Evaluation Qualitative Des Eaux Souterraines De La Nappe Du Continental Intercalaire (In Salah – Sahara Central – Algérie)

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAÏD – TLEMCEN

N° d’ordre : /DSTU/2018

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE, DE LA VIE, DES SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS

DEPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS

LABORATOIRE DE RECHERCHE N°25 : « PROMOTION DES RESSOURCES HYDRIQUES, PEDOLOGIQUES ET MINIERES : LEGISLATION ET CHOIX TECHNOLOGIQUE »

Mémoire de fin d’études Présenté pour l’obtention du grade De Master Académique Domaine : Sciences de la Terre et de l’Univers Filière : Géologie

Option : Hydrogéologie

Par

IDDER Moustafa Et TOUHAMI Hedjira

Intitulé

Evaluation qualitative des eaux souterraines de la nappe du Continental Intercalaire (In Salah – Sahara Central – Algérie).

Soutenu le : / 09 /2018 devant le jury composé de :

M. HEBIB H.. M C B Université de Tlemcen Président Mme. MAHI YEBDRI L. M A A Université de Tlemcen Encadreur M. KERZABI R. M A A Université de Tlemcen Examinateur

Année universitaire 2017-2018 MEMOIRE DE MASTER

Type de Master : Académique Domaine : Sciences de la Terre et de l’Univers Filière : Géologie Spécialité : Hydrogéologie

Titre du mémoire : Evaluation qualitative des eaux souterraines de la nappe du Continental Intercalaire (In Salah – Sahara Central – Algérie)

Auteurs : Moustafa IDDER Et Hedjira TOUHAMI

Résumé La région de Tidikelt appelée In Salah, située au sahara centrale algérien, et caractérisée par un climat saharien hyper-aride. Possède principalement les eaux souterraines de la nappe du Continental Intercalaire, qui est formé des dépôts mésozoïques, et exploité par les foggaras et les forages, destinés essentiellement pour l’usage agricole de la région. Une investigation hydrogéochimique a été tentée, d’abord, par une évaluation qualitative des eaux pour des fins d’irrigation. Puis par un essai de détermination de l’origine de la minéralisation. L’analyse statistique est indispensable à cette étude. D’après les caractéristiques physico-chimiques des 08 forages, sur les deux campagnes (d’Avril 2004 et Avril 2010), La minéralisation est très forte (moyenne d’ordre de 2g/L) due aux fortes teneurs des chlorures et du sodium, et de sulfates. L’utilisation des indices (KR, SAR, Na%, Wilcox,…), indiquent que les eaux se classent dans les catégories admissibles à mauvaises pour l’irrigation; alors que les directives du FAO, estiment que ces eaux présentent des problèmes importants à modérés liés à la salinité, l’infiltration, et les ions toxiques. D’après Phreeqc, les indices de saturation des minéraux étudiés, ont montré que l’acquisition du chimisme des eaux souterraines de la nappe CI, s’effectue au fur et a mesure de son transfère dans les formations continentale et marine, allant du Crétacé au Mio- Pliocène. Les ACH et ACP, ont mis en évidence 3 grands groupes : celui de très forte minéralisation, situés au Sud-Ouest de la zone d’étude, caractérisée par de très fortes teneurs - + 2- en Cl , en Na et SO4 , d’où l’hypothèse d’une provenance des lessivages des formations évaporitiques abondantes dans l’aquifère Albien. Suivi du deuxième, où les forages sont répartis au Nord-Est et au centre de la région, sont de moyenne à faible minéralisation issue du lessivage également des formations carbonatés et évaporitiques et même argileuses ; et le dernier caractérise les forages contaminés par les éléments indicateurs de pollution agricole, indiquant une intensité d’utilisation des engrais riche en Phosphore, Azote.

Mots clés : In Salah, Continental Intercalaire, Irrigation, Statistique, Qualité. Résumé La région de Tidikelt appelée In Salah, située au Sahara centrale algérien, et caractérisée par un climat saharien hyper-aride. Possède principalement les eaux souterraines de la nappe du Continental Intercalaire, qui est formé des dépôts mésozoïques, et exploité par les foggaras et les forages, destinés essentiellement pour l’usage agricole de la région.Une investigation hydrogéochimique a été tentée, d’abord, par une évaluation qualitative des eaux pour des fins d’irrigation. Puis par un essai de détermination de l’origine de la minéralisation. L’analyse statistique est indispensable à cette étude. D’après les caractéristiques physico-chimiques des 08 forages, sur les deux campagnes (d’Avril 2004 et Avril 2010), La minéralisation est très forte (moyenne d’ordre de 2g/L) due aux fortes teneurs des chlorures et du sodium, et de sulfates. L’utilisation des indices (KR, SAR, Na%, Wilcox,…), indiquent que les eaux se classent dans les catégories admissibles à mauvaises pour l’irrigation; alors que les directives du FAO, estiment que ces eaux présentent des problèmes importants à modérés liés à la salinité, l’infiltration, et les ions toxiques. D’après Phreeqc, les indices de saturation des minéraux étudiés, ont montré que l’acquisition du chimisme des eaux souterraines de la nappe CI, s’effectue au fur et a mesure de son transfère dans les formations continentale et marine, allant du Crétacé au Mio-Pliocène. Les ACH et ACP, ont mis en évidence 3 grands groupes : celui de très forte minéralisation, situés au Sud-Ouest de la zone - + 2- d’étude, caractérisée par de très fortes teneurs en Cl , en Na et SO4 , d’où l’hypothèse d’une provenance des lessivages des formations évaporitiques abondantes dans l’aquifère Albien. Suivi du deuxième, où les forages sont répartis au Nord-Est et au centre de la région, sont de moyenne à faible minéralisation issue du lessivage également des formations carbonatés et évaporitiques et même argileuses ; et le dernier caractérise les forages contaminés par les éléments indicateurs de pollution agricole, indiquant une intensité d’utilisation des engrais riche en Phosphore, Azote. Mots clés: In Salah, Continental Intercalaire, Irrigation, Statistique, Qualité

Abstract The region of Tidikelt called In Salah, located in the Algerian central sahara, and characterized by a hyper-arid Saharan climate. Possesses mainly the groundwater of the Continental Intercalaire aquifer, which is formed by Mesozoic deposits, and exploited by foggaras and water drilling, mainly intended for the agricultural use of the region. A hydrogeochemical investigation was attempted, firstly, by a qualitative assessment of water for irrigation purposes. Then by an attempt to determine the origin of the mineralization. Statistical analysis is essential for this study.

According to the physicochemical characteristics of the 08 water drilling, over the two seasons (April 2004 and April 2010), the mineralization is very strong (average order of 2g / L) due to the high levels of chlorides and sodium, and sulphates. The use of indices (KR, SAR, Na%, Wilcox, ...), indicate that waters fall into the categories eligible for bad for irrigation; while FAO guidelines, consider that these waters present significant to moderate problems related to salinity, infiltration, and toxic ions.

According to Phreeqc, the saturation index of the studied minerals, have shown that the acquisition of the chemistry of the underground waters of the CI aquifer is carried out as it is transferred to the continental and marine formations, from the Cretaceous at the Mio-Pliocene. The ACHs and ACPs have highlighted 3 large groups: that of very strong mineralization, located in the South-West of the study area, 2- characterized by very high levels of Cl-, Na + and SO4 , of where the hypothesis of a source of leaching abundant evaporitic formations in the Albian aquifer. Follow-up of the second, where the drilling is distributed in the North-East and the center of the region, are of medium to low mineralization resulting from the leaching also of carbonated and evaporitic and even clay formations; and the last characterizes boreholes contaminated by agricultural pollution indicator elements, indicating a high fertilizer use intensity of Phosphorus, Nitrogen

Key words: In Salah, Continental Intercalaire, Irrigation, Statistics, Quality

ملخص منطقةتٌدكلت تسمى عٌن صالح، وتقع فً الصحراء الوسطى للجزائر، تتمٌز بمناخ صحراوي شدٌد الجفاف. مٌاهها الجوفٌةمأخوذة من طبقة المٌاه الجوفٌة القارٌة ، التً تتكون من رواسب ال رعص الوسٌط، تستغلها المنطقة فً المجال الزراعً باستخدام الفقاراتواآلبار.جرت دراسة هٌدروكٌمٌائٌة ؛أوال لتقٌٌم نوعٌة المٌاه المستخدمة فً السقً ثم محاولة تحدٌد أصل التمعدن. التحلٌل اإلحصائً مهم لهذه الدراسة.

استنادا للخصائص ةالفٌزٌائً الكٌمٌائٌة ل 8 آبار، خالل الموسمٌن ) ابرٌل 2004 و ابرٌل 2010(، فإن التمعدن قوي جدا )متوسط حسابً 2غ/ل( راجعا للنسبة العالٌة من الكلورٌدات والصودٌوم و الكبرٌتات. ٌشٌر استخدام المؤشرات )Wilcox،٪Na،SAR،KR،...(ألً إنا المٌاه تصنف ضمن الفئات المؤهلة وغٌر المؤهلة لالستخدام الزراعً، فٌحٌنأنالمبادئالتوجٌهٌةلمنظمةاألغذٌةوالزراعة،تعتبرأنهذهالمٌاهتمثلمشاكلكبٌرةإلىمتوسطةتتعلقبالملوحةوالتسللواألٌوناتالسامة.

وفقالفٌريك،فإنمؤشراتالتشبعفٌالمعادنالمدروسةقدأظهرتأنالحصولعلىكٌمٌاءالمٌاهالجوفٌةلطبقةالمٌاهالجوفٌةCIٌحدث عند انتقاله وتحوله داخل التكوٌناتالقارٌةوالبحرٌة،منCrétacéإلى Mio-Pliocene.

الدراسة اإلحصائٌة سلطت الضوءعلى 3 مجموعاتكبٌرة: وهًمجموعة - + 2- ، التمعدنالقويجدا،الموجودفٌالجنوبالغربٌلمنطقةالدراسة،والذٌٌتمٌزبمستوٌاتعالٌةجدامن Na ،Clو SO4 فرضٌا مصدرها ذوبان التكوٌنات البخارٌة المتوفرة فًطبقةالمٌاهالجوفٌة.Albien

إنمتابعةالمرحلةالثانٌة،حٌثاالبار الموزعةفٌالشمااللشرقٌووسطالمنطقة،تكونمن متوسطةإلىمنخفضة التمعدن،وذلك ناتجةعناالرتشاحأٌضا ًا وغسل لتشكٌالتالكربونٌةوالتبخٌرٌةوحتىطٌنٌة؛وفى األخٌر نمٌزاآلبارالملوثةبعناصرمؤشرالتلوثالزراعً،وهذا راجع إلىكثافةاستخداماألسمدةالغنٌةبالفوسفوروالنٌتروجٌن.

الكلماتالمفتاحية:عين صالح، طبقة المياه الجوفية القارية، السقي، اإلحصاء، النوعية.

Remerciements

Avant tout, je remercie DIEU le Tout Puissant qui nous a donné sagesse et santé, La volonté et la patience pour mener à terme notre formation de Master et pouvoir pour réaliser ce modeste travail.

Nous tenons a remercié et à exprimer notre gratitude, et nos profond respect avant tout, Mme MAHI YEBDRI L. , maître assistante, pour avoir accepté d’encadrer ce travail, aussi de nous avoir guidé, encouragé et conseillé tout au long de ce projet de fin d’étude.

Nous tenons à gratifier aussi les membres de jury pour l’intérêt qu’ils ont porté à notre travail ; À M. HEBIB H., Maître de conférences, de nous faire l’honneur de présider le jury de soutenance ; Et M. KERZABI R., Maître assistant, d’avoir accepté d’examiner ce travail.

Nous adressons aussi nos remerciements à tous les enseignants et les étudiants du département des sciences de la Terre et d’Univers.

Enfin, nous remercions tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce mémoire. Dédicace

Tout d'abord je tiens à remercier Dieu Tout Puissant Rien n’est aussi beau à offrir que le fruit d’un labeur qu’on dédie du fond du cœur à ceux qu’on ami et qu’on remercie en exprimant la gratitude et la reconnaissance durant toute notre existence.

Je dédie ce modeste travail à mes très chers parents, ma mère, son courage, son dévouement, et son amour, ont fait de moi, l’homme que je suis devenu, à mon feu père, son honnêteté, son éducation et ta sagesse, resteront gravées dans ma mémoire et mon cœur. Tous deux, ont su être à mes côtés dans les moments difficiles, sans lesquels je n'aurai pas abouti à ce stade d'étude, ainsi que chaque instant de bonheur qu'ils m'ont procuré, que je puisse les honorer. A ma très chère fiancée A mes chers frères et sœurs A toute ma famille IDDER A mon binôme Hadjira, qui était ma sœur durant toute l'année. A tous les étudiants du Hydrogéologie promotion « 2017 » sans exception.

Je remercie tous ceux qui m’ont aidé de loin ou de prés à réaliser ce mémoire.

Moustafa IDDER

Dédicace

Je dédie ce modeste travail à mes très chers parents, ma mère et mon père qui ont su être à mes côtés dans les moments difficiles, sans lesquels je n'aurai pas abouti à ce stade d'étude, ainsi que chaque instant de bonheur qu'ils m'ont procuré, que je puisse les honorer. A monmariAbdAlhakim et mon petit fils A mes frères et mes sœurs À ma deuxième mère qui m'a soutenuMabroka A toute ma familleTOUHAMI. A mon binôme Moustafa qui était mon frère durant toute l'année. A tous les étudiants du Hydrogéologie promotion « 2017 » sans exception. Une particularité pour : Ma meilleure amieFatima moussa Je remercie tous ceux qui m’ont aidé de loin ou de prés à réaliser ce mémoire. Dans la dernière spéciale dédicace à laquelle je souhaite c’est que tu puisses être présent avec moi, mon frère feu Tawfik Prie-le avec miséricorde, que Dieu te récompense de bien.

TOUHAMI HEDJIRA

Liste des Figures et Tableaux

LISTE DES FIGURES Page Figure 01 Carte de situation de la zone d’étude 02 Figure 02 Modèle numérique de terrain de la région d'In Salah 04 Figure 03 Profil topographique « plateau du Tademaït- et la dépression d’In Salah 04 Figure 04 Hydrographie du bassin versant de Tademaït-In Salah 05 Figure 05 Variation des Températures moyennes mensuelles 07 Figure 06 Variation des s moyennes mensuellesd’Insolation 08 Figure 07 Carte en isohyètes moyennes annuelles du Sahara algérien 08 Figure 08 Variation des moyennes mensuelles des précipitations 09 Figure 09 Diagramme Ombrothermique de GAUSSEN de la région d’In Salah 10 Figure 10 L’humidité relative moyenne da la station d’In Salah 11 Figure 11 Diagramme des moyennes mensuelles de la vitesse des vents 12 Figure 12 Les bassins les plus importants de la plate-forme saharienne en Algérie 15 Figure 13 Carte géologique de la région d’étude 19 Figure 14 Colonne stratigraphique synthétique du Sahara Sud-ouest Septentrional 20 Figure 15 Coupe Lithostratigraphique de la région d’étude 20 Figure 16 Structural de bassin de l’Ahnet 22 Figure 17 Carte des ressources en eau souterraines (Continental Intercalaire et Complexe Terminal) 23 Figure 18 Coupe hydrogéologique transversale du CT et CI 25 Figure 19 Cartes piézométriques (a) : Continental Intercalaire, (b) : Continental Terminal 26 Figure 20 Coupe lithologique d’In Salah -Sondage Djoua 101 28 Figure 21 Carte d épaisseurs du Continental Intercalaire 29 Figure 22 Localisation des points d’eau de la région d’In Salah 30 Figure 23 Représentation des faciès hydrogéochimiques sur le diagramme de Piper 33 Figure 24 Représentations des facies hydrogéochimique sur diagramme de STABLER 40 Évaluation spatio-temporelle (Histogrammes) des paramètres chimiques des eaux souterraines de la Figure 25 région d’In Salah 41 Figure 26 Cartes d’Isoteneurs de quelques éléments chimiques des eaux souterraines de la région d’In Salah 46 Figure 27 Diagrammes de Wilcox 51 Figure 28 Diagrammes de Richards 53 Figure 29 variation des valeurs d’IS des minéraux carbonatés et évaporitiques 53 Présentation graphique des CAH (les dendrogramme) et ACP (Projection des variables et des individus Figure 30 sur le plan factoriel F1-F2) 58 67

Liste des Figures et Tableaux

LISTE DES TABLEAUX

Page Tableau 01 Caractéristique de la station météorologique d’In Salah 06 Tableau 02 Variations des Températures mensuellesmaximums, minimums etmoyennes 06 Tableau 03 Variation moyennes mensuellesdes Insolation 07 Tableau 04 Les moyennes mensuelles des précipitations 09 Tableau 05 Humidité moyenne mensuelle 10 Tableau 06 Données sur la vitesse moyenne mensuelle des vents dans la station d’In Salah 10 Tableau 07 Températures et Précipitations moyennes mensuelles 11 Tableau 08 Synthèse de la série stratigraphique de notre bassin saharien 16 Tableau 09 Classification des eaux d’irrigation selon les Na+ % 35 Tableau 10 Classification de pourcentage de sodium selon Richards 36 Tableau 11 Résultats de la vérification des analyses physico-chimique par la BI 38 Tableau 12 Résultats de la vérification des analyses physico-chimique par le rapport CE/100 38 Tableau 13 Variation des paramètres chimiques des eaux souterraines de la région d’In Salah 42 Tableau 14 Minéralisation des eaux selon les valeurs de conductivité 43 Tableau 15 Classification des eaux selon leur dureté totale en F° (OMS, 1994) 43 Tableau 16 Résultats des indices de KR 52 Tableau 17 Classification des eaux d’irrigation selon le %Na 52 Tableau 18 Résultats des indices de perméabilité 54 Tableau 19 Résultats des Indices M H 54 Tableau 20 Classification des eaux d’irrigation de la région d’étude selon directives du FAO. 55 Tableau 21 L’indice de saturation selon Phreeqc 56 Tableau 22 Matrice de corrélation entre les éléments physicochimiques (2004). 63 Tableau 23 Matrice de corrélation entre les éléments physicochimiques (2010). 63 Tableau 24 Valeurs propres des axes et leurs contributions (2004). 64 Tableau 25 Valeurs propres des axes et leurs contributions (2010). 64 Tableau 26 Corrélation entre les variables et les axes. 66

Table des Matières

Résumé Remerciements Dédicaces Liste des figures et tableaux Table des matières INTRODUCTION GENERALE…………………………………………………………………… 01 PARTIE I : Généralités

