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HADJKOUIDER-MOHAMMED.Pdf RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNVERSITÉ DE OUARGLA FACULTÉ DES HYDROCARBURES, DES ENERGIES RENOUVELABLES ET DES SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS DÉPARTEMENT DE SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNVERS THESE PRÉSENTÉE POUR L'OBTENTION DU DIPLÔME DE DOCTORAT ES SCIENCES EN SCIENCES DE LA TERRE Spécialité : Géologie. Option : Géochimie de surface. Présenté par : Mr: HADJKOUIDER MOHAMMED THÈME GEOCHIMIE ET MINERALOGIE DES FORMATIONS ET DES EAUX DESoutenu LA NAPPE publique SUPERFICIELLEment le : / /2019 DE OUARGLA Soutenu publiquement le : 13/06/2019 Devant le jury composé de : M. HACINI Messaoud Pr. Univ. De Ouargla Président M. NEZLI Imed Eddine Pr. Univ. De Ouargla Directeur de thèse M. DJIDEL Mohammed Pr. Univ. De Ouargla Examinateur M. CHELLAT Smaine MCA Univ. Constantine1 Examinateur M. AISSANI Belkacem Pr. Univ. De Blida1 Examinateur M. BRINIS Nafaa MCA Univ. De Batna1 Examinateur Année Universitaire : 2018/2019. Résumé Résumé: La région de Ouargla souffre depuis plus d’une trentaine d’années de phénomènes de remontée et minéralisation excessives (de 50 g/L à 190 g/L) des eaux de la nappe superficielle (phréatique), ainsi que la salinisation des formations sus- jacentes. Cette remontée des eaux est, supposée, attribuée à la surexploitation des eaux des nappes aquifères profondes ; pour les besoins d'irrigation et d'alimentation en eau potable, qui ne trouvent pas un exutoire naturel efficace et un réseau d’assainissement adéquat capables d’évacuer d’énormes quantité d’eaux, sachant pertinemment que la topographie de la zone d’étude est presque plane, et est jalonnée par des dépressions fermées (chotts et sebkhas). Les fluctuations saisonnières du niveau de la nappe ont des conséquences néfastes sur la stabilité des sols (affaissements de terrain) et des ouvrages du génie civil et hydraulique. Par ailleurs, des contraintes géologiques et structurales, semblent être à l’origine de ce phénomène qui persiste jusqu’à présent. Ce mémoire de thèse est une contribution à l'étude de ce phénomène complexe, et constitue une approche géochimique à l’étude des eaux et des formations géologiques de la nappe superficielle de cette zone d’étude et leur relation avec la nature lithologique et structurale de l’encaissant géologique, ainsi que les formations aquifères