Méthode d’évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines

Problématique

Le problème qui se pose est une éventuelle contamination des eaux souterraines de la ville de Bel Ksiri qui est le siège de plusieurs unités agro-industrielles, dont deux sucreries SUNACAS et SURAC qui sont installées dans le périmètre urbain de l’ouest de la ville. Les sucreries de la betterave ont une activité à caractère saisonnier (la saison s’étale du mois de Juin au mois d’Aout) et sont de grandes consommatrices d’eau (80 000 m3/jour). L’eau consommée sert au lavage et au transport de la betterave, au refroidissement, à la diffusion durant l’extraction du sucre et au lavage des sols, des cuves et des machines. Les eaux de lavage et du transport représentent 50% de la pollution en matière organiques et 90% de la pollution en matière en suspension. Ces rejets liquides sont déversés directement dans des cours d’eau.Quant aux déchets solides, près de 200 000 tonnes par an de déchets sont déposés à proximité des usines. La quantité de fioul utilisée par les sucreries pour la production de l’énergie représente plus de 112 000 tonnes de fioul par an, ce qui correspond à plus de 120 000 tonnes de gaz carbonique par an émis dans l’atmosphère [1].

Le stockage des produits chimiques agricoles

Le stockage des produits chimiques agricoles, près de conduits d’eaux souterraines, telles que les puits, les trous d’évier, est susceptible de s’accumuler et de provoquer une contamination. Cette contamination peut également se produire quand les produits chimiques sont stockés dans des secteurs découverts, non protégés du vent et de la pluie. Les activités agricoles de la ville de Bel ksiri sont dominées par les cultures sucrières et maraîchères. La superficie agricole utile du cercle Bel ksiri est d’environ 70132 ha, dont 43941 ha sont des terrains irrigués, .42% de cette surface est cultivée en céréales, le reste est réparti entre la culture de forage, les cultures industrielles (betterave à sucre et canne à sucre), maraîchage, arboriculture, légumineuses et autres cultures [2]. Les agriculteurs de Bel ksiri utilisent intensivement des fertilisants et produits phytosanitaire; ce qui en résulte l’infiltration dans les eaux souterraines des produits agrochimiques. Les normes élémentaires des modes de manipulation et de stockage des pesticides sont quasi inexistantes. Quant aux techniques d’application des pesticides, les agriculteurs ne disposent ni des moyens de protection et de dosage, ni d’un minimum de formation. La commercialisation des pesticides dans la ville de Bel ksiri est présentée par six principaux circuits (Tab.1, fig.3).

Concept de vulnérabilité des eaux souterraines

La vulnérabilité est un terme introduit en hydrogéologie [14]. Il est défini et utilisé de manière très diverse [15], [16], [17]. Certains auteurs l’ont défini comme une propriété intrinsèque des aquifères; d’autres estiment que la vulnérabilité est liée aux propriétés spécifiques du contaminant. Cependant, d’autres auteurs l’associent aux activités humaines et à la qualité agro-pédologique des terrains de surface. La vulnérabilité est représentée par la capacité donnée à l’eau, située en surface, de rejoindre le milieu souterrain saturé en eau. La notion de vulnérabilité repose sur l’idée que le milieu physique en relation avec la nappe d’eau souterraine procure un degré plus ou moins élevé de protection vis-à-vis des pollutions suivant les caractéristiques de ce milieu. Dans la littérature, on distingue deux types de vulnérabilité; la vulnérabilité intrinsèque et la vulnérabilité spécifique [18].

– La vulnérabilité intrinsèque est le terme utilisé pour présenter les caractéristiques du milieu naturel qui déterminent la sensibilité des eaux souterraines à la pollution par les activités humaine ;

– La vulnérabilité spécifique est le terme utilisé pour définir la vulnérabilité d’une eau souterraine à un polluant particulier ou à un groupe de polluants. Elle prend en compte les propriétés des polluants et leurs relations avec les divers composants de la vulnérabilité intrinsèque. La distinction des deux types de vulnérabilité est nécessaire car, d’une façon générale, elles ne se placent pas sur la même échelle d’investigation, la vulnérabilité intrinsèque peut être considérée comme invariante dans le temps alors que la vulnérabilité spécifique (directement liée aux polluants éventuels) est évolutive et ne caractérise qu’un instant précis.

Évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines de la ville de Bel Ksiri par la méthode DRASTIC Le but des différentes méthodes d’évaluation de la vulnérabilité des aquifères à la pollution est de permettre une confrontation directe, plus ou moins quantitative, entre différentes situations hydrogéologique et l’impact anthropique. Pour la sélection de la meilleure méthode qui s’adapte à la réalisation de la carte de vulnérabilité de la nappe de Bel ksiri nous avons consulté les principales méthodologies précitées. Les méthodologies adoptées dépendent, en premier lieu, de la disponibilité et la fiabilité des facteurs de vulnérabilité et en second lieu, des objectifs visés par les techniques appliquées.

En effet, certaines méthodes telles que les modèles numériques ont comme objectif l’évaluation de l’impact de certaines infrastructures dont les aménagements vont porter sur l’emplacement des sites de stockage de tels déchets. D’une autre part, le calage des modèles dépend de la disponibilité et de la fiabilité des données de terrain (paramètres hydrodynamique et ceux de transport massique) qui ne sont pas toujours disponibles ou de qualité fiable. En contre partie, les techniques descriptives telles que les méthodes paramétriques sont développées pour aider à la prise de décision dans les études d’avant projet ou de gestion à l’échelle régionale concernant les occupations des sols, le choix des aires de recharge des nappes et l’implantation des ouvrages de stockage [29]. En outre, ce type de méthode se base sur la répartition spatiale des paramètres naturels et des propriétés physique du milieu. Ainsi, en tenant compte du non disponibilité des valeurs de certains paramètres, et surtout de l’objectif visé, nous avons opté pour la méthode DRASTIC pour l’étude de l’évaluation de la vulnérabilité de la nappe phréatique de la ville de Bel ksiri.

Profondeur du plan d’eau (D)

Selon la méthode DRASTIC, la profondeur de la nappe est cotée comme l’un des paramètres les plus importants avec une pondération de 5 ; les valeurs des cotes sont de 0 à 31 mètres (Tab. 16) Cette profondeur conditionne le temps de transfert du polluant et sa possibilité de dégradation, plus elle est grande, plus le contaminant met beaucoup de temps pour atteindre le niveau d’eau (Fig.16). Il est défini comme étant la différence de niveau entre la surface topographique et la surface piézométrique. Selon cette définition nous avons fait les étapes suivantes : Nous avons déjà un MNT de la région sa résolution qui est de 30m, nous coupons le MNT régional (dimension (90km x200km) par le fichier de forme représentant la zone d’étude et nous obtenons le MNT de la zone d’étude.

Pour la piézométrie de la nappe superficielle nous avons des lignes isopiézométriques que nous transformons en polygone qui est transformé de son tour (par arc toolbox) en raster. Pour obtenir la couche de la profondeur (paramètre D) nous avons utilisé « Raster Mathématique » et nous avons fait la soustraction des deux fichiers MNT de la zone et piézométrie de la nappe (MNT(ZE)-Raster (piez)), ensuite nous avons classifié le résultat obtenu dans le tableau 16.

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Table des matières

Sommaire
I.Introduction
II.Problématique
III. Objectifs
IV.Méthodologie
IV.1. Etude des activités humaines de la zone d’étude
V.1.1. Situation géographique
IV.1.2. Activités industrielles
IV.1.3. Activités commerciales
IV.1.4. Activités municipales
IV.2. Etude des comportements du sol et perméabilité des eaux souterraines
IV.2.1. Notions générales
IV.2.2. la zone d’étude
IV.3. Choix de méthode d’évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines
IV.3.1. Concept de vulnérabilité des eaux souterraines
IV.3.2. Relation degré de vulnérabilité- type de nappe
IV.3.3. les techniques d’évaluation de vulnérabilité des eaux souterraines
IV.3.4. Les outils utilisés pour la planification de l’urbanisation
IV.3.5. Choix de la méthode utilisée
IV.3.6. Évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines de la ville de Bel Ksiri par la méthode DRASTIC
V.Matériels et méthodes
V.1. Etapes de réalisation de la carte pour la méthode retenue
V.1.1. Profondeur du plan d’eau (D)
V.1.2. Recharge efficace (R)
V.1.3. Nature lithologique de l’aquifère (A)
V.1.4. Nature de sol (S)
V.1.5. Topographie (T)
V.1.6 Impact de la zone non saturée (I)
V.1.7 Conductivité hydraulique (perméabilité de la zone saturée) (C)
V.2. Réalisation de la carte de vulnérabilité des eaux souterraines de la ville de Bel Ksiri
Analyses et interprétations
VII. Conclusions et recommandation
BIBLIOGRAPGHIE
Annexes