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O, TITLE Environmental Isotopes in the Aquifers of the North Western

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O, TITLE Environmental Isotopes in the Aquifers of the North Western PCKV ''O, TITLE Environmental isotopes in the aquifers of the North Western Sahara i i I4 t FIKâl, BEÎ-ORï BÎR <ñU PERIOD 15 March 1972 - 30 June 1974 AUTilCR(S) o: G. Conrad Centre de Becherchee sur lee Zönee Arides Paris, Prance ..'"-. , - ATCMie fSlESGr AGENCY BATE Laboratoire de Géologie CONTRAT. A IE A .-CNRS Université •dé. Rouen Ï123 RB et 1123 Rl/RB 76130 MONT SAINT AIGNAN , --;:'- RAPPORT PINAL SUR LES ISOTOPES DANS LES EAUX DU SAHARA N ORD:- O C CIDENT Ah (ALGERIE) ' ' - '- par' '- . Georges CONRAD Docteur-ès-Sciences •'".• ! , ;: Septembre 1975 , ; .'.:'-'. r ,> teglfs*^ - %• Er -r- -?* •RESUME DU RAPPORT FINAL Agence internationale de l'Energie atomique - Centre national de la recherche scientifique,. Contrat 1123 RB et 1123 R1/RB-- "Isotopes dans les eaux du Sahara nord-occidental (Algérie)'.' Centre national de la Recherche scientifique (Paris), Laboratoire de Géologiedynamique.dé l'Université Bierrè-et-Màrie-Curie (Paris-VI), Laboratoire-de Geologie de l'Université de Rouen. ^ -tí Georges COHRAD, Docteur ès-Sciences Contrat; couvrant la période. 1972-1975» L'étude"liée à cetcontrat a permis de compléter et de développer les informations sur les isotopes de l'eaujÀfceîiues au Sahara algérien.à . i la suite du projet ERESS achevé ea 1972>et des travaux réalisés dans le cadre du Centre de recherches sur Íes zones arides (CRZA), labora- toire dépendant du CBRS. ".._: _". : '-.. .;-'_ \\ " La portée du projet réside "dans Ses. prolongement s., de recherches qui permettent actuellement une lionne vision globale sur le cycle de T'eau en soné aride nord-saharienne et sur l'origine.des eaux souterraines _dans les aquifères importants du Sahara septentrional. '..'.• • • La méthode expérimentale employée consiste en des travaux de prélèvements uniques ou périodiques et d'observations sur le terrain'pour suivre certaines évolutions géochimiques et d'analyses de laboratoire sur.les; isotopes de l'eau réalisées surtout" au Laboratoire de Géologie dynamique . de Paris VI, pour le carbone-13» le carbóne-iU5. l'oxygène-18 et le tri-_ tima. Des compléments ont été obtenus par d'autres laboratoires. • " a^2SS¿SftA Résultats obtenus Les informations les plus importantes obtenues, confirmées, ou améliorées grâce à crj projet de recherche sont les suivantes : - Précipitations Outre les caractéristiques des précipitations sur la Saoura (Sahara nord-occidental) nous connaissons la composition isotopique des pluies susceptibles de participer S la recharge actuelle des aquifères. Ce sont des pluies supérieures ou égales à 10 ou 20 mm avec une composition isoto- pique d'environ : - 6 à - 7 °/c Ô18 vs SMOV? La valeur moyenne de la composition isotopique des précipitations excep- tionnelles cumulées en 2l* h (h = 65,3 mm) s'établit pour la Raoure à : 618O = - 8,33°/op vs SMOW Eaux de surface Une étude détaillée de l'évolution d'une guelta, complète une étude antérieure sur les bassins êvapori iiques du Sahara (Fontes et Gonfiantini, 1967). iîne droite d'evaporation des eaux de bassin évaporitique alimenté â la fois pa_r les eaux de surface et l'apport .d'une nappe souterraine se différencie de la droite d'évaporation de Fontes et Gonfiantini. Eaux souterraines Nappé du Grand erg