La qualité des rejets urbains par temps de pluie dans un bassin versant urbanisé

L’eau est la source de la vie L’eau est à l’origine de la vie sur terre leur abondance ou pénurie est liée principalement aux caractéristiques climatiques, la gestion de l’eau, à la qualité des ressources en eau, l’épuration des eaux usées et la réutilisation des eaux usées épurées. La qualité des eaux est inculpée par des nombreuses substances rejetées dans le milieu naturel, soit ponctuellement, soit de façon diffuse. L’accroissance de la ville et l’activité urbaine est constituée une source de pollution par les rejets domestiques et industriels qui perturbent l’environnement, notamment les milieux aquatiques.

Les rejets urbains de temps de pluie présentent un risque majeur, ils sont des vecteurs de pollution importants pour le milieu naturel. En effet, les diverses activités humaines (transport, industrie, etc.) génèrent des éléments polluants qui se concentrent dans l’air et s’accumulent sous forme de dépôts lors des périodes de temps sec (Chocat et al.,1993). Lors de pluies intenses, les eaux usées et les eaux pluviales sont collectées dans le réseau d’assainissement unitaire ou séparatif, ensuite elles sont évacuées vers la station d’épuration ou rejetées directement dans le milieu naturel sans aucun traitement. Ces polluants peuvent affecter la qualité physico-chimique et biologique des milieux aquatiques récepteurs, mais aussi altérer les usages de l’eau (captage d’eau, pêche, baignade, etc.).

Les rejets urbains de temps de pluie se caractérisent par une grande variabilité de leurs compositions, de par les volumes déversés, ainsi que par le caractère inattendu des événements pluvieux qui les entrainent, ce qui rend leur suivi complexe au niveau du milieu récepteur. Pendant les fortes pluies le réseau d’assainissement est devenu saturer, les volumes reçus par temps de pluie dépassent souvent la capacité de traitement des stations d’épuration. Pour éviter le débordement des stations d’épuration et l’inondation de la ville les eaux excédentaires sont alors rejetées par les déversoirs d’orage sans traitement et polluent le milieu naturel. Les fortes pluies peuvent perturber le bon fonctionnement du réseau d’assainissement, par conséquence l’apparition des regards bouchées et d’égouts à ciel ouvert, exposant ainsi la population aux risques de maladie.

Présentation de la zone d’étude 

Le bassin versant de la Seybouse est situé dans la région Nord Est de l’Algérie (figure 01). Il est permis les oueds les plus importants de la partie orientale de l’Afrique avec une superficie de 6471 km2 et une longueur de 240 km. La Seybouse a ses origines les plus éloignées de la mer dans les hautes plaines qui s’étalent à une altitude de 800 à 1000 m au sud du tell constantinois. Nous compterons donc dans le bassin de la Seybouse trois parties bien différentes (Blayac, 1912) :

– Celle des hautes plaines (Haute Seybouse) ;
– Celle du tell méridional (Moyenne Seybouse englobe notre zone d’étude), qui commence au Moulin Rochefort, point où l’oued Charef pénètre dans le tell et qui finit à Bouchegouf où cet oued devient alors la Seybouse proprement dite (Blayac, 1912);
– Celle du tell septentrional (Basse Seybouse), à travers laquelle l’oued garde le nom de Seybouse.

Le bassin de la moyenne Seybouse est vaste ; il est situé entre les hautes plaines et la chaine numidique, le bassin est limité au Nord par le kef Hahouner, Djebel Taya, Djebel Debar, les monts de Houara et Béni Ahmed, au Sud par la chaine de Sellaoua et le massif de la Mahouna, à l’Ouest par Djebel El Guettar, Oum Settas (Constantine), et à l’Est par les monts de la Medjerdah et les massifs de Beni Marmi. La wilaya de Guelma dont fait partie la zone étudiée est située au Nord-Est algérien avec une superficie de 3 686,84 km2 , groupant le littoral des Wilayas de Annaba, EI Tarf et Skikda, aux régions intérieures telles que les Wilayas de Constantine, Oum EI Bouagui et Souk Ahras.