Chapitre 1 : Description géographique et climatique

I. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE…...... 02 I.1. Localisation géographique et limites………………………………………………………….. 02 I.2 Aspect géomorphologique et topographique………………………………………………… 03 I.2.1. Le Plateau…………………………………………………………………………………... 03 I.2.2. La plaine de Tidikelt……………………………………………………………………...... 03 I.3. Réseau hydrographique………………………………………………………………………... 04 I.3.1. Oued Mzaourou - El Berreg………………………………………………………………... 05 I.3.2. Oueds du versant Meguiden – Gourara……………………………………………………. 05 I.3.3. Oued Tillia…………………………………………………………………………………. 05 I.3.4. Bassins fermés des Daïets du Tademaït………………………………………………...... 05 06 II. CONTEXTE CLIMATIQUE………………………………………………………………...... II.1. Facteurs énergétiques………………………………………………………………………… 06 II.1.1. Températures………………………………………………………………………………. 06 II.1.2. Insolation…………………………………………………………………………………... 07 II.2. Facteurs hydrologiques……………………………………………………………………… 08 II.2.1. Précipitations………………………………………………………………………………. 08 II.2.2. L'humidité de l’air…………………………………………………………………………. 09 II.3. Facteur mécanique (Vent)…………………………………………………………………… 10 II.4. Synthèse climatique…………………………………………………………………………... 11 II.4.1 Diagramme Ombrothermique de GAUSSEN et BAGNOULS…………………………….. 11 II.4.2. Indice d'aridité annuel de Martonne………………………………………………………. 12

Chapitre 2 : Contextes Géologique et Hydrogéologique

III. CONTEXTE GEOLOGIQUE………………………………………………………………...... 14 III.1. Historique des travaux……………………………………………………………………….. 14 III.2. Les Bassin Sédimentaires……………………………………………………………………. 14 III.3. Cadre géologique local………………………………………………………………………. 15 III.3.1. La litho stratigraphie……………………………………………………………………… 16 III.3.2. La Tectonique……………………………………………………………………………... 21 IV. CONTEXTE HYDROGEOLOGIE……………………………………………………………. 23 IV.1. Le système aquifère du Sahara Septentrional……………………………………………….. 23 Table des Matières

IV.1.1. Le Continental Intercalaire……………………………………………………………… 24 IV.1.2. Le Complexe Terminal…………………………………………………………………… 25 IV.2. Hydrogéologie de la région d’In Salah……………………………………………………… 27 IV.2.1. Limites et morphologie du (CI)………………………………………………………….. 27 IV.2.2. Épaisseur du Continental Intercalaire …………………………………………………… 27 IV.2.3. Emmagasinement de la nappe…………………………………………………………... 29 IV.2.4.Les exutoires…….……………………………………………………………………. 30 IV.2.5. L’exploitation des eaux dans la région d’In Salah …………………………………… 30

Partie II : Hydrogéochimie et statistique

Chapitre III : Hydrogéochimie et qualité

I.METHODOLOGIE……………………………………………………………………………….. 32 I.1. Fiabilité des analyses chimique……………………………………………………………….. 33 I.1.1. La balance ionique…………………………………………………………………………. 33 I.1.2. Rapport de conductivité (CE /100)………………………………………………………... 34 I.1.3. Facies hydrogéochimique………………………………………………………………….. 34 I.1.4. Caractérisations chimiques et évaluations spatio-temporelles des eaux souterraines……... 34 I.1.5. Qualité des eaux souterraines de la région d’In Salah à des fins d’irrigation……………… 35 I.1.5.1. Indices d’irrigation……………………………………………………………………... 35 I.1.5.2. Qualité des eaux d’irrigation selon les directives du FAO…………………………….. 37 I.1.6. Essai de détermination de la minéralisation des eaux souterraines d’In Salah……………... 37

II.RESULTATS ET INTERPRETATIONS……………………………………………………….. 38 II.1. Validations des analyses……………………………………………………………………… 38 II.1.1. Balance ionique……………………………………………………………………………. 38 II.1.2. Rapport de conductivité…………………………………………………………………… 38 II.2. Faciès hydrogéochimiques………………………………………………………………….... 39 II.3. Caractérisations physico-chimiques et chimique des eaux souterraines……………………... 39 II.3.1. Paramètres physico-chimiques…………………………………………………………….. 39 II.3.1.1. Potentiel d’hydrogène pH………………………………………………………………. 39 II.3.1.2. Conductivité électrique C.E…………………………………………………………….. 39 II.3.1.3. Minéralisation…………………………………………………………………………... 43 II.3.1.4. Résidus secs………………………………………………………………………...... 43 II.3.1.5. Dureté Totale…………………………………………………………………………… 43 II.3.2. Ions majeurs………………………………………………………………………………… 43 II.3.2.1. Calcium (Ca+2)………………………………………………………………………….. 43 II.3.2.2. Magnésium (Mg+2)…………………………………………………………………….. 43 II.3.2.3. Sodium (Na+)…………………………………………………………………………… 43 II.3.2.4. Potassium (K+)………………………………………………………………………….. 43 - II.3.2.5. Bicarbonates (HCO3 )…………………………………………………………………... 44 II.3.2.6. Chlorure (Cl -)………………………………………………………………………….. 44 II.3.2.7. Sulfates (SO4-2)………………………………………………………………………… 44 Table des Matières

II.3.3. Ions indicateurs de pollution……………………………………………………………...... 44 + II.3.3.1. Ammonium (NH4 )……………………………………………………………………... 44 - II.3.3.1. Nitrates (NO3 )………………………………………………………………………….. 44 - II.3.3.2. Nitrites (NO2 )…………………………………………………………………………... 44 - II.3.3.3. Phosphates (PO4 )………………………………………………………………………. 44 II.3. 3.4.Evaluation spatio-temporelle des éléments chimiques des eaux……………………….. 44 II.4. Qualité des eaux souterraines de la région d’In Salah (Irrigation)…………………………..... 52 II.4.1. Indices d’irrigation…………………………………………………………………………. 52 II.4.1.1. Kelly’s Ratio (KR)…………………………………………………………………….. 52 II.4.1.2. Pourcentage de Sodium (% Na+)……………………………………………………….. 52 II.4.1.3. Sodium Absorption Ratio (SAR) ou Pouvoir Alcalinisant……………………………... 52 II.4.1.4. Indice de perméabilité………………………………………………………………….. 54 II.4.1.5. Magnésium Hazard…………………………………………………………………….. 54 II.4.2. Classification des eaux d’irrigation selon les directives du FAO………………………….. 54 II.5. Essai de détermination de la minéralisation des eaux………………………………………... 56 II.5.1. Indice de saturation……………………………………………………………………….... 56 III. CONCLUSION……………………………………………………………………………….. 59

Chapitre IV : Approche statistique IV. ANALYSE STATISTIQUE…………………………………………………………………… 60 IV.1. Analyses des corrélations……………………………………………………………………. 60 IV.2. Classification Hiérarchique Ascendante (ACH)…………………………………………….. 61 IV.3. Analyse en Composante Principale (ACP)………………………………………………….. 61 IV.3.1. Analyse factorielle……………………………………………………………………...... 61 IV.3.2. Cercles de corrélations…………………………………………………………………... 61 V. APPLICATIONS, RESULTATS ET DISCUSSIONS…………………………………………. 62 V.1. Matrices des corrélations……………………………………………………………………... 62 V.2. Axes factoriels……………………………………………………………………………...... 64 V.3. Analyse graphique …………………………………………………………………………… 65 V.3.1. Présentation par Classification Hiérarchique Ascendante (ACH)……………………...... 65 V.3.2. Présentation de l’Analyse en Composante Principale (ACP)……………………………. 65 V.3.3. Spatialisation des variables et des individus…………………………………………….. 66 V.4. Discussion…………………………………………………………………………………..... 68 CONCLUSION GENERALE ……………………………………………………………………... 69 REFERENCES BIBIOGRAPHIQUE …………………………………………………………….. 71 ANNEXE

INTRODUCTION GENERALE

Le Sahara algérien est l’un des plus grands écorégions désertiques de l’Afrique du Nord,localisé dans le sud algérien. Le climat qui y règne est désertique marqué par de forte température en journée. L’adaptation des populations du Saharaest liée à la présence d’eau, et aux moyens existants de son exploitation. L’eau souterraine constitue la principale source d’approvisionnement en eau potable, agricole et industrielle. Cette région est caractérisée par la superposition de deux systèmes aquifères très importants : celui du Continental Intercalaire (CI) et du Complexe Terminal (CT). Ces ressources en eaux souterraines connaissent de plus en plus une dégradation qualitative et quantitative résultant des contraintes anthropiques (les prélèvements sont largement supérieurs à la recharge actuelle) et naturelles (variabilité climatique). (Abid et all, 2009)

Dans cette optique, nous nous sommes intéressés, à l’aspect qualitatif des eaux souterraines de la région deTidikelt appelée actuellement In Salah est située au Sahara centrale algérien. D’un point de vue scientifique, cette évaluation qualitative s’effectue à la base de campagnes de contrôles environnementaux (campagnes chimiques),qui produisent de grands nombres de données, qui peuvent être utilisées dans plusieurs disciplines : contrôle de qualité (potabilité, irrigation, utilisation industrielle), origine de la minéralisation, interaction Eau/Roche… C’est dans ce sens, que l’objectif de ce modeste travail, en plus du diagnostic de la qualité des eaux, est de tenter la compréhension des mécanismes responsables du chimisme des eaux.

Plus dans le détail, notre mémoire est organisé en deux parties : La première englobe deux chapitres, qui visentune présentation générale, du cadre géographique et climatique de la zone d’étude, suivi par des caractéristiques géologiques, hydrogéologiques. La deuxième est destinée à l’étude hydrogéochimique détaillée ainsi qu’aux traitements statistiques. Et enfin une conclusion,comme synthèse générale des résultats obtenus de cette étude.

1 Chapitre I Description géographique et climatique

I. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE I.1. Localisation géographique et limites In Salah est considérée comme l’une des plus grandes oasis du Sahara algérien, se situe à 700 Km au Nord de la wilaya de Tamanrasset et 400 Km au Sud -Est de la wilaya d’Adrar (Figure. 01). Elle constitue une zone de transit entre les grandes quatre zones du Sud algérien [La zone d’El-Goléa (Nord), Adrar (Nord-Ouest), Ameguid (Sud), et Tamanrasset (Sud -Est)]. Notre zone d’étude est localisée entre les longitudes 2 et 4° 10’ Est, les Latitudes 25° 16’ et 28°25’, et à environ 294 m d’altitude, s’étendant sur une superficie d’environ de 44000 Km², Elle est limitée, au Nord par le plateau de Tademaït, au sud-ouest par Tanezrouft et la sebkha de Mekerrhane, et au Sud-est par le Tassili et à l’Ouest par le Tidikelt occidental (Reggane et Aoulef).

Figure. 01 : Situation géographique de la zone d’étude (Ben karroum et El maalem, 2010, modifié)

Chapitre I Description géographique et climatique

I.2 Aspect géomorphologique et topographique Le modèle numérique de Terrain de la région d’In Salah représenté sur la figure 02, montre les plus importants traits morphologiques du secteur d’étude. Nous distinguons : I.2.1. Le Plateau : La région d’In Salah constitue la limite au Nord du grand (Plateau de Tademaït). Caractérisé par des altitudes variant de 620 m à l’Ouest et 820m à l’Est, ce plateau est très accidenté du point de vue structural. Elle se présente sous la forme d’une stérile Hamada qui joue le rôle d’un réservoir d’eau. (Ben karroum et El maalem, 2010) I.2.2. La plaine de Tidikelt : caractérisée par I.2.2.1. Le plateau (Reg) : Vaste plaine allongée sensiblement NE – SO, se trouvant à des altitudes comprises entre 275 et 300m, avec une pente très faible (1%), et limitée au nord par des falaises. I.2.2.2. La dépression d’In Salah : Fait partie du Tidikelt oriental, qui se limite à qui se limite à l’Est par l’agglomération de Foggaret Ezzoua. Elle n’est qu’à 275m d’altitude, elle a l’aspect d’une surface faiblement ondulée, inclinée dans son ensemble d’ENE à WSW, selon une pente moyenne de 2 à 2,5‰, les altitudes décroissent sensiblement à partir de Foggaret Ezzoua, qui se trouvent à 313m d’altitude, passant par Foggaret El Arab à 297m, Igostene à 273m, In Salah 270m, et enfin 250m aux alentours de Fersig Moulay Tayeb. La ville d’In Salah est installée au centre de cette vaste dépression, au Sud de la vallée d’El Djoua, à sa proximité se trouve l’erg Sidi Moussa, important édifice éolien. (Hanni, 2014). I.2.2.3. Les sebkhas : Ce sont généralement d’anciens lits d'oued très larges. Elles sont des successions de petites sebkhas, situées dans les points les plus bas (Fig.02) ; I.2.2.4. Les terrasses d’érosion : Attenantes aux plateaux (Fig.03), elles se sont formées au cours du Quaternaire ancien et moyen. Leur importance varie selon la nature des roches et l'intensité des agents d’érosion (éolienne, d'eaux de ruissellement et surtout fluviatile). Elles sont bien remarquées à l’Est d’Aoulef (Sud-Est d’In Salah) où l'on trouve les puits des foggaras les plus profonds de la région (35 à 40 m). (Hanni, 2014). I.2.2.5. Les terrasses d'apport éolien : Se sont formées durant le Quaternaire récent pendant la rupture de pente entre la terrasse d'érosion et la Sebkha. Elles sont d'autant plus importantes que la bordure de la terrasse est abrupte. Elles correspondent aux implantations de la plupart des palmeraies. Ces terrasses existent partout où s'est formée une terrasse d'érosion. Les eaux de ruissellement des petits oueds et ravins. Leur pente est généralement de l'ordre de 0.5%, assez forte à son début et diminuant progressivement vers la Sebkha. I.2.3. Les montagnes du Sud : la zone étudiée est caractérisé par des chaines de montagnes de moyenne et haute altitude. Ce chainon affleure largement dans la partie Sud de cette région.

Chapitre I Description géographique et climatique

Figure. 02 : Modèle Numérique de Terrain de la région d'In Salah (Ben hamza, 2012).

Figure 03 : Profil topographique du plateau du Tademaït et la dépression d’In Salah. (Hanni, 2014)

I.3. Réseau hydrographique Le réseau hydrographique est extrêmement indécis, il est tronçonné, disjoint, incapable de fonctionner. Elle fait partie du versant occidental du Tademaït. Une ligne de partage des eaux bien marquée peut être

Chapitre I Description géographique et climatique

tracée à travers le plateau du Tademaït. Elle sépare un versant occidental que l'on peut rattacher au bassin du Sahara occidental, d'un versant oriental. (Bousaid et Saini, 2013) Dans le bassin hydrographique du versant occidental, on peut distinguer :  Au Nord, le versant des oueds Mzaourou et El Berreg.  À l'Ouest, le versant Meguiden-Gourara groupant l'ensemble des petits oueds descendant du premier rebord occidental du plateau.  Au Sud, le versant de l’Oued Tillia.

Figure. 04 : Hydrographie du bassin versant de Tademaït-In Salah (Ould Baba, 2005 in Ben karroum et El maalem, 2010) I.3.1. Oued Mzaourou - El Berreg : L'Oued. Mzaourou draine la corne NW du Tademaït ; il débute vers la cote 500 m et se perd dans un grand cordon dunaire, vers 375 m d'altitude. Le versant de l'Oued. El Berreg, partant de la cote 500 m, se perd dans l'Erg à 353 m d'altitude. I.3.2. Oueds du versant Meguiden – Gourara : Ces oueds sont réduits, actuellement, à leurs vallées supérieures, fort courtes. Ils descendent du premier contrefort occidental du Tademaït qui culmine entre 500 et 600 m et se perdent dans les daïets et les regs du Meguiden et du Gourara qui bordent le pied de la falaise. I.3.3. Oued Tillia : L’Oued Tillia à son origine sur le versant occidental du Jebel Aglagal, vers 600m d’altitude. Il descend assez rapidement de 300 m pour gagner les regs du Touat oriental. Il se perdait jadis dans la sebkha du Touat au niveau de Zaouïet Kounta. Ses affluents, l'In Belbel, le Matiourag, l'En Nezoua, l'Abiod, sont encore actifs. I.3.4. Bassins fermés des Daïets du Tademaït : Ces petits bassins fermés occupent une vaste gouttière allongée, NE-SW, du Sud de la région d'El Goléa au Touat. Elle est bordée à l'Ouest, par le premier ressaut du Tademaït, à l’Est, par la falaise du plateau terminal. Elle présente deux pendages

Chapitre I Description géographique et climatique

divergents, l'un vers la dépression des oueds Mzaourou et El Berreg, l'autre vers le Touat. Elle est ainsi partagée en deux parties inégales, un tiers au NE et deux tiers au SW. Actuellement, les daïets peuvent encore être en eau de temps à autre. Des crues de leurs collecteurs ont été signalées. II. CONTEXTE CLIMATIQUE Lorsque nous étudions le climat d'une région, nous voulons savoir de cette étude les caractéristiques climatiques de cette région de sécheresse ou d'humidité. En climatologie, plusieurs facteurs sont pris en considération, les facteurs énergétiques (la lumière et la température), facteur hydrologique (Précipitations et écoulements), facteurs mécaniques (Vents) (Ramade, 1984 in Hanni, 2014). Dans le but de donner un aperçu sur le climat de la zone d’étude, plusieurs données météorologiques ont été considérés (Annexe I) : Températures, Insolation, Précipitations, Humidités, Vent, pour une chronique hydrologique de 20 ans, s’étalant de 1996/97 à 2015/16. Elles ont été enregistrées, au niveau de la station météorologique de l’Aéroport de In-Salah (Tab. 01), ces données ont été collectées au niveau de Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH) d’Adrar et complétées par les données enregistrées dans les deux sites Web : www.rp5.ru et www.Tutiempo.com. Tableau 01 : Caractéristique de la station météorologique d’In Salah (ONM, 2014).

Station Coordonnées Altitude Période des données

(m) X Y

Aéroport In 27°15 N 02°30 E 268 1996/97 – 2015/16 Salah

II.1. Facteurs énergétiques II.1.1. Températures La température est un facteur très important pour déterminer le climat d'une zone. Le tableau 2 et la figure 05, représentent les différentes valeurs de températures mensuelles de la série d’étude (Valeurs maximales, moyennes, et minimales). Tableau. 02 : Variations des Températures mensuelles maximales, moyennes et minimales de la série 1996/97 – 2015/16.

Mois Sept. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mrs. Avr. M Jn. Juilt. At.

T Max. 43 36,97 28,1 22,7 22,5 25,3 29,5 35,5 39,12 44,3 46,9 46,6 (°C)

T Moy. 34,4 28,3 20,7 15,5 14,2 17,6 20,8 26,5 32,3 35,8 38,3 37,63 (°C)

T Min. 27 21,5 12,7 8,5 6,9 10 12,9 18,21 23,31 27,5 30 29,9 (°C)

Chapitre I Description géographique et climatique

L’analyse des températures mensuelles, montre que : - Les minimas (T min.) sont comprises entre 6,9 °C en Janvier et 30 en juillet ; - Les maximas (T Max.) sont compris entre 22,5 °C en mois de Janvier et 46,9 °C en Juillet, - Les températures moyennes mensuelles de cette série de données, varient entre 14,2 °C (enregistrée en Janvier) et 38,37 °C (Juillet), et la température moyenne interannuelle est de 26,87°C Ces différentes variations de température mensuelle (Valeurs faibles en janvier, et élevées en Juillet avec des écarts importants) sont typiques aux zones septentrionale du Sahara continental.

Figure 05 : Variation des Températures mensuelles (1996/97 – 2015/16).

II.1.2. Insolation Les variations d’insolation moyennes mensuelles (Tab. 03 et Fig. 06) durant la chronique d’étude, indiquent des valeurs relativement élevées, variant entre 8,6 h/J (Décembre) et 11,1 h/J (Juillet), ce qui indique que la région d’étude est receveuse de quantité de lumière solaire assez forte.

Tableau. 03 : Variation moyennes mensuelles des Insolation (1996/97-2015/16).

Sept. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mrs. Avr. M Jn. Juilt. At.

insolation 9,4 9,1 9 8,4 9,9 8,6 9,3 9,6 10,6 10,9 11,2 10,1 heur/jour

Chapitre I Description géographique et climatique

20 18 16 14 12

10 I(h/j) 8 6 4 2 0 Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Jui Août

Figure 06 : Variations moyennes mensuelles d’Insolation.

II.2. Facteurs hydrologiques II.2.1. Précipitations La faible quantité des précipitations est le caractère fondamental des régions sahariennes, La carte des isohyètes des précipitations annuelles au Sud algérien (Fig.07), réalisée par Bellaoueur en 2008, montre que In Salah, se trouve dans la zone la moins arrosée du pays avec des précipitations inférieures à 15mm/ans.

Figure. 07 : Carte en isohyètes moyennes annuelles du Sahara algérien (Bellaoueur, 2008, in Ben karroum et El maalem, 2010).

Chapitre I Description géographique et climatique

. Variations moyennes mensuelles des précipitations Les variations des précipitations moyennes mensuelles sur la chronique de 20 ans, sont présentées au Tableau 04 et la figure 08 : Tableau 04 : Les moyennes mensuelles des précipitations (1996/97-2015/16).

Mois Sept. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mrs. Avr. M Jn. Juilt. At. An.

P (mm) 0,81 1,5 1,17 0,54 1,75 0,85 0,92 0,63 1,1 0,25 0,07 0,82 0,93

Entre le plus sec (presque nul en Juillet), et le plus humide (1,75 mm en Janvier) des mois, les précipitations moyennes mensuelles restent très faibles. La valeur des précipitations moyennes interannuelle est égale à 0,93 mm

5 4,5 4 3,5

P(mm) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Figure. 08 0: Variation des moyennes mensuelles des précipitations (1996/97-2015/16). Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août La faiblesse de la pluviosité est due à l’influence de deux facteurs : - Les facteurs géographiques : situation géographique, l’altitude de la région, latitude et l’éloignement de la mer - Les facteurs météorologiques : la région est influencée par une masse d’air tropical continentale qui provient de la direction Sud et Sud -Est, ces masses d’air ce caractérise par la haute température et donne les plus souvent des vents (Belhamdou, 2013), ce qui laisse supposer que les seuls jours de pluie à In Salah, sont dus aux fortes températures enregistrées.

II.2.2. L'humidité de l’air : L'humidité relative de l'air correspond à la quantité de vapeur d'eau dans l'air par rapport à la capacité maximale que ce dernier peut en contenir. L'humidité relative de l'air s'exprime en pourcentage (%) et dépend de la température et de la pression. (Source : http// futura-sciences.com)

Chapitre I Description géographique et climatique

D’après les données d’humidité moyennes mensuelles (Tab. 05 et Fig. 09), relatives à la série d’étude, on constate que l’humidité relative est faible, et avec 37 et 43 % (Décembre et Janvier), l’hiver demeure la saison la plus humide. Tableau 05 : Variation d’Humidité moyennes mensuelles (1996/97 - 2015/16).

Sept. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mrs. Avr. M Jn. Juilt. At.

Humidité 20 26 334 43 37 29 23 19 18 15 14 16 (%)

50 45 40 35 30

25 H(%) 20 15 10 5 0 Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août

Figure 09 : Variation de l’humidité moyenne mensuelle (Station In Salah : 1996/97 - 2015/16)

II.3. Facteur mécanique (Vent) Les vents sont caractéristiques de notre zone d’étude, mais avec une intensité de vitesse variable ; pour notre période hydrologique (Tab. 06 et Fig. 10), la vitesse des vents est comprise entre 4,4 (Octobre et Novembre) à 5,9m/s (Avril). Durant la saison du printemps (Mars-Avril) que se manifestent violemment les tempêtes de sable, des vitesses très fortes (72 Km/h). Dans la région, les vents sont chauds et secs (Sirocco) en été, et les directions dominantes des vents sont NE en Hiver et SW en été.

Tableau 06 : Variations des moyennes mensuelles de la vitesse des vents dans la station d’In Salah (1996/97 - 2015/16).

Sept. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mrs. Avr. M Jn. Juilt. At.

Vent 4,5 4,4 4,4 4,9 5,3 5,5 5,1 5,9 5 5,03 5 5,6 moy (m/s)

Chapitre I Description géographique et climatique

10 9 8 7 6 5

Vent (m/s) Vent 4 3 2 1 0 Sep Oct Nov Déc Janv. Févr. Mars Avr Mai Juin Juill Août

Figure 10 : Variation des moyennes mensuelles de la vitesse des vents (1996/97 - 2015/16).

II.4. Synthèse climatique : Comme synthèse climatique de notre zone d’étude, et afin de déterminer la relation entre la précipitation et la température (Tab. 07), et définir les périodes sèche et humide, on a utilisé la méthode graphique dite Diagramme Ombrothermique ainsi que la formule empirique d’indice d’aridité de De Martonne :

Tableau 07 : Températures et Précipitations moyennes mensuelles (1996/97 - 2015/16).

Sept. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mrs. Avr. M Jn. Juilt. At.

P (mm) 0,81 1,5 1,17 0,54 1,75 0,85 0,92 0,63 1,1 0,25 0,07 0,82

T (°C) 33,97 29,2 21 15,8 15,15 17,05 20,9 27,95 32,1 36,3 38,47 37,87

2 T (°C) 67,95 58,4 42 31,55 30,3 34,1 41,8 55,9 64,2 72,6 76,95 75,75

II.4.1. Diagramme Ombrothermique de GAUSSEN et BAGNOULS Le diagramme Ombrothermique est une méthode graphique qui permet de définir les périodes sèche et humide de l'année, où sont portés en abscisses les mois, et en ordonnées les précipitations (P) et les températures (T), avec P = 2 T Le Diagramme de Gaussen et Bagnouls de la figure 11, établit à partir des donnés pluviométriques et thermiques moyennes mensuelles calculées sur une période de 20 ans, expose une période déficitaire (Sèche) sur tous les mois de l’année.

Chapitre I Description géographique et climatique

Figure 11 : Diagramme Ombrothermique

II.4.2. Indice d'aridité annuel de De Martonne

L’indice d'aridité de Martonne, noté I, cet indice permet de déterminer le degré d'aridité d'une région.

Pour le calculer, on utilise la formule

Où P désigne les précipitations totales annuelles et T la température moyenne annuelle Pour :  20 ≤ 1 ≤ 30 : climat tempéré  10 ≤ 1 ≤ 20 : climat semi-aride  7,5 ≤ 1 ≤ 10 : climat steppique  5 ≤ 1 ≤ 7,5 : climat désertique  1 ≤ 5 : climat hyper aride

Le calcul de l’indice d’aridité annuel a été effectué par l’utilisation de la valeur de précipitations moyennes interannuelles (0,93mm) et la valeur de Température moyenne interannuelle (26,87°C) de la chronique d’étude. D’après la formule de De Martonne, L'indice I est égal à 0,025, ce qui correspond à un climat hyper aride pour la région d’étude.

Chapitre I Description géographique et climatique

Conclusion La région d’In Salah est l’une des plus grandes oasis du Sahara algérien, qui se situe à 700 Km au Nord de la wilaya de Tamanrasset et 400 Km au Sud -Est de la wilaya d’Adrar ; localisée à la limite sud du bassin occidental d’Ahnet. La région d’étude est connue pour son climat hyper aride, caractérisé par une période sèche durant toute l’année, avec une pluviométrie moyenne interannuelle très faible de l’ordre de 0,93mm et une température moyenne interannuelle de 26,87°C sur période de calcul de 20 ans.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

III. CONTEXTE GEOLOGIQUE III.1. Historique des travaux de recherche Dans le cadre de projets de recherche scientifique et aussi de prospection pétrélière, plusieurs travaux (article et ouvrages) ont été publiés sur la géologie du bassin sédimentaire dans le Sahara septentrional ; parmi les plus célèbres auteurs : C. Kilian, en 1931, a publié un article sur les principaux complexes continentaux du Sahara ; G. Busson et C. Albanesi en 1967, publient un ouvrage en deux parties sur le Crétacé inférieur et le Jurassique terminal de l’Extrême Sud tunisien, ou ils établissent plusieurs cartes géologiques et structurales de la plate forme saharienne ; G. Conrad, en 1969, dans le cadre d’une thèse, sur l’évolution continentale post-hercynienne du Sahara Algérien (Saoura, Erg-Chech – Tanezrouft, Ahmet-Mouydir), a présenté des résultats fondamentaux sur les nappes du Continental Intercalaire du Sahara Occidental et Oriental ; F. Bel et D. Cuche en 1969 également, ont présenté une mise au point des connaissances sur la nappe du Complexe Terminal ; En 1972, l’UNESCO a établi un rapport sur les résultats du projet REG-100, présentant l’étude des Ressources en Eau du Sahara Septentrional ; J Fabre, 1976, dans ses travaux, a illustré une introduction sur à la géologie du Sahara Algérien ; SONATRACH, de 1982 à l’actuel : dans le cadre de diffères projets de prospection et d’exploitation sur la zone d’étude, l’entreprise nationale, en collaboration avec d’autres entreprises (comme SCHLUMBERGER), avait réalisé plusieurs travaux (rapports, cartes, log, …) sur l’ensemble du bassin d’Ahnet. L’organisation intergouvernementale (Observatoire du Sahara et du Sahel) dans le cadre du projet SASS (Système Aquifère du Sahara Septentrional) a publié en 2003, des rapports contenants des cartes, coupes et planches hydrogéologiques.

III.2. Cadre géologique global La zone d’étude fait partie de la grande plate-forme saharienne, située au Sud de l'Algérie, elle appartient au Craton Nord-Africain. Elle comprend un socle précambrien (surface infra-tassiliènne) sur lequel repose en discordance une puissante couverture sédimentaire, structurée au paléozoïque en plusieurs bassins (Fig.12). Ces basins sédimentaires correspondent à de grandes dépressions remplies de sédiments marins, fluviatiles et lacustres. Le substratum de cette surface, dont les structures sont héritées de la déformation panafricaine, correspond à un ensemble de panneaux qui demeurent mobiles au cours du Paléozoïque. Cette organisation structurale contribue, entre autres, aux remarquables variations d’épaisseurs des accumulations sédimentaires du Paléozoïque d’une zone à l’autre de la plate-forme saharienne. Parmi les grands bassins sédimentaires de la partie occidentale de la plateforme saharienne algérienne, on reconnaît : le bassin de Tindouf, le bassin de Reggane, la cuvette de Sbaâ, et enfin le bassin d’Ahnet, où se localise notre secteur d’étude. Faisant partie du Sahara Sud-Ouest Septentrional, le bassin d’Ahnet, situé dans la partie centre- occidentale du Sud algérien, constitue l’un des bassins sédimentaires de la plate-forme saharienne les plus prometteurs en gaz sec.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Figure 12 : Les bassins les plus importants de la plate-forme saharienne en Algérie. (Sonatrach et Schlumberger 2007 in Boussaid et Saini, 2013). III.3. Cadre géologique local La région d’étude est située d’une part sur le rebord Sud occidental du vaste bassin secondaire, exact au Nord du bassin de l’Ahnet, ce dernier s’est formé pendant le Silurien sur la majeure partie du bassin de l’Ahnet, la couverture sédimentaire est représentée par les séries paléozoïques. La sédimentation essentiellement détritique est liée à des environnements très variés (continental, glaciaire, marin et marin littoral). Au Mésozoïque, elle est surtout continentale et marine (Mézine, 1992 in Bossaid et saini, 2013). La dépression d’In Salah (Fig. 13) est une dépression subséquente déblayée dans le continental intercalaire, ce dernier est subhorizontal sur de vastes surfaces où il recouvre en discordance les couches primaires violemment plissées. D’une épaisseur avoisinant les 200 mètres, il est constitué en majeure partie par des argiles et des grès. Les terrains du Continental Intercalaire (CI) affleurent largement dans notre région d’étude. Ils occupent la majeure partie de la région, allant d’In Salah jusqu’à Timimoune, et se terminent en biseau sur le substratum Primaire et antécambrien dans la partie ouest et sud de la région. Au niveau de

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Reggane, l’auréole du Primaire s’interrompt et le Continental Intercalaire se prolonge vers le Tanzrouft. Le Continental intercalaire dans la zone d’étude est épais et large à cause de son affleurement important sur le Paléozoïque En géologie, le Continental intercalaire désigne les formations continentales qui sont déposées entre le cycle marin du Paléozoïque clôt par l’orogenèse hercynienne et la transgression marine du Cénomanien. Elle couvre une large période du Trias à l’Albien. Cette zone est caractérisée par un ensemble d’événements tectoniques depuis le panafricain jusqu’à l’ère mésozoïque qui ont édifié les grandes unités structurales de la région. Le pendage des couches du Continental Intercalaire dans la région d’étude est presque nul, mais si l’on se dirige vers le plateau de Tademaït, le Continental Intercalaire a tendance à plonger et s’enfoncer, jusqu'à atteindre 2500 m de profondeur (OSS, 2003). III.3.1. La lithostratigraphie La série litostratigraphique de la zone d’étude est synthétisée sur le tableau qui suit :

Tableau 08 : Synthèse de la série stratigraphique du secteur d’étude.

Age Description Étage Lithologie

Le cambro - composé essentiellement de grès et d’argiles. Paléozoïque Une importante ordovicien couverture sédimentaire

repose en discordance sur le socle, on distingue Le silurien représenté par une série d’argiles sur environ 2000m franches marines à sa base et une d’épaisseur, série argilo-gréseuse.

Le dévonien Argiles du Dévonien Inf., qui atteignent 2000 m d'épaisseur dans le bassin d’In Salah, le dévonien est également matérialisé par des grès et des calcaires à tendance argileuse, ainsi que des calcaires dolomitiques.

Le carbonifère constitué par des argiles gréseuses, des calcaires et du gypse

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Mésozoïque Dépôts mésozoïques Transgressif et discordant sur la représentés par des série du Paléozoïque. Formé par des

sables et des argiles grès fins à moyens, parfois grossiers versicolores, des grès avec des passages de niveaux rouges et des dolomies. argileux. Ces dépôts sont datés du Dans le centre du bassin, du Crétacé inférieur. D’une Crétacé inférieur Crétacé au Mio-Pliocène, il constitue épaisseur considérable, le une alternance de grès, sables, sables continental intercalaire « Continental argileux et d'argiles, de calcaires, constitue les formations intercalaire » dolomies et de marnes, ainsi que de la dépression du d'évaporites. Cette série comporte Tidikelt et la majorité de deux grands ensembles perméables celles du plateau du auxquels correspondent deux grands Tademaït (Savornin, systèmes aquifères : le CT et le CI 1934 in Boussaid et saini, 2013).

Cénomanien Alternance de bancs de dolomie, de calcaire dolomitique, d'argiles et d'évaporites (Anhydrite ou sel). La présence de nombreux bancs d'évaporites et d'argiles rendent le Cénomanien imperméable (Bel et Cuche, 1969)

Turonien Il est constitué essentiellement par des calcaires dolomitiques.

Sénonien S’individualise en deux faciès : Sénonien Inf. : à sédimentation lagunaire caractérisé par des formations argileuses et salifères à anhydrite, il est très peu perméable (Busson, 1970). SénonienSup. (Sénonien carbonaté) : constitué par une formation carbonatée perméable.

Miocène Nummulitique continental essentiellement gréseux.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Occupant les zones Alluvions : Sables, argiles, basses, le Quaternaire se marnes..., mélangés à des dragées de Quaternaire compose essentiellement quartz dits « Lelouy ». Ce dépôt est de produits d’érosions présent sur la dépression d’In Salah des formations ainsi que celle d’El Djoua. anciennes ; il est formé Formations dunaires : de sable et argilites a inclusions de galets et accumulations sableuses qui graviers et de dunes. dépassent parfois 20 m de hauteur. Elles se localisent au niveau des agglomérations (Foggar et Ez Zoua, Igostene, Sahela Foukania, Sahela Tahtania…). L’édifice éolien le plus important est celui de l’Erg Sidi Moussa qui enserre la ville d’In Salah. Les accumulations sableuses correspondent à des placages éoliens.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Figure 13. Carte géologique de la région d’In-Salah (Extrait de la carte géologique du bassin mésozoïque du Sahara algéro-tunisien 1/2000000. (Busson, 1967 in Draoui, 2013).

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Figure 14 : log stratigraphique synthétique du sahara sud-ouest Septentrional (Sonatrach, 2001 in Ben karroum et El maallam, 2010) Figure 15 : Coupe Lithostratigraphique de la région d’étude. (in Ben karroum et El maallam, 2010)

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

III.3.2. La Tectonique Les déformations dans cette région sont caractérisées par une série de plis liés à des inversions de failles extensives, datant essentiellement de la phase hercynienne. Des compartiments chevauchés déformés par des failles inverses sont aussi observés. (Fig. 16) La tectonique précambrienne et la phase panafricaine sont à l’origine d’un grand réseau de fracture caractérisée par des accidents sud méridionaux verticaux. Ces accidents sont traduits comme des décrochements, les accidents dextres sont décalés par un réseau de faille conjugué NW-SE. Ce système est le résultat des contraintes compressives horizontales E-W qui traduisent une pénétration du bouclier est africain par le craton Ouest africain ; ces accidents sont d’âge panafricain tardif et peuvent être plus anciens. On cite quelques mouvements tectoniques qui ont joué un rôle dans l’évolution de la structure de la région : - Distension Silurienne : Caractérisée par une transgression générale qui se traduit par la sédimentation des argiles noires.

