Transfert des flux hydro-sédimentaires dans un bassin

Les calcaires et marno-calcaires lacustres

       Ces formations, d’âge Pliocène, sont localisées, principalement, dans la région de Téleghma et s’étalent, en latitude, jusqu’au bassin de l’Oued Athménia. Les limites sud de ces formations se confondent avec celles du bassin du Kébir-Rhumel. C’est un ensemble de roches récentes, à dominance marneuse, et en même temps riches en calcaires lacustres qui occupent une portion non négligeable sur la superficie du bassin soit 8%.

Les argiles gypseuses et sables

       Il s’agit de dépôts saumâtres de chotts tertiaires (Amirèche, 1994) : ces formations sont parmi les plus dominantes dans le bassin, s’imposent, surtout, sur la partie centrale du bassin et s’étalent du sud-ouest vers le nord-est, parcourant les bassins de Constantine, Mila ainsi que la partie avale du bassin de l’Oued Kébir-amont. Cet ensemble occupe environ 13 % de la surface totale du bassin. Le bassin de Constantine était une cuvette lacustre qui s’est formée, au Tertiaire, au sud de la chaîne numidique et qui a été comblée par des sédiments de l’Oligocène et du Miocène inférieur, constitués essentiellement des argiles gypseuses, poudingues, conglomérats rouges, où s’intercalent de minces bancs gréseux qui s’effritent facilement, donnant des formations superficielles argilo-limoneuses, siliceuses, un peu calcaires (Amirèche, 1994). L’abondance relative du gypse fibreux et parfois en filonnets minces, dans ces argiles d’âge Miocène, joue un rôle de catalyseur car, étant une formation tendre, il possède une forte érodibilité, en plus de sa faible densité et de son seuil de plasticité très bas. Ce mélange donne aux argiles qu’il affecte une grande aptitude à migrer, depuis la reptation jusqu’aux mouvements de masse. De plus, la forte solubilité du gypse contenu dans ces argiles permet d’observer, sur les versants dominés par cet ensemble, des manifestations géomorphologiques particulières, notamment : Le ruissellement qui entaille fortement ces formations, et les phénomènes de dissolution donnant des surfaces en entonnoir ou de petits gouffres (suffosion). C’est le cas de la région d’El Malha dans le bassin de Mila (Amirèche, 1994). Les failles les plus visibles dans ces formations sont observées surtout au sud de Ferdjioua et au sud-ouest de Djemila avec une orientation sud-ouest, nord-est.

L’ensemble M’cid Aicha, Sidi Driss et Kef Sema

        Installé à l’opposé du chaînon de Zouahra (Figure 18), Djebel M’cid Aicha constitue la pointe la plus importante de cet ensemble (Bouedja, 2010) avec son altitude d’environ 1462m (Benabbas, 2006; Bouedja, 2010). C’est une antiforme allongée d’est en ouest composée de formations jurassiques sur lesquelles se chevauchent les formations telliennes. Ce massif présente des escarpements très importants sur ses deux flancs. Ces derniers possèdent des pentes dépassant les 90% (Bouedja, 2010). La discontinuité entre la chaîne de Zouahra et le massif de M’cid Aicha et Sidi Driss est due à la traversée de l’Oued Kébir-Rhumel (El Kébir) aux environs de Sidi Merouane (Figure 18). A l’Est de Djebel M’cid Aicha, on retrouve le massif de Kef Sema et le Djebel Sidi Driss qui culminent à 1200 et 1364m respectivement (Bouedja, 2010) (Figure 18). Ces structures correspondent à des antiformes allongées selon une direction est-ouest. Leurs formations géologiques ne sont pas clairement définies, mais on retrouve des remontées triasiques tout le long du chaînon du Djebel M’cid Aicha et Kef Sema. Cette lithologie est probablement associée à des structures profondes. Entre Kef Sema et Djebel Sidi Driss, on retrouve une succession de collines qui dépassent les 1200m, représentées par Béni Tleline, El Arais et Enzal Akahal (Benabbas, 2006; Bouedja, 2010).

