République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l‘Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d‘Oran Mohamed BOUDIAF
Faculté d‘Architecture et de Génie Civil Département d‘Hydraulique
THESE EN VUE DE L‘OBTENTION DU DIPLOME DE DOCTORAT ES-SCIENCES
Specialité : Hydraulique
Presentée par :
HAMLAT Abdelkader
Sujet de la thèse
CONTRIBUTION A LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU DES BASSINS VERSANTS DE L’OUEST ALGERIEN A L’AIDE D’UN SYSTEME INFORMATISE
Soutenue le 25/06/2014 devant le jury composé de :
Mr CHERIF El Amine (Professeur – USTO) Président Mr ERRIH Mohamed (Professeur – USTO) Rapporteur Mr BOUANANI Abderezak (Professeur –U. Tlemcen) Examinateur Mr HAZZAB Abdelkrim (Professeur –U. Saida) Examinateur Mr MEDDI Mohamed (Professeur –ENSH. Blida) Examinateur Mr YEBDRI Djilali (MCA – USTO) Examinateur
RESUME
L‘Algérie, sa région Ouest en particulier, a connu plusieurs grandes sécheresses durant ce siècle, depuis les années 40, les années 80 jusqu'à nos jours. La plus récente, caractérisée par une diminution de la pluviométrie, associée à une augmentation sensible de la température durant les deux dernières décennies, a influencé par son ampleur spatiale, son intensité et par son impact majeur sur la diminution des ressources en eau. Notre travail portant sur la région de l‘Ouest algérien constitue un projet important ; étant donné que la région d‘étude constitue, en Algérie, un pôle économique important, du fait de l‘existence de des grands centres urbains tel que : Oran, Mostaganem, Tlemcen, Sidi bel Abbés, Mascara et Saida ; de l‘existence de grandes unités industrielles et d‘importantes potentialités hydro-agricoles. Notons que les bassins de la région d‘étude sont caractérisés par : (a) une forte croissance socio-économique qui transforme l'usage agricole du sol au profit d'une urbanisation galopante ; (b) une concurrence entre les demandes en eau potable et d‘irrigation qui a conduit à des transferts importants depuis les bassins Chellifs-Zahrez ; c) la planification de grands travaux d‘aménagement pour augmenter fortement les transferts interbassins afin de faire face à la demande dans les prochaines années. Le modèle WEAP a été appliqué pour simuler le bilan hydrique actuel et évaluer les stratégies de gestion des ressources en eau dans la région selon différents scénarios jusqu'en 2030. Le modèle a été calé pour l'année 2006 et validé pour l'année 2007. Les sept scénarios construits dans cette approche reflètent l'effet des tendances futures de la demande en eau en tenant compte des différentes politiques d'exploitation et des facteurs qui peuvent influencer la demande d‘une part et, d‘autre part, d'évaluer l'impact de la disponibilité des ressources par le changement climatique probables dans la région. Les simulations effectuées avec le modèle WEAP ont toutes montré que la demande domestique peut être satisfaite sous les scénarios envisagés. Le scénario de la gestion de la demande (DM) et le développement du niveau de vie (DSL), sont les procédures nécessaires à la bonne gestion des ressources disponibles. Toutefois, la demande agricole ne peut être satisfaite sous les scénarios de développement des GPI, que si les besoins en eau pour les zones déficitaires seront satisfaits à partir du futur projet «transfert Sud - Hauts Plateaux».
Les résultats ont confirmé que le modèle WEAP offre une base solide pour aider les planificateurs à élaborer des recommandations pour la gestion future des ressources en eau dans la région.
Mots clefs : Gestion, Ouest algérien, modèle WEAP, scénario, transfert Sud - Hauts Plateaux, ressources en eau,
ABSTRACT
Algeria, its western region in particular, has experienced several severe droughts in this century, since the 40s, the 80s until today. The most recent, characterized by a decrease in rainfall associated with a significant increase in temperature during the last two decades, influenced by its spatial extent, intensity and its impact on the reduction of water resources. Our work on the western Algeria region is an important project, because the study area is an important economic pole in Algeria, due to the existence of large urban centers such as: Oran, Mostaganem, Tlemcen, Sidi Bel Abbes, Mascara and Saida, the existence of large industrial plants and large hydro-agricultural potential. Let us note that the studied basins are characterized by: (a) strong socioeconomic growth transforming agricultural lands to urban areas; (b) competition between demands for drinking water and irrigation leading to significant transfers from Cheliff Zahrez watersheds; and (c) major water projects planning to increase heavily the interbasin transfers in order to cope with increasing demand over the next years. The model is applied to evaluate and analyze the existing balance and expected future water resources management scenarios by taking into account the different operating policies and factors that may affect demand until 2030. The model has been calibrated for the year 2006 data and validated for the year 2007 data. The seven scenarios constructed in this approach reflect the effect of future trends in water demands by taking into account the different operating policies and factors that may affect demand and evaluate the impact of resources availability through probable climate change in the region. The results showed that domestic demand can be satisfied for the considered scenarios. Demand management and development of standard of living are the necessary procedures for proper management of the available resources. However, agricultural demand cannot be satisfied for Development of Large Irrigation System scenarios, only if the water requirements for deficit areas will be meeting from the future project ―South— High Plateaus transfer‖. The results confirmed that the WEAP model provides a solid foundation to help planners to develop recommendations for the future management of water resources in the region.
Keywords: Balance. Scenario. Water resources management. WEAP model .Western Algeria
الملخص
شهدت اجلزائر وعلى وجه اخلصوص اجلهة الغربية ، عدة موجات جفاف شديدة يف هذا القرن، منذ األربعينات والثمانينات حىت يومنا هذا وكان أخرها الذي دتيز باخنفاض يف معدل ادلغياثية والذي ارتبط بارتفاع حمسوس يف درجات احلرارة خالل العقدين ادلاضيني، هذا اجلفاف أثر مبدا ادلكاين وكثافته يف اخنفاض ادلوارد ادلائية. اختيارنا للجهة الغربية هو مشروع مهم ألن منطقة الدراسة هذ تعترب قطب اقتصادي هام يف اجلزائر، وذلك بسبب وجود ادلراكز احلضرية الكبرية مثل: وهران، مستغامن، تلمسان، سيدي بلعباس، معسكر وسعيدة، وكذالك لوجود منشآت صناعية كبرية و طاقات مائية-زراعية. نذكر بأن األحواض ادلدروسة تتميز ب: )أ( منو إجتماعي وإقتصادي قوي والذي أدى إىل حتويل األراضي الزراعية إىل مناطق حضرية، )ب( منافسة بني الطلب على ميا الشرب والري مما أدى إىل جلب وحتويل معترب للميا من أحواض الشلف- زهرز )ج( ختطيط الجناز مشاريع ميا كربى لزيادة التحويالت داخل األحواض من أجل مواجهة الطلب ادلتزايد خالل السنوات القادمة. مت تطبيق النموذج ᴘᴀᴇᴡ لنمذجة ادلوازنة ادلائية احلالية تقييم واسًتاتيجيات تسيري ادلوارد ادلائية يف ادلنطقة من خالل عدة سيناريوهات حىت عام 0202. النوذج مت معايرته لسنة 0222 والتحقق من صحة النتائج لعام 0222. السيناريوهات السبعة ادلكونة ذلذ الفرضية تعكس تأثري االجتا ادلستقبلي لطلب ادليا مع االخذ بعني االعتبار سياسات االستغالل ادلختلفة والعوامل اليت قد تؤثر على الطلب من جهة ومن جهة أخرى تقييم تأثري توفر ادلوارد ادلائية من خالل تغري ادلناخ احملتمل يف ادلنطقة.
أظهرت نتائج النمذجة عن طريق النموذج ᴘᴀᴇᴡ أن احتياجات االستهالكات ادلنزلية قد يتم تغطيتها يف كل السناريوهات ادلدروسة. السناريوهات: إدارة الطلب وحتسني مستوى ادلعيشة. هي اإلجراءات الالزمة حلسن إدارة ادلوارد ادلتاحة ومع ذلك، ال ميكن تغطية احتياجات الطلب الزراعي من خالل سناريوهات التوسع يف ادلساحات الكربى ادلسقية ، إال إذا مت تلبية االحتياجات ادلائية للمناطق اليت ستعرف عجزا يف ادليزانية من خالل ادلشروع ادلستقبلي "مشروع حتويل ادليا جنوب- اذلضاب العليا ". أكدت النتائج أن النموذج ᴘᴀᴇᴡ يوفر أساسا متينا دلساعدة اصحاب القرار على وضع توصيات إلدارة مستقبل ادلوارد ادلائية يف ادلنطقة.
الكلمات المفتاحية: النموذج ᴘᴀᴇᴡ. اجلهة الغربية للجزائر. إدارة ادلوارد ادلائية. سيناريوهات. حتويل ادليا جنوب- هضاب العليا
Je dédie cet ouvrage à l'âme de mon père qui avait toujours souhaité notre réussite. A ma mère, mes frères et sœurs. A ma femme et à mes enfants.
Abdelkader Hamlat REMERCIEMENTS
L‘élaboration de cette thèse de doctorat est le fruit de plus de six ans de recherches, alternés avec mes activités pédagogiques d‘enseignement à l‘université de Laghouat. Son achèvement n'aurait pu voir le jour sans la collaboration de nombreuses personnes qu'il m'est agréable de remercier. Je tiens dans un premier temps à remercier le Pr Errih Mohamed, qui a accepté de diriger ce travail et a veillé au bon déroulement de ces années, en m‘apportant des critiques constructives et des conseils pertinents, et ce suite à l‘intérêt qu‘il a accordé à mes travaux de recherches. Toute ma reconnaissance va également à Chettih Mohamed, Maitre de conférences au département de Génie civil de l‘Université de Laghouat, qui m‘a prodigué encouragements et conseils, tout en me permettant de profiter de ses connaissances. Il a toujours manifesté intérêt et appui à mes travaux. Je remercie Guidoum Azzedine, enseignant au département de Génie civil de l‘Université de Laghouat. Je lui adresse de sincères remerciements pour son implication dans mes recherches et son aide très précieuse. Je remercie M. Hazzab Abdelkrim pour leurs remarques, commentaires, et suggestions qui ont permis d'améliorer la qualité de ce travail. Mes vifs remerciements sont adressés au Dr Mahmoud Al-Sibai., directeur de l‘institut de la gestion des ressources en eau dans l‘Université d‘Al-Baath Homs, Syrie, pour son bon accueil. Mes remerciements s‘adressent au Jihad Al Mahamid, Directeur du ACSAD (Arab Center for the Studies of Arid Zones and Dry lands) (division des ressources en eau), qui m‘a bien accueilli dans son laboratoire et m‘a permis de contacter des professeurs, tels que Mrs Omran Alshihabi, Youssef Marai et bien d‘autres, avec qui j‘ai eu des échanges scientifiques fructueux. Qu‘ils soient assurés de ma sincère reconnaissance. J‘ai l‘agréable tâche de témoigner ma grande reconnaissance aux différents services techniques auprès desquels j‘ai bénéficié d‘un aimable appui, notamment ceux qui m‘ont facilité l‘accès aux données de mesures et à la documentation, en particulier : -L‘antenne de l‘A.N.R.H. (particulièrement M. Dakkiche ALI) ; -La Direction de ABH OCC (particulièrement M. Benzguire et Mme Maarouf) -Le ministère des ressources en eau « MRE » (particulièrement Mr Haddidi Abdelkader) Mes sincères remerciements s‘adressent aux membres du jury qui ont accepté de lire et juger ce travail. Le Professeur Cherif el-Amine, qui a bien voulu m‘honorer en présidant ce jury, malgré ses énormes préoccupations, de même que les Professeurs Bouanani abderezak, Hazzab Abdelkrim, Meddi Mohamed et Yebdri Djillali, qui ont bien voulu juger ce travail et enrichir le débat aux côtés du professeur Errih Mohamed, mon directeur de thèse.
Je témoigne mon amitié à tous mes collègues du département de l‘Hydraulique de l‘université USTO et du département de génie civil de l‘université de Laghouat pour les bons moments passés ensemble et les échanges scientifiques.
Avant de terminer, je dois remercier ma famille pour son encouragement, son soutien et sa patience.
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وَنَبِِّئِهُمِ أَنَِّ الِمَاء قِسِمَةٌ بَيِنَهُمِ كُلُِّ شِرِبٍمُِّحِتَضَرٌ سورة القمر أية)۸۲(
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Si quelqu'un réussit à résoudre le problème de l'eau, il mériterait de se voir décerner deux prix Nobel : celui de la paix et celui des sciences.
Président J. F. Kennedy
La meilleure façon de prédire l’avenir, c’est de le créer.
Peter Drucker
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A- Production scientifique : (2006- 2012)
1. Revues Internationales
. Hamlat, A., Errih, M., Guidoum, A. 2012 "Simulation of water resources management scenarios in western Algeria watersheds using WEAP model." Arabian Journal of Geosciences: Volume 6, Issue 7, pp. 2225-2236. Doi : 10.1007/s12517-012-0539-0 . Hamlat, A., Yebdri, D., and Errih, M. 2008. Contribution à la gestion des ressources en eau des bassins versants de l‘Ouest Algérien à l‘aide d‘un système informatisée: Cas bassin versant de la Tafna, Algerian Journal Of Technology (AJOT), An International Publication of Engineering Science, Numéro Spécial, pp.865-874, ISSN: 1111-357X. . Yebdri D., Errih M, Hamlat A & Tidjani A. 2007, « The water resources Management study of the Wadi Tafna Basin (Algeria) using the SWAT model‖ African Water Journal, Vol.1, N°1, pp 36-50. www.uneca.org/.../African%20Water%20Journal%20Volume1%20No1.htm . Errih M ,Yebdri D , Tidjani A and Hamlat A, 2006, « Management of a Complex Water Resources System Using the SWAT Model: Case Study of the Wadi Tafna Basin (Algeria ) », Hydrological Science And Technology Journal, Vol. 22, Number 1-4,2006, Published by the American institute of Hydrology ISSN 0887-686X,161-172 p: http://www.aihydrology.org/
2. Colloques
a)- Internationaux Guidoum A., Nemouchi A., Hamlat A, 2012. Analyse des tendances par approche spatialisée des précipitations au Nord-Est de l’Algérie. 6ème conférence internationale : Ressources en eau dans le bassin méditerranéen, WATMED, 10-12 octobre 2012, Sousse, Tunisie. Guidoum A., Nemouchi A., Hamlat A, 2012. Modélisation statistique et cartographie de l’érosion hydrique sur le versant septentrional des Aurès. The first International conference on civil engineering ICCE, 06-07 novembre 2012. Yebdri D., Hamlat A, Tidjani A & Errih M., 2005, « Prévision des paramètres du bilan hydrologique par l‘application du modèle SWAT », Congrès Méditerranéen Watmed 2,15&16 Novembre, Marrakech, Maroc. http://www.ucam.ac.ma/fssm/watmed2/ b)- Nationaux Hamlat A., 2011 Les acteurs locaux et la gestion intégrée des ressources en eau. Présenté au Article « Journée Nationale sur: Information et gestion du territoire Une chaîne complexe d’Acteurs locaux: APC, Wilaya, opérateurs socio-économiques, (Université de Laghouat, le 27 avril 2011) Hamlat A., 2011 La gestion des ressources en eau en Algérie : Ressources et Bilan, exposé sous forme d‘une communication orale à la 1ère journée d’étude sur les ressources en eau et l’environnement (Université de Laghouat, le 28 avril 2011)
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TABLE DES MATIERES
Introduction générale: ...... 1
PARTIE I : LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU : DU CONCEPT A LA PRATIQUE
Chapitre I : Concepts et enjeux de la gestion des ressources en eau
I.1 -Introduction ...... 5 I.2. Gestion des ressources en eau : Origines et définitions ...... 5 I.3. Principes de la gestion de l‘eau ...... 7 I.3.1 Gestion intégrée, gestion par l’offre et par la demande...... 8 I.3.2 Echéance temporelle pour la gestion ...... 10 I.3.3 Emprise spatiale affectée par la gestion ...... 11 I.3.3.1 Niveau administratif de la gestion : ...... 13 I.3.3.2 Niveaux hydrologiques de la gestion ...... 14 I.4. Approche à deux voies de la GIRE ...... 14 I.4.1 Collaboration horizontale : ...... 15 I.4.2 Collaboration verticale : ...... 15 I.5. Illustration de la gestion des ressources en eau sur un hydrosystème ...... 15 Chapitre II: Formulations des Scenarios, Méthodologie et Objectifs. II.1 Définition d‘un scénario : ...... 17 II.2 Objectif de la planification par scénarios ...... 18 II.3. Choix de la méthode des scenarios ...... 18 II.4 Différents types de scenarios : ...... 19 II.4.1 Scénario tendanciel ...... 19 II.4.2 Scénario alternatif ...... 20 II.5. Planification stratégique de la gestion des ressources en eau : ...... 20 Chapitre III La politique de la gestion des ressources en eau en Algérie III.1.Introduction : ...... 22 III.2. Intégration des principes de la GIRE dans la politique nationale ...... 23 III.2.1. Principe écologique ...... 23 III.2.2 Principe institutionnel ...... 24 III.2.3. Principe instrumental : ...... 25 III.3.Nouvelle politique et structure de gestion de l'eau:...... 25 III.3.1. Institutions impliquées dans la gestion des ressources en eau : ...... 25 III.3.1.1. Le Ministère des ressources en eau (MRE): ...... 25 III.3.1.2. Au niveau local : ...... 27 III.3.1.3. Au niveau intermédiaire : ...... 27 III.3.2. Les agences de bassins hydrographiques : ...... 30 Chapitre IV Regards sur la situation des ressources en eau en Algérie IV.1.Introduction : ...... 32 IV.2.Contraintes au développement des ressources en eau : ...... 32 IV.3. Les ressources hydrauliques ...... 33 IV.3.1 – Les ressources en eaux souterraines ...... 34 IV.3.2 - Les ressources en eau de surface ...... 35 IV.4. Politique hydraulique ...... 35 IV.4.1 - Barrages ...... 36
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IV.4.2 - Les retenues collinaires ...... 36 IV.4.3 - Les Forages ...... 36 IV.4.4 - Superficies irriguées ...... 36
PARTIE II : ENJEUX DE LA MODELISATION POUR LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU
Chapitre V Enjeux de la modélisation dans la gestion des ressources en eau V.1. Introduction : ...... 38 V.2. Les outils numériques d'aide à la prise de décision ...... 38 V.2.1 Modèles mathématiques ...... 39 V.2.3. Systèmes d'informations géographiques (SIG) ...... 39 V.2.4. Systèmes experts ...... 40 V.2.5. Systèmes d'aide à la prise de décision ...... 40 V. 3. Les modèles pour la gestion quantitative des ressources en eau ...... 42 V.3.1 Utilité d’un modèle pour la gestion des ressources en eau ...... 43 V.3.2 Modèles dits de « gestion » et dits « d’optimisation » ...... 45 V.3.3 Les apports de la prévision en gestion des ressources en eau ...... 46 V.3.3.1 La prévision : formulation du problème ...... 47 V.3.3.2 Caractéristiques des prévisions ...... 47 V.3.4 Les modèles de prévisions et leurs utilisations en gestion ...... 48 V.4. Modélisation Systémique : ...... 48 Chapitre VI Les modèle hydrologique et de la gestion des ressources en eau VI.1.Introduction : ...... 52 VI.2. Les différentes modèles pour la gestion des ressources en eau ...... 53 VI. 2.1. Mike Basin ...... 53 VI. 2.2. HyD 2002 ...... 54 VI. 2.3. RIBASIN ...... 56 VI. 2.4. WATER WARE ...... 56 VI. 2.5. IDSS+ ...... 58 VI. 2.6. GIBSI ...... 58 VI. 2.7. BASINS ...... 59 VI. 2.8. SWAT: ...... 60 VI. 2.9. STRATEAU ...... 60 VI. 2.9.WEAP ...... 61 Chapitre VII: l’approche du modèle WEAP VII.1.Introduction ...... 62 VII.2.Approche de WEAP ...... 62 VII.3.Caractéristique du modèle WEAP: ...... 64 VII.3.1. Modélisation hydrologique à base physique : ...... 64 VII.3.2.La modélisation des eaux de surface dans le WEAP : ...... 65 VII.3.3.Interaction eau de surface- eau souterraine : ...... 68 VII.3.4. L’agriculture irriguée ...... 69 VII.3.5. Le système de gestion: le module d'allocation ...... 70 VII.3.6. Les besoins en eau ...... 70 VII.3.7. Modélisation des réservoirs ...... 70 VII.4.Structure du programme ...... 72 VII.4.1. Présentation schématique ...... 72
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VII.4.2. Affichage de données ...... 72 VII.4.3. Présentation des résultats ...... 73
PARTIE III : MODELISATION DES BASSINS VERSANTS DE L’OUEST ALGERIEN
Chapitre VIII : Présentation de la région d’étude VIII.1. Contexte géographique: ...... 76 VIII.2. Climatologie : ...... 78 VIII.2.1 Température ...... 79 VIII.2.2 Pluviométrie ...... 79 VIII.2.3 Insolation ...... 80 VIII.2.4 Evapotranspiration Potentielle « ETP » ...... 81 VIII.3 Géologie ...... 82 VIII.4. Orographie ...... 83 VIII.4.1. Relief : ...... 83 VIII.4.2. Modèle numérique de terrain ...... 84 VIII.5. Réseau hydrographique ...... 87 VIII.6. Occupation du sol ...... 89 VIII.7. Etat potentiel des ressources en eau...... 89 VIII.7.1 Ressources en eaux superficielles...... 89 VIII.7.1.1 Barrages ...... 89 VIII.7.1.2 Retenues collinaires : ...... 91 VIII.7.2 Ressources en eaux souterraines ...... 93 VIII.7.3 Ressources en eaux non conventionnelles ...... 95 VIII.7.3.1. Dessalement d’eau de mer ...... 95 VIII.7.3.2. Recyclage des eaux usées ...... 96 VIII.9 Systèmes de transferts et interconnexions ...... 97 VIII.9.1 Systèmes de transfert dans la région Oranie – Chott Chergui ...... Erreur ! Signet non défini. VIII.9.2 Systèmes de transfert inter régionaux ...... 100 VIII.9.2.1.Transfert du barrage du Gargar ...... 100 VIII.9.2.2.Transfert du barrage Cheliff-Kerrada : Mostaganem – Arzew - Oran (MAO) ...... 100 VIII.10 Qualité des eaux : ...... 102 VIII.10.1 Qualité des eaux superficielles : ...... 102 VIII.10.1.1 Les Cours d’eau ...... 102 VIII.10.1.2 Barrages ...... 102 VIII.10.1.1 Les Lacs ...... 103 VIII.10.2 Qualité des eaux souterraines : ...... 103 VIII.8 Besoin en eau : ...... 105 VIII.8.1. Evaluation de la demande en eau...... 105 VIII.8.2. 1. Demande en eau potable ...... 105 VIII.8.2.2. Demande en eau industrielle...... 106 VIII.8.2.3. Demande en eau d’irrigation ...... 106 Chapitre IX implémentation du modèle WEAP dans la région d'étude IX.1. Analyse critique des études antérieures ...... 109 IX.1.1 Plan National de l’Eau 1993 (PNE 93) ...... 109 IX.1.2 Plan National de l’Eau 1998 (PNE 98) ...... 110 IX.1.3 Plan National de l’Eau 2006 (PNE 2006) ...... 110 IX.1.4 PRE Oranie ...... 111
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IX.2 Discussion de la base de données à utiliser : ...... 111 IX.3 Configuration du modèle ...... 114 IX. 3.1 Disponibilité de la ressource ...... 116 IX. 3.2 Besoins en eau domestique et industrielle ...... 119 IX. 3.3 Réservoirs ...... 121 IX.4 Présentation des principaux scénarios ...... 122 IX.4.1.Scénario de référence « Business-As-Usual » (BAU) : ...... 123 IX.4.2. Scénario de changement climatique : séquences sèches « Dry Climate Change ...... 123 IX.4.3. Scénario de changement climatique : séquences humides « Wet Climate Change ...... 123 IX.4.4. Scénario de la gestion de la demande: Demand Management « DM scenario » ...... 123 IX.4.5. Scénario du développement du niveau de vie : Development of Standard of Living ..... 123 IX.4.6. Scénario de développement des GPI 1 : Development of Large Irrigation Systems 1 ... 124 a IX.4.7. Scénario de développement des GPI 2 : Development of Large Irrigation Systems 2 ... 124 a
PARTIE IV : RESULTATS ET INTERPRETATION
Chapitre X Calage du modèle X.1 Calage et validation du modèle : ...... 124 b Chapitre XI Analyse des scenarios de la gestion XI. 1 Analyse des scenarios de la gestion: ...... 132 XI.2. Situation actuelle (année 2006): ...... 132 XI. 3. Scenario de référence : ...... 132 XI. 3.1.Projections de la demande : ...... 133 XI.3.2. Projections de l'Offre ...... 134 XI.4. Scénario de changement climatique : séquences sèches « DCC scenario» ...... 136 XI.5. Scénario de changement climatique : séquences humides « WCC scenario » ...... 138 XI.6. Scénario de la gestion de la demande: « DM scenario » ...... 140 XI.7. Scénario du développement du niveau de vie : « DSL scenario » ...... 141 XI.8. Scénario de développement des GPI 1 : « DLIS 1 scenario » ...... 143 XI.9. Scénario de développement des GPI 2: « DLIS 2 scenario » ...... 145 XI.10. Comparaison des scénarios ...... 147 Chapitre XII Confrontation Besoin-ressources pour chaque Wilaya XII.1 Analyse de l'adéquation entre l‘offre et la demande pour chaque site de demande ...... 151 XII.2. Wilaya d‘Oran ...... 151 XII.3. Wilaya de Tlemcen ...... 153 XII.4. Wilaya de Ain Temouchent ...... 154 XII.5. Wilaya de Sidi Bel Abbés ...... 156 XII.6. Wilaya de Mascara ...... 157 XII.7. Wilaya de Saida ...... 159 XII.8. Wilaya de Mostaganem ...... 161 XII.9. Wilaya de El Bayadh ...... 162 XII.10. Wilaya de Naama ...... 163 CONCLUSION GENERALE ... ……………………………………………………………...165 Bibliographie Annexes
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Liste des figures : Figure I. 1 Les principaux éléments de la gestion du système S ...... 6 Figure I. 2 Les composantes de la gestion des ressources en eau ...... 7 Figure I. 3 Vision thématique de la gestion intégrée ...... 9 Figure I. 4 Echelles de temps en gestion de l’eau ...... 11 Figure I. 5 Différents niveaux de la gestion de l’eau ...... 13 Figure I. 6 l’approche à deux voies de la GIRE ...... 14 Figure I. 7 Un hypothétique bassin versant ...... 16 Figure II. 1 Les étapes de la méthode des scénarios ...... 19
Figure III. 1 Organigramme du ministère des ressources en eau ...... 26 Figure III. 2 Les Agences des Bassins hydrographiques ...... 30
Figure V. 1 Etapes de l’établissement d’un SAD ...... 42 Figure V. 2 Modalités d’utilisation d’un modèle pour la gestion ...... 44 Figure V. 3 Modélisation systématique de la ressource en eau ...... 50 Figure V. 4 Domaine dans la gestion actuelle de la ressource en eau ...... 49 Figure V. 5 Rapport ressource en eau, gestion et prise de décision ...... 51 Figure V. 6 Flux d’information ...... ………51
Figure VI. 1 Interface MIKEBASIN - Exemple de vue schématique...... 54 Figure VI. 2 Interface HyD 2002 - Exemple de vue schématique...... 55 Figure VI. 3 Interface RIBASIN - Exemple de vue schématique...... 56 Figure VI. 4 Aperçus du modèle WATER WARE...... 57 Figure VI. 5 Interface GIBSI - Exemple de vue schématique...... 58 Figure VI. 6 Interface BASINS - Exemple de vue schématique...... 59 Figure VI. 7 Aperçus du modèle ArcView SWAT ...... 60 Figure VI. 8 Aperçus du modèle STRATEAU ...... 61
Figure VII. 1 Organigramme pluie-débit dans le modèle WEAP ...... 63 Figure VII. 2 Caractérisation de (a) l’avant et (b) l'après développement du bassin versant qui met en évidence les conséquences de l'infrastructure des ressources en eau sur le cycle hydrologique 64 Figure VII. 3 La Composante de l’hydrologie physique dans le WEAP 21 avec les différentes réalités hydrologiques ...... 65 Figure VII. 4 Schéma des deux couches du stockage de l'humidité du sol, montrant les différentes entrées et sorties hydrologiques pour une couverture du sol ou un type de culture, j ...... 66 Figure VII. 5 Schéma du système d'eau souterraine stylisée, et ses variables connexes ...... 69 Figure VII. 6 Les différents volumes de stockage utilisés pour décrire les politiques d'exploitation d’un réservoir ...... 71 Figure VII. 7 Interface WEAP - Exemple de vue schématique...... 72 Figure VII. 8 WEAP - Exemple de fenêtre de données...... 73 Figure VII. 9 WEAP - Exemple de résultats...... 74 Figure VII. 10 Aperçus d’un exemple de la vue...... 74
Figure VIII. 1 Situation géographique de la région Hydrographique OCC ...... 76 Figure VIII. 2 Présentation des bassins versants de la région d’étude ...... 77 Figure VIII. 3 Wilayas intégrées dans la région hydrographique de l’Oranie – Chott Chergui...... 78 Figure VIII. 4 Evolution et tendance de la pluviométrie (Station: ORAN) ...... 79 Figure VIII. 5 Diminution des apports au niveau des barrages : Exemple du barrage de BENI BAHDEL ...... 80 Figure VIII. 6 Irradiation solaire globale en hiver ...... 80
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Figure VIII. 7 Irradiation solaire globale en été ...... 80 Figure VIII. 8 Distribution ETP en Janvier ...... 81 Figure VIII. 9 Distribution ETP en Juillet ...... 81 Figure VIII. 10 Schéma structurale de la chaîne alpine de la Méditerranée occidentale...... 82 Figure VIII. 11 Présentation du relief de la région d’étude ...... 84 Figure VIII. 12 Interface Global Mapper –Elaboration des courbes du niveau ...... 85 Figure VIII. 13 Interface Global Mapper - Exemple de vue schématique ...... 86 Figure VIII. 14 Modèle numérique du terrain de la région d’étude ...... 86 Figure VIII. 15 Carte du réseau hydrographique...... 87 Figure VIII. 16 les principales stations hydrométriques et pluviométriques implantés dans la région ...... 88 Figure VIII. 17 Carte d’occupation du sol ...... 89 Figure VIII. 18 Localisation des sites des barrages et des stations de dessalement dans la région de l’Ouest ...... 91 Figure VIII. 19 Ressources en eaux souterraines des principales unités hydrogéologiques de la région ...... 94 Figure VIII. 20 Localisation des STEP dans la région d’étude ...... 97 Figure VIII. 21 Les grands transferts d’eau dans la région de l’Ouest ...... 101 Figure VIII. 22 La qualité des eaux superficielle dans la région de l’Ouest ...... 103 Figure VIII. 23 Localisation des grands périmètres irrigués dans la région...... 107 Figure VIII. 24 Pourcentage de la SAU totale irriguée en PMH par Wilaya ...... 108 Figure VIII. 25 Répartition de la PMH collectif/individuel ...... 108
Figure X. 1 Les stations hydrométriques utilisées pour le calage et la validation du modèle ...... 126 Figure X. 2 Les débits mensuels observés et simulés dans les stations sélectionnées d’Oued Tafna. a) station Sebdou ; b) station Béni Bahdel ...... 128 Figure X. 3 Les débits mensuels observés et simulés dans les stations sélectionnées d’Oued Mekkera. a) Station Sidi Bel Abbes and b) Station Sidi Ali BenYoub ...... 129 Figure X. 4 Les débits mensuels observés et simulés dans les stations sélectionnées d’Oued El Hammam (Station trois rivières) ...... 129 Figure X. 5 La simulation du débit de l’Oued Tafna et ces effluent (scénario de référence) ...... 130 Figure X. 6 La simulation du débit de l’Oued Mekkera et ces effluent (scénario de référence) ...... 130 Figure X. 7 La simulation du débit de l’Oued el Hammam et ces effluent (scénario de référence) . 131
Figure XI. 1 ArcView - Exemple de fenêtre de données. (Attributs du fichier « stations de dessalement ») ...... 114 Figure XI. 2 Modélisation des bassins versants de l’Ouest Algérien à l’aide du modèle WEAP...... 115 Figure XI. 3 les ressources en eau modélisé dans le WEAP ...... 116 Figure XI. 4 les données des paramètres météorologiques intégrées dans le modèle WEAP ...... 117 Figure XI. 5 les différentes méthodes pour simuler des processus de bassins versants ...... 117 Figure XI. 6 Les caractéristiques et les potentialités des ressources en eau souterraines modélisées par le WEAP ...... 118 Figure XI. 7 Les différentes données nécessaires pour modéliser les besoin en eau dans le WEAP ...... 119 Figure XI. 8 les transferts les allocations de l’eau dans les sites de demande de la région ...... 120 Figure XI. 9 Les données des barrages intégrés dans le modèle WEAP ...... 121 Figure XI. 10 Les données des STEP intégrés dans le modèle WEAP ...... 122 Figure XI. 11 Les scénarios proposés dans le modèle WEAP ...... 124
Figure XII. 1 Evolution de la demande en eau de la wilaya d’Oran ...... 152 Figure XII. 2 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Tlemcen ...... 153 Figure XII. 3 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Ain Temouchent ...... 155
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Figure XII. 4 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Sidi Bel Abbés ...... 156 Figure XII. 5 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Mascara ...... 158 Figure XII. 6 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Saida ...... 159 Figure XII. 7 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Mostaganem ...... 161 Figure XII. 8 Evolution de la demande en eau de la wilaya d’El Bayadh ...... 162 Figure XII. 9 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Naama ...... 163
Liste des graphes
Graphe XI. 1 Evolution de la population de la région jusqu‘au 2030 ...... 133 Graphe XI. 2 Evolution de la demande en eau d'ici à 2030 ...... 133 Graphe XI. 3 l‘évolution de la disponibilité de la ressource en eau d'ici à 2030 ...... 134 Graphe XI. 4 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scenario de référence) ...... 135 Graphe XI. 5 Evolution de la demande non satisfaite jusqu‘à 2030 (Scenario de changement climatique : séquences sèches) ...... 137 Graphe XI. 6 Evolution des stockages d'eaux souterraines jusqu'à 2030 ...... 137 Graphe XI. 7 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de changement climatique : séquences sèches) ...... 138 Graphe XI. 8 Evolution des stockages des eaux souterraines jusqu'à 2030 ...... 139 Graphe XI. 9 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de changement climatique : séquences humides) ...... 139 Graphe XI. 10 l'évolution de la demande en eau dans les sites de demande jusqu‘à 2030 ...... 140 Graphe XI. 11 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de la gestion de la demande). 141 Graphe XI. 12 Evolution de la demande en eau d'ici à 2030 (Scénario du développement du niveau de vie) ...... 142 Graphe XI. 13 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario du développement du niveau de vie) ...... 142 Graphe XI. 14 Evolution de la demande en eau d'ici à 2030 (Scénario DLIS 1) ...... 143 Graphe XI. 15 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de développement des GPI 1)144 Graphe XI. 16 Evolution de l‘exigence de distribution d'ici à 2030 (Scénario DLIS 2) ...... 145 Graphe XI. 17 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de développement des GPI 2)145 Graphe XI. 18 Demande non satisfaite pour tous les scénarios ...... 148 Graphe XI. 19 Evolution de la balance dans tous les scénarios 2006-2030 ...... 149
Graphe XII. 1 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya d‘ Oran jusqu‘à 2030 ...... 152 Graphe XII. 2 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Tlemcen jusqu‘à 2030 ...... 154 Graphe XII. 3 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Ain Témouchent jusqu‘à 2030 ...... 155 Graphe XII. 4 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Sidi Bel Abbes jusqu‘à 2030 ...... 157 Graphe XII. 5 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Mascara jusqu‘à 2030 ...... 159 Graphe XII. 6 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Saida jusqu‘à 2030 ...... 160 Graphe XII. 7 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Mostaganem jusqu‘à 2030 . 161 Graphe XII. 8 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de El Bayadh jusqu‘à 2030 ...... 163
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Liste des tableaux
Tableau III. 1 Organisation du secteur de l‘eau ...... 28 Tableau III. 2 Matrice de la planification des ressources en eau ...... 29
Tableau IV. 1 La répartition des ressources hydrauliques ...... 33 Tableau IV. 2 La répartition de des volumes d‘eau, selon l‘origine de la ressource ...... 34 Tableau IV. 3 Répartition spatiale des eaux de surface ...... 34 Tableau IV. 4 Répartition spatiale des eaux souterraines du Nord du pays ...... 34
Tableau IX. 1 les champs d‘attributs des données intégrés dans ArcView 3.2 ...... 113 Tableau IX. 2 Modulation en AEP en % ...... 116 Tableau IX. 3 Modulation irrigation en % ...... 116
Tableau VII. 1 Sorties du modèle WEAP...... 75
Tableau VIII. 1 Eléments administratifs de la région hydrographique Oranie - Chott Chergui ... 77 Tableau VIII. 2 Insolation par région ...... 80 Tableau VIII. 3 Les barrages dans la région Oranaise – situation actuelle ...... 90 Tableau VIII. 4 Retenues collinaires en exploitation ...... 92 Tableau VIII. 5 Retenues collinaires en étude et en projet : ...... 92 Tableau VIII. 6 La répartition des potentialités en eau superficielles par bassin versant ...... 92 Tableau VIII. 7 Exploitation de quelques nappes dans la région Oranie – Chott Chergui ...... 93 Tableau VIII. 8 Stations de dessalement en fonction et en construction ...... 95 Tableau VIII. 9 Systèmes de transfert dans la région Oranie – Chott Chergui ...... 99 Tableau VIII. 10 Population totale et densité de la population de la région OCC en 2006 ...... 105 Tableau VIII. 11 La demande en eau domestique totale par wilaya (Situation actuelle) ...... 105 Tableau VIII. 12 Répartition des besoins en eau industrielle par wilaya ...... 106 Tableau VIII. 13 GPI de la région situation actuelle et planification ...... 106 Tableau VIII. 14 Les superficies irriguées (PMH) ...... 107
Tableau X. 1 Paramètres d‘entrées et leurs sensibilités ...... 125 Tableau X. 2 Comparaison des critères de calage...... 127
Tableau XI. 1 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu‘à 2030 (Hm³/an) ...... 134 Tableau XI. 2 La couverture des différents sites de demande en pourcentage pour l‘an 2030 ... 136 Tableau XI. 3 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu‘à 2030 (Hm³/an) ...... 138 Tableau XI. 4 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu‘à 2030 (Hm³/an) ...... 139 Tableau XI. 5 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu‘à 2030 (Hm³/an) ...... 141 Tableau XI. 6 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu‘à 2030 (Hm³/an) ...... 143 Tableau XI. 7 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu‘à 2030 (Hm³/an) ...... 144 Tableau XI. 8 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu‘à 2030 (Hm³/an) ...... 146 Tableau XI. 9 La demande non satisfaite pour les sept scénarios pour l‘année 2030 ...... 147
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Liste des abréviations ABH : Agences de bassins hydrographiques ABHOCC : Agences du bassin hydrographique Oranie Chott Chergui ADE : Agence nationale de distribution d’eau AEP : Alimentation en eau potable AEPI : Alimentation en eau potable et industrielle AGIRE : Agence nationale pour la Gestion intégrée des ressources ANAT : Agence Nationale d’aménagement du territoire ANBT : Agence Nationale des Barrages et des Transferts ANRH : Agence nationale des ressources hydriques BAU : Business-As-Usual BD : Base de données CAO : Conception assistée par ordinateur CC : Champs captant CNCRE : Conseil national consultatif des ressources en eau CNES : Conseil National Economique et Social CRN : Cote de retenue normale DAEP : Direction de l’alimentation en eau potable DAPE : Direction de l’assainissement et de la protection de l’environnement DBMR : Direction du budget, des moyens et de la réglementation DEAH : Direction des études et des aménagements hydrauliques DHA : Direction de l’hydraulique agricole DHW : Directions hydrauliques de wilaya (actuellement Directions des Ressources en Eau de Wilaya) DMRE : Direction de la mobilisation des ressources en eau DPAE : Direction de la planification et des affaires économiques DRHFC : Direction des ressources humaines, de la formation et de la coopération EPIC : Etablissement public à caractère industriel et commercial FAO : Food and Agriculture Organization GIBSI : Gestion Intégrée des Bassins versants à l’aide d’un Système Informatisé GIRE : Gestion Intégrée des ressources en eau GPI : Grands Périmètres Irrigués GWP : Global Water Partnership : Partenariat Mondial de l’Eau HRU : Unités de Réponse Hydrologiques IDSS+ : Integrated Decision Support System IWRM : Integrated Water Resources Management MAO : Mostaganem – Arzew - Oran
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MNT : Modèle numérique de terrain MRE : Ministère des ressources en eau ONA : Office nationale pour l’assainissement ONID: Office nationale de l’irrigation et de drainage ONS : Office National des Statistiques OPI : Offices de périmètres irrigués PHE : Cote de plus hautes eaux PMH : Petite et moyenne hydraulique PNE : Plan National de l'Eau PRE : Plan Régional de l’Eau REUE : réutilisation des eaux usées épurées RGPH : Recensement Général de la Population et de l’Habitat RIBASIM: River Basin Simulation Model RIOB : Réseau International des Organismes de Bassin SAD: Système d'aide à la décision SAGE : Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux SDEM : Station de Dessalement d'Eau de Mer SE : Systèmes experts SEI : Stockholm Environment Institute SIE : Systèmes d'information environnementale SIG : système d'information géographique SMAP : Soil Moisture Accounting Procedure SMI : Systèmes de modélisation intégrée STEP : stations d’épuration SWAT : Soil and Water Assessment Tool WEAP : Water Evaluation And Planning System WUS : Water use simulation
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INTRODUCTION GENERLE
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Introduction générale
La complexite des questions de l'eau est devenue evidente, a cause du progres des connaissances scientifiques ainsi que de tensions geopolitiques et economiques croissantes (Dembele 2007). Elle est multidimentionnelle et multiusage, à la fois chimie, support de vie; aussi indispensable que l‘air que nous respirons (Hugonin 2011). Pourtant, pendant que l‘offre baisse et que la demande augmente une personne sur quatre (soit 1.5 milliard) n‘a pas accès à l‘eau potable. Entre autre, une personne sur trois (soit 2.5 milliards) n‘a pas accès à l‘assainissement, et 80 % des maladies sont d‘origine hydrique (Dansou 2008). Dans les régions vulnérables, environ 460 millions de personnes (soit 8% des habitants de la planète) manquent d‘eau (Le Courrier de l'UNESCO 1999; Tazi Sadeq 1999). Un quart de la population mondiale est menacée de connaître le même sort. Si rien n‘est fait, prédisent les experts, les deux tiers de l‘humanité risquent de souffrir d‘un manque d‘eau modéré à grave avant 2025 (Tazi Sadeq 1999). Selon Tazi Sadeq (2002) et d‘après les travaux de l‘agence canadienne de développement international, la pénurie d‘eau touchera une quarantaine de pays en 2050, principalement en Afrique, en Asie et au Moyen Orient. Si rien n‘est fait, les pays d‘Afrique du Nord et la Mauritanie seront largement touchés. En Afrique de l'Ouest, la Côte d'Ivoire, le Sénégal, le Mali, le Ghana sont concernés (Dansou 2008). Au fur et à mesure qu‘elles se raréfient, les ressources en eau requièrent une gestion toujours plus précise qui nécessite une connaissance toujours plus détaillée des différents éléments du bilan d‘eau et des processus hydrogéologiques et qui se traduit par une réduction au minimum des pertes et des usages non productifs de l‘eau (Smida et al. 2005). Le concept de gestion que l'on définit en général comme « la science ou l'art d'allouer efficacement les ressources rares disponibles » (Roux et Soulié 1992) devrait trouver logiquement son applicabilité à la ressource eau dans la mesure où celle-ci est devenue de plus en plus rare face à une croissance exponentielle de la demande. La question de la gestion se réduirait à une simple pratique de répartition des ressources rares automatiquement dictée par ce qu'il est convenu d'appeler "le jeu de l'offre et de la demande" (Senouci 1996). Selon Klemes (1975), la gestion des ressources en eau au cours des deux dernières décennies, s'est affirmée comme une discipline relativement autonome, destinée à chercher des solutions générales optimales aux problèmes résultant du rapport entre les besoins en eau et les disponibilités offertes par la nature. La recherche du bon équilibre entre ces deux éléments, nécessite de les considérer comme inséparables du milieu physique et social. Bien que le problème de la gestion des ressources en eau soit dénué de sens en dehors de ces deux aspects de
1 la question (disponibilité et besoin en eau), ce sont généralement des considérations politiques, écologiques et autres qui joueront le rôle principal dans l'élaboration des décisions concernant cette gestion (Klemes 1975). Les questions de gestion des ressources en eau se posent à différentes échelles de temps, d‘espace et d‘appréhension des écosystèmes, des aménagements, des services d‘eau et des institutions qui doivent les gérer. Nous pouvons identifier 3 composantes : (a) le bassin versant, soit le milieu biophysique qui conditionne l'offre en eau avec sa variabilité spatio-temporelle ; (b) les usages, et donc l‘environnement humain et socio-économique qui conditionne les demandes en eau et leurs priorités ; (c) les aménagements, c‘est-à-dire les ouvrages destinés à mobiliser et partager la ressource. Le bassin méditerranéen a été identifié comme l‘une des régions les plus vulnérables aux « crises de l‘eau » du fait de ressources en eau limitées, d‘importants changements climatiques et de pressions anthropiques croissantes (Plan Bleu 2013). Dans ce contexte de changements climatiques et anthropiques, l‘indice d‘exploitation des ressources en eau renouvelables devrait se dégrader à l‘horizon 2050 (Plan Bleu 2012). La mise en œuvre des stratégies d‗adaptation, qui couplent, entre autres, des stratégies de gestion et des politiques agricoles concertées et économes en eau, doit s‘appuyer sur des moyens et des outils qui sont à développer ou à améliorer, et ce, à l‘échelle de bassins versant de taille moyenne à grande (Ruelland et Ardoin- Bardin 2010). Des approches de modélisation sont nécessaires pour évaluer et comparer les ressources en eau aux évolutions de leurs usages et ainsi définir la capacité actuelle et future des ressources à satisfaire les demandes (Plan Bleu 2013). L‘Algérie, est l‘un des pays Sud du bassin méditerranéen qui souffre de la pénurie d‘eau d‘une saison à une autre, et d‘une année à une autre. Les potentialités en eau sont globalement estimées à 19 milliards de m³/an (correspondant à environ 600 m³/ hab/ an) et l‘Algérie se situe dans la catégorie des pays pauvres en ressources hydriques au regard du seuil de rareté fixé par la Banque Mondiale à 1000 m³/ hab/ an (UN 2002). Les écoulements en eau sont caractérisés par une irrégularité saisonnière et interannuelle importante, une violence et une rapidité des crues. Le climat en Algérie est semi-aride (200mm à 500mm) d‘où les ressources sont de plus en plus limité et difficiles à exploiter. (Kettab et al. 2004). L‘Ouest du pays, a connu plusieurs grandes sécheresses durant ce siècle, dans les années 40 et les années 80 jusqu'à nos jours (Khaldi 2005). La plus récente, caractérisée par la diminution de la pluviométrie associée à une augmentation considérable de la température durant les deux dernières décennies, a influencé par son ampleur spatiale, son intensité et par son impact majeur sur la diminution des ressources en eau (Errih 1993; Habi et Morsli 2011, Meddi et Hubert 2003; Meddi et Talia 2011). En effet, quelque soit l‘importance de ces infrastructures, les ressources superficielles restent étroitement dépendantes de la pluviométrie, où la sécheresse a considérablement affecté le niveau des réserves d‘eau qui a atteint un seuil critique et ne permet plus une amélioration et une distribution correcte. Cette situation a gravement pénalisé tous les secteurs (population, agriculture et industrie). La région d‘Oranie Chott Chergui n‘offre plus de sites potentiels favorables pour la construction d‘autres barrages, selon l‘Agence Nationale des Barrages et des Transferts « ANBT », il n‘existe aucune augmentation ultérieure du volume régularisable dans la région ; Le cas du bassin versant de la Tafna où il s‘avère que les aménagements dans ce bassin arrivent déjà à leur saturation. (Hamlat 2005; Errih et al. 2006 ; Yebdri el al. 2007; Hamlat et al. 2008). Les progrès réalisés dans le domaine des technologies informatiques, en particulier les systèmes d'informations géographiques (SIG) et les systèmes d'aide à la décision (SAD), ont facilité de manière significative la prise de décisions dans le domaine de la gestion par bassin dans nombre de pays. Ces outils sont particulièrement utiles à la définition des priorités et des options de gestion (GWP 2009).