Géomorphologie

Le relief est composé dans sa majorité de (37,82 %) de montagnes et parmi les reliefs les plus élevés de la région d’étude, on trouve au nord une chaine de montagne va, d’ouest en est, du Djebel Taya avec ses 1208 m constitue le point culminant de tout le tell Nord- Guelmien, en passant par le Djebel Debar (1060 m), un mont faillé, il est le plus étendu des massifs néritiques nord-guelmiens (Marre, 1987). Au sud le Djebel Mahouna qui, dans son ensemble est un vaste synclinal de grés medjaniens (Blayac, 1912), dont les strates redressées s’élèvent jusqu’à 1411 m, le grand massif de la Mahouna est coupé en deux parties par l’Oued Charef et le Djebel Houara (1292 m). Au sud-ouest l’important massif du Ras El Alia (1307 m) est inclut dans la chaine centrale de la Medjerda (Figure 02). Au-delà de la vallée de la Seybouse, et jusqu’à la frontière tunisienne, le tell présente des altitudes plus modestes où les montagnes boisées du versant septentrional des monts de la Medjerda s’abaissent rapidement par gradins vers la vallée de l’oued Seybouse, dont kef El Ramoul (797 m) et kef Djemmel (812 m), ces monts de la Medjerda constituent une barrière topographique sur le long de la frontière Algéro-tunisienne.

Le reste du relief est composé de plaines et de plateaux (27,22 %) de collines et de piémonts (26,29 %), (Monographie, 2016). La plaine creusée par la Seybouse offre des pentes généralement peu accentuées entre 0 et 12.5 %, plus douces pour les versants exposés au Sud. Son fond est plat et présente une faible pente longitudinale et transversale (Bechiri, 2011). Elle est surmontée d’un ensemble de terrasses emboitées les unes aux autres, qui s’élèvent à des altitudes diverses. Les reliefs qui surplombent immédiatement la plaine sont dans leur ensemble de pentes moyennes à sommets arrondies à l’exception des affleurements calcaires qui donnent lieu, étant donné leur plus grande résistance à l’érosion, à des pentes plus raides et escarpées. Le relief montagneux et collinaire de la région de Guelma donne aux affluents de la Seybouse un caractère torrentiel et cette succession de sommets joue aussi le rôle de ligne de partage des eaux entre les oueds.

Oro-hydrographie des régions comprises entre l’oued Bouhamdane et Mellah 

Les volumes montagneux se créent suite à une série de ces mouvements tectoniques à la fin du Pliocène. Ces mouvements tectoniques sont à l’origine du creusement des cours d’eau qui ont alors élaboré de profondes vallées et de gorges. Ce faible réseau hydrographique est surimposé à partir d’une vieille topographie dont l’achèvement date du Mio- Pliocène et il est antécédent par rapport aux derniers mouvements orogéniques fini-Pliocène (D’après Ghachi, 1982 in Mouchara, 2009). La Seybouse est un cours d’eau héritier d’un réseau hydrographique qui descendait depuis les Aurès et par les paysages naturels de Guelma allait se jeter dans la mer Méditerranée demeure toujours en vigueur. Il parcoure plusieurs domaines et par conséquent, il est normal de trouver des sections adoptées à la structure géo1ogique (vallée de l’Oued Zenati et de l’Oued Charef), et d’autres qui ne le sont pas (Gorge de Nador), (Mouchara, 2009).Le réseau hydrographique de la moyenne Seybouse possède quatre artères maitresses principales :
– L’oued charef proprement dit, du Moulin Rochefort à Medjez Amar.
– La Seybouse de Medjez Amar jusqu’à Bouchegouf.
– L’oued Bouhamdane qui devient l’oued Zenati dans son cours supérieur.
– L’oued Mellah, qui débouche dans la Seybouse à Bouchegouf.