La chaîne d’Ahmed Rachdi

         C’est une importante ligne de partage des eaux dans le bassin moyen qui sépare les eaux du sous-bassin de l’Oued Endja à celui de l’Oued Rhumel-Seguin dans leurs parties nord (figure 18). Cette morpho-structure est constituée d’une série montagneuse d’une forme particulière semi-circulaire contournant le village d’Hamed Rachdi d’est en ouest. Dans le présent travail, on citera, uniquement les principaux points  culminants qui marquent cette chaîne montagneuse dont : Djebel Bel Aid et Bou Cherf (Figure 18). A environ 8 km au nord-est du Village Ahmed Rachedi, Djebel Bel Aid culmine à 967m et suit une orientation sud-est-nord-est (Figure 18). Sa formation géologique est composée de calcaires massifs de l’Yprésien-Lutétien inférieur, apparus à la faveur de plusieurs failles de direction nord-ouestsud-est (Bouedja, 2010). Par rapport au village Ahmed Rachedi, Djebel Bou Cherf est situé à l’opposé à Djebel Bel Aid mais s’installe, un peu plus au nord, aux environs de Ferdijoua (figure 18). Ce puissant massif culmine à 1116m et s’allonge selon une direction nord-est-sud-ouest. Constitué essentiellement de calcaires et des marnes du Crétacé supérieur fortement faillés, Djebel Bou Cherf présente une nette asymétrie sur ses différents flancs (Bouedja, 2010). Ceux orientés vers le nord sont très raides tandis qu’au sud la topographie est remarquablement moins accentuée (Bouedja, 2010).

LES HAUTES PLAINES DU BASSIN DE L’OUED KEBIR-RHUMEL

      Ce sont les hautes plaines constantinoises qui sont les plus répandues au niveau du bassin de l’Oued Kébir-Rhumel. Leurs étendues occupent environ 13,3% de la superficie totale du bassin régional. Par contre leurs limites nord ne sont pas nettes. Les hautes plaines constantinoises sont des hauts plateaux drainés vers le nord par l’intermédiaire de l’Oued Rhumel et ses affluents et encadrés par un relief morcelé constitué de massifs calcareux du Crétacé inférieur (Despois, 1952; Fremont, 1962). La structuration de ces formes géomorphologiques confère à ce domaine le caractère original de synclinaux élevés entre de grandes structures anticlinales culminant entre 1000 et 1800m (Ferhat, 2010). Dans l’ensemble, ces hautes plaines, sous forme de larges couloirs topographiques s’allongeant d’est en ouest sur une centaine de kilomètres. Ces hautes plaines font référence à plusieurs dépressions formant une série de bassins juxtaposés. Ce sont les hautes plaines d’Ain Mlila, Tleghma et de Tadjnanet qui s’élèvent à une altitude moyenne entre 800 et 850m (Mebarki, 1982).

A l’échelle de l’ensemble du bassin

     La carte d’occupation du sol détaillée (Figure 19) montre que la situation et la configuration géographique du sol confèrent au bassin une utilisation du sol constituée principalement d’activités agricoles et de milieux naturels. En revanche, le couvert végétal reflète une discontinué spatiale diminuant du Nord vers le Sud. Pour appuyer l’interprétation de la carte réalisée, nous avons rajouté une approche quantitative en calculant les proportions de surface de chaque type d’occupation du sol au niveau de l’ensemble du bassin versant de l’Oued Kébir-Rhumel ainsi que pour les différentes unités hydrologiques étudiées. Le tableau 8 illustre les valeurs de proportions des surfaces calculées. L’activité agriculturale, en l’occurrence celle des grandes cultures céréalières et fourragères, s’étale sur environ 57% de la superficie totale du bassin (Tableau 8). En contre partie, les espaces de prairies et de pâturages sont peu développés dans le bassin, leurs étendues étant très faibles (2%). Les surfaces agricoles sont localisées notamment dans les replats du bassin central et ceux des régions méridionales (Figure 19). Il est à noter que malgré la présence des strates végétales sur les zones à pentes fortes de nombreuses zones d’expansion agricole peuvent être remarquées dans les parties ouest et nord du bassin et dans la zone de transition entre le massif montagneux et les grands plateaux. Par ailleurs, les terres susceptibles d’être cultivées dans le bassin n’ont pu être identifiées de manière précise faute d’absence de couvertures pédologiques complètes. Toutefois, une estimation de ces terres à potentiel agricole a été réalisée dans le cadre de l’étude de protection du bassin de Béni Haroun contre l’érosion. Cette estimation est basée sur des critères moins pertinents mais quand même utiles qui sont : la déclivité du terrain (< 5%) et l’analyse d’une éventuelle possibilité de changement de l’occupation du terrain en question, par suite de travaux d’aménagement foncier.