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Des approches de modélisation sont nécessaires pour évaluer et comparer les ressources en eau aux évolutions de leurs usages et ainsi définir la capacité actuelle et future des ressources à satisfaire les demandes (Plan Bleu 2013). La modélisation permet aussi d‘analyser des scénarios de gestion et de mesurer des tendances éventuelles (croissance démographique, changement climatique, etc.) avec la mise en oeuvre de politiques et mesures flexibles, régulièrement évaluées et corrigées (Droogers et Aerts cité par Droogers et al. 2011). Les décideurs ont besoin de telles méthodes pour évaluer si les besoins futurs en eau pourront être satisfaits et pour définir les stratégies d‘adaptation les plus appropriées pour satisfaire les demandes et prévenir des tensions d‘usages. (Plan Bleu 2013). L‘objectif de cette recherche consiste à modéliser les bassins versants de l‘Ouest Algérien. On envisage de mettre en œuvre un modèle hydrologique (WEAP) qui permettra de représenter à la fois la variabilité climatique et les évolutions des usages de l‘eau (prélèvements, débits restitués de barrage…). Le modèle WEAP est un outil de planification d‘exploitation des ressources en eau créé par le Stockholm Environment Institute (SEI). Grâce à son découpage en deux modules, modèle hydrologique (Yates 1996; Yates et Strzepek 1998) et modèle de planification (SEI 2007), il permet d‘établir une relation entre les ressources en eau disponibles et leurs exploitations selon les différents usages. Le modèle a été développé pour prévoir l‘impact, l‘évolution de plusieurs paramètres liés à l'eau à titre d‘exemple : la demande en eau, la demande non satisfaite, recouvrement…etc. Sa mise en œuvre nécessite une importante base de données : des séries temporelles de données météorologiques, des débits de tètes des rivières, courbes volumes altitude des retenues et la configuration du bassin et des cours d‘eaux…etc. Notre implication sur la région de l‘Ouest Algérien constitue un projet important ; étant donné que la région d‘étude constitue, en Algérie, un pôle économique important (MRE 2006d), du fait de l‘existence de grands centres urbains tel que : Oran, Mostaganem, Tlemcen, Sidi bel Abbés, Mascara et Saida ; l‘existence de grandes unités industrielles tel que le Complexe pétrochimique (Arzew), complexe de machinisme agricole et industrie électronique (Sidi Bel Abbés), usines de pâte à papier (Saida et Mostaganem) et d‘importantes potentialités hydro-agricoles tels que : les périmètres de Habra Sig, Maghnia, Plaine de Ghris, Plaine de Sidi Bel Abbés, vallée de la Tafna, et de Ain Skhouna. Notons que les bassins de la région d‘étude sont caractérisés par : (a) une forte croissance socio- économique qui transforme l'usage agricole du sol au profit d'une urbanisation galopante ; (b) une concurrence entre les demandes en eau potable et d‘irrigation qui a conduit à des transferts importants depuis les bassins Chellifs-Zahrez ; c) la planification de grands travaux d‘aménagement pour augmenter fortement les transferts interbassins afin de faire face à la demande sur les prochaines années (jusqu'à l‘an 2030). Des études de planification des aménagements hydrauliques ont été réalisées jusqu‘à ce jour dans le secteur de la gestion des ressources en eau dans la région d‘étude PNE 93, PNE 1998 ; PNE 2006 ; (MEAT 1998) ; (MRE 2009). Malgré la richesse et la pertinence de ces études réalisées à l‘époque (PNE 93, PNE 1998), elles sont devenues obsolètes et elles doivent être reprise et améliorée. Pour PNE 2006 malgré la méthodologie appliquée est satisfaisante ; Cette étude qui se proposait dans son préambule d‘améliorer les connaissances sur les ressources en eau souterraine semble avoir raté son but. Les résultats auxquels elle a abouti sont nettement sous- estimés au regard des études réalisées dans la région (MRE 2010). Parce que l‘actualisation des études est une action permanente pour une adaptation continue des infrastructures projetées aux nouvelles données sur les ressources et la demande en eau, il est apparu nécessaire de disposer d‘un outil de planification dynamique. Un des objectifs du projet est de co-construire, avec les principaux organismes gouvernementaux ayant un lien avec la
3 ressource eau et l'environnement, des outils d‘aide à la planification qui prennent en compte la durabilité environnementale et socio-économique. Ces outils doivent favoriser les dialogues et les concertations entre tous les acteurs, pour que notamment la société civile soit impliquée dans les prises de décision ou pour le moins informée. Au cours de cette recherche nous avons essayé de résoudre les incertitudes qui sont liées à la capacité de l‘apport en eau dans les bassins retenues, la durabilité de l‘exploitation des ressources hydriques pour faire face aux défis actuels et futurs. Dans cette optique, il importe d‘évaluer au préalable les besoins actuels et futurs des différents secteurs d‘utilisation en fonction de la croissance humaine et économique prévisible pour ensuite procéder à l‘établissement de bilans ressources - besoins devant permettre de cerner l‘importance du déficit ou excédent en eau selon l‘espace géographique, le secteur d‘utilisation et l‘échéance considérés. Le modèle WEAP a été développé pour simuler le bilan hydrique actuel et évaluer les stratégies de gestion des ressources en eau dans la région de l‘Ouest selon différents scénarios jusqu'en 2030. Le modèle a été calé pour l'année 2006 et validé pour l'année 2007. Les sept scénarios construits dans cette approche reflète l'effet des tendances futures de la demande en eau en tenant compte des différentes politiques d'exploitation et des facteurs qui peuvent influencer la demande et d'évaluer l'impact de la disponibilité des ressources par le changement climatique probables dans la région.
Les différentes étapes de ce travail de thèse sont articulées de la manière suivante: Dans la première partie, nous avons fait une recherche bibliographique sur la gestion des ressources en eau. Dans le même temps, nous avons fait un rappel sur les concepts et enjeux de la gestion des ressources en eau ainsi que sur la méthodologie et objectifs de la formulation des scénarios de gestion. Ensuite nous avons fait un aperçu sur la situation de la gestion des ressources en eau et les potentialités des ressources en eau en Algérie. En seconde partie, nous avons présenté d'abord l'intérêt des modèles hydrologiques et celui des systèmes d'aide à la décision dans le domaine de la gestion des ressources en eau. Nous avons ensuite cité quelques modèles hydrologiques. Ensuite nous avons fait un rappel théorique sur l‘approche du modèle utilisé « le modèle WEAP ». En troisième partie, nous avons fait une présentation de la région car une gestion durable de l‘eau exige une compréhension globale du territoire concerné, Nous avons, également, traité la demande en eau actuelle en étudiant ses deux composantes : la population et sa consommation d‘eau ainsi que les pertes dans les processus de production et de distribution de l‘eau potable, suivie par la configuration du modèle pour la mise en place d‘un système d‘aide à la décision pour la gestion intégrée des ressources en eau dans la région d‘étude qui a été utilisés comme test de l'approche proposée ; Différents scénarios ont été définis pour déterminer les mesures qui permettent d‘arriver à une situation d‘équilibre hydrique pour l‘horizon 2030. En quatrième partie nous avons calé et validé le modèle utilisé par l‘identification des paramètres clefs du modèle et comment le modèle répond-t-il aux variations des valeurs des paramètres. Ensuite nous avons analysé les sept scénarios proposés de la gestion, suivie par une étude de la confrontation besoin-ressources pour chaque site de demande dans la région d‘étude. Enfin, nous avons conclu par le choix du bon scénario et par les perspectives d'amélioration de la gestion des ressources en eau.
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PARTIE I : LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU : DU CONCEPT A LA PRATIQUE Chapitre I : Concepts et enjeux de la gestion des ressources en eau
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Chapitre 1 Concepts et enjeux de la gestion des ressources en eau
Ce premier chapitre s'attache à décrire les différents aspects de la gestion des ressources en eau : comment définit-on cette notion et quelles sont les principes et les caractéristiques de l‘approche de gestion par bassin versants; L'objectif est ici d'apporter au lecteur une vue d'ensemble du contexte de cette recherche
I.1 -Introduction Au cours des deux dernières décennies, la gestion des ressources en eau s'est affirmée comme une discipline relativement autonome, destinée à chercher des solutions générales optimales aux problèmes résultant du rapport entre les besoins en eau et les disponibilités offertes par la nature. La recherche du bon équilibre entre ces deux éléments nécessite de les considérer comme inséparables du milieu physique et social. Bien que le problème de la gestion des ressources en eau soit dénué de sens en dehors de ces deux aspects de la question (disponibilité et besoin en eau), ce sont généralement des considérations politiques, écologiques et autres qui joueront le rôle principal dans l'élaboration des décisions concernant cette gestion. Le concept de gestion que l'on définit en général comme la science ou l'art d'allouer efficacement les ressources rares disponibles (Senouci 1996) devrait trouver logiquement son applicabilité à la ressource eau dans la mesure où celle-ci est devenue de plus en plus rare face à une croissance exponentielle de la demande. La question de la gestion se réduirait à une simple pratique de répartition des ressources rares automatiquement dictée par ce qu'il est convenu d'appeler « le jeu de l'offre et de la demande ». I.2. Gestion des ressources en eau : Notions fondamentales Le terme « gestion » est l‘action du verbe gérer. Il découle du mot latin « gerere », son sens est approprié a « administrer à faire, exécuter » (Bialès 2013). La considération que gérer et manager sont synonymes se référe d'abord à Henri Fayol (cité par Wiki 2014b) pour lequel "administrer (gérer) c'est prévoir, organiser, commander, coordonner, contrôler". Cette fonction consisterait donc surtout à piloter une entreprise. Pour l'auteur contemporain Henry Mintzberg (cité par Wiki 2014b) un manager (ou gestionnaire) remplit trois rôles complémentaires et interdépendants : un rôle interpersonnel, un rôle informationnel et un rôle décisionnel. Ce dernier rôle nous rappelle une conception très traditionnelle de l'activité de gestion qui serait d'abord l'art de la décision.
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Avant de pouvoir gérer un système, une analyse approfondie est nécessaire afin d‘identifier les différents éléments le composant. Il se compose généralement d‘entrées et de sorties (figure I.1). Les entrées se partagent en entrées contrôlables u dont nous maîtrisons l‘évolution dans le temps et en entrées perturbatrices b que nous ne contrôlons pas et dont, parfois, nous ne connaissons pas l‘évolution dans le temps. En ce qui concerne les sorties, elles se partagent entre les valeurs mesurées z ou bien les grandeurs d‘intérêts du système y qui peuvent être mesurées ou uniquement simulées et donc différer de z (Walter et Pronzato 1994). Pour gérer un système, les gestionnaires sont amenés à prendre des décisions (prévoir et agir) et à suivre l‘influence de ces décisions sur le fonctionnement du système (contrôle). La décision se définit comme un acte par lequel un ou des décideurs opèrent un choix entre plusieurs options permettant d’apporter une solution satisfaisante à un problème donné (Geronimi 2002). Elle occupe donc une place centrale dans la gestion et deux notions sont importantes à connaître :
- La décision n‘est pas fondée sur la recherche d‘un seul objectif mais intègre un nombre plus important de variables, - La décision intervient dans un contexte incertain, dans le sens où, la manière d‘atteindre l‘objectif poursuivi peut passer par différents types d‘actions.
Entrées Sorties
b Z Prévoir Système S y y u obj - + Contrôler
Agir
Figure I. 1 Les principaux éléments de la gestion du système S Afin de prendre des décisions, le gestionnaire cherchera tout d‘abord à prévoir (figure I.1), à partir des entrées (u et b), les sorties (y et z). A partir de la prévision des sorties qui présentent un intérêt pour la gestion de l‘hydrosystème y, le gestionnaire effectue la phase de contrôle entre ces sorties y et les objectifs de gestion qu‘il se sera fixé yobj. Lorsque les sorties y sont compatibles avec les objectifs de gestion, le gestionnaire n‘aura pas besoin d‘agir. Dans le cas inverse, il devra agir sur les entrées qu‘ils maîtrisent, les entrées contrôlables u, afin de modifier les sorties d‘intérêts y pour tenter de les faire correspondre aux objectifs de gestion yobj. Durant la phase prévoir, il sera particulièrement important d‘évaluer les caractéristiques, la fiabilité et la précision des informations. Pendant celle du contrôle et de l‘action, qui correspondent à la prise de décision, on s‘attachera aux moyens d‘actions et à leurs localisations, ainsi qu‘à l‘évaluation des conséquences des décisions et des actions (Valiron 1988).
Dans la gestion des ressources en eau, on peut identifier 3 composantes (voir Figure I.2) : 1. le bassin, c'est le milieu qui conditionne l'offre en eau avec sa variabilité spatio-temporelle, 2. les usages, ce sont les sociétés qui conditionnent les demandes en eau et leur priorité. 3. les aménagements ce sont les ouvrages destinées à mobiliser et partager la ressource.
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La gestion tient une position centrale car elle recouvre différents aspects : techniques, réglementaires, économiques, participatifs qui peuvent porter sur les 3 composantes (Pouget et al., 2003).
AMENAGEMENTS Apports Partage et distribution Impacts Demandes
GESTION
BASSIN USAGES S
Offre Contextes sociaux Climat s Economiques et Retour technologiques
Figure I. 2 Les composantes de la gestion des ressources en eau (Pouget et al., 2003) Afin de garantir l‘efficacité des décisions, ces mesures doivent être complétées par un contrôle de l‘évolution des facteurs externes et internes de l‘hydrosystème (quantité d‘eau disponibles, usages, etc.). Cette dernière, qui permettra de valider les décisions choisies ou d‘en définir une autre en cas d‘échec, complète le processus global de gestion. En cas d‘échec, une nouvelle décision pourra être choisie en reprenant les étapes du processus et cela à plusieurs niveaux : le choix d‘une autre option, la définition de nouvelles options possibles ou une nouvelle analyse des objectifs. Selon Fabien (2008) la gestion des ressources en eaux représente l‘ensemble des actions permettant de trouver dans un hydrosystème donné et à un instant donné un équilibre optimal entre l‘offre et la demande, en quantifiant, autant qu'il est possible, les conséquences d'un arbitrage entre les tendances conflictuelles.
Selon Vidal et Belouze (Cité par fabien 2008), la gestion se doit d‘être orientée vers les utilisateurs du système et leurs besoins afin de définir des objectifs qui permettront d‘aider les gestionnaires à prendre des décisions. Plusieurs usagers convergent vers la ressource en eau et chacun l'utilise en fonction ses besoins et usages. Sa gestion cause problème du fait de la diversité des usagers et peut engendrer souvent des conflits (Seybou 2009 ). I.3. Pratiques de la gestion de l’eau L'évolution dans la définition du concept « gestion de l'eau », est retrouvé au niveau des pratiques de gestion de l'eau (Snouci 1996) ; on peut les regrouper généralement sous deux catégories: (i) la gestion sectorielle; et (ii) la gestion intégrée. Pour Hubert (cité par Fabien 2008), la gestion de l‘eau consiste à organiser à l‘aide d‘instruments réglementaires, financiers et technologique l‘interface entre le milieu hydrique et le milieu social de telle sorte que celle-ci puisse satisfaire aux exigences des deux milieux. Sachant qu‘ils peuvent être très divers voire
7 contradictoires. Toutefois, en fonction des objectifs de gestion que se fixeront les gestionnaires, des options possibles qui se présenteront à eux et de la manière dont ces actions seront mises en places, de nombreux principes de gestion pourront être identifiés dans la gestion des ressources en eau : gestion par l‘offre ou la demande, gestion intégrée et différentes échelles temporelles et spatiales de la gestion notamment. I.3.1 Gestion intégrée, gestion par l’offre et par la demande La gestion des ressources en eau a été définie selon plusieurs principes, approches et lignes directrices généraux. Chacun s‘applique dans un domaine bien précis. Les principes de Dublin notamment s‘avèrent particulièrement utiles. Ils ont été formulés dans le cadre d‘un processus de consultation internationale dont l‘apogée a été la conférence internationale sur l‘eau et l‘environnement, qui s‘est tenue à Dublin en 1992 (GWP TAC 2000). Les quatre principes de Dublin sont : 1. L‘eau douce est une ressource limitée et vulnérable, indispensable à la vie, le développement et l‘environnement. 2. Développement et gestion des eaux devraient être fondés sur une approche participative impliquant usagers, planificateurs et décideurs à tous les niveaux. 3. Les femmes jouent un rôle central dans l‘approvisionnement, la gestion et la sauvegarde de l‘eau. 4. L‘eau a une valeur économique dans toutes ses utilisations concurrentes et doit être reconnue comme un bien économique. Les principes de Dublin ont joué un rôle de premier plan dans la définition des recommandations d‘Agenda 21 (Chapitre 18 sur les ressources en eau douce) adoptées lors de la Conférence des Nations Unies sur l‘environnement et le développement, qui s‘est déroulée à Rio de Janeiro en 1992 (GWP TAC 2000). Depuis lors, ces «principes de Dublin» ou «principes de Rio» ont reçu l‘appui massif de la communauté internationale qui les reconnaît comme principes directeurs pour la gestion intégrée des ressources en eau (Burton 2001). Récemment, ces principes ont à nouveau été énoncés et remodelés lors des grandes conférences internationales sur l‘eau qui se sont tenues à Harare et Paris, en 1998, et lors de la réunion Rio +5, organisée par la Commission des Nations Unies sur le développement durable la même année (GWP TAC 2000). Selon Jonch- Clausen et al., (Cité par Fabien 2008), ces principes sont loin d‘être immuables. Au contraire, ils doivent être mis à jour régulièrement et gagner en spécificité à la lumière des leçons tirées de leurs interprétations et de leur mise en pratique. Ces principes soulignent le besoin d‘une approche systémique de la gestion prenant en compte toutes les caractéristiques du cycle de l‘eau et son interaction avec les autres ressources et écosystèmes naturels. Le Partenariat Mondial de l‘eau (GWP 2000) a défini la gestion intégrée des ressources en eau de la façon suivante : « La gestion intégrée des ressources en eau (GIRE) est un processus qui encourage la mise en valeur et la gestion coordonnée de l'eau, des terres et des ressources associées en vue de maximiser le bien-être économique et social qui en résulte d’une manière équitable, sans compromettre la durabilité d'écosystèmes vitaux». Ces principes reconnaissent également que l‘eau est nécessaire à de nombreuses fins, et est liée à divers services et fonctions. Par conséquent, la gestion intégrée doit prendre en compte les exigences et menaces liées à cette ressource.
D‘après Pouget et al (Cité par Fabien 2008), la gestion intégrée correspond à l‘ensemble de la gestion de la ressource, de la gestion des aménagements et de la gestion de la demande. La figure I.3 présente une vision thématique de la gestion intégrée.
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Figure I. 3 Vision thématique de la gestion intégrée (Pouget et al. 2003) avec A : Aménagement ; G : Gestion ; M : Milieu ; U : Usages Il est représenté dans la figure I.3, l‘interface entre le milieu et la société (les usagers). Leur positionnement est en haut des cercles, c‘est les aménagements. Le cycle résume la transformation et les écoulements des ressources en eau (remplissage d‘un barrage) et conditionnement de la disponibilité de celle-ci suivant les règles de fonctionnement (courbes de vidanges, débits réservés et nominaux). Cela se fait selon les priorités qui sont allouées pour chaque groupe d‘usagers car ils restent conditionnés par son accessibilité (Pouget et al. cité par Fabien 2008).
Sur le graphique de la gestion de la ressource, le gestionnaire peut agit sur le milieu pour modifier les écoulements qui vont alimenter les ouvrages (barrages, canaux), en revanche les aménagements modifient les flux sur le bassin. Dans le graphique de droite, la gestion de la demande, les aménagements répartissent l‘eau en fonction des priorités et de divers objectifs pour chacun des usages mais le gestionnaire peut agir aussi à l‘intérieur de chaque usage pour faire baisser la demande. Enfin, les demandes peuvent conditionner l‘emplacement, la taille et le type d‘ouvrages à utiliser pour la gestion des ressources en eau. La distinction entre la gestion par l‘offre et la demande se situe dans la façon dont on considère la ressource en eau (Grimble et al., 1996). La gestion par l’offre se traduit par une modification de la disponibilité de la ressource grâce à des aménagements. La gestion par l‘offre, dans le domaine de l‘eau correspond donc à un gestionnaire cherchant à remplir son barrage pour satisfaire ultérieurement des usages prédéfinis à l‘aval (Margat 1996). Cette gestion est le mode de gestion habituel au sein des entreprises mais il est plus rarement utilisé pour la gestion des systèmes naturels. A l‘inverse, la gestion par la demande se traduit par une modification de l’accès à la ressource par toute une série de mesures : économiques, règlementaires, techniques ou sociales (Berkoff, 1994).
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La GIRE implique la participation à la gestion du bassin des personnes intéressées ou qui seront affectées par les décisions relatives aux ressources en eau (industrie, agriculture, aménagement urbain, navigation, loisir, …,) ainsi que le libre accès aux informations. La liberté d'information est essentielle à l'identification de solutions adaptées. Il est par conséquent difficile d'appliquer l'approche GIRE car elle fait intervenir des intérêts difficilement conciliables, notamment avec pour les usages (Fabien 2008). I.3.2 Echéance temporelle pour la gestion Que la gestion soit par la demande, l’offre ou encore intégrée, son horizon temporel peut être très différent. En effet, tout comme en industrie ou dans le langage militaire, dont ces termes sont d‘ailleurs issus, la gestion pourra être qualifiée selon son échéance temporelle et notamment celles impliquant les prises de décisions. Pour les décisions et les politiques menées sur le long terme, la gestion sera qualifiée de gestion à long terme ou stratégique. L‘objectif est de retirer un maximum de profit des ressources mobilisées (Geronimi 2002; Crama 2003) tout en ne déséquilibrant pas le fonctionnement du système sur le long terme (Le Goulven 2005). Selon Leenhardt et Trouvat (Cité par Fabien 2008) ce concept peut intègre la gestion pluriannuelle des hydrosystèmes et des aménagements existants (les volumes des barrages ou les niveaux de nappes..). Pour les décisions à moyens termes qui permettront de définir l‘utilisation des ressources afin de réaliser les objectifs définis dans la gestion stratégique (Geronimi 2002), la gestion sera dite à moyen terme ou tactique. Cela se traduit, par exemple, par l‘estimation des volumes d‘eau disponibles pour chaque période de la saison d‘irrigation (de la semaine à plusieurs mois), la répartition du volume disponible dans un barrage entre les différents usages, mais aussi les lois de vidanges ou d‘exploitations des aménagements ou des ressources naturelles. Selon Geronimi (cité par Fabien 2008), l‘objectif de la gestion tactique ou opérationnelle des aménagements ou des hydrosystèmes à court terme en temps réel, c‘est de partager les volumes mis à disposition pour atteindre une utilisation optimale des ressources en temps réel. La gestion opérationnelle correspond notamment à la régulation dynamique des débits des canaux d‘irrigation (Malaterre 1995), mais aussi aux mouvements des vannes des barrages afin de satisfaire les objectifs de gestion : usages, objectifs environnementaux (Trouvat 1991; Gouy 1997; Christin et al. 2006).
Parfois, la construction de nouveaux aménagements (barrages, canaux, …) pourra se retrouver sous le terme de gestion stratégique mais certains auteurs préfèrent alors parler de planification. Selon Valiron (cité par Fabien 2008), la planification et le dimensionnement consistera à définir des aménagements à réaliser pour répondre aux divers constatés ou prévus. A l‘inverse, la gestion consistera alors, pour un patrimoine d‘ouvrages existant, à régler le fonctionnement des organes de commande à court, moyen et long terme. Dans les définitions de gestion stratégique, tactique et opérationnelle, on parle de long, moyen et court terme sans jamais expliciter clairement leurs durées en années, mois ou autres. En réalité, aucune durée précise ne peut être donnée car des divergences existent entre les domaines et les systèmes considérés. Ainsi, en industrie, la gestion stratégique correspond au choix de production à faire et peut donc durer toute la vie de l‘entreprise (dizaines années) ou seulement le temps d‘une production ponctuelle (quelques mois). Les aspects de long, moyen et court terme ne doivent donc pas être pris comme ayant une relation directe au temps mais comme une durée relative par rapport à la taille du système ou aux objectifs fixés pour la gestion. Néanmoins, généralement, en ce qui concerne la gestion des ressources en eau, la gestion stratégique sera pluriannuelle ou annuelle, la gestion tactique s‘étendra de la décade à la saison, et enfin, la gestion opérationnelle concernera le pas de la seconde à quelques heures sur les systèmes les
10 plus importants à cause des temps de retard. Les finalités de la gestion des ressources sont, comme indiqué précédemment, très diversifiées. La figure I.4 présente quelques exemples de gestions opérationnelles, tactiques et stratégiques, parmi les usages de l‘eau ou la protection contre les inondations. Ainsi, dans le cas de l‘irrigation, la gestion des quotas et des courbes de vidange dans un barrage sont de l‘ordre de la gestion stratégique, tandis que la gestion des volumes d‘eau disponible chaque semaine est de l‘ordre de la gestion tactique, et enfin, les manœuvres à réaliser pour satisfaire les usagers sont de l‘ordre de la gestion temps réel. Toutefois, des disparités peuvent exister en fonction des objectifs et de la taille des hydrosystèmes. En effet, lorsque l‘objectif d‘un barrage est de reproduire une crue d‘inondation annuelle, comme le cas du Sénégal ou du Nil, dans ces conditions, la gestion ne sera alors plus opérationnelle ou tactique mais bien stratégique (Fabien 2008).
Gestion opérationnelle Gestion tactique Gestion stratégique Lâchers de barrages
Courbe de Vidange Irrigation Quotas
l’eau Usage du sol & Changement climatique Usage de de Usage Impacts environnementaux
drainage
Bassin de rétention Petit barrage Protection inondations Alerte d‘inondation Grand barrage Figure I. 4 Echelles de temps en gestion de l’eau (Bloschl et Sivapalan, 1995) I.3.3 Emprise spatiale affectée par la gestion L‘application d‘une politique identique sur l‘ensemble de l‘hydrosystème à gérer, sans tenir compte de possibles fonctionnements secondaires, sera appelée une gestion globale. Un système peut être constitué de plusieurs ensembles qui possèdent chacun un fonctionnement propre en interactions les uns avec les autres. Le fonctionnement propre de chaque entité du système ou le besoin d‘une gestion individuelle de ces dernières peut amener à mettre en place une gestion par sous-système ou gestion spatialisée. D‘après Jonch-Clausen et al (cité par Fabien 2008), l‘établissement d‘une relation univoque entre une zone géographique et un territoire de gestion est difficil, pour ce qui est de la délimitation d‘un territoire à gérer. Le choix de l‘emprise spatiale reste, néanmoins, déterminant pour une bonne gestion. La mobilisation des eaux de surface et des eaux souterraines cause problème du fait de la diminution de la pluviométrie et de l'accroissement de la population. Tout cela n'est pas sans conséquence sur les activités humaines dans la gestion des ressources en eau et les relations entre les hommes. Par ailleurs des conflits naissent souvent entre les différents usagers de la ressource en eau du fait de la compétition sur cette dernière (Seybou 2009). De plus, les conflits de gestion seront plus difficiles à résoudre si les acteurs sont nombreux (Barreteau et al., 2004). La solution sera donc dans ce cas précis de limiter le nombre d‘acteurs présents, et donc d‘usages, en réduisant la taille de la zone à gérer. Selon Fabien (2008), le choix d‘une échelle
11 spatiale a pour but d‘internaliser les conflits à l‘échelle de gestion. Les nouvelles réglementations concernant l‘usage de l‘eau un peu partout dans le monde, mettent en avant le bassin versant, ou la nappe souterraine, comme échelle de gestion adaptée. Pour des raisons pratiques, Il y a, en effet, des raisons de gérer les ressources en eau à l'intérieur du bassin versant de manière concertée, dans la mesure où l'eau est souvent utilisée plusieurs fois au cours de son transfert de la partie supérieure vers l'embouchure (OMM, 1994; Hubert, 1998). Les besoins en eau des activités humaines devraient aussi être gérés sur un mode intégré dans les limites du bassin. Malheureusement, les limites politiques ne coïncident habituellement pas avec les limites de bassins hydrographiques. Ainsi, la mise en place d‘une zone de gestion reste difficile puisqu‘il existe des transferts anthropiques interbassins (canaux, réseaux) ainsi que des connections naturelles entre les nappes et les eaux de surface (Barreteau et al., 2004). En effet, une zone urbaine peut se situer sur plusieurs bassins versants ou nappes aquifères car ce critère n‘est bien sûr pas pris en compte lors de son expansion. Des transferts d‘eau (eau potable, irrigation, eaux usées) peuvent être observés entre deux unités de gestion. De même, Les rivières traversent bien souvent les frontières internationales, et passent d'une circonscription administrative à l'autre. L'unité fonctionnelle pour la gestion quantitative et qualitative des ressources en eau superficielles et souterraines, c‘est le bassin versant ou le système aquifère ; dont ses eaux sont en relation hydrodynamique et sont regroupées au sein du terme hydrosystème afin de mieux appréhender son fonctionnement et sa gestion dans la globalité (Lanini et al., 2004 cité par Fabien 2008). Ainsi, en tenant compte des relations étroites entre les eaux superficielles et souterraines, la gestion des ressources en eau sur un hydrosystème imposera aux gestionnaires de bien identifier les délimitations de la zone à gérer. Cette délimitation de l‘hydrosystème, rassemblant le bassin versant et le système aquifère, est la première étape afin d‘analyser son fonctionnement et de mettre en place une gestion des ressources en eau. D‘après Hubert (1998), Un système de ressources et d'utilisations est inséparable d'un espace géographique. Etant donné les deux pôles du système considéré, les ressources et les utilisations, les frontières de cet espace évolueront entre des frontières tracées selon des critères hydrologiques (bassin versant) ou sociaux (région économique) selon les poids respectifs de ces pôles. Le système de gestion de l‘eau fonctionne à des niveaux différents dans deux types de limites: administratives et hydrologiques. La Figure I.5 montre les différents niveaux de la gestion de l‘eau.
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Niveau international
Niveau national
Niveau local
Bassin fluvial
Figure I. 5 Différents niveaux de la gestion de l’eau (Philip et al. 2008a) I.3.3.1 Niveau administratif de la gestion : a. Niveau international La gestion de la ressource en eau est devenue un enjeu qui dépasse les territoires. Dans la plupart des pays, les institutions supranationales jouent un rôle important dans le développement de cadres pour les ressources en eau à travers des accords passés entre les états membres (Philip et al. 2008a). Une entité supranationale se compose de deux gouvernements centraux ou plus pour promouvoir le développement des pays membres. b. Niveau national Certaines institutions rencontrent encore des difficultés pour passer du discours officiel (GIRE, participation de la Société Civile, prise de décisions, …) à son application concrète sur le terrain (Gauthier 2003). En Afrique, tout comme dans beaucoup de régions du monde, le développement et la gestion des ressources en eau ont été entravés par la pénurie de celle-ci, les lacunes du cadre des politiques, le manque de connaissances et d‘information, et l‘insuffisance des moyens institutionnels (OCOD 2000). c. Niveau local Dans les petits pays et ceux de taille intermédiaire, le niveau local comprend également le niveau urbain. Ce niveau concerne la zone relevant de la juridiction des gouvernements locaux. Les autorités nationales sont en général globalement responsables de la gestion des ressources en eau d‘un pays et de l‘infrastructure à grande échelle, constituée par les barrages et les systèmes de transfert de l‘eau (Philip et al. 2008a).
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I.3.3.2 Niveaux hydrologiques de la gestion a. Le niveau des bassins fluviaux Les limites d‘un bassin ne suivent pas les découpages administratifs ou politiques; on aura ainsi des bassins nationaux ou internationaux selon que le bassin se retrouve entièrement ou non à l‘intérieur des frontières d‘un pays (Burton 2001). La volonté de coopérer entre États autour de la gestion de l‘eau peut être issue d‘enjeux spécifiques ou d‘objectifs communs, d‘une dynamique régionale ou communautaire, voire d‘un risque de conflit. La coopération peut s‘établir dans un premier temps sur une partie du bassin et entre un nombre limité de pays, avant d‘être élargie (RIOB et GWP 2012). Le processus évolutif doit s‘appuyer sur les accords existants. Le fonctionnement efficace, aux niveaux régional et international, des organisations de mise en valeur des bassins fluviaux transfrontaliers constitue une priorité majeure (OCOD 2000). b. Le niveau des (sous) bassins versants Le bassin versant constitue l‘unité par excellence pour la gestion de l‘eau ; On peut observer des échanges longitudinaux, de l‘amont vers l‘aval (ruisseaux, rivières, fleuves), latéraux (des crêtes vers le fond de la vallée) et verticaux (des eaux superficielles vers les eaux souterraines et vice versa (Gangbazo 2004). Le niveau de la gestion présente un problème particulier. Pour des raisons opérationnelles, il est indispensable de décentraliser la gestion de l‘eau jusqu‘au niveau des limites hydrologiques, c‘est-à-dire du bassin versant des affluents ; Afin de garantir l‘efficacité et la durabilité de la gestion de l‘eau, il faudrait la décentraliser jusqu‘au niveau approprié le plus bas et dans l‘espace géographique le moins étendu (OCOD 2000). I.4. Approche à deux voies de la GIRE Pour optimiser les bienfaits d'une gestion durable, le dialogue horizontal (entre différents secteurs et les politiques environnementales) et le dialogue vertical (à travers différents niveaux d'autorité, et dans le domaine des prises de décisions et de l'élaboration des politiques) sont essentiels (GWP 2009). La Figure I.6 montre l‘approche à deux voies de la GIRE.
Niveau transfrontalier
Niveau national Collaboration verticale
Niveau du bass in hydrologique
Gouvernement Gouvernement local local Gouvernement Local
Collaboration horizontale Figure I. 6 l’approche à deux voies de la GIRE (Philip et al. 2008b)
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I.4.1 Collaboration horizontale : Le succès des initiatives pour l‘intégration de la planification en matière d‘eau dépend également de questions relatives à la communication et la collaboration des gens. La participation de tous les acteurs concernés à la planification et la gestion constitue un élément clé pour l‘accomplissement d‘une gestion globale et équilibrée de l‘eau (Scoullos et al 2002). La collaboration ne devrait pas se limiter au dialogue entre les seuls gouvernements locaux ; elle devrait inclure aussi d‘autres usagers d‘eau dans le bassin qui ont un intérêt dans la gestion des ressources en eau locales ; Elle offre également la possibilité de résoudre rationnellement les conflits pouvant surgir au sujet de la concurrence pour l‘accès aux ressources en eau et pour leur utilisation (Philip et al. 2008b). I.4.2 Collaboration verticale : La collaboration verticale doit être de façon à cibler différents niveaux hiérarchiques telles que les agences du bassin hydrologique, le gouvernement national et des institutions transfrontalières idéalement, la collaboration verticale est menée à partir d‘une base de coordination horizontale entre plusieurs secteurs locaux (Philip et al. 2008b). Cela garantit que les intérêts et questions communs sont communiqués verticalement et ont plus de chances d‘influencer la législation et les politiques aux niveaux supérieurs. I.5. Illustration de la gestion des ressources en eau sur un hydrosystème La figure I.7 représente un bassin versant drainé par deux rivières, Rivière 1 et son affluent Rivière 2, elles-mêmes alimentées par des nappes souterraines. Les eaux naturelles peuvent être caractérisées à l'échelle de ce bassin par le débit moyen annuel Q à l'exutoire. Nous supposerons que les contraires externes se limitent à un débit minimum Qm à respecter à l'exutoire. Une contrainte interne également, la rivière 2 est protégée et seule la pêche et la baignade y sont autorisées (Hubert 1998). Selon Hubert (1998), Le choix politique dans ce cas est d'affecter la rivière 1 aux prélèvements industriels domestiques et agricoles et d'affecter la rivière 2 aux loisirs. Selon le cas, ce choix pourra être une décision administrative ou le résultat d‘une concertation entre l'administration et les usagers. Il aussi que toute organisation dans l'espace des prélèvements et des rejets est possible pourvu que les consommations d'eau soient inférieures à la différence entre Q et Qm. Dans le cas représenté, l'usine, le périmètre irrigué et la centrale thermique prélèvent en rivière, cependant que la demande domestique est satisfaite par prélèvement d'eau souterraine (Hubert 1998). Ce système de ressources et d'utilisations du milieu aquatique satisfait des demandes sociales divers (prélèvement d'eau, évacuation de déchets, loisirs) qu'il est impossible de prendre totalement en compte par le traditionnel bilan ressource demande.
