Soutenance mémoire
L’eau est essentielle à la vie et au bien-être. C’est pourquoi, elle a besoin d’être protégée, traitée et économisée. Ses ressources sont précieuses et rares, sa qualité délicate et son cycle naturel très long. Aujourd’hui, la qualité de l’eau et de l’environnement nous concerne tous. C’est la raison pour laquelle, il est nécessaire de la traiter et de l’économiser. D’autant plus que le troisième millénaire sera pureté ou pollutions. Gageons qu’il sera respectueux de l’eau et de l’environnement pour 6 milliards de notre humanité, aussi et surtout pour les générations futures.
Depuis plusieurs années, de nombreux pays sont confrontés à de graves problèmes d’eau, en Algérie en particulier, dans les grandes villes industrielles telle que la ville de Annaba, qui, par sa géomorphologie, sa situation propice est devenue un pôle très important en industrie et agriculture en plus de l’extension en urbanisme où l’eau devient de plus en plus rare, les réseaux pluviaux et les Oueds sont devenus des décharges pour des rejets liquides non contrôlés. Aussi, bien souvent l’eau est polluée une première fois, avant d’être consommée par l’homme (pollution des ressources), et elle est polluée une seconde fois, avant son rejet en rivière ou en mer (eaux usées).
Contexte géographique et topographie
La zone d’étude qui constitue la basse plaine de la Seybouse se situe au nord-est de l’Algérie et appartient au système aquifère Annaba – Bouteldja (fig.1). Ses limites naturelles sont :
– au Nord, la mer méditerranée ;
– à l’Ouest, du Sud au Nord, le massif de Belelieta (287 m), de Boukhadra (152 m) et du massif de l’Edough (1008m) ;
– au Sud les Monts de Cheffia et d’El-Kala (1411m) ;
– enfin à l’Est, le prolongement oriental du système aquifère Annaba – Bouteldja.
La géomorphologie du site est caractérisée par une topographie plane sur l’ensemble de la plaine, marquée par des inclinaisons importantes aux bordures de la plaine, à la partie Ouest et Sud, due à l’anticlinal du massif métamorphique de l’Edough, Belelieta et celle de la chaîne Numidienne.
Géologie
Les études réalisées dans la région (Joleaud, 1936 ; Hilly, 1962 ; Vila, 1980 ; Lahondère, 1987 ; Gleizes, 1988 ; Hammor, 1992) montrent l’existence de deux types de terrains ; métamorphique et sédimentaire . L’échelle stratigraphique de ces terrains se répartit du Paléozoïque au Quaternaire :
Le Paléozoïque
Il affleure à l’ouest dans les massifs de l’Edough, de Belilieta et de Boukhadra. Il est constitué essentiellement par des gneiss ceinturés par des micaschistes (Hilly, 1962 ; Caby, 1992 ; Ahmed-Said, 1993).
– La série inférieure, représentée par des gneiss riches en biotite et sillimanite d’une épaisseur moyenne de 70m, cette formation constitue le cœur de l’anticlinal du massif de l’Edough ;
– La série intermédiaire, caractérisée par des schistes et des micaschistes riches en biotite, muscovite et du grenat et parfois avec des feldspaths souvent visibles à l’œil nue. Cette série contient des marbres qui s’intercalent dans les formations des micaschistes sous forme de skarns ;
– Série supérieure, constituée par un ensemble de gneiss oeillés, schistes satinés, micaschistes, grenats et amphibolites.
Les accidents tectoniques connus jusqu’à ce jour dans le massif de l’Edough permettent de déceler deux familles d’accidents :
– une première famille, dont l’orientation est NW-SE. La direction la plus fréquente de ces accidents varie de N 120° E à N 150°E.
– la seconde famille, qui semble être conjuguée à la première, est dirigée NE-SW.
Le Mésozoïque
Le Mésozoïque affleure également en dehors de la région d’étude, dans la partie sud, au niveau de la région de Guelma et de Bouchegouf, située à une quarantaine de km au sud du secteur étudié. Il est constitué par :
– Le Trias, formé par une association de dolomies, calcaires dolomitiques et de gypse;
– Le Jurassique, représenté par des dolomies noires et des schistes calcaireux ;
– Le Crétacé qui comporte des calcaires dolomitiques riches en foraminifères et des débris de rudistes.
Seul le Crétacé supérieur (Sénonien) est représenté dans la région, il occupe presque la totalité des monts de la Cheffia. Il est caractérisé par un faciès schisteux plus au moins argileux. Parfois il s’agit aussi d’un passage de calcaire avec alternance de marnes ou de microbrèches épais de 5 à 10cm. Quelques forages de reconnaissance répartis dans la cuvette de la Cheffia et réalisés dans le cadre d’une étude géologique au droit de l’emplacement du barrage et de la galerie d’amenée ont recoupé ces faciès.