UN COUVERT VEGETAL FAVORABLE A L’ECOULEMENT ET A L’EROSION HYDRIQUE

       Dans les secteurs à fortes pentes et à forte abondance pluviométrique, l’écoulement superficiel est susceptible d’être souvent violent durant les averses orageuses et engendre une érosion hydrique importante. Cependant, dans les parties septentrionales du bassin ses effets peuvent être réduits par le rôle efficace du couvert forestier et arbustif. Dans ces endroits, l’intensité pluviale est, en effet, atténuée en raison du feuillage (interception) et du rôle d’éponge joué par la litière. Par ailleurs, les racines des arbres, plus développées que celles des herbes, exercent une action fixatrice efficace des éléments du sol. Dans le reste du bassin, l’entrainement des matériaux sous l’effet de battage du sol est favorisé par l’absence ou l’insuffisance de la couverture végétale pendant une grande partie de l’année, surtout dans les terrains destinés aux cultures, essentiellement herbacées. L’érosion des sols peut se développer aussi dans les régions à faible densité d’occupation du sol ou par son absence totale à titre d’exemple dans les terrains steppiques et ceux en broussaille, les roches nues. Comme il a été discuté précédemment, c’est désormais le type de couvert végétal susceptible d’assurer une protection partielle du sol qui domine le paysage du bassin versant de l’Oued Kébir-Rhumel. Ce couvert végétal est, en fait, une couverture de sol saisonnière impliquant essentiellement les cultures céréalières, notamment dans les hautes plaines où les conditions pédoclimatiques se prêtent. Ce type de culture est pratiqué selon le procédé du « Dryfarming » dont l’une des principales composantes est la jachère biennale (Mebarki, 1982). La technique du « Dry-farming » consiste à labourer très profondément le sol pour atteindre les couches humides du sol et à protéger l’eau disponible en brisant très finement les mottes superficielles de terre. La terre n’est ensemencée qu’une année sur deux, ce qui favorise l’accumulation de réserves d’eau. Malheureusement, le dry-farming est une méthode qui favorise l’érosion des sols et les terres en jachère sont souvent attaquées par le ruissellement qui arrache le sol arable. On en conclut, donc, que les terrains à vocation agricole découverts pendant la saison froide sont directement exposés aux averses automnales et hivernales. L’importance de l’intensité de ces pluies en ces périodes accroît considérablement les ruissellements de surface qui ne sont, alors, retenus ou empêchés par aucun effet d’éponge au niveau du sol. On distingue alors, forcément, l’entrainement d’une importante quantité de matériaux fins et ce d’avantage lorsque la pente, la structure granulométrique et le degré d’humidité du sol s’y prêtent (Mebarki, 1982).