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Figure I. 7 Un hypothétique bassin versant (Hubert 1998)
La ressource serait ici une fonction du débit Q cependant que la demande se réduirait à la somme qa +qi +qd +qr des prélèvements et on se poserait uniquement la question de savoir si Q est plus grand ou plus petit que la somme des prélèvements. Cette approche peut éventuellement sous- estimer les possibilités d'utilisation des eaux du bassin car elle néglige les prélèvements en série (Hubert 1998). D‘après Hubert (1998), si on peut realiser un modèle qui represente une image du système de ressources et d'utilisations, plus ou moins détaillé selon le matériel disponible et selon le but poursuivi, il constitue le meilleur moyen de rassembler et surtout d'organiser l'information dont on dispose. Il sera au-delà un excellent instrument d'aide à la prise de décision.
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PARTIE I : LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU : DU CONCEPT A LA PRATIQUE
Chapitre II: Formulations des Scenarios, Méthodologie et Objectifs.
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Chapitre 2 Formulations des Scenarios, méthodologie et objectifs.
La formulation de différents scénarios souligne les conditions potentielles qui pourraient exister dans le futur. Le choix de la méthode des scénarios, les différents types de scénarios et la planification stratégique de la gestion des ressources en eau sont explorés dans ce chapitre
II.1 Définition d‘un scénario : Dans le mot scénario, il y a le mot scène, et un scénario consiste effectivement à l‘enchaînement de scènes (Norlin s, d). Dans les dictionnaires le mot veut dire le déroulement prévu à l'avance d'un événement. Dans la vie quotidienne, il s‘agit également du cours projeté ou imaginé d‘événements ou d‘une situation future (Anonyme 2. s, d). Le scénario sert de moyen pour forcer l'imagination, stimuler la discussion, et pour attirer l'attention d'interlocuteurs spécifiques, en particulier les commanditaires et les décideurs. Il consiste alors simplement en une séquence d'événements conduisant à une situation terminale (Julien et al 1975). Le scénario ainsi bâti serve de points de départ pour la conception d‘une stratégie alternative, conformément aux développements qui pourraient intervenir à l'avenir. La construction de scénarios peut s'accompagner d'autres outils notamment la modélisation (Philip et al. 2008b). L'application de la méthode des scénarios, telle que la conçoit Ozbekhan (cité par Julien et al 1975), pose trois problèmes difficiles à résoudre. Premièrement, avant de construire un ou des scénarios, comment choisir entre les milliers d'options qui s'offrent ? De même, si l'effort d'imagination est primordial dans l'élaboration des scénarios, comment éviter de tomber dans la science-fiction ou autres écrits prophétiques? En troisième lieu, une fois construit un ensemble de scénarios d'anticipation, quels sont les critères pour passer ensuite au scénario composé ?
En ce sens, élaborer des scénarios ne consiste pas uniquement à prévoir ou prédire le futur ; dans ce processus, il ne s‘agit pas simplement de se servir des tendances actuelles pour les projeter dans une image unique du futur, mais plutôt d‘explorer différents futurs – ce qui pourrait arriver, si les conditions le permettaient. Établir des pronostics (prédire le futur en toute confiance) est chose difficile dans le monde du développement, parce que les questions sont complexes et les événements imprévisibles. L‘élaboration ou la planification de scénarios consiste ainsi en un processus créatif au cours duquel des hypothèses sur les différentes tendances ou les situations futures sont émises, et combinées afin d‘élaborer une série (limitée) de futurs possibles, qui nécessiteront chacun divers types d‘action (stratégies) de la part des acteurs (Anonyme 2. (s, d).
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Les scénarios sont des descriptions cohérentes de développements prévisibles et vraisemblables, sans toutefois être des prévisions détaillées (Philip et al. 2008b). La mise au point de scénarios est l'étape du cycle de gestion durant laquelle on identifie et on élabore différents scénarios. C'est une méthodologie qui rehausse les capacités d'adaptation de la gestion des ressources en eau: - en permettant de comprendre comment les facteurs externes pourraient influencer la gestion de l'eau à l'avenir; et - en fournissant des bases à partir desquelles identifier différentes stratégies pour traiter lesdits facteurs afin de parvenir à la vision consensuelle précédemment définie. Selon Owen et al. (2010), l‘évaluation des évolutions futures des enjeux de gestion de l‘eau dans le bassin versant demande de s‘intéresser aux relations entre : . Etat de la ressource en eau . Les pressions exercées sur la ressource en eau et sur les usages de l‘eau . Les usages de l‘eau (influencés par de nombreux facteurs – leviers politiques, contraintes socio-économiques, etc…) Aborder l‘évolution future de l‘état de la ressource en eau requiert donc de s‘intéresser à une évolution bien plus globale du territoire et des usages afin de réussir à décrypter et appréhender les relations usage->pression->impact existantes et leurs évolutions. Dans certains cas, ces analyses nécessitent d‘appréhender des changements globaux (Owen et al., 2012). II.2 Objectif de la planification par scénarios L‘objectif de la planification par scénarios est de déterminer en même temps les objectifs d'aménagement, les moyens pouvant conduire à leur réalisation, et de préciser les interrelations entre le développement socio-économique et l'utilisation de l'espace, de façon à coupler planification spatiale cohérente et planification économique conçue dans un cadre prospectif (Julien et al 1975). Une bonne planification par scénarios permet aux groupes d‘acteurs de concevoir une stratégie pouvant être adaptée à plusieurs futurs possibles. (Anonyme 1. s, d). II.3. Choix de la méthode des scenarios La méthode des scénarios permet d‘explorer les futurs possibles en vue d‘éclairer les actions présentes (Julien et al 1975). Un scenario décrit le cheminement logique d‘une situation actuelle à un avenir imaginé et sa construction est particulièrement utile quand l‘analyse des situations passées et présentes est insuffisante aux décideurs pour leur choix engageant le futur, et en particulier quand ils font face à un problème complexe, quand il existe une probabilité élevée de changement majeur, quand les tendances dominantes risquent d‘être défavorables et nécessitent d‘être explorées, ou bien quand l‘action s‘inscrit dans le long terme (Julien et al 1975). Bien qu‘il n‘existe pas de méthode unique pour construire des scénarios, un consensus existe sur la nature et l‘enchainement des étapes qui jalonnent la démarche. La méthode des scénarios comporte ainsi 4 étapes principales (voir Figure II.1) (Rinaudo 2007): (i) L’analyse structurelle : elle vise à délimiter et comprendre le fonctionnement dynamique du système étudié pour en élaborer une représentation. (ii) Le diagnostic prospectif partagé : cette étape consiste à balayer le champ des possibles, c'est- à-dire à faire des hypothèses sur les variables déterminant l‘évolution du système, en associant les utilisateurs finaux des scénarios à cette phase. (iii) La prospective exploratoire qui consiste à construire un nombre limité de scénarios contrastés à partir des hypothèses définies ci-dessus, en s‘assurant de la cohérence des hypothèses réalisées sur les différentes variables. La description de ces scénarios contrastés insiste autant sur l‘état final atteint que sur les cheminements logiques de la situation actuelle aux avenirs les plus probables, en vue de favoriser l‘appropriation par le décideur. (iv) La construction du projet stratégique La vision stratégique se situe en amont du processus de planification de l‘aménagement du territoire et de l‘urbanisme. Cette étape propose un cadre
18 d‘intervention convergent et cohérent, dans la mise en œuvre d‘une ambition commune visant à atteindre un futur souhaité. C‘est la première étape dans l‘expression du changement souhaité, une matrice de base qui donne un élan et une direction au développement d‘une communauté (Rinaudo 2007). C‘est au cours de cette étape que l'image d'un futur possible choisi devient la base d'un énoncé formel de vision stratégique. Celui-ci s‘exprime par une description, une déclaration des aspirations profondes, des valeurs et des priorités d‘une communauté (Rinaudo 2007).
Facteurs de changement internes et 1-Analyse structurelle Qu’est ce qui va externes changer ? Variables motrices et dépendantes
Hypothèses d‘évolution pour chaque 2-Diagnostic prospectif Comment ça va facteur (micro-scénario) partagé changer ? Tendances lourdes, avenir engagé, faits annonciateurs de changement
-Quelle influence peut- Combinaison des micro-scénarios 3- Prospective on avoir pour infléchir selon différentes logiques d‘action exploratoire les tendances ? (avenir construit) -Quels avenirs possibles ?
4-Construction du Comment mettre en Identification des leviers d‘action,
projet stratégique œuvre un futur phasage, contraintes…
souhaité ?
Figure II. 1 Les étapes de la méthode des scénarios. (Rinaudo 2007) II.4 Différents types de scenarios : La formulation de différents scénarios souligne les conditions potentielles qui pourraient exister dans le futur. La mise au point des scénarios se faisait jusqu‘à présent de manière séquentielle et linéaire, en définissant les types d'actions à entreprendre pour obtenir un résultat optimal, dans le cadre du scénario le plus probable; ou pour du moins éviter un résultat désastreux dans le cadre de scénarios possibles (Anonyme 2. (s, d). II.4.1 Scénario tendanciel Le scénario tendanciel représente l‘évolution future du bassin versant et de ses différents usages de l‘eau « en suivant la tendance », c'est-à-dire dans la continuation des évolutions en cours et en prenant en compte les changements futurs déjà connus mais sans aucun engagement supplémentaire. Le scénario tendanciel est décliné comme un scénario « sans politique volontariste » en matière de gestion de l‘eau et des milieux (CLE 2011). Il a pour vocation d‘évaluer l‘évolution prévisible de l‘état des ressources en eau à l‘horizon en l‘état des actions actuelles. L'image du futur ainsi obtenue permet d'identifier les enjeux de gestion de l‘eau pour lesquels les dynamiques actuelles conduiraient à des évolutions non conformes aux objectifs (enjeux non-satisfaits) ou au contraire en accord avec ses objectifs (enjeux satisfaits). (CLE 2009b)
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L‘élaboration du scénario tendanciel doit permettre de définir les principales tendances d‘évolution des usages de l‘eau et de leurs impacts sur les milieux naturels à moyen terme (CLE 2013). Cette définition tient compte de l‘évolution des politiques de l‘eau, de l‘application de la règlementation et des mesures correctrices en cours ou programmées. Ce scénario est basé sur la prise en compte (CLE 2009a): - des tendances lourdes, dépassant le cadre territorial ou le cadre d‘action du SAGE, mais ayant un impact conséquent l‘eau ou les milieux → changement climatique, évolution démographique, etc. - des tendances liées à l‘évolution des usages, pour les différentes activités impactant la ressource en eau du point de vue qualitatif ou quantitatif. C‘est sur la base de ces évolutions prévisibles que pourront se construire ensuite des stratégies alternatives (scénarios alternatifs) (Géo-Hyd 2010). II.4.2 Scénario alternatif Pour le scénario alternatif: c‘est un scénario qui traduit les objectifs affichés par la politique nationale de l'eau et que l‘on peut résumer comme suit : (MATE 2005) - maîtrise de la croissance démographique, ou du moins de la croissance urbaine; - réduction des pertes dans les infrastructures d'eau et particulièrement dans les réseaux de distribution; - mise en œuvre d'une tarification qui incite à l'économie de l'eau et tend vers le coût réel de l'eau; - incitation à l'utilisation de systèmes d'irrigation économes en eau; - remise en état et prise en charge de la gestion des infrastructures d'épuration existantes; - adaptations des institutions, législations et réglementations. II.5. Planification stratégique de la gestion des ressources en eau : La stratégie de gestion par bassin présente les objectifs et aspirations à long terme, ainsi que la façon dont ces objectifs seront atteints. La stratégie couvre généralement une période de 10 à 20 ans. Elle détermine les orientations générales du plan de gestion du bassin et sert de cadre de référence aux programmes d'actions détaillés, qui couvrent des périodes de 3 à 6 ans (GWP 2009). Le plan d'action du bassin présente les buts, les objectifs et les programmes de gestion des ressources en eau pour une période déterminée, Il est conseillé de le concevoir de façon à ce qu'il puisse résister à de tels chocs ou de telles pressions externes (GWP 2009). La stratégie devrait tenir compte des informations suivantes au niveau national ou au niveau régional dans le cas des bassins transfrontaliers (GWP 2009): - politiques de l'eau et cadres institutionnels ; - contexte, type, étendue et sévérité des problèmes liés à la gestion de l'eau et des sols ; - objectifs généraux de développement et ceux liés à l'eau ; - niveau de développement économique du bassin ; - capacité des gestionnaires de l'eau et des institutions à résoudre les problèmes liés aux ressources naturelles ; et - ressources financières disponibles au cours de la période stratégique.
Comme les stratégies constituent un outil de gestion, il est préférable qu'elles soient définies avec la participation de l'ensemble des acteurs. L'élaboration d'une stratégie par bassin comprend cinq principales étapes. L'ordre dans lequel ces étapes sont mises en œuvre varie selon les circonstances. 1. identification des problèmes ; 2. définition des priorités ; 3. identification des options de gestion ; 4. analyse des coûts et des bénéfices ; et
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5. évaluation des risques. D‘après Philip et al (2008b), les stratégies de gestion de l'eau doivent être conçues pour faire face à une large palette d'incertitudes futures qui peuvent être directement liées à la variabilité du cycle hydrologique ou bien résulter de facteurs externes (variations démographiques ou développements macro-économiques). La construction de scénarios permet de prendre en compte les diverses incertitudes en les incorporant aux stratégies planifiées pour limiter les imprévus. La construction de scénarios peut également puiser dans les informations rassemblées durant l'analyse préliminaire, mais elle nécessite malgré tout l'inclusion de données provenant d'autres sources (Philip et al. 2008b). L‘utilisation de sources d‘informations multiples présente non seulement des avantages que les informations recueillies soient susceptibles d‘être plus précises mais en particulier les méthodes participatives de collecte de l‘information (ateliers des parties prenantes, consultations locales, etc.) (GWP 2005). Dans le cadre du cycle de gestion, elle intervient essentiellement lors de la conception de stratégies, après la définition par les parties prenantes d'une vision commune.
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PARTIE I : LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU : DU CONCEPT A LA PRATIQUE
Chapitre III La politique de la gestion des ressources en eau en Algérie
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Chapitre 3
La politique de la gestion des ressources en eau en Algérie
De nombreuses réformes institutionnelles et réglementaires ont été promulguées au profit de l'économie de l‘eau. L‘évolution institutionnelle et réglementaire de la gestion de l‘eau en Algérie sont présentés dans ce chapitre.
III.1.Introduction : L'eau est un élément de survie, particulièrement en Algérie, qui conditionne fortement le développement social et économique. C'est à ce constat que l'Algérie a pris conscience de la nécessité et de l'urgence de modifier sa politique de l'eau depuis déjà une vingtaine d'années (Benayada (s, d).
La gestion du secteur de l‘eau en Algérie s‘organise principalement dans le cadre de la Loi relative à l‘eau (loi 0512 du 4 août 2005) (Benblidia 2011). Il s'agit d'instrument juridique à double finalité, normative et de politique sectorielle, cette loi fondamentale est issue du code de l‘eau de 1983. Celui-ci a subi des modifications successives pour prendre en compte les évolutions économiques du pays et pour adopter les principes et règles applicables pour l‘utilisation, la gestion et le développement durable des ressources en eau en tant que bien de la collectivité nationale (Mellaoui-Murzeau 2013). La loi sur l‘eau de 2005 consacre le droit d‘accès à l‘eau et à l‘assainissement pour tous et fixe les objectifs suivants : - l‘utilisation rationnelle et planifiée des eaux pour la satisfaction des besoins des populations et de l‘économie nationale, - la protection des eaux contre la pollution, le gaspillage et la surexploitation, - la prévention contre les effets nuisibles de l‘eau. Par rapport aux versions précédentes, elle apporte certaines dispositions innovantes et importantes (Benblidia et Thivet 2010 ; Benblidia 2011 ; Benbraika et Ghedab 2013): - l‘obligation d‘élaborer un plan national de l‘eau et la planification de la gestion locale dans le cadre des bassins hydrographiques, - l‘établissement de règles régissant les systèmes de tarification de l‘eau pour les usages domestique, industriel et agricole, appuyées sur la prise en compte des coûts réels des services d‘approvisionnement, - la possibilité de concession ou de délégation du service public de l‘eau à des personnes morales de droit public ou privé.
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III.2. Intégration des principes de la GIRE dans la politique nationale Depuis l‘adoption de la GIRE comme approche de développement des ressources en eau en 1996, les actions conduites par l‘Algérie se sont inscrites dans les principes du développement durable. Le cadre juridique et réglementaire pour la gestion et la conservation des ressources en eau en vigueur en Algérie renvoie aux principes du Dublin qui sont généralement considérés comme fondamentaux dans ces domaines (cf. I.3.1). Ces principes sont les suivants (OCOD 2000; GWP 2005): • Principe écologique. Les eaux douces sont une ressource finie et vulnérable, essentielle pour le maintien de la vie, le développement et l‘environnement. • Principe institutionnel. La mise en valeur et l‘aménagement des eaux doivent s‘appuyer sur une démarche participative, impliquant les usagers, les planificateurs et les décideurs à tous les niveaux ; les femmes jouent un rôle crucial dans la fourniture, la gestion et la protection des eaux. • Principe instrumental. L‘eau a une valeur économique dans toutes ces utilisations concurrentes et devrait être reconnue comme un bien économique. Ces principes traduisent souvent, coïncident et sont même en accord avec les pratiques et principes admis par les lois, règlements et régissant la gestion de l‘eau et les institutions qui en ont la charge (Banque mondiale 2007a, b). Les lois algériennes partent du principe que a) les ressources en eau sont uniques (unicité de la ressource), b) l‘eau doit être gérée au niveau des bassins hydrographiques et c) la gestion de l‘eau doit se faire selon une démarche participative tout en prenant en compte la dimension environnementale et économique. La Loi sur l‘eau accorde une priorité à la satisfaction des besoins des consommateurs finaux (population et élevage) avant ceux des secteurs agricole et industriel. III.2.1. Principe écologique L‘Algérie tente d‘adopter une vision holistique, détaillée et intersectorielle de la gestion des eaux, y compris une législation visant à instaurer une gestion intégrée, adaptée aux caractéristiques des ressources en eau ; Assurer une gestion quantitative et qualitative des eaux de surface et des eaux souterraines. La prise en compte des besoins sociaux, la pertinence économique et les dispositions environnementales sont implicites, l‘objectif ultime étant l‘utilisation et la mise en valeur durable des ressources en eau. Le champ d‘application du principe écologique s‘étend à (Banque mondiale 2007a, b): - politiques de l’eau. La Loi sur l‘eau définit les buts et objectifs des politiques de l‘eau et vgarantir la quantité et la qualité. - Contrôles de qualité et préoccupations environnementales. La Loi sur l‘eau intègre la dimension environnementale. La politique de l‘eau cherche à maintenir un équilibre permanent entre la nécessaire amélioration des services liés à l‘eau (tant en quantité qu‘en qualité) et l‘obligation de restaurer et de développer la ressource pour préserver et protéger un environnement en dégradation rapide. - La protection efficace des ressources en eau et des écosystèmes hydriques contre la pollution exige un renforcement considérable de la capacité actuelle de la plupart des pays. Les programmes de gestion de la qualité de l'eau supposent un minimum d'infrastructure et d'effectifs pour l'identification et la mise en oeuvre des solutions techniques et l'application effective des mesures réglementaires. De nos jours et à l'avenir, l'un des problèmes essentiels réside dans l'exploitation et la maintenance durables des installations. Pour éviter que les ressources acquises grâce aux investissements passés ne se dégradent davantage, une action immédiate s'impose dans un certain nombre de domaines. - Protection et gestion des disponibilités en eau. La protection efficace des ressources en eau et des écosystèmes hydriques contre la pollution exige un renforcement considérable de la capacité actuelle de la plupart des pays (ONU 1992). La Loi algérienne sur l‘eau traduit cette dimension de la législation sur l‘eau à travers la réglementation de l‘utilisation et de la mise
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en valeur des ressources en eau nationales qui définissent clairement les processus réglementaires à appliquer pour assurer le partage de l'eau, la définition des droits d'eau, l'élimination de la pollution de l'eau, la protection des écosystèmes ou la prévention des risques naturels (Banque mondiale 2007a, b). - Planification des eaux et bassins fluviaux. La législation algérienne sur l‘eau requiert la préparation et la mise à jour régulière des schémas directeurs nationaux et régionaux sur l‘eau (Banque mondiale 2007a, b). Le ministère en charge de l‘eau participe, avec les autres ministères concernés, les élus et la société civile réunis au sein des comités de bassin, à l‘élaboration d‘outils de gestion des ressources en eau tels que les schémas directeurs d‘aménagement et de gestion de l‘eau des différents bassins hydrographiques du pays (MMEE 2008). III.2.2 Principe institutionnel L‘Algérie perçoit le principe institutionnel comme étant fondamental à la gestion de l‘eau. La législation répondant à ce principe est habituellement analysée à partir de l‘hypothèse que les activités liées à l‘eau ne se limitent pas aux intérêts de groupes d‘usagers limités, aux frontières géographiques, aux institutions sectorielles ou aux juridictions nationales (Banque mondiale 2007a, b). La réforme du cadre organisationnel de la gestion des ressources en eau exige de ce fait un repositionnement des structures gouvernementales sur leurs mandats régaliens et une meilleure implication des acteurs non publics dans les actions à mettre en place (MMEE 2008).Ce principe s‘étend aux aspects suivants (Banque mondiale 2007a, b) : - Désignation des structures chargées de la gestion globale des eaux. Dans le cadre de la politique nationale de développement, l'agence nationale de gestion intégrée des ressources en eau, (AGIRE) est chargée de réaliser, au niveau national, toutes actions concourant à une gestion intégrée des ressources en eau (Décret exécutif n° 11-262 du 30 juillet 2011). La loi algérienne ne confie pas explicitement la planification générale de l‘eau à une institution spécifique, mais transfère les fonctions de gestion au niveau régional. La région hydrographique est définie comme la cellule appropriée de gestion de l‘eau et « l‘Agence de Bassin » comme l‘entité chargée de l‘application de l‘approche IWRM. Bien que la responsabilité globale de la politique de l‘eau ne soit pas confiée à une structure précise, la Loi sur l‘eau prévoit le recours à un organisme de réglementation autonome pour assurer la supervision des services publics de l‘eau et sauvegarder les intérêts des usagers (Banque mondiale 2007b). - Conciliation des intérêts et consultations. La Loi algérienne sur l‘eau donne au Conseil national consultatif des ressources en eau (CNCRE) le pouvoir de réaliser les objectifs multiples et concilier les nombreuses demandes que suscitent habituellement les ressources en eau, les gouvernements ont recours à des mécanismes de conciliation et à des stratégies de prévention pour gérer les différends et coordonner les activités (Banque mondiale 2007b). - Participation des parties prenantes. Puisque la plupart des problèmes de gestion des ressources en eau sont ressentis aux niveaux les plus bas et que les changements dans la gestion de l‘eau sont requis jusqu‘au niveau de l‘action individuelle, le processus de développement de la stratégie exige la consultation (GWP 2005) - Communication et divulgation des informations relatives aux ressources en eau. La Loi sur l‘eau souligne ces aspects et requiert la mise en place d‘un système de gestion intégrée de l‘information sur l‘eau (Banque mondiale 2007b). L‘esprit d‘ouverture et le partage des informations sont essentiels à une bonne gestion intégrée des ressources en eau, et ce d‘autant plus lorsqu‘il est question de cours d‘eau internationaux, puisque tous les pays riverains possèdent des «monopoles naturels» en ce qui concerne la collecte et la diffusion de données au sein de leur territoire (GWP 2000).
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III.2.3. Principe instrumental : La question du "juste prix pour une gestion durable des services publics et des ressources en eau" est fréquemment posée lors de débats sur les services d'eau potable et les ressources en eau. Les principes de valeur économique de l‘eau, d‘unicité de gestion à l‘intérieur de territoires cohérents, de concertation, d‘éducation du public ont été consacrés par des textes législatifs et réglementaires et des structures ont été mises en place, en vue de leur application (Boukhari et al 2008). Le principe instrumental repose sur l‘idée que l‘eau étant peu abondante, il y a lieu de prêter plus d‘attention à la valeur économique des utilisations alternatives et d‘accorder une plus grande place aux instruments économiques (les droits d‘utilisation de l‘eau, les frais d‘utilisation,etc…) pour améliorer l‘allocation et renforcer la qualité (Banque mondiale 2007a,b). Les questions qui font intervenir le principe instrumental ont d‘importantes conséquences sur le rôle de l‘État dans la gestion des ressources en eau, sur la manière dont les ressources en eau sont réparties et sur l‘efficacité des dépenses publiques (Banque mondiale 2007b). Les considérations instrumentales relatives à l‘eau comprennent, entre autres choses, les notions de bien public, d‘effets externes, de concurrence imparfaite, de risque, d‘incertitude et d‘informations imparfaites ; de risque de perte d‘efficacité et d‘inégalité sociale et environnementale et de risque de monopolisation (Banque mondiale 2007b). III.3.Nouvelle politique et structure de gestion de l'eau: Depuis 1996, année où l‘Algérie promulgua sa Loi nationale sur l'eau, le gouvernement a mis en place une nouvelle structure dans le but de promouvoir la gestion intégrée, décentralisée et participative de l'eau. S'agissant du Code des eaux tel que modifié par l‘ordonnance n° 96-13 du 15 juin 1996, cinq principes de base fondent la Nouvelle Politique de l‘Eau, à savoir (Loi n° 83- 17 du 1 juillet 1983): - une gestion intégrée, - une gestion économe, - une gestion déconcentrée, coordonnée et unifiée dans le cadre du bassin hydrographique, - la participation des usagers à la gestion Le principe de compatibilité de la gestion des eaux avec la politique d‘aménagement du territoire et la protection de l‘environnement.
Les fondements de la nouvelle politique de l‘eau en Algérie issus des Assises Nationales de l‘Eau organisées en 1995, concernent cinq principes mondialement admis et universellement appliqués (Loi n°96-13 du 15 juin 1996 ; Dris 2005):
- l’unicité de la ressource : l‘eau devant être gérée à l‘échelle de la même unité hydrographique ; - la concertation : l‘implication de l‘ensemble des usagers dans la prise de décision ; - l’économie : la réhabilitation permanente de la ressource ; - l’écologie : la protection constante de la ressource ; - l’universalité : l‘eau est l‘affaire de tous.
III.3.1. Institutions impliquées dans la gestion des ressources en eau : Les Directions les plus impliquées dans la gestion de l'eau sont (Benblidia 2011; Sogesid 2005 ; Kettab 2001; Kadi 1997): III.3.1.1. Le Ministère des ressources en eau (MRE): Le MRE est chargé de l‘orientation de la politique de l‘eau, de la planification, de la réglementation et de la supervision des activités. D‘autres entités s‘occupent de la planification,
25 des études, de la construction et de l‘entretien des équipements et de la fourniture des services d‘eau et d‘assainissement ainsi que des services d‘irrigation. Le Secrétariat général du MRE est responsable de huit directions :
Ministère
Cabinet Secrétariat Général Inspection Générale
DEAH DMR DAEP DAPE DHA DPAE DRHFC DEAH E
Figure III. 1 Organigramme du ministère des ressources en eau • La DEAH (Direction des études et des aménagements hydrauliques). Cette direction est chargée, en coordination avec les sous-secteurs des ressources en eau et des projets d‘irrigation, de la collecte des données et du suivi. Elle est également chargée de soumettre un schéma directeur relatif aux infrastructures hydrauliques et de mettre en place un système d‘information pour le secteur. • La DMRE (Direction de la mobilisation des ressources en eau). Cette direction définit la politique de production et de stockage de l‘eau. La DMRE initie des études de faisabilité et surveille les infrastructures de stockage et de transfert. Elle propose également des règles et des normes relatives à l‘exploitation et à la gestion des infrastructures hydrauliques et en assure le suivi. • La DAEP (Direction de l’alimentation en eau potable). Cette direction définit les mesures à prendre pour satisfaire la demande domestique et industrielle d‘eau. Elle assure le suivi des études correspondantes, des programmes, des opérateurs et de la mise en œuvre. Elle définit les règles et normes relatives à la conception et l‘exploitation des infrastructures. Elle est chargée du suivi de la qualité de l‘eau et de la répartition des ressources. La DAEP est également chargée d‘initier et de mener à bien des réformes de la production et de la distribution de l‘eau. • La DAPE (Direction de l’assainissement et de la protection de l’environnement). C‘est à cette direction qu‘incombent toutes les décisions destinées à protéger les ressources en eau. Pour ce faire, la DAPE définit et met en œuvre des mesures pour la collecte, le traitement et la réutilisation des eaux usées. Elle initie et assure le suivi des études y afférentes. Elle définit des règles et normes relatives à la qualité des effluents et au fonctionnement et à l‘entretien des stations de traitement et du réseau. Elle participe, avec tous les secteurs concernés, à la mise en œuvre des politiques environnementales et sanitaires. Elle est également chargée de reformer l‘administration du sous-secteur de l‘assainissement. • La DHA (Direction de l’hydraulique agricole). Cette direction définit les mesures d‘irrigation et de drainage. La DHA participe à l‘élaboration de plans nationaux et régionaux d‘irrigation et aux activités de drainage. Elle est chargée d‘élaborer les normes relatives aux réseaux et au matériel d‘irrigation. Elle élabore et exécute des politiques et des projets liés à la production et au stockage d‘eau d‘irrigation. Elle assure le suivi de toutes les activités au niveau du sous- secteur. Elle est chargée de reformer l‘administration du sous-secteur de l‘irrigation. • La DPAE (Direction de la planification et des affaires économiques). Cette direction participe à toutes les études de faisabilité et elle est chargée d‘évaluer les impacts économiques. Elle est chargée de coordonner la planification des investissements. Une fois les projets et les programmes sélectionnés, la DPAE est chargée de rechercher les financements intérieurs et
26 extérieurs. Elle assure le suivi de l‘exécution des projets et des programmes. Elle est chargée des relations avec le ministère des Finances. • La DRHFC (Direction des ressources humaines, de la formation et de la coopération). Cette direction est chargée de la gestion des ressources humaines. La DRHFC est également responsable de la coopération avec les universités et des activités de recherche. Elle est responsable des archives du secteur. • La DBMR (Direction du budget, des moyens et de la réglementation). Cette direction évalue tous les besoins opérationnels relatifs à l‘administration. Elle gère le budget correspondant. Elle contrôle les dépenses de l‘administration. La DEMR est également chargée des études juridiques et participe à la rédaction des documents juridiques relatifs au secteur de l‘eau. III.3.1.2. Au niveau local : dans chacune des 48 wilayas du pays, le MRE dispose d'une direction de l'hydraulique qui avec les directions locales des autres départements ministériels constituent « l'exécutif » de la wilaya; -Les DREW (Directions des Ressources en Eau de Wilaya) sont les représentations régionales du ministère des ressources en eau. Elles mettent en œuvre la politique et le programme d‘investissement sectoriel au niveau des régions. Elles sont également chargées d‘exécuter des projets financés par les walis. Elles transmettent les besoins du maire à l‘administration centrale. • L’ADE (Agence nationale de distribution d’eau). L‘ADE est chargée de la mise en œuvre de la politique d‘approvisionnement en eau par l‘exploitation, la gestion et le renouvellement de la production, du transfert et du stockage de l‘eau, ainsi que des activités de distribution d‘eau à usage domestique et industriel. Elle est chargée du contrôle de la qualité de l‘eau. Elle est chargée d‘améliorer l‘efficacité dans l‘utilisation de l‘eau par la gestion des réseaux et l‘application de mesures de conservation de la ressource et de gestion de la demande. Elle planifie et exécute les programmes d‘investissement. • L’ONA (Office nationale pour l’assainissement). En rapport avec les municipalités, cette agence est responsable de la conservation des ressources en eau et de la mise en œuvre de la politique d‘assainissement. L‘ONA est chargée d‘exécuter les études de faisabilité, d‘assurer le suivi des équipements et ouvrages d‘assainissement (stations de traitement, collecteurs et réseaux), et d‘exploiter et gérer toutes ces infrastructures. Elle est chargée de la sensibilisation des populations à travers des campagnes médiatiques et des programmes éducatifs dans les écoles. III.3.1.3. Au niveau intermédiaire : Au niveau intermédiaire, le MRE est doté de: Trois agences (établissement public à caractère administratif): l'ANRH, l'Agence nationale des barrages et transferts (ANBT) et Agence nationale de l‘irrigation et de drainage (ONID) : • L’ANBT (Agence nationale des barrages et transferts). L‘ANBT est chargée de toutes les études de faisabilité. Elle est responsable de la passation des marchés, de l‘exécution, du suivi et de l‘évaluation des projets. L‘agence est également chargée de veiller au fonctionnement et à l‘entretien des infrastructures et de veiller à l‘exécution de tout ou partie de ces activités, le cas échéant. • L’ANRH (Agence nationale des ressources en eau). Cette agence est chargée de la collecte des données relatives aux ressources en eau (situation géographique, quantité, qualité, etc.), Elle est chargée d‘assurer la conservation de l‘eau par la mise en place de réseaux de contrôle de la qualité et par l‘établissement d‘une cartographie. L‘ANRH étudie tous les phénomènes ayant une incidence sur la base de ressources, notamment l‘érosion, la salinité, etc. Elle est chargée de contrôler les inondations. Elle établit la liste des terrains disponibles pour l‘irrigation et elle est responsable du suivi de la qualité des terrains sous irrigation et drainage.
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• L’ONID (Agence nationale de l’irrigation et de drainage). Cette agence est chargée des études de faisabilité et de la mise en œuvre des projets d‘irrigation. Elle fournit également une assistance à l‘OPI pour l‘exploitation et la gestion des grands périmètres d‘irrigation. Cinq Agences de bassins hydrographiques sous tutelle du MRE, créées dans le cadre de la nouvelle politique de l'eau (1996): l'Agence de bassin hydrographique Algérois-Hodna- Soummam, l'Agence de bassin hydrographique Chellif-Zahrez, l'Agence de bassin hydrographique Constantinois- Seybousse-Mellegue, l'Agence de bassin hydrographique Oranie- Chott Chergui, l'Agence de bassin hydrographique Sahara. Ces cinq agences sont chargées de la gestion intégrée des ressources en eau et s'appuient sur des Comités de bassin; Les Offices de périmètres irrigués (OPI) chargé de la gestion des GPI; AGIRE (L’Agence nationale pour la Gestion intégrée des ressources): La création de cette agence entre dans le cadre du décret exécutif de janvier 2010 relatif au plan directeur d'aménagement des ressources en eau et au plan national de l'eau. Placée sous la tutelle du ministère chargé du secteur. Cette agence nationale doit fédérer les 5 agences de bassins hydrographiques. L‘agence est chargée dans le cadre de la politique nationale de développement, de réaliser, au niveau national, toutes actions concourant à une gestion intégrée des ressources en eau. Il s'agit pour elle de réaliser toutes enquêtes, études et recherches liées au développement de la gestion intégrée des ressources en eau, de développer et coordonner le système de gestion intégrée de l'information sur l'eau à l'échelle nationale, précise le décret. L'agence est chargée également de contribuer à l'élaboration, à l'évaluation et à l'actualisation des plans à moyen et long terme de développement sectoriel, de contribuer à la gestion des actions d'incitation à l'économie de la ressource hydrique et à la préservation de sa qualité. Pour accomplir ses missions, l'agence est habilitée notamment à acquérir, exploiter ou déposer toute licence, contracter tout emprunt, prendre des participations dans tout groupement ou société (Décret exécutif n° 11-262 du 30 juillet 2011). Ministère des Administration Domaine Agences nationale Utilisateur final ressources en eau locale Direction de la Directions planification et des régional de Planification affaires économiques la wilaya (DPAE) Direction de la l'Agence nationale des Grand mobilisation des barrages et transferts (ANBT) infrastructure ressources en eau Etudes de faisabilité hydraulique (DMRE) Implantation et gestion Direction de Agence nationale de l‘irrigation Agriculteurs & Irrigation l’hydraulique agricole et de drainage (ONID) associations de (DHA) Gestion des périmètres irrigués l‘irrigation Direction de Agence nationale de distribution l’alimentation en eau d’eau (ADE) Distribution de potable (DAEP) Elaboration des études de l’eau faisabilité Implantation des réseaux d‘AEP Gestion en générale Direction de Office nationale pour Collection des l’assainissement et de la l’assainissement (ONA) eaux usées et protection de études de faisabilité traitement l’environnement Implantation et gestion (DAPE) Gestion des Direction des études et Agences de bassins bassins des aménagements hydrographiques (ABH) versants/ Etudes hydrauliques (DEAH) Agence nationale des ressources générales en eau (ANRH) Tableau III. 1 Organisation du secteur de l’eau (INECO 2009)
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Activité MRE ANBT ANRH ADE ONA ONID ABH Eaux de surface Utilisation X
Stockage X
Recharge des eaux souterraines X
Transfert X
Contrôle de la qualité des eaux X X X
Evaluation X
Eaux souterraines Utilisation Stockage X X
Recharge X
Contrôle de la qualité des eaux X
Evaluation Autorisation des puits Réseaux d'irrigation Réhabilitation X Modernisation X Réutilisation des eaux usée drainage des eaux X Eaux usées X Dessalement Introduction de technologie X
Utilisation efficace des eaux Domestique X
Industrielle X
Agriculture X
Législation Lois et régulations X
Standards X
Application
Cadre politique
Allocation des eaux X
Financement des projets X
Schéma des projets X X X X X X
Implantation des projets X X X X X
Opération et maintenance X X X X X
Tarif X
Enregistrement des données sur l'eau X
Tableau III. 2 Matrice de la planification des ressources en eau (INECO 2009)
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III.3.2. les Agences de Bassins Hydrographiques:
Selon la Loi relative à l‘eau (Loi no 5-12, 2005) « Au niveau de chaque unité hydrographique naturelle, la gestion intégrée des ressources en eau est exercée par une agence de bassin hydrographique, dont les missions, les règles d'organisation et de fonctionnement et le cadre de concertation sont fixés par voie réglementaire ».
Les Agences de Bassins hydrographiques couvrent les territoires suivants (voir Figure III.2) : - Oranie-Chott Chergui - Cheliff Zahrez - Algérois-Hodna-Soummam - Constantinois-Seybousse-Mellegue - Sahara Le découpage hydrographique adopté a été essentiellement basé sur les conditions retenues suivantes (Dahmani &Bithorel 2000; Remini 2010): . Unité géographique de la ressource en eau superficielle et souterraine dans le bassin versant; . Equilibre en ressources en eaux entre les bassins hydrographiques; . Equilibre en potentialités humaines entre les régions hydrographiques; . Equilibre en nombre et importance d‘infrastructures hydrauliques et de transferts entre les régions ; . Viabilité économiques entre les régions (voie de communication, étendue de la région, infrastructures urbaines) et répartition équilibrée entre le nombre de wilayas et leurs importances.
Figure III. 2 Les Agences des Bassins hydrographiques
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Les Agences ont essentiellement pour mission:
- d‘élaborer et de mettre à jour le cadastre hydraulique et la balance hydraulique du bassin hydrographique, et de collecter dans ce but toutes données statistiques, tous documents et informations sur les ressources en eau, les prélèvements et les consommations d‘eau, - de participer aux opérations de surveillance de l‘état de pollution des ressources en eau et de définition des spécifications techniques relatives aux rejets des eaux usées et aux dispositifs de leur épuration, - de mener toutes actions d‘information et de sensibilisation des usagers domestiques, industriels et agricoles en vue de promouvoir l‘utilisation rationnelle et la protection des ressources en eau.
Pour permettre à ces agences d‘accomplir leur mission, la loi de finances de 1996 a institué des redevances sur la ‗‘qualité de l‘eau‘‘ et ‗‘l‘économie de l‘eau‘‘ (articles 173 et 174) qui représentent une fraction de la facture d‘eau potable, industrielle et agricole (8 % pour les wilayas du Nord et 4 % pour les wilayas du Sud). Et un fonds pour ‗‘la gestion intégrée des ressources en eau‘‘.
Le statut-type des Agences de Bassins spécifie par ailleurs qu'elles gèrent les contributions et aides de toutes natures accordées par l‘Etat et destinées à promouvoir et à soutenir les projets et actions visant l‘économie de l‘eau, la préservation de sa qualité et la protection de milieux récepteurs, contre les rejets polluants‘‘.