sous-jacentes et profondes, mais aussi d’établir une relation entre ce phénomène de remontée des eaux et la formation des chotts et sebkhas. En effet, nous avons tenté de reconstituer l’évolution structurale des formations aquifères par la compilation et la combinaison graphique et cartographique des différentes données géologiques, structurales, géophysiques et spatiales. Par ailleurs, des mesures et des analyses faites par nos soins in-situ, et aux laboratoires spécialisés, portant sur des paramètres physicochimiques, chimiques et isotopiques (oxygène 18 et Deutérium) sur les eaux de cette nappe superficielle. Ainsi, des analyses géochimiques et minéralogiques (Diffraction et fluorescence des rayon X (DRX, FRX..) sur des formations de surface et de subsurface nous ont permis d’établir des simulations graphiques, cartographiques et thermodynamiques à l'aide de softwares appropriés.(Surfer, Petrel, Rockwork, Arcgis, Phreeqc, Diagrammes….). Les principaux résultats obtenus montrent que les principales causes de la remontée et la minéralisation des eaux et des formations de la nappe superficielle de Ouargla sont, d’ordre géologique global qui intègre la nature lithologique (interactions eaux/roche), l'aspect structurale (tectonique) et géomorphologique des formations. Cette nappe aquifère subsiste depuis des milliers d'années et est loin d'être, exclusivement, en rapport avec l'activité humaine dans la région. Cependant, les interactions mutuelles entre les formations de la nappe superficielle et les eaux des nappes sous-jacentes du système aquifère superposé du Continental Intercalaire et complexe terminal, par une drainance qui achemine de teneurs notables en silice à travers les failles suscitées en donnant ainsi, nai ssance à une composition chimique et minéralogique homogène identifiable sur terrain, constituée de carbonates et silice, observable sous formes de graviers et blocs de silex d’âge Quaternaire. Mots clés : remontée des eaux, nappe superficielle, minéralisation, géochimie, isotopes, failles, configuration structurale. Abstract Abstract: The Ouargla region has been suffering for over than thirty years of phenomena of excessive rise and mineralization (from 50 g / l to 190 g / l) of the waters of the superficial (phreatic) water table, as well as the salinisation of the overlying formations. This rise in water is supposedly attributed to the overexploitation of the waters of the deep