- Compression Calédonienne : Les discordances locales sont signes de la phase tectonique fin Silurien et début du Dévonien. Cette phase se traduit par des soulèvements généraux, suivie d'une période d'érosion et de nivellement des structures,

- Les mouvements Hercyniens : divisés en deux mouvements : précoce (Viséen) et majeur au Paléozoïque final (Post-Stéphanie (Carbonifère sup). - Mouvement majeur : La sédimentation du carbonifère provoquée par cette phase majeure est annoncée par une discordance à la base des calcaires Westphalien (Carbonifère sup). Ce mouvement a un rôle important sur la constitution des différents bassins sédimentaires de la plateforme saharien La couverture de plateforme peut être divisée en trois ensembles géo-structuraux constitués par le protérozoïque supérieur ou l’infracambrien, le paléozoïque et le mésozoïque, séparés par discordance angulaires et stratigraphiques.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Figure 16 : Structural du bassin de l’Ahnet. (Rapport BHP-SONATRACH, 1995 in Ben karroum et El maallam, 2010)

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

IV. - CONTEXTE HYDROGEOLOGIE IV.1. Le système aquifère du Sahara Septentrional : Le Système Aquifère du Sahara Septentrional (SASS) s'étale sur une zone large dont les limites sont localisées en Algérie, Tunisie et Libye. Ce système aquifère présente une configuration géométrique et géologique complexe, il désigne la superposition de deux réservoirs appelés le Continental Intercalaire (CI) et le Complexe Terminal (CT). (Fig. 17) Le domaine du SASS couvre une superficie d'environ 1 000 000 km² dont 60 % se trouvent en Algérie, 30 % en Libye et 10% en Tunisie et s'étend du Nord au Sud, depuis l'Atlas saharien jusqu'aux affleurements du Tidikelt et du rebord méridional du Tinrhert et d'Ouest en Est depuis la vallée du Guir-Saoura jusqu'au Graben de Hun en Libye. (OSS, 2003)

Figure 17 : Carte des ressources en eau souterraines (Continental Intercalaire et Complexe Terminal), (UNESCO, 1972 in Betebba 2016)

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

IV.1.1. Le Continental Intercalaire : comprend majoritairement les formations continentales gréso- argileuses du Crétacé inférieur, auxquelles l'étude des coupes de forages a permis d'associer des sédiments marins ou lagunaires, post-paléozoïques et antécénomaniens intercalés au sein du "CI". Le terme « Continental Intercalaire » désigne un épisode continental localisé entre deux cycles sédimentaires marins (C. Kilian, 1932) : A la base, le cycle du Paléozoïque qui achève l'orogenèse hercynienne ; Au sommet, le cycle du Crétacé supérieur, résultat de la transgression cénomanienne. La nappe du "CI" est libre dans les zones d'affleurement, captive non jaillissante sous le Grand Erg Occidental, le M'Zab, le Tademaït, le Grand Sud Tunisien et la Hamada El Hamra ; fortement artésienne jaillissante (avec des températures élevées) sur tout le domaine Oued Rhir, Souf, Djérid, Grand Erg Oriental et Chott Fedjaj. L’étude piézométrique du "CI", élaborée dans le projet SASS par Observatoire du Sahara et du Sahel en 2003, définit l'écoulement de la nappe à l'état «naturel », peu ou pas influencé par pompage, avec trois zones d’alimentation : du piémont sud atlasique au Nord et Nord-Ouest, du Tinrhert au Sud et du Dahar à l'Est (Fig.18 et Fig. 19,a). L'essentiel des réserves de cet énorme réservoir correspond à de l'eau infiltrée au cours des périodes pluvieuses du Quaternaire. Toutefois, l’organisation OSS (2003) a estimée la recharge globalement à 400 hm3/an), qui s’effectue : - De façon directe : par infiltration des ruissellements qui se produisent sur les zones périphériques d'affleurements, notamment aux piedmonts de l'Atlas Saharien (au Nord- Ouest), dans le massif du Dahar (Tunisie), éventuellement sur les rebords ouest (Touat et Gourara) et au Sud du plateau du Tademaït (Tidikelt), ainsi que sur le rebord sud du plateau du Tinhert et sa prolongation en Libye ; - Et de façon indirecte : dans le Grand Erg Occidental à travers les sables dunaires et du Complexe Terminal, dans la région où il n'existe pas de séparation imperméable entre les deux réservoirs, ainsi que par apport latéral en provenance du puissant aquifère paléozoïque dans la partie libyenne du réservoir. La carte piézométrique du CI (Fig. 19,a), indique un écoulement dans le sens Nord-Sud (le sous- bassin du Grand Erg Occidental), c'est-à-dire : du piedmont de l'Atlas Saharien vers les zones d'affleurement (et d'exutoire) des rebords du plateau de Tademaït à l’Ouest ; dans le sens Sud-Nord (concernant le sous-bassin du Grand Erg Oriental), c'est-à-dire : du rebord sud du plateau du Tinhert vers les golfes de Syrte et de Gabès ; et dans le sens Ouest-Est, où les eaux en provenance de l'Atlas Saharien, se convergent vers l'exutoire tunisien (golfe de Gabès). Les zones exutoires, suggérées sur la carte piézométrique sont : Les rebords occidentaux et méridionaux du Tademaït qui constituent une zone d'exutoire naturel importante, par des sources, dont les foggaras ont pris la relève, et l'exutoire libyen du Golfe de Syrte, qui se manifeste en surface par les sources d’Aïn Tawargha.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Figure. 18 : Coupe hydrogéologique transversale du CT et CI (UNESCO, 1972, in Hanni, 2014)

IV.1.2. Le Complexe Terminal est un ensemble assez peu homogène incluant des formations carbonatées du Crétacé supérieur et des épisodes détritiques du Tertiaire, principalement du Miocène (Busson, 1970 ; Fabre, 1976). Le terme ‘ Continental Terminal désignait les formations continentales, sableuses et argileuses du Mio Pliocène (Kilian, 1931 in OSS, 2003). La nappe du Continental Terminal contenue dans les sables du Mio-Pliocène est plus ou moins en relation avec les nappes de l'Eocène, du Sénonien et du Turonien, de sorte qu'à l'échelle de l'ensemble du Sahara, on peut considérer que ces différents niveaux forment une seule et même nappe (Nappe du Continental Terminal, par opposition au Continental Intercalaire). La profondeur du "CT" est comprise entre 100 et 600 m et sa puissance moyenne est de l'ordre de 300 m (Fig.18). La construction et l’examen de la carte piézométrique du "CT" établie par OSS(2003), ont mis en évidence les zones d'alimentation suivant (Fig. 19, b) : L'Atlas Saharien au Nord-Ouest, le Dahar à l’Est, et le Tinrhert et les monts du M'Zab au Sud. Alors que l'écoulement de cette nappe se produit : du Sud vers le Nord sous le Grand Erg Oriental) c’est à dire, la dorsale du M'Zab, où l'ensemble de l'écoulement converge vers la zone des Chotts ; aussi dans le sens Ouest-Est, où les eaux en provenance de l'Atlas saharien, convergent vers la zone des Chotts ; et du sens Sud-Nord, du plateau du Tinhert vers la zone des Chotts et le Golfe de Syrte.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

(a) (b)

Figure 19 : Cartes piézométriques de Référence (OSS, 2003) (a) : Continental Intercalaire, (b) : Continental Ternimal

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

IV.2. Hydrogéologie de la région de In Salah Le Continental Intercalaire est la seule et unique nappe d’eau dans la région d’étude, elle affleure tout le long de l’axe reliant Timimoun à In Salah, elle représente la partie à surface libre du Système Aquifère du Sahara Septentrional dans sa partie Sud-Ouest. La nappe d’eau est contenue dans des formations d’âge crétacé inférieur. L’étude des coupes lithologiques de forages a permis d’associer des sédiments marins ou lagunaires, post paléozoïques et antécénomaniens intercalés au sein du CI dans le Tidikelt. Il repose directement en discordance sur les formations marines du Paléozoïque (OSS, 2003). IV.2.1.- Limites et morphologie du (CI) : La région d’In Salah est située à la limite sud du Bassin hydrogéologie occidental du Système Aquifère du Sahara Septentrional (SASS) dans les affleurements du Continental Intercalaire (CI). La région d’Inghar - In Salah fait partie du sous bassin hydrogéologique occidental du continental intercalaire et constitue sa limite sud-est. Cet ensemble continental repose au Sud et à l’Est en discordance sur des formations marines du carbonifère basal (argile noire à silex du Visent), Vers le Nord et à l’Ouest le substratum devient plus ancien, se sont les formations du dévonien supérieur (argile schisteuse noire à passée des grés et de la pyrite « série de khenig »). Le Continental Intercalaire se termine évidemment en biseau sur les anciens reliefs hercyniens, mais il atteint très vite une grande puissance dans les anciennes cuvettes d'accumulation. Au sens large, le Continental Intercalaire (CI) occupe l'intervalle stratigraphique compris entre la base du Trias et le sommet de l'Albien. Dans la région d’In Salah., le CI est transgressif sur une série allant du socle (substratum) au Carbonifère. Au Nord-Ouest du périmètre d’étude dans le forage (Djoua 101), les formations débutèrent par des matériaux grossiers (alluvion) du quaternaire qui surmontent une épaisse couche de 300 m constituée de gèrs, argile, gravier et sable du crétacé inférieur (Fig. 20). Au Centre dans le forage In Salah 101, on remarque un changement de faciès, ainsi qu’une réduction de l’épaisseur, la formation dominante est le grès tendre et l’argile rouge sableuse. (Fig. 20). IV.2.2. Epaisseur du Continental Intercalaire Selon la carte isopaque du Continental Intercalaire tracée à partir de 27 logs de forage, d’après l’extrait du rapport Champ de captage In Salah, (Mars 2007), la nappe du C I, présente une variation de l’épaisseur dans la région, l’épaisseur maximale se localise à l’Ouest d’In Salah et atteint 700 à 750 m, tandis que dans la partie sud de la région d’In Salah, l’épaisseur devient moins importante et ne dépasse guère les 50 m, dans la zone d’étude, l’épaisseur de la nappe du Continental Intercalaire est de l’ordre 200 à 300 m au maximum, cette zone représente la limite Sud Ouest de la nappe du Continental Intercalaire, par la ligne allant Tidikelt à In Salah (Fig.21)

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Figure 20 : Coupe lithologique d’In Salah -Sondage Djoua 101 (Rapport ANRH Adrar, 2007 in Ben karroum et El maallam, 2010)

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Figure 21 : Carte d épaisseurs du Continental Intercalaire (Extrait du rapport Champ de captage In Salah, mars 2007)

IV.2.3. Emmagasinement de la nappe Cette nappe s’est chargée au cours des périodes pluviales du Quaternaire. Actuellement, elle reçoit une faible recharge, surtout à partir du piémont de l'Atlas saharien : la quantité d'eau tombante annuellement sur les affleurements du Crétacé inférieur. Le volume d’eau emmagasiné dans le CI a été évalué à 50 000 milliard m3 correspondant en théorie, à un débit fictif continu de 1000 m3/s pendant 2000 ans.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

IV.2.4. Les exutoires Ils sont constitués de : - Foggaras : longues galeries drainantes, fonctionnant sous un faible rabattement et utilisant la topographie locale pour permettre l'écoulement libre de l'eau vers des points bas (cas du bassin occidental), - Sebkhas : vastes étendues humides et salines, surfaces évaporantes dont le débit total n'est pas négligeable

IV.2.5. L’exploitation des eaux dans la région d’In Salah Si la pluie et les eaux superficielles manquent dans la région d’In Salah, les eaux souterraines sont en revanche largement distribuées. Ceci est un petit résumé des procédés utilisés en vue de l’exploitation de ces dans la région du Tidikelt, et notamment dans la région d’In Salah. a. Les puits : d’une profondeur moyenne de 3m, minima 1m, maxima 6m50. Avec un débit moyen et une eau parfois saumâtre. b. Les sources : Entre In Salah et Foggaret Ezzoua, elles sont du nombre de 4 : El Aouina, Ain Embarek, Ain Kebira, Ain Benate. A l’ouest d’In Salah, on compte 4 aussi : Ain en Neba. Ain El Hamir, Ain Nmil, ain Gouinbi. Bien d’autres existent mais sont comblées. c. Les feggaguirs : Les foggaras sont des galeries souterraines, celles de la région sont implantées en bordure du plateau du Tademaït et puisent dans la nappe du Crétacé inférieur, elles drainent l’eau de la nappe qui est située en certains endroits entre 10 et 20 mètres de profondeur. Le débouché de chaque galerie est a une côte inférieure a celle du point ou elle pénètre dans la nappe, sa conduite est jalonnée de puits d’aérationOn obtient de cette façon un écoulement continu, l’eau des feggaguir sort a une température moyenne de 25˚. La profondeur moyenne de la foggara et de 10, 15 à 20m. d. Les puits artésiens : Il existe des nappes artésiennes au-delà des feggaguir. Le tout premier coup de sonde au Tidikelt a été donné dans l’oasis de Foggaret Ez Zoua ou l’eau a jailli en janvier 1902 à la grande joie de la population. En 1910, on en comptait déjà 22 dans notre secteur d’étude, dont 9 à In Salah. A la suite de ce succès les sondages se sont succédé.

Chapitre II Contextes Géologique et Hydrogéologique

Conclusion La région d’In Salah est située sur le rebord Sud occidental du vaste bassin secondaire, exact au Nord du bassin de l’Ahnet. Les terrains du Continental Intercalaire (CI) affleurent largement et occupent la majeure partie de la dépression, allant d’In Salah jusqu’à Timimoune, et se terminent en biseau sur le substratum Primaire et Antécambrien dans la partie ouest et sud de la région. Selon l’échelle stratigraphique, le Mésozoïque (crétacé inférieur) couvre la grande partie de la région d’étude (center de la zone), le Crétacé supérieur couvre le nord, et le sud de plateau Tademaït et le paléozoïque abrite le sud de la région d’étude ainsi que le nord du Hoggar. Du point de vue hydrogéologique, le Continental Intercalaire est la seule et unique nappe d’eau dans la région d’étude, elle est composée de sable, grès, argile et graviers, et affleure tout le long de l’axe reliant Timimoun à In Salah, elle représente la partie à surface libre (un exutoire) du Système Aquifère du Sahara Septentrional, par les forages, les foggaras (artificiels) et les Sebkhas (naturel).

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

L'étude de la chimie des eaux souterraines apporte à l'hydrogéologie une somme considérable de renseignements utiles à la compréhension des phénomènes se produisant dans les systèmes aquifères, par les différents échanges possibles entre l'eau et la roche. Plusieurs approches peuvent être traitées, les plus classiques restent le suivre de l'évolution spatiale et temporelle des différents éléments dissous afin d'estimer leur origine, la profondeur de circulation des eaux ; et d'appréciation de la qualité des eaux vis-à-vis de la potabilité, l’irrigation et l’utilisation industrielle. C’est dans ce contexte et afin de mieux comprendre les spécificités chimiques des eaux de la région d’In Salah, nous avons tenté d’appliquer quelques-unes de ces approches.

I. METHODOLOGIE Notre présente étude a été effectuée, par l’utilisation d’une série des données chimiques, collectées au niveau de l’organise étatique ANRH (Agence Nationale des Ressources Hydriques) de la willaya d’Adrar, sur 8 forages localisés sur notre secteur d’étude, durant deux campagnes environnementales, l’une réalisée en Avril 2004 et la deuxième en Avril 2010. Les échantillons ont été prélevés au niveau des forages de la nappe du Continental Intercalaire de la région d’In Salah (Fig. 17), ces forages ont des profondeurs entre 76,03 et 182,93 m et débits artésiens (Annexe II.1).Ces eaux pompées sont destinés à l’irrigation des terrains agricoles de la région d’In Salah. Ces analyses ont été effectuées au niveau de laboratoire de l’ANRH DRSO Adrar, les analyses physicochimique et chimiques concernent les paramètre suivant : pH, conductivité, minéralisation, 2+ 2+ + + + résidus secs et la dureté totale, et les ions chimiques : Cations (Ca , Mg , Na , K , NH4 ) et Anions - - -2 -3 - - (HCO3 , Cl , SO4 , PO4 , NO2 , NO3 ). La caractérisation chimique des eaux souterraines de notre zone d’étude porte sur : - Une vérification des résultats des analyses physico-chimiques, et aussi la fiabilité des interprétations, par l’utilisation de la méthode de la balance ionique ‘’ BI ‘’ ainsi que le rapport de Conductivité ;

- Une classification des faciès hydrogéochimique, par l’utilisation de la formule caractéristique et des représentations graphiques ;

- Une caractérisation physico-chimique

- Une étude qualitative du point de vue irrigation, par le calcul de plusieurs indices d’irrigation tels que : Kelly’s Ratio (KR), Pourcentage de Sodium (% Na), Sodium Absorption Ratio (SAR), Indice de perméabilité et Magnésium Hazard; mais aussi qu’une comparaison des minimas et maximas de différents paramètres chimiques et indices, par rapport aux directives concernant la qualité des eaux d’irrigation publiées par l’organisation des Nation Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO, 2003).

- Un essai de cartographie a été tenté, pour visualiser la distribution spatiale des différents éléments chimiques et voir son impact sur le secteur d’étude.

- Un essai de détermination de l’origine de la minéralisation des eaux souterraines de la région d’in Salah à travers la modélisation de PHREEQC

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Figure 22 : Localisation des points d’eau de la région d’In Salah

I.1.1. Fiabilité des analyses chimique : La vérification de la fiabilité de l’analyse a été vérifiée par l’utilisation de la méthode de la balance ionique et la méthode du rapport de conductivité.

I.1.1.1. La balance ionique La balance ionique c’est une calcules utilisé pour la vérification de la fiabilité des analyses chimiques par l’équation suivant : 퐜퐚퐭퐢퐨퐧 − 퐚퐧퐢퐨퐧퐬 퐁퐈 = 퐱 ퟏퟎퟎ 횺퐜퐚퐭퐢퐨퐧퐬 + 횺퐚퐧퐢퐨퐧풔 Avec : - BI≤ 2 : Une bonne analyse. - 2 5 : Une mauvaise analyse.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

I.1.1.2. Rapport de conductivité (CE /100) La conductivité molaire diminue généralement avec l'augmentation de la concentration en sel, et d’après C.A.I Appelo et D. Postma (2005), à 25 ° C, la Conductivité Electrique (CE) divisée par 100 donnera, dans la plupart des cas, une bonne estimation de la somme des anions ou des cations (tous deux en meq / L), ∑anions = ∑cations (meq/L) ≈CE /100 (µS/cm) (Appelo et Postma, 2005)

D’où l’élaboration de ces trois règles : Si CE/100≈ cation ou anions  l’analyse est bonne. Si CE/100 ˂ ∑cation ou ∑anions  Sur estimation des concentrations des ∑cation ou ∑anions. Si Si CE/100 ˃ ∑cation ou ∑anions Sous-estimation des concentrations des ∑cation ou ∑anions

I.1.2. Facies hydrogéochimique Les faciès chimiques sont considérés comme étant une description, réalisée par une comparaison aisée, voir une classification de la composition chimique, des eaux naturelles. Pour atteindre cet objectif, on a eu recours aux deux représentations graphiques (le diagramme de Piper et celui de Stabler). Le diagramme de Piper permet de présenter sur un même schéma un grand nombre d'analyses qui peuvent être comparées visuellement de façon simple, il permet aussi d’identifier les familles des faciès hydrogéochimiques. Le diagramme de Stabler est utilisé pour déterminer rapidement les différents titres d'une eau (Faciès, titre d'alcalimétrie, titre en sels d'acides forts et titre d'hydrotimétrie). Pour cela les concentrations étant calculées en pourcent, sont reportés sur deux barres ou colonnes distinctes de même longueur. La détermination des différents titres est alors visuelle. (Source : https://fr.wikipedia.org) La réalisation de ces diagrammes, a été faite en utilisant le logiciel DIAGRAMME 5.6, conçu par Roland Simler du Laboratoire d’hydrogéologie, de l’Université d’Avignon (Version 2004).