Les Comités de Bassins Hydrographiques constitués des représentants de l‘Etat, des collectivités locales et des usagers ; Le comité du bassin hydrographique a pour missions d‘examiner (Décret n°10-24 du 12 janvier 2010): Le projet de plan directeur d‘aménagement des ressources en eau dont l‘examen donne lieu à l‘établissement d‘un rapport particulier adressé au ministère chargé des ressources en eau ; Les plans de gestion des ressources en eau mobilisées et en particulier ceux en situation de déficit d‘apports naturels nécessitant des arbitrages d‘affectation entre les différents usages ; Les programmes d‘activités en matière de protection quantitative et qualitative des ressources en eau ; Les programmes initiés en matière d‘information et de sensibilisation des usagers de l‘eau ; Toutes autres questions se rapportant à l‘aménagement et à la gestion des ressources en eau qui lui sont soumises par les walis territorialement compétents, par le président du comité et par le directeur général de l‘agence du bassin hydrographique.
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PARTIE I : LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU : DU CONCEPT A LA PRATIQUE Chapitre IV potentiel des ressources hydrauliques en Algérie
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Chapitre 4
Regards sur la situation des ressources en eau en Algérie
Dans ce chapitre les potentialités en ressources en eau en Algérie ainsi que les contraintes au développement de ces ressources sont discutées.
IV.1.Introduction : Avec une superficie de 2,4 millions de km2, le territoire Algérien se compose d‘une diversité géographique et climatique, avec du nord vers le sud, des régions côtières et sub-littorales, une vaste étendue de hautes plaines semi-arides et un immense ensemble saharien au climat aride et hyperaride (Suez-environnement 2011). A cela, s‘ajoute la disparité d‘occupation des sols et de densité de la population : la frange côtière concentre, sur 4 % de la superficie du territoire, les deux tiers de la population alors que les régions des hautes plaines, qui recouvrent 9 % de la superficie, regroupent le quart de la population (Anonyme 3. 2011).
La pluviométrie moyenne annuelle en Algérie du nord est évaluée entre 95 et 100 109 m³. Plus de 80 109 m³ s‘évaporent, 3 109 m³ s‘infiltrent et 12.5 109 s‘écoulent dans les cours d‘eau. Dans l‘Algérie du nord, l‘apport principal vient du ruissellement. Les eaux de surface sont stockées dans les barrages (Remini 2010).
Dans la phase de croissance que connaît l‘Algérie, les besoins correspondant aux différents usages, agricoles, urbains et industriels, sont actuellement supérieurs aux ressources en eau mobilisées, ce qui nécessite des arbitrages d‘affectation, parfois difficiles notamment en situation de sécheresse. (Khiati (s, d) ; Remini 2010).
IV.2.Contraintes au développement des ressources en eau : L‘Algérie est soumise à des conditions physiques et hydro climatiques défavorables qui rendent ainsi difficile l‘adéquation besoins-ressources. Cette situation s‘étant trouvée aggravée dans la période récente par une gestion déficiente (Maouche 2003). Une modification du climat est donc inéluctable et il en résultera des impacts significatifs sur les ressources en eau du pays (Saidi 2006).
A cet état de fait naturel, la situation actuelle en Algérie est encore exacerbée par plusieurs contraintes (PNUD 2009):
- Un déséquilibre entre les besoins et les ressources disponibles : la croissance démographique et le développement économique et social du pays ont induit durant les deux décennies écoulées, un
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accroissement considérable des besoins en eau potable, industrielle et agricole ; - Les besoins en eau exprimés par les différents usagers sont nettement supérieurs aux ressources en eau mobilisées : ce qui engendre des conflits d‘affectation et nécessite parfois des arbitrages difficiles ; - Un déséquilibre géographique entre les besoins et les ressources : la forte concentration des besoins en eau sur la bande littorale (60%) oblige à une réaffectation, par des transferts de ressources en eau assez coûteux financièrement, pour équilibrer les déficits de régions intérieures du pays, notamment toute la zone des Hauts Plateaux ; - La pollution des nappes et des ressources superficielles : les rejets domestiques, industriels et agricoles dépassent de loin les capacités des systèmes d‘épuration, ce qui réduit considérablement les volumes d‘eau susceptibles d‘être utilisés ; - Risque de rupture d’un développement durable : en sus de la pollution, de sérieux problèmes apparaissent dans les prélèvements effectués dans les nappes souterraines qui dépassent les limites de renouvellement des ressources naturelles et nécessitent de puiser dans les réserves non renouvelables. Outre cela, la faiblesse de nos ressources est encore aggravée par (PNUD 2009): - La mauvaise répartition spatiale et temporelle de ces ressources ; - L‘érosion des sols et l‘envasement des barrages ; - Les pertes dues à la vétusté des réseaux de distribution et à l‘insuffisance de la gestion ; - Les coûts sans cesse importants des investissements nécessaires à la mobilisation et au transfert des ressources en eau. IV.3. Les ressources hydrauliques Le territoire algérien s‘étend sur 2,4 millions de km². La majeure partie du pays (87%) est un désert où les précipitations sont quasi nulles, mais qui recèle d‘importantes ressources fossiles d‘eaux souterraines (PNUD 2009). Le potentiel des ressources en eau renouvelables est localisé dans le Nord de l‘Algérie qui englobe les bassins tributaires de la Méditerranée et les bassins fermés des Hauts Plateaux (Lazri 2011). Les potentialités en eau du pays s'élèvent à environ 16,8 milliards m³, dont 80 % seulement sont renouvelables (70 % pour les eaux de surface et 10 % pour les eaux souterraines) et sont localisées dans la frange nord du pays (Loucif 2003). Les ressources non renouvelables concernent les nappes du Sahara septentrional qui seraient exploitées comme un gisement et qui se traduit par un abattement continu du niveau de ces nappes. La répartition des ressources hydrauliques se présente comme suit :
Ressources Superficielles Souterraines Total Milliards m³ Milliards m³ % Nord 12 1.9 13.9 82 Sud 1.5 1.4 2.9 18 Total 13.5 3.3 16.8 100 % (80) (20) (100) (100) Tableau IV. 1 La répartition des ressources hydrauliques Les écoulements superficiels sont essentiellement concentrés dans la frange septentrionale du pays, s‘étend sur environ 300 000 km², soit 13 % de la superficie du pays (CNES 2000). Les régimes hydrographiques dans cette zone soumis à un régime climatique méditerranéen semi-
33 aride sont caractérisés par l‘extrême irrégularité saisonnière et interannuelle des apports en eau, la violence et la rapidité des crues et l‘importance des transports solides. Schématiquement, les ressources en eau superficielles décroissent du Nord au Sud, au fur et à mesure que croissent les ressources en eau souterraines. Les eaux de surface figurent pour 32 % du bilan alors qu‘elles constituent 80 % des ressources globales (CNES 2000). Selon les estimations de l‘Agence nationale des ressources en eau, les volumes d‘eau utilisés s‘élèvent à environ 4 milliards de m³, soit près du quart du potentiel. La répartition de ces volumes, selon l‘origine de la ressource se présente comme suit :
Millions m³ % Barrages de régulation 932 24 Lacs collinaires 28 1 Puits et forages 2044 51 Sources, prise au fil de l‘eau 950 24 3954 100 Tableau IV. 2 La répartition de des volumes d’eau, selon l’origine de la ressource L‘utilisation des eaux se répartit à raison de 55,3 % pour l‘agriculture (2,1 milliards de m³), 34,2 % pour l‘AEP (1,3 milliards de m³) et 10,5 % pour l‘industrie (0,4 milliards de m³) (CNES 2000). La disparité spatiale des ressources en eau est un autre indicateur qui montre que les régions hydrographiques Oranie -Chott Chergui et Chéliff-Zahrez qui correspondent à trois fois la région Constantinois-Médjerdah-Mellègue en terme de superficie, n‘en représentent que 70 % en terme de ressources en eau. Le Constantinois-Seybouse-Mellégue, bien arrosé et ou les précipitations sont les moins aléatoires, constitue la région la plus riche en eau ; elle reçoit près de 39 % des écoulements annuels en eau de surface du pays. En revanche, la région Oranie-Chott-Chergui, bien que plus étendue en terme de superficie (35 % environ de la superficie de l‘espace tellien), ne reçoit à peine que 8 % des écoulements de surface totaux (Loucif 2003). Dans le sud, la disponibilité en eau est importante grâce aux nappes du continental intercalaires et du complexe terminal, mais celles-ci ne couvrent qu‘une partie de l‘étendue du Sahara.
IV.3.1 – Les ressources en eaux souterraines Dans le Nord du pays, les eaux souterraines sont estimées à 1,9 milliard de m³. Ces ressources qui sont relativement plus faciles à mobiliser, sont aujourd‘hui exploitées à plus de 90 % (CNES 2000); beaucoup de nappe sont même dans un état de surexploitation critique (Mitidja et autres périmètres urbains, industriels d‘irrigation et de tourisme). Actuellement, on estime à plus de 12 000 forages, 9 000 sources et 100 000 puits qui sollicitent les nappes – pour les besoins de l‘agriculture et l‘alimentation en eau potable et industrielle (AEPI) (CNES 2000). Les pompages agricoles restent faibles par rapport à ceux réalisés pour l‘industrie et l‘AEP. La répartition par région hydrographique des eaux souterraines du Nord se présente comme suit : Oranie Algérois Constantinois Cheliff Bassin hydrographique Chott Soumam Syebous Total Zahrez Chergui Hodna Méllègue Ressources pot. 375 231 745 28.9 1894 (Hm³/an) Pourcentage 19.7 12.2 39.2 28.9 100 Tableau IV. 3 Répartition spatiale des eaux souterraines du Nord du pays (CNES 2000)
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A l‘inverse des ressources en eaux souterraines situées dans le Sud, les réservoirs du Nord du pays sont renouvelables, ils concernent au total 126 nappes principales. Dans le Sud du pays, quelques nappes phréatiques, souvent saumâtres, existent dans les lits d‘oueds tels que les oueds Ghir, M‘zab, Saoura, etc. mais l‘essentiel du potentiel en eau se trouve dans les nappes du Sahara septentrional. Le renouvellement de ces nappes fossiles ou semi-fossiles n‘est assuré qu‘à hauteur de 80 millions de m³ environ (CNES 2000). IV.3.2 - Les ressources en eau de surface Provenant des précipitations annuelles, elles sont estimées à 12,4 milliards de m³ (ANRH 1993), qui hélas pour la plupart vont se déverser dans la mer méditerranée. La répartition des écoulements superficiels est hétérogène à travers le territoire national. Le Nord qui représente 7 % du territoire national, reçoit un pourcentage très élevé de précipitations de l‘ordre de 92 % du total. De même cette hétérogénéité s‘observe d‘Est en Ouest dans le tell, les bassins du centre et de l‘Est reçoivent 80 % de l‘apport, tandis que dans la steppe et Sahara les écoulements superficiels sont extrêmement faibles, elles se présentent sous forme de crues épisodiques (Loucif 2003). Ces ressources en eau sont réparties par bassin hydrographique selon le tableau suivant :
Bassin Oranie Chott Cheliff Algérois Constantinois Syebous Sud Total hydrographique Chergui Zahrez Soumam Hodna Méllègue Ressources pot. 1025 1840 4380 4500 600 12345 (Hm³/an) Pourcentage 8.7 15.7 37.3 38.3 0.48 100 Tableau IV. 4 Répartition spatiale des eaux de surface (CNES 2000) Les débits sont irréguliers dans l‘année avec des étiages nuls et des crues de courtes périodes mais violentes, causant une érosion à l‘amont et des inondations à l‘aval. L‘irrégularité interannuelle est aussi marquée. Les besoins en eau (besoin de l‘irrigation, la population, tourisme …) ont tendance à être à forte composante saisonnière ou cette dernières concourent à déterminer une forte saisonnalité des utilisations de l‘eau. A l‘inverse de la variabilité saisonnière des ressources ; celles-ci étais minimales quand les demandes en eau sont maximales (Loucif 2003). Ce déphasage entre le régime des ressources et des demandes se produit également à l‘échelle interannuelle, ce qui accentue les risques de pénurie conjoncturelle.
IV.4. Politique hydraulique Avant 1970, la politique de l'eau a été une sorte de continuité de ce qui avait prévalu avant l'indépendance; par la suite, de nouveaux objectifs ont été définis par les pouvoirs publics. Ces objectifs sont contenus dans les différents plans de développement depuis le premier plan quadriennal 1970-1973 jusqu'au plan quinquennal 1985-1989 (Dris 2005). A partir de la décennie 1980, le secteur a pu bénéficier d‘un plan hydraulique national destiné essentiellement à définir les priorités, les objectifs et les moyens d‘une politique en la matière. Ce plan avait dégagé des orientations nouvelles : après la priorité quasi-exclusive accordée à la grande hydraulique, il a préconisé une relance de la petite et moyenne hydraulique (PMH) qui s'est traduite par la multiplication des forages, des lacs collinaires des dérivations d'oueds.
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IV.4.1 - Barrages Les barrages ont été longtemps le principal vecteur disponible en matière de domestication des eaux superficielles. Depuis 1962, de nombreux barrages ont été réalisés, la capacité totale des barrages des 5 bassins hydrographiques est de 6,45 milliards de m³ en 2008. Sur la base des projets en cours, l‘Algérie disposera d‘un parc de grands ouvrages de mobilisation de la ressource, composé de 72 barrages faisant passer la capacité de mobilisation à 7,40 milliards de m³. IV.4.2 - Les retenues collinaires En 1979, il y avait 44 barrages collinaires totalisant une capacité de 21 hm³/an. Considéré comme la petite hydraulique, ce type d'ouvrage ne retient l'attention qu'à partir de la décennie 1980. Après cette période 667 retenues collinaires ont été réalisées. Leur capacité de stockage avoisine les 90 millions de m³. La gestion et l'exploitation des retenues relève que 80 % de ces ouvrages sont opérationnels et que les eaux mobilisées sont utilisés à (CNES 2000): - 75 % (81 000 000 m³) pour l'agriculture (maraîchage, arboriculture et céréaliculture), - 4 % pour l'élevage; - 1 % pour l'alimentation en eau potable, - 20 % des retenues ne sont pas exploitées pour des raisons diverses, notamment l'absence d'exploitant, de structure de gestion, de matériel d'irrigation ou de disponibilité de terres à proximité. IV.4.3 - Les Forages En 1985, le nombre de forages exploités était d'environ 5 500. En 1999, plus de 2 000 forages ont été encore réalisés dans le Nord du pays, fournissant un volume de 1 milliard de m³ répartis entre l'alimentation en eau potable pour 852 millions de m³ et l'irrigation pour 147 millions de m³. Par ailleurs, 742 forages auraient été également réalisés dans le sud et mobiliseraient un volume annuel de 221 millions de m³ pour l'alimentation en eau potable et 505 millions de m³ pour l'irrigation (CNES 2000). IV.4.4 - Superficies irriguées Les études pédologiques ont montré que le potentiel des terres irrigables atteint environ 850 000 ha, soit 11 % des terres arables (7,5 millions ha) (Loucif 2003). En Algérie, les zones irriguées sont classées en : 1. Grands périmètres d‘irrigations (GPI), infrastructure moderne d‘irrigation, desservis essentiellement par de grands barrages, de taille supérieure à 3 000 ha environ ; 2. Petits et moyens périmètres (PMH) d‘irrigation, s‘étendant entre la centaine et quelques milliers ha, avec réseaux modernes ou traditionnels d‘irrigation, desservis à partir de petits barrages, dérivations d‘oueds ou de forages ; 3. Les secteurs d‘irrigations individuelle, desservis à partir de puits, de sources ou par épandage de crue. Les superficies irriguées s‘élevaient en 1989 à 378 000 ha; en 1995, elles ont atteint 454 000 ha (y compris les épandages de crues), soit 50 % du potentiel irrigables et se répartissent comme suit (Loucif 2003): - 38 000 ha (8,4 %) périmètres gérés par les offices de périmètres irrigués (OPI) et irrigués à partir des barrages, - 142 000 ha (31,3 %) dans les wilayas du sud, - 274 000 ha (60,3 %) à travers la petite et moyenne hydraulique (PMH) dans le Nord.
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La superficie irriguée n‘a pratiquement pas évolué de 1960 à 1970. Au cours de 1980-84, environ 40 000 ha nouveaux ont été mis en irrigation, soit 8 000 ha/an ; 10 000 ha existants ont en outre été réhabilités.
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PARTIE II : ENJEUX DE LA MODELISATION POUR LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU Chapitre V Enjeux de la modélisation dans la gestion des ressources en eau
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Chapitre 5 Enjeux de la modélisation dans la gestion des ressources en eau
La demande en outils de modélisation hydrologique pour la résolution de problèmes de gestion de l‘eau est en hausse. L‘apport de la modélisation et les différents outils numériques d'aide à la prise de décision dans ce contexte sont explorées.
V.1. Introduction : La gestion intégrée d‘une ressource en eau est complexe car cette ressource est distribuée inégalement dans l‘espace et dans le temps et qu‘elle interagit avec tout son environnement. La complexité du système eau, même à l‘échelle d‘une unité hydrologique réduite, nécessite donc de faire appel à des méthodes de modélisation adaptées (Laurent 1996). Ces outils numériques, en particulier les systèmes d'informations géographiques (SIG) et les systèmes d'aide à la décision (SAD), ont facilité de manière significative la prise de décisions dans le domaine de la gestion par bassin dans nombre de pays. Ils sont particulièrement utiles à la définition des priorités et des options de gestion (GWP 2009). V.2. Les outils numériques d'aide à la prise de décision Les outils numériques d'aide à la prise de décision sont très variés et peuvent être utilisés seuls ou en combinaison. Il y a d'un côté les modèles mathématiques, les systèmes d'information géographique (SIG) et les systèmes experts (SE) qui peuvent être utilisés pour traiter l'information et simuler des scénarios particuliers. De l'autre côté, on retrouve les systèmes d'aide à la décision (SAD) (de l'anglais Decision Support Systems) qui peuvent intégrer un ou plusieurs de ces outils numériques. Ces derniers sont plus spécifiquement orientés que les premiers pour aider le décideur dans la gestion des ressources en eau (Dupont et al., 1998). Les modèles et outils d'aide à la décision exploitent les données fournies par les systèmes d'information. Les SIG intègrent et analysent des ensembles de données, par exemple des données écologiques et environnementales, et présentent les résultats dans l'espace. Les SAD examinent plusieurs scénarios et présentent l'impact des changements de paramètres. Ces outils peuvent être utilisés par une ou plusieurs personnes simultanément, au bureau, au cours d'ateliers ou même chez soi, lorsqu'ils sont accessibles sur Internet pour permettre des simulations. Ces outils ont également l'avantage de promouvoir la transparence (GWP 2009).
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V.2.1 Modèles mathématiques Les modèles mathématiques en sciences environnementales existent depuis plusieurs décennies et peuvent être utilisés pour simuler divers phénomènes et scénarios liés à l'hydrologie, la qualité des eaux, l'impact des pratiques agricoles, les fonctions de coûts, les risques pour la santé humaine, etc. Ils viennent sous différentes formes allant du modèle très simple au modèle très complexe et du modèle empirique au modèle mécaniste. Les modèles peuvent être utilisés pour simuler des phénomènes observés, pour prévoir ou prédire un état futur ou simuler des scénarios de planification ou d'intervention. Ces outils numériques sont souvent bien adaptés pour la gestion opérationnelle des interventions, la compréhension des processus à l'œuvre et prévoir divers impacts environnementaux et socio-économiques (Dupont et al., 1998). Les outils de modélisation permettent d'intégrer des données sociales, économiques et biophysiques - généralement dans un système d'information géographique - et de présenter les options de gestion. Les groupes d'utilisateurs - gestionnaires de bassin, élus locaux, industriels, exploitants agricoles, gestionnaires d'entreprises agroalimentaires, associations d'usagers de l'eau, responsables des agences publiques, comités locaux, planificateurs publics - peuvent interroger les modèles afin de connaître les répercussions potentielles de différentes options de gestion de l'eau, en sélectionnant et cliquant simplement sur une carte (GWP 2009). Les modèles peuvent illustrer d'importants concepts, par exemple, le fait que le rétablissement des aquifères ou lacs pollués est un processus long et qu'il vaut par conséquent bien mieux prévenir que guérir. Les modèles permettent également d'indiquer des solutions. Par exemple, les modèles de gestion peuvent montrer que la qualité de l'eau revêt une plus grande importance dans certaines parties d'un bassin que dans d'autres. Les gestionnaires de bassin peuvent conclure, sur la base de ces modèles, que les usagers seraient peut-être plus disposés à contribuer financièrement à la gestion de la qualité de l'eau - ou à changer la façon dont ils gèrent l'eau - dans les zones où la qualité de l'eau est importante, plutôt que dans les autres zones (GWP 2009). Les modèles d'optimisation et de simulation servent à examiner certains problèmes : en agrégeant les descriptions spatiales d'un problème particulier par l'optimisation et de produire des scénarios dynamiques en utilisant les modèles de simulation. Cependant, de tels modèles ne sont que des outils visant à faciliter et non à remplacer les dialogues entre décideurs (GWP 2009). V.2.3. Systèmes d'informations géographiques (SIG) L‘utilité des SIG s'est accrue au fil des ans pour devenir essentiel dans la gestion des données à référence spatiale et l'aménagement du territoire. Les SIG sont des outils de gestion et d'analyse de données géographiques spatiales. Les systèmes d'informations géographiques sont largement utilisés dans les pays développés afin d'organiser les données géographiques du bassin - ils constituent en d'autres termes des atlas électroniques. Ces outils numériques sont très utiles pour intégrer des informations ponctuelles, vectorielles et matricielles d'origines diverses (Dupont et al., 1998). La plupart des systèmes permettent aux utilisateurs de faire des recherches, par exemple, en fonction du type de sol, de l'utilisation des sols, de l'option de gestion, du modèle d'habitat, du type de propriété foncière ou des zones d'aménagement. Les noms les plus connus sont: ARClnfo, ARCView, SPANS, CARIS, GENAMAp, GRASS, INTERGRAPH, GRASSLAND, TNTMips, Maplnfo, Idrisi. Ce sont en fait des outils de CAO (conception assistée par ordinateur) spécifiquement orientés vers les travaux d'analyse spatiale (Dupont et al., 1998). Ils sont généralement faciles à utiliser, accessibles sur Internet et incluent différents types de technologies de visualisation permettant d'afficher les résultats des modèles de simulation (GWP 2009).
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V.2.4. Systèmes experts Les systèmes experts faisant appel au concept d'intelligence artificielle ont vu le jour un peu plus récemment que les SIG ou les modèles. Peu d'outils de ce genre sont actuellement opérationnels. Ces outils numériques se basent sur la logique floue ou sur des règles de décision pour constituer une base de connaissances permettant au système de fournir un résultat issu de l'intégration d'informations complexes et d'origines multiples. Un des buts recherchés par les systèmes experts est de simuler l'expertise d'un ou des experts d'un domaine spécifique. Ce sont de puissants outils de diagnostic à utiliser surtout dans le cadre de thématiques très ciblées axées sur l'intervention et l'opération. Parmi les systèmes experts utilisés pour l'aide à la gestion ou à la modélisation des ressources en eau, on peut noter entre autres le module Système Expert du logiciel RAISON (LAM et SWAYNE, 1996), ainsi que ceux décrits par WILDE (1994), WAL- KER et al. (1995) et REYNOLDS et al. (1996). (Dupont et al., 1998) V.2.5. Systèmes d'aide à la prise de décision Les systèmes d'aide à la décision (SAD) constituent une évolution récente des outils numériques. Ces SAD peuvent combiner plusieurs et parfois toutes les catégories d'outils numériques présentés précédemment. Ils offrent dans certains cas des possibilités de visualisation et de scénarios. Ils peuvent être très complexes au plan de l'utilisation, mais s'avèrent néanmoins très utiles au décideur. LIU (1995) note que le terme «environnement de support à la décision (« Decision support environment ») » fait référence à un ensemble de logiciels informatiques qui permet aux utilisateurs de partager la connaissance, l'information et les données afin de mieux comprendre un problème décisionnel et ainsi améliorer la prise de décision. ORLOB (1992) note que le concept de support à la décision est plus vaste que la simple capacité de simulation que l'on retrouve en général dans les modèles mathématiques. Le concept doit fournir les moyens nécessaires pour rendre le support des SAD accessible et désirable pour les décideurs. Les SAD sont très bien adaptés aux thématiques faisant intervenir le concept de gestion intégrée par bassin où des facteurs environnementaux et humains très variés peuvent avoir de multiples incidences sur la ressource en eau. Il existe encore peu de ce genre d'outils numériques, mais leur développement est en pleine effervescence. Il existe deux grandes classes de SAD: les systèmes d'information environnementale (SIE) et les systèmes de modélisation intégrée (SMI). Les SIE sont généralement construits à partir d'une coquille SIG et fournissent à l'utilisateur la possibilité d'effectuer des opérations de forage de données, de traitement de données et d'analyse spatiale. Ils se distinguent des SIG par les capacités additionnelles de traitement de l'information. Par exemple, le système RAISON (Lam et Swayne 1996) intègre certaines fonctionnalités traditionnelles du SIG, mais en lui rattachant d'autres comme des fonctions statistiques et graphiques, un système expert à base de règles, un tableur et un logiciel de gestion de base de données multimédias, ainsi que la possibilité de lier des applications externes (modèles ou logiciels) (Dupont et al., 1998). Les systèmes de modélisation intégrée (SMI) peuvent simuler l'ensemble des processus physiques, chimiques et parfois socio-économiques sur un bassin versant. Dans la plupart des cas, ces systèmes intègrent des fonctions SIG et un système de gestion de bases de données. Les plus évolués possèdent une interface-usager très conviviale, permettant l'évaluation de scénarios et offrant des fonctions de visualisation avancées. La plupart des SMI sont toutefois constitués d'une boîte à outils plus ou moins intégrée. KOPP (1996) fournit une excellente description des niveaux d'intégration possibles dans les SMI. (Dupont et al. 1998)
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Les étapes de l‘établissement d‘un SAD sont (Benseddik et El Mansouri 2012) : 1. Collecte de données: après avoir défini l‘objectif, la portée et les attentes du projet, le décideur est amené à collecter les données nécessaires, il s‘agit de deux type de données : spatiales et physiques. Les données spatiales géolocalisent les différents entités du système (sites de demande, nappes, rivières, barrages…). Or, les données physiques représentent les caractéristiques de ces entité (le niveau d‘activité annuel d‘un site de demande, volume mobilisable d‘une nappe, débit mensuel d‘une rivière,..). 2. Analyse : cette étape consiste à analyser les contraintes de la demande en eaux, tout en identifiant les secteurs exerçant une pression sur les ressources, ainsi que les attributs de ces secteurs (Exemple, pour la demande domestique: on distingue un certain nombre de personnes avec une dotation journalière; pour le secteur agricole: une superficie attribuée à une consommation annuelle,..). 3. Conception: à ce niveau, le décideur et amené à proposer un modèle décrivant le déroulement fonctionnel du système hydrique, en terme de la dualité « Demande- Ressource », et cerner toutes les contraintes analogiques entre ce modèle et la réalité. On pourrait en outre élaborer des scénarios et des hypothèses, afin d‘étudier l‘impact d‘un risque naturel, une évolution démographique, ou une action industrielle sur les ressources en eaux. 4. Implémentation: après avoir finalisé le modèle, il serait possible de l‘exécuter sur la plateforme, et passer à l‘édition des résultats obtenus pour chacun des scénarios et hypothèses élaborés. 5. Post-Analyse: cette étape consiste à refaire l‘analyse sectorielle et attributaire pour les résultats comme pour les données, afin de définir une matrice des alertes sur les différents aspects étudiés. 6. Prise de Décision: à la lumière des alertes analysées, le décideur pourrait proposer certaines mesures en collaboration avec les différents acteurs de gestion, et étudier ainsi la possibilité de leur mise en place dans un cadre plus rationnel et moins contraignant.
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Collecte de Données
Analyse Sectorielle Base de Données Analyse
Analyse Attributaire Données spatiales
Données Physiques Répartition des ressources
Conception Modélisation de la demande
Elaboration des scénarios
Matrice des Alertes Exécution du modèle
Aspect Quantitatif Implémentation
Aspect Qualitatif Edition des Résultats
Post-Analyse
Prise de Décision
Figure V. 1 Etapes de l’établissement d’un SAD (Benseddik et El Mansouri 2012)
V. 3. Les modèles pour la gestion quantitative des ressources en eau L‘intervention du modélisateur doit permettre la mise en place d‘une approche holistique permettant à partir de données sur les hydrosystèmes et des outils à même d‘éclairer les gestionnaires sur l‘impact de leurs décisions et/ou de présenter des alternatives de gestion en fonction d‘objectifs prédéfinis. Mais plus que l‘outil, c‘est la démarche de modélisation qui reste importante pour saisir les objectifs des gestionnaires dans les différents domaines (irrigation, AEP, industrie, …) (Fabien 2008). En effet, les systèmes d‘information mis en place sont parfois sous-utilisés, obsolètes, ou encore ne permettent pas l‘intégration de nouvelles fonctionnalités. Ce constat résulte souvent de la démarche adoptée pour mettre en place un tel système, qui est souvent plus orientée vers l‘outil que vers les besoins de l‘utilisateur (modèles trop complexes,
42 absence d‘interface graphique facilitant l‘utilisation, etc.). Dans le contexte de la science, les modèles permettent une meilleure compréhension du comportement des hydrosystèmes. A l‘inverse, dans le contexte de la technologie, les modèles sont utilisées pour leurs capacités à d‘aider les utilisateurs ou les gestionnaires à évaluer divers scénarios de gestion (Fabien 2008). L‘objectif de la science peut être défini comme l‘amélioration ou la croissance continue de la connaissance en formulant les généralisations qui régissent son comportement (Dooge 1986). Les scientifiques doivent donc mener une stratégie qui exige de réaliser conjointement : (1) la proposition d‘hypothèses et de théories, et (2) la réalisation d‘expérimentations planifiées (Nascimento 1995). En Sciences de l‘Eau, les objectifs sont de chercher les meilleures solutions à l‘équation du bilan de l‘eau : sa dynamique et la complexité des forces mises en jeu (Dooge 1988), ses aspects quantitatifs et qualitatifs, dans le temps et dans l‘espace, la métamorphose d‘un état à l‘autre, la complexité structurelle des environnements pour le cheminement de l‘eau (Klemes 1988). Selon Bunge (1961), l‘utilisation des modèles à des fins opérationnelles permet de contrôler ou gérer des processus, qu‘ils soient naturels ou sociaux. Il affirme qu‘en technologie, on utilise un concept opportuniste de la vérité. On recherche un niveau de description ou d‘explication de la réalité juste suffisant pour rendre compte des objectifs technologiques (Kauark-Leite et Nascimento 1993). Des critères différents du contenu de la vérité des théories scientifiques doivent être considérés, tels que le rapport efficacité/complexité, des critères économiques, des critères liés à la précision et aux risques technologiques de différentes natures, entre autres (Kauark-Leite et Nascimento 1993). En extrapolant cette réflexion, on pourrait affirmer que si un modèle fonctionne avec une bonne exactitude, sans que nous comprenions pourquoi, il n‘y a aucune raison de renoncer à s‘en servir (Thom 1979). Dans le contexte de la technologie, le critère universel permettant d‘évaluer les mérites relatifs des modèles est donc de résoudre des problèmes (Nascimento 1995). Toutefois, certains gestionnaires cherchent aussi, comme dans le contexte scientifique, à savoir comment fonctionne l‘hydrosystème à gérer (Piquereau et Villocel 1982) et affirment qu‘il ne suffit pas que le modèle marche bien, il faut encore qu‘il marche pour de bonnes raisons. V.3.1 Utilité d’un modèle pour la gestion des ressources en eau Selon Viessman (cité par Fabien 2008), l‘utilité des modèles pour la gestion quantitative des ressources en eau découle de leur capacité de simulation. La simulation concerne le calcul de la réponse d‘un hydrosystème à une série d‘évènements (variables de forçages, variables de décision ou perturbations), pendant un intervalle de temps préalablement établi. La gestion du système S comprend 3 actions : prévoir, agir et contrôler (Fabien 2008). Les décisions, comme les lâchers de barrages, les restrictions (action agir) sont prises en comparant les sorties d‘intérêts y et les indicateurs d‘état des ressources en eau (partie haute de la figure V. 2). De la même manière, l‘utilisation du modèle doit comparer des sorties objectifs à des mesures afin d‘évaluer si le modèle est assimilable au système. Ils doivent être exprimés de façon précise sous forme de critères mesurés par des chiffres (Valiron 1988), comme un coût, un volume ou un paramètre de qualité (eS dans la partie centrale de la figure V. 2). Pour que le modèle M puisse être utilisé afin de gérer le système S, le critère eS, différence entre les sorties modélisée ym et mesurée y, doit être minimisée (Fabien 2008). Selon Fabien (2008), les gestionnaires peuvent, à partir du modèle M, évaluer divers scénarios et prendre des décisions sur les actions à entreprendre sur l‘hydrosystème. L‘avantage le plus important du modèle est de pouvoir simuler des variables qui ne sont pas mesurées sur le système.
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Entrée Sortie s s b Z Système S y y u obj - + Contrôler Agir
B (t) S y t
+ u (t) - es (t, p) Possible si es faible -
y m (t, p) M(p) Z m (t, p)
Entrée Sortie s s b Zm Prévoir Modèle M
ym yobj u - +
Contrôler Agir
Figure V. 2 Modalités d’utilisation d’un modèle pour la gestion (Christian, Fabien 2008)
Les problèmes typiques de la gestion quantitative des ressources en eau auxquels les modèles peuvent donner des réponses satisfaisantes sont :
° L’extension de séries chronologiques Lorsque les séries chronologiques sont trop courtes pour permettre un traitement statistique des données ou lorsque des données sont manquantes, les modèles peuvent générer de longues séries de données, notamment de débits, nécessaires à certaines méthodes de calcul de structures hydrauliques (Valiron 1988), et à l‘analyse de risque, par exemple. L‘évaluation des ressources en eau pour différentes applications (irrigation, approvisionnement en eau, énergie, …) est aussi possible (Hurand 2003).
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° Le diagnostic Les modèles peuvent être utilisés pour aider les gestionnaire à faire le diagnostic du fonctionnement d‘une structure hydraulique de contrôle ou d‘un aménagement, de l‘efficacité des règles de gestion d‘un aménagement (Bader et al., 2003), ainsi que pour évaluer la pertinence de critères d‘efficacité de différentes types d‘aménagement, ou tout autres études de diagnostic (Kholghi 1997). ° L’évaluation d’alternatives L‘intérêt des modèles concerne la possibilité de simulation de différentes alternatives de gestion à un problème particulier. Par exemple, le choix entre plusieurs techniques alternatives d‘assainissement ou l‘évaluation de la combinaison la plus efficace de ces techniques, la décision entre la construction d‘un nouveau barrage ou le changement de système d‘irrigation (Loubier et al., 2008b), en adoptant des techniques plus économes par rapport à la demande en eau, l‘option entre différentes solutions structurelles ou non structurelles pour la protection des crues. ° La prévision La prévision des débits, surtout, mais aussi d‘autres variables hydrologiques, telles que les variables d‘état d‘humidité du sol, ouvre aux modèles hydrologiques un champ important d‘applications (Fortin et al., 1997) : évaluation des ressources en eau ou prévision de la demande pour la gestion des systèmes d‘irrigation (Coulibaly et al., 1999 ; Perrin et al., 2001), gestion d‘un système de protection des crues (Mathevet 2005). V.3.2 Modèles dits de « gestion » et dits « d’optimisation » Simulation et optimisation se distinguent par le statut de leurs variables mais surtout par le rôle dévolu au critère de performance en optimisation (Hubert 1998). Un modèle utilisé en simulation est destiné à reproduire des phénomènes ou à prévoir le comportement d'un système soumis à des sollicitations données, telles que prise de décision concernant l'implantation d'un ouvrage, d'une prise d'eau, d'un pompage etc…Les paramètres du système, comme les variables de décision, sont alors connus et on calcule les variables inconnues (les sorties) en fonction des variables connues (les entrées), des paramètres et des décisions prises (Fabien 2008). Eventuellement, un ou plusieurs critères de performances peuvent être calculés, mais a posteriori. On peut donc dire que la simulation ignore les objectifs de la gestion. Elle indique seulement les conséquences d'un choix donné, en répondant à une question que l'on peut formuler comme que se passe-t-il si tel ensemble de décisions est pris? (Hubert 1998) Dans un modèle utilisé en optimisation au contraire, l'objectif de gestion est primordial. Le critère de performances devient explicitement un critère de choix (fonction objectif). De plus, il devient possible d'imposer des contraintes aux variables (entrées et décisions). L‘optimisation permettra donc de rechercher quelles sont les variables de décision permettant d'obtenir la meilleure performance possible du système compte tenu du critère retenu. Les paramètres et les entrées sont alors les données du problème, les sorties et les variables de décision étant inconnues (Hubert 1998). L'optimisation permet de répondre à une question que l'on peut formuler comme quelles décisions faut-il prendre pour maximiser (ou minimiser) tel ou tel critère de performance ? L'optimisation semble, a priori, très séduisante pour l'aménagement et la gestion, puisqu'elle permet de déterminer la solution idéale (Duan et al. 1992). Son utilisation se heurte cependant à
45 deux difficultés (Hubert 1998). La première est technique. Selon la forme du problème d'optimisation et les contraintes auxquelles sont soumises les solutions, il peut y avoir une ou plusieurs solutions maximisant la fonction objective. Dans des problèmes très simples, le problème peut être résolu analytiquement. Néanmoins, dans la plupart des cas réels, il faut envisager une résolution numérique qui peut nécessiter des temps de calcul importants, voire prohibitifs. Tous les algorithmes d'optimisation procèdent en effet par itérations successives à partir d'une solution initiale, chaque itération devant améliorer la valeur de la fonction objectif. La seconde difficulté est beaucoup plus fondamentale, car elle concerne la définition même de la fonction objectif. Idéalement, ce critère devrait rendre compte de tous les aspects économiques, sociaux, écologiques et autres, relatifs à un hydrosystème. Mais ces différents aspects sont hétérogènes, ne se mesurent pas dans les mêmes unités, quand ils peuvent se mesurer. Les méthodes classiques d'optimisation ne peuvent prendre en compte qu'une seule fonction objectif. Celle-ci aura donc souvent un caractère réducteur car il y a en général plusieurs points de vue, s'exprimant selon plusieurs critères, relatifs à un même ensemble hydrologique. Ces points de vue peuvent refléter diverses préoccupations d'un même acteur social ou refléter les intérêts, souvent contradictoires, de plusieurs acteurs sociaux. Les méthodes prenant en compte plusieurs objectifs permettent seulement de limiter l'éventail des choix possibles. Selon Hubert 1998, les méthodes classiques d'optimisation ne peuvent prendre en compte qu'une seule fonction objectif. Celle-ci aura donc souvent un caractère réducteur car il y a en général plusieurs points de vue, s'exprimant selon plusieurs critères, relatifs à un même ensemble hydrologique. Ces points de vue peuvent refléter diverses préoccupations d'un même acteur social ou refléter les intérêts, souvent contradictoires, de plusieurs acteurs sociaux. Les méthodes prenant en compte plusieurs objectifs permettent seulement de limiter l'éventail des choix possibles. Généralement, le gestionnaire recherche la meilleure solution selon son point de vue. Les techniques de simulation lui permettent de la déterminer aisément si le nombre de solutions est limité. Mais si le champ des solutions possibles est très vaste il devient préférable d'utiliser une technique d‘optimisation. Ces techniques permettent d'atteindre la meilleure solution par une recherche directe, pour autant que les préférences du gestionnaire puissent se traduire selon une fonction des variables d'état et des variables de décision du système considéré, éventuellement complétée par des contraintes appliquées à ces variables (Objectifs = f(volume barrages, indicateurs, précipitations, etc.)). Néanmoins, tous les modèles mathématiques ne permettent pas d‘appliquer aisément des techniques d‘optimisation. V.3.3 Les apports de la prévision en gestion des ressources en eau Avant tout, il est important de ne pas confondre la prédiction et la prévision. La prévision est définie comme l‘estimation des conditions futures pour une période donnée, à partir des observations passées et actuelles (OMM 1994). Son objectif est donc de fournir les meilleures estimations de ce qui peut arriver en un point donné à une date future précise (Hipel et McLeod 1994). A l‘inverse, la prédiction conduit à l‘estimation des conditions futures sans référence à un temps spécifique (Lettenmaier et Wood 1993). Selon Fortin (1997), la prévision des débits horaires, journaliers, hebdomadaires et mensuels d‘un cours d‘eau est une tâche nécessaire pour une gestion efficace des ressources en eaux de surface, et pour permettre une réaction adéquate et rapide face aux situations de crises (inondations, sécheresses, …).
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V.3.3.1 La prévision : formulation du problème La prévision peut être appliquée à l‘ensemble des domaines de la gestion des ressources en eau (eaux de surface et souterraines) au travers des modèles hydrologiques, hydraulique et hydrogéologiques. Afin de présenter la formulation du problème, prenons l‘exemple d‘un modèle hydrologique pour la prévision des débits. Si t désigne le temps d‘origine, le calcul de la prévision du débit Q d‘une rivière au temps (t+L) est de la forme suivante (Fortin et al. 1997) :
̂ ( ) ̂ ( ) ( )
Où ̂ ( ) t est la prévision du pas de temps suivant. Elle correspond à l‘estimation de faite au temps t, ̂ ( )est l‘estimation de l‘erreur de prévision , G est la fonction caractéristique du type de modèle utilisé pour l‘estimation de , et est la matrice des variables explicatives au temps (t + L – 1) telles que les précipitations, les températures, les hauteurs de neige. La méthode classique pour obtenir les meilleures prévisions consiste à minimiser l‘erreur de prévision ̂ ( ):
̂ ( ) ̂ ( ) Cela peut se faire de plusieurs façons : soit en minimisant l‘erreur moyenne, l‘erreur moyenne absolue, ou plus généralement l‘erreur quadratique moyenne. Ce dernier critère est le plus utilisé parce qu‘il amplifie les plus grandes erreurs de prévision. Finalement, Les prévisions hydrologiques se composent de six éléments principaux (OMM 1994) : - Les variables à prévoir et les variables explicatives, i.e. l‘ensemble des données disponibles sur l‘hydrosystème, - L‘horizon ou le délai de prévision (par exemple L = 1, 2, …, k pas de temps), - Les méthodes de calcul ou d‘estimation, i.e. la nature de la fonction G, - L‘objectif de la prévision (alerte de crue, planification de l‘opération des réservoirs, des projets d‘irrigation ou de navigation, etc.), - La forme sous laquelle la prévision est désirée, par exemple une valeur isolée, tout l'hydrogramme, une distribution de probabilité (valeurs numériques, graphiques, ou distribution de probabilités), - Les moyens de diffusion de la prévision. La prise en compte de tous ces éléments dans la résolution de l‘équation de prévision constitue la problématique de la prévision pour la gestion quantitative des ressources en eau.
