Hydrodynamique de l’Aquifère alluvionaire du fossé

Hydrodynamique de l’Aquifère alluvionaire du fossé

Corrélation entre les cations et les anions

Pour confirmer la fiabilité des analyses, nous avons soumis les données hydrochimiques à un test statistique pour mettre en évidence une corrélation linéaire qui existe entre la somme des cations et celle des anions. La figure III.2 représente la corrélation entre la somme des cations et la somme des anions qui témoigne grosso modo de la bonne qualité des analyses chimiques de cette campagne d’échantionnage au niveau de la nappe alluvionnaire du fossé de Sebdou. La corrélation entre la somme des cations et celle des anions met en évidence une droite linéaire de la forme y = ax+b, dont l’équation est : y = 1,002x + 0,480 xet un coefficient de corrélation R = 0,99. Ce coefficient de corrélation est proche de 1 et représente plus de 96% de fiabilité (dans le détail : 38.46% de bonnes analyses, 57.69% d’analyses acceptables et 03.85% qualifié de mauvaise analyse). Les 26 échantillons seront utilisés dans ce chapitre et le chapitre suivant.

Caractéristiques physico-chimiques des eaux

• Température : Paramètre jouant un rôle très important dans la mobilité des sels et des gaz, donc sur la conductivité électrique, elle permet de différencier les eaux qui circulent en profondeur ou en surface. L’augmentation de la température est en fonction de la profondeur (1ºC pour 33m) (Castany, 1982). Les eaux de l’aquifère alluvionnaire du fossé de Sebdou enregistre des températures oscillant entre 14,3 et 18,6 °C.
• Le Calcium (Ca2+) : la présence des ions Ca2+ dans les eaux de la nappe du PlioQuaternaire du fossé de Sebdou est liée principalement à la dissolutiondes formations carbonatées (CaCO3) ainsi que les formations gypseuses (Trias)
(CaSO4).Les teneurs de l’ion Ca+2 sont comprises entre 58 mg/L comme valeur minimale et atteignent une valeur maximale de 421 mg/L, 84% des eaux ont une teneur inférieure à la concentration maximale admissible (C.M.A) (200 mg/L) (comparaison avec les normes algériennes données en annexe 3).
• Le Magnésium (Mg+2) : Les normes fixent sa concentration maximale à150 mg/L valeur au-delà de laquelle il confère à l’eau une saveur désagréable. Dans notre étude la teneur de cet élément est comprise entre 3 et 68 mg/L, aucun point ne dépasse la CMA (fig. III.5).
• Le Sodium (Na+) : La teneur de l’ion Sodium est toujours inférieure à la CMA (200 mg/L) dans les eaux analysées sauf pour le point P12 (281mg/L) où elle dépasse la CMA, la concentration est comprise entre 9 et 108 mg/L (fig.III.6).
• Le Potassium (K+) : Malgré son abondance dans certaines roches magmatiques et sédimentaires (Argile – Grès), l’ion Potassium est généralement peu concentré dans les eaux souterraines, sa teneur dans l’eau naturelle est constante et ne dépasse pas habituellement les 15mg/L, Les normes fixent sa concentration maximale à 20 mg/L. Les analyses montrent que les eaux de l’aquifère du fossé de Sebdou présentent des teneurs comprises entre 1 et 8 mg/L (fig.III.7).
• Les Bicarbonates (HCO3-) : Se forme à partir de la dissolution des minéraux carbonatés par des eaux météoriques qui se chargent en CO2 libre lors de leur percolation à travers le sol (Castany, 1982). CaCO3 (solide) + CO2 (gaz) + H2O Ca2+ + 2 HCO3-
Dans les eaux de la nappe les concentrations varient entre 197 et 458 mg/L
• Les Chlorure (Cl-) : dans les aquifères libres la concentration en Cl– est directement liée à la teneur en chlorures des précipitations. Les normes fixent sa concentration maximale à niveau guide 500mg/L. Dans les eaux de la nappe alluvionnaire de Sebdou les concentrations moyennes en ions chlorures observées sont de l’ordre 161,04 mg/L avec des teneurs très élevées (de 34 à 782 mg/L). c’est le puits P12 qui présente une valeur élevée (fig.III.9).
elle peut atteindre 100 à 200 mg/L, mais ce chiffre peut être largement dépassé (jusqu’à 1000 mg/L) dans les zones contenant du Gypse ou lorsque le temps de contact avec la roche est élevé (DahaliS., 2013). Les normes fixent 400 mg/L comme CMA. Dans la région de Sebdou leur teneur est conforme avec les normes allant de 24 à 336 mg/L (fig.III.10).
• Les Nitrates (NO3-): Représentent la forme la plus oxygénée de l’Azote, et c’est la forme la plus soluble de ce dernier.Les nitrates des eaux souterraines et des cours d’eau proviennent principalement d’origine agricole en raison du recours aux engrais azotés, en second lieu des rejets des stations d’épuration (transformation de la matière organique en nitrates). Certaines installations sont complétées par des traitements de dénitrification avant rejet dans le milieu naturel. Les teneurs en nitrates observées sont de l’ordre de 11 à 105 mg/L, cependant la moitié des échantillons ont des valeurs supérieures aux normes (50 mg/L) .