occidental L'étude détaillée de la nappe du Grand erg nous permet de mettre en évidence une recharge actuelle indubitable dans la partie massive de l'erg et de faire apparaître une spécificité de composition 'isctopique des eaux des aquifères dunaires. Dans ce milieu particulier et souvent très homogène, les eaux acqui- èrent, par suite de phénomènes d*evaporation complexes, une forte concen- tration en isotopes stables tout en gardant une faible minéralisation, glo- bale. - - _ ." . '-"'-'•-•' 18 Les valeurs, en oxygène-18 s'étalent entre - 3 et - 6°/0o S ys SMOW. les eaux du grand erg oriental et de l'Erg Issaouane se placent très bien sur la droite d! évaporât ion établie pour le Grand erg occidental. -. t Í •;--:--T=.Cj-.-..-.,r, Ê C> Happe du continental intercalaire 1 . g V Toutes les informations sur le ïinrhert ont été acquises dans le cadre de cette recherche. Pour l'aire occidentale du réservoir, le dé- versement massif des eaux récentes de la nappe du Grand erg est analy- sé trêu claivement dans tout le Gourara jusqu'à la latitude d'Adrar. La recharge holocène pendant la période du Néolithique voire actuelle, d'après les données obtenues par le dosage du tritium et du c&rbone-1*t, s est confirmée dans les zones d'affleurement du réservoir comme le Tidikelt et cela même dans les secteurs où les eaux sont artésiennes. On peut donc considérer que le réservoir est actuellement réalimenté, au moins faiblement sur les zones sahariennes. Cette conclusion améliore les prévisions qui peuvent être déduites du projet ERESS et. du modèle ma- thématique qui prévoit l'évolution de la nappe dans le temps et l'abais- sement du niveau piézométrique consécutif à une exploitation plus impor- tante. Conclusion Les travaux de recherche poursuivis au Sahara algérien pendant la période 1972-1975, couverte par le contrat 1123 RB, ont permis de parfaire notre connaissance sur les données isotopiques du cycle de l'eau en milieu désertique et sur le bilan des eaux souterraines. Ces aspects du problème, développés dans ce rapport et dans les publications qui découlent de cette recherche, complètent- les informations générales consignées dans les docu- ments synthétiques ERESS (1972) relatifs aux nappes aquifêres du Sahara algéro-tunisien. »1 c-?, Fait à Eouen, le 30 septembre 1975 f J 3eorges CONRAD- • - X Docteur es-Sciences. "b1* -_ t __ 4 Articles publiés au 30-9-197!? sur le travail accompli en vertu du contrat. a) "Isotopes techniques in Groundwater hydrology 197!i", IAEA, Vienna 1971*. í R.Gonfiantini, G.Conrad, J.Ch.Fontes, Q.Sausay, B.H.Payne. if Etude isotopiaue de la nappe du Continental intercalaire et de ses relations avec les autres nappes du Sahara septentrional.IAEA-SM- 182/25 p.227-2Ui, 6 fig., 3 tabl. b) "Journal of Hydrology" Elsevier, Amsterdam, 19T5- G.Conrad, A.Mareé, Ph.Olive. Mise en évidence par le tritium de la recharge actuelle des nappes litres de la zone aride saharienne, sous presse, 20 p., 6 fig., 7 tabl. Y Jl4 ¡ l* i 1 ir Fig . 1 4. -Résultats isotopiques (carbone-14 oxygène-18) obtenus sur la nappe du Grand erg occidental et la.nappe du Continental intercalaire à l'ouest de la dorsale du Mzab (Sahara occidental algérien). •. ' ' -. ' . K? i %h H»'» STRATIGRAPHIE ET HYDROGEOLOGIE DU SAHARA »LCERO- TUNISIEN (d'après document UNESCO PNUD HEG loo) ° * BTDtociCUCU u cuiAct-Ttimirt ffl' i» 7 I 1: Nappe du Grand erg occidental 5: Nappe du Carbonifère 2: Nappe de la Haniada du Cuir 6: Nappe du Dévonicn inférieur 3: Nappe du Complexe terminal 7: Nappe du Silurien V» 4:Nappe du Continental intercalaire 8: Nappe du Cambro-Ordovicien Í Fig.15.