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : GENERALITES
Introduction
I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE
I.2. POPULATION ET ACTIVITES PRINCIPALES
I.3. APERÇU HYDROGRAPHIQUE
I.3.1. L’Oued Rhumel
I.3.2. L’Oued Endja
I.3.3. L’Oued Kébir-Rhumel (El Kébir)
I.4. PRINCIPAUX OUVRAGES DE RETENTION D’EAU
I.4.1. Le barrage de Hamma Grouz (Oued El Athmenia)
I.4.2. Le barrage de Berla (Ain Smara)
I.4.3. Le barrage de Béni Haroun (Mila)
I.4.4. Le barrage de Boussiaba (El Milia)
I.5. RESSOURCES HYDRIQUES DU BASSIN
I.5.1. Ressources superficielles
I.5.2. Ressources souterraines
Conclusion
CHAPITRE II : CONTEXTE STRUCTURAL ET LITHOLOGIQUE DU BASSIN
Introduction
II.1. ENSEMBLES STRUCTURAUX
II.1.1. Le domaine du socle Kabyle
II.1.2. Le domaine des Flyschs Kabyles
II.1.3. Le domaine des nappes telliennes
II.1.3.1. Les séries telliennes stricto-sensu (SS)
II.1.3.2. Les séries péni-telliennes et les unités méridionales à nummulites
II.1.4. Le domaine des séries numidiennes
II.1.5. Le domaine de la nappe néritique Constantinoise
II.1.6. Le domaine des séries récentes
II.2. CADRE LITHOLOGIQUE
II.2.1. Ensemble dur
II.2.1.1. Formations cristallines
II.2.1.2. Les grès numidiens
II.2.1.3. La série des calcaires
II.2.1.4. Les calcaires lacustres
II.2.2. Ensemble moyennement dur
II.2.2.1. Les grès et sables
II.2.2.2. Les argiles et les grès
II.2.2.3. Les marno-calcaires
II.2.2.4. Les calcaires et marno-calcaire lacustres
II.2.3. Ensemble tendre
II.2.3.1. Les marnes
II.2.3.2. Les argiles gypseuses et sable
II.2.3.3. Les formations superficielles
Conclusion
CHAPITRE III : ANALYSE DU RELIEF
Introduction
III.1. CARACTERISATION DU RELIEF
III.1.1. Données altimétriques
III.1.2. Hypsométrie
III.1.3. Pentes et déclivités
III.1.4. Dénivelée spécifique
III.2. IDENTIFICATION DES FORMES DU RELIEF
III.2.1. Calcul de l’indice des fonds de vallées (MRVBF)
III.2.2. Seuillage et classification des formes du relief
III.2.3. Détermination de l’orographie
III.3. PRINCIPAUX MASSIFS DU BASSIN DE L’OUED KEBIR RHUMEL
III.3.1. La chaîne de Zouagha et les massifs de Msid Aicha, Sidi Driss
III.3.1.1. Le chaînon de Zouagha
III.3.1.2. L’ensemble M’cid Aicha, Sidi Driss et Kef Sema
III.3.2. Djebel Tamesguida
III.3.3. Djebel Kheneg
III.3.4. Le massif de Djebel El-Ouach
III.3.4.1. Djebel Massine
III.3.4.2. Djebel El-Aria
III.3.4.3. Djebel Kelal
III.3.4.4. Djebel Salah
III.3.4.5. Djebel Bergli
III.3.5. Le Massifs de Chettabah
III.3.5.1. Djebel Zouaoui
III.3.5.2. Djebel Friktia
III.3.5.3. Djebel Karkara
III.3.6. Djebel Akhal
III.3.7. La chaîne d’Ahmed Rachdi
III.3.8. Massif du Grouz
III.3.9. L’ensemble Guerioun–Fortas
III.3.10. L’ensemble Chenatour et Medjounes
III.4. PRINCIPALES VALLEES DU BASSIN DE L’OUED KEBIR RHUMEL
III.4.1. La vallée de l’Oued Rhumel
III.4.2. La vallée de l’Oued Endja
III.4.3. La vallée de l’Oued Kébir-Rhumel
III.5. LES HAUTES PLAINES DU BASSIN DE L’OUED KEBIR-RHUMEL
III.5.1 Les plateaux d’Ain Mlila et Tleghma
III.5.2. Les plateaux de Tadjnanet et Chelghoum El Aid
