Impact De La Qualité Des Eaux D'irrigation Sur La Salinisation Des
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اﻟﺠﻤﮭﻮرﯾﺔ اﻟﺠﺰاﺋﺮﯾﺔ اﻟﺪﯾﻤﻘﺮاطﯿﺔ اﻟﺸﻌﺒﯿﺔ REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة اﻟﺘﻌﻠﯿﻢ اﻟﻌﺎﻟﻲ و اﻟﺒﺤﺚ اﻟﻌﻠﻤﻲ MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université Mohamed Kheider Biskra Faculté des Sciences Exactes et Sciences de la Nature et de la Vie Département des sciences agronomiques N° d’ordre :…… Série :………... THESE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE DOCTORAT EN SCIENCES AGRONOMIQUES OPTION : Agriculture et environnement en régions arides PAR Rechachi Miled Zohra THEME Impact de la qualité des eaux d’irrigation sur la salinisation des sols en régions arides et semi arides : cas de la région du Ziban. Soutenue le 11/05/2017 Devant le jury composé de : BENKHALED Président Professeur Université Mohamed Abdelkader Kheider Biskra CHEBBAH Mohamed Directeur de thèse Professeur Centre universitaire A. Boussouf Mila YOUCEF Leila Examinateur Professeur Université Mohamed Kheider Biskra. MASMOUDI Ali Examinateur Professeur Université Mohamed Kheider Biskra ABDESSELAM Salah Examinateur Maitre de Conférences A Université Hadj Lakhdar Batna GHOMRI Ali Examinateur Maitre de Conférences A Université Hamma Lakhdar El-Oued Année universitaire 2016-2017 Dédicaces Je dédie cette thèse à Ma très chère mère, pour son amour, son support moral et physique, ses prières et ses tendresses pour m’avoir donnée la force de continuer et obtenir ce document ; Mon très cher père pour ses encouragements, son soutien moral et physique qui m’ont précieusement aidée à avoir ce document ; Que dieu grand et puissant les bénisse et leur accorde une très longue vie Amen Mon très cher mari pour sa tendresse et sa patience ; Mes précieux enfants Mahdi Tahar et Mahieddine ; Mes deux grandes familles Rechachi et Zerarka Mes sœurs, mes frères ; Madame Bougouffa Soraya et sa famille à Avignon-France A tous les membres du monde scientifique ; Remerciements A l’issue de ce travail, je viens remercier toutes les personnes qui, de prés ou de loins m’ont aidé à le réaliser. Monsieur CHEBBAH MOHAMED, Directeur de thèse, Professeur, centre universitaire A. Boussouf Mila qui a accepté de diriger dans la continuité mes travaux ; sa confiance et son soutien m’ont été le souffle permanent durant toutes les années de réalisation de la thèse. Je suis très sensible à l'honneur que me fait Monsieur BENKHALED ABDELKADER, Professeur, département d’hydraulique à l’université de Biskra, d'avoir bien voulu juger mon travail et qui m’a