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Table des matières

Dédicaces
Remerciements
Résumé
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : Généralités
Introduction
I.1 Situation géographique
I.1.1 Situation géographique du bassin versant de la Tafna (fig I.1)
I.1.2Bassin versant de l’Oued Sebdou (fig I.2
I.2 Aperçu géologique (fig I.3)
I.2.1.Les séries anciennes
a.Les grès de Bou-Médine
b. Les calcaires de Zarifet
c.Les dolomies de Tlemcen
d. Les marno-calcaires de Raouraï
e. Les dolomies de Terny
f. Les marno-calcaires de Hariga
g .Les marno-calcaires d’Ouled Mimoun
h. Les argiles de Lamoricière
i. Les grès de Berthelot
I.2.2-Les séries récentes
a .Formation de Sebdou
b. Formation Quaternaire
c. Travertins
d. Les alluvions récentes
I.2.3Reconstitution du Log Litho-stratigraphique (fig I.5)
I.2.4 Etude structurale (fig I.6), (fig I.7)
I.3 Hydrogéologie de la région d’étude
I.3.1. Principales formations lithologiques et leurs caractéristiques hydrogéologiques
a)- Formations à fort potentiel aquifère
a1)- Dolomie de Tlemcen
a2)- Plio-Quaternaire
b)- Formations à faible potentiel aquifère
b1)- Grès de Bou-Médine –
b2)- Marno-calcaires de Raourai, Hariga et d’Ouled Mimoun
1.3.2. Hydrodynamique de l’Aquifère alluvionaire du fossé (fig I.8, I.9)
CHAPITRE II : Climatologie
Introduction
II.1Etude des précipitations
II.1.1 Précipitations annuelles (fig. II.2)
II.1.2 Précipitations mensuelles (fig. II.3)
II.1.3 Précipitations saisonnières (fig.II.4)
II.2 Etude des températures
II.2.1 Variation des températures mensuelles (fig.II.5)
II.3 Etude du climat
II.3.1 Méthode de visualisation (Méthode graphique de Gaussen et Bagnouls) (fig.II.6)
II.3.2 Indice d’aridité annuel de De Martonne (fig.II.7)
Conclusion
CHAPITRE III : Hydrochimie
Introduction
III.1 Calcul de la balance ionique (fig III.1)
III.2 Corrélation entre les cations et les anions (fig.III.2)
III.3 Caractéristiques physico-chimiques des eaux
• Température (fig.III.3)
• L’ion Calcium Ca+2 (fig.III.4)
• L’ion Magnésium Mg+2 (fig.III. 5)
• L’ion Sodium Na+ (fig.III. 6)
• L’ion Potassium K+ (fig.III. 7)
• L’ion Bicarbonate HCO3- (figIII. 8)
•L’ion Chlorure Cl- (fig.III. 9)
• L’ion Sulfate SO42- (fig.III. 10)
• L’ion Nitrate NO3- (fig.III. 11)
• Résidu sec (fig.III. 12)
• Minéralisation (fig.III. 13)
• Conductivité éléctrique (fig.III. 14)
• Etude du potentiel d’hydrogène pH (fig.III.15)
III.4 Détermination des faciès chimiques
III.4.1 Classification à partir des formules caractéristiques
III.4.2 Représentation graphique des faciès chimiques
III.4.2.1 Diagramme de Shoeller-Berkaloff (fig III.16 (a.b.c.d), III.17, III.18, III.19)
III.4.2.2 Diagramme de Piper (fig III.20, III.21, III.22, III.23)
III.5 Qualité des eaux liée à la consommation humaine et à des faims d’irrigation
III.5.1 Potabilité des eaux
III.5.2 Aptitude des eaux à l’irrigation
III.5.2.1 Indice de Kelly’s Ration (K.R) (fig.III. 24)
III.5.2.2 Pourcentage de Sodium (% Na+) (fig III.25, III.26)
III.5.2.3. Sodium Absorption Ratio (S.A.R.) ou Pouvoir Alcalinisant (fig.III. 27)
Conclusion
CHAPITRE IV : Application des tests statistiques aux données hydrochimiques
Introduction
IV.1. Diagramme en boites à moustaches
IV.1.2. Définition
IV.1.3. Objectif
IV.1.4. Représentation des boites à moustaches
IV.1.4.1. Représentation de l’ensemble des points d’eau (figIV.1)
IV.1.4.2. Représentation des échantillons pris selon les faciès (figIV.2, IV.3, IV.4, IV.5)
IV.2. Classification Ascendante Hiérarchique
IV.2.1. Principe de la C.A.H (figIV.6)
IV.2.2. Présentation de l’algorithme de la C.A.H. (figIV.7)
IV.2.3. Choix de l’indice de dissimilarité entre les individus
IV.2.4. Méthode d’agrégation pour la Classification Ascendante Hiérarchique (figIV.8)
IV.2.5. Mesure de proximité pour la Classification Ascendante Hiérarchique
IV.2.6. Application de la méthode C.A.H. aux données des eaux du fossé de Sebdou
IV.2.6.1- Statistiques des nœuds (figIV.9)
IV.2.6.2. Dendrogramme (figIV.10, IV.11)
IV.3. Analyse en composantes principales
IV.3.1. Objectifs
IV.3.2. Utilisation de l’ACP
IV.3.3. Principe de l’ACP
IV.3.4. Applications de l’A.C.P. sur les eaux de l’aquifère alluvionnaire du fossé de Sebdou (figIV.12, IV.13, IV.14 IV.15, IV.16)
IV.4. Comparaison entre CAH et ACP (figIV.17, IV.18)
IV.5. Conclusion
Conclusion générale
Références bibliographiques
Liste des figures
Liste des tableaux
Annexes