V.3.3.2 Caractéristiques des prévisions Comme indiqué dans le paragraphe précédent, l‘horizon de la prévision est un élément important. Les délais pour la prévision doivent sensiblement être les mêmes que ceux de la gestion. Toutefois, les définitions pour désigner la portée des prévisions sont plus détaillées puisque les termes sont normalisées (OMM 1994) : a. La prévision à courte échéance – Prévision de la valeur future d'un élément du régime d'une masse d'eau (cours d‘eau, nappes souterraines, etc.) couvrant une période inférieure ou égale à deux jours à compter de la date d'émission, b. La prévision à moyenne échéance – Prévision de la valeur future d'un élément du régime d'une masse d'eau couvrant une période allant du troisième au dixième jour suivant la date d'émission, c. La prévision à longue échéance – Prévision de la valeur future d'un élément du régime d'une
47 masse d'eau au-delà du dixième jour suivant la date d'émission, d. La prévision saisonnière – Prévision de la valeur future d'un élément du régime d'une masse d'eau pour une saison (couvrant généralement une période de plusieurs mois). Le deuxième élément important dans la prévision correspond aux composantes de l‘hydrosystème dont la prévision présente un intérêt pratique et, notamment, (i) pour les eaux de surface, les hydrogrammes et les débits des crues, (ii) pour les eaux souterraines, les points d‘abaissement extrême et tarissement des sources, et, enfin (iii) pour des hydrosystèmes particuliers, le niveau des lacs et la date de prise de la glace.
Les méthodes de prévision vont de l'utilisation de formules empiriques simples ou de corrélations à celles des modèles mathématiques complexes simulant toutes les phases du bilan hydrologique d'un bassin. Dans un prochain paragraphe, les détails de quelques modèles de prévision pour la gestion des eaux de surfaces et souterraines seront exposés. De plus, Il est très important qu'un modèle de prévision comporte une composante de mise à jour des variables d‘état en fonction des conditions hydrométéorologiques afin de d‘adapter aux conditions actuelles de l‘hydrosystème pour reproduire son comportement. V.3.4 Les modèles de prévisions et leurs utilisations en gestion L‘objectif est de détailler les caractéristiques des modèles susceptibles d‘aider les gestionnaires à gérer, à partir de prévisions de variables de l‘hydrosystème, les ressources en eaux qu‘elles soient souterraines ou de surface. En se référant aux objectifs de gestion, les modèles peuvent être répartis en sept classes différentes (Singh et Woolhiser 2002) : Les modèles hydrologiques ou de bassin versant, Les modèles hydrauliques de rivières et de fleuves, Les modèles de qualité de l‘eau dans les rivières et les réservoirs, Les modèles opérationnels de gestion des systèmes barrages/rivières, Les modèles des eaux souterraines, Les modèles hydrauliques de distribution de l‘eau, Les modèles de prévision de la demande en eau. Dans ce paragraphe, seuls les modèles hydrologiques et hydrauliques pour la gestion des ressources en eaux de surface, les modèles pour la gestion des ressources en eaux souterraines et, enfin, les modèles couplés pour la gestion conjointe des ressources en eaux de surface et souterraines seront abordés. V.4. Modélisation Systémique : La modélisation systémique. C‘est une méthodologie de représentation et de modélisation des systèmes complexes dans un objectif précis. Elle est utilisée pour une meilleure connaissance de l‘objet d‘études à des fins d‘actions futures. Le but de la modélisation systémique est de transformer tout phénomène complexe en système composé de sous-systèmes, d‘éléments et interrelations en interactions dynamiques. Elle se concentre sur l'ensemble des éléments du système et de leurs interactions plutôt que sur les éléments pris isolement. Elle a été adoptée par les hommes en charge de responsabilité (décideurs politiques, dirigeants, experts, etc.) devant les problèmes de grande complexité auxquels ils ont été confrontés face auxquels le besoin d‘une nouvelle façon de penser s‘est fait ressentir. La modélisation systémique se base sur la théorie des systèmes. Elle a été appliquée dans le domaine de l'ingénierie, de la physique, de la biologie, des sciences sociales ou sciences économiques.
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La conception systémique de la ressource eau est représentée par un découpage organisé en sous-systèmes et éléments très diversifiés en interactions et interrelations permanentes. La gestion de la ressource eau est complexe. Sa modélisation systémique se présente en organigramme arborescent qui comprend plusieurs sous-systèmes : le cycle de l‘eau, les besoins domestiques, l‘industrie, l‘agriculture et les écosystèmes (Figure V.3). L‘arborescence de la fig.V.3 peut atteindre plusieurs niveaux en fonction de la pertinence du détail recherché par zoom effectué sur chaque détail. Cette modélisation nécessite la contribution des scientifiques et des experts de l‘environnement en général et de la ressource eau en particulier. Par ailleurs, la gestion de la ressource eau met en œuvre un ensemble de moyens humains, techniques et économiques (Fig.V.4). Le mode organisationnel de la gestion des ressources en eau se présente en niveaux hiérarchiques différents. Le nombre de sous-systèmes est créé verticalement de haut en bas par les gestionnaires en fonction de la nécessité de nouveaux cas à gérer. La modélisation systémique appliquée à la ressource eau, a permis de démontrer les causes de la crise actuelle observée dans la gestion de l‘eau. Le résultat est que la concertation des acteurs prônée dans la gestion intégrée de l‘eau s‘est avérée défaillante. L‘écart est enregistré entre les scientifiques les experts, les gestionnaires et les décideurs. Les scientifiques et les experts offrent par la vision systémique, une source d‘informations exhaustives allant du global vers le détail suivant la pertinence recherchée. Pour être fructueux, Le diagramme (Figure V.3) nécessite la participation de l‘ensemble des experts et scientifiques issus de toutes les en relation avec la gestion de la ressource eau. Il constituera ainsi une source complète avec un maximum d‘informations. Une commission neutre par rapport aux experts et scientifiques fera le suivi du projet de gestion. Elle a pour charge le traitement et la compilation de l‘information. Ces informations simplifiées et vulgarisées constituent pour les gestionnaires et les décideurs une aide dans la prise de décision.
La figure V.4, représentant la hiérarchie administrative des gestionnaires, demeure indépendante et réduite par rapport à l‘organisation en sous-systèmes de la ressource eau présenté dans (fig. V.3). Le réductionnisme observé est un obstacle à la solution des problèmes complexes qui se posent dans la gestion et par voie de conséquence, s'oppose au développement durable (Mankoto 2003).
Gestion des ressources en eau
Les rejets et
traitement des Le cycle de l’eau Dotations Les ressources eaux usées
Eau douce Identifier les Identification des Réseaux ressources en : d‘assainissement Eau saline utilisateurs besoins en quantité et en qualité Quantité Les égouts La répartition des de : Qualité Traitement des eaux eaux à l‘échelle du Citoyens Localisation usées potables et fluviales globe et dans les Les stations de Industrie La protection des eaux différentes entités pompage Agriculture de surface, continentales géographiques Aménagement des Programme de et marines, des sols et rivières, des des eaux souterraines distribution bassins et des lacs,
des digues et Figure V. 3 Domaine dans la gestion actuelle de la ressource en eau 49
Système
Ressources en eau Ressources en eau
Besoins domestiques Irrigations Industrie Cycle de l'eau Ecosystème Sous systèmes D’ordre hygiène Culture Type d'industrie Ruissèlement Biodiversité Santé Sols Besoins Infiltration (faune, flore) Alimentation Besoins Déchets ETP Sols Ménage Engrais Techniques caractéristique des ... Vers le détail Loisirs Techniques d'irrigation d'épuration sols (pente, couvert Assainissement techniques de drainage ... végétal...) ... Pollution impacts anthropiques ... Ouvrages hydrauliques
Gaspillage Désertification Fuites des Erosion des terres Types de Déchets Modification de Surexploitation canalisations arables industriels la couverture Contamination Causes Absence de moyens Surpâturage Techniques et des terres Urbanisation de récupération des pollution proportions des Pollution industrielle Dégradation des eaux usées mauvaise irrigation eaux recyclées Pollution agricole sols artificielle Excès d'engrais Eléments Déchets agricoles Pénuries Pénuries Stress hydrique Le smog Risque d'extinction de Productions Maladies Diminution de la Pluies acides certaines espèces de alimentaires Inconfort production agricole Perturbation du cycle de plantes, animaux Conflits Insécurité (conflits) Ruissèlement l'eau Modification des trajets Conséquences maladies Mal êtres Dégagement de Co2 Changement climatique de migration des espèces Inondations Déséquilibre Catastrophes naturelles Destruction des liaisons biogéochimique Sécheresse entre écosystèmes Extinction massive de la Pollution de la nappe dégradation des massifs flore et de la faune souterraine coralliens. … … … Figure V. 4 Modélisation systématique de la ressource en eau (Baghli et al. 2012)
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Domaine de gestion
Gestionnaire Décisions politiques SousSous systèmes systèmes
Scientifiques Décideurs et Experts
Figure V. 5 Rapport ressource en eau, gestion et prise de décision (Baghli et al. 2012) En conséquence, les informations fournies par les scientifiques sont filtrées une première fois au niveau des gestionnaires et une deuxième fois par les décideurs. L‘échange des informations se fait dans un seul sens et suivant le filtre (Fig.V.6), ce qui accentue l‘écart entre les décideurs et la réalité du terrain.
Sous systèmes
Domaines de gestion
Décisions politiques
Recommandations Echange actuels Figure V. 6 Flux d’information
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PARTIE II : ENJEUX DE LA MODELISATION POUR LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU Chapitre VI Les modèles hydrologiques et de la gestion des ressources en eau
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Chapitre 6
Les modèles hydrologiques et de la gestion des ressources en eau
Les différentes modèles et outils de modélisation des bassins versants qui permettent d‘étudier les équilibres ressources-besoins ou de simuler la gestion de l‘eau : Ces différents modèles supposées être utiles dans ce contexte sont explorées.
VI.1.Introduction : La complexité du système eau, même à l‘échelle d‘une unité hydrologique réduite, nécessite de faire appel à des méthodes de modélisation adaptées (Laurent 1996). Les progrès de l'informatique ont intégré l'aide à la décision, domaine visant à concevoir des outils informatiques (dont les logiciels experts) pour aider un décideur à analyser un problème ou une situation, et à lui fournir des solutions, éventuellement hiérarchisées sur la base des critères logiques qu'il aura sélectionné (Wiki 2014a). Ces outils aident les gestionnaires à prendre des décisions opérationnelles et de gestion courante, mais aussi des décisions stratégiques à long terme (GWP 2009). Selon le Partenariat Mondial de l‘eau « Global Water Partnership » (2009) les systéme d‘aide à la décision peuvent également être utilisés afin d'élaborer différents scénarios liés aux politiques ou plans de gestion, comme par exemple, pour les secteurs d'irrigation confrontés à une montée des nappes phréatiques, les stratégies de reboisement, ou les options d'occupation des sols dans les bassins d‘altitude. Le choix d‘un modèle hydrologique est assez difficile. Il dépend avant tout, des objectifs et des données disponibles. (Oudin 2004) Devant la complexité du système (le bassin versant), tous les modèles hydrologiques ne sont qu‘une représentation subjective d‘une petite réalité de ce dernier (Beziau & Kritz 2010). Nous nous demandons alors, si un modèle est jugé suivant la fidélité de sa représentation de la réalité, ou suivant sa capacité à reproduire le phénomène étudié, sans s‘intéresser à la fidélité de la représentation ? En hydrologie, le critère de fidélité de la représentation d‘un bassin versant est extrêmement difficile à remplir. Le seul critère qui nous semble capable de satisfaire nos objectifs est donc la capacité de reproduire le phénomène étudié. Une étude à l‘échelle d‘un pays aussi grand que l‘Algérie et les données disponibles nous imposent à faire simple et à chercher un modèle moins exigeant en matière des paramètres d‘entrée.
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VI.2. Les différentes modèles pour la gestion des ressources en eau VI. 2.1. Mike Basin Développé par DHI, MIKE BASIN est un outil professionnel d‘aide à la décision dédié à la gestion de la ressource en eau. Il permet, à l‘échelle d‘un bassin versant, d‘optimiser l‘utilisation de la ressource eau en fonction des demandes et des contraintes techniques, économiques, sociales et politiques. MIKE BASIN est basé sur une représentation mathématique du bassin versant défini par son réseau hydrographique, son régime hydrologique et les aménagements régulant les stocks et les flux d‘eau. La première version de MIKE BASIN a été développée sous l‘interface graphique d‘ArcView3.2®. Depuis 2005, c‘est sous ArcGIS® que ce logiciel poursuit son développement (DHI. s.d).
Domaines d’application Face aux contraintes de partage et gestion de la ressource en eau entre différents organismes, villes, pays,… il s‘est avéré nécessaire de développer une politique globale de gestion de la ressource en eau à l‘échelle du bassin versant et non à l‘échelle d‘entités administratives. MIKE BASIN a été développé pour répondre à cette nécessité croissante d‘une gestion intégrée et durable de la ressource en eau. Les applications de ce logiciel sont diverses : • Analyse du fonctionnement hydraulique global • Analyse du fonctionnement hydrologique global • Analyse de demandes multisectorielles • Optimisation de la gestion de la ressource en eau • Gestion de manœuvres journalières (barrages…) • Gestion des étiages (périodes de basses eaux) • Etude de qualité des eaux • Management environnemental • Planification des actions sur un bassin versant • Elaboration de supports de communication
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Figure VI. 1 Interface MIKEBASIN - Exemple de vue schématique. (DHI. 2003)
MIKE BASIN est utilisé par un grand nombre d‘organisations publiques et privées dans le monde et a été appliqué à divers projets de gestion et planification de la ressource en eau. On peut citer : Planification de la ressource en eau dans la région piémontaise (Italie), Optimisation hydroélectrique (Pérou), Gestion des eaux de surface (Etats-Unis), Gestion de la ressource sur divers bassins du Maghreb… VI. 2.2. HyD 2002 HyD2002 (Hydro Développement) est un environnement de modélisation pour l'aide à la gestion des ressources en eau, de la planification à long terme des aménagements jusqu'à l'optimisation de la gestion stratégique de systèmes d'eau. HyD2002 possède 3 grandes fonctionnalités (Pouget et al., 2005 ; Pouget et al., 2007) :
1. Construction de systèmes d'eau : Le logiciel permet de construire ou modifier de manière interactive des systèmes constitués de réservoirs, superficiels ou souterrains, d'éléments de captage et de transport d'eau, naturels et artificiels, de demandes d'utilisation et de consommation d'eau. Chacun des composants peut être décrit de façon plus ou moins détaillée. Par exemple, la définition des demandes en eau peut être découpée en différents niveaux de priorité de desserte. La satisfaction de la demande peut être conditionnée à un indicateur: valeur d'écoulement, niveau de réservoir, etc (Pouget 2002). 2. Simulation et/ou optimisation de la gestion opérationnelle: HyD2002 permet de simuler le fonctionnement des systèmes d'eau à des pas de temps variables et selon différents modes de gestion, intégrant des priorités de desserte en eau et des règles de mobilisation des
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ressources, dont les réservoirs. Pour tester des consignes de gestion, il est possible de simuler le fonctionnement des systèmes d'eau, au pas de temps mensuel, décadaire ou journalier, sur de longues chroniques de données hydro-climatiques, considérées comme représentatives. Les consignes de gestion peuvent être modifiées, au fur et à mesure des simulations, pour améliorer la satisfaction des objectifs (Pouget 2002). 3. Evaluation des performances: Une vision globale du fonctionnement d'un système est donnée par la confrontation entre les quantités d'eau demandées et celles réellement fournies. On peut étudier ainsi la fiabilité (nombre de défaillances), la vulnérabilité (ampleur des déficits) et la flexibilité (durée des pénuries) des systèmes. Les résultats caractéristiques de chaque composant ou d'une sélection de composants peuvent être consultés. Différentes simulations peuvent être comparées afin d'évaluer des gains successifs de performances, suivant le mode de gestion adopté ou par rapport à la programmation des ouvrages (Pouget 2002).
Figure VI. 2 Interface HyD 2002 - Exemple de vue schématique. (Pouget et al., 2003)
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VI. 2.3. RIBASIN
RIBASIM (River Basin Simulation Model) est un modèle d‘analyse du comportement des bassins versants en fonction des conditions hydrologiques et des usages de l‘eau spécifiques. Il permet d‘évaluer les conséquences d‘infrastructures et de gestion de l‘eau sur sa quantité et sa qualité. RIBASIM propose des schémas de distribution d‘eau et une base pour l‘analyse de la sédimentation et de la qualité de l‘eau dans le bassin. Pour la prise en compte de processus détaillés pour la qualité des eaux, il est nécessaire de coupler RIBASIM avec le module de qualité DELWAQ. Le modèle prend en compte le ruissellement issu de l‘agriculture, les rejets industriels et les réemplois de l‘eau. Plusieurs méthodes de simulation de l‘hydrologie sont disponibles dans le modèle (formule de Manning, relation débit-hauteur, formule de Muskingum segmentée à deux couches,. . .). La simulation se fait à partir d‘une date choisie et pour n‘importe quelle durée exprimée en jours (Deltares. (s,d) ; Dinar et al. 2007).
Figure VI. 3 Interface RIBASIN - Exemple de vue schématique. Source : http://www.wldelft.nl/soft/ribasim/int/index.html VI. 2.4. WATER WARE WATER WARE est un système intégré modulaire d‘information et de décision de gestion des ressources en eau. Les modules sont (ESS 2010): – données géographiques (divisions administratives, utilisation et couverture des sols, données de population, réseaux de transport, réseau hydrographique, images satellite ou aériennes – données d‘observation temporelles avec un lien vers les stations de mesure, et analyse statistique de ces données – objets « bassin versant » pour la définition des demandes en eau, des nœuds d‘approvisionnement, ainsi que des sources de pollution ; un système expert permet de simplifier l‘estimation des contributions non mesurées
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– réseaux hydrographiques partagés entre les modules WRM et STREAM, liés aux objets précédents – une gamme de modèles de simulation de la ressource en eau dont : – RRM : modèle quotidien hydrologique intégrant l‘estimation de la production et de la turbidité sédimentaire ; – WRM : modèle quotidien de ressources en eau avec couplage avec les eaux souterraines, ratios prélèvements/approvisionnements ; – STREAM : modèle quotidien de qualité des eaux, utilisant les sorties de WRM, pour l‘oxygène dissous, la DBO, et les polluants conservatifs ou de décroissance de premier ordre ; – BLTM : modèle localisé de qualité des eaux sur du court terme (pas de temps de l‘ordre de l‘heure) pour les évènements accidentels avec un système expert d‘estimation des dommages écologiques tels que la mortalité des poissons (utilisation d‘une base de données de toxicologie) ; – IWD : modèle saisonnier de demande en eau pour l‘irrigation (pas de temps quotidien) ; – XGW : modèle de transport et de débit des eaux souterraines (2D) ; – Interface vers 2 modèles extérieurs (transport et érosion sédimentaires ; qualité de l‘eau côtière en 3D). – Outils d‘aide à la décision allant de : – Impact environnemental du projet de développement de ressources en eau ; – Modèles d‘optimisation du coût de l‘eau ou schéma de stratégies d‘investissements optimales pour le traitement des eaux usées ; – Contrôle opérationnel.
Figure VI. 4 Aperçus du modèle WATER WARE. (Progea 2003)
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VI. 2.5. IDSS+ IDSS+ (Integrated Decision Support System with a multicriteria method) a été créé par l‘Université de Twente pour évaluer les différentes politiques de gestion qui pourraient être mises en œuvre par les décideurs (Seytre 2010). Les modèles regroupés au sein d‘IDSS+ sont : – ABOPOL : modèle hydraulique d‘eau de surface et de qualité – MODFLOW : modèle d‘eaux souterraines – MODPATH : modèle de risque de contamination des eaux souterraines – BODEP : modèle de l‘activité agricole et de ses conséquences sur la ressource en eau. – Un modèle d‘écologie végétale – + un module d‘aide à la décision VI. 2.6. GIBSI GIBSI (Gestion Intégrée des Bassins versants à l‘aide d‘un Système Informatisé) et conçu pour les gestionnaires et les structures organisationnelles intéressés, est un système de modélisation intégrée qui permet, avec l‘aide d‘une approche de simulation par scénarios, d‘examiner les impacts quantitatifs et qualitatifs des différents usages de l‘eau et du territoire sur les eaux d‘un bassin versant. En plus d‘être un système de modélisation intégrée incluant une base de données (BD) et des modèles hydrologiques, d‘érosion des sols en rivière, de transports des fertilisants (pesticides et agricoles) et de qualité de l‘eau dans les rivières et les lacs, GIBSI est équipé d‘un système d‘information géographique (SIG). GIBSI permet de cibler a priori les interventions qui auront les impacts les plus significatifs sur la récupération des usages de l‘eau (Villeneuve el al., 1998). GIBSI se compose : – d‘une interface graphique, d‘une base de données et d‘un pilote des simulations (INRS) – de modèles de simulation : HYDROTEL (hydrologie), USLE (érosion hydrique - version adaptée), SWAT/EPIC (cycle et transport de polluants agricoles) et QUAL2E (qualité de l‘eau et érosion des rivières) – d‘outils de gestion des données : GRASSLAND, ACCESS – d‘un outil d‘aide à la préparation des données : PHYSITEL
Figure VI. 5 Interface GIBSI - Exemple de vue schématique. (Villeneuve el al., 1998)
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VI. 2.7. BASINS BASINS est un système d‘analyse environnemental permettant de réaliser des études sur la qualité des eaux à l‘échelle de bassins versants. Il permet d‘estimer rapidement de nombreuses données ponctuelles ou diffuses dans un format simple à utiliser et comprendre. Les objectifs de BASINS sont multiples (EPA 2013): – Faciliter l‘examen d‘informations sur l‘environnement ; – Analyser des systèmes environnementaux ; – Fournir une trame pour l‘examen de différentes politiques de gestion. BASINS est composé de différentes catégories d‘éléments imbriqués : – bases de données américaines y compris données géographiques compatibles ArcView (téléchargeables directement sur la version 3.1) ; – outils de gestion (TARGET, ASSESS, Data Mining) ; – modèle de qualité des eaux – 2 modules de transport: HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran) et SWAT (Soil and Water Assessment Tool) – un SIG simplifié (PLOAD) qui estime l‘apport de pollution diffuse sur une moyenne annelle – ainsi que d‘autres outils facilitant l‘usage du logiciel. La version 3.1 inclus des fonctions supplémentaires : par exemple, le modèle KINEROS (modèle d‘écoulement cinématique et d‘érosion) basé sur un modèle physique, peut être utilisé pour déterminer les effets d‘aménagements (développement urbain, petit bassin de rétention, canal rectiligne) sur les hydrogrammes de crue et le transport de sédiments. BASINS intègre et utilise un système d‘information géographique basé sur ArcView.
Figure VI. 6 Interface BASINS - Exemple de vue schématique. (Progea 2003)
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VI. 2.8. SWAT:
SWAT est l'acronyme pour "Soil and Water Assessment Tool". C'est un outil d'évaluation d'un bassin versant fluvial développé par des chercheurs du Département de l'Agriculture des Etats- Unis (USDA) (Arnold et al. 1993 ; Arnold et al. 1998). Il permet de manipuler et d'analyser de nombreuses données hydrologiques et agronomiques en vue de prédire les effets de la gestion des terres sur la ressource hydrique. Il permet de simuler les transferts de nutriments, de sédiments et pesticides vers le réseau de drainage et vers les aquifères. SWAT simule également les rendements des cultures en présence, en fonction des conditions environnementales et des techniques de culture (USDA-ARS,. Texas, A,. &M AgriLife Research. (s, d); Conan. 2002)
Les bassins versants représentés dans ce modèle ont des superficies allant de quelques centaines à plusieurs milliers de km². Le modèle prend en compte l‘ensemble du cycle hydrologique, représenté au niveau du bassin versant de façon spatialisée. SWAT peut analyser le bassin versant dans sa globalité ou en le subdivisant en sous-bassins versants contenant des portions homogènes appelées Unités de Réponse Hydrologiques (HRU). SWAT peut être lié avec le logiciel ArcGIS. Cela permet de faciliter la récolte et l'utilisation des données d'entrées et la manipulation des phases d'intégration et de calibrage.
Figure VI. 7 Aperçus du modèle ArcView SWAT (USDA-ARS,. Texas, A,. &M AgriLife Research. (s, d) VI. 2.9. STRATEAU
Strateau est un outil d‘aide à la décision ; il permet d‘établir des diagnostiques, identifier des tensions sur la ressources et de comparer différents scénarios prospectifs. Il a pour but d‘éclairer les choix pour les décideurs dans toute stratégie de politique liée à la gestion de la demande en eau ou ayant un impact sur les ressources en eau (AdE 2012). Strateau permet sur un territoire donné (unité de gestion, bassin versant) de quantifier la ressource en eau disponible en lien avec la demande en eau associée aux différents usages. Grâce à un ensemble de données (spatiales, temporelles…), il permet de faire des scenarios en actionnant différents leviers comme les modifications des pratiques agricoles (irrigation, choix variétal), le climat, la démographie, les usages industriels, les ressources alternatives, la construction d‘un barrage, etc., tout en incluant une demande environnementale (Onema 2012).
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L‘objectif est d‘explorer la soutenabilité de différents scenarios de changement global et d‘aménagement du territoire. Véritable outil d‘aide à la décision pour les gestionnaires, outil ergonomique et facile d‘utilisation, Strateau a été développé par l‘Ambassade de l‘Eau et financé notamment par l‘Onema et les agences de l‘eau. Il est porté au forum comme une solution au service de la gestion quantitative de l‘eau en France et plus largement dans le bassin méditerranéen dont les pays connaissent un stress hydrique fort et chronique (Onema 2012).
Figure VI. 8 Aperçus du modèle STRATEAU .Source (Onema. 2012) VI. 2.9.WEAP L‘Institut de l‘Environnement de Stockholm (Stockholm Environment Institute : SEI) a fournis le support fondamental pour le développement de WEAP (Water Evaluation And Planing system). Le ―Hydrologic Engineering Center of the US Army Corps of Engineers‖ a financé des améliorations significatives. Des agences, incluant la Banque Mondiale, USAID et le « Global Infrastructure Fund of Japan » ont fournies des projets supports (SEI 2008). Le modèle WEAP est un modèle conceptuel permettant de relier les termes sources et puits du bilan hydrique de façon simple en tenant compte des pertes dues aux transferts. Il est utilisé dans de nombreux bassins pour la gestion opérationnelle des ressources en eaux, notamment dans les zones fortement anthropisées où il est difficile de produire des débits naturalisés et où les prélèvements localisés (industries, villes) sont importants (Benkaddour et al 2011). WEAP place les aspects du côté demande tels que les modèles d'usage de l'eau, l‘efficacité du matériel, les stratégies de réutilisation, les coûts, et les plans d‘approvisionnement en eau sur un même pied d‘égalité que les aspects concernant l'offre comme l‘écoulement dans les ruisseaux, les ressources souterraines, les réservoirs et les transferts de l'eau. Selon Sissako et al. (2006) le modèle WEAP est aussi capable par son approche intégrée de simuler aussi bien le naturel tel que les demandes d‘évapotranspiration et l‘écoulement que les composants calculés (par exemple les réservoirs et le pompage des eaux souterraines), ce qui permet au planificateur d‘avoir une vue plus complète de facteurs qui doivent être pris en compte dans un projet de gestion de l‘eau. WEAP est complet, simple et facile à utiliser, et tente d‘assister plutôt que de substituer les planificateurs habiles. Comme base de données, WEAP fourni un système de maintien de l‘information de la demande et de la distribution. Comme outil de prévision, WEAP simule la demande en eau, l‘offre, le débit, le stockage, la génération de pollution, le traitement et la distribution. Comme outil d‘analyse des politiques, WEAP évalue une gamme complète d‘options de développement et de gestion de l‘eau, et considère multiples usages compétitifs des systèmes d‘eau (SEI 2008). WEAP est un outil efficace pour examiner les options alternatives de développement et de gestion de l'eau (Sissako et al. 2006).
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PARTIE II : ENJEUX DE LA MODELISATION POUR LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU
Chapitre VII: l’approche du modèle WEAP
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Chapitre 7
L’approche du modèle WEAP
Ce chapitre décrit la théorie du modèle WEAP ainsi sa structure ; Il présente les étapes et les caractéristiques de l‘approche du modèle utilisé.
VII.1.Introduction
Les défis de la gestion de l'eau sont de plus en plus communs. L'allocation des ressources limitées en eaux entre agriculture, les utilisations municipale et environnementale, requiert maintenant une intégration de l'offre, de la demande, de la qualité de l'eau et des considérations ecologiques (SEI 2013). Une approche intégrée utilisant le Système d‘évaluation et de planification des ressources en eau (WEAP) a été mise en oeuvre pour l‘évaluation à long terme de l‘approvisionnement en eau et de la consommation d‘eau, fondée sur les scénarios de développement et axée sur l‘évaluation des différents facteurs tels que le futurs changements climatiques dans la région, la consommation d‘eau par l‘agriculture et les exigences environnementales. C‘est un outil qui tente d'assister plutot que de remplacer le planificateur compétent. Il fournit un cadre comprehensif, flexible et convivial pour la planification et l'analyse des politiques (SEI 2008; Droogers et al. 2011).
VII.2.Approche de WEAP WEAP est un outil informatique qui permet aux gestionnaires de l‘eau d‘explorer divers scénarios de gestion à l‘échelle du bassin versant. Cet outil informatique d‘aide à la gestion comprend une base de données (spatiales et attributs), un système d‘information géographique (SIG), des modèles mécanistes de simulation (hydrologie, érosion des sols et en rivières, et qualité de l‘eau dans les rivières et les lacs). Cet outil permet au gestionnaire d‘estimer quantitativement l‘impact de différents scénarios d‘aménagement du territoire. » WEAP est distingué par son approche intégrée pour la simulation des systèmes d‘eau et par l‘orientation de sa politique. WEAP place le côté demande de l‘équation – modulations de l‘utilisation de l‘eau, efficiences des équipements, réutilisation, prix et allocation – à pied égale avec le côté distribution – débit de rivière, eau souterraine, retenues et transferts d‘eau. WEAP est un laboratoire pour examiner les alternatives de développement de l‘eau et des stratégies de gestion (SEI 2005). Il fournit une structure compréhensive, flexible et d‘utilisation facile pour les
62 analyses des politiques. Un nombre croissant de professionnels de l'eau ont trouvé WEAP un ajout utile à leur boite à outil de modèles, bases de données, feuilles de calculs et autres logiciels. WEAP se base sur l‘analyse du bilan hydrique et tient compte de variables explicatives de natures diverses : précipitations, eaux de surface, eaux souterraines, installations de traitement, exigences des écosystèmes, demande en eau, génération de pollution, etc. La structure des données et leurs niveaux de détail peuvent être personnalisés pour permettre des analyses particulières, et pour refléter les limites imposées par les données disponibles. Cette présentation rend WEAP applicable dans plusieurs domaines : municipal, agricole, aménagements des bassins versants, fluviaux, etc. (Droogers et al., 2011). WEAP intègre non seulement la répartition de l'eau, mais aussi sa qualité et la préservation des écosystèmes. Ce qui lui permet de simuler une panoplie de problèmes complexes. Avec la version actuelle de WEAP (SEI 2011), il est possible de choisir parmi quatre méthodes pour simuler des processus de bassins versants tels que l‘évapotranspiration, le ruissellement, l'infiltration et les demandes en eau de cultures. On distingue (1) la méthode pluie ruissellement de la FAO ; (2) la méthode FAO limitée au calcul des demandes d‘irrigation ; (3) la méthode dite humidité de sol, qui propose une structure de modèle à 2 réservoirs représentant une couche superficielle et une couche profonde; (4) La méthode Mabia, une nouvelle méthode basée sur la formulation de Cropwater.(Yates et al., 2005 ; Pouget 2009; SEI 2011).
Précipitation Accumulation Evapotranspiration de neige Tempé rature de l’Air
Ecoulement Couverture du sol WEAP Ruissèlement hypodermique
Profondeur du sol Humidité du sol Stockage du sol Ecoulement de superficiel base Topographie
Percolation profonde Stockage du sol profond
Figure VII. 1 Organigramme pluie-débit dans le modèle WEAP (doi : 10.1371/journal.pone.0009932.g002)
Principaux objectifs du logiciel : WEAP place l'évaluation des problèmes spécifiques de l'eau dans un cadre global. Il intègre plusieurs dimensions : entre les besoins et l'approvisionnement, entre la quantité et la qualité de l'eau, et entre les objectifs de développement économique et les contraintes environnementales. Les objectifs de ce système d'évaluation et de planification de l'eau (WEAP) sont : - d‘incorporer ces dimensions dans un outil pratique pour des ressources d'eau avec la projection future. - d‘examiner des stratégies alternatives de développement et de gestion de l'eau. - de fournir un système de base de données pour la demande ou besoin en eau et les informations de maintien d'approvisionnement. - de prévoir certaines situations des ressources en eau en simulant la demande, les ressources exploitables, les écoulements et stockage, et les sources de pollutions, les traitements et décharges. - d‘analyser le développement socio-économique en évaluant une gamme complète des options de développement et de gestion de l'eau, et en tenant compte des utilisations multiples et concurrentes des systèmes aquatiques.
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WEAP permet de définir l'écoulement dans un cours d‘eau (objet "river") à partir de : (1) le raccordement à un ou plusieurs bassins versants (objet "catchment") ; (2) la définition du débit de tête (headflow) de l‘objet "river" ; (3) la définition de l'apport d'eau de surface (water surface inflow) pour un ou plusieurs biefs de l‘objet "river".
VII.3.Caractéristique du modèle WEAP:
VII.3.1. Modélisation hydrologique à base physique : Le modèle WEAP comprend un modèle du bilan hydrique. Il peut rendre compte des processus hydrologiques dans le système du bassin versant et permet de capturer les effets de multiplication et non-linéaire des prélèvements d'eau pour différents usages.
La gestion des ressources en eau dans le modèle WEAP repose sur l'utilisation d'outils de modélisation hydrologique qui simulent les processus physiques tels que les précipitations, l'évapotranspiration, le ruissellement et l'infiltration (voir FigureVII.2, le pré- développement). Après la construction des ouvrages hydrauliques comme les barrages et les détournements (voir Figure VII.2 1b, l'après-développement), les facteurs liés au système de gestion doit également être pris en considération. Ces systèmes ont été mis en place pour régir l'attribution de l'eau entre les demandes concurrentes, qu'elles soient la demande de consommation pour l‘agriculture, pour l‘usage domestique ou pour une demande de non- consommation comme la demande de la production hydroélectrique ou la protection des écosystèmes.
Figure VII. 2 Caractérisation de (a) l’avant et (b) l'après développement du bassin versant qui met en évidence les conséquences de l'infrastructure des ressources en eau sur le cycle hydrologique (Yates et al., 2005a)
64
La composante de la modélisation de l'hydrologie dans le WEAP a été développée pour tenir compte de deux différentes réalités hydrologiques. La première est la notion des précipitations dans les sous-bassins situés dans les parties amont des bassins versants avec une topographie complexe, c'est-à-dire des pentes raides. Sachant que les collines et les vallées abruptes contribuent aux écoulements de base des eaux souterraines. Celles-ci desservent la rivière drainante « gaining stream » en toute période de l'année, avec une période de temps relativement courte (Winter et al, 1998).
A l'inverse, les sous-bassins situés dans les parties avales des bassins versants dont le terrain est généralement plat, ont tendance à contribuer à des aquifères alluviaux qui sont directement liés au système de la rivière. De ce fait, ils peuvent contribuer à des flux de rivière drainante « gaining stream » et à partir duquel ils peuvent recevoir des infiltrations (rivière infiltrante « losing stream »), en fonction des conditions hydrologiques. Ces systèmes des eaux souterraines peuvent également fournir un stockage à partir duquel les utilisateurs puisent de l'eau pour satisfaire les demandes cités plus haut (voir Figure VII.3). Ce schéma illustre un bassin versant divisé en deux sous-bassins. SC-1 est un bassin versant, sans interaction entre l‘eau de surface- eau souterraine et ainsi applique les deux modèles du bilan hydrique "bucket». SC-2 qui est caractérisé comme étant dans une zone de la vallée, où l'hydrologie de surface s'applique au seul « Bucket » du bilan d‘eau avec la recharge d'un aquifère alluviale sous-jacent comme l'interaction eau de surface - eau souterraine.
Figure VII. 3 La Composante de l’hydrologie physique dans le WEAP 21 avec les différentes réalités hydrologiques (Yates et al., 2005a) VII.3.2.La modélisation des eaux de surface dans le WEAP : Le modèle de l‘hydrologie quantitative est constitué de plusieurs composantes conceptuellement simples qui sont combinées pour être efficace au calcul, mais avec une spécificité suffisante pour capturer les processus hydrologiques importants et traitent des questions clés des ressources en eau. Pour un pas de temps donné, le module de l'hydrologie dans le WEAP est d'abord exécuté par la mise à jour de l'état hydrologique du bassin versant, et fournit ainsi des constantes
65 d'équilibre du bilan utilisés dans le problème de la répartition linéaire pour une deuxième procédure au sein de l'étape en même temps.
La figure VII.4 montre les composantes de ce modèle conceptuel permettant la caractérisation de l'utilisation des sols et/ou l‘impact spécifique de type de sol sur le ruissellement et la recharge des eaux souterraines. Un bassin versant est d'abord divisé en sous-bassins (SC) et ensuite divisé en N zones fractionnaires, où le bilan hydrique est calculé pour chaque zone fractionnée j du sous bassin N. le climat est supposé uniforme sur chaque zone fractionnelle où l‘équation du bilan de masse continue et s'écrit comme suit:
(t) ( ) ( ) ( )
(1)
(t) ( )
Figure VII. 4 Schéma des deux couches du stockage de l'humidité du sol, montrant les différentes entrées et sorties hydrologiques pour une couverture du sol ou un type de culture, j (Yates et al., 2005a)
Avec (z1j), le stockage relatif eau-sol est donné comme une fraction de la capacité du stockage efficace et totale, et varie entre 0 et 1. Le « 0 » représente le point de flétrissement permanent et « 1 » la capacité de rétention. Le stockage effectif total de la couche supérieure est évalué par une estimation de la capacité de rétention en eau du sol (Swj en mm) ; elle est prescrite pour chaque fraction de couverture de sols (j). Les données concernant la couverture de la neige ne sont pas exigées si le bassin versant n‘est pas exposé à la neige. WEAP détermine l‘apparition de la neige sur la base de la température et des paramètres du point de gel et de la fonte. Si les deux paramètres sont laissés vides, la neige ne sera pas autorisée à s‘accumuler. Le modèle estime l'équivalence de l‘eau de la neige et de la fonte des neiges à partir d'un manteau neigeux (snowpack) accumulé dans le sous bassin, où (mc) est le coefficient de fonte de neige. Il est calculé comme suit :
66
0 1 if (2)
Avec : Ti la température observée pour la période i, et Tl et Ts sont les seuils de température de fonte et de gel, avec le taux de fonte donnée par la formule suivante :
( ) (3)
L'accumulation de neige (Aci) est en fonction de (mc) et de la précipitation totale observée « Pi »
( - ) (4)
Ou Em : est l'énergie de fonte disponible convertie à une équivalente de profondeur d'eau / temps. Les précipitations efficaces « Pe » est alors calculée comme suite :
(5)
Le second terme dans l'équation (1) est l'évapotranspiration de la zone fractionnée « j » où PET est l'évapotranspiration potentiel de référence de Penman-Monteith des cultures qui est donné en (mm / jour). Le terme (kcj) est le coefficient cultural de la plante pour chaque couverture de sol fractionnée. Lorsque le modèle est exécuté pour des périodes de temps plus longues, le PET est redimensionné à une profondeur/ temps appropriée (Allen et al.,1998).
Le troisième terme représente le ruissellement, où « LAI » est la feuille et l'indice de surface de la tige (LAI), avec les valeurs les plus faibles de LAIj affectés à la classe de couverture de sol, donnant ainsi une réponse plus élevée du ruissellement, tels que les sols nus. Le troisième et quatrième terme sont l‘écoulement hypodermique et la percolation profonde respectivement, où le paramètre (kj) est une estimation de la conductivité de stockage supérieure (mm / temps) et fj est un paramètre quasi-physique relatif au sol, du type de la couverture du sol, de la topographie qui partitionne (fractionne) légèrement l‘eau soit de façon horizontale «fj », ou bien de façon verticale (1 - fj).