aquifers; for irrigation and drinking water needs, which do not have an effective natural outlet and adequate sanitation network capable of evacuating huge amounts of water, knowing full well that the topography of the study area is almost flat, and is marked by closed depressions (chotts and sebkhas). Seasonal fluctuations in groundwater levels have adverse effects on soil stability (land droop) and civil construction and hydraulic handiwork. In addition, geological and structural constraints seem to be at the origin of this phenomenon which persists until now. This thesis is a contribution to the study of this complex phenomenon, and constitutes a geochemical approach to the study of the water and geological formations of the surface water of this study area and their relation with the lithological nature and structural the geological layers, as well as the underlying and deep aquifer formations, but also to establish a relationship between this upwelling phenomenon and the formation of chotts and sebkhas. Indeed, we have tried to reconstruct the structural evolution of the aquifer formations by compiling and graphical and cartographic combination of the different geological, geophysical, structural and spatial data. In addition, measurements and analyzes made by us in-situ, and in a specialized laboratories, dealing with physicochemical, chemical and isotopic parameters (oxygen 18 and Deuterium) on the waters of this superficial water table. Thus, geochemical and mineralogical analyzes (X-ray diffraction and fluorescence (XDR, XRF ..) on surface and subsurface formations enabled us to establish graphical, cartographic and thermodynamic simulations using appropriate software. (Surfer, Petrel, Rockwork, Arcgis Phreeqc, Diagrams ....) .. The main results obtained show that the main causes of the rise and mineralization of waters and formations of the surface water of Ouargla are of global geological order which integrates the lithological nature (water-rock interactions), structural configuration (tectonics) and geomorphologic characteristics. This aquifer has been existed for thousands of years and is far from exclusively related to human activity in the region. However, the mutual interactions between the formations of the superficial aquifer and the water of the aquifers underlying the superimposed aquifer system of the Continental Intercalaire and the terminal complex, by a draining which carries