I.1.3. Caractérisations chimiques et évaluations spatio-temporelles des eaux souterraines Pour la classification et l’évaluation de la qualité des eaux souterraines destinées à l’irrigation de la région d’étude, une caractérisation physico-chimique et chimique détaillée a été établie, en se basant sur principalement sur la distribution des éléments dans le temps et dans l’espace. Deux évaluations ont été tentés, la première consiste à faire une représentation temporelle des éléments chimiques analysés durant les deux campagnes, par l’utilisation d’histogramme ; et la deuxième montre leurs évolution spatiale dans la région d’In Salah. L’essai de cartographie a été réalisé par l’établissement des cartes d’isoteneurs chimiques superposées sur fond géologique à l’aide des logiciels cartographiques Surfer version 8, Arcgis, version 10.1.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

I.1.4. Qualité des eaux souterraines de la région d’In Salah à des fins d’irrigation La qualité de l'eau utilisée pour l'irrigation est un paramètre essentiel pour le rendement des cultures, le maintien de la productivité du sol et la protection de l'environnement. Ainsi, les propriétés physiques et chimiques du sol, telles que sa structure (stabilité des agrégats) et sa perméabilité, sont très sensibles au type d'ions potentiellement échangeables présents dans les eaux d'irrigation. (Source : https://www.lenntech.fr/applications/irrigation/qualite) Pour déterminer la qualité des eaux de la nappe du Continentale Intercalaire de la région d’In Salah, à des fins d’irrigation, nous avons eu recours au calcul de quelques indices qui peuvent donner des indications pertinentes sur la qualité, ainsi qu’une comparaison des résultats avec les principaux directives de la qualité des eaux irrigation publiés par l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) (Ayers et Westcot 1985)

I.1.4.1. Indices d’irrigation a. Indice Kelly’s Ratio (KR) L’indice KR est le rapport des concentrations de Na+ (meq/L) et la somme de Ca2+ (meq/L) et Mg2+ (meq/L) : Na+ KR = Ca2+ + Mg2+

- KR ≤ 1 : l’eau bonne pour l’irrigation. - KR≥1 : l’eau est mauvaise pour l’irrigation.

b. Pourcentage de Sodium (Na+ %) II est connu que le développement des plantes est très faible ou nul dans les sols saturés en sodium. Le pourcentage du sodium peut être défini comme suit : 푁푎+ + 퐾+ Na+% = 100 푁푎+ + 퐾+ + 퐶푎2+ + 푀푔2+

Tableau 9 : Classification des eaux d’irrigation selon les Na+ %

Classe I Classe II Classe III Classe IV Classe V

Très bonne Bonne Admissible Médiocre mauvaise

%Na <20 20 - 40 40 - 60 60 - 80 >80

c. Méthode Wilcox La classification de Wilcox, est la spatialisation des différents échantillons sur un graphe binaire fondé sur les valeurs de Conductivité en abscisse et les concentrations de Sodium exprimées en pourcentage, en ordonnée.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

d. Sodium Absorption Ratio (S.A.R.) ou Pouvoir Alcalinisant Le rapport d'adsorption du sodium (SAR), exprime l'activité relative des ions de sodium dans les réactions d’échange dans les sols. Cet indice mesure la concentration relative du sodium par rapportau calcium et au magnésium.(Source :https://www.lenntech.fr/applications/irrigation/qualite)

Le SAR est défini par l'équation suivante : Na+ SAR = (Ca2+ + Mg2+)/2

- S.A.R. < 10 : Eaux excellentes (eaux utilisées avec peu de danger d’alcalinisation des sols) - 10 ≤ SAR. ≤ 18 : Eaux bonnes (eaux utilisées avec un danger appréciable d’alcalinisation) - 18≤ SAR. ≤ 26 : Eaux convenables (eaux pouvant provoquer un danger d’alcalinisation) - SAR > 26 : Eaux médiocres (eaux présentant un danger d’alcalinisation très fort.

Suite au calcul de l’indice SAR, une classification des eaux souterraines selon le diagramme de Richards est réalisée. L’interprétation d’effectue selon le tableau suivant : Tableau 10 : Classification de pourcentage de sodium selon Richards

Degrés Qualité Classe L’état d’utilisation

1 Excellente C1 – S2 Eau utilisable sans danger pour l’irrigation de la plupart des cultures, sur la plupart du sol.

2 Bonne C2 – S1 En général, eau pouvant être C2 – S2 utilisée sans contrôle particulier pour l’irrigation de plantes moyennement tolérantes au sel sur sols ayant une bonne perméabilité.

3 Admissible C3 – S1 En général, eau convenant à C3 – S2 l’irrigation de cultures tolérantes au sel sur des sols bien drainés, C2 – S3 l’évolution de la salinité doit cependant être contrôlée

4 Médiocre C4 –S1 En général, eau fortement C4 – S2 minéralisée pouvant convenir à l’irrigation de certaines espèces bien C3 – S3 tolérantes au sel et sur des sols biens drainés et lessivés.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

5 Mauvaise C3 – S4 Eau ne convenant généralement C4 – S3 pas à l’irrigation mais pouvant être utilisé sous certaines conditions : sol C4 – S4 très perméable, bon lessivage et plantes tolérantes très bien au sel

e. Indice de perméabilité Doneen (1964) a classé les eaux d’irrigation en se basant sur l’index de perméabilité (PI : Permeability Index). Il est défini par la relation suivante : 2+ − Na + HCO3 퐼푃 = × 100 Ca2+ + Mg2+ + Na2+ - PI 75% : l’eau est bonne pour l’irrigation - PI 25% : l’eau n’est plus utilisable.

f. Magnésium Hazard En générale, le calcium et le magnésium sont à l’état d’équilibre dans l’eau, le taux élevé de magnésium dans l’eau influe sur la qualité, où il devient de nature alcaline. Le calcul de l’indice de MH déterminé par l’équation suivant : Mg2+ × 100 푀퐻 = Mg2+ + Ca2+ - MH >50 : eau ne conviennent pas - MH <50 : eau convenable

I.1.4.2. Qualité des eaux d’irrigation selon les directives du FAO Les données chimiques attribuées (Annexe II.2 et 3) des deux campagnes de prélèvement (2004-2010), ont été comparées selon la grille des directives de l’organisation des Nation Unies pour l’alimentation et l’agriculture (Food and Agriculture Organization FAO of the United Nations). (Annexe II.7)

I.1.5. Essai de détermination de la minéralisation des eaux souterraines d’In Salah Cette dernière partie de l’étude hydrogéochimique, reste une simple tentative de compréhension des échanges possibles entre les eaux et les formations traversées du Complexe Continentale dans la région d’In Salah. Il est question dans cette étude d’explorer les propriétés géochimiques et de retrouver l’encaissant, qui a été à l’origine de la minéralisation des eaux à travers la modélisation de PHREEQC Le programme PHREEQC, détermine les différentes espèces minérales, en terme, d’indice de saturation ; pour notre cas, on a calculé les indices de saturation de : la calcite, de l’aragonite, de la dolomite, du gypse et de l’anhydrite. Le choix de ces minéraux carbonatés et évaporitiques est relatif aux données chimiques disponibles pour les eaux souterraines de la zone d’étude.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

. Indice de saturation Sur la base des équilibres thermodynamiques, la tendance des formes chimiques entre la phase dissoute et la phase minérale a été examinée. L’IS calculé exprime le degré d’équilibre chimique entre l’eau et le minéral dans la matrice de l’aquifère et peut être considéré comme une mesure du processus de dissolution et/ou précipitation concernant l’interaction eau-roche (El Hammoumi, 2012 in Benfdal, 2015). Les minéraux étudiés sont :  Les minéraux évaporitiques dans l’eau : Les principaux minéraux évaporitiques sont la Halite (NaCl), le gypse (CaSO42H2O) et l’anhydrite (CaSO4) ;  Les minéraux carbonatés dans l’eau : L’aragonite ou la calcite composé de carbonate naturel de calcium a une formule de CaCO3, la dolomiteformée de carbonate de calciumet de magnésium de formule CaMg(CO3)2.

II. RESULTATS ET INTERPRETATIONS II.1. Validations des analyses II.1.1. Balance ionique Le tableau 11regroupe les différents points d’eau de la zone d’étude, par rapport aux pourcentages de leurs BI calculées. (Annexe II.4) Tableau 11 : Résultats de la vérification des analyses physico-chimique par la BI BI Bonne Analyse Mauvaise analyse acceptable analyse Avril 2004 P1, P2, P3, P4, P6, P5 – P7 / Forages P8 Avril 2010 P1, P2, P3, P4, / / P5, P6, P7, P8

Les résultats montrent que seuls les échantillons d’eau des forages P5 et P7 de la campagne d’Avril 2004 ont des analyses acceptables.

II.1.2. Rapport de conductivité

Les résultats des calculs des Rapports de conductivité CE/100 (Tab. 12), montrent que les analyses de la campagne de 2004, sont majoritairement (75% des forages) en sous-estimation des concentrations réelles des ions, a l’inverse pour 2010, où le même pourcentage de forage est en sur estimation. Tableau 12 : Résultats de la vérification des analyses physico-chimique par le rapport CE/100 CE /100 Bonne analyse Sous-estimationdes Sur estimation des CE = ∑R+ où ∑R- ∑R+ où ∑R- ∑R+ où ∑R- P3 P1, P4, P5, P6, P7, P2 Avril 2004 P8 P3, P5 P1, P2, P4, P6, P7, / Avril 2010 P8

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

II.2. Faciès hydrogéochimiques Le report de résultats des analyses des 8 échantillons des deux campagnes de prélèvements sur les diagrammes (Piper, Stabler), sont représentés successivement sur les figures 23 et 25.

D’après le diagramme de Piper (Fig. 23, a et b), les eaux de la nappe du C I de la région d’In Salah, sont classées en une seule famille de faciès appelée : Famille des faciès Hyper chlorurée sodique et potassique ou sulfatée sodique.

Sur le diagramme de Stabler (Fig. 24), les représentations des teneurs chimiques des différents points d’eau, montrent que, le faciès des eaux souterraines sont chloruré sodique et sulfaté sodique pour les deux campagnes. Avec une mutation temporelle du facies sulfaté sodique vers celui du chloruré sodique pour P4, et l’inverse pour P6 et P7. L’alcalinité reste très faible pour l’ensemble des forages analysés.

II.3.Caractérisations physico-chimiques et chimique des eaux souterraines Les résultats des analyses chimiques (Maximas, Minimas, Moyennes et Ecart types) sont affichés au Tableau 13.

II.3.1. Paramètres physico-chimiques II.3.1.1.Potentiel d’hydrogène pH : Les valeurs de pH mesuré dans notre région varient entre 7,01 et 7,9 avec une moyenne de 7,37 et un écart type de 0,26 pour la campagne de 2010 ; ces valeurs restent relativement neutres à légèrement basiques.

II.3.1.2. Conductivité électrique C.E :Avec des valeurs comprises entre 3,06 mS/cm et 4,14 mS/cm (Moyenne de 3,54mS/cm et Ecart type de 4,44 mS/cm) en Avril 2004, et entre 3,06 mS/cm et 4,14 mS/cm (Moyenne de 3,63 mS/cm et Ecart type de 0,4 mS/cm) en Avril 2010 . La conductivité électrique des eaux souterraines est très élevée, traduisant une grande concentration en sels dissous.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Figure 23 : Représentation des faciès hydrogéochimiques sur le diagramme de Piper

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Figure 24 : Représentations des facies hydrogéochimique sur diagramme de STABLER

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Tableau 13 : Variation des paramètres chimiques des eaux souterraines de la région d’In Salah

2+ 2+ + + + - 2- - - - 3- Paramètres pH CE TDS RS TH Ca Mg Na K NH4 Cl SO4 HCO3 NO3 NO2 PO4

(mS/cm) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)

Av. 3,06 1946 2000 78 193 65 320 20 0 400 500 140 10,5 0 0 2004 Min. Av. 7,01 3,06 2011 1945 84 144 90 300 29 0 500 610 76 5 0 0 2010

Av. 4,3 2604 2720 98 250 96,7 500 40 0,03 875 850 192 48 0,086 0,08 2004 Max. Av. 7,9 4,14 2759 2620 108 226 168 510 48 0,01 972,5 1000 146 53 0,03 0,001 2010

Av. 3,54 2190,25 2373,75 88,5 218,5 80,85 377,5 32,75 0,008 615,625 671,125 164,338 29,888 0,017 0,014 2004 Moy. Av. 7,37 3,63 2366,75 2295,625 95,5 185,125 118,125 402,25 38,625 0,0021 646,563 818,125 125,25 32,625 0,011 0,00079 2010

Av. 0,44 214,17 242,6012 6,3919 19,161 10,092 69,23 6,386 0,01 171,619 108,022 16,136 16,244 0,029 0,027 2004 Ecart Type Av. 0,26 0,40 277,92 273,30 8,21 26,86 22,78 77,97 6,78 0,0034 170,61 134,79 22,61 19,72 0,012 0,0004 2010

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

II.3.1.3. Minéralisation : D’après les teneurs de la minéralisation enregistrées pour les deux périodes de 2004 et de 2010 (Tab. 1 et 2AnnexeII), et la classification selon la conductivité donnée sur le tableau 14, les eaux de la nappe du CI de la zone d’étude ont une minéralisation élevée. Tableau 14 : Minéralisation des eaux selon les valeurs de conductivité

Conductivité Minéralisation

C E< 100μS/cm Minéralisation très faible

100μS/cm < CE<200μS/cm Minéralisation faible

200μS/cm < CE<333μS/cm Minéralisation moyenne

Minéralisation moyenne 333μS/cm

666μS/cm < CE<1000μS/cm Minéralisation importante

CE >1000μS/cm Minéralisation élevée

II.3.1.3. Résidus secs : Le résidu sec représente la teneur en matières sèches inclut à la fois les matières en suspension et les sels dessous contenue dans l’eau. L'ensemble des eaux analysées à In Salah) montre que les concentrations en résidus secs sont assez élevées (Tab. 13) avec des moyennes et des écarts types successives de 2373,75mg/L et 242,60mg/L(2004) et de de 2295,62mg/L et273, 30 mg/L(2010). II.3.1.4. Dureté Totale : Selon les teneurs du titre hydrométrique citées précédemment et le tableau de classification (Tab. 15), les eaux souterraines sont très dure. Tableau 15 : Classification des eaux selon leur dureté totale en F° (OMS, 1994) dureté totale 0 à 5 5 à 15 15 à 25 25 à 35 ≥ 35 en (°F) type de l'eau Très douce Douce Moyennement Dure Très dure douce

II.3.2. Ions majeurs II.3.2.1. Calcium (Ca+2) : les concentrations en Calcium des eaux souterraines d’In Salah varient entre 193 mg/L (P4) et 250 mg/L(P1) en 2004 et 144 mg/L (P6) et 226 mg/L (P7) en 2010, avec des moyennes respectives de 218,5 mg/L et 185,125 mg/L. II.3.2.2.Magnésium (Mg+2) : In Salah présente des eaux souterraines avec des teneurs en magnésium comprises entre des minimas de 193 mg/L (P1) en 2004 et 90 mg/L (P5) en 2010 et des maximas de 96.7 mg/L (P8) en 2004 et 168 mg/L (P7) en 2010, ainsi que des moyennes de 80,85 mg/L et 118,125 mg/L. II.3.2.3.Sodium (Na+) : Les moyennes des concentrations en Sodium oscillent entre 377,5mg/L (2004) et 402,25(2010), avec des écarts types successives de 69,23mg/L et 77,97mg/L.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

II.3.2.4. Potassium (K+) : les concentrations moyennes et les écarts types du potassium sont compris respectivement de 32,75mg/L et 6,38mg/L pour 2004 et de 38,62mg/L et 6,78mg/L pour l’année 2010. - II.3.2.5. Bicarbonates (HCO3 ) : Dans un intervalle compris entre 76 mg/L (P4) et 192 mg/L (P8) entre les deux périodes d’analyse, les teneurs en Bicarbonates ont des moyennes successives de 164,33mg/l et de 125,25mg/L. II.3.2.6. Chlorure (Cl -) : Les teneurs en chlorures des eaux de la région d’In Salah sont relativement élevées, avec des moyennes et des écarts types respectives de 615,62 mg/L et 171,61 mg/L (2004) et 646,56 mg/L et 170,61 mg/L (2010) -2 II.3.2.7. Sulfates (SO4 ) : des minimas de 500 mg/L (P1) en 2004 et 610 mg/L (P8) en 2010 et des maximas de 850 mg/L (P3) en 2004 et 1000 mg/L (P4) en 2010, comme les chlorures, les teneurs en sulfates sont très élevées dans les eaux de la nappe du CI de la zone d’étude. II.3.3. Ions indicateurs de pollution + II.3.3.1. Ammonium (NH4 ) : présente des valeurs de concentrations très faibles entre nulle et 0.01 mg/L enregistrées durant les deux campagnes d’analyses. - II.3.3.1. Nitrates (NO3 ) : entre les deux périodes, des concentrations en Nitrates s’étalent dans un intervalle compris entre5 mg/L (P4 et P8 en 2010) et 10,5 mg/L (P8 en 2010) à 48mg/L (P4 en 2004) et 53 mg/L (P2 en 2010). - II.3.3.2. Nitrites (NO2 ) : En générale les teneurs en Nitrite dans la région d’étude presque nulles, avec des concentrations moyennes presque égales entre les deux périodes (0,01 mg/L) 3- II.3.3.3. Phosphates (PO4 ) : Leurs concentrations sont très faibles avec des moyennes respectives de 0,014 mg/L (2004) et 0,007 mg/L (2010).

II.3.Evaluation spatio-temporelle des éléments chimiques des eaux

Les histogrammes représentants l’évolution spatio-temporelle des différents paramètres chimiques des eaux de la nappe du Continental Intercalaire de la région d’In Salah, sont représentés sur la figure 25. L’évaluation spatiale (géographique), a été effectuée avec quelques éléments chimiques (Sodium, Chlorure, Sulfate, et Nitrate). Les différentes cartes d’isoteneurs sont représentées sur la figure 26.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

CE (mS/cm ) Minéralisation (mg/L) Résedu sec (mg/L) 5 3500 3000 4 3000 2500 2500 2000 3 2000 1500 2 1500 1000 1000 1 500 500 0 0 0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

TH (mg/L) Ca2+ (mg/L) Mg 2+(mg/L)

120 300 200 100 250 150 80 200

60 150 100 40 100 50 20 50 0 0 0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Avril 2004 Avril 2010

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Na+ (mg/L) K+ (mg/L) - - HCO3 (mg/L) Cl (mg/L) 600 60 250 1200 500 50 1000 400 200 40 800 150 300 30 600 100 200 20 400 100 10 50 200 0 0 0 0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

SO 2- (mg/L) 4 - - PO 3- (mg/L) NO3 (mg/L) NO2 (mg/L) 4 1200 60 0,1 0,1 1000 50 0,08 0,08 800 40 0,06 0,06 600 30 0,04 400 20 0,04 200 10 0,02 0,02 0 0 0 0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Avril 2004 Avril 2010

Figure 25 : Evaluation spatio-temporelle (Histogrammes) des paramètres chimiques des eaux souterraines de la région d’In Salah

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

. Discussion

Les différentes représentations spatio-temporelles illustrées (Fig. 25 et26)montrent que : - Globalement La minéralisation des eaux souterraines de la région d’étude est plus importante en Avril 2010, cela est justifié par une légère augmentation des concentrations de la plupart des éléments presque dans tous les forages d’observation ; à l’exception des bicarbonates, des Nitrites et phosphates.

- La présence des teneurs en nitrates, nitrites, et phosphates (éléments indicateurs de pollution agricole) dans les eaux souterraines, indique une utilisation des éléments nutritionnels (Azote, et phosphore) pour les cultures de la région d’étude.