La contribution de l‘écoulement de surface et l‘écoulement hypodermique dans le stockage supérieure (R0) pour chaque sous bassin dans le temps (t) est donné par la formule suivante :
( ) ∑ (t) (6)
Où Aj est la contribution de la superficie de chaque classe de couverture du sol (j). Pour les sous- bassins sans un aquifère modélisé (Figure VII.3), un bilan hydrique pour le deuxième stockage est donnée comme suit:
Dw = (1 ) - (7)
Où l‘écoulement entrant vers ce stockage profond est la percolation profonde du stockage supérieure donnée par l'équation 1, et k2 est le taux de la conductivité de la partie inférieure du stockage (mm/temps). Il est donné comme une valeur unique pour le bassin versant, et « Dw »
67 est la capacité de stockage profonde de l'eau, évaluée en (mm). Les équations 1 et 7 sont résolues en utilisant L'algorithme de Runge-Kutta d'ordre 4 (Chapra et Canale 1998). Le débit de base est tout simplement donné par la formule suivante :
( ) ∑ ( ) (8)
Quand un aquifère alluvial est introduit dans le modèle (Figure VII.3), le deuxième terme du stockage est baissé et rechargé à partir du sous bassin. Celui-ci représente dans ce cas le terme « percolation » à partir du stockage maximum vers l'aquifère, P (vol/temps)
∑ ( ) (9) VII.3.3.Interaction eau de surface- eau souterraine :
Les eaux de surface et les eaux souterraines sont liées dynamiquement. Quand les eaux souterraines sont épuisées, un nouveau flux de surface contribue à la recharge des aquifères (a losing stream), tandis qu'un flux de rivière est considéré comme drainant quand il y a un rechargement important de l'aquifère. Dans ce cas, le débit et l‘aquifère se dirigent vers la rivière. L'eau de l‘agriculture irriguée peut compliquer la situation plus loin, puisque l'eau peut être tirée à partir de la rivière, pompée à partir de la nappe aquifère locale, ou même importée de l'extérieur du bassin. Ainsi l‘eau est à la fois épuisée et rechargée de l'aquifère. (Liang et al, 2003; Winter 2001).
Le module des eaux souterraines implantées dans le modèle WEAP permet le transfert dynamique de l'eau entre la rivière et la nappe aquifère (Figure VII.5). Dans WEAP, l'aquifère est un morceau stylisé qui est supposé être symétrique par rapport à la rivière, avec le stockage total de l‘aquifère, il est estimé sous l'hypothèse que la nappe phréatique est en équilibre avec la rivière. Ainsi, le stockage d'équilibre pour un côté du morceau (GSe) est donné par la formule suivante: ( ) ( ) (10) La hauteur verticale de la nappe au-dessus ou en dessous de la position d'équilibre est donnée comme suit :
(11) ( )
Plus l'aquifère augmente par rapport au canal de la rivière, plus l‘infiltration augmente dans la rivière et inversement où l'infiltration totale (S) est à partir d'un côté de la rivière (m³/temps) ; elle est définie par la formule suivante:
( )* * (12)
Où Ks (m /temps) est la conductivité hydraulique saturée de l'aquifère, et dw (m) est la profondeur mouillée du cours d'eau. Il est supposé constant dans le temps. La profondeur mouillée, ainsi que la longueur mouillée, se rapprochent de la zone à travers laquelle l‘échange rivière-eaux souterraines peut avoir lieu. La conductivité hydraulique à saturation contrôle la vitesse à laquelle l'eau se déplace vers où hors cette zone. Une fois l‘infiltration est estimée, la moitié du stockage total de l'aquifère pour un temps précis est donnée par la formule suivante:
68
( ) ( ) ( ) (14)
Où E est l'eau prélevée à partir de la nappe aquifère afin de répondre aux demandes, et P est la contribution du bassin versant dans la recharge (équation 9). Le stockage total de l‘aquifère est simplement estimé par : 2GS (i).
Figure VII. 5 Schéma du système d'eau souterraine stylisée, et ses variables connexes (Yates et al., 2005a) VII.3.4. L’agriculture irriguée La demande associée avec l'agriculture irriguée partage la même surface du modèle hydrologique comme la demande du bassin versant associé avec l'évapotranspiration de la couverture naturelle du sol. Un sous bassin peut être désigné comme contenant des fractions d'occupation du sol irriguées, qui sont ensuite attribuées à des seuils d'irrigation inférieurs et supérieurs, Uj et Lj pour la culture j (Figure VII.4). Ces seuils dictent aussi bien le moment et la quantité d'eau pour l'irrigation que l'évapotranspiration des cultures et la percolation appauvrissant l'eau disponible dans la zone de stockage supérieure, (z1j). Ces seuils sont désignés par des lignes pointillées du stockage de l'humidité du sol supérieure prescrits pour chaque type agricole; comme le montre la Figure VII.4. Lorsque l'humidité relative du sol (z1j) descend en dessous de Lj, cela déclenche une demande d'irrigation pour la fraction région. Voici la formule appropriée :
⌊( ) ⌋ (15)
Où Le CPJ est une variable dans le temps (variable de type entier), dont elle est utilisée pour prescrire le mode de culture pour chaque culture j, en utilisant l‘interface graphique du modèle WEAP (WEAP GUI tool). La demande d'irrigation totale de chaque sous bassin récepteur est tout simplement présentée par la formule qui suit:
∑ (16) Un sous bassin avec irrigation nécessite une source d‘eau afin de répondre à cette demande. Ces sources sont identifiées dans WEAP en utilisant la fonction glissé-déposer pour relier les sources d'eau à l'emplacement de la demande d'irrigation appropriée.
69
VII.3.5. Le système de gestion: le module d'allocation Le point de départ dans l‘analyse de la gestion de l'eau dans le modèle WEAP est le développement de la demande de bassin versant. Chaque demande se voit attribuée à une priorité définie par l'utilisateur étant donné comme un entier allant de 1 (priorité la plus élevée) à 99 (priorité la plus basse). Chaque demande est ensuite liée à ses sources d'approvisionnement disponibles. La préférence de chaque source d'alimentation est fixée pour chaque site de demande. Cela se fait selon la nature de l‘eau disponible dans la région (par exemple : le site préfère obtenir son eau à partir d'une eau souterraine ou d‘une eau de surface).
La priorité de la demande peut être n‘importe quel chiffre entre 1 et 99 (Le nombre : 99 est une valeur par défaut). Elle permet à l‘utilisateur de spécifier l‘ordre de satisfaction de la demande en eau des sites traité. WEAP va tenter de satisfaire les exigences en eau des sites de demande avec une priorité égale à 1. Auparavant, les sites de demande avaient une priorité égale à 2 ou supérieure. Si deux sites de demande présentent la même priorité, WEAP va tenter de satisfaire leurs exigences en eau équitablement. Les valeurs absolues n‘ont pas de signification pour les niveaux de priorité ; seulement l‘ordre relatif a un sens. Par exemple, s‘il y a deux sites de demande, le même résultat sera obtenu si les priorités de la demande seront 1 et 2 ou 1 et 99.
Les priorités de la demande permettent à l‘utilisateur de représenter dans WEAP l‘allocation de l‘eau comme elle est dans le système de la demande et de façon équitable. Par exemple, un fermier en aval doit avoir un droit temporel à l‘eau d‘une rivière, bien qu‘un autre site de demande situé en amont ait la possibilité de par sa situation stratégique d‘extraire l‘eau à volonté, laissant le fermier en manque d‘eau en absence de moyen d‘équilibre. Le paramétrage des priorités de la demande permet à l‘utilisateur de fixer la priorité de la Demande en Eau du fermier en dessus de celle du site en amont. Les priorités de la demande peuvent aussi changer en fonction du temps ou changer pour un scénario prédéfini et étudié par des experts connaissant bien la région traitée et qui utilisent le WEAP. VII.3.6. Les besoins en eau La structure des données de la demande en eau peut être adaptée pour répondre aux besoins spécifiques, basées sur la disponibilité des données. Les types d'analyses que l'utilisateur mène, et ces préférences unitaires. Dans la plupart des cas, les calculs de la demande en eau sont basés sur une comptabilité désagrégée pour diverses mesures de l'activité sociale et économique. On peut citer quelques exemples : Le nombre de ménages, les taux d'utilisation de l'eau par ménage, nombre d‘hectares de l'agriculture irriguée, activité industrielle et commerciale, les taux d'utilisation de l'eau… etc).
Ces cas de figures sont agrégés et appliqués dans le schéma d'allocation au niveau du site de la demande. Les niveaux d'activités sont multipliées par les taux d'utilisations de l'eau de chaque activité et chacun peut ainsi être individuellement projeté dans l'avenir en utilisant une variété de techniques, allant de l'application de simples taux de croissance exponentiels ou des fonctions d'interpolation à l'utilisation de techniques de modélisation sophistiquées qui tirent partie du modèle WEAP intégré dans les capacités de modélisation via un générateur d'expressions. VII.3.7. Modélisation des réservoirs Rappelons que le modèle effectue des simulations du fonctionnement hydraulique de la retenue, au pas à pas du temps mensuel. WEAP permet la modélisation d‘une gestion avancée des retenues d‘eau à travers la définition de plusieurs zones qui présentent différentes contraintes de gestion (SEI 2008). (cf Figure VII.6)
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La courbe « Volume-Altitude » est utilisée à la fois pour modéliser la surface du plan d‘eau pour L‘évaporation et pour le calcul de la charge lorsque la production de l‘énergie électrique est simulée. Pour transformer le volume et l‘altitude en surface, il est supposé que la couche d‘eau est cylindrique.
Le calcul de l‘évaporation nette nécessite la prise en compte de deux paramètres, à savoir la précipitation et l‘évaporation. Elle peut ainsi être un nombre positif ou négatif. Les variations mensuelles peuvent être modélisées en utilisant l‘Assistant Séries temporelles Monthly ». (SEI 2008). Il est représenté dans le schéma suivant :
Total stockage
Zone de contrôle Sommet des eaux Conservation
Zone de conservation
Sommet tampon
Zone tampon
Sommet inactif Zone inactive
Figure VII. 6 Les différents volumes de stockage utilisés pour décrire les politiques d'exploitation d’un réservoir (Yates et al., 2005a) Le coefficient tampon offre un moyen de régulation de la fourniture de l‘eau lorsque le niveau de l‘eau dans la retenue en amont est dans la zone tampon. La demande en aval est multipliée par le coefficient tampon pour obtenir la fourniture de l‘eau actuelle. Ainsi, un coefficient tampon égal à 1 signifie que la fourniture de l‘eau est égale au besoin qui couvre totalement la demande aval (en d‘autres termes, la zone tampon est une simple extension de la zone de conservation). Un coefficient tampon égal à 0 signifie qu‘aucune eau n‘est fournie. Ceci explique le faible recouvrement du site en demande en eau observée avec le scénario « Changement du coefficient tampon ».
La quantité disponible pour être libérée du réservoir, (Sr) est la quantité totale dans la conservation. Pour les zones de contrôles des inondations, c‘est une fraction (défini par bc) de la quantité de la zone tampon, Sr = Sc + Sf + (bc * Sb). Avec : Sf : Stockage de la zone de contrôle des eaux (The flood contrôle Storage) Sc : Stockage de la zone de conservation (The conservation storage) Sb : Stockage de la zone tompon (The Buffer storage) bc : Coefficient de la zone tompon
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VII.4.Structure du programme Le logiciel WEAP comprend cinq fenêtres principales: (i) présentation schématique (ii) les données de base (iii) les résultats (iv) des aperçus, et (v) des notes. Ces fenêtres sont représentées par des icônes sur la barre d‘outils à gauche de l'écran. WEAP calcule des scénarios avant que la fenêtre soit affichée, si des modifications ont été apportées au système ou sur les scénarios. VII.4.1. Présentation schématique Il s‘agit là de réaliser une présentation schématique de la structure à modéliser (Figure VII.7). Cette présentation contient des outils basés sur les systèmes d‘information géographiques (SIG) pour une configuration facile de votre système. Des fichiers image (raster) ou vecteur obtenus par ArcView ou d‘autres outils SIG standard peuvent être ajoutés au schéma comme arrière-plan. Les objets du menu sont glissés et déposés dans le système : la rivière est créée, les sites de la demande et d'alimentation sont positionnés, etc... (Droogers et al. 2011)
Figure VII. 7 Interface WEAP - Exemple de vue schématique. VII.4.2. Affichage de données La fenêtre donnée est utilisée pour ajouter des données au système schématisé. Cette fenêtre est structurée comme un arbre avec des branches. Les branches principales sont nommées hypothèses clés, les sites de la demande, l'hydrologie, l'approvisionnement et des ressources et la qualité de l'eau. Les objets créés dans la vue schématique sont représentés dans les branches. Autres subdivisions de la demande d'un site peuvent être créés par l'analyste. L'exemple présenté à la Figure VII.8 montre en outre des sous-divisions de la demande sur les sites en classes d'utilisation des terres. La vue de données permet la création de variables et de relations, d'injecter les hypothèses de calcul en utilisant des expressions mathématiques, et des liaisons dynamiques à des fichiers d'entrée (SEI 2005).
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Figure VII. 8 WEAP - Exemple de fenêtre de données. VII.4.3. Présentation des résultats Le bouton résultats déclenche l‘exécution de WEAP et les calculs de l‘état des différentes variables: demande en eau, débits, exigences pour satisfaction de flux, réservoirs de stockage, eau souterraine, production hydroélectrique, évaporation, pertes de transmission, traitement des eaux usées, les charges de pollution et les coûts. Les résultats mensuels, annuels ou pour une période de temps donnée sont présentés sous forme graphique ou un tableau, ou affichées schématiquement (Figure VII.9). Les rapports peuvent être personnalisés en changeant les nœuds, les périodes de calculs, les types de graphique, les unités, les couleurs, etc. Les rapports personnalisés peuvent être enregistrés comme «favori» pour servir de modèles (Figure VII.10). Aussi, les résultats intermédiaires peuvent être analysés afin de s'assurer que les données, hypothèses et les modèles sont valides et cohérentes (Droogers et al. 2011). Les rapports sont regroupés en cinq catégories principales : – Demande – Approvisionnement et Ressources – captage – Qualité de l'Eau – Financière Les détails concernant la sortie générée par WEAP sont présentés au tableau VII.1.
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Figure VII. 9 WEAP - Exemple de résultats.
Figure VII. 10 Aperçus d’un exemple de la vue.
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Résultats de la demande • La demande en eau • Exigence d'alimentation • Alimentation délivrée • Demande non satisfaite • Couverture • Apports (demande et sorties) • Débit minimal • Débit minimal Livré • Besoin non comblé de débit minimal • Couverture de flux Résultats approvisionnement et les ressources • Entrée dans le bassin • Sortie du bassin • Rivière o Débit o Débit jaugé (absolue) o Débit jaugé (%) o Stade o Vitesse o Porté (longueur) • Eaux souterraines o Stockage o Entrée et sortie o Débordement o Hauteur dessus de la rivière o Sorties à la rivière • Réservoir o Volume o Volume de stockage o Altitude de stockage o Entrées et sorties o L'hydroélectricité • Liaison de transmission o Débit o Entrées et sorties • Autres alimentations o Entrées et sorties • Lien retour o Débit o Entrées et sorties Résultats de captage • Résultats (méthode FAO) o Les eaux de ruissellement par rapport aux précipitations o Précipitations observées o L'infiltration / ruissellement de débit o ET Potentiel o ET Actuel (y compris l'irrigation) o HE Déficit o Rendement total o Valeur marchande totale • Résultats (méthode de l'humidité des sols) o Classes de sols (entrée-sortie) o Précipitations observées o Accumulation de neige o Infiltration / ruissellement o Précipitations efficaces mensuelles pour HE (y compris la fonte des neiges) o Aire o Température o Rayonnement solaire net o Référence PET mensuel o ET Potentiel o ET Actuel (y compris l'irrigation) o L'humidité relative du sol (%) o Débit des rivières sans irrigation o Débit des rivières avec irrigation o Débit GW sans irrigation o Débit GW avec irrigation complet o Irrigation avec retour fraction d'écoulement d'eaux de surface o Irrigation avec retour fraction d'écoulement pour les eaux souterraines Résultats de la qualité d’eau • Génération de la pollution • Charge de pollution • Apport en pollution aux stations d'épuration • Entrées et sorties de stations d'épuration • Qualité des eaux de surfaces Résultats financiers • Rapport coût net • Rapport Valeur actualisée nette • Coût moyen de Rapport sur l'eau Tableau VII. 1 Sorties du modèle WEAP (Droogers et al. 2011).
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PARTIE III : MODELISATION DES BASSINS VERSANTS DE L’OUEST ALGERIEN Chapitre VIII : Présentation de la région d’étude
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Chapitre 8
Présentation de la région d’étude
L‘élaboration des scénarios du développement et de gestion qui garantissent un équilibre durable entre l‘eau disponible et la demande se base sur la connaissance exhaustive des ressources et des besoins. Il est question dans ce chapitre de présenter la localisation de notre zone d'étude, ses caractéristiques aussi bien physiques que humaines.
VIII.1. Contexte géographique: La région hydrographique Oranie - Chott Chergui est la région la plus occidentale de l'Algérie du Nord. Elle est limitée au Nord par la mer méditerranée, à l'Ouest par la frontière Marocaine, à l'Est par les bassins du Cheliff Zahrez et au Sud par le bassin du Sahara (Figure VIII.1). Elle a une superficie de 77251 Km² qui englobe les bassins hydrographiques (Figure VIII.2): - Côtiers oranais (code ANRH 04) : 5913 Km² - Tafna (code ANRH 16): 7245Km² - Macta (code ANRH 11) : 14389 Km² - Chott Chergui (code ANRH 08) : 49704 km²
La région Oranie Chott Chergui est la plus grande des régions hydrographiques, après celle de la région du Sahara. (MRE 2006d)
Figure VIII. 1 Situation géographique de la région Hydrographique OCC
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Figure VIII. 2 Présentation des bassins versants de la région d’étude
La région hydrographique Oranie - Chott Chergui s‘étend sur 11 wilayas dont (Figure VIII.3) cinq (5) wilayas sont couvertes en totalité: Oran, Tlemcen, Ain Témouchent, Sidi Bel Abbés et Saida et six (6) wilayas couvertes partiellement: Mascara, Mostaganem, Naâma, Tiaret, El Bayadh, Laghouat. Le tableau suivant donne les caractéristiques principales des éléments administratifs de la région hydrographique Oranie- Chott Chergui :
Nombre de Code Nombre de communes Superficie Wilaya Etendu wilaya communes intégrées dans la Km² région Laghouat 03 24 3 1825 Sur 02 régions hydrographiques Tlemcen 13 53 53 9017 Sur deux bassins Tiaret 14 42 4 5454 Sur 02 régions hydrographiques Saida 20 16 16 6447 Sur deux bassins SBA 22 52 52 9066 Sur trois bassins Mostaganem 27 32 16 738 Sur 02 régions hydrographiques Mascara 29 47 40 4065 Sur 02 régions hydrographiques Oran 31 26 26 2154 Sur deux bassins El Bayadh 32 22 7 9664 Sur 02 régions hydrographiques Naâma 45 12 6 18078 Sur 02 régions hydrographiques A.Temouchent 46 28 28 2376 Sur deux bassins Tableau VIII. 1 Eléments administratifs de la région hydrographique Oranie - Chott Chergui
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Figure VIII. 3 Wilayas intégrées dans la région hydrographique de l’Oranie – Chott Chergui.
VIII.2. Climatologie : Le climat Algérien est un climat de transition entre le climat tempéré humide et le climat désertique. Il varie de manière contrastée, du type méditerranéen et semi-aride dans le Nord vers le type désertique dans le Sahara. Généralement le climat de la région se varie d‘un bassin à un autre : Les Bassins Tafna et les Côtiers Oranais sont caractérisés par un climat semi-aride frais avec deux saisons prédominantes. Une saison humide qui s‘étend du mois d‘Octobre au mois de Mai avec des pluies assez irrégulières, l‘autre sèche s‘étend du mois de Juin à Septembre avec une pluviométrie faible (MRE 2006a, b) . Le régime climatique se caractérise par des vents qui n‘apportent généralement que peu d‘humidité. La Macta est caractérisé par un climat semi-aride (MRE 2006c) . Le bassin de Chott Chergui est caractérisé par un climat aride à semi-aride avec un hiver froid et un été chaud à cause de sa situation en zone désertique et steppique (MRE 2006d) .
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VIII.2.1 Température La température de l‘air est une caractéristique importante du climat. Les températures moyennes de la région subissent des variations régionales et saisonnières. L‘influence de la Mer Méditerranée, qui tend à adoucir les températures, est assez marquée sur les zones littorales. De même le contraste saisonnier est bien marqué entre l‘hiver et l‘été, les minima thermiques sont généralement atteints en Janvier, les maxima en Juillet / Août. La moyenne des températures minimales du mois le plus froid "m" est comprise entre 0 et 9°C dans les régions littorales et entre – 2 et + 4°C dans les régions semi-arides et arides. La moyenne des températures maximales du mois le plus chaud "M" varie avec la continentalité, de 28°C à 31°C sur le littoral, de 33°C à 38°C dans les Hautes Plaines steppiques et supérieure à 40°C dans les régions sahariennes (Nedjraou 2003 ; MRE 2009). VIII.2.2 Pluviométrie La pluviométrie est très variable à travers le territoire; elle a imprimé les grands traits de la répartition régionale des ressources en eaux. Les précipitations varient du Nord au Sud. On note également des écarts notables entre les régions Est et Ouest. Dans le bassin de Tafna, les précipitations annuelles dans la région varient entre 200 mm à plus de 450 mm dans la région des monts de Tlemcen. Dans le bassin versant de la Macta elles varient de 400 à 550 mm/an, et celle du bassin versant des Côtiers Oranais varie de 249 à 389 mm/an (MRE 2006a, b, c). Dans le bassin de Chott Chergui, les précipitations moyennes annuelles varie entre un maximum de 215 mm/an (atteindre parfois 300mm/an) et un minimum de 125 mm/an (MRE 2006d). Selon les analyses faites lors des études du PNE en 1998, les séries de pluies et d‘apports annuels des deux décennies (1974-1993) montrent des abaissements généralisés significatifs. Les apports moyens annuels sont estimés à 702 Hm³ : - 547 Hm³ (bassins tributaires de la méditerranée : Tafna, Macta, Côtiers oranais) - 155 Hm³ : bassins endoréique de Chott Chergui
1000 900
800
700 600 500
Pluies Pluies mmen 400 300 200 100 0 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Pluie (mm) Moyenne Mobile Moyenne arith.
Figure VIII. 4 Evolution et tendance de la pluviométrie (Station: Oran)
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Apport (Hm3/an) Moyenne (Hm3/an)
200 180 160 140 120 100 80 60
Apports(Hm3/an) 40 20
0
66-67 00-01 42-43 44-45 46-47 48-49 50-51 52-53 54-55 56-57 58-59 60-61 62-63 64-65 68-69 70-71 72-73 74-75 76-77 78-79 80-81 82-83 84-85 86-87 88-89 90-91 92-93 94-95 96-97 98-99
02--03 04--05 Année
Figure VIII. 5 Diminution des apports au niveau des barrages : Exemple du barrage de Beni Bahdel VIII.2.3 Insolation L‘Algérie, de par sa situation géographique, privilégiée par rapport à l‘équateur, bénéficie d‘un ensoleillement exceptionnel sur la quasi-totalité de son territoire. Cet ensoleillement représente un gisement d‘énergie impressionnant dépassant les cinq milliards de gigawatt heures par an, dont la répartition est donnée à titre indicatif par le tableau suivant : Régions Zone côtière Hauts plateaux Sahara Superficie en (%) 4 10 86 Energie moyenne reçue (kW/m²/an) 1700 900 2650 Tableau VIII. 2 Insolation par région Des cartes préliminaires de base, résultant d‘un travail réalisé par le Centre de Développement des Energies Renouvelables, montrent ci-dessous l‘irradiation solaire globale reçue sur plan incliné à la latitude du lieu :
Figure VIII. 6 Irradiation solaire globale en hiver Figure VIII. 7 Irradiation solaire globale en été
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VIII.2.4 Evapotranspiration Potentielle « ETP » L‘évapotranspiration potentielle est un paramètre essentiel pour l‘évaluation des besoins en eau des cultures, et par conséquent pour la demande en eau à prendre en compte dans la planification. Des cartes d‘évaporation potentielle par cycle végétatif type, ont été également dressées pour aider à évaluer les besoins en eau pour l‘agriculture. Les estimations calculées sont basées sur les températures moyennes mensuelles, relevées dans une série de stations qui permettaient le calcul de l‘ETP. La carte établie résulte de l‘application d‘un ensemble de coefficients correctifs régionaux et des cartes mensuelles de températures moyennes mensuelles. Les grandes lignes illustrées par la carte marquent l‘Atlas Saharien et l‘Atlas Tellien.
Figure VIII. 8 Distribution ETP en Janvier (MRE 2009)
Figure VIII. 9 Distribution ETP en Juillet (MRE 2009)
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VIII.3 Géologie : La région appartient à l‘unité tectonique maghrébine. Cette unité comporte un ensemble de zones mobiles toujours actives et caractérisées par une tectonique souple. On trouve successivement du nord au sud (Khaldi 2005; MRE 2006 a,b,c,d; Adnane 2007): -une chaîne alpine (Tell Occidental), -une zone tabulaire (Haute plaine oranaise), -une chaîne tertiaire (Atlas saharien) limitée au sud par l‘accident atlasique qui la sépare du bouclier saharien. La structure géologique de la région est liée aux mouvements de l‘orogenèse alpine qui ont contribué dès l‘éocène, lors des phases de plissement successives, à configurer et individualiser des domaines géologiquement homogènes. Le territoire de la région hydrographique couvre plusieurs domaines distincts sur deux zones tectoniques. Le Tell occidental, constitué globalement par un empilement de nappes de charriage, dont les plus méridionales surmontent les sédiments des Hautes plaines à structures tabulaires. Ces nappes se répartissent en deux catégories, les plaines telliennes à matériel marnocalcaire du Crétacé inférieur et les nappes de flysch constituées par des formations argilo gréseuses d‘âge Crétacé à Miocène. Les Hautes plaines oranaises, sont formées principalement par les affleurements des monts de Tlemcen à l‘ouest et les monts de Saida à l‘est. Elles sont constituées pour l‘essentiel de formations secondaires transgressives sur un socle primaire avec des sédiments carbonatés rigides, qui leur confèrent une nature très karstique (calcaire et dolomie). De manière générale, la géologie de la région se caractérise par une grande variabilité lithologique et structurale. Elle est dominée par des formations quaternaires, généralement alluvionnaires, des différentes plaines, alors que les massifs montagneux sont caractérisés par une lithologie qui diffère d‘une région à une autre.
Figure VIII. 10 Schéma structurale de la chaîne alpine de la Méditerranée occidentale selon Benest 1985 (cité par Bouanani 2004)
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Au point de vue structural, la zone occidentale de la région est marquée par une succession de horsts et de grabens orientés globalement ENE-WSW, depuis les monts de Tlemcen jusqu‘au massif des Traras. Les compartiments sont limités par de grandes failles normales dont le rejet vertical peut dépasser 500 m. Cette tectonique qui a compartimenté les formations calcaires a eu pour effet d‘isoler, plus ou moins, les aquifères karstiques les uns des autres.
VIII.4. Orographie Pour l‘analyse des variables d‘altimétrie, de pentes, d‘orientations et de réseau de drainage, on s‘est basé sur l‘obtention d‘un Modèle digital d‘Orientation qui permet de quantifier toutes ces variables et de les intégrer dans des calculs futurs. VIII.4.1. Relief : Pour pouvoir travailler dans un territoire si étendu comme celui de l‘étude, la visualisation directe des différentes variables du relief (orographie, pentes, etc.) permet d‘obtenir une impression générale qui nous aidera à comprendre la complexité de son réseau de drainage et des différentes conditions qui s‘imposent pour le fonctionnement du bassin (Figure VIII.11). Traditionnellement, la majeure partie de l‘information altimétrique (en insistant plus particulièrement sur la variable altitude) qui est incorporée aux Systèmes d‘Information géographique (SIG) a pour origine les courbes de niveau des bases topographiques. En outre, il existe d‘autres sources d‘information altimétrique, telles que les cotes, les sommets géodésiques, les lignes de crête et de thalweg, les routes 3D, etc., qui serviront à ajuster le modèle dans les zones singulières (étendues presque plates, maxima et minima locaux), à enrichir des profils déterminés, à vérifier la qualité et la cohérence du modèle, etc. ; mais si les courbes sont fiables, précises et détaillées, elles doivent jouer un rôle fondamental dans la génération du Modèle numérique de terrain (MNT) correspondant et l‘on ne doit pas leur réserver un simple rôle de fourniture massive de points avec information altimétrique. De plus, il est important que le processus d‘interpolation tienne compte non seulement des éléments géométriques, mais également des caractéristiques topologiques, souvent oubliées, des objets qui interviennent.
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Figure VIII. 11 Présentation du relief de la région d’étude (Anonyme 4 s, d) VIII.4.2. Modèle numérique de terrain L‘avantage d‘utiliser directement l‘information topographique est de pouvoir incorporer directement les valeurs originales d‘une altimétrie détaillée. Le programme utilisé pour élaborer le projet est le S.I.G. ArcView 3.2. Pour l‘interpolation des données et la génération des matrices raster, on utilise l‘extension Spatial Analyst. Ce que l‘on vérifie en premier, c‘est la qualité de l‘information contenue dans les courbes de niveau. Pour cela, on examine directement sur le tableau correspondant la fiabilité de leurs contenus et l‘on réalise quelques analyses comme la recherche de lignes croisées, qui pourraient signifier des erreurs dans la digitalisation de l‘information (Figure VIII.12). Le paramètre équidistance, qui définit la différence d‘altitude entre deux courbes consécutives, déterminera d‘abord l‘exactitude altimétrique d‘un modèle valide généré ; en outre, il est important que les courbes soient correctes du point de vue topologique ; à cet effet, on s‘est assuré que l‘information de départ ne présente pas d‘intersections entre ces courbes. Ensuite, on a épuré les discontinuités et l‘on a vérifié que toutes les courbes marquent bien l‘équidistance définie.
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Figure VIII. 12 Interface Global Mapper –Elaboration des courbes du niveau L‘obtention des valeurs d‘altimétrie à partir des courbes de niveau est l‘une des méthodes les plus exactes pour l‘obtention d‘un modèle d‘élévation, mais elle présente des difficultés auxquelles s‘ajoutent des problèmes qu‘il convient de commenter. Pour introduire les données et pouvoir élaborer un Modèle numérique de terrain, ArcGis dispose de plusieurs modèles d‘interpolation. Tous ces modèles d‘interpolation partent d‘une couche de points contenant l‘information d‘altimétrie (cf. Figure VIII.12) ; (cf. Figure VIII.13). Pour obtenir cette information en points, on a suivi au préalable plusieurs étapes. En premier lieu, on a simplifié les courbes de niveau initiales, en éliminant les points qui ne sont pas nécessaires pour définir les courbes de niveau sans que cela implique une perte importante en ce qui concerne la qualité de l‘information dans la représentation du relief. L‘étape suivante fut celle de convertir les lignes en points afin de pouvoir réaliser les tâches d‘interpolation sur une couche de points simplifiée.
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Figure VIII. 13 Interface Global Mapper - Exemple de vue schématique
Figure VIII. 14 Modèle numérique du terrain de la région d’étude
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VIII.5. Réseau hydrographique La formation du réseau hydrographique est fortement conditionnée par les facteurs caractéristiques des terrains traversés par les différents oueds. Ainsi la lithologie intervient sur le degré de ramification des oueds. C'est le cas de l'oued Tafna qui traverse les calcaires des Monts de Tlemcen et suit la direction Sud-Ouest, Nord-Est du relief dominant représenté par la chaîne montagneuse des Traras et les Monts de Tlemcen. Le bassin de la Tafna présente un chevelu hydrographique atrophié caractéristique des zones semi-arides (MRE 2006a). Le bassin de la Tafna est constitué principalement par deux artères fluviales: L'oued Tafna à l'Ouest et l'oued Isser à l‘Est, et l‘Ouest du bassin est drainé par trois principaux affluents dont les sous- bassins, le Mouilah (1982 Km2) situé dans le territoire marocain, le Mehaguène (665 Km2) et la haute Tafna (1294 Km2). La partie orientale est drainée, par le sous- bassin : l'Isser Cedra (1118 Km2) dont les cours d'eau sont généralement pérennes. La partie avale représente la Tafna maritime (388 Km2) dont le cours d'eau principal est à sec en été, il est situé à la mise en eau des ouvrages hydrauliques situé en amont (Khaldi 2005). Le Bassin de la Macta présente un chevelu hydrographique caractéristique des zones semi-arides, constitué d'oueds dont les débits en période d'étiage sont nuls et totalisant un réseau de 8115 km. L'apport moyen est de 256 Hm³/an (MRE 2006b). Les affluents du bassin de la Macta (Melrir, Sefioune, Sahouat) prennent naissance au niveau des massifs calcaires des monts des Dayas et de Saida, conluent en amont du barrage de Bouhanifia. Ils forment ensuite l‘oued El Hammam qui traverse les basses plaines de Habra-Sig avant de déverser dans à la mer (MRE 2006b). Le chevelu hydrographique de l‘Oued Mekerra est peu développé, son tracé est influencé par le relief en place. Il suit la direction Sud-Ouest, Nord –Est des monts du Tessala. (MRE 2006b). Le chevelu hydrographique dans le bassin de Chott Chergui y est très peu développé. Le plus grand nombre de ces oueds localisés au Nord prennent naissance dans les crêtes de l'Atlas Tellien et se déversent au Sud dans le Chott Chergui. Les autres oueds localisés au Sud, de moindre importance sont caractérisés par un écoulement temporaire. Ils prennent naissance au niveau du Flanc Nord de l'Atlas Saharien situé au Sud et s'écoulent en direction du Nord. Aucune donnée précise n'est disponible sur leurs apports (Habibi et al. 2013). Le régime des cours d'eau est très irrégulier et le débit d'étiage est nul ou insignifiant durant toute la période sèche. (MRE 2006 a, b, c, d)
Figure VIII. 15 Carte du réseau hydrographique
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Les variations saisonnières des débits des cours d‘eau sont tributaires d‘une multitude de facteurs climatiques et physiques du bassin versant (le régime de précipitations, la nature lithologique des bassins versants, les conditions climatiques, l‘équipement des bassins en ouvrages hydrauliques, etc.). La connaissance et la prévision de ces variations sont indéniablement d‘une grande importance pour une gestion rationnelle des ressources en eau. De nombreuses études ont montré que les cours d‘eau situés au Nord de l‘Algérie se caractérisent par un régime hydrologique simple (alternance interannuelle de hautes et de basses eaux), traduisant ainsi la prépondérance d‘un seul mode d‘alimentation. En fait, le régime d‘alimentation (des cours d‘eau en dans le nord de l‘Algérie, à climat méditerranéen, est de type pluvial. Le maximum des débits est enregistré pendant la période hivernale et le début du printemps, et le minimum (période d‘étiage) s‘étend sur quatre à cinq mois pendant la période estivale et le début de l‘automne.
Figure VIII. 16 les principales stations hydrométriques et pluviométriques implantés dans la région
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VIII.6. Occupation du sol L‘importance de connaître la couverture du sol est un aspect fondamental qui détermine beaucoup de variables environnementales dont on doit tenir compte pour le calibrage et l‘ajustement d‘un bilan hydrique de la région hydrographique.
Figure VIII. 17 Carte d’occupation du sol (ANAT 2000)
VIII.7. Etat potentiel des ressources en eau. VIII.7.1 Ressources en eaux superficielles
VIII.7.1.1 Barrages On y recense en matière d‘infrastructure de mobilisation 11 barrages en exploitation, totalisant une capacité de 602.56 Hm³ ; Ces barrages sont : Beni Bahdel, Hammam Boughrara, Meffrouch, Sikkak, Sidi Abdelli, Prise Tafna/Dzioua dans le bassin versant de la Tafna et 05 barrages Ouizert, Bouhanifia, Fergoug, Sarno, Cheurfa II dans le bassin versant de la Macta. Le volume régularisable actuel de ces barrages est de 328 Hm³/an. Notons que l‘envasement touche particulièrement les barrages de Fergoug avec un taux de 98% et Bouhanifia avec un taux de 50%. Dans la région un seul barrage en projet : Berkeche dans la wilaya de Ain Temouchent, avec une capacité de 5 Hm³. Il y a lieu de noter quelques particularités : - Le barrage de Souani qui devait servir à l‘irrigation de la plaine de Maghnia a été déclassé.
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- Le barrage de Fergoug n‘a pas été considéré comme un réservoir mais plutôt comme un ouvrage régulateur (répartiteur). Selon les dernières observations, le barrage n‘a presque plus de capacité de stockage suite à un fort envasement. - Le cratère de Dzioua peut être considéré comme un réservoir naturel qui stocke l‘eau venant de la prise de Tafna. Le système de Tafna –Dzioua est considéré dans nos calculs comme un réservoir dans le bassin versant de la Tafna. - Le barrage Sikkak a été mis en eau en 2004 et exploité en 2005. Ce barrage est destiné à l‘alimentation en eau potable de la wilaya de Tlemcen et pour l‘irrigation du périmètre Tafna - Isser et Hennaya. - Aucun barrage existant ou en projet dans le bassin du Chott Chergui La capacité totale de mobilisation de ces barrages qui est de 602,56 Hm³ (ANBT 2006), est destinée en grande partie à l‘alimentation en eau potable.
Surface Année Capacité Capacité bassin Volume Taux de Barrage Wilaya mise initiale (levé 2004) Etat de barrage versant Hm³ remplissage % en eau Hm³ Hm³ km² Beni Bahdel 1 016 Tlemcen 1945 63 54,63 11,95 21,98 En exploitation Meffrouch 90 Tlemcen 1962 15 14,99 0,41 2,70 En exploitation Sidi Abdelli 1 137 Tlemcen 1988 110 106,61 5,10 4,79 En exploitation H. Boughrara 4 000 Tlemcen 1999 177 175,45 44,28 25,24 En exploitation Sikkak 326 Tlemcen 2004 27 27,00 10,03 37,14 En exploitation Sarno 263 SBA 1954 22 21,25 11,20 15,95 En exploitation Cheurfas II 4 190 Mascara 1992 82 70,21 0,38 1,80 En exploitation Ouizert 2 100 Mascara 1985 100 93,91 2,25 2,40 En exploitation Bouhanifia 7 850 Mascara 1948 73 38,11 6,27 16,45 En exploitation Fergoug 420 Mascara 1987 18 0,40 3,12 99,84 Envasé
Tableau VIII. 3 Les barrages dans la région Oranaise – situation actuelle (ANBT 2006) (Les caractéristiques détaillées des barrages correspondants sont jointes dans un document annexe I)
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Figure VIII. 18 Localisation des sites des barrages et des stations de dessalement dans la région de l’Ouest VIII.7.1.2 Retenues collinaires : Les ressources en eau mobilisées par les retenues collinaires sont relativement faibles. Dans la réalité, de nouvelles retenues collinaires sont réalisées mais la plus s‘envase, ou se détériore et deviennent inexploitables. Dans l‘état actuel, le volume régularisable des retenues collinaires pris en compte dans le bilan correspond à la capacité initiale. Dans la région d‘étude 13 ouvrages totalisent près de 75% (13,6 Hm³) de la capacité des retenues collinaires en exploitation (capacité > 0,5 Hm³). Sur 220 retenues collinaires existantes, seules 42 sont en exploitation (19%) ,12 sites sont en construction et 103 sites en étude. Le programme en projet permettra une augmentation du volume régularisable évalué à 14 Hm³/an et la mise en irrigation d‘une superficie de 3341 ha nouveaux (5% de la superficie irriguée) (Dar El Handasah 2008).
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Code Oued Retenue Superficie Capacité Usage Année de BV Km² Hm³ mise en service 4612 Oued Mekhaissya Oued Mekhaissya 104 2.960000 IRR 2006 4622 Oued Hallouf Oued Sidi Ameur 47 1.430000 IRR 1998 1338 Oued Zouia(Tizi) Oued Zouia (Tizi) 28 1.221000 IRR 2008 1338 Oued Aich Oued Aich 46 1.200000 IRR 1991 4619 Oued Sidi Barroudi Oued Sidi Baroudi 22 1.038060 IRR 2005 4617 Oued Ouizert Oued Ouizert 26 0.964000 IRR 2005 2204 Oued Chaabet Bouchoucha Chaabet Bouchoucha 1 0.853030 IRR 2005 2204 M.Ben Brahim M.Ben Brahim 1 0.853030 IRR 2005 4625 Oued Bendjelloul Oued Bendjelloul 27 0.790000 IRR 1995 2941 Oued Chouitah Haraizia Hammar 8 0.740000 IRR 2005 4618 Oued Sekkane Oued Sekkane 26 0.547000 IRR 1991 4603 Oued Sidi Haddouche Sidi Haddouche 18 0.520000 IRR 1992 2234 Oued Saf Saf Saf Saf 29 0.507000 IRR 1989 13,6 Tableau VIII. 4 Retenues collinaires en exploitation (DHW) 10 ouvrages totalisent près de 80% (21,4 Hm³) de la capacité des retenues collinaires en étude et en projet (capacité > 0,5 Hm³).
