Soutenance mémoire
L’Algérie abrite une gamme de zones humides très diversifiées : lacs, lagunes, marais, chotts, sebkhas. L’adhésion de l’Algérie à la convention de Ramsar a été effective en 1984, à ce jour, 42 sites sont classés sur la liste Ramsar des zones humides d’importance internationale, couvrant une superficie de 2 958704 ha représentant 0.78% du territoire national contre 0.02% et 0.08% respectivement pour le Maroc et la Tunisie. Les zones humides sont toutes zones de transition entre les systèmes terrestres et aquatiques où la nappe phréatique est proche de la surface du sol, ou dans laquelle cette surface est recouverte d’eau peu profonde de façon permanente ou temporaire. Ce sont des étendues, de marécage de tourbières, d’eau naturelle ou artificielle, permanente ou temporaire où l’eau est stagnante ou courante, douce ou saumâtre (RAMSAR, 1994). Ces zones représentent les meilleurs exemples d’écosystème du point de vue de leurs fonctions biologiques. Les zones urbaines prennent une partie de l’écosystème de la terre, l’homme utilise l’environnement et le transforme à travers l’économie, la technique …etc. ainsi il crée son espace vitale et assures ses besoins. Le bas (sud-est algérien) Sahara algérien renferme une importante quantité de ressources en eau souterraines emmagasinées dans les deux grands aquifères du continentale intercalaire (CI) et du complexe terminale (CT) L’eau de surface y rare et insignifiante, elle est pérenne et se limite seulement dans les zones humides (sebkhas, chotts …) ces zones font partie intégrant du paysage de bas Sahara algérien, situées généralement dans les bas-fonds des bassins endoréiques auprès des oasis Ces milieux humides serventcomme exutoires aux eaux de drainage des palmeraies, d’écoulements de surface ou souterrain par inféroflux des oueds et de rejets d’eaux usées des agglomérations urbaines (ANRH, 2005). Le complexe des zones humides au Bas Sahara algérien est subdivisé en quatre entités géographiques : (i) Ziban, (ii) Souf, (iii) Oued Righ, et (iv) Oued Mya (Chenchouni& Si Bachir 2010).
Le bas-Sahara connait récemment un problème très délicat concernant la remontée des eaux en surface (Idder, 2011), cela est dû aux effets anthropiques issus de l’augmentation de la population nécessitant une exploitation excessive des eauxprofondes d’une part et la mauvaise canalisation des eaux usés qui se déversent d’une manière aléatoire dans le sol, ainsi qu’une irrigation abusive dans un sol sableux (perméable) d’autre part. Les eaux de cette région sont caractérisées par une salinité élevée ce qui conduit directement par évaporation à l’accumulation des sels solubles dans le sol ou sur sa surface. La vallée Oued M’ya (sa ville-centre : Ouargla) et la vallée d’Oued Righ (ayant comme ville- centre : Touggourt) sont des régions riches en zones humides d’importance internationale et nationale, L’excès des sels solubles dans ces milieux à une grande influence sur ces écosystèmes. De nombreuse de ces zones dégradées voire menacées de disparition suite aux actions anthropiques (rejeté des eaux usées et de drainage) sans négliger les effets de la sécheresse très fréquent en région désertiques ; La dégradation de ces zones se traduit par la détérioration de la qualité de ces eaux par la pollution ce qui influe directement sur la biodiversité, ainsi que une future utilisation comme des zones touristiques.
Contexte général
Situation géographique
Le Bas-Sahara se confond presque avec le bassin versant théorique du chott Melrhir, soit environ 700000 km2 (Ballais 2010). Il est limité :
– Au nord, par l’Atlas saharien.
– A l’ouest par la dorsale du M’Zab.
– Au sud par les plateaux du Tademaït et du Tinghert.
– A l’est par le revers du Dahar tuniso-libyen .
