Thèse Agronomie 2017.Pdf
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الشعبية الديمقراطية الجزائرية الجمهورية REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE العلمي البحث و العالي التعليم وزارة MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université Mohamed Khider Biskra Faculté des Sciences Exactes et Sciences de la Nature et de la Vie Département des sciences agronomiques N° d’orde :…… Série :………... THESE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE DOCTORAT EN SCIENCES AGRONOMIQUES PAR : AOUIDANE Laiche THEME Origines de la salinisation des eaux et des sols d’une zone à climat semi-aride : Cas de Remila (W. Khenchela) Soutenue bibliquement le : 08/11/2017 Devant le jury : M. BARKAT Djamel Pro. Président Université Biskra M. BELHAMRA Mohamed Pro. Directeur de Thèse Université Biskra M. CHEBBAH Mohamed Pro. Examinateur Centre Universitaire Mila M. SAKAA Bachir MRA Examinateur CRSTRA Biskra Mme. BOUCHEHAM Nora MRA Examinatrice CRSTRA Biskra Résumé La plaine de Remila couvre 250 km2 dans une cuvette synclinale à remplissage Mio-Plio- Quaternaire où la nappe du Plio-Quaternaire constitue la principale source d’approvisionnement en eau potable et l’irrigation agricole. Un total de 86 échantillons d’eau des forages et 200 échantillons du sol ont été prélevés durant deux compagnes ; basses eaux 2013 et hautes eaux 2014, dans le cadre d’analyser les éléments majeurs, mineurs, des isotopes stables (18O, 2H) et granulométrie. Les résultats d’analyse de nos eaux ont été traités par deux méthodes : classique avec une interprétation géochimique des données brutes et une deuxième méthode ; analyse compositionnelle des données (Compositional Data Analysis). Les deux méthodes induites que l’aquifère est contrôlé par différents processus géochimiques : (I) la dissolution des roches évaporitiques (II) réaction d’échange et échange inverse des cations (III) la dissolution congruente des carbonates, et (VI) la partie nord-est de la région est semis sous l’intrusion saline des eaux de Sabkha. Les résultats isotopiques de 18O et le deutérium, indiquent un rechargeme nt de la nappe par des pluies évaporées proviennent de versant nord d’Aurès. Les sols de la région présentent un pH proche de neutralité avec une structure argileuse lourde, tandis que la matière organique signale des taux très faibles. La salinité du sol montre une augmentation après une activité agricole et en profondeur, cela confirme l’effet de l’activité agricole et le phénomène de migration et accumulation des sels en profondeur. La linéarité la 2- 2+ plus élevée a été observée dans le SO4 pour les anions et dans le Ca pour les cations vis-à- vis la CE, cela est confirmé par les analyses statistiques (ACP et MC). Du point de vue de l'étude géostatistique, on divise nos paramètres en trois catégories, paramètres ont une forte dépendance spatiale influencée par des facteurs structurels ou naturels, des paramètres ont une dépendance spatiale modérée influencée par des effets combinés des facteurs structurels et stochastiques (irrigation, fertilisation, etc.), et des paramètres ont une dépendance spatiale faible influencée par l’activité anthropique. Mots-clés : Salinisation, Remila, isotopes, analyse compositionnelle, intrusion, semi-aride. Origin water and soil salinization in a semi-arid zone: Case of Remila (W. Khenchela). Abstract The Remila plain covers 250 km2 in a Mio-Plio-Quaternary synclinal basin where the Plio- Quaternary water table is the main source of drinking water supply and agricultural irrigation. A total of 86 water samples from boreholes and 200 soil samples were collected during two companions; Low water 2013 and High water 2014, in the framework of analyzing the major elements, minor, stable isotopes (18O, 2H) and the particle size. The results of the analysis of our waters were treated by two methods: classical with a geochemical interpretation of the raw data and a second method; Compositional Data Analysis (CoDA). The two methods induced that the aquifer is controlled by different geochemical processes: (I) dissolution of evaporite rocks (II) exchange reaction and inverse exchange of cations (III) congruent dissolution of carbonates, and (VI) the northeastern part of the region is sown under saline intrusion of Waters of Sabkha. The isotopic results of the 18O and deuterium indicate a recharge of the groundwater by evaporated rains from the north slope of Aures. The soils of the study area have a pH close to neutral with heavy clay structure, while organic matter reports very low levels. Soil salinity shows an increase after an agricultural activity and in depth, this confirms the effect of agricultural activity and the phenomenon of migration and 2- accumulation of salts in depth. The highest linearity was observed in the SO4 for anions and in the Ca2+ for the cations with respect to the EC, this is confirmed by the statistical analyzes (ACP and MC). From a geostatistical study point of view, we divide our parameters into three categories, parameters have a strong spatial dependence