Superficie Capacité Année de mise Code Oued Retenue Usage BV Km² Hm³ en service 0310 Oued Kheng Sidi Brahim Kheneg Sidi Brahim 12 IRR 2007 2915 Oued Saf Saf Saf Saf 68 3.49 IRR 2015 2935 Oued El Malah Oued El malah 136 1.5 IRR 2010 1303 Oued Bahloula Bahloula 71.22 0.85 IRR 2015 4509 Oued El Haimer Hamra Horchaia 86.2 0.719 IRR 2020 2941 Oued Chaab Ong Erras Ong Erras 26.4 0.65 IRR 2015 315 Oued Hadj Mechri Hadj Mechri 171 0.6 IRR 2005 3102 Oued Tezarhara Gdyel (site02) 4.35 0.584 IRR 2015 3102 Oued Chabet El Mohgoun Gdyel (site 01) 3.3 0.534 IRR 2015 3110 Oued Bousfer El Ancor (site01) 13.52 0.5037 IRR 2015 21.4307 Tableau VIII. 5 Retenues collinaires en étude et en projet : source : DHW Les potentialités en eau superficielles totales de la région OCC s‘élèvent à 701.9 Hm³, et se répartissent comme suit :
Bassin Apports moyens (Hm³) Volume mobilisées (Hm³) Tafna 232 168.9 Macta 210.5 138.5 Côtiers Oranais 104.6 -- Chott Chergui 154.7 -- Total 701.9 307.4 Tableau VIII. 6 La répartition des potentialités en eau superficielles par bassin versant L‘analyse du tableau précédent nous permet de tirer les conclusions suivantes : Au niveau des deux (02) principaux bassins en matière d‘apports (Tafna, Macta), le taux de mobilisation est conséquent (72.8% pour la Tafna et 65.8% pour la Macta)
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Les apports résiduels ne sont pratiquement pas mobilisables en raison de l‘absence de sites. Le site des Trois Rivières, situé en amont de Bou Hanifia, susceptible de compenser les pertes de capacité de ce dernier, et contribuer à améliorer la régularisation globale du Système Triplex, s‘est avéré non faisable. Les bassins des Côtiers Oranais n‘offrent aucune possibilité de mobilisation en ce qui concerne les grands ouvrages. Pour ce qui est du bassin de Chott Chergui (Hauts plateaux oranais), les conditions topographiques et le niveau de ruissellement ne se prêtent pas à la réalisation de grands barrages. Des sites d‘inféro‐flux ou des ouvrages de recharge des nappes semblent être les solutions les plus appropriées. La région Oranaise n‘offre plus de sites potentiels avantageux pour des grands ou moyens barrages. Compte tenu des volumes résiduels disponibles, Il serait avantageux de poursuivre les prospections en vue d‘identifier des sites de petits barrages et retenues collinaires VIII.7.2 Ressources en eaux souterraines Les ressources en eau souterraines de la région Oranie Chott Chergui ont été estimées par l‘ANRH à 307 Hm³, soit 77 Hm³ en plus par rapport aux évaluations intérieures. Selon les indications fournies par les directions de l‘hydraulique de wilaya, le volume d‘eau souterraine actuellement exploité serait de 192 Hm³. Il apparaît ainsi que les potentialités ne sont pas exploitées qu‘à hauteur de 63% (hors nappe de Chott Chergui). En fait la longue période de sécheresse qui été prévaut dans la région depuis deux décennies semble avoir influé sérieusement sur les nappes, et qu‘il faudrait certainement beaucoup de temps pour permettre à ces dernières de retrouver leur équilibres. Dans la situation actuelle, les nappes sont exploitées au-delà de leurs potentialités. Le tableau ci- dessous donne l‘exploitation actuelle des nappes. Ressources renouvelables Nom d’unité hydrogéologique BV Superficie Année moyenne Année sèche Plateau de Mostaganem 04 700 50 4 nappe karstique du Murdjajo 04 302 14 2 Monts de Traras 04 545 7 3 Plateau de Ain Temouchent 04 245 4 1 Chott Chergui 08 17032 55 9 Chott Gharbi 08 14820 22 6 Synclinal d‘El Bayad 08 584 10 1 Plaine de Sidi Bel Abbés 11 1211 133 3 Plateau de Saida 11 2736 46 7 plaine d'Eghriss nappe de Mascara 11 834 42 3 Plaine de Habra ‐Sig 11 726 4 2 Vallée de l'Oued Barbour 11 541 3 1 Monts de Tlemcen 16 2839 35 13 Plaine de Maghnia 16 231 18 1 Tableau VIII. 7 Exploitation de quelques nappes dans la région Oranie Chott Chergui (MRE 2010) (Les caractéristiques détaillées des aquifères correspondants sont jointes dans un document annexe II)
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nappe libre
à un ou plusieurs ou aquifères à un captifs
et et
Chott
Système aquifèreSystème multicouche à
Système aquifèreSystème Karstique
Domaine Domaine sans aquifères
LEGENDE
Figure VIII. 19 Ressources en eaux souterraines des principales unités hydrogéologiques de la région (Anonyme5 s,d)
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VIII.7.3 Ressources en eaux non conventionnelles Du fait de la pression anthropique toujours plus forte sur les ressources en eaux conventionnelles et dans une volonté de gestion intégrée des ressources en eau, la mobilisation de ressources complémentaires est axée principalement dans un premier temps sur le dessalement d‘eau de mer et dans un deuxième temps sur la réutilisation des eaux usées épurées. Dessalement d’eau de mer Le dessalement de l‘eau de mer constitue une option prioritaire de l‘état pour : ‐ assurer le renforcement et la sécurisation des besoins en eau potable de la population par la construction d‘usines de dessalement, ‐ et permettre le développement des options de transfert et de réaffectation des masses d‘eau conventionnelles, notamment celles des eaux de surface nouvellement libérées. Recyclage des eaux usées La stratégie en matière de traitement des eaux usées s‘appuie sur une politique de raccordement de la population agglomérée à un réseau de collecte des eaux usées et sur la réalisation de stations d‘épuration (STEP) pour les centres urbains et semi urbains, et de bassins de décantation pour les petites localités. La réutilisation des eaux usées épurées (REUE) constitue donc une potentialité en tant que ressource en eau non conventionnelle pour l‘agriculture et l‘industrie. VIII.7.3.1. Dessalement d’eau de mer Durant ces dernières décennies, l‘offre en eau s‘est progressivement réduite dans toutes ses dimensions et dans toutes les régions du pays. Plusieurs facteurs ont contribué à la raréfaction de cette ressource, en particulier la baisse de la pluviométrie. La rareté de l‘eau à travers tout le pays, a fait peser une menace de plus en plus grave. Face à cet état critique l‘Etat a mis en place un programme de réalisations de stations de dessalement d‘eau de mer. La région Oranie a bénéficié de plusieurs stations de dessalement qui sont actuellement fonctionnelles (Kahrama, Ghazaouat, Bousfer, Ain Turck, Chatt El Ward, Bouzedjar, Plage El Hillal : 200.000 m³/j), et d‘autres dont la réalisation est en cours (Macta : 500.000 m³/j, Cheliff Plage : 200.000 m³/j, Honaine : 200.000 m³/j et Souk Tleta : 200.000 m³/j). (cf. Figure VIII.18)
Capacité Année mise Wilaya Nom station Capacité m³/j Etat Hm³/an en service Bredeah 35000 12,775 2005 Opérationnelle Aïn El Turk 5000 1,825 2005 Opérationnelle Oran Bousfert 5500 2,0075 2005 Opérationnelle Arzew (Kahrama) 90 000 32,85 2005 Opérationnelle Macta 500000 182,5 2014 Travaux en cours Ghazaouet 2*2500 1,825 2003 Opérationnelle Tlemcen Souk Tleta 200000 73 2011 En exploitation Honaine 200000 73 2012 En exploitation Mostaganem Cheliff plage 200000 73 2011 En exploitation Chatt El Ward 5000 1,825 2006 Opérationnelle A Temouchent Bouzedjar 5000 1,825 2006 Opérationnelle Plage El Hillal 200000 73 2009 Opérationnelle
Tableau VIII. 8 Stations de dessalement en fonction et en construction (DHW-ADE)
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VIII.7.3.2. Recyclage des eaux usées En matière d‘assainissement, l‘Etat a mis en place un programme de réalisation des ouvrages d‘épuration. Malgré que toutes les communes soient dotées de réseaux de collecte des eaux usées et compte tenue de l‘existence de plusieurs stations d‘épuration et ouvrages de prétraitement des eaux usées, le service public de l‘assainissement se caractérise toujours par des insuffisances faute d‘une gestion rationnelle intégrée des réseaux et des systèmes épuratoires. L‘accroissement de l‘urbanisation et le développement des activités industrielles ont engendré une quantité importante d‘eaux usées rejetées dans le milieu naturel et excédent les capacités d‘autoépuration des oueds, notamment la Tafna et la Macta pour la région Oranie Chott Chergui. Dans la situation actuelle, le taux de raccordement au réseau d‘assainissement pour l‘ensemble des agglomérations est d‘environ de 89%. Néanmoins certaines agglomérations présentent encore un taux de raccordement très faible, tel que Souk Tleta (30%), Sayada (40%), Kheir Eddine (51%), etc… A l‘horizon 2020, les taux de raccordement au réseau d‘assainissement auront évolués progressivement, par rapport à leur niveau actuel, pour atteindre 90% dans les agglomérations urbaines et 70% dans les zones rurales. Le volume des eaux usées de la région hydrographique Oranie Chott Chergui est évalué à 139 Hm³/an (situation 2008), déversé en majorité dans les bassins versants. Le volume d‘eau usée épurée est évalué à 61 Hm³/an soit 44% du volume d‘eau rejeté. En outre, les eaux usées industrielles sont évaluées à peu près à 10 Hm³/an pour l‘ensemble de la région hydrographique Oranie Chott Chergui. Il existe soixante-dix-sept (77) stations d‘épuration d‘eaux usées urbaines (STEP, lagunes et bassins de décantation) dont quatre (04) sont à l‘arrêt pour différentes raisons (sous dimensionnées, absence de gestion, dégradation avancée des ouvrages …..), cinquante un (51) sont en fonction, dix-sept (17) stations sont en cours de réalisation, trois (03) en réhabilitation, un (01) en voie d‘achèvement et un (01) en voie d‘exploitation (MRE 2006a,b,c,d ; MRE 2009). Il est estimé qu'environ un tiers des eaux usées traitées peut être utilisé pour l‘irrigation : La période annuelle d‘irrigation n‘atteint que cinq mois environ. Seulement 80% des eaux usées traitées seront disponibles dans les alentours des périmètres irrigués.
La planification générale prévue par le Ministère des Ressources en eau se base sur :
- La construction des stations d‘épuration dans des zones sensibles comme par exemple en amont des barrages (Ouled Mimoun, Aïn Tallout, en amont du barrage de Sidi Abdelli) ; - La construction de STEP pour les horizons 2020-2030 dans les agglomérations dépassant 15.000 habitants (agglomérés). - Au total, pour l‘horizon 2030, il faudrait que 115 STEP soient en fonction pour un total de près de 7 000 000 Eq/Habitants.
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Figure VIII. 20 Localisation des STEP dans la région d’étude (Dirasset 2005)
VIII.9 Systèmes de transferts et interconnexions Le développement des infrastructures de transferts d‘eau repose sur une gestion coordonnée et planifiée à deux niveaux : - Une approche équilibrée, par transferts, à l‘échelle inter bassins hydrographiques qui est fonction: - de l‘équilibre ressources/besoins au niveau national et par bassins hydrographiques, - des options politiques et orientations stratégiques nationales retenues relatifs à l‘aménagement et au développement du territoire. - une approche équilibrée, par interconnexion, au niveau intra bassin hydrographique en fonction de l‘équilibre entre l‘offre et la demande par Wilaya, Commune et Agglomération, et dans le respect de la mise en application des principes prioritaires d‘allocations à l‘échelle du bassin.
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VIII.9.1 Systèmes de transfert dans la région Oranie – Chott Chergui : (opérationnels)
Année Volume Volume Wilaya Transfert mise en transfère transfère Site alimenté Etat service (hm³/an) (m³/j) Cheliff (MAO) – Oran - Arzew 2010 20.075 55 000 Oran – Arzew Opérationnel Gargar - Oran 2003 23.725 65 000 Oran Opérationnel Sidi Abdeli - Oran 1991 3.65 10 000 Oran Opérationnel Dzioua-Oran 1991 15.33 42 000 Oran Opérationnel Fergoug -Oran 1972 7.3 20 000 Oran Opérationnel
Bredeah - Oran 2004 6.57 18 000 Oran Opérationnel Oran SDEM Bousfer - Bousfer ville 2005 1.2 3 288 Bousfer Opérationnel SDEM Ain Turk - Ain Turk ville 2005 1.18 3 233 Ain Turck Opérationnel SDEM Kahrama - Oran ville 2005 25.55 70 000 Oran Opérationnel Beni Bahdel - Oran 1952 7.3 20 000 Oran Opérationnel
Dzioua - Beni Saf 2003 2.13 5 836 Beni Saf Opérationnel Dzioua – Ain Temouchent 2003 3.34 9 151 A. Témouchent Opérationnel SDEM Chatt Ward – Beni Saf 2006 1.825 5 000 Beni Saf Opérationnel Ain SDEM Bouzedjar - Bouzedjar 2006 1.825 5 000 Bouzedjar Opérationnel
Témouchent Beni Bahdel- Ain Temouchent 1952 0.657 1 800 A. Temouchent Opérationnel
Cheliff (MAO) - Mostaganem 2009 9.125 25 000 Mostaganem Opérationnel
Gargar - Mostaganem 2003 7.3 20 000 Mostaganem Opérationnel Mosta Gargar - Mohammadia 2003 7.3 20 000 Mohammadia Opérationnel Cheurfa - Sig 2003 2.92 8 000 Sig Opérationnel Fergoug - Mohammadia 1972 3.65 10 000 Mohammadia Opérationnel Fergoug -Sig 1994 2.19 6 000 Sig Opérationnel
Bouhanifia - Bouhanifia Ville 2003 6.93 18 986 Bouhanifia Opérationnel Mascara Bouhanifia - Mascara 1948 2.19 6 000 Mascara Opérationnel Bouhanifia - Sfisef 2003 1.46 4 000 Sfisef Opérationnel Mefrouche - Tlemcen 2003 5.47 14 986 Tlemcen Opérationnel Sikkak - Tlemcen 2005 5.475 15 000 Tlemcen Opérationnel H. Boughrara - Zouia - Ghazaouet 2005 2.299 6 299 Ghazaouet Opérationnel Boughrara –Zouia.Marsa Ben M‘hidi 2005 0.95 2 603 Marsat Ben Mhidi Opérationnel
H. Boughrara-Zouia - Maghnia 2005 7.3 20 000 Maghnia Opérationnel Tlemcen SDEM Ghazaouet-Ghazaouet ville 2003 1.095 3 000 Ghazaouet Opérationnel Beni Bahdel - Tlemcen 2003 4.745 13 000 Tlemcen Opérationnel
Sidi Abdeli - Sidi Bel Abbes 2004 12.775 35 000 Sidi Bel Abbés Opérationnel
Sarno – Sidi Bel Abbes 2003 0.146 400 Sidi Bel Abbés Opérationnel SBA Saida Ain Skhouna - Saida 2003 15.69 42 986 Saida Opérationnel Cheurfa - IRR Sig 2003 20 54 795 Périmètre Sig Opérationnel GPI Bouhanifia - GPI Habra 2003 20 54 795 GPI Habra Opérationnel Beni Bahdel - irrigation GPI Maghnia 1974 4 10 959 GPI Maghnia Opérationnel
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VIII.9.1 Systèmes de transfert dans la région Oranie – Chott Chergui (Projet en cours et projeté)
Année Volume Volume Wilaya Transfert mise en transfère transfère Site alimenté Etat service (hm³/an) (m³/j) Chott Chergui - Marhoum 2012 0.13 356 Marhoum Etude finalisée Chott Chergui - Teghalimet 2012 0.44 1 205 Teghalimet Etude finalisée Chott Chergui - Louza 2012 0.16 438 Louza Etude finalisée Chott Chergui - Sidi Bel Abbes 2012 4.98 13 644 Sidi Bel Abbés Etude finalisée
Chott Chergui - Amarnas 2012 0.6 1 644 Amarnas Etude finalisée
Chott Chergui - Benachiba 2012 0.13 356 Benachiba Etude finalisée Chott Chergui - Tenira 2012 0.47 1 288 Tenira Etude finalisée Chott Chergui - Tenazara 2012 0.06 164 Tenezara Etude finalisée Chott Chergui -Telagh 2012 1.96 5 370 Telagh Etude finalisée 2012 0.37 1 014 Merine Etude finalisée
SidiAbbes Bel Chott Chergui - Merine Chott Chergui - Tafesour 2012 0.16 438 Tafesour Etude finalisée Chott Gharbi - Ras El Ma 2015 1.75 4 795 Ras El Ma Projeté Chott Gharbi - EL Hacaiba 2015 0.37 1 014 El Hacaiba Projeté Chott Gharbi - Moulay Slissen 2015 0.4 1 096 Mouley Slissen Projeté Chott Gharbi - Beni Badis 2015 1.32 3 616 Ben Badis Projeté Hors SDEM Macta - Relizane 2015 54.75 150 000 Relizane Etude en cours région SDEM Cheliff plage –Hors région 2010 30.5 83 562 Cheliff Zahrez --
Chott Gharbi - Makmen Ben Amar 2015 0.44 1 205 M.Ben Amar Projeté
Chott Gharbi - Abdel Mouna 2015 0.13 356 Abdel Mouna Projeté Chott Gharbi-Terni Beni Heidel 2015 0.27 740 Terni Beni Heidel Projeté Naama SDEM Plage El Hillal - Dzioua 2009 35 95 890 A. Temouchent -- Tiaret SDEM Macta - Tiaret 2015 25.55 70 000 Tiaret Etude en cours GPI Sikkak - Tafna Isser (GPI) 2015 -- -- GPI Tafna- Isser Projeté Marsat Macta - Mostaganem 2012 4.56 12 493 Mostaganem -- Mosta SDEM Cheliff plage -Mostaganem 2010 42.5 116 438 Mostaganem -- SDEM Macta -Mohammedia 2012 14.6 40 000 Mohamadia -- Mascara SDEM Macta - Sig 2012 10.95 30 000 Sig -- SDEM Macta - Mascara 2015 41.97 114 986 Mascara Etude en cours Chott Gharbi - El Aricha 2015 0.63 1 726 El Aricha Projeté Chott Gharbi - El Bouihi 2015 0.6 1 644 El Bouihi Projeté
Chott Gharbi - Sidi El Djilali 2015 0.47 1 288 Sidi El Djilali Projeté
Chott Gharbi - Belhadji Boucif 2015 0.12 329 Belhadji Boucif Projeté Chott Gharbi - Sebdou 2015 6.72 18 411 Sebdou Projeté
Tlemcen Chott Gharbi - El Gor 2015 0.77 2 110 El Gor Projeté SDEM Honaine - Bge Sikkak 2010 3.65 10 000 Tlemcen -- SDEM Souk Tleta - Tlemcen 2010 73 200 000 Tlemcen -- SDEM Honaine - Bge Sidi Abdelli 2010 38 104 110 Sidi Bel Abbes -- Tableau VIII. 9 Systèmes de transfert dans la région Oranie – Chott Chergui (ANBT/DHW/ADE)
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VIII.9.2 Systèmes de transfert inter régionaux
VIII.9.2.1.Transfert du barrage du Gargar Le transfert Gargar-Oran destine à alimenter les agglomérations des wilayas d‘Oran et Mostaganem, le transfert prend origine au niveau du barrage de Gargar. L‘eau prélevée à partir de cet ouvrage est acheminée sur une distance de 81 km, par une conduite en acier vers la station de traitement Chéliff, située à 15 km du chef-lieu de la wilaya de Mostaganem (MRE 2006) . Le système de transfert Gargar – Mohammadia – Sig est un réseau multifonctionnel qui est utilisé non seulement pour le transfert des eaux du barrage Gargar mais aussi pour transporter les eaux du barrage Fergoug. Le barrage du Gargar avec un volume régularisable de 120 hm³, est destiné à l‘AEP de Relizane, l‘AEP de Mostaganem, l‘AEP d‘Oran en partie et à l‘irrigation du périmètre du Bas Cheliff. VIII.9.2.2.Transfert du barrage Cheliff-Kerrada : Mostaganem – Arzew - Oran (MAO) L‘alimentation en eau potable de Mostaganem, d‘Oran et d‘Arzew se fait aujourd‘hui à partir du transfert MAO qui a été mis en service en 2009 (Phase d‘essai). Le transfert MAO (Mostaganem – Arzew –Oran) est conçu pour transférer de l‘eau à partir du bassin versant du Cheliff pour l‘alimentation en eau potable de Mostaganem (21 Hm³), Arzew, Oran (110 Hm³) et Mohammadia-Sig (24 Hm³). Le total transféré s‘élèverait ainsi à 155 Hm³. Le raccordement des communes des zones Est et Sud de la wilaya d‘Oran au méga projet MAO se fait avec des canalisations de différents diamètres (70 Km). Ces canalisations pourraient également servir dans un futur proche à l‘alimentation des communes en question avec l‘eau produite par la grande station de dessalement de l‘eau de mer d‘El Macta en voie de construction (SDEM Macta). Le système de transfert MAO est un réseau multifonctionnel qui est utilisé non seulement pour le transfert des eaux d‘oued Cheliff mais aussi pour transporter les eaux de la grande station d‘El Macta et des barrages situés à l‘Est de la wilaya d‘Oran, à l‘exemple de Merdjet Sidi Abed sur le Cheliff. Initialement, le méga projet avait une capacité globale de 560 000 m³/j dont 420 000 m³/j pour la wilaya d‘Oran. Ce méga projet est composé de plusieurs grandes structures hydrauliques, à savoir le barrage de dérivation du Cheliff (50 millions de m³), le barrage de stockage de Kerrada (70 millions de m³), la station de traitement d‘eau de Sidi Adjel (560 000 m³/j), la station de pompage de 800 000 m³, des conduites de refoulement entre la station de pompage et la station de traitement, des conduites entre la station de pompage et le barrage de Kerrada et des conduites d‘adduction du couloir Mostaganem –Arzew- Oran et réservoirs.
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Figure VIII. 21 Les grands transferts d’eau dans la région de l’Ouest (ANBT 2003)
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VIII.10 Qualité des eaux : VIII.10.1 Qualité des eaux superficielles :
VIII.10.1.1 Les Cours d’eau Les eaux superficielles du bassin Côtier Oranais charrient des rejets domestiques et industriels non traités et parfois même toxiques générés par une forte pression d‘urbanisation et une activité industrielle très développée (MRE 2006a) . Les principaux oueds pollués dans le bassin de la tafna sont les suivants : Oued Mouilah, Oued Ouderfou et Oueds Sikkak- Isser. Les Oueds Sikkak – Isser sont les principaux collecteurs des eaux usées de la ville de Tlemcen et du couloir Ain Tellout- Oued Mimoun en passant par Sidi Abdelli et Bensakrane. L‘oued Sikkak est régularisé par le barrage de Ain Youcef qui au départ du remplissage était pollué par les rejets de la ville de Tlemcen. L‘Oued Mouilah prend sa source dans le territoire marocain pour aboutir dans le barrage de Hammam Boughrara. Il collecte les rejets de la ville d‘Oujda, rejets mousseux et de qualité très mauvaise (MRE 2006b). L‘Oued Ouderfou, à travers l‘oued Abbes il reçoit les rejets de la zone industrielle de Maghnia ainsi que les eaux usées de la ville de Maghnia. Dans le bassin de la Macta, les analyses effectuées à diverses occasions ont conclu à une dégradation de la qualité physique et bactériologique des eaux des oueds. Cette pollution est le résultat du déversement des eaux usées domestiques et industrielles non traitées. Comparé aux autres bassins de la région, le bassin du Chott Chergui est le moins confronté aux risques de pollution des ressources en eau. Les rejets urbains sont généralement réduits et surtout diffusés à travers un espace très important induisant une "dilution". L'activité industrielle exercée au niveau du bassin est très faible, étant de type agroalimentaire. Quant aux activités agricoles, elles sont également limitées. Néanmoins la qualité des eaux du bassin de Chott Chergui est naturellement influencée par les conditions géologiques et hydroclimatiques de la région. Ainsi les eaux sont parfois douces, parfois salées, saumâtres ou thermales. VIII.10.1.2 Barrages Le Bassin des Côtiers Oranais ne présente pas de barrage en exploitation à l‘exception du cratère de Dzioua qui se trouve dans la wilaya de Ain Témouchent. Plusieurs ouvrages de stockage sont installés dans le côtiers Oranais afin de satisfaire la demande en eau des usagers (MRE 2006a). Les eaux des barrages du bassin versant de la Tafna ; Béni Bahdel, Sidi Abdelli et Meffouch sont de qualité acceptable, par contre ceux de Hammam Boughrara et Sikkak sont polluées (taux élevés en nitrite, nitrate, phosphate et matières organiques). Les principales sources de pollution du barrage de Hammam Boughrara sont les rejets des unités industrielles de Maghnia et ceux de la ville de Oujda (Maroc). La mauvaise qualité des eaux de barrage Sikkak est due essentiellement aux rejets domestiques et industriels de la commune de Tlemcen. Les eaux des barrages du bassin versant de la Macta ; Ouizert - Bouhanifia et Fergoug sont menacées par la pollution des rejets industriels. L'eutrophisation du barrage de Fergoug est à signaler. Les eaux du barrage Cheurfa sont de qualité passable. Devant la planéité du terrain et les conditions hydro climatiques défavorables aucun barrage au niveau du bassin de chott chergui n'a encore été réalisé.
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VIII.10.1. 3 Les Lacs Dans le Bassin des Côtiers Oranais le lac de la grande Sebkha est touché par les eaux usées des centres de la wilaya d‘Oran, et de la wilaya de Ain Témouchent (MRE, 2006a). Lac Daya Morsli pollué par les rejets urbains des quartiers Sud d‘Oran. Lac Télamine pollué par les eaux usées de Sidi Chahmi (W. d‘Oran). Les zones humides du bassin de la Macta sont concentrées dans les marais situés à la limite Nord de la wilaya de Mascara. Toutefois cette grande zone humide présente une eau d'une grande salinité typique des Chotts et Sebkhas. A l'échelle de l'Afrique du Nord, le Chott Chergui est, après le Chott Tunisien Djerid, la plus grande zone humide naturelle de ce type. De par sa dimension, il contient de nombreux milieux d'eau douce, salée, saumâtre et thermale de dimension largement internationale au vu de la biodiversité qu'il renferme. C'est également un type assez rare de zone humide permanente située dans une région steppique, aride où l'eau est souvent temporaire.
Figure VIII. 22 La qualité des eaux superficielle dans la région de l’Ouest (ANRH 2001) VIII.10.2 Qualité des eaux souterraines : Les eaux souterraines du bassin Côtier Oranais, sont parfois fortement influencées par certains plans d‘eau tel que la Sebkha d‘Oran – lac Télamine – Daya Morsli à Oran – Saline d‘Arzew. Ces plans d‘eaux ont de fortes teneurs en Sulfate et en Chlorure surtout (MRE 2006a). Les eaux des nappes libres plus profondes ont en général une bonne qualité au début de leur exploitation. Cette qualité est perturbée par les pompages intensifs provoquant la remonté de sable fin notamment dans la wilaya d‘Oran (plaine de la Mléta – Tafraoui) et Mostaganem
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(plateau de Mostaganem). En outre ces eaux sont fréquemment emmagasinées dans des sables du Miocène supérieur ou Pliocène présentant des cristaux de Gypse augmentant ainsi la teneur du Sulfate et du Calcium (MRE 2006a). Chargées en minéraux, les eaux souterraines du bassin de la Tafna sont en général de bonne qualité physico-chimique, à l'exception de certaines nappes menacées par les rejets urbains et industriels. Les nappes phréatiques contenues dans les karsts sont très exposées à la pollution par infiltration, et par conséquent la contamination est rapide. Plusieurs nappes ont connu des pollutions accidentelles très souvent irréversibles. Les eaux souterraines du bassin de la Macta sont souvent chargées en minéraux. En effet les terrains constituant les couches géologiques tels que le Miocène Supérieur et le Pliocène présentent des traces et même parfois des couches d'évaporites comme le gypse par exemple. La dissolution de cet élément par l'eau provoque l'enrichissement des eaux par les sulfates, le sodium et d'autres éléments. La qualité des eaux du bassin de la Macta varie d'une zone à une autre, en effet on observe l'existence d'eaux minérales au niveau de la plaine de Saida, d'eaux thermales au Nord de Saida et à Bouhanifia ainsi entre les villes de Sig et Mohammadia. Les nappes des plaine de Ghriss, de Sidi Bel Abbés et de Habra, sont menacées par l'utilisation des engrais et des pesticides d'une part et par les rejets d'eau usée des agglomérations environnantes d'autre part. Si la nappe de Ghriss est assez profonde ayant une bonne qualité, la nappe de la plaine de Sidi Bel Abbés étant plus près de la surface (nappe phréatique) a été affectée par les engrais. Les eaux des nappes de Chott Chergui et Chott Gherbi sont chargées en minéraux, caractérisées par le taux élevé en calcium (Ca) et magnésium (Mg) (cations). Dans certains points d'eau le Chlore (Cl) est élevé (anions).
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VIII.8 Besoin en eau : VIII.8.1. Evaluation de la demande en eau
VIII.8.2. 1. Demande en eau potable
La population de la région hydrographique Oranie – Chott Chergui dénombrée en 1998, lors du recensement général de la population, comptait 4370994 habitants. Elle est estimée en 2006 à 5774844 habitants. Le taux d‘accroissement utilisé à partir du RGPH 1998, est celui de l‘Office National des Statistiques (ONS), Le tableau suivant montre le résumé de la population de la région et sa répartition par wilaya dans lequel elle est intégrée dans la région d‘étude.
Code Nombre des Wilaya Population 2006 (hab.) Superficie (km²) Densité (hab. /km²) wilaya communes Laghouat 03 03/24 23639 1 825 1,14 Tlemcen 13 53/53 957025 9 017 113,79 Tiaret 14 04/42 63825 5 454 3,23 Saida 20 16/16 315296 6 447 48,49 Sidi Bel Abbes 22 52/52 593439 9 066 70,89 Mostaganem 27 16/32 405722 738 197,19 Mascara 29 40/47 685025 4 065 110,85 Oran 31 26/26 1571733 2 154 679,70 El Bayadh 32 07/22 41760 9 664 0,59 Naama 45 06/12 86763 18 078 3,26 A. Témouchent 46 28/28 384442 2 376 159,11 TOTAL = 11 251 5774844 Tableau VIII. 10 Population totale et densité de la population de la région OCC en 2006 (ONS)
La demande totale en eau de la région s‘élève à 420.68 Hm³/an en 2006.
Wilaya Demande AEP 2006 (Hm³/an) A.Temouchent 32135506,78 BAYADH 3429748,8 Laghouat 1941471,07 Mascara 54007371 Mostaganem 32283299,54 NAAMA 7125845,19 Oran 131381161,47 SAIDA 26929431,36 Sidi Bel Abbes 48305934,6 Tiaret 5241947,25 Tableau VIII. 11 La demande en eau domestique totale par wilaya (Année de base 2006)
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VIII.8.2.2. Demande en eau industrielle La consommation en eau de la grande industrie dépend surtout des paramètres suivants : 1-Type d‘industrie et processus de production. 2- Développement industriel, 3-Réduction des pertes dans le système de distribution, 4-Procédures pour l‘épargne de la consommation. La demande en eau pour la grande industrie est estimée à 27,8 Hm³/an en 2006.
Nombre Code Wilaya Wilaya Besoins (m³/an) Communes Entreprises 13 Tlemcen 8 21 27806170 20 Saida 3 6 448000 22 Sidi Bel Abbes 1 3 251500 27 Mostaganem 4 4 440000 29 Mascara 6 12 1253620 31 Oran 7 16 22192350 46 Ain Témouchent 3 5 393000 Total 32 67 27806170
Tableau VIII. 12 Répartition des besoins en eau industrielle par wilaya VIII.8.2.3. Demande en eau d’irrigation L‘agriculture, et en particulière, l‘agriculture d‘irrigation ou hydro – agriculture est le consommateur d‘eau le plus important. Il faut de grands efforts pour réduire sa demande actuelle et c‘est le but d‘intervention de cette politique sectorielle. L‘Etat, en qualité de gérant dans le secteur est le promoteur des actions orientées à l‘usage rational de la ressource et à l‘amélioration de la productivité des exploitations agricoles (moins besoin, plus production). L‘article 66-2 du ancien code des eaux définit le périmètre d‘irrigation « comme l‘ensemble des superficies délimitées par un pourtour à l‘intérieur duquel toutes les terres sont susceptibles d‘être mises en valeur par l‘irrigation à partir d‘un grand ouvrage hydraulique », pour faire la différence de la petit et moyen hydraulique (PMH), qui sont des superficies agricoles mises en valeur par l‘irrigation à partir d‘un petit ouvrage de mobilisation situé hors d‘un grand périmètre d‘irrigation. Grands Périmètres Irrigués (GPI) Au niveau de l‘agriculture, la demande en eau est basée sur les activités en irrigation. Actuellement, quelque 98000 ha sont aménagés pour l‘irrigation. L‘Annexe III présente des informations supplémentaires sur les GPI implantés dans la région.
Superficie (ha) Superficie après développement (ha) Etat GPI HABRA 7000 15300 Existant GPI SIG 4500 7740 Existant GPI MAGHNIA 4000 4600 Existant GPI Ghris 10800 Projeté GPI Tafna Isser 6800 Projeté GPI Mléta 7300 Projeté GPI Bordjias 5000 Existant GPI Zeraguet Ex. Ain 2000 2565 Existant Skhouna
Tableau VIII. 13 GPI de la région situation actuelle et planification (ONID/OPI /MRE 2006e)
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Néanmoins, le programme d‘extension qui parait très ambitieux, vue les achèvements des projets ces dernières années et compte tenu des ressources en eau réellement disponibles, triplera les superficies irriguées existantes jusqu‘à 2020.
Figure VIII. 23 Localisation des grands périmètres irrigués dans la région (MRE 2006f)
Petit et Moyen Hydraulique (PMH) En PMH les principales occupations du sol sont le fait de l‘arboriculture, couvrant 44 % de la SAU développée en PMH. Elles sont suivies par les cultures maraîchères : 32 %. Les céréales et fourrages contribuent à 21 % de cette occupation des sols, et les autres cultures (industrielles, mixtes et autres) en sont pour 2,6 %. Le tableau ci-dessous donne le total par wilaya.
Wilaya Superficie irriguée (ha) Dotation (m³/ha/an) Laghouat 2239 9000 Tlemcen 14467 8000 Tiaret 1114 11000 Saida 7848 11000 Sidi Bel Abbés 7150 5000 Mostaganem 30595 4000 Mascara 25494 5000 Oran 6365 6000 El Bayadh 4354 11000 Naâma 498 11000 Ain Témouchent 2906 5000 TOTAL = 11 103030 Moy = 7818 Tableau VIII. 14 Les superficies irriguées (PMH) (DSA- DHW 2006)
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Figure VIII. 24 Pourcentage de la SAU totale irriguée en PMH par Wilaya (Sogreah 2009)
Figure VIII. 25 Répartition de la PMH collectif/individuel (Sogreah 2009) L‘agriculture est le secteur le plus important au niveau de la demande en eau dans la région Oranie-Chott Chergui. En année moyenne la demande théorique en eau agricole serait de l‘ordre de 491 hm³/an pour une demande théorique en eau potable et industrielle de l‘ordre de 443 hm³, soit une demande théorique totale de l‘ordre de 934 Hm³. (MRE 2007)
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PARTIE III : MODELISATION DES BASSINS VERSANTS DE L’OUEST ALGERIEN Chapitre IX implémentation du modèle WEAP dans la région d'étude
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Chapitre 9
Implémentation du modèle WEAP dans la région d'étude
Après une analyse critique des études antérieures sur la gestion des ressources en eau dans la région d‘étude ; la configuration du modèle WEAP dans la région d‘étude a été dressée avec une discussion sur les scénarios proposés dans la fin de ce chapitre.
IX.1. Analyse critique des études antérieures Parce que l‘actualisation des études est une action permanente pour une adaptation continue des infrastructures projetées aux nouvelles données sur les ressources et la demande en eau, il est apparu nécessaire de disposer d‘un outil de planification dynamique. C‘est l‘objectif de la présente étude. Des études de planification des aménagements hydrauliques ont été réalisées à ce jour dans le secteur de la gestion des ressources en eau dans la région d‘étude PNE 93, PNE 1998 ; PNE 2006 ; (MEAT 1998) ; (MRE 2009) IX.1.1 Plan National de l’Eau 1993 (PNE 93) (PNE 93) a été exécuté entre les années 1993 et 1997 par le groupement BETURE-CARL BRO- CES Salzgitter. Pour le PNE‐93, la période de référence (1910‐1993), soit 20% du réseau pluviométrique, est récupérée. Les données manquantes (trous dans les chroniques) sont comblées par corrélation sympathique avec les séries des pluviomètres environnants. La méthode des doubles cumuls permet de valider la démarche d'extension des données. Toutefois, (i) le nombre de postes de longues chroniques est très insuffisant pour avoir une bonne image pluviométrique, (ii) les cas de ruptures sérielles ne sont pas négligeables et nécessiteraient d'être étudiés, enfin (iii) le potentiel de données hydro‐climatiques de l'ANRH a été insuffisamment exploité (MRE 2010). Le PNE93, et à sa suite le PRE, ont appliqué la méthode pluie/infiltration de manière systématique à tous les sous bassins versants, sans avoir au préalable fait le distinguo entre les formations perméables susceptibles d‘absorber de l‘eau, et les formations imperméables. C‘est ainsi que des sous bassins versants constitués de marnes ou d‘argile, se voient attribuer des ressources exploitables.
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D‘autre part, les coefficients d‘infiltration retenus par le PNE93, (compris entre 6% et 14%) sont à notre avis assez pessimistes. Si l‘on peut admettre que pour les formations gréseuses et les alluvions, ces coefficients sont acceptables, pour les formations calcaires, par contre, le coefficient le plus adéquat est de l‘ordre de 20 à 25% (MRE 2010). Les coefficients utilisés ont été sous-estimés particulièrement pour les formations calcaires. IX.1.2 Plan National de l’Eau 1998 (PNE 98) Le PNE 98 utilise un modèle conceptuel de reconstitution (le modèle SMAP « Soil Moisture Accounting Procedure ») pour la relation pluie/ruissellement avec une période de calage du modèle qui se réduit à une quinzaine d'années (1972‐1986) : référence trop courte par rapport aux ambitions de départ qui proposaient (MRE 2010): • D'utiliser les données observées à peu près continuellement de 1975 à 1994 • De reconstituer les mois manquants sur une période de 67 ans (1910‐1970) et (1986‐1993) à l'aide de SMAP préalablement calé avec les données hydrométriques observées. ‐ Les débits reconstitués sur les stations disponibles présentent un écart important par rapport aux débits observés ‐ Les ressources sont calculées sur la superficie du sous bassin, alors qu‘on doit considérer uniquement les surfaces des formations perméables qui affleurent (MRE 2010). - Concernant le Modèle WUS (water use simulation) utilisé dans l‘étude, il n‘est pas conçu pour prendre en considération les eaux souterraines (MAET 1998) - Le transfert MAO se terminera en 2011 au lieu de 2009 - L‘horizon de l‘étude est 2020 - Le bassin versant chott chergui n‘est pas intégré dans l‘étude et par conséquence les transferts Chott Chergui et Chott Gharbi ne sont pas pris en compte dans le calcul des futures ressources en eau dans la région Malgré l‘étude a constitué en son temps un document de référence (riche et pertinente en son temps) ; Elle est devenue obsolète avec des résultats non utilisables, mais elle doit être reprise et améliorée. IX.1.3 Plan National de l’Eau 2006 (PNE 2006) Pour le PNE‐2006, la chronique de références se construit autour des séries disponibles qui ont fait l'objet d'une synthèse régionale avec de légères reconstitutions d'années manquantes. La série de référence porte sur une quarantaine d'années. Le test d'homogénéité du double cumul est utilisé, puis la carte des pluies annuelles réelles et reconstituées est alors intégrée au SIG. Le PNE‐2006 dresse la carte des apports à partir de deux modèles : probabiliste et SMAP. Le premier établit la relation globale pluie/débit pour définir la corrélation. Le second, calé à partir des résultats du premier, génère les séries d'apports mensuels. La méthode probabiliste de SPEED présente notamment l'inconvénient de n'attribuer qu'un seul poste de mesure comme référent du bassin versant pour le calcul de l'apport (MRE 2010).
Le PNE 2006 aborde le volet « hydrogéologie » avec légèreté dans la mesure, ou les modèles réalisés sont trop simplifiés, et les paramètres utilisés discutables, notamment en ce qui concerne le coefficient d‘emmagasinement de 12% appliqué de façon homogène, et la répartition sur l‘ensemble des aquifères des prélèvements agricoles (MRE 2010). Pour ce qui est des aquifères approchés par la méthode pluie/infiltration, le moins qu‘on puisse dire c‘est le PNE‐2006 a été optimiste quant au choix des coefficients d‘infiltration, notamment ceux appliqués aux aquifères karstiques. C‘est dans ces derniers qu‘un surplus de ressources en eau a été dégagé, sans se soucier du fait que ces formations occupent le sommet des montagnes, souvent inaccessibles, donc inexploitables (MRE 2010).
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Les calculs sont faits pour des périodes hydroclimatiques moyennes. Par la suite, les valeurs de recharge obtenues sont systématiquement corrigées d'un facteur de 0,75 pour donner la recharge de l'année moyenne sèche (scénario hydroclimatique sec).