fait l’honneur de présider le jury. Je remercie Monsieur GHOMRI ALI., maitre de conférence A à l’université el-Oued d'avoir accordé un intérêt à mes travaux et accepter d'examiner cette thèse qu'il trouve ici le témoignage de mon profond respect. Mes vifs remerciements vont également à monsieur ABDESSELAM SALAH., maitre de conférence A à l’université de Batna d'avoir accepté de juger ce travail. Je lui exprime ici mon profond respect. Je remercie aussi madame YOUCEF LEILA, professeur. Département d’hydraulique à l’université de Biskra, d'avoir bien voulu juger mon travail et d’avoir accepté de faire partie de mon jury. J’exprime ici toute ma reconnaissance. Je remercie aussi monsieur MASMOUDI ALI., maitre de conférences au département d’agronomie à l’université de Biskra, d’avoir accepté de faire partie de mon jury. Je lui exprime ici toute ma reconnaissance. Je remercie, infiniment, madame LAKHDARI FATTOUM, la directrice du centre de recherche scientifique et technique sur les régions arides. CRSTRA –Omar el Bernaoui- qui m’a offert cette opportunité d’effectuer mon travail et mon stage à l’étranger, elle est ouvert pour toute source du développement. C’est grâce au centre que je puisse exercer et continuer d’exercer mes travaux de recherches, pour leurs précieuses aides afin d’élaborer ce travail. Mes vifs remerciements sont adressés au staff technique et scientifique du centre. Je remercie également Monsieur HALITIM AMOR, notre sommité scientifique et chef de la division gestion des ressources en sols en zones arides du CRSTRA, Je lui exprime ici ma profonde gratitude pour ses orientations utiles et fructueuses et qui m’a orienté vers M. Bourrié Guilhem. Je remercie Monsieur BOURRIE GUILHEM (Directeur de recherche à l’INRA et médaille d’or de l’académie d’agriculture en France) qui m’a dirigé avec gentillesse, pendant mon séjour du stage à l’Institut National de Recherche Agronomique INRA-PACA- de l’unité Géochimie des Sols et des Eaux de l’INRA d’Aix-en-Provence, et qui m’a encadré, notamment, sur le logiciel Phreeqc et pour ses discussions utiles. Ainsi que madame Trolad Fabienne. Je le prie de trouver ici, l’expression de ma profonde reconnaissance. Enfin, mes remerciements vont également au personnel de la station INRA d’Avignon qui m’a bien accueilli et a rendu mon séjour agréable. Mes Remerciements vont également à monsieur BELHAMERA MOHAMED, professeur à l’université de Mohamed Kheider Biskra pour ses encouragements et précieuses aides. La préparation d’une thèse nécessite aussi un environnement actif et agréable, pour cela je remercie