Le Bas Sahara avec sa couverture sédimentaire, composée de couches pétrolifères et aquifères, constitue la région la plus favorisée et la plus peuplée du Sahara et cela depuis longtemps grâce à l’abondance en eau et à la siccité de l’air permettant la culture des dattes (Deglet Nour) les plus prisées à la consommation. Aussi, ses ressources expliquent l’expansion des agglomérations, la mise en place d’un réseau routier conséquent, la dynamique de l’agriculture, tous les éléments qui accroissent le poids d’une région qui était déjà traditionnellement plus habitée que les autres. Aussi, le Bas-Sahara, appelé « le pays de palmiers et pétrole », représente la partie la plus active du Sahara, puisqu’il regroupe 2/3 des palmeraies et 2/3 des habitants du territoire saharien (Chaouche-Bencherif 2006). Les zones humides au Bas-Sahara algérien est subdivisé en quatre entités géographiques (i) Ziban, (ii) Souf, (iii) Oued Righ, et (iv) Oued Mya (Chenchouni& Si Bachir 2010).
Géomorphologie
La cuvette du Bas-Sahara offre une topographie basse (Chott Melrhir à -40m en dessous du niveau de la mer) qui s’abaisse lentement vers le pied du massif de l’Aurès. Le relief du Bas-Sahara (Figure 2) se présente comme une vaste dépression ayant la forme d’un synclinal ouvert vers le Nord. Il est homogène avec une pente très faible et des terrains plats (Kouzmine 2007). L’étude géomorphologique de la de la cuvette d’Oaurgla fait apparaitre les éléments suivants :
– La hamada Mio-Plio-Quaternaire (plateau où affleurent de grandes dalles rocheuses) : C’est une formation continentale détritique qui forme un plateau dont l’altitude moyenne est de 200 m. Ce plateau s’abaisse légèrement d’Ouest en Est où il est très fortement érodé et ne laissant que quelques buttes témoins appelées « goure ».
– Les glacis sur les versants ouest de la cuvette s’étagent du plus ancien au plus récent, d’Ouest en Est sur quatre niveaux de 200 à 140 m d’altitude. Les glacis situés à 180 et 1 60 m se caractérisent par des affleurements du substrat gréseux du Mio-Pliocène. L’Est de la cuvette est un vaste glacis alluvial à sable grossier situé à 150 m d’altitude.
– Les sebkhas : marécages salés, le plus souvent asséchés, occupant le fond d’une dépression. Le chott (ou sebkha) constitue le point le plus bas. Il est constitué de sable siliceux et/ou gypseux à croûte gypseuse de surface et de sub-surface. Le bas fond se caractérise par une nappe phréatique permanente très peu profonde de 1 à 5 m. En aval d’Ouargla, diverses sebkhas alternent avec des massifs dunaires jusqu’à Sebkha Safioune qui est à 103 m d’altitude point le plus bas de la région .
Géologie
La géologie c’est un autre facteur contribuant à l’existence et à la répartition des zones humides. La région d’étude fait partie du Bas-Sahara qui se présente en cuvette synclinale dissymétrique. Elle est caractérisée par un remplissage sédimentaire constitué d’une alternance de terrains perméables et imperméables. Dans la région d’étude seuls les terrains du Mio-Pliocène affleurent, ils sont recouverts par une faible épaisseur de dépôts quaternaire.
L’étude géologique s’intéresse à l’histoire et l’évolution des formations géologiques qui caractérisent notre zone d’étude, pour l’hydrogéologie joue un rôle très important pour la description lithologique et stratigraphique des formations dans un aquifère. D’après les travaux menus par Bel et Demargne (1966), Busson (1970) et Fabre (1976) et qui constituent les références de base pour comprendre la géologie de la région on peut constater qu’à une profondeur de plus de 3000 m se trouve le socle le plus ancien, ce dernier surmonté par les grès primaires plus ou moins plissés et érodés. Au-dessus, s’entassent les grès du Continental Intercalaire qui contiennent l’aquifère du même nom. Le Sahara septentrional se caractérise par des affleurements d’âges Tertiaire et Quaternaire ; des conglomérats de base et des encroutements de calcaires du Villafranchien supérieur, des calcaires blanchâtres lacustres du Pliocène continental, et des dépôts Mio-pliocène qui se constituent des sables, des argiles, des limons et du gypse. Ces formations Tertiaires et Quaternaires dénotent l’existence d’un réseau de discontinuités qui se traduit principalement à l’échelle des affleurements par des diaclases et des fissures de dimension variables allant de quelques centimètres à plusieurs dizaines de mètres. La circulation et l’infiltration des eaux de surface, principalement ; les eaux d’irrigations et surtout les eaux des crues se fait à travers les discontinuités existantes, ce sont les lieux privilégiés pour que l’altération hydrique débute. L’eau et ses actions de dissolution et d’érosion provoquent une dégradation de la résistance mécanique des terrains traversés et génère une porosité secondaire dans les matériaux originellement non poreux. Il conduit ainsi à l’élargissement des fissures et par conséquent la création et le développement des cavités souterraines, donc le processus finit par l’apparition d’effondrements à la surface.