significant contents of silica through the faults evoked thus giving, birth to a homogeneous chemical and mineralogical composition identifiable on the ground, composed of carbonates and silica, observable in the form of gravel and flint blocks Quaternary age. Key words: upwelling, surface water table, mineralization, geochemistry, isotopes, faults, structural configuration. ﻣﻠﺧص ﻣﻠﺧص : ﺗﻌﺎﻧﻲ ﻣﻧطﻘﺔ ورﻗﻠﺔ ﻣﻧذ أﻛﺛر ﻣن ﺛﻼﺛﯾن ًﻋﺎﻣﺎ ﻣن اﻟظواھر ذات اﻻرﺗﻔﺎع اﻟﻣﻔرط واﻟﺗﻣﻌدن (ﻣن 50 غ / ﻟﺗر إﻟﻰ 190 غ/ ﻟﺗر) ﻣن ﻣﯾﺎه اﻟﻣﺳطﺢ اﻟﻣﺎﺋﻲ اﻟﺳطﺣﻲ (أرﺿﻲ) ، ﺑﺎﻹﺿﺎﻓﺔ إﻟﻰ ﺗﻣﻠﺢ اﻟﺗﻛوﯾﻧﺎت اﻟﻣﺣﯾطﮫ . ﻧﺿرﯾﺎ ﯾُﻌزى ھذا اﻟﺻﻌود ﻓﻲ اﻟﻣﺎء إﻟﻰ اﻻﺳﺗﻐﻼل اﻟﻣﻔرط ﻟﻣﯾﺎه اﻟطﺑﻘﺎت اﻟﻌﻣﯾﻘﺔ ؛ ﻟﻠري واﺣﺗﯾﺎﺟﺎت ﻣﯾﺎه اﻟﺷرب ، اﻟﺗﻲ ﻟﯾس ﻟدﯾﮭﺎ ﻣﻧﻔذ طﺑﯾﻌﻲ ﻓﻌﺎل وﺷﺑﻛﺔ ﺻرف ﻣﻧﺎﺳﺑﺔ ﻗﺎدرة ﻋﻠﻰ إﺧﻼء ﻛﻣﯾﺎت ھﺎﺋﻠﺔ ﻣن اﻟﻣﯾﺎه ، ﻣﻊ اﻟﻌﻠم أن طﺑوﻏراﻓﯾﺎ اﻟﻣﻧطﻘﮫ اﻟﻣدروﺳﮫ ﺷﺑﮫ ﻣﺳﺗوﯾﺔ وﺗﺗﺧﻠﻠﮭﺎ ﻣﻧﺧﻔﺿﺎت ﻣﻐﻠﻘﺔ ( ﺷطوط وﺳﺑﺧﺎت ) ﺗؤﺛر اﻟﺗﻘﻠﺑﺎت اﻟﻣوﺳﻣﯾﺔ ﻓﻲ ﻣﺳﺗوﯾﺎت اﻟﻣﯾﺎه اﻟﺟوﻓﯾﺔ ﻋﻠﻰ اﺳﺗﻘرار اﻟﺗرﺑﺔ (ھﺑوط اﻷرض) واﻟﮭﯾﺎﻛل اﻟﻣدﻧﯾﺔ و اﻟﮭﯾدروﻟﯾﻛﯾﺔ. ﺑﺎﻹﺿﺎﻓﺔ إﻟﻰ ذﻟك ، ﺗﺑدو اﻟﺿروف اﻟﺟﯾوﻟوﺟﯾﺔ واﻟﮭﯾﻛﻠﯾﺔ أﺻل ھذه اﻟظﺎھرة اﻟﻣﺳﺗﻣرة ﺣﺗﻰ اﻵن . ھذه اﻷطروﺣﺔ ھﻲ ﻣﺳﺎھﻣﺔ ﻓﻲ دراﺳﺔ ھذه اﻟظﺎھرة اﻟﻣﻌﻘدة ، وﺗﺷﻛل ﻣﻘﺎرﺑﺔ ﺟﯾوﻛﯾﻣﯾﺎﺋﯾﺔ ﻟدراﺳﺔ اﻟﻣﯾﺎه واﻟﺗﻛوﯾﻧﺎت اﻟﺟﯾوﻟوﺟﯾﺔ ﻟﻠﻣﯾﺎه اﻟﺳطﺣﯾﺔ ﻓﻲ ﻣﻧطﻘﺔ اﻟدراﺳﺔ وﻋﻼﻗﺗﮭﺎ ﺑﺎﻟطﺑﯾﻌﺔ اﻟﺻﺧرﯾﺔ واﻟﮭﯾﻛﻠﯾﺔ ﻟﻠﻣﺣﯾط اﻟﺟﯾوﻟوﺟﻲ ﺑﻣﺎﻓﻲ ذاﻟك ﺗﻛوﯾﻧﺎت طﺑﻘﺔ اﻟﻣﯾﺎه اﻟﺟوﻓﯾﺔ اﻟﻛﺎﻣﻧﺔ واﻟﻌﻣﯾﻘﺔ ، وﻣﺣﺎوﻟﺔ إﺛﺑﺎت اﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑﯾن ھذه اﻟظﺎھرة (ﺻﻌود اﻟﻣﯾﺎه اﻟﺟوﻓﮫ) و وﺗﻛون اﻟﺷطوط واﻟﺳﺑﺧﺎت . وﻋﻠﯾﮫ ، ﻟﻘد ﺣﺎوﻟﻧﺎ إﻋﺎدة ﺑﻧﺎء اﻟﺗطور اﻟﮭﯾﻛﻠﻲ ﻟﺗﺷﻛﯾﻼت طﺑﻘﺔ اﻟﻣﯾﺎه اﻟﻣﺧﺗﻠﻔﮫ ﻋن طرﯾق ﺗﺟﻣﯾﻊ وﻣزﯾﺞ ﺑﯾﺎﻧﻲ ورﺳم ﺧراﺋط ﻟﻠﺑﯾﺎﻧﺎت اﻟﺟﯾوﻟوﺟﯾﺔ واﻟﺟﯾوﻓﯾزﯾﺎﺋﯾﺔ وﻓﺿﺎﺋﯾﮫ. ﺑﺎﻹﺿﺎﻓﺔ إﻟﻰ ذﻟك ، اﻟﻘﯾﺎﺳﺎت واﻟﺗﺣﻠﯾﻼت اﻟﺗﻲ أﺟرﯾﻧﺎھﺎ ﻓﻲ اﻟﻣوﻗﻊ ، واﻟﻣﺧﺗﺑرات اﻟﻣﺗﺧﺻﺻﺔ ، واﻟﺗﻌﺎﻣل ﻣﻊ اﻟﻣﻌﺎﻟم اﻟﻔﯾزﯾﺎﺋﯾﺔ واﻟﻛﯾﻣﯾﺎﺋﯾﺔ وﻧظﺎﺋر (اﻷوﻛﺳﺟﯾن 18 و ﻟدﺗﯾرﯾوم) ﻓﻲ ھذه ﻣﯾﺎه اﻟﺳطﺣﯾﺔ. وھﻛذا ، ﻓﺈن اﻟﺗﺣﻠﯾﻼت اﻟﺟﯾوﻛﯾﻣﯾﺎﺋﯾﺔ واﻟﻣﻌدﻧﯾﺔ واﻷﺷﻌﺔ اﻟﺳﯾﻧﯾﺔ ﺑﻧوﻋﯾﮭﺎ (XRF XRD) ، ﻋﻠﻰ اﻟﺗﻛوﯾﻧﺎت اﻟﺳطﺣﯾﺔ واﻟﺟوﻓﯾﺔ ﻣﻛﻧﺗﻧﺎ ﻣن إﻧﺷﺎء ﻣﺣﺎﻛﯾﺎت ﺑﯾﺎﻧﯾﮫ وﻛرطوﻏراﻓﯾﮫ ودﯾﻧﺎﻣﯾﻛﯾﺔ ﺣرارﯾﺔ ﺑﺎﺳﺗﺧدام اﻟﺑراﻣﺞ ﻣﻧﺎﺳﺑﺔ واﻟﻣﺗﺧﺻﺻﮫ ,Surfer, Petrel, Rockwork, Arcgis Phreeqc) Diagrams....) ﺗظﮭر أھم اﻟﻧﺗﺎﺋﺞ اﻟﻣﺗﺣﺻل ﻋﻠﯾﮭﺎ أن اﻷﺳﺑﺎب اﻟرﺋﯾﺳﯾﺔ ﻻرﺗﻔﺎع وﺗﻣﻌدن اﻟﻣﯾﺎه وﺗﺷﻛﯾﻼت اﻟﺳطﺣﯾﺔ ﻓﻲ ورﻗﻠﺔ ﻧﺗﺎج اﻟﻧظﺎم اﻟﺟﯾوﻟوﺟﻲ اﻟﻌﺎم اﻟذي ﯾدﻣﺞ اﻟطﺑﯾﻌﺔ اﻟﺻﺧرﯾﺔ (ﺗﻔﺎﻋﻼت اﻟﻣﺎء واﻟﺻﺧور) ، اﻟﺗﻛوﯾن اﻟﺑﻧﯾوي (اﻟﺗﻛﺗوﻧﯾﺎت) واﻟﺗﺷﻛﯾﻼت اﻟﺟﯾوﻣورﻓوﻟوﺟﯾﺔ. وﻟﻘد ﺗواﺟدت ھذه اﻟﺳطوح اﻟﻣﺎﺋﯾﮫ ﻣﻧذ آﻻف اﻟﺳﻧﯾن وھﻲ ﺑﻌﯾدة ﻛل اﻟﺑﻌد ﻋن أن ﺗﻛون ذات ﺻﻠﺔ ﺣﺻرﯾﺔ ﺑﺎﻟﻧﺷﺎط اﻟﺑﺷري ﻓﻲ اﻟﻣﻧطﻘﺔ
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