- Position stratigraphique et données hydrogéologiques succintes sur les aquifëres du Sahara algérien au nord du Hoggar. -ir-H.*« -f—.v»««w—«mu «oWMCU AaS^ :| RAPPORT FINAL A.- Caractéristiques du projet 1) Numéro du Contrat: Contrat AIEA-CNRS : 1123 RB et 1123 Rl/RB. 2) Titre du projet : "Isotopes dans les eaux du Sahara nord-occidental (Algérie) ". 3) Instituts où se sont réalisées les recherches : 31) Centre national de la recherche scientifique (France)': Centre de recherches sur les zones arides (CNRS, Paris) et son laboratoire saharien à Béni-Abbès par Béchar Algérie jusqu'en 1974. 32) Université Pierre-et-Marie Curie : Laboratoire de géologie dynamique (Paris) 75230 Paris Cedex 05 Centre de recherches géodynamiques (Thonon-les-Bains) Avenue de Corzent, 74203 Thonon-les-Bains. 33) Université de Rouen : Laboratoire de géologie, 76130 Mont-Saint-Aignan 34) Centre national de la recherche sur les zones arides, Laboratoire de Bëni-Abbès par Béchar (Algérie), Centre de recherches algérien depuis 1974. 4) Chercheur responsable du travail : Conrad Georges, Docteur ès-Sciences, Iîaître de conférences à l'Université de Rouen. •vf ' 5) Période de temps couverte par le contrat : - 1972-1975 i k . ,=J^ ;I '•; W^J ^.- • - \v- '— ^*- - 2 - B.- Travaux de recherche 1) Déroulement des recherches : Les résultats présentés dans ce rapport correspondent à la période 1972-1975 pendant laquelle se sont effectués con- jointement des travaux de terrain au Sahara et des travaux de laboratoire réalisés pour l'essentiel dans trois organismes de recherche français : y - le Centre national de la recherche scientifique, // /'s - le Laboratoire de géologique dynamique et le Centre de la recherche géodynamiques dépendant de l'Université Pierre-et-îlarie Curie à Paris. - le Laboratoire de géologie de l'Université de Rouen. ..:,-.:-./:i: Les prélèvements périodiques d'échantillons de précipi- tations, de sources ou d'eaùx de surface ont été faits grâce à la station de Béni-Abbès du CNRS jusqu'en 1974 et à partir ds 1974-1975 par le Centre national de la recherche sur les zones arides (Béni-Abbès), organisme dépendant de la recherche scien- tifique algérienne. La. section d'Hydrologie isotopique dé l'Agence Inter- nationale de l'Energie Atomique à effectué à notre demande une soixantaine de mesures d'oxygëne-18 et de deuterium sur les eaux de la nappe du Grand erg occidental. 11) Personnel ayant participé aux recherches : a) Chercheurs . ... •'...-. - Georges Conrad,. Centre national, de la recherche scientifique et: Université de Rouen, Responsable scientifique du projet et de.là plupart des' tra- • vaux sur. le tejrrain..„•,; ;; •.'•' ; v -" ; - Jean-Charles Fontes, Chargé d'enseignement, îlaî- tre-Assistant à l'Université ¿>ierre--et-Marie Curie .-'.. ; ä Paris, responsable des travaux "sur les isotopes.: : et qui a réalisé l'interprétation des résultats'/ avec G.Conrad; ••.;".- •'• \ •"/.;'!-"=.. \ y Des travaux complémentaires ont étë réalisés par : - Philippe Olive, Maître-Assistant â l'Université Pierre-et-Marie Curie et sous-Directeur du Centre de recherches gêodynamiques de Thonon-les-Bains, pour des dosages de tritium ; - Adrien Marçé, Docteur 3ème cycle, Ingénieur au Bureau de recherches géologiques et minières, pour des dosages de tritium.
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