Le Cénozoïque
Il est représenté par :
– l’Eocène inférieur représenté par une série transgressive formée par des calcaires massifs à faciès épinéritique ;
– l’Oligocène qui comporte des niveaux d’argiles numidiennes rencontrées dans toute la partie Sud de la région d’étude (monts de la Cheffia), au Sud-Est de Bouteldja et dans les djebels Koursi, Bourdim et Oum El-Agareb. Ce faciès argileux, de couleur verdâtre, brunâtre ou bleu sombre, comprend parfois des intercalations de lentilles gréseuses pouvant aller d’un cm à 30 cm d’épaisseur. Localement, quartziteux et renfermant parfois de petits nodules de pyrite, l’ensemble des formations peut atteindre plus de 100m d’épaisseur. Ces argiles, formant la base de la série numidienne, ont été datées de l’Oligocène moyen à supérieur (Lahondère, 1987). Au-dessus de ces formations argileuses viennent se superposer les grès numidiens en position allochtone d’âge aquitanien (Rouvier in Ramdani, 1996), à grains hétérométriques allant du grain grossier au grain fin. Ces grès, épais de près de 150m, sont bien représentés au sud de la région d’étude, à l’Est dans le djebel Bourdim et au nord-est dans le djebel Koursi. Ils ceinturent les formations alluvionnaires et surtout dunaires.
– le Mio-Pliocène représenté par les faciès suivants :
❖ Faciès fluviatil ; bien développé dans la plaine d’Annaba, il est formé essentiellement de galet, de sable et d’argile le long des Oueds ;
❖ Faciès marin (Plaisancien) ; caractérisé par des marnes bleues avec des intercalations calcaires ;
❖ Faciès continental : est lié aux dépôts des fosses d’effondrement. En effet, la prospection par sismique réflexion a mis en évidence l’existence de deux fosses (SONATRACH, 1969 ; Strojexport, 1975) :
– La fosse de Ben-Ahmed, orientée S-N,
– La fosse de Ben-M’hidi, orientée SW-NE.
Ces deux fosses sont séparées par le haut fond de Daroussa (ou élévation de Daroussa), cet effondrement s’est produit au cours du Mio-Pliocène. Ces dépôts forment une série continentale argilo-sableuse avec des lits de conglomérats constituant le réservoir de la nappe captive des plaines de Annaba-Bouteldja.
le Quaternaire
Les formations dunaires et alluvionnaires d’âge quaternaire constituent la roche réservoir du système aquifère de Annaba-Bouteldja. On y distingue :
– Quaternaire ancien (hautes terrasses) : correspond à la nappe superficielle dont le matériau est composé de sables, d’argiles, de graviers et de conglomérats de petite taille dominant cette formation.
– Quaternaire récent : correspond à la basse et à la moyenne terrasse.
❖ La moyenne terrasse est représentée par des terrasses alluvionnaires des oueds de 20m, correspond aussi à la terre cultivable (terre, argile, sable).
❖ Basse terrasse est formée par des alluvions du niveau des eaux actuelles des oueds. Ces terrasses sont plus limoneuses que sableuses et sont parsemées de marécages.
– Quaternaire actuel :
❖ Les alluvions sont représentées par des dépôts du lit actuel de l’Oued, généralement de matériaux variés, argiles, sables et des cailloux, résultant de l’érosion des formations traversées par l’Oued.
❖ Le cordon dunaire représenté par un massif constitué essentiellement de sable d’origine marine. Il affleure largement entre le village de Chatt et la ville d’El-Kala.
La Plaine de Annaba-Bouteldja, aux reliefs très peu marqués comporte des limites naturelles (figure 2).i) avec la Mer Méditerranéenne, au Nord, ii) les reliefs du Massif de l’Edough, à l’Ouest, aux formations cristallophylliennes paléozoïques, iii) des Monts de la Cheffia et d’El-Kala, au Sud, plus orientaux dont les unités numidiennes, allochtones, d’argile et de grès recouvrent le socle. Dans la Plaine, ces ensembles sont masqués par des dépôts récents, comblement de deux bassins sédimentaires principaux, identifiées par la; géophysique (Sonatrach, 1966 Strojexport, 1975) avec un graben NS, la fosse Ben-Ahmed, sous la plaine de la Seybouse, et un graben SSW-NNE à WSW-ENE, la fosse Ben-M’hidi, sous celle de l’oued Kébir et le massif dunaire oriental (figure 2). Ces deux fosses sont limitées par des failles à très forts pendages (60 à 80°) et séparées par un horst, subméridien, représenté par l’élévation de Daroussa à laquelle appartient, dans la partie méridionale, la Butte de Daroussa.
Le remplissage très hétérogène des deux fosses (Joleaud, 1936 ; Gaud, 1976 ; Vila, 1980), avec des alternances d’argile, de sable et de graviers, est marqué par de brutales variations de faciès dans l’espace et dans le temps.
Schématiquement , nous pouvons distinguer quatre faciès principaux avec, à la base, une couche de marnes miocènes de plus de 150m d’épaisseur surmontée par 60 à plus de 100m d’argiles détritiques plio-quaternaires, puis par des lentilles de graviers et de galets séparées par de fines couches d’argiles. Ces dernières sont elles-mêmes recouvertes par des argiles sableuses (0 à 70m). Dans le secteur NE de la région, une épaisse couche de sable dunaire se superpose aux formations antérieures. L’ensemble de ce dispositif est affecté par deux familles de failles à forts pendages, de directions respectives NE-SW et NW-SE qui apparaissent tardives vis à-vis des sous-bassins constitués et de leurs remplissages.