III.5.3. Le plateau de Boussiaba
Conclusion
CHAPITRE IV : OCCUPATION DU SOL ET PEDOLOGIE
Introduction
IV.1. CARTOGRAPHIE DE L’OCCUPATION DU SOL ET DU COUVERT VEGETAL 
IV.2. ANALYSE DE LA REPARTITION SPATIALE DE L’OCCUPATION DU SOL
IV.2.1. A l’échelle de l’ensemble du bassin
IV.2.2. A l’échelle des sous-bassins
IV.3. EFFICACITE DU COUVERT VEGETAL DANS LA PROTECTION DU SOL
IV.3.1. Les zones protégées en permanence par la couverture végétale
IV.3.2. Les zones partiellement protégées par la couverture végétale
IV.3.3. Les parcours dépourvus ou mal protégés par la couverture végétale
IV.4. UN COUVERT VEGETAL FAVORABLE A L’ECOULEMENT ET A L’EROSION HYDRIQUE
IV.5. PEDOLOGIE
IV.5.1. Les sols zonaux
IV.5.2. Les sols azonaux
Conclusion
CHAPITRE V : ASPECTS CLIMATIQUES
Introduction
V.1. DONNEES PLUVIOMETRIQUES ET QUALITE DU RESEAU D’OBSERVATION
V.1.1. Spatialisation des précipitations
V.2. VARIABILITE ANNUELLE DES PRECIPITATIONS
V.2.1. Variation annuelle des précipitations à l’échelle du bassin
V.2.2.1. Carte isohyète
V.2.2. Variation annuelle des précipitations à l’échelle des sous-bassins
V.3.VARIABILITE MENSUELLE ET SAISONNIERE DES PRECIPITATIONS 
V.3.1. Variation mensuelle et saisonnière des précipitations à l’échelle du bassin
V.3.2.Variation mensuelle et saisonnière des précipitations à l’échelle des sous-bassins
V.4. PLUIES EXTREMES ET AVERSES GENERATRICES DE CRUES
V.5. FACTEUR EVAPO-THERMIQUE
V.5.1. Données thermométriques
V.5.2. Régime et variabilité pluviau-thermique
V.5.3. Evapotranpiration potentielle (ETP)
V.6. ETAGES BIOCLIMATIQUES DU KEBIR-RHUMEL
Conclusion
CHAPITRE VI : HYDROLOGIE
Introduction
VI.1. LE RESEAU D’OBSERVATIONS HYDROMETRIQUE DU KEBIR-RHUMEL 
VI.1.1.Analyse critique par station
VI.1.1.1. Station d’El Ancer
VI.1.1.2. Station de Grarem
VI.1.1.3. Station de douar Tassadane
VI.1.1.4. Station d’Ain Smara
VI.1.1.5. Station d’El Khroub
VI.2. COMBLEMENT DE LACUNES
VI.3. ANALYSE DES FLUX HYDROLOGIQUES ANNUELS
VI.3.1. Modules absolus et spécifiques
VI.3.2. Dispersion des débits annuels
VI.3.3.Variabilité interannuelle du ruissellement
VI.3.4. Coefficient d’écoulement
VI.4. REGIME FLUVIAL MENSUEL
VI.4.1. Coefficient mensuel de débit (CMD)
VI.4.2. Dispersion des débits mensuels
VI.4.3. Variabilité mensuelle des ruissellements et du coefficient d’écoulement
VI.5.VARIABILITE DES DEBITS JOURNALIERS
VI.5.1. Evénements extrêmes journaliers
VI.5.2. Variabilité des débits journaliers à l’échelle des années extrêmes
VI.6. EVENEMENTS EXTREMES INSTANTANES
VI.7. ESTIMATION DES VOLUME ECOULEMENTS
Conclusion
CHAPITRE VII: QUANTIFICATION DU TRANSPORT SOLIDE EN SUSPENSION
Itroduction
VII.1. FORMULES EMPIRIQUES DE L’EROSION SPECIFIQUE
VII.1.1. Formule de la SOGREAH (1969)
VII.1.2. Formule de Tixeront (1960)
VII.1.3. Formule de Fournier (1960)
VII.1.4. Formule de Demmak (1982)
VII.2. METHODOLOGIE DE MESURE ET DE QUANTIFICATION DU TRANSPORT SOLIDE EN SUSPENSION
VII.2.1. Courbes de transport Solide
VII.2.1.1. Relations concentrations (C) – Débits liquides (Q)