Ces cours d’eaux occupent un territoire très accidenté (Dareste de la Chavane, 1910). La région est affectée de plis souvent à structure imbriquée, dirigés est-ouest, dans les proximités du lit de l’oued Cherf et NE-SW quand on va vers l’Est. Ainsi s’explique pourquoi l’oued Charef, dans son ensemble, est orienté N-S ; c’est une rivière véritablement sécante, qui a creusé son lit suivant la direction des plissements.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Cadre générale
I. Cadre général
II. Géomorphologie
II. 1. Oro-hydrographie des régions comprises entre l’oued Bouhamdane et Mellah
II. 2. Terrasses quaternaires et la morphologie de la vallée de la Seybouse
III. Etude géologique et stratigraphique
III. 1. Cadre géologique régional
III. 2. Stratigraphie des différentes unités structurales
III. 2. 1. Formations récentes (Poste-nappes)
III. 2. 1. 1. Quaternaire
III.2. 1. 2. Mio-Pliocène
III. 2. 2. Domaine allochtone
III. 2. 2. 1. Nappe numidienne
III. 2. 2. 3. Nappe tellienne
III. 2. 3. Domaine para-autochtone
III. 2. 3. 1. Nappe néritique constantinoise
III. 3. Cadre structural
III. 3. 1. Phase fini-éocène (atlasique)
III. 3 .2. Phase miocène inférieure
III. 3. 3. Phase tectonique post-nappe
IV. Reconstitution paléogéographique
V. Tectonique
VI. Grands ensembles lithologiques et leurs caractéristiques hydrogéologiques
VI. 1. Bassin de Guelma
VI. 2. Bassin de Mellah
VII. Couvert végétal
19 Conclusion
Chapitre II : Hydroclimatologie
I. Introduction
II. Caractéristiques des stations de mesure
III. Etude des paramètres climatiques
III. 1. Précipitations
III. 1. 1. Précipitations moyennes mensuelles
III. 1. 2. Précipitations saisonnière
III .1. 3. Précipitations moyennes annuelles
III. 2.Température
III. 3. Classification climatique en fonction des indices d’aridité
III. 3. 1. Indice d’aridité de De Martonne
III. 3. 1. 1. Indice d’aridité mensuel
III. 4. Diagramme pluviométrique de Gaussen (P = 2T)
III. 5.Estimation des paramètres du bilan hydrique
III. 5.1. L’évapotranspiration
III.5.1. 1. L’évapotranspiration potentielle (ETP)
III.5. 1. 2. Estimation de l’évapotranspiration réelle (ETR)
III. 5. 2. Calcul du bilan hydrique selon la formule de Thornthwaite
III. 3.2.1. Interprétation du Bilan hydrique
40 III. 5. 3. Le ruissellement
III. 5. 4. Infiltration
41 Conclusion
Chapitre III : Hydrologie
I. Introduction
I. Caractéristiques géométriques
II.1 Surface
II.2 Périmètre
II.3 La forme
II.4 Rectangle équivalent
III. Paramètres du relief
III.1 Courbe hypsométrique
III.2 Indice de pente Ip
III. 3. La pente moyenne du bassin versant
III.4 Indice de pente globale Ig
III.5 Dénivelée spécifique
IV. Caractéristiques du réseau hydrographique
IV.1. Hiérarchisation du réseau hydrographique
IV.2 Densité de drainage
IV.3. Le profil en long de l’oued Seybouse
IV.4. Temps de concentration
59 V. Estimation des débits maximums
V. 1. Formule de Maillet Gauthier
V. 2. Formule de Possenti
Conclusion
Chapitre IV : Qualité des rejets urbains par temps de pluie
I. Introduction
II. Description de la région d’étude
II. 1. Population
II. 2. Réseau d’assainissement
II. 3. Origine de la pollution dans la région d’étude
II. 3. 1. Origine domestique
II. 3. 2. Origine industrielle
III. 3. 3. Origine agricole
III. Les caractéristiques physico – chimique des rejets urbains
III. 1. Choix et localisation des stations de prélèvement
III. 2.1. Température
III.2. 2. Matière en suspension
III.2. 3. Conductivité électriques
III.2. 4. Oxygène dissous
III.2. 5. Les nitrates
III.2. 6. Les nitrites
III.2. 7. L’ammonium
III.2. 8. Phosphate
III.2. 9. Cadmium
III.2. 10. Plomb
III.2. 11. Demande chimique en oxygène (DCO)
III.2. 12. Demande biochimique en oxygène (DBO5)
III.2. 13. Evaluation de la matière organique (Biodégradabilité de l’effluent)
III. 3. Analyse statistique des données physico-chimiques
III. 3. 1. L’analyse en composante principale des rejets urbains en temps sec
III. 3. 2. L’analyse en composante principale des rejets urbains par temps de pluie
III. 3. 3. Classification hiérarchique ascendante
Conclusion
Chapitre V : Qualité des eaux de l’oued Seybouse
I. I. Introduction
IV. 1. Caractéristiques physico-chimique des eaux de surface
IV. 2. Evaluation de la qualité de l’eau
IV. 2. 1. Indice de la pollution organique (IPO)
IV. 2. 2. Indice de la qualité de l’eau (WQI)
IV. 2. 3. Système d’évaluation de la qualité des eaux (SEQ-eau)
Conclusion
Chapitre VI : Qualité des eaux usées traitées et possibilité de leur réutilisation
I. Introduction
II. Présentation de la station d’épuration
III. La qualité des eaux épurées
III. 1. Température
III. 2. Potentiel d’hydrogène
III. 3.Matières en suspension
III. 4. Demande chimique en oxygène (DCO)
III. 5. Demande biochimique en oxygène (DBO5)
III. 6. Nitrates
III. 7. Ammonium
III. 8. Nitrite
IV. Les besoins en eau d’irrigation
V. Réutilisation des eaux usées traitées en irrigation
Conclusion
Conclusion générale
Bibliographiques
Annexes

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