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Table des matières
Introduction
Partie I : Description de l‘état actuel du site et de son environnement
Chapitre I : Cadre physique
I.1. Contexte géographique et topographie
I.2. Géologie
I.2.1- Le Paléozoïque
I.2.2- Le Mésozoïque
I.2.3- Le Cénozoïque
I.2.4- le Quaternaire
I.3 – Hydrologie
I.4 – Hydrogéologie
I.4.1- La nappe des sables fins superficiels (ou nappe superficielle)
I.4.2- La nappe des graviers (ou nappe profonde)
I.5. La Piézométrie
I.5.1.Evolution spatiale et temporelle du niveau piézométrique
I.5.2.Cadre socio-économique
II.Conclusion
Chapitre II : Hydroclimatologie
I.1 Introduction
I.2. Analyse des données climatiques
I.2.1.Les précipitations
I.2.2. Les températures
I.2.3 L’humidité
I.2.4 Le Vent
II. Calcul du bilan hydrique
II.1. L’évapotranspiration
II.1.1. Evapotranspiration potentielle (ETP)
II.1.2. Evapotranspiration réelle (ETR)
III. Conclusion
Partie II : Impact de la structure & des processus anthropiques sur l’évolution physico-chimique des eaux
Chapitre I : Interaction nappe – oued : impact sur l’évolution physicochimique des de nappe superficielle
I.1 Introduction
II.1. Mode d’échantillonnage et protocole d’acquisition des données
II.2. Caractéristiques des eaux naturelles
• Rappelle de quelques notions de chimie
II.2.1. Paramètres étudiés et les méthodes d’analyses
II.2.2. Les paramètres chimiques
II.2.3. Volumétrie ou titrimétrie
II.2.3.1 Dureté totale ou titre hydrotimétrique (TH)
II.2.3.2 Dosage du Calcium : Ca +2 (mg/l)
II.2.3.3 Dosage du magnésium : Mg2+ (mg/l)
II.2.3.4 TA et le TAC (Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet)
II.2.3.5 Les chlorures : Cl- mg/l
II.2.4. Paramètres de contrôle
a) Le pH (potentiel hydrogène)
• Rappels
Le pH des eaux naturelles
b) Le EH (potentiel d’oxydo- réduction)
c) La conductivité (CE)
d) Les matières en suspension – MES
1. Définition et impact
2. Méthodes de mesures
e) L’oxydo-réduction
II.2.5. La spectrométrie d’absorption atomique
II.2.5.1 Nom de la méthode
II.2.5.2 Domaine spécifique d’applications
II.2.5.3 Caractéristiques de la méthode
II.2.5.4-Description d’une méthode d’analyse spectrométrique
II.2.5.5 Préparation de l’échantillon
II.2.5.5.1- Analyse de solution
II.2.5.5.2- Etalonnage
II.2.5.5.3 – Dépouillement des résultats
II.2.5.5.4- Appareillage
II.2.5.5.5-Principe de fonctionnement
II.2.5.5.6- Mesures
II.2.5.5.7- Expressions de la loi
II.2.5.5.8- Sources
III. Résultats et interprétations
III.1. Variations des éléments majeurs
a) Diagramme des bicarbonates
b) Diagramme des chlorures
c) Diagramme de magnésium
d) Diagramme de Calcium
III.2. Variations de la Température
III.3Métaux lourds
III.3.1. Généralités
III.3.2. Sources d’émission
III.3.3. Les rejets de métaux lourds dans l’eau
III.3.3.1 Rejets industriels
III.3.3.2. Toxicité des métaux lourds
VI. Evolution temporelle
VI.1. Evolution du Fer (T)
VI.2.Evolution du Zinc
VI.3.Evolution du Manganèse
VI.4.Evolution du Chrome
VI.5.Evolution du Plomb
VI.6.Evolution du Cuivre
VI.7.Evolution du Nickel
V. Caractérisation hydrogéologique
IV. Étude des teneurs en éléments toxiques
• Evolution temporelle
Chapitre II : Mise en évidence de la relation oued/nappe à partir de la modélisation
I-1. Introduction
I-2. Cadre hydrogéologique du domaine étudié
I-3. Modélisation des écoulements souterrains
I.3.1. Bases théoriques
a. Processus d’écoulement
b. Equations de base
b.1. Equations de l’hydrodynamique souterraine
b.1. Equations de l’hydrodynamique souterraine
b.2. Vitesse d’écoulement
I.3.2. Simulation des écoulements dans la plaine de l’oued Meboudja
a. Données d’entrée
b. Phase de calage
c. Ajustement des valeurs de perméabilité et du coefficient d’emmagasinement
d. Mise en évidence des interactions oued Meboudja-nappe alluviale
II-4 Conclusion
Conclusion générale