VII.2.1.2. Relations débit solide (Qs) – Débits liquides (Q)
VII.2.2. Evaluations des apports solides
VII.2.3. Discussion des résultats et choix des modèle
VII.3. VARIABILITE INTERANNUELLE DES APPORTS SOLIDES
VII.3.1. Variabilité interannuelle à l’échelle du bassin de l’Oued Kébir-Rhumel
VII.3.2. Variabilité interannuelle des apports solides à l’échelle des sous-bassins
VII.3.2.1. Le sous-bassin de l’Oued Rhumel
VII.3.2.2. Le sous-bassin de l’Oued Kébir-amont
VII.3.3. Envasement du barrage de Hamma Grouz
VII.4.COMPARAISON DES RESULTATS A L’ECHELLE DE L’ALGERIE ET DE LA MEDITERRANEENNE
VII.5. VARIABILITE MENSUELLES ET SAISONNIERE DES APPORTS SOLIDES
VII.5.1. A l’échelle du bassin versant de l’Oued Kébir-Rhumel
VII.5.2. Variabilité mensuelle et saisonnière des apports solides à l’échelle des sous-bassins
VII.5. 2.1. Sous-bassin de l’Oued Rhumel
VII.5. 2.2. Sous-bassin de l’Oued Kébir-amont
VII.6. ANALYSE DES CRUES LES PLUS INFLUENCENTES SUR LA VARIBILITE DES APPORTS SOLIDES
VII.6.1. Quelques crues caractéristiques de la saison d’hiver et du printemps
VII.6.1. 1. La crue généralisée de décembre 1984
VII.6.1. 2. La crue généralisée de Mars 1985
V.6.1. 3. La crue généralisée d’avril 1979
VII.6.2. Quelques crues caractéristiques de la saison d’automne et d’été
VII.6.2.1. La crue de novembre 1990 à El Ancer (Oued Kébir-Rhumel)
VII.6.2.2. La crue de septembre à octobre 1986 (Oued Rhumel à Grarem)
VII.6.2.3. La crue d’octobre 1984 (Oued Kébir-amont à Tassadane)
Conclusion
CHAPITRE VIII : MODELISATION ET CARTOGRAPHIE DE L’ALEA EROSION
Introduction
VIII .1. PRESENTATION DU MODELE MESALES
VIII .1.1. Historiques sur le modèle
VIII .1.2. Caractéristiques générales du modèle MESALES
VIII .1.3. Principe et structure du modèle MESALES
VIII . 2. ETAPES DE MODELISATION DE L’ALEA EROSION A L’ECHLLE DU BASSIN VERSANT DE L’OUED KEBIR-RHUMEL
VIII .2.1. Création de la base de données spatialisée des paramètres d’entrée du modèle
VIII .2. 1.1. L’occupation du sol
VIII.2.1.2. La topographie
VIII .2.1.3. Climat
VIII .2. 1.4. Détermination de l’érodibilité et de la battance du sol
VIII. 2.2. Hiérarchisation des paramètres
VIII .2. 2.1. Estimation de la sensibilité des sols à l’érosion
VIII .2.2.2. Estimation de l’aléa érosion annuel et saisonnier
VIII .3. ANALYSE DES RESULTATS
VIII .3. 1. Analyse de la carte de sensibilité des sols à l’érosion
VIII .3. 2. Analyse de l’aléa érosion annuel
VIII .3.3. Analyse de l’aléa érosion à l’échelle des saisons
Conclusion
CHAPITRE IX : CALIBRAGE ET VALIDATION DU MODELE SPATIAL
Introduction
IX.1. METHODOLOGIE DE VALIDATION
IX.1.1. Estimation de l’érosion simulée par le modèle
IX.1.2. Paramètre de validation des résultats
IX.2. RESULTATS ET DISCUSSIONS
IX.3. CALIBRAGE DU MODELE A L’ECHELLE DU DE L’OUED KEBIR RHUMEL
IX.4. PREDICTION DU TAUX D’EROSION DANS LES GRANDES UNITES NON JAUGEES
IX.5. VALIDATION DU MODELE A L’ECHELLE DU BASSIN DE BENI-HAROUN
Conclusion
CONCLUSION GENERALE
RECOMMANDATIONS
ANNEXES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Télécharger le rapport complet