- De par la distribution géographique des forages et des cartes d’isoteneurs des différents éléments chimiques (Fig. 26), on constate que l’augmentation des concentrations s’effectue selon la direction Nord-Est vers le Sud-Ouest en période de 2004, ce qui nous laisse supposé qu’il y a un enrichissement des eaux au contact avec des formations dunaires et quaternaires de la région.

- Alors que sur les cartes de 2010, les courbes d’isoteneurs des différentes éléments, sont plus rapprochées et plus concentriques vers Nord-Est, ou se localisent les forages P2 et P4, ceci est dû, d’abord aux écarts entre les concentrations des éléments chimiques de cette campagne (Tab. 13) mais aussi aux teneurs élevées dans les deux forages cités.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Na+ Avril 2004 Avril 2010

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Cl- Avril 2004 Avril 2010

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

2- SO4 Avril 2004 Avril 2010

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

- NO3 Avril 2004 Avril 2010

Figure 26 : Cartes d’Isoteneurs de quelques éléments chimiques des eaux souterraines de la région d’In Salah

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

II.4. Qualité des eaux souterraines de la région d’In Salah (Irrigation) II.4.1. Indices d’irrigation II.4.1.1.Kelly’s Ratio (KR) D’après le tableau 16, nous remarquons que les eaux qui ont un KR> 1, sont des eaux de mauvaise qualité pour irrigation (P7, P8 et P4), le reste des forages ont des eaux de bonne qualité pour l’irrigation (Annexe II.5). Tableau 16 : Résultats des indices de KR

Avril 2004 Avril 2010

KR>1 P7, P8 P4, P7, P8

KR<1 P1, P2, P3, P4, P5, P6 P1, P2, P3, P5, P6

II.4.1.2.Pourcentage de Sodium (% Na+) D’après le tableau 17représentant la classification des eaux de la région en fonction du pourcentage en Sodium calculé (Annexe II.5), la totalité des forages se classent dans la classe III (Admissible pour l’irrigation). Tableau 17 : Classification des eaux d’irrigation selon le %Na

Classe I Classe II Classe III Classe IV Classe V

Très bonne Bonne Admissible Médiocre mauvaise

%Na <20 20 – 40 40 - 60 60 - 80 >80

Points Totalitédes

d’eau 2004 forages

Points Totalité d’eau 2010 des\\ Forages

Alors que d’après le diagramme de Wilcox (Fig. 27), les eaux souterraines de la région d’étude, se classaient entre médiocre (P4) et mauvaise (Reste des forages) en 2004 à mauvaise pour l’ensemble des forages en 2010.

II.4.1.3.Sodium Absorption Ratio (SAR) ou Pouvoir Alcalinisant D’après la classification du Sodium Absorption Ratio, (Annexe II.5), tous les forages ont des valeurs inférieures à 10, qualifiant leurs eaux d’excellentes. Sur le diagramme de Richards(Fig. 28), Le report des valeurs du SAR en fonction de la conductivité, montre que tous les forages sont dans la classe C4-S2, qualifiant l’eau souterraines d’In Salah, une eau fortement minéralisée pouvant convenir à l’irrigation de certaines espèces bien tolérantes au sel et sur des sols biens drainés et lessivés.

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Figure 27: Diagrammes de Wilcox

Figure 28 : Diagrammes de Richards

Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

II.4.1.4.Indice de perméabilité D’après le tableau 18, et annexe II.5nous remarquons que les eaux de tous les forages pour les deux périodes, sont dans la zone intermédiaire IP proche de 50%, ce qui nous permet des classées dans les eaux admissibles pour l’irrigation. Tableau 18 : Résultats des indices de perméabilité

Avril 2004 Avril 2010

PI≥75% / /

PI ≤ 25% / /

II.4.1.5.Magnésium Hazard En Avril 2004, les eaux de la totalité des forages convenaient à l’irrigation selon l’indice MH, alors qu’en Avril 2010, presque la moitié des forages sont devenus inconvenables à l’irrigation (Tab. 19et Annexe II.5) Tableau 19 : Résultats des Indices M H

M H Avril 2004 Avril 2010

MH> 50% / P2, P4, P6

MH< 50% Tous les puits P1, P3, P5, P7

II.4.1. Classification des eaux d’irrigation selon les directives du FAO Le report de résultats des paramètres chimiques des 08 échantillons d’eau des forages pour les deux périodes de campagne, sur le tableau de classification de la qualité des eaux d’irrigation selon le FAO (Tab. 20), indique que : - Du point de vue salinité, les eaux souterraines de la région sont classées dans les eaux qui présentent des problèmes importants pour l’irrigation ;

- Pour l’infiltration, aucun problème d’irrigation ne provient des eaux d’In Salah ;

- Concernant les ions toxiques, le Sodium pose problème pour les eaux d’irrigation de la région, alors que les chlorures, sont à un degré moins (Faible à modéré),

- Tandis que pour les effets divers sur cultures sensibles, les forages se répartissent entre les deux classes faibles à modéré et importante relatif aux problèmes liés au nitrate, quant aux bicarbonates, ils se classent pour les deux campagnes en classe Faible à modéré. Les eaux souterraines d’In Salah appartiennent au rang normal du pH

54 Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Tableau 20 : Classification des eaux d’irrigation de la région d’étude selon directives du FAO (Ayers et Westcot 1985, FAO, 2003)

Classification selon FAO Problèmes potentiels Année Aucun Faible à Important d'irrigation Modéré

Salinité C.E 2004 // // 08 Forages (mS/cm) 2010 // // 08 Forages

TDS (mg/L) 2004 // P4 P1-P2-P3- P5-P6-P7- P8

2010 // // 08 Forages

Infiltration S A R et CE 2004 08 Forages // //

2010 08 Forages // //

Ions toxiques Sodium 2004 // // 08 Forages (meq/L)

2010 // // 08 Forages

Chlorure 2004 // 08 Forages // (meq/L) 2010 // 08 Forages //

Nitrate 2004 // P1-P3-P7-P8 P2-P4-P5-P6

(mg/L) 2010 // // 08 Forages

Effets divers Bicarbonate 2004 // 08 Forages // (sur les cultures (meq/L) sensibles) 2010 // 08 Forages //

Rang Normale 6,5 – 8,4 pH 2004 08 Forages

55 Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

II.5. Essai de détermination de la minéralisation des eaux II.5.1. Indice de saturation Les résultats de calcul d’indice de saturation par le programme Phreeqc, de tous les forages analysés sont mentionnés sur le tableau suivant (Tab. 21)

Tableau 21 :L’indice de saturation selon Phreeqc

Minéraux carbonatés Minéraux évaporitiques

Aragonite Calcite Dolomite Anhydrite Gypses Halite

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 04 10 04 10 04 10 04 10 04 10 04 10

P1 ------0,24 0,54 0,1 0,4 0,44 0,7 0,97 0,92 0,76 0,7 5,22 5,23

P2 ------0,4 0,37 0,26 0,51 0,57 1,24 0,9 1,02 0,68 0,81 5,45 5,48

P3 ------0,39 0,22 0,25 0,08 0,54 -0,1 0,86 0,84 0,64 0,62 5,41 5,42

P4 ------0,39 0,54 0,25 -0,4 0,59 0,41 0,92 0,99 0,7 0,77 5,55 5,07

P5 ------0,33 0,08 0,19 0,22 0,44 0,47 0,92 0,94 0,7 0,72 5,42 5,4

P6 ------0,39 0,44 0,25 0,3 0,62 0,35 0,94 1,03 0,72 0,81 5,36 -5,4

P7 ------0,26 0,16 0,11 0,01 0,31 0,03 0,97 0,82 0,75 0,6 5,09 5,16

P8 - - - - 0,26 0,02 0,11 0,12 0,26 0,36 -0,94 -1,04 -0,72 -0,82 -5,03 -5

Les résultats mentionnés sur le tableau 21 et la figure 29, montrent que : Globalement, les eaux des forages pendant les deux campagnes d’analyse, sont sous saturés (IS<0), par rapport à l’ensemble des espèces minérales étudiées, à l’exception de P2, P5 et P8 en Avril 2010, ou des valeurs positives sont enregistrés (IS>0), en ce qui concerne les minéraux carbonatés. Les minéraux évaporitiques sont en état de sous saturation, particulièrement par rapport à la halite (-5

56 Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

Pour les minéraux carbonatés, l’état de sous saturation des eaux, indique aussi une dissolution, prévenant probablement des formations continentales qui contiennent du calcaires, dolomies mais aussi des marnes et d’argiles. Seuls trois forages font exception en 2010, en présentant un état relativement d’équilibre par rapport à l’aragonite et calcite, et légèrement de sur saturation pour la dolomite, impliquant la précipitation probable des éléments chimiques qu’ils la composent.

57 Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

1,5 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 0 1 -0,1 0,5 -0,2 Aragonite Aragonite

-0,3 Calcite S I 0 Calcite

IS P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 Dolomite -0,4 Dolomite -0,5 -0,5 -1 -0,6

-0,7 -1,5

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 0 0 -1 -1 -2 Anhydrite Halite -2 -3 Gypsum Gypsum

IS -4 IS -3 Halite Anhydrite -5 -4 -6 -5 -7 -6 -8

Avril 2004 Avril 2010

Figure 29 : variation des valeurs d’IS des minéraux carbonatés et évaporitiques

58 Chapitre III Hydrogéochimie et qualité

III. CONCLUSION L’étude hydrogéochimique réalisée pour les eaux souterraines de la nappe du CI de la région d’In Salah, destinées à l’irrigation, démontre que :  L’eau souterraine du secteur d’étude, présente une minéralisation très élevée de l’ordre de 2g/L, causée par de forte concentration d’ions principalement chlorures, sodium et sulfate ;

 Les faciès hydrogéochimiques des eaux souterraines de la région, sont Chloruré sodique et Sulfaté sodique ;

 Les histogrammes et cartes d’isoteneurs des paramètres chimiques des eaux, indiquent une augmentation de la minéralisation à l’échelle temporelle (Minéralisation plus élevées en 2010 par rapport à celle de 2004), ainsi qu’à l’échelle spatiale (l’augmentation des concentrations s’effectue selon la direction Nord-Est vers le Sud-Ouest) ;

 Du point de vue irrigation, et par utilisation de plusieurs indices (KR, SAR, Na%, Wilcox,…), en moyenne, les eaux souterraines se classent dans les catégories admissiblesà mauvaises pour l’usage agricole ; alors que les directives du FAO concernant la qualité de eaux d’irrigation,estiment que ces eaux présentent des problèmes potentiels importants à modérés liés à la salinité, l’infiltration, et les ions toxiques.

 La présence des teneurs en nitrates, nitrites, et phosphates (éléments indicateurs de pollution agricole) dans les eaux souterraines, indique une utilisation des éléments nutritionnels (Azote, et phosphore) pour les cultures de la région d’étude.

 La classification hydrogéochimique par l’utilisation des indices de saturations des minéraux carbonatées et évaporitiques, montre une forte dissolution des éléments chimiques correspondants aux espèces chimiques étudiées.

 Ce qui nous laisse supposer que l’acquisition du chimisme des eaux souterraines de la nappe Continentale Intercalaire de la région d’In Salah, s’effectue au fur et à mesure de son transfère dans les formations continentales et marines d’âge Crétacé au Mio-Pliocène, constituées d’une alternance de grès, sables, sables argileux et d'argiles, de calcaires, dolomies et de marnes, ainsi que d'évaporites.

59 Chapitre IV Approche statistique

IV. ANALYSE STATISTIQUE Les deux approches, hydrogéochimique et statistique sont utilisées pour traitement des résultats des analyses chimiques. L’application statistique de ce présent chapitre est basée sur l’utilisation de la technique de l'analyse des corrélations, de la Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) et l’Analyse en Composantes Principale (ACP) sur des variables quantitatives (11 espèces chimiques) dans le but de résumer les liens entre eux et de dresser une ``carte'' d’individus (8 forages) indiquant leur position par rapport à ces liens. Ces traitements statistiques sont utilisés dans le but de comprendre les phénomènes de minéralisation des eaux de la nappe Continentale Intercalaire, et de localiser d’éventuels problèmes de pollution. Ces méthodes de traitement statistique ont été réalisées, à l’aide du logiciel XLSTAT 2015

IV.1. Analyses des corrélations C’est une technique qui permet d'étudier la relation qui pourrait exister entre deux variables quantitatives X et Y (pour notre étude, éléments chimiques de l’eau): La mesure de cette corrélation est obtenue par le calcul du coefficient de corrélation linéaire, elle a pour objet de mesurer l'intensité de la liaison linéaire entre les deux variables, sa valeur est comprise entre -1 et 1. cov(x, y) r   (x) (y) Pour pouvoir parler de forte liaison entre x et y, il faut que la valeur absolue de « r » atteigne au moins 0.8 Deux variables peuvent être en : - Corrélation positive : Toute augmentation au niveau de X correspond à une augmentation au niveau de Y. Les deux variables varient dans le même sens et avec une intensité similaire. - Corrélation négative : Toute augmentation au niveau de X correspond à une diminution au niveau de Y. Les deux variables varient dans deux sens opposés et avec une intensité similaire - coefficient de corrélation nul : Absence de corrélation linéaire.

IV.2. Classification Hiérarchique Ascendante (ACH) Le principe de la CAH est de rassembler des individus selon un critère de ressemblance défini au préalable qui s’exprimera sous la forme d’une matrice de distances, exprimant la distance existant entre chaque individu pris deux à deux. Deux observations identiques auront une distance nulle. Plus les deux observations seront dissemblables, plus la distance sera importante. La CAH va ensuite rassembler les individus de manière itérative afin de produire un dendrogramme ou arbre de classification. La classification est ascendante car elle part des observations individuelles ; elle est hiérarchique car elle produit des classes ou groupes de plus en plus vastes, incluant des sous-

Chapitre IV Approche statistique groupes en leur sein. En découpant cet arbre à une certaine hauteur choisie, on produira la partition désirée. (Larmarange J. et all, 2017). Par l’utilisation de la méthode de regroupement des lignes, par méthode de Dissimilarité, par application de la Distance euclidienne, et la méthode d’agrégation (Méthode de Ward), le logiciel à fourni : - Le traitement statistique descriptif - La matrice de proximité (Distance Euclidienne) - Décomposition de la variance pour la classification optimale - Barycentres des classes et les distances entre les classes - Et les représentations graphiques en dendrogrammes

Cette classification hiérarchique réalisée à partir des valeurs de concentration des éléments chimiques, a permis de classer les forages d’eau en groupe et de renforcer et compléter les informations de l’ACP.

IV.3. Analyse en Composante Principale (ACP)

L’objectif de cette analyse étant de décrire et/ou de classer les données chimiques, pour permettre l’interprétation du fonctionnement hydrogéochimique. L’A.C.P. peut être considérée comme une méthode de projection qui permet de projeter les observations depuis l'espace à p dimensions des p variables vers un espace à k dimensions (k < p) tel qu'un maximum d'informations soit conservée (l'information est ici mesurée au travers de la variance totale du nuage de points) sur les premières dimensions. Si l'information associée aux 2 ou 3 premiers axes représente un pourcentage suffisant de la variabilité totale du nuage de points, on pourra représenter les observations sur un graphique à 2 ou 3 dimensions, facilitant ainsi grandement l'interprétation (Kaouani et al., 2007 in Benfdal, 2015). IV.3.1.Analyse factorielle L’analyse factorielle (AF) est une méthode de synthèse qui permet de représenter un espace multidimensionnel par un espace de dimensions réduites qui soit une bonne approximation de l’espace multidimensionnel (Saporta A., 1990). Il s’agit d’expliquer les relations observées entre les fluctuations des teneurs des divers éléments dosés, en termes de relation plus simples et surtout plus fondamentales. Le but de notre étude, est de déterminer au moyen d’une approche statistique, les facteurs qui influencent sur la plus grande variabilité des éléments chimiques. IV.3.2. Cercles de corrélations Corrélation entre les axes factoriels et les variables. Chaque axe factoriel décrit une corrélation entre les variables analysées, les axes factoriels représentent les axes des éléments chimiques. Sur le plan factoriel, les analyses des données se distribuent avec de nouvelles coordonnées qui dépendent du comportement des variables.

Chapitre IV Approche statistique

V. APPLICATIONS, RESULTATS ET DISCUSSIONS Les différentes analyses statistiques (Corrélations, ACP et ACH) ont procédé sur les données chimiques de 8 forages de la nappe CI de la région d’In Salah, sur deux périodes de campagne (2004 et 2010). L’analyse statistique descriptive a été déjà traitée au chapitre précèdent [Titre : II.3.1 (Tab. 13)].

2++ + + 2+ - - 2- 11 variables ont été traitées, à savoir les ions majeurs (Ca , Na , K , Mg , Cl , HCO3 , SO4 ) et + - - 3- éléments indicateurs de pollution (NH4 ,NO3 , NO2 , PO4 ). Les résultats de l’analyse vont être classés comme suit : - Matrices de corrélation - Calculs des axes factoriels - Analyse graphique : ACH, ACP (Variables et Individus)

V.1. Matrices des corrélations Le coefficient de corrélation sert à calculer la relation statistique entre les 11 variables, D’après les coefficients de corrélation du tableau 22 et 23, nous remarquons que les eaux souterraines de la zone d’étude, présentent les caractéristiques suivantes :  Les valeurs de coefficient de corrélation entre -0,906jusqu’à 0,994; 2+ - + - - + - 3- -  On a une bonne corrélation (r> 0,8) entre Ca / Cl ; Na / HCO3 Cl ,Na / Cl , et PO4 /NO2 + + + - + - + - + (2004) et Na /K , Na /Cl , K /Cl et négativement NO3 /Na et NO3 /K (2010) ; + + 2+ - 2+ + - - +  et entre /Na , Ca /PO4 3, Mg / Na , Cl /HCO3 Na , pour les corrélations moyennes -2 - (0,6

Variables Ca2+ Mg2+ Na+ K+ NH4+ HCO3- Cl- SO42- PO43- NO2- NO3- Ca2+ 1 Mg2+ -0,016 1 Na+ 0,622 0,685 1 K+ -0,423 0,588 0,027 1 + NH4 -0,08 -0,02 -0,32 0,313 1 - HCO3 0,56 0,591 0,903 -0,082 -0,102 1 Cl- 0,866 0,357 0,875 -0,305 -0,357 0,729 1 2- SO4 -0,823 0,373 -0,313 0,520 0,126 -0,271 -0,631 1 3- PO4 0,642 -0,589 -0,060 -0,775 0,171 0,083 0,294 -0,565 1 - NO2 0,588 -0,750 -0,131 -0,848 -0,024 -0,009 0,244 -0,671 0,944 1 - NO3 -0,777 -0,405 -0,839 0,203 0,227 -0,787 -0,839 0,339 -0,372 -0,247 1 (00)Corrélation moyenne, (00) Corrélation forte

Chapitre IV Approche statistique

Tableau 23 : Matrice de corrélation entre les éléments physicochimiques (2010).

