba-Sellaoua
III.4.1.5. L’alcalinité
a. La nappe alluvionnaire de Guelma
b. La nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
c. La nappe des calcaires éocènes de Ras El Agba-Sellaoua
III.3.1.6. La minéralisation totale
a. La nappe alluvionnaire de Guelma
b. La nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
c. La nappe des calcaires éocènes de Ras El Agba-Sellaoua
III.3.2. Les paramètres chimiques
a. La nappe alluvionnaire de Guelma
b. La nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
c. La nappe des calcaires éocènes de Ras El Agba-Sellaoua
III.3.2.2. Reconstitution en sels dissous
a. Dans la nappe alluvionnaire de Guelma
b. Dans la nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
c. Dans les calcaires éocènes de Ras El Agba-Sellaoua
III .3.2.3. Etude des rapports caractéristiques
a. La nappe alluvionnaire de Guelma
b. La nappe des calcaires néritiques et sénoniens d’Héliopolis
c. La nappe des calcaires éocènes de Ras El Agba-Sellaoua
III.3.3. Les caractéristiques isotopiques des eaux souterraines
III.3.3.1. Généralités sur les isotopes de l’eau
II.3.3.2. Echantillonnage
III.3.3.3. Méthodologie
III.3.3.4. Résultats et discussions
CHAPITRE – IV CONCLUSION

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