Mio-Pliocène
Le Mio-Pliocène correspond à la partie supérieure du Complexe Terminal. C’est un puissant ensemble de sables et d’argiles qui s’étend sur tout le Sahara et qui repose en discordance sur le Sénonien et l’Eocène. On distingue quatre niveaux différents dans le Mio-Pliocène :
– A la base, un dépôt argileux peu épais se retrouve dans la partie centrale de la cuvette, et suivant une bande Nord-Sud, le Sénonien et l’Eocène.
– Deuxième niveau : C’est un dépôt gréso-sableux qui devient argileux vers le sommet, c’est le niveau le plus épais et le plus constant ; ce niveau est le principal horizon aquifère du Mio- Pliocène.
– Troisième niveau : C’est une formation argilo-sableuse dont les limites inférieures et supérieures sont assez mal définies. Cette couche n’apparaît que dans certains endroits.
– Quatrième niveau : C’est le deuxième niveau sableux du Mio-Pliocène. On ne peut le distinguer que lorsqu’il repose sur le niveau 3 ; d’ailleurs les niveaux 2 et 4 sont confondus. Il est très épais dans la zone des chotts, le sommet du niveau 4 affleurant sur de grandes surfaces ; le niveau 4 est souvent constitué par une croûte de calcaire gréseux.
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Table des matières
Introduction
I. Contexte général
I.1 Situation géographique
I.2 Géomorphologie
I.3 Géologie
I.3.1. Mio-Pliocène
I.3.2. Quaternaire
1.4 Tectonique
1.5 HYDROLOGIE
1.5.1 Le Bassin du bas Sahara
1.5.2 Oued Righ, Souf et Ouargla
1.5.3 Le M’zab
1.5.4 Touat, Gourara et Tidikelt
I.6 Climatologie
I.6.1. Etude des paramètres climatiques
I.6.1.1. Température
I.6.1.2. Précipitation
I.6.1.3. Vents
I.6.1.4. Evaporation
I.6.1.5. Humidité de l’aire
I.6.1.6. Durée de l’insolation
I.7 Pédologie
I.8 Hydrogéologie
I.8.1 Les nappes du Complexe Terminal
I.8.2 La nappe du Continental Intercalaire
I.8.3 Nappe superficielle (nappe phréatique)
I.9 Présentation des zones humides
I.9.1 Cuvette d’Ouargla
I.9.1.1 Sebkha Oum Raneb
I.9.1.2 Sebkha Safioune
I.9.1.3 Chott Ain Beida
I.9.1.4. Les lacs Hassi Ben Abdallâh
I.9.2 Vallée d’Oued Righ
I.9.3 Les Chotts
I.9.3.1 Chott Merouane
I.9.3.2 Chott Melghir
I.9.3.3 Chott Baghdâd
II- Matériels et méthodes
II.1- Cartographie des zones humides
II.1.1 Choix des images satellitaires
II.1.2. Analyse des données
II.1.2.1. Les prétraitements d’image
II.1.2.2. Photo-interprétation
II.1.2.3. Classifications des images
II.1.2.4. La détection des changements (Change detection)
II.1.2.5. Cartographie par ArGis 10.1
II.2- Hydrogéochimie
II.2.1. Choix de la région d’étude
II.2.2. Localisation des points de prélèvement
II.2.3. Travail sur terrain
II.2.3.1. Echantillonnage
II.2.3.2. Matériels d’échantillonnage
II.2.3.3. Les mesures in situ
II.2.4. Travail au laboratoire
II.2.4.1. Matériels
II.2.4.2. Analyse au laboratoire
II.2.5. Géochimie
II.2.5.1. Propriétés physico-chimiques et changements de la qualité des eaux
II.2.5.1. Indice de saturation