2+ 2+ + + + - 2- 3- - - Variables Ca Mg Na K NH4 HCO3- Cl SO4 PO4 NO2 NO3 Ca2+ 1 Mg2+ -0,553 1 Na+ 0,224 0,492 1 K+ 0,132 0,511 0,983 1 + NH4 -0,294 0,150 -0,517 -0,555 1 - HCO3 0,455 -0,785 -0,415 -0,477 0,191 1 Cl- 0,196 0,415 0,881 0,857 -0,386 -0,128 1 2- SO4 0,070 0,326 0,329 0,298 -0,252 -0,634 -0,124 1 3- PO4 -0,519 0,499 -0,280 -0,197 0,390 -0,577 -0,430 0,314 1 - NO2 -0,064 0,585 0,546 0,475 0,082 -0,520 0,234 0,751 0,109 1 - NO3 -0,148 -0,591 -0,891 -0,889 0,425 0,457 -0,906 -0,105 0,132 -0,290 1 (00)Corrélation moyenne, (00) Corrélation forte

V.2. Axes factoriels La représentation des valeurs propres des axes en pourcentage exprimées par chaque facteur aide à connaître le nombre de facteurs nécessaires.

- Pour la campagne d’Avril 2004 : Le tableau ci-dessous (Tab.24), présente les valeurs propres et leurs contributions.

Tableau 24 : Valeurs propres des axes et leurs contributions (2004)

Facteur Valeur propre Variabilité (%) Cumul (%) F1 5,11 46,493 46,49 F2 3,66 33,351 79,84 F3 1,15 10,464 90,30 F4 0,61 5,601 95,90

F5 0,296 2,694 98,60

F6 0,147 1,339 99,94

F7 0,006 0,059 100

On ne retient que les deux premiers axes principaux (F1, F2), puisqu’ils expriment 79,84% de la variance totale, avec 46,49% pour le premier facteur, et 33,35 % pour le deuxième facteur. - Pour la campagne d’Avril 2010 :

Une représentation des pourcentages des valeurs propres est illustrée dans le tableau 25, indique un pourcentage cumulé de 72,5% des deux premiers facteurs F1 et F2, de la variation totale, avec 45,08% pour F1 et 27,46% pour F2.

Chapitre IV Approche statistique

Tableau 25 : Valeurs propres des axes et leurs contributions (2010)

Facteurs Valeur Variabilité % cumulé propre (%) F1 4,960 45,088 45,088 F2 3,021 27,462 72,550 F3 1,424 12,944 85,494 F4 0,911 8,280 93,774

F5 0,497 4,519 98,293 F6 0,120 1,095 99,388 F7 0,067 0,612 100,000

V.3. Analyse graphique Ces différents résultats des analyses statistiques sont présentés en Annexe III [ACH (A.III.1) et ACP(A.III.2)] V.3.1. Présentation par Classification Hiérarchique Ascendante (ACH) Les dendrogrammes issu de la ACH (Fig. 30), ont donné trois principaux regroupements des individus, nous identifions : On observe pour la campagne d’Avril 2004 : Groupe 1 : nommé C1, contient P1 et P6, présentant une minéralisation moyenne Groupe 2 : nommé C2, P3, P4, P2, P5, localisés au Nord est de la région (Fig.22), ce groupe contient la majorité des forages caractérisés par une minéralisation faible. Groupe 3 : nommé C3, P7 et P8, se trouvant au sud-ouest de la région d’In Salah (Fig.22), ils sont caractérisés par une forte minéralisation. On ce qui concerne la campagne d’Avril 2010, les groupes observés sont : Groupe 1 : nommé C1, il concerne les forages P1, P2, P3, P5 et P6, ce groupe affiche une minéralisation forte à moyenne. Groupe 2 : nommé C2, constitué de P4 et P7, qui traduisent une très forte minéralisation, surtout par rapport aux concentrations en Sulfates, de l’ordre de 960mg/L (P7) à 1000 mg/L(P4) Groupe 3 : nommé C3, il contient qu’un seul forage P8, qui présente une minéralisation relativement faible. V.3.2. Présentation de l’Analyse en Composante Principale (ACP) Les composantes principales les plus intéressantes pour observer la distribution des variables et des individus sont réalisées suivant le plan factoriel F1-F2 avec des pourcentages cumulés successifs de 79,84% et 72,5% pour 2004 et 2010. L’analyse des variables selon le plan factoriel F1/F2 du tableau 25, et la figure 30 montrent que :

Chapitre IV Approche statistique

 Pour 2004, le facteur 1exprimant 46,49 % de l’inertie totale, est essentiellement très bien corrélé avec les variables : Calcium, Chlorure (corrélation positive) et Nitrate (Corrélation négative) et à un degré moindre Sodium, Bicarbonate et Phosphate (Corrélation +) et Sulfates (Corrélation -), alors que pour 2010, F1 (45,08 %), les bonnes corrélations sont avec Sodium et Potassium (Corrélation +) et Nitrate (Corrélation -). Ce facteur F1 pour les deux périodes, représente le pôle des minéralisations, il est en bonne partie issus de l’interaction eau-roche  Le facteur 2exprime 33,35% de l’inertie totale du nuage, il est caractérisé parle Magnésium, suivis par le Nitrite et Phosphate et Sodium et Potassium(2004), le F2 (27,46%) pour les données de 2010, affiche une bonne corrélation positive avec le Phosphate, et une corrélation plus faible et négative avec le Sodium, Magnésium et le Bicarbonate.

Tableau 26 : Corrélation entre les variables et les axes

Avril 2004 Avril 2010

Variables F1 F2 F1 F2 Ca2+ 0,947 -0,049 0,026 -0,708 Mg2+ 0,029 0,974 0,690 0,609 Na+ 0,710 0,697 0,957 -0,261

K+ -0,567 0,646 0,954 -0,214

NH4+ -0,256 -0,138 -0,460 0,475 - HCO3 0,690 0,575 -0,648 -0,658 Cl- 0,907 0,333 0,791 -0,463

SO43- -0,757 0,347 0,455 0,445 PO43- 0,625 -0,685 -0,045 0,872 NO2- 0,596 -0,789 0,621 0,394

NO3- -0,840 -0,377 -0,898 0,219

V.3.3. Spatialisation des variables et des individus La Projection des variables et des individus des eaux souterraines de la nappe du Continental Intercalaire, dans la région d’In Salah, sur le plan factoriel F1-F2 est représentée sur la figure 30: Les individus se répartissent en fonction de leurs affinités dans les domaines définis par l’espace des variables (Fig. 30). Pour 2004 :  Groupe 1 : formé par les forages : P7 et P8, localisés du Sud-Ouest, et caractérisés par une + - - minéralisation forte. Ces forages sont attiré vers le sens d’enrichissement en Na , Cl , et HCO3 qui proviennent probablement des lessivages d’une part des formations évaporitiques mais probablement des échanges cationiques dans les limons argileux des formations de la nappe CI ; 3- -  Groupe 2 : formé par seulement le forage P1, riche en PO4 et NO2 , indiquant une contamination agricole, résultante de l’utilisation d’engrais riche en phosphore et Azote.

Chapitre IV Approche statistique

 Groupe 3 : Les forages P3 et P5 sont décalés vers le pôle d’enrichissement en Sulfate et potassium, qui proviennent probablement des formations évaporitiques ; tandis que pour P4, P6, et P2, sont attiré par le pôle des Nitrates. Globalement pour la campagne de 2010, les mêmes groupes sont observés, à l’exception du forage P4, qui s’isole vers le pôle d’enrichissement en Sulfate et magnésium, et Nitrite.

V.4. Discussion Le traitement statistique, portée sur les matrices, les facteurs, et les représentations graphiques par ACH et les cercles de corrélation d’ACP, a confirmé le mode de minéralisation (traité au chapitre précédent) des eaux souterraines de la nappe Continentale Intercalaire du la région d’In Salah : Les forages sont divisés en trois groupes, l’une de très forte minéralisation, situés au Sud-Ouest de la zone d’étude, d’eau est fortement minéralisée, caractérisée par de très fortes teneurs en Chlorure, en Sodium et Sulfate, confirmant les faciès géochimiques des eaux souterraines, d’où l’hypothèse d’une provenance des lessivages des formations évaporitiques abondantes dans l’aquifère Albien. D’autres forages répartis au Nord-Est et au centre de la région, sont moyennement à faiblement minéralisés. Le dernier groupe, caractérise les forages contaminés par les éléments indicateurs de pollution agricole, indiquant une intensité d’utilisation des engrais riche en Phosphore, Azote.

Chapitre IV Approche statistique

Avril 2010 Avril 2004 Figure 30 : Présentation graphique des CAH (les dendrogramme) et ACP (Projection des variables et des individus sur le plan factoriel F1-F2)

67 CONCLUSION GENERALE

Au terme de cette modeste contribution concernant l’évaluation qualitative des eaux souterraines de la nappe du Continental Intercalaire (In Salah – Sahara Central –Algérie) Il convient de procéder à un récapitulatif des principaux résultats obtenus : La région d’In Salah est l’une des plus grandes oasis du Sahara algérien, qui se situe à 700 Km au Nord de la wilaya de Tamanrasset et 400 Km au Sud -Est de la wilaya d’Adrar ; localisée à la limite sud du bassin occidental d’Ahnet. Connue par un climat hyper aride, caractérisé par une période sèche durant toute l’année, avec une pluviométrie moyenne interannuelle très faible de l’ordre de 0,93mm et une température moyenne interannuelle de 26,87°C sur période de calcul de 20 ans. Du point de vue géologique, la zone d’étude est localisée sur le rebord Sud occidental du vaste bassin secondaire, exact au Nord du bassin de l’Ahnet. Les terrains du Continental Intercalaire (CI) affleurent largement et occupent la majeure partie de la dépression, allant d’In Salah jusqu’à Timimoune, et se terminent en biseau sur le substratum Primaire et Antécambrien dans la partie ouest et sud de la région. Le Continental Intercalaire est la seule et unique nappe d’eau dans la région d’étude, il est composé de sable, grès, argile et graviers, et affleure tout le long de l’axe reliant Timimoun à In Salah, elle représente la partie à surface libre (un exutoire) du Système Aquifère du Sahara Septentrional, par les forages, les foggaras (artificiels) et les Sebkhas (naturel). L’exploitation de cette nappe CT dans notre secteur d’étude, a été effectuée par l’implantation de plusieurs forages artésiens, destinées pour l’usage agricole très intense de la région. L’étude hydrogéochimique réalisée pour les eaux souterraines de cette nappe démontre que : - L’eau souterraine du secteur d’étude, présente une minéralisation très élevée d’une moyenne d’ordre 2g/L, causée par de forte concentration d’ions principalement chlorures, sodium et sulfate ;

- Les faciès hydrogéochimiques des eaux souterraines de la région, sont Chloruré sodique et Sulfaté sodique ;

- Du point de vue irrigation, et par utilisation de plusieurs indices (KR, SAR, Na%, Wilcox,…), en moyenne, les eaux souterraines se classent dans les catégories admissibles à mauvaises pour l’usage agricole ; alors que les directives du FAO concernant la qualité de eaux d’irrigation, estiment que ces eaux présentent des problèmes potentiels importants à modérés liés à la salinité, l’infiltration, et les ions toxiques.

- La présence des teneurs relativement élevée, en nitrates, nitrites, et phosphates (éléments indicateurs de pollution agricole) dans les eaux souterraines, indique une utilisation excessive des éléments nutritionnels (Azote, et phosphore) pour les cultures de la région d’étude.

- Utilisation des indices de saturations des minéraux carbonatées et évaporitiques, montre une forte dissolution des éléments chimiques correspondants aux espèces chimiques étudiées. Ce qui nous laisse supposer que l’acquisition du chimisme des eaux souterraines de la nappe Continentale Intercalaire de la région d’In Salah, s’effectue au fur et a mesure de son transfère dans les formations continentales et

CONCLUSION GENERALE

marines d’âge Crétacé au Mio-Pliocène, constituées d’une alternance de grès, sables, sables argileux et d'argiles, de calcaires, dolomies et de marnes, ainsi que d'évaporites.

Le traitement statistique, portée sur les matrices, les facteurs, et les représentations graphiques par ACH et les cercles de corrélation d’ACP, a confirmé le mode de minéralisation (traité au chapitre précédent) des eaux souterraines de la nappe Continentale Intercalaire du la région d’In Salah : - Les forages sont divisés en trois groupes, celui de très forte minéralisation, situés au Sud- Ouest de la zone d’étude, d’eau est fortement minéralisée, caractérisée par de très fortes teneurs en Chlorure, en Sodium et Sulfate, confirmant les faciès géochimiques des eaux souterraines, d’où l’hypothèse d’une provenance des lessivages des formations évaporitiques abondantes dans l’aquifère Albien. D’autres forages répartis au Nord-Est et au centre de la région, sont moyennement à faiblement minéralisés, il s’agit du deuxième groupe. - Le dernier groupe, caractérise les forages contaminés par les éléments indicateurs de pollution agricole, indiquant une intensité d’utilisation des engrais riche en Phosphore, Azote.

Recommandations :

Les recommandations suivant viennent de clarifier certaines difficultés qui ont été observés le long du travail, en conséquence, préciser les incertitudes résultant de l’étude actuelle et à proposer des interventions : - Il est recommandé de faire une étude approfondies de géologie, de géophysique et d’hydrogéologie (actualisation d’étude piézométrique).

- Actualiser la campagne d’analyse chimique sur un maximum de points d’eau de la nappe du Continental Intercalaire, dans l’objectif de d’évaluer de la qualité des eaux souterraines dans le temps réel ;

- Déterminer le plus grand nombre de paramètres chimiques pour mieux discerner l’origine de l’acquisition du chimisme des eaux. Utilisation de plusieurs minéraux autres que ceux de l’étude actuelle, est recommandée pour la compréhension des interactions Eau/Roche.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Abid K., Trabelsi R., Zouari K. et Abidi B., 2009.Caractérisation hydrogéochimique de la nappe du Continental Intercalaire (sud tunisien). Hydrological Sciences–Journal, 54:3, pp.526-537. Achour S., Tabouche N., 2004. Etude de la qualité des eaux souterraines de la régionOrientale du Sahara Septentrional algérien. Laboratoire de Recherche en Hydraulique Souterraine et de Surface, Larhyss Journal, ISSN 1112-3680, n° 03, pp.99-113. ANRH, 2007. Rapport interne. Direction régionale Sud- Ouest, Adrar, Algérie. ANRH, 2010. Fiches thechniques des forages. Adrar, Algérie. ANRH,2004.Inventaire ANRH, 24 planches.Alger, Algérie, 22p. Appelo C., Postma D. 2015.Géochemistry, Ground Water and pollution, 2nd edition.649p Asano T., Levine AD. 1998. Wastewater reclamation, recycling, and reuse, an introduction. Ayers RS.,Westcot DW. 1985. Water quality for agriculture, FAO Irrigation and Drainage. Rev I, Rome, Italy, 29p Benfdel F Z. 2015. Etude Hydrogéochimique des eaux souterraines de la Région de Remtha (Asla)-Ain Sefra (Ouest -Algérien) Application de quelques méthodes de traitement statistique,Mém. Master.Hydrogéologie. Univ.Tlemcen,Algérie,83p. BellaoueurA. 2008. Etude hydrogéologique des eaux souterraines de la région de Ouargla soumise à la remontée des eaux de la nappe phréatique et perspectives de solutions palliatives (Sahara Nord-Est Septentrional - Algérie),Th. Magister. Univ. Batna,Algérie, 146p. Ben kerroumA., El maalemA. 2010. Hydrogéologie de la nappe du Continental Intercalaire de la région d’In Salah,Mém. Ingéniorat. Univ. Oran, Algérie, 137p. Belhadid FZ., Bendaoud N.2017.Contribution à l’étude de la qualité des eaux souterranes de bassin versant de l’Oued Boukiou par la méthode ANNOVA (N.W Algérien), Mém.Master.Univ.Tlemcen, Algérie, 99p. BenhamzaM.2013. Aperçu hydrogéologique et hydrochimique sur le système de captage traditionnel des eaux souterrains « Foggara » dans la région d’Adrar,Mém.Magister.Univ.Annaba, Algérie, 161p. Benhamza M., Merzougui B. 2007. Champs de captage In Salah, Rapport Interne, ANRH, Adrar, 62p. BelhamdouN. 2013. Etude hydrogéologique et hydrochimique de la nappe du continental intercalire de la région d’In Salah,Mèm.Master, Univ. Ouargla,Algérie, 88p. Bentebba O. 2016.Etude hydrogéochimique des eaux de la nappe du Continental Intercalaire du bassin oriental du Sahara Algérien, Mém.Master. Hydrogéologie.Univ. Ouargla, Algérie, 56p BossaidA., SainiL.2013. Contribution hydrogéologique et hydrochimique de la nappe du Continental Intercalaire de la région d’In Salah,Mém. Ingéniorat.Univ. Oran,Algérie,95p. ConradG.,LemosquetY.1984. Du craton vers sa marge, évolution sédimentaire et structurale du bassin de l'AhnetTimimoun Bechar (Sahara Algérien) au cours du Carbonifère, données paléo-climatiques,Bull. Soc. Géologie. France.XXV 6. pp 987-994. Draoui AM. 2013. Faciès et évolution séquentielle du Continental Intercalaire : Cuvette DeSbaa, Sahara Occidental (Algérie),Mém. Magister.Univ. Ora, Algérie, 109p.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Dubief J. 1953.Essai Sur L’hydrologie Superficielle Au Saharien, direction du service de la colonisation et de l’hydraulique service des études scientifiques. Dubief J.1959. Le climat du Sahara. Institut de Météorologie et de Physique du Globe de l’Algérie, Alger. Idrotecneco (1982c). Dubief J.1959-1963. Le climat du Sahara, Inst. Rech. Sahar., Univ. Alger, Algérie Vol. I. 1959,312 p., Vol II, 1963, 275 p. FAO. 2003.Agriculture mondiale: horizon 2015/2030. Une perspectiveFAO (Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture). Ed. Earthscan, London, FAO, Rome, Italy HanniI. 2014.Hydrochimie et analyse statistique multivariée des eaux de la nappe du Continental Intercalaire (Régions du Touat, Tidikelt occidental et In Salah),Mém.Ingéniorat.Univ.Oran, Algérie,95p. Hidaoui A., Louannas A. 2015.Etude du système traditionnel d’irrigation auSahara, exemple des Foggaras de la région d’Adrar(Touat), Mém. Master.Hydrogéologie. Univ.Tlemcen, Algérie, 96p. Larmarange J., Barnier J., Biaudet J., Briatte F., Bouchet-Valat M., Giraud F., Gombin J.,Kauffmann M., Robette N., 2017. Introduction à l’analyse d’enquête avec R. Support cours, IRD (Institut de Recherche pour le Développement), France. Rahmani B.2016. Approche hydrogéologique et hydrochimique des eaux souterraines dans une zone semi-aride. (Cas de la nappe mio-plio-quaternaire du synclinal de Djelfa)(Algérie centrale). Mém. Magister.Hydrogéologie. Univ.LarbTebessi, Algérie, 84p. SAPORTA G., 1990. Simultaneous analysis of qualitative and quantitative data, Journal. Atti 35° Riunione Scientifica della Societa Italiana di Statistica, p.63-72 OMS, 1994. Directives de qualité pour les eaux de boissons. Volume 1-Recommendation, Organisation mondiale de la santé. 2ème Ed.