spécialement mon collègue : Abdelhafid Youcef, pour leurs aides scientifiques et ses discussions utiles. Je suis très heureuse de travailler avec mes collègues de CRSTRA : Roumani Massoud, Mancer Halima, Benaoune Saliha, et toute l’équipe sol grâce à leurs aides scientifiques, techniques et soutien moral, également, je les remercier. Enfin, sans eux l’agriculture n’existe plus, pour cela, je tiens à remercier tous les agriculteurs de la région des Ziban notamment M. Laejal Khaled, il est difficile ici de nommer tous ceux qui m’ont apporté une aide efficace dans de nombreuses prospections. Enfin, mes remerciements vont aussi à tous les amis (es) et à tous ceux qui ont participé de prés ou de loin à la réalisation de ce travail. Toute personne qui font une aide soit scientifique, technique ou administrative sache que je le garde une profonde reconnaissance. J’espère n’avoir oublié personne, merci à tous. Que tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce travail soient remerciés. اﻟﻤﻠﺨﺺ ﺗﻘﺪم ھﺬه اﻟﺮﺳﺎﻟﺔ ﻣﺴﺎھﻤﺔ ﻟﺪراﺳﺔ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻧﻮﻋﯿﺔ ﻣﯿﺎه اﻟﺮي ﻋﻠﻰ ﺗﻤﻠﺢ اﻟﺘﺮﺑﺔ ﻓﻲ ﺛﻼث ﺑﻠﺪات ﻓﻲ اﻟﻤﻨﻄﻘﺔ اﻟﺰﯾﺒﺎن (ﺳﯿﺪي ﻋﻘﺒﺔ ﻓﻲ اﻟﺸﺮق ﺑﺮج ﺑﻦ ﻋﺰوز ﻓﻲ اﻟﻐﺮب وﺳﮭﻞ ﻟﻮطﺎﯾﺔ ﻓﻲ اﻟﺸﻤﺎل). أﺳﺎﻟﯿﺐ اﻟﻘﯿﺎس اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ ھﻲ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ اﻷدوات ﻣﻔﺼﻠﺔ ﺗﻀﻢ دراﺳﺔ وﻣﺴﺢ وأﺧﺬ ﻋﯿﻨﺎت ﻣﻦ اﻟﻤﯿﺎه واﻟﺘﺮﺑﺔ، واﻟﻨﻤﺬﺟﺔ ﻣﻦ ﺧﻼل ﻧﺘﺎﺋﺞ اﻟﺘﺤﻠﯿﻞ اﻟﻜﯿﻤﯿﺎﺋﻲ واﻟﻤﻌﺎﻟﺠﺔ اﻹﺣﺼﺎﺋﯿﺔ. و ذﻟﻚ ﺑﻌﺪ ﺗﻘﺪﯾﻢ اﻟﺒﯿﺌﺔ اﻟﻄﺒﯿﻌﯿﺔ ﻟﻤﻨﻄﻘﺔ اﻟﺪراﺳﺔ، ﺗﻮﺻﯿﻒ ﻣﯿﺎه اﻟﺮي، ﻣﻦ أﺟﻞ ﺗﺤﺪﯾﺪ ﺗﺄﺛﯿﺮھﺎ ﻋﻠﻰ اﻟﺘﺮﺑﺔ اﻟﻤﺮوﯾﺔ. اﻟﻌﻮاﻣﻞ اﻟﻔﯿﺰﯾﺎﺋﯿﺔ و اﻟﻜﯿﻤﯿﺎﺋﯿﺔ اﻟﺘﻲ ﺗﻢ ﺗﺤﺪﯾﺪھﺎ ھﻲ: EC، ودرﺟﺔ اﻟﺤﻤﻮﺿﺔ وﻣﺤﺘﻮى اﻷﯾﻮﻧﯿﺔ ، ﻟﻤﺤﺔ اﻟﻜﯿﻤﯿﺎﺋﯿﺔ، SARوESP اﻟﺘﺮﺑﺔ واﻟﻤﯿﺎه، وﻣﺮاﺣﻞ اﻟﻤﺎﻟﺤﺔ، ﻣﺴﺘﻮى اﻟﻤﻠﺢ، ﻣﺆﺷﺮ اﻟﺘﺸﺒﻊ. اﻟﺘﺮاﻛﯿﺐ اﻟﻜﯿﻤﯿﺎﺋﯿﺔ ﻟﻠﻤﯿﺎه اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ ﻓﻲ اﻟﺮي ﺗﻈﮭﺮ اﻟﻤﻠﻮﺣﺔ اﻟﻌﺎﻟﯿﺔ ﻣﻊ اﻧﺨﻔﺎض اﻟﻰ ارﺗﻔﺎع ﻓﻲ ﺧﻄﺮ اﻟﺘﻤﻠﺢ sodicité. أﯾﻀﺎ، ﻟﺪﯾﮭﻢ اﺛﻨﯿﻦ ﻣﻦ ﺳﺤﻨﺔ ﻓﻲ اﺗﺠﺎه اﻟﺘﺪﻓﻖ، واﻟﻜﻠﻮرﯾﺪ واﻟﻜﺎﻟﺴﯿﻮم واﻟﻤﻐﻨﯿﺴﯿﻮم ﻓﻲ ﻣﻘﺪﻣﺔ اﻟﻤﻨﺒﻊ ﻣﻊ وﺟﻮد اﺗﺠﺎه ﻟﯿﺼﺒﺢ ﻛﻠﻮرﯾﺪ اﻟﺼﻮدﯾﻮم واﻟﺒﻮﺗﺎﺳﯿﻮم ﻓﻲ اﻟﻤﺼﺐ. رﺻﺪت ھﺬه اﻟﺪراﺳﺔ ﺗﻐﯿﺮ ﻛﯿﻤﯿﺎﺋﻲ ﻓﻲ اﻟﺘﺮﺑﺔ ﺑﻌﺪ ري اﻟﻤﺤﺎﺻﯿﻞ اﻟﻤﺰروﻋﺔ ﺣﺴﺐ ﻛﻞ ﻣﻨﻄﻘﺔ ﻣﺪروﺳﺔ وﯾﻈﮭﺮ ﺗﻐﯿﺮ ﻛﺒﯿﺮ ﺟﺪا ﻓﻲ ﺟﻤﯿﻊ اﻟﻤﻌﻠﻮﻣﺎت اﻟﻤﻘﺎﺳﺔ. ھﺬه اﻟﺪراﺳﺔ ﺳﻤﺤﺖ ﻟﻨﺎ ﺑﺘﺒﯿﺎن اﻟﻤﻠﻮﺣﺔ اﻟﻌﺎﻟﯿﺔ ﻟﻠﺘﺮﺑﺔ اﻟﺘﻲ ﺗﻈﮭﺮ اﻟﻌﺎﺋﻖ اﻟﺮﺋﯿﺴﻲ اﻟﺬي واﺟﮭﮭﺎ، وﺗﺮﺟﻊ ھﺬا اﻟﻤﻠﻮﺣﺔ اﻟﻌﺎﻟﯿﺔ إﻟﻰ اﻵﺛﺎر اﻟﻤﺠﺘﻤﻌﺔ ﻣﻦ ﻧﻮﻋﯿﺔ ﻣﯿﺎه اﻟﺮي اﻟﺘﻲ ھﻲ ﻣﺴﺒﻘﺎ ﻣﺎﻟﺤﺔ، واﻟﻈﺮوف اﻟﻤﻨﺎﺧﯿﺔ اﻟﺠﺎﻓﺔ ﺟﺪا اﻟﺘﻲ ﺗﻨﺘﺞ ﻧﺴﺒﺔ ﺗﺒﺨﺮ ﻋﺎﻟﻲ ﺗﺆدي إﻟﻰ ﺗﺮﻛﺰ ﻣﺤﻠﻮل اﻟﺘﺮﺑﺔ وﺧﺎﺻﺔ ﻓﻲ ظﻞ ﻏﯿﺎب و / أو وﺟﻮد ﺷﺒﻜﺔ اﻟﺼﺮف وﯾﻘﺘﺮح وﺟﻮد ﻣﻨﻄﻘﺘﯿﻦ ﻓﺮﻋﯿﺘﯿﻦ ﻣﻦ ﻟﻤﺤﺔ اﻟﺘﺮﺑﺔ اﻟﺠﯿﻮﻛﯿﻤﯿﺎﺋﯿﺔ ﻣﻦ ﻛﻞ ﻣﻨﻄﻘﺔ اﻟﺪراﺳﺔ، وھﻲ ﻣﻨﻄﻘﺔ اﻟﻤﻨﺒﻊ ذات طﺎﺑﻊ ﻛﺒﺮﯾﺘﻲ وﻣﻨﻄﻘﺔ اﻟﻤﺼﺐ ذات طﺎﺑﻊ ﻛﻠﻮرﯾﺪي. ﻓﻲ اﻷﺧﯿﺮ أﺑﺮزت ھﺬه اﻟﺪراﺳﺔ اﺗﺠﺎھﺎت اﻟﺘﻨﻤﯿﺔ اﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ ﻣﻦ اﻟﺘﺮﺑﺔ اﻟﻤﺮوﯾﺔ، وﺑﻌﻀﮭﺎ ﻗﺪ ﯾﻜﻮن ﺿﺎرا ﻟﺘﻨﻤﯿﺔ اﻟﺰراﻋﺔ اﻹﻗﻠﯿﻤﯿﺔ؛ ﻣﻤﺎ ﯾﺘﺮﺗﺐ ﻋﻠﻰ ذﻟﻚ أن ﻧﻮﻋﯿﺔ ﻣﯿﺎه اﻟﺴﻘﻲ ﻟﮭﺎ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻛﺒﯿﺮ ﻋﻠﻰ ﺗﻤﻠﺢ اﻷراﺿﻲ اﻟﻤﺮوﯾﺔ أﺳﺎﺳﺎ ﺗﻠﻚ اﻟﺘﻲ ﺗﺮوى ﺑﻤﯿﺎه اﻵﺑﺎر. ھﺬا وﻓﻘﺎ ﻟﺴﯿﺎﻗﮭﺎ اﻟﻄﺒﯿﻌﻲ، وﻋﻠﻰ اﻷرﺟﺢ إﻟﻰ ﻧﻮﻋﯿﺔ اﻟﻤﺤﺎﺻﯿﻞ اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ. ﻛﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎح: اﻟﻤﻨﻄﻘﺔ اﻟﺠﺎﻓﺔ، اﻟﺰﯾﺒﺎن ،اﻟﻤﺎء ،اﻟﺘﺮﺑﺔ ،اﻟﺮي ،اﻟﻤﻠﻮﺣﺔ، ﻧﻤﻮذج اﻟﺤﺮارﯾﺔ Résumé Ce travail de thèse présente une contribution à l'étude de l'impact de la qualité des eaux d'irrigation sur la salinisation des sols dans trois localités de la région des Ziban (Sidi Okba à l'Est, Bordj Ben Azouz à l'Ouest et la plaine d’El-Outaya au Nord). Les méthodes mises en œuvre vont d'une étude détaillée sur le terrain, enquête et échantillonnage de l’eau et du sol, à la modélisation en passant par les analyses chimiques et le traitement statistique. Après avoir présenté le contexte naturel de la région d’étude, une caractérisation des eaux d'irrigation a été faite, ceci afin de déterminer leur impact sur les sols irrigués. Les paramètres physico-chimiques analysés et/ou déterminés sont : la CE, pH, contenu et bilan ionique, faciès chimique, le SAR et l’ESP des eaux et des sols, les phases salines, profil salin, l’indice de saturation. Les compositions chimiques des eaux utilisées en irrigation font apparaître une salinité élevée avec un faible à fort risque de sodicité. Aussi, elles présentent deux faciès chimiques suivant le sens de l’écoulement, chloruré et sulfaté calcique et magnésienne en amont avec une tendance à devenir chloruré sodique et potassique à l’aval. Le suivi des changements chimiques des sols après la mise en irrigation des cultures cultivées dans chaque région montre un changement considérable pour tous les paramètres mesurés. Cette étude montre une salinité élevée des sols qui apparait comme une contrainte majeure au développement des cultures irriguées dans la région d'étude; cette forte salinité est attribuée aux effets conjugués de la qualité de l’eau d’irrigation préalablement salée, aux conditions climatiques très arides produisant une forte évapotranspiration et à l’absence et /ou présence d’un réseau de drainage. Aussi, elle met l'accent sur la distinction de deux sous-zones de faciès géochimique de sols différents dans chaque localité d’étude, une sous-zone en amont à faciès sulfaté et une sous-zone en aval à faciès chloruré.