influenced by structural or natural factors, parameters have a moderate spatial dependence influenced by the combined effects of structural and stochastic factors (irrigation, fertilization, etc.), and parameters have low spatial dependence influenced by anthropogenic activities. Keywords: Salinity, Remila, isotopes, compositional data analysis, intrusion, semi-arid. مـــلـــخـــص سهل الرميلة يغطي مساحة قدرها 250 كم2,و هو حوض مملوء بترسبات تكونت في العصر الحديث كوترنار حيث أن المياه الجوفية هي المصدر الرئيسي للري الزراعي و كذا لتمويل المناطق العمرانية بالمياه الشروب . فيما مجموعه 86 عينة من مياه اﻵبار و 200 عينة من التربة تم أخذه في موسمين بعد موسم الجفاف 2013 بعد موسم اﻷمطار 2014, وذألك في سياق القيام بتحليل للعناصر اﻷساسية, العناصر الثانوية, النظائر المشعة و كذا حجم الحبيبات المكونة للتربة. تم معالجة معطيات تحاليل مياه المنطقة بطرقتين : الطريقة التقليدية و ذألك بتفسير الجيوكيميائية للبيانات الخام أم الطريقة الثانية فهي التحليل التركيبي للبيانات.كيلتا الطريقتين اثبت إن المياه الجوفية تخضع لعدة عمليات جيوكميائية: )1( تحلل الصخور الملحية, )2( تفاعﻻت التبادل اﻷيونات الموجبة )3( التحلل المنسجمة للكربونات )الكالسيتو الدولوميت( مقترنا مع تحلل الجبس و ترسب الكالسيت, )4( بعض العينات تتميز باختزال الكبريتات في ظروف الﻻهوائية )5( مياه المنطقة الشمالية الشرقية تعرف تلوث وذألك بتسرب المياه المالحة للسبخة. أم بنسبة لنتائج التحاليل النظائر للمياه الجوفية فهي ذات قيم جد منخفضة، وهذا يعني أن اﻷحواض الجوفية يتم تعبأتها بمياه تعرضت لدرجة حرارة جد عالية أثناء التساقط وهي تأتي من المنحدر الشمالي ﻷوراس. أم نتائج تحاليل التربة في المنطقة أثبتت أن لديها درجة الحموضة تقارب التعادل وذات بنية طينية ثقيلة، في حين تتواجد المادة العضوية بمستويات منخفضة جدا. وتبين أن ملوحة التربة تزداد بعد النشاط الزراعي وكذألك نزوﻻ مع العمق، وهذا إنما يؤكد تأثير النشاط الزراعي وكذا ظاهرة الهجرة وتراكم اﻷمﻻح في العمق. وقد لوحظ بعد تحليل البيانات أن أعلى خطية بين العناصر المكونة للملوحة شوهدت عند عنصري الكبريتات والكالسيوم، هذا ما يؤكده التحليل اﻹحصائي. باﻻعتماد على الدراسة الجيوإحصائية فإننا نستطيع تقسيم العناصر إلي ثﻻث فئات، العناصر التي لديها تبعية مكانية قوي فهي حتما تتأثر بعوامل هيكلية أو الطبيعية، والعناصر التي لديها تبعية مكانية متوسطة فهي حتما تحت تأثر مشترك للعوامل الهيكلية الطبيعية وكذا النشاط الزراعي في المنطقة، العناصر التي لها تبعية مكانية ضعيفة أو معدومة هي حتما تحت تأثير العوامل البشرية )الري والتسميد وما إلى ذلك(. الكلمات الدﻻلية : الملوحة, الرميلة, النظائر, تحليل تركيبي, التسلل، شبه قاحلة. Remerciements La réalisation de ce manuscrit a été rendue possible grâce au Dieu « Allah » et au concours de plusieurs personnes à qui je voudrais témoigner ma profonde gratitude. Je voudrais tout d'abord adresser ma profonde gratitude à mon directeur de Thèse. En acceptant de diriger mon travail, Monsieur le Professeur Mohamed BELHAMRA s’est exposé à de très nombreuses sollicitations et questions. Je tiens à le remercier à titre exceptionnel pour son soutien scientifique irremplaçable et pour la confiance dont il a fait preuve à mon égard en me laissant la liberté nécessaire à l'accomplissement de mes travaux, tout en y gardant un œil critique et avisé. Je remercie également M. Lotfi KHIARI, Professeur à l’université Laval Québec à CANADA, qui a été pour moi la véritable cheville ouvrière dans la réalisation des différentes analyses isotopiques menées dans cette Thèse. Pour ses conseils son hospitalité et les directives d’interprétation des données durant mon séjour à l’université Laval (Québec). Je remercie sincèrement les Professeurs Djamel BARKAT de l'Université de Biskra pour avoir accepté de présider le jury d’examination de mon travail de recherche. Je voudrais exprimer toute ma gratitude à Monsieur, Mohamed CHEBBAH Professeur à l'université de Mila pour l'intérêt qu'il a porté à ce travail en acceptant d’être examinateur et de participer au jury. Je suis très reconnaissant envers Monsieur Bachir SAKAA et Madame Nora BOUCHEHAM respectueusement MRA au centre de recherche scientifique et technique sur les régions aride, pour l’honneur qu’ils m’ont fait d’avoir accepté la tâche d’examinateur et de juger ce modeste travail. Je leur adresse mes sincères remerciements pour leur participation au jury. Mes remerciements s’adressent également à ma femme pour sa patience, son soutien durant la réalisation de mon travail de recherche et surtout durant mon séjour à Canada. Une très grande reconnaissance va aussi à mon ami Fouad BOULBEIZ, pour ses suggestions congruentes et ses remarques constructives et son aide dans l’interprétation des données. Je suis également redevable envers l’équipe de laboratoire de l'hydrochimie de l’université Constantine, tous mes collègues de la faculté S.N.V Université Khenchela Difallah Tarak, Hamid Khabtan et Ramzi Zaouch, sans oublier mes amis Draoui Hakim et Dr Benzaouiche. Dédicace Je dédie ce modeste travail À la mémoire de ma mère qui nous a quittées À mon père pour son soutien et son encouragement À ma femme Asma qu’est toujours avec moi et à ma petite Rinad source de joie. À mes frères : Louardi et Amor À mes sœurs : Nouara, Najma, Zohra et Massaouda SOMMAIRE Introduction générale I. Problématique II.