La démarche de programmation du PNE 2006 se définit comme étant une succession de quatre scénarios d‘aménagements cohérents aux horizons 2005, 2010, 2020 et 2030. Cette approche anti‐chronologique : ‐ se justifie dans la mesure où aux horizons 2020, 2010, puis 2005, il n‘est pas envisagé de propositions de nouveaux ouvrages, ni de redimensionnement d‘ouvrages existants, ‐ Mais exige d‘examiner, aux horizons 2020, 2010, puis 2005, l‘existence ou non de chacun des ouvrages proposés pour 2030, en évaluant les incidences sur l‘adéquation ressources / besoins. La satisfaction des objectifs finaux est sous tendue par la conformité de la réalisation des programmations indicatives aux horizons intermédiaires de 2010 et 2020. IX.1.4 PRE Oranie Pour le PNE 2006 et malgré que la méthodologie appliquée était satisfaisante c.à.d. (MRE 2010): ‐Inventaire des barrages existant ‐Caractéristiques des bassins et barrages ‐Calcul des apports (utilisation du modèle LOIEAU) ‐Détermination du taux d‘envasement ‐Détermination du Volume régularisables et leurs probabilités (Logiciel MIKE BASIN) ‐Etude des ressources en eau souterraines par la méthode Pluie/infiltration appliquée à des sous bassin versant. Il apparait que l‘évaluation des volumes régularisables des grands barrages parait sous-estimée ainsi que la partie « Retenues collinaires » a été négligée ou l‘étude se contente de signaler l‘insuffisance et la mauvaise qualité des informations disponibles. Cette étude qui se proposait dans son préambule d‘améliorer les connaissances sur les ressources en eau souterraine semble avoir raté son but. Les résultats auxquels elle a abouti sont nettement sous-estimés au regard des études réalisées dans la région. IX.2 Discussion de la base de données à utiliser : Le modèle WEAP a été configuré pour les bassins versants de l‘Ouest Algérien dans l‘objectif d‘évaluer l'impact des mesures de gestion de l'eau (demande, approvisionnement, etc…). Exécution de WEAP nécessite l'entrée d'une base de données importante pour chaque élément dans le réseau. La structure de données et le niveau de détail peuvent être facilement personnalisés pour répondre aux exigences d'une analyse particulière et de tenir compte des limites imposées lorsque les données sont limitées (Yates et al. 2005b). Pour configurer le modèle le pas de temps mensuels ont été utilisés dans la simulation hydrologique pour les raisons suivantes: (1) la compatibilité avec les périodes de temps des processus hydrologiques importants, (2) l'existence des données à pas de temps mensuelle. Les données de base d‘entrée du modèle ont été obtenues à partir de plusieurs sources, pour le composant sol, les données sont obtenus à partir des d'analyses qui ont été effectués sur le bassin à l‘aide du logiciel SWAT (Hamlat 2005, Errih et al. 2008, Hamlat et al. 2011). La base de données requises pour l'application du modèle ont été obtenus à partir de diverses institutions, telles que l'ABH (Agences de Bassins Hydrographiques), l'ANBT, l'ANRH, Agence Nationale des Ressources Hydrauliques, l'ONM, Office National de la Météorologie, le DSA, Direction des Services Agricoles l'ONS, Office National des Statistiques et l'ADE, l'Algérienne des Eaux. Il est important de rappeler ici les données qui ont servi à la modélisation hydrologique des débits mensuels :
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Nous disposons des chroniques de débits mensuels de 30 stations hydrométriques, réparties d‘une façon hétérogène à travers le territoire d‘étude (Source : ANRH et ANBT); Les données d‘évapotranspiration potentielle moyenne mensuelle, sous forme de grilles régulières réalisées dans le cadre d‘une étude antérieure (ANRH 2002) ; Des chroniques des pluies mensuelles : 13 postes pluviométriques (relevés de 1965 à 2007, soit 42 années) (cf. Annexe IV); Les données numériques : La préparation des données nécessaires pour le système intégré, à l‘affichage des résultats et leurs exploitations a été faite par ArcView 3.2. Ci-dessous tous les fichiers sont listés, avec les champs d‘attributs les plus intéressants du point de vue d‘une gestion automatisée en eau. Des champs trop descriptives n‘ont pas de valeur pour atteindre les objectifs du projet et c‘est très difficile voire impossible de faire de simples requêtes sur de telles données. Pour les champs intéressants une description ou commentaire succincte est ajoutée.
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Nom du Fichier ArcView (Shape file) Champs d’attributs Code bassin versant Bassin.shp Superficie Code, Cod_bv_sbv, Cod_wilaya, Nom, Localite_d, Zz_dessal, dessal.shp Coord_xl_d,
Typ_dessal, Trait_dess : distillation, osmose inverse Capacité, Usage_dess, Etat_dessa, Gest_dessa Nom de l’Oued Oueds.shp Longueur
Apport Superficie Chott.shp Périmètre Code Nom Etat de l’ouvrage : Barrage.shp Type d’ouvrage : terre, en enrochement… Coord X Coord Y Coord Z Nom Wilayas.shp Code Wilaya Code Nom Sbv.shp Superficie Périmètre Longueur Hydrographie.shp Ordre Nature : Oued permanant, temporaire... Code hydro Code oued Code wilaya Nom hydro X Y Stations hydro.shp Z AMS Equip Superficie Période obs Etat Code pluvio Code wilaya Nom pluvio X Stations pluvio.shp Y Z Equip Superficie Periode obs Tableau IX. 1 les champs d’attributs des données intégrés dans ArcView 3.2
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Figure XI. 1 ArcView - Exemple de fenêtre de données. (Attributs du fichier « stations de dessalement »)
Système de projection géographique adopté
Il existe plusieurs systèmes de projection officiels utilisés sur l‘Algérie. Par exemple les cartes topographiques au 1/50.000 sont dans une projection Lambert spécifique à l‘Algérie. Le système utilisé pour les cartes topographiques au 1/200.000 est le système géodésique Nord Sahara 1959 – Ellipsoïde de Clarke 1880 – UTM zone 30, 31 ou 32, voisin mais différent de la norme internationale UTM (WGS84). Dans le système international, utilisé par les fournisseurs d‘images satellitaires ou intégrés en standard dans les GPS, l‘Algérie est recouverte par 3 zones (30, 31 et 32). IX.3 Configuration du modèle La modélisation sous WEAP se déroule en plusieurs étapes se regroupant en deux groupes (Droogers et al. 2011): 1. Le montage du modèle où le système à modéliser est défini (période de temps à analyser, limites spatiales de l‘aire à étudier, composants du système et la calibration du modèle). 2. Le résultat recherché incluant l‘évaluation instantanée de la demande réelle de l'eau. Les hypothèses qui peuvent être intégrées dans les simulations sont en rapport : l'approvisionnement, la disponibilité de la ressource, la pollution, les coûts et des facteurs influençant la demande (Droogers et al. 2011). Elaboration des scénarios dans le WEAP s'appuient sur l‘état actuel et permettent l'exploration de l'impact des hypothèses alternatives ou des politiques sur la disponibilité future de l'eau et l'utilisation. Ces scénarios sont évalués au regard de la disponibilité de l'eau, les coûts et avantages, la compatibilité avec les objectifs environnementaux, et la sensibilité à l'incertitude dans les variables clés (Droogers et al. 2011).
114
Le bilan de masse de l'eau et de pollution est calculé par le modèle WEAP en chaque point de calcul défini par l‘utilisateur. L'eau est injectée dans le système pour répondre aux exigences de débit minimal et de consommation, sous réserve des priorités de la demande, les préférences de l'offre, du bilan de masse et d'autres contraintes (Droogers et al. 2011). WEAP fonctionne sur un pas de temps mensuel. Les mois sont indépendants, sauf pour les réservoirs et stockages. Ainsi, l'eau entrant dans le système dans un mois (débit tête par exemple, alimentation des nappes souterraines ou les eaux de ruissellement en tronçons) est soit stockée ou quitte le système à la fin du mois (Droogers et al. 2011). Selon Droogers et al. (2011), l'échelle de temps mensuelle étant relativement longue, les flux sont supposés se produire instantanément. Ainsi, un site peut retirer la demande d'eau de la rivière, de consommer certains, le retour du reste à une station de traitement des eaux usées qu'il traite et il retourne à la rivière. Ce flux de retour est disponible pour une utilisation dans le même mois à la demande en aval.
Figure XI. 2 Modélisation des bassins versants de l’Ouest Algérien à l’aide du modèle WEAP. Chaque mois, les calculs se font pour chaque nœud selon la démarche suivante (SEI 2011): 1. Définir la demande annuelle et de besoins d'approvisionnement mensuel. 2. Estimer les eaux de ruissellement et d'infiltration des bassins versants. 3. Quantifier les entrées et les sorties d'eau incluant les prélèvements. Durant cette étape, on vise à optimiser la gestion de la demande et les exigences de débit réservé, l'offre et d'autres contraintes. 4. Evaluer les charges polluantes et leurs concentrations engendrées sur le milieu naturel. 5. Apprécier la production hydroélectrique. 6. Jauger les coûts d'immobilisations et d'exploitation et des revenus.
Pour les besoins de la modélisation, la région d‘étude a été subdivisée en sous-bassins (Figure IX.2). Pour chacun de ces sous-bassins, les données de bases suivantes ont été renseignées : – Disponibilité de la ressource – Localisation des zones irriguées et leurs exigences en eau – Besoins en eau domestique et industrielle – Les réservoirs
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IX. 3.1 Disponibilité de la ressource Les ressources en eau regroupent l'ensemble des eaux disponibles, ou que l'on peut mobiliser, pour satisfaire en quantité et en qualité une demande donnée en un lieu donné, pendant une période appropriée. Les ressources en eau dépendent de divers facteurs interdépendants tels que la taille du sous bassin, les conditions météorologiques, l‘état d‘humidité des sols, etc... (Droogers et al. 2011) Modulation AEP en % (MEAT 1998) Mois Sept. Oct. Nov. Déc. Janv. Févr. Mars Avr. Mai Juin Juill. Août Tot. % 8.8 8.2 7.7 7.5 7.5 7.7 8 8.4 8.8 9.1 9.2 9.1 100 Tableau IX. 2 Modulation en AEP en % (MEAT 1998)
Cette modulation est identique pour l‘ensemble des agglomérations de la région Modulation irrigation en % (MEAT 1998) Mois Sept. Oct. Nov. Déc. Janv. Févr. Mars Avr. Mai Juin Juill. Août Tot. GPI Maghnia 8.9 0 0 0 0 0 0 13 14 24.4 24.8 14.9 100 GPI Habra 7.78 3.7 0 0 0 1.11 5.4 11.17 16.95 16.61 20.38 16.9 100 GPI SIG 9.53 3.78 0.03 0 0 1.7 6.45 14.6 11.9 16.23 19.5 16.28 100 GPI Mléta 5.7 2.9 1.5 1.1 1.9 3.6 8.2 13.4 15.6 16.3 18 11.8 100 GPI Basse Tafna 2.83 0 0.16 0.21 0.8 1.4 2.96 14.69 13.5 28.67 26.32 8.46 100 Tableau IX. 3 Modulation irrigation en % (MEAT 1998)
La modulation de la demande en eau de chacun des périmètres est celle définie dans le volet irrigation, rapport « demande en eau d‘irrigation ». Pour le périmètre de Maghnia, la modulation a été légèrement modifiée pour pouvoir utiliser les infrastructures de transfert Mouilah-Souani dans les deux sens (Prise Mouilah – Souani pendant la période de remplissage de la retenue et Souani périmètre de Maghnia pendant la période d‘irrigation) (MEAT 1998)
Figure XI. 3 les ressources en eau modélisé dans le WEAP
116
Modélisation du climat : Les données climatiques (la température, l‘humidité, la vitesse du vent, etc…) ont été introduites dans le modèle WEAP par l‘utilisation de l‘Assistant Séries Temporelles Mensuelles (Sissako et al 2006). Qui seront utilisées par le modèle pour calculer l‘évapotranspiration de référence en utilisant l‘équation de Penman Montieth. Ainsi les données concernant la latitude des sites ont été aussi introduites dans le modèle.
Figure XI. 4 Les données des paramètres météorologiques intégrées dans le modèle WEAP Avec la version actuelle de WEAP, il est possible de choisir parmi quatre méthodes pour simuler des processus de bassins versants tels que l‘évapotranspiration, le ruissellement, l'infiltration et les demandes en eau de cultures. On distingue (1) la méthode pluie ruissellement de la FAO ; (2) la méthode FAO limitée au calcul des demandes d‘irrigation ; (3) la méthode dite humidité de sol, qui propose une structure de modèle à 2 réservoirs représentant une couche superficielle et une couche profonde (Yates et al., 2005) ; (4) La méthode Mabia ,une nouvelle méthode basée sur la formulation de Cropwater.(cf. Annexe VI )
Figure XI. 5 Les différentes méthodes pour simuler des processus de bassins versants
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Pour faire varier en fonction du temps les débits entrants au modèle (dans notre cas le Head flow de la rivière principale), WEAP offre deux stratégies. Si des prévisions détaillées sont disponibles, celles-ci peuvent être lues en utilisant la fonction « ReadFromFile ». Une autre méthode, est la « Méthode de l‘Année Hydrologique ». Sous cette méthode, chaque année dans la durée du modèle peut être définie comme normale, humide, très humide, sec et très sec. Différents scénarios peuvent ainsi changer la séquence choisie des années sèches et humides pour tester l‘impact des variations naturelles sur la gestion des ressources en eau.
La Méthode de l‘année hydrologique est un moyen simple pour représenter les variations des données climatiques comme les débits de rivière, la pluviométrie et la recharge de la nappe. La méthode implique en premier comment définir les régimes climatiques (ex. Très sec, sec, très humide) en comparaison à une année normale, à qui il est attribué la valeur 1. Les années sèches ont une valeur inférieure à 1, les années très humides ont une valeur supérieure à 1. L'analyse des archives de l'ANRH montre que les stations de jaugeage exploitées sur la zone d'étude sont suffisamment nombreuses. Nous avons retrouvé les données d'observations sur 30 stations (cf. Annexe IV). Cependant les périodes et les durées d'observations sont très disparates et très hétérogènes. Avant les années 70, les observations étaient peu nombreuses (moins de 20 stations). Ce n‘est qu‘au début des années 70, que le réseau d‘observation hydrométrique s‘est développé, donnant lieu à des séries chronologiques suffisamment fiables. Pour le calcul des apports moyens mensuels nous avons retenu une période d‘observation de 42 années (1965/2007), pouvant être considérée comme une période de référence, représentative de la moyenne interannuelle.
Figure XI. 6 Les caractéristiques et les potentialités des ressources en eau souterraines modélisées par le WEAP
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IX. 3.2 Besoins en eau domestique et industrielle La distribution de la population et les besoins en eau industrielle ont été supposés proportionnels par rapport à la taille des sous-bassins. Dans les phases à venir du projet, des données plus fines seront utilisées directement avec le modèle.
Figure XI. 7 Les différentes données nécessaires pour modéliser les besoin en eau dans le WEAP La priorité de la demande peut être n‘importe quel chiffre entre 1 et 99 (99 est une valeur par défaut) et permet à l‘utilisateur de spécifier l‘ordre de satisfaction de la demande en eau des sites de demande. WEAP va tenter de satisfaire les exigences en eau des sites de demande avec une priorité égale à 1 avant les sites de demande avec une priorité égale à 2 ou supérieure. Si deux sites de demande présentent la même priorité, WEAP va tenter de satisfaire leurs exigences en eau équitablement. Les valeurs absolues n‘ont pas de signification pour les niveaux de priorité ; seulement l‘ordre relatif à un sens. Par exemple, s‘il y‘a deux sites de demande, le même résultat sera obtenu si les priorités de la demande sont 1 et 2 ou 1 et 99. Les priorités de la demande permettent à l‘utilisateur de représenter dans WEAP l‘allocation de l‘eau comme elle est dans leurs systèmes. Pour la région d'étude, la demande domestique a la priorité sur les exigences de l'agriculture lorsque la demande domestique et agricole en concurrence pour la même ressource en eau. Conformément à l‘article 2 de la Loi sur l‘eau (Loi no 5-12 du 4 Août 2005), l‘approvisionnement en eau domestique est considéré comme prioritaire et constitue le principe de base régissant l‘allocation des ressources.
119
Figure XI. 8 les transferts les allocations de l’eau dans les sites de demande de la région
Les principes et choix d‘allocation des ressources dépendent de la nature des besoins, de l‘origine de la ressource et des types d‘ouvrages de mobilisation. ‐ Les besoins domestiques sont satisfaits prioritairement en fonction des ressources en eaux conventionnelles et/ou non conventionnelles disponibles. ‐ La ressource mobilisée peut être souterraine (forages), de surface (barrages et/ou transferts et interconnexions) ou issu du dessalement d‘eau de mer. ‐ Le dessalement de l‘eau de mer constitue une ressource en eau dédiée exclusivement à la satisfaction de la demande en eau domestique. Après la satisfaction des besoins en eau domestique, les infrastructures de mobilisation et de transfert des ressources en eau de surface sont dédiées aux autres usages (industrie, agriculture) selon les choix prioritaires suivants : ‐ Les barrages et transferts sont dédiés principalement à l‘alimentation des GPI, ‐ Les retenues collinaires sont dédiées à la PMH, ‐La réutilisation des eaux usées épurées est exclusivement affectée à l‘irrigation de périmètres spécifiques. L‘affectation des ressources des aquifères doit être considérée au cas par cas en fonction de leur situation, des autres ressources disponibles et des besoins appelés par les différents usagers. Le principe retenu est de limiter autant que possible la pression d‘exploitation des ressources en eaux souterraines pour leur préservation et leur permettre de se recharger naturellement ou artificiellement. Ce choix stratégique se traduit par : ‐ Le développement et la réalisation d‘usines de dessalement destinées à l‘AEP, ‐ limiter les sollicitations de la PMH par un programme de développement de retenues collinaires, ‐ privilégier autant que possible les eaux superficielles pour l‘AEPI.
120
IX. 3.3 Réservoirs Les réservoirs de la région ont été inclus dans le modèle WEAP. Le modèle effectue au pas de temps mensuel les simulations de fonctionnement hydraulique de la retenue. Les données nécessaires pour la modélisation des barrages sont comme suite: - Des apports : La période retenue va de 1965 à 2007 (42 ans) - De la pluviosité et de l‘évaporation sur le plan d‘eau, - Des besoins à satisfaire ; - Les pertes par évaporation sont calculées en se basant sur la géométrie de la retenue, décrite par la courbe «Hauteur/Capacité/Surface». - Les côtes caractéristiques du barrage (côte du niveau le plus bas, cote du niveau mort, cote de prise, côtes des CRN et PHE,…) - Situation des barrages (en exploitation, en construction et en projet) - Coordonnées - Les pertes (Pluie – Evaporation dans la retenue)
Figure XI. 9 Les données des barrages intégrés dans le modèle WEAP
121
Figure XI. 10 Les données des STEP intégrés dans le modèle WEAP IX.4 Présentation des principaux scénarios Le modèle WEAP utilisé dans le cadre de l‘étude fait intervenir de multiples paramètres, ce qui a permis d‘élaborer de nombreux scénarios par combinaison de ces paramètres chacune constitue de ce fait des hypothèses d‘utilisation des ressources en eau ou de variation de la demande et peut être calculée avec le modèle. Les composantes d‘un scénario de simulation sont toutes globalement organisées selon trois familles de données et d‘informations : - les données observées qui impactent quatre grands domaines : les données naturelles, les données climatiques, les données démographiques et les données patrimoniales. - les données évaluées qui reposent sur des méthodologies d‘estimation et des hypothèses conditionnant l‘évolution des données observées. - les politiques d’intervention qui traduisent les mesures qui visent à l‘amélioration du niveau de satisfaction des différents usagers et concernent trois axes d‘actions :(1) politiques de mobilisation de nouvelles ressources ;(2) principes d‘allocation des ressources ; (3) amélioration des conditions d‘exploitation des ressources
Différentes scénarios ont été définis pour déterminer les mesures qui permettent d‘arriver à une situation d‘équilibre hydrique pour l‘horizon 2030. Ces scénarios sont basés sur les programmes actuels de développement du ministère des ressources en eau (MRE), sur les ressources et la demande en eau, et des variables techniques généralement utilisées en Algérie. L‘année 2006 a servis comme état actuel « Current Account » pour ce projet. L‘année de l‘état actuel a été choisi pour servir comme année de base du modèle et tout le système d‘information (ex. les données de la demande et de la distribution) est introduit dans l‘état actuel. Les Scénarios sont construits sur la base de l‘Etat Actuel. Ils permettent d‘explorer les impacts d‘hypothèses alternatives ou des politiques sur la disponibilité et l‘usage de l‘eau dans le futur. Finalement les Scénarios sont Evalués à l‘égard de la suffisance de l‘eau et des bénéfices, de la compatibilité avec les objectifs environnementaux et à l‘égard de la sensibilité à l‘incertitude dans l‘estimation des variables clefs.
122
L‘impact de scénarios d‘aménagements a été analysé à l‘aide du modèle WEAP. Ces scénarios sont les suivants: IX.4.1.Scénario de référence « Business-As-Usual » (BAU) : Un scénario par défaut, la "référence" ou "business-as-usual» reprend les données du compte actuel dans la durée du projet spécifié et sert de point de comparaison pour les autres scénarios dans lesquels des modifications sont apportées aux données du système (SEI 2007). Elle décrit la situation actuelle (année 2006), et l‘évolution tendancielle au niveau des ressources et de la demande en eau, jusqu‘en 2030. Pour cela, il prend en compte les projets d‘investissement actuellement conclus. La situation actuelle (2006) est étendue à l'avenir (2007-2030). Aucun changement majeur n'est imposé dans ce scénario. IX.4.2. Scénario de changement climatique : séquences sèches « Dry Climate Change (DCC scenario) » Le scénario sécheresse (diminution probable et stochastique de la pluie) se construit à partir des séquences sèches (durées, fréquences, intensités) identifiées sur les plus longues séries pluviométriques. On introduit toutefois dans le procédé les coefficients de réduction de la pluie déterminés à partir de la moyenne des séquences sèches. Dans ce scénario on a pris en compte les ressources en eau programmés par le MRE tel que le dessalement de l‘eau de mer et le transfert MAO ; le développement des grands périmètres irrigués ne sont pas pris en compte.
Concernant le scénario sec, on calcul à partir des longues chroniques le coefficient de réduction de la pluie en considérant la moyenne des pluies des années sèches. On tient compte également de l'existence d'un gradient est/ouest d'assèchement qui réajuste spatialement le coefficient de réduction. Dans le modèle WEAP on peut définir les régimes climatiques (séquences sèches) à l‘aide de la méthode de l‘année hydrologique (cf. section IX. 3.1) IX.4.3. Scénario de changement climatique : séquences humides « Wet Climate Change (WCC) scenario » Comme pour le précédent scénario DCC, on peut définir les régimes climatiques (séquences humides) de ce scénario à travers la méthode de l‘année hydrologique dans le modèle WEAP; Dans ce scénario on a pris en compte les ressources en eau programmés par le MRE tel que le dessalement de l‘eau de mer et le transfert MAO; le développement des grands périmètres irrigués ne sont pas pris en compte. IX.4.4. Scénario de la gestion de la demande: Demand Management « DM scenario » La gestion des demandes vise la réduction simultanée des " inutilisations " d‘eau prélevée ou produite et des " mauvaises utilisations ", c‘est à dire tous les gaspillages d‘ordre physiques et/ou économiques. Dans ce scénario on a pris en compte les ressources en eau programmés par le MRE tel que le dessalement de l‘eau de mer et le transfert MAO; le développement des grands périmètres irrigués n‘est pas pris en compte ; en plus les programmes de la gestion de demande sont pris compte dans la modélisation. IX.4.5. Scénario du développement du niveau de vie : Development of Standard of Living « DSL scenario » Deux hypothèses de calcul de dotations hydriques ont été envisagées : - Un calcul basé sur le maintien des dotations hydriques actuelles, - Un calcul basé sur une augmentation des dotations hydriques liée à un développement au niveau de vie.
123
Le scénario tient compte l‘accroissement de la dotation unitaire de 1% par an de 2006 jusqu‘à l‘horizon 2030 afin d‘améliorer le niveau de vie et avec la prise en compte des projets d‘investissement actuellement conclus et projetés par le MRE IX.4.6. Scénario de développement des GPI 1 : Development of Large Irrigation Systems 1 « DLIS1 scenario » Dans ce scénario on a pris en compte le développement des grands périmètres irriguées selon la programmation du MRE (Tafna Isser: 6800 ha, Zeraguet: 2565 ha, Mascara Ghris: 10,800 ha, Mléta: 7300 ha, Bordjias: 5000 ha, Habra 15,300 ha, Sig: 7740 ha and Maghnia: 4600 ha). Au niveau des GPI, la demande en eau est calculée pour chaque périmètre, à partir des dotations recueillies auprès des organismes concernés : une dotation hydrique de 8000 m³/ha/an. IX.4.7. Scénario de développement des GPI 2 : Development of Large Irrigation Systems 2 « DLIS2 scenario » Dans ce scénario on a pris en compte le développement des grands périmètres irrigués (cf. IX.4.6) avec une dotation hydrique de 3000 m³/ha/an.
Figure XI. 11 Les scénarios proposés dans le modèle WEAP
Il faut noter que le scénario du développement des barrages n‘a pas été utilisé car la région Oranie Chott Chergui n‘offre plus de sites potentiels avantageux pour d‘autres barrages (MRE 2006 a,b,c,d ; MRE 2009 ; MRE 2010) La seul différence entre le scénario BAU, DCC et WCC est la méthode de l‘année hydrologique. Leur raisonnement reste le même concernant l‘exploration de la sensibilité au changement climatique. Le choix des périodes est essentiellement basé sur la pluviométrie, pour laquelle nous disposons des séries chronologiques les plus longues.
124 a
PARTIE IV : RESULTATS ET INTERPRETATION Chapitre X Calage du modèle
104
Chapitre 10
Calage du modèle
Ce chapitre décrit la méthode de calage et de vérification du modèle sur les bassins retenus : Il se fait par l‘identification des paramètres clefs du modèle et sa capacité de répondre aux variations des valeurs des paramètres adoptées. L‘objectif principal est d‘évaluer la pertinence de l‘approche proposée afin de supporter la résolution de problèmes réels.
X.1 Calage et validation du modèle : Le but du calage du modèle consiste à ajuster les paramètres de telle sorte que les solutions du modèle répondre aux observations de façon optimale. Il existe deux approches générales pour l'évaluation de la qualité de calage; savoir subjectives et objectives. L'évaluation subjective est basée sur une comparaison visuelle des résultats de simulation avec les données observées. En revanche, les approches objectives sont basées sur le développement des mesures quantitatives de la qualité de l'ajustement (Abrishamchi et al. 2007). Le calage du modèle a été réalisé manuellement en cherchant à minimiser l'erreur quadratique moyenne (RMSE) et d‘optimiser le coefficient de corrélation, R (Yates et al. 2005b). Le module d‘hydrologie du bassin versant dans WEAP se rapproche des processus hydrologiques critiques qui font usage de quelques paramètres clés. Ceux-ci incluent un coefficient de plantes / culture (Kc) qui, en combinaison avec une estimation de l'évapotranspiration potentielle qui détermine les pertes par évaporation, un coefficient de résistance du ruissellement conceptuel (RRF) liées à des facteurs tels que l'indice foliaire et la pente du terrain, (avec des valeurs plus élevées de RRF on obtient la réduction rapide du ruissellement), et les paramètres de la capacité de rétention d'eau et la conductivité hydraulique qui déterminent la réponse lente de l‘écoulement hypodermique. Une fraction de partitionnement (sens d'écoulement préférentiel) détermine si l'eau se déplace horizontalement ou verticalement (Brian et al., 2008; Stillwater et al., 2010). Les paramètres d'entrée de base sont indiqués dans le tableau X.1, ainsi que les sensibilités identifiées pour chaque paramètre qui sont le résultat de travaux de Jantzen et al. (2006). WEAP impose une structure dans les termes de la résolution des paramètres d'entrée, ce qui signifie WEAP forces certains paramètres pour décrire l'ensemble du bassin et d'autres pour décrire des
124 b zones de plus petites unités territoriales telles que la classification des sols ou de la catégorie d'utilisation de sols.
Paramètre Unité Désignation Sensibilité Superficie Km² Bassin versant élevée Capacité de l‘eau profonde mm Bassin versant élevée Conductivité profonde mm/j Bassin versant modérée Z2 initiale / Bassin versant Pas d‘influence Utilisation Capacité de l‘eau du sol mm Sol modérée du sol Conductivité de la zone des racines mm/j Sol modérée Sens d'écoulement préférentiel / Sol modérée Z1 initial / Sol Pas d‘influence Coefficient de cultures « Kc » / Utilisation du sol élevée l'indice foliaire / Utilisation du sol élevée Précipitation mm/j Bassin versant élevée Température C Bassin versant modérée Vent m/s Bassin versant bas humidité % Bassin versant bas Climat Point de font C Bassin versant Non estimée Point de gel C Bassin versant Non estimée Latitude Dégrée Bassin versant Non estimée Neige Initiale Mm Bassin versant Non estimée
Tableau X. 1 Paramètres d’entrées et leurs sensibilités (Amato et al., 2006) Comme critères de calage, nous adopterons les quatre suivants : Le coefficient de Nash (NTD) : Ce coefficient est défini par (CEHQ 2008; Ayadi et Bargaoui, 1998):
∑ ( )
∑ ( ̅ )
Où qci et qoi sont les débits calculé et observé du mois i ; ̅ est la moyenne de qoi sur les n mois servant au calcul du coefficient. Le coefficient de Nash a été utilisé comme critère pour quantifier la précision des simulations. Le coefficient de Nash représente le rapport de la variance résiduelle à la variance des débits observés (Nash & Sutcliffe, 1970).
Le coefficient de corrélation (R) : Ce coefficient est défini par:
∑ ( ̅ )( ̅ )
√∑ ( ̅ ) ∑ ( ̅ )
Où ̅ est la moyenne de qci sur n jours. L'intervalle de confiance (IC) de R est calculé à l'aide de la variable de Fisher Z = 1/2 log (1 + R)/ (1 - R) et permet de tester l'hypothèse p = R (p est le coefficient de corrélation théorique). L'erreur relative quadratique moyenne (Er) L'erreur relative quadratique moyenne est définie par:
125
∑( )
L'écart type de l'erreur ( Er). Ce critère est similaire à celui de la racine carrée de l'erreur quadratique moyenne. Il mesure le biais et la variance des estimations en même temps.
Les données de l'année 2006 ont été utilisées pour le calage du modèle et les données de l'année 2007 ont été utilisées pour la validation du modèle. Pour cette recherche, les débits naturalisés provenant des stations sélectionnées ont été comparés aux résultats du modèle. Les stations sont situées sur les principaux oueds de de la région d'étude afin de couvrir toute la région (cf. Figure X.1).
Figure X. 1 Les stations hydrométriques utilisées pour le calage et la validation du modèle Les données hydrologiques d'entrée dans le WEAP sont basées sur des données régionales et climatiques à échelle réduite et sont étalonnés à l'aide des stations de jaugeage: Sidi Ali Benyoub station, pour un bassin versant de taille 933.081 km² et la station de Sidi Bel Abbes pour un bassin versant de taille 1743,407 km² pour Oued Mekerra; station de Sebdou et de Beni Bahdel pour un bassin versant de taille 1016 km² pour Oued Tafna, Station de Trois-Rivières pour un bassin versant de taille 7440 km² pour Oued El Hammam. Dans la plupart des mois, les débits simulés et observés sont proches, avec une erreur absolue allant de 23 à 43% pour la période de simulation, pour Oued Tafna et Oued Mekerra respectivement, comme indiqué dans le tableau X.2. Les grandes erreurs produites dans les bassins de la Tafna (Station de Beni Bahdel) sont dues à des différences entre les débits simulés et observés. Débits mensuels simulés et observés peut être vu dans les figures X.2-X.3 et fig.X4.
126
Calage Nom de la station Location de la station HydroID Nash(Q) RMSE IA R R² Sidi Ali Benyoub Amont de oued Mekerra 110201 0.70 0.24 0.94 0.94 0.88 Sidi bel Abbes Aval de oued Mekerra 110301 0.23 0.41 0.86 0.86 0.74 Sebdou Amont de oued Tafna 160401 0.77 0.35 0.93 0.87 0.76 Beni Bahdel Aval de oued Tafna 160402 0.80 0.23 0.96 0.97 0.94 Trois Rivières Amont de oued El Hammam 111501 0.88 0.98 0.97 0.99 1.00 Tableau X. 2 Comparaison des critères de calage. Le modèle reproduit assez bien la réponse hydrologique dans le bassin en moyen termes, La valeur de coefficient de Nash pour l'ensemble des stations s'étend entre 0.7 à 0.88. Ces valeurs indiquent que l'écart entre les débits calculés et les débits observés est faible. En effet, quand cet écart diminue, la valeur du coefficient de Nash augmente et tend vers 1. Seulement à la station de Sidi Bel Abbes ou l'indice de Nash Sut Cliff est de 0,23. Les relations entre les débits mensuels simulés et observés indiquent une forte corrélation dont les coefficients varient de 0,86 à 0,99 pour les stations sélectionnées. Ces résultats statistiques indiquent une bonne performance du modèle à reproduire la tendance du débit. Les courbes de débits (Fig. X.2-X.4), montrent un ajustement raisonnable entre les débits calculés et les débits observés pour les stations hydrométriques utilisées.
Figure X.2a Station Sebdou
127
Figure X.2b Station Beni Bahdel Figure X. 2 Les débits mensuels observés et simulés dans les stations sélectionnées d’Oued Tafna. a) station Sebdou ; b) station Béni Bahdel
Figure X.3a Station Sidi Bel Abbes
128
Figure X.3b Station Sidi Ali BenYoub Figure X. 3 Les débits mensuels observés et simulés dans les stations sélectionnées d’Oued Mekkera. a) Station Sidi Bel Abbes and b) Station Sidi Ali BenYoub
Figure X. 4 Les débits mensuels observés et simulés dans les stations sélectionnées d’Oued El Hammam (Station trois rivières)
129
Une fois la validation achevée, les résultats sont exploités directement par le moteur d‘adéquation graphique et affichés sous la forme de graphes. Suite à cette étape de validation, l‘utilisateur peut modifier ses choix techniques en conséquence ou bien les valider.
Débit (en dessous du noeud ou du bief listé) Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout Mois (12), Rivière: Oued Tafna 90 0 \ Débit de tête 1 \ Bge Beni Bahdel 85 2 \ Bief 3 \ Noeud de débit de retour 7 80 4 \ Bief 75 5 \ Oued Mouilah Inflow 5 \ Station Hammam Boughrara 70 6 \ Bief 6 \ Station Beni Bahdel 65 6 \ Station Sebdou 60 7 \ Noeud de débit de retour 6 8 \ Bief 55
50
45
40
Mètrepar seconde cube 35
30
25
20
15
10
5
0 Sept Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r 2005 2006 2006 2007 2008 2008 2009 2010 2010 2011 2012 2012 2013 2014 2014 2015 2016 2016 2017 2018 2018 2019 2020 2020 2021 2022 2022 2023 2024 2024 2025 2026 2026 2027 2028 2028 2029 2030 Figure X. 5 La simulation du débit de l’Oued Tafna et ces effluents (scénario de référence)
Débit (en dessous du noeud ou du bief listé) Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Rivière: Oued Mekkera 0 \ Débit de tête 3.8 1 \ Catchment Inflow Node 1 1 \ Station Hçaiba 3.6 2 \ Bief 3.4 3 \ Catchment Inflow Node 2 3 \ Station Sidi Ali Benyoub 3.2 4 \ Bief 3.0 5 \ Noeud de débit de retour 16 5 \ Station Sidi Bel Abbes 2.8 6 \ Bief 2.6 7 \ Catchment Inflow Node 3 8 \ Bief 2.4
2.2 2.0
1.8
1.6 Mètre cube par secondecubepar Mètre 1.4
1.2
1.0
0.8
0.6 0.4
0.2
0.0 Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May Jan Sept May 2005 2006 2007 2007 2008 2009 2009 2010 2011 2011 2012 2013 2013 2014 2015 2015 2016 2017 2017 2018 2019 2019 2020 2021 2021 2022 2023 2023 2024 2025 2025 2026 2027 2027 2028 2029 2029 2030 Figure X. 6 La simulation du débit de l’Oued Mekkera et ces effluents (scénario de référence)
130
Débit (en dessous du noeud ou du bief listé) Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout Mois (12), Rivière: Oued el Hemmam 155 0 \ Débit de tête 150 1 \ Oued Houanet Inflow 145 2 \ Bief 140 3 \ Catchment Inflow Node 4 135 3 \ Station trois rivière 130 4 \ Bief 125 5 \ Bge Bouhanifia 120 5 \ Station Bouhnaifia 115 5 \ Station Hacine 110 6 \ Bief 105 7 \ Noeud de débit de retour 17 100 8 \ Bief 95 9 \ Bge Fergoug 90 10 \ Bief 85 11 \ Noeud de débit de retour 4 80 12 \ Bief 75 13 \ Oued El Mebtouh Inflow 70 14 \ Bief 65
Mètrepar seconde cube 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Sept Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r 2005 2006 2006 2007 2008 2008 2009 2010 2010 2011 2012 2012 2013 2014 2014 2015 2016 2016 2017 2018 2018 2019 2020 2020 2021 2022 2022 2023 2024 2024 2025 2026 2026 2027 2028 2028 2029 2030 Figure X. 7 La simulation du débit de l’Oued el Hammam ainsi et ces effluents (scénario de référence)
131
PARTIE IV : RESULTATS ET INTERPRETATION
Chapitre XI ANALYSE DES SCENARIOS DE LA GESTION
126
Chapitre 11
Analyse des scenarios de la gestion
La problématique de l‘eau s‘exprime en termes d‘offre et de demande pour divers usages. Celle-ci s‘exprime différemment selon les usages, et selon les zones géographiques. Les résultats de différents scénarios proposés et l‘établissement des bilans ressources-besoins à différentes horizons sont explorés. Une comparaison entre les scénarios est faite à la fin de ce chapitre.
XI. 1 Analyse des scenarios de la gestion: Les résultats du compte actuel (dans notre étude l‘année 2006) sont examinés en premier lieu pour permettre au lecteur de comprendre et d'évaluer la situation actuelle ; Les résultats pour les sept scénarios envisagés seront présentés et discutés de manière comparative. L‘année 2006 va servir comme état actuel « Current Account » pour cette étude. XI.2. Situation actuelle (année 2006): Le bilan dans la région montre un manque énorme en raison de forte demande en eau et de la non disponibilité des ressources en eau qui se présente tant pour une année climatique moyenne qu‘en particulier pour une année sèche, mène aujourd‘hui à des limitations drastiques de l‘utilisation de l‘eau qu‘il s‘agisse de l‘eau potable ou de l‘eau d‘irrigation. Le déficit actuel d'approvisionnement en eau et la demande est 84, 42 Hm³ pour l'année de base (2006), comme indiqué dans le tableau XI.1. Le dessalement de l'eau de mer est pris en compte dans l'évaluation de cette situation. En ce qui concerne l‘eau souterraine, son exploitation est à la limite où dépasse déjà la potentialité naturelle, avec quelque 311,74 Hm³/an. La demande totale en eau s‘élève à 849.08 Hm³/an. Au niveau de l‘AEPI, l‘augmentation est due à l‘accroissement de la population ; XI. 3. Scenario de référence : En 2006, le volume d'eau dessalée est 52,22 Hm³ et serait de 529,36 Hm³ en 2030 (tableau XI.1). L‘eau de mer dessalée est prise en considération de différentes raisons, là où il n‘y a plus de ressources hydriques, ou lorsque leur mise à disposition est encore plus chère que le dessalement de l‘eau de mer (par exemple à cause des coûts de transfert).
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XI. 3.1.Projections de la demande : Evolution de la population La population totale de la région hydrographique Oranie Chott Chergui est estimée à environ 5774844 habitants (année 2006). Jusqu‘à l‘horizon 2030, la population croîtra à 8473189 habitants.
Site de demande Niveau d'activité annuelle Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI A.Temouchent (cap) BAYADH (cap) 2,300,000 Mascara (cap) Mostaganem (cap) 2,200,000 NAAMA (cap) 2,100,000 Oran (cap) 2,000,000 SAIDA (cap) 1,900,000 Sidi Bel Abbes (cap) Tiaret (cap) 1,800,000 Tlemcen (cap) 1,700,000 1,600,000 1,500,000 1,400,000 1,300,000 1,200,000 1,100,000 1,000,000 900,000 800,000 700,000 600,000 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 1 Evolution de la population de la région jusqu’au 2030 Développement de l’économie (industrie et agriculture) Le développement industriel implique en général une augmentation de la production et ainsi des besoins en eau. Une augmentation de 1,5% /an jusqu‘à l‘horizon 2030 a été prise en compte, équivalent à une augmentation de 30% au total. Par conséquent, le besoin de la grande industrie va s‘accentuer de 27,8 Hm³/an en 2006. Au niveau de l‘agriculture, la demande en eau est basée sur les activités agricoles. Actuellement, quelques 98000 ha sont aménagés pour l‘irrigation dont 10000 ha en GPI et 88000 ha en PMH.
Demande en eau (sans pertes, recycl., GSD) Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12) Tlemcen Tiaret 1,050 Sidi Bel Abbes SAIDA 1,000 Relizane 950 PMH W.Tlémcen PMH W.Tiaret 900 PMH W.Sidi Bel Abbes 850 PMH W.SAIDA 800 PMH W.Oran PMH W.Naama 750 PMH W.Mostaghanem 700 PMH W.Mascara 650 PMH W.Laghouat PMH W.Ain Tmouchent 600 PMH El Bayadh 550 Oran 500 NAAMA Mostaganem
Million Mètre cube Mètre Million 450 Mascara 400 GPI Zeraguet Ex.Ain Skhouna 350 GPI SIG GPI MAGHNIA 300 GPI HABRA 250 Chellif Zahrez 200 BAYADH A.Temouchent 150 100 50 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 2 Evolution de la demande en eau d'ici à 2030 Il y a une forte demande pour l'eau potable en raison de la croissance démographique et le développement socio-économique dans la région. Les demandes en eau actuelles sont estimées à 849,08 Hm³ et sont réparti comme suit: 420,68 Hm³ pour l'eau potable et 375,33 Hm³ pour l‘irrigation. En 2010, la demande en eau a été estimée à 900,83 Hm³ et répartis comme suit:
133
447,29 Hm³ pour les usages domestiques et publics et 375,33 Hm³ pour l'irrigation. En 2030, la demande en eau devrait atteindre 1070,58 Hm³ avec 609,23 Hm³ pour les usages domestiques et publics et 375,33 Hm³ pour l'irrigation. (cf. Tableau XI.1)
Scénario de référence 2006 2010 2015 2020 2025 2030
RE superficielle (Hm³) 328.19 344.69 356.98 357.71 357.71 354.23 RE souterraine (Hm³) 336.55 251.06 268.51 268.87 248.20 219.96 Dessalement (Hm³) 52.22 346.86 529.36 529.36 529.36 529.36
OFFRE Eaux usées traitées (Hm³) 9.38 25.29 32.91 35.85 38.26 40.44 Transfert « Importation » (Hm³) 38.32 157.46 157.46 157.46 157.46 157.46 Total (Hm³) 764.66 1125.36 1345.22 1349.25 1330.99 1301.46 Besoin (domestique et Industriels) 420.68 447.29 483.02 521.75 563.72 609.23
(Hm³)
PMH (Hm³) 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33 GPI (Hm³) 140.00 140.00 140.00 140.00 140.00 140.00 DEMANDE Transfert « Exportation » (Hm³) 