[Annexe I]

Tableau 1. Variation des Températures moyennes Maximum mensuelles (1996/97- 2015/16)

Période Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Jui Août

1996/97-2012/13 T°C max 42.8 34.7 27.3 22.0 22.1 25.3 29.7 35.3 38.8 44.6 46.8 44.6

2012/13-2015/16 T°C max 43 36,97 28,1 22,52 23,3 25,37 29,37 35,72 40,17 44,3 47 44,6

Moy 43 36,97 28,1 22,7 22,5 25,3 29,5 35,5 39,12 44,3 46,9 46,6

Tableau 2. Variation des Températures moyennes Minimum mensuelles (1996/97- 2015/16)

Période Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Jui Août

1996/97-2012/13 T°C min 25.8 21.8 12.5 7.2 6.1 11.3 13.8 18.2 23.3 27.6 30 29.4

2012/13-2015/16 T°C min 27,9 21,32 13,6 9,95 7,85 8,5 11,87 18,22 23,32 27,5 30 30,6

Moy 27 21,5 12,7 8,5 6,9 10 12,9 18,21 23,31 27,5 30 29,9

Tableau 3. Variation des Températures moyennes mensuelles (1996/97- 2015/16)

Période Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Jui Août

T moy 1996/97-2012/13 (°C) 34,9 27,5 20,4 15,3 13,4 18,3 20,8 25,1 32,5 35,4 38,3 37,4

T moy 2012/13-2015/16 (°C) 33,97 29,2 21 15,775 15,15 17,05 20,9 27,95 32,1 36,3 38,4 37,8

Moy 34,4 28,35 20,7 15,5375 14,275 17,6 20,85 26,5 32,3 35,85 38,3 37,6

Tableau 4. Variation des moyennes mensuelles des précipitations (1996/97- 2015/16)

Période Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Jui Août

1996/97-2012/13 P (mm) 0.88 2.25 0.85 0.34 3.15 0.70 1.85 1.27 0.46 0.25 0.15 1.14

2012/13-2015/16 PP (mm) 0 0,3175 1,905 0,0625 0,0625 1,27 0 0 1,525 0 0 0

Moy 0,81 1,5 1,17 0,54 1,75 0,85 0,92 0,63 1,1 0,25 0,07 0,82

[Annexe I]

Tableau 5. L’humidité relative moyenne (1996/97- 2015/16)

Période Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Jui Août

1996/97-2012/13 H(%) 21 30 35 44 42 34 26 23 21 16 14 15

2012/13-2015/16 H(%) 18,6 22,475 32,55 42,15 31,925 24,45 20,375 14,775 15,725 14,075 13,6 16,5

Moy 20 26 334 43 37 29 23 19 18 15 14 16

Tableau 6. Données sur la vitesse moyenne mensuelle des vents (1996/97- 2015/16)

Période Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Jui Août

Vent 1996/97-2012/13 moy m/s 4.2 4.2 3.9 4.5 4.9 5.3 3.8 5.3 4.7 5.2 5.0 5.1

Vent moy 2012/13-2015/16 (m/s) 4,9 4,7 4,9 5,4 5,8 5,72 6,4 6,6 5,3 4,86 5 6,2

Moy 4,5 4,4 4,4 4,9 5,3 5,5 5,1 5,9 5 5,03 5 5,6

[Annexe II]

Tableau 1. Description des forages de la région d’In Salah

Localité Longitude Latitude Altitude Type Profondeur Usage 02° 26' 27° 10' 253 Forage 112,07 Irrigation P1 El barka Reg 04''E 24''N Artésien Igosten 02° 38' 27° 15' 270 Forage 76,03 Irrigation P2 « Azoua » 29''E 24''N Artésien Hassi Lahdjar 02° 35' 27° 17' 275 Forage 180 Irrigation P3 « Coupérative 23''E 04''N Artésien Igosten 02° 38' 27° 15' 262 Forage 180,6 Irrigation P4 « Sovétique » 09''E 26''N Artésien Hassi Lahdjar 02° 35' 27° 16' 279 Forage 182,93 Irrigation P5 « sovétique » 37''E 37''N Artésien 02° 31' 27° 16' 268 Forage 160 Irrigation P6 Sahla fogania 32''E 48''N Artésien 02° 26' 27° 12' 259 Forage 162,68 Irrigation P7 Barka 02 23"E 27''N Artésien El barka 02° 26' 27° 10' 256 Forage 162,1 Irrigation P8 souvietique 07''E 58''N Artésien

[Annexe II]

Tableau2. Les analyses physico-chimiques de la région d’In Salah campagne 2004

Ca2+ Mg2+ K+ Cl - SO 2- HCO - NO - NH + NO - PO 3- CE Na+mg/L 4 3 3 4 2 4 TH TDS puits Localité mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mS/cm Min RSec meq/L F° mg/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L µs/cm 250 65 370 20 750 500 168 15 0,01 0,086 0,08 3,6 P1 El barka Reg 2731 90 2138 2350 12,5 5,41 16,08 0,51 21,12 10,41 2,75 0,23 0,0005 0,0033 0,0038 3600 Igosten 202 81,6 320 33 500 750 152,5 43 0,01 0,008 0,007 3,14 P2 2382 85 2082 2000 « Azoua » 10,1 6,8 13,91 0,84 14,08 15,625 2,5 0,66 0,0005 0,0003 0,00033 3140 Hassi Lahdjar 206 86 360 38 500 850 158,6 21,7 0,01 0 0,01 3,44 P3 2609 87 2220 2360 « Coupérative 10,3 7,16 15,65 0,97 14,08 17,7 2,6 0,33 0,0005 0 0,00047 3440 Igosten 193 72 320 30 400 724 158,6 48 0 0,017 0 3,06 P4 2321 78 1946 2140 « Sovétique » 9,65 6 13,91 0,76 11,26 15,08 2,6 0,73 0 0,00065 0 3060 Hassi Lahdjar 215 83,5 350 40 500 675 165 41,5 0,03 0 0,007 3,41 P5 2587 89 2070 2410 « sovétique » 10,75 6,95 15,21 1,02 14,08 14,06 2,70 0,63 0,0016 0 0,00033 3410 215 74 330 33 600 625 140 45 0 0,012 0,003 3,3 P6 Sahla fogania 2503 85 2062 2330 10,75 6,16 14,34 0,84 16,90 13,02 2,29 0,69 0 0,00046 0,00014 3300 237 88 470 38 800 575 180 12 0 0,009 0 4,09 P7 Barka 02 3102 96 2400 2680 11,85 7,33 20,43 0,97 22,53 11,97 2,95 0,18 0 0,00034 0 4090 El barka 230 96,7 500 30 875 670 192 10,5 0 0 0,006 4,3 P8 3262 98 2604 2720 souvietique 11,5 8,05 21,73 0,76 22,53 13,95 3,14 0,16 0 0 0,00028 4300

[Annexe II]

Tableau3. Les analyses physico-chimiques de la région d’In Salah compagne 2010

Ca2+ Mg2+ K+ Cl - SO 2- HCO - NO - NH + NO - PO 3- CE Na+mg/L 4 3 3 4 2 4 TH TDS R puits Localité mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mS/cm Min meq/L F° mg/L Sec meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L meq/L µs/cm 200 114 420 42 645 800 23 113 0,001 0,002 0,001 3,71 P1 El barka Reg 2300 98 2357 2400 10,0 9,5 18,3 1,1 18,2 16,7 1,9 0,4 0,00005 0,00007 0,00004 3710,0 Igosten 165 124 300 29 500 700 53 140 0,01 0,01 0,001 3,06 P2 1897 93 2011 1945 « Azoua » 8,3 10,3 13,0 0,7 14,1 14,6 2,3 0,8 0,0005 0,00038 0,00004 3060,0 Hassi Lahdjar 208 110 348 33 505 925 39 125 0,001 0,005 0,001 3,6 P3 2232 98 2293 2210 « Coupérative 10,4 9,2 15,1 0,8 14,2 19,3 2,0 0,6 0,00005 0,00019 0,00004 3600,0 Igosten 152 168 510 48 800 1000 5 76 0,001 0,03 0,001 4,05 P4 2511 108 2759 2620 « Sovétique » 7,6 14,0 22,2 1,2 22,5 20,8 1,2 0,1 0,00005 0,0011 0,00004 4050,0 Hassi Lahdjar 186 90 340 33 530 750 49 137 0 0 0 3,31 P5 2115 84 2115 2100 « sovétique » 9,3 7,5 14,8 0,8 14,9 15,6 2,2 0,8 0 0 0 3310,0 144 116 350 36 520 800 52 125 0,001 0,004 0,001 3,21 P6 Sahla fogania 1990 84 2143 1980 7,2 9,7 15,2 0,9 14,6 16,7 2,0 0,8 0,00005 0,00015 0,00004 3210,0 226 103 470 43 700 960 35 140 0,001 0,026 0,0001 3,98 P7 Barka 02 2468 99 2677 2510 11,3 8,6 20,4 1,1 19,7 20,0 2,3 0,5 0,00005 0,001 0,000004 3980,0 El barka 200 120 480 45 972,5 610 5 146 0 0 0 4,14 P8 2567 100 2579 2600 souvietique 10,0 10,0 20,9 1,2 27,4 12,7 2,39 0,07 0 0 0 4140,0

[Annexe II]

Tableau4. Résultat des calculs du Balance Ionique

Nom BI compagne 2004 BI compagne 2010 P1 0,01716441 2,366647287 P2 1,87795385 0,923002809 P3 0,92049989 0,839896862 P4 1,07106932 0,349305183 P5 3,76056411 1,705835167 P6 1,2288241 1,721876519 P7 3,76096099 1,347075376 P8 0,18027011 0,649736113

Tableau5. Résultat des calculs des indices d’irrigation

Compagne 2004 Compagne 2010 SAR SAR Nom KR %Na IP MH KR %Na IP MH meq/l meq/l 0,89 0,93 P1 48,09 5,4 49,79 52,2 30,2 5,8 52,0 48,7 0,82 0,70 P2 46,61 4,8 42,59 50,3 40,2 4,3 46,0 55,6 0,89 0,77 P3 48,76 5,3 44,94 52,1 41,0 4,8 47,7 46,8 0,88 1,02 P4 48,40 5,0 52,00 52,5 38,3 6,7 53,2 64,8 0,85 0,87 P5 47,84 5,1 48,19 51,2 39,3 5,1 51,6 44,6 0,84 0,90 P6 47,31 4,9 48,89 50,7 36,5 5,2 51,9 57,3 14,63 1,02 P7 52,74 6,6 51,99 55,9 38,2 6,5 54,4 43,2 1,11 1,04 P8 53,50 7,0 52,40 56,9 41,2 6,6 54,8 50,0

Tableau6. Calcul de la minéralisation globale

Conductivité (μS/cm) Minéralisation (mg/L) CE ˂ 50 M= CE ×1,365079 50 ˂ CE ˂ 166 M= CE ×0,947658 166 ˂ CE ˂ 333 M= CE ×0,769574 333 ˂ CE ˂ 10 000 M= CE ×0,758544 CE ˂ 10 000 M= CE ×0,850432

[Annexe II]

Tableau 7. Qualité de l’eau servant à l’irrigation selon FAO

Paramètre Unité Degré de restriction imposé à l’utilisation

Aucun Faible Important à modéré

Salinité, ECw dS/m <0.7 0.7–3.0 >3.0 TDS mg/l <450 450– >2000 2000 TSS mg/l <50 50–100 >100 SAR10–3 meq/l >0.7 0.7– <0.23 ECw ECw 0.23 ECw SAR3–6 meq/l >1.2 1.2–0.3 <0.3 ECw ECw ECw SAR6–12 meq/l >1.9 1.9–0.5 <0.5 ECw ECw ECw SAR 12–20 meq/l >2.9 2.9–1.3 <1.3 ECw ECw ECw SAR 20–40 meq/l >5.0 5.0–2.9 <2.9 ECw ECw ECw Sodium (Na+) Irrigation par aspersion meq/l <3 >3

Sodium (Na+) Irrigation superficielle meq/l <3 3–9 >9 Chlorure (Cl−) Irrigation par aspersion meq/l <3 >3 Chlorure (Cl−) Irrigation superficielle meq/l <4 4–10 >10 Chlore Cl2Total résiduel mg/l <1 1–5 >5 Bicarbonate (HCO3−) mg/l <90 90–500 >500 Bore (B) mg/l <0.7 0.7–3.0 >3.0 Sulfure d’hydrogène(H2S) mg/l <0.5 0.5–2.0 >2.0 Fer (Fe) Irrigation par goutte-à-goutte mg/l <0.1 0.1–1.5 >1.5 Manganèse (Mn) Irrigation par goutte-à-goutte mg/l <0.1 0.1–1.5 >1.5

- Azote total (AT) et Nitrate ( NO3 ) rng/l <5 5–30 >30 pH Plage normale 6,5–8 mg/l TDS : matières solides dissoutes totales ; TSS : matières solides en suspension totales. à ECw : conductivité électrique moyenne en déciSiemens par mètre à 25°C. b SAR : taux d’adsorption moyen du sodium ([meq/l1/2] Sources: Ayers & Westcot (1985); Pescod (1992); Asano & Levine (1998).

[Annexe III]

Tableaux III.1 : Résultat d’ACH

Statistiques des noeuds :

Noeud Niveau Poids Objets Fils gauche Fils droit 15 223089,419 8 8 12 14 14 50186,188 4 4 11 13 13 21442,006 2 2 1 6 12 15338,805 4 4 3 10 11 7942,470 2 2 7 8 10 7189,425 3 3 4 9 9 3452,555 2 2 2 5

Barycentres des classes

Classe 1 2 3 Ca 232,500 204,000 233,500 Mg 69,500 80,775 92,350

Na 350,000 337,500 485,000 K 26,500 35,250 34,000 NH4 0,005 0,013 0,000

HCO3- 154,000 158,675 186,000 Cl 675,000 475,000 837,500 SO4 562,500 749,750 622,500 PO4 0,042 0,006 0,003 NO2 0,049 0,006 0,005 NO3 30,000 38,550 11,250

Distances entre les barycentres des classes

1 2 3 1 0 276,278 224,023 2 276,278 0 414,551

3 224,023 414,551 0

[Annexe III]

Objets centraux

Classe 1 (P1) 2 (P2) 3 (P7) Ca 250,000 202,000 237,000 Mg 65,000 81,600 88,000 Na 370,000 320,000 470,000 K 20,000 33,000 38,000 NH4 0,010 0,010 0,000 HCO3- 168,000 152,500 180,000 Cl 750,000 500,000 800,000 SO4 500,000 750,000 575,000 PO4 0,080 0,007 0,000 NO2 0,086 0,008 0,009 NO3 15,000 43,000 12,000

Distances entre les objets centraux :

1 (P1) 2 (P2) 3 (P7) 1 (P1) 0 362,316 138,924 2 (P2) 362,316 0 382,274 3 (P7) 138,924 382,274 0

Résultats par objet :

Observation Classe P1 1 P2 2 P3 2 P4 2 P5 2 P6 1 P7 3 P8 3

[Annexe III]

Tableaux III. 2 : Résultat d’ACP

Vecteurs propres

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Ca 0,419 -0,026 0,185 -0,256 -0,255 0,069 -0,151 Mg 0,013 0,508 0,101 0,125 0,012 0,431 0,615 Na 0,314 0,364 -0,054 -0,022 0,104 -0,082 -0,449 K -0,251 0,337 0,285 -0,372 -0,417 -0,455 0,186 NH4 -0,113 -0,072 0,884 -0,010 0,183 0,186 -0,151 HCO3- 0,305 0,300 0,131 0,250 0,611 -0,410 0,094 Cl 0,401 0,174 -0,086 -0,180 -0,103 0,482 0,008 SO4 -0,335 0,181 -0,005 0,681 -0,251 0,103 -0,201 PO4 0,276 -0,358 0,241 0,316 -0,183 0,117 -0,020 NO2 0,263 -0,412 0,029 0,133 -0,032 -0,238 0,538 NO3 -0,372 -0,197 -0,075 -0,322 0,484 0,283 0,026

Coordonnées des variables

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Ca 0,947 -0,049 0,199 -0,201 -0,139 0,027 -0,012 Mg 0,029 0,974 0,109 0,098 0,007 0,165 0,050 Na 0,710 0,697 -0,058 -0,017 0,056 -0,032 -0,036 K -0,567 0,646 0,306 -0,292 -0,227 -0,175 0,015 NH4 -0,256 -0,138 0,949 -0,008 0,099 0,071 -0,012 HCO3- 0,690 0,575 0,141 0,196 0,333 -0,158 0,008 Cl 0,907 0,333 -0,092 -0,142 -0,056 0,185 0,001 SO4 -0,757 0,347 -0,006 0,534 -0,137 0,040 -0,016 PO4 0,625 -0,685 0,259 0,248 -0,100 0,045 -0,002 NO2 0,596 -0,789 0,031 0,105 -0,018 -0,091 0,043 NO3 -0,840 -0,377 -0,081 -0,253 0,264 0,109 0,002

Corrélations entre les variables et les facteurs

[Annexe III]

Contributions des variables (%)

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Ca 17,551 0,066 3,425 6,564 6,510 0,482 2,266 Mg 0,016 25,837 1,030 1,565 0,015 18,542 37,830 Na 9,866 13,256 0,289 0,047 1,071 0,674 20,176 K 6,283 11,382 8,124 13,842 17,424 20,706 3,470 NH4 1,283 0,518 78,208 0,011 3,336 3,461 2,277 HCO3- 9,307 8,997 1,728 6,249 37,349 16,849 0,881 Cl 16,097 3,023 0,736 3,257 1,054 23,208 0,006 SO4 11,208 3,291 0,003 46,336 6,323 1,063 4,051 PO4 7,639 12,786 5,807 9,972 3,359 1,371 0,039 NO2 6,937 16,977 0,083 1,781 0,104 5,642 28,938 NO3 13,813 3,866 0,566 10,376 23,453 8,003 0,065

Coordonnées des observations

Observation F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 P1 3,923 -3,581 0,529 0,372 -0,084 -0,021 0,001 P2 -1,982 -0,425 -0,064 0,296 0,062 0,419 0,177 P3 -1,631 0,970 0,404 1,197 -0,968 -0,172 -0,051 P4 -2,115 -1,160 -1,291 0,384 0,774 -0,529 -0,032 P5 -1,599 0,330 2,338 -0,638 0,470 -0,005 -0,045 P6 -1,166 -1,117 -1,132 -1,217 -0,477 0,414 -0,078 P7 2,055 2,113 -0,257 -0,957 -0,308 -0,561 0,079 P8 2,515 2,870 -0,528 0,564 0,531 0,455 -0,051

Cosinus carrés des observations

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 P1 37,609 43,699 3,041 2,814 0,297 0,038 0,003 P2 9,606 0,614 0,044 1,778 0,161 14,908 60,389 P3 6,502 3,206 1,770 29,053 39,518 2,513 4,938 P4 10,931 4,587 18,090 2,992 25,237 23,719 1,944 P5 6,246 0,371 59,387 8,269 9,310 0,002 3,915 P6 3,322 4,248 13,928 30,069 9,590 14,528 11,815 P7 10,326 15,208 0,717 18,581 3,989 26,738 11,940 P8 15,457 28,067 3,023 6,444 11,899 17,555 5,055