II.3. Logiciels utilisés
II.3.1. ENVI 5.0
II.3.2. Arc Gis 10.1
II.3.3. Global Mapper
II.3.4. Google Earth
II.3.5. Diagramme
II.3.6. PhreeqC (Parkhurst and Appelo, 1990)
III. Résultats et discussion
III.1. Répartition spatiotemporelle des surfaces d‘eau
III.1.1 Cuvette Ouargla
III.1.1.1 Sebkha Oum Raneb
III.1.1.2 Sebkha Safioune
III.1.1.3 Chott Ain Beida
III.1.1.4. Les lacs Hassi Ben Abdallâh
III.1.2 Oued Righ nord et sud
III.1.3 Les Chotts (Merouane et Melghir)
III.1.3.1 Chott Merouane
III.1.3.2 Chott Melghir
III.1.3.3 Chott Baghdâd
III.2. Evolution spatiotemporelle interannuelle des zones humides de la cuvette d’Ouargla
III.2.1. Répartition globale des surfaces humides
III.2.2. Etude de changement
III.2.2.1. Le taux de changement
III.2.2.2. Les changements de type “from-to”
III.2.2.3. Répartition des changements dans la zone
III.2.2.4. Les changements de type “from-to-to”
III.3. Evolution spatiotemporelle saisonnière de Sebkhet Oum Raneb et chott Ain el baida
III.3.1 Classification supervisée
III.3.2 Classification supervisée par Support Vector Machine « SVM »
III.3.3 Evolution temporelle des états de surface (Change détection)
III.3.3.1 Les matrices de changement
III.3.3.2 Les changements entre 20/04/2013 et 09/07/2013
III.3.3.3 Les changements entre 09/07/2013 et 27/09/2013
III.3.3.4 Les changements entre 27/09/2013 et 01/01/2014
III.3.3.5 Le résultat final des évolutions temporelles durant les 4 saisons
III.3.4 La cartographie des changements
III.3.4.1 L’évolution temporelle durant l’année 2013
III.3.4.2 Evolution temporelle entre 20/04/2013 et 09/07/2013
III.3.4.3 L’évolution temporelle entre 09/07/2013 et 27/09/2013
III.3.4.4 L’évolution temporelle entre 27/09/2013 et 01/01/2014
III.3.4.5 L’évolution spatiotemporelle durant les 4 saisons
III.3.5 Conclusion
III.4. Evolution spatiotemporelle saisonnière de Sebkhet Safioune
III.4.1. Validation des classifications
III.4.2. Matrices de changements des classes humides
III.4.3. Le rôle des facteurs climatiques sur les changements des classes humides
III.4.4. Cartographie des changements
III.4.5. Conclusion
III.5. Evolution spatiotemporelle saisonnière des chotts (Merouane et Melghir)
III.5.1 Validation des classifications
III.5.2 Matrices de changements des classes humides
III.5.3 Le comportement des sels envers les différentes classes
III.5.4 Cartographie des changements
III.5.5 Conclusion
III.6 Hydrogéochimie
III.6.1 Comportement hydrochimique des eaux de surface de la cuvette d’Ouargla
III.6.1.1 Paramètres physiques
III.6.1.2 Eléments majeurs
III.6.2 Comportement hydrochimique des eaux des lacs d’Oued Righ
III.6.2.1 Analyse des paramètres physiques
III.6.2.2 Teneurs en éléments chimiques majeurs
III.6.2.3 Représentation graphique des faciès chimiques
III.6.2.4 Aptitude des eaux à l’irrigation
III.6.2.5 L’oxydo-réduction
III.6.2.6 Géochimie de la vallée d’Oued Righ
III.6.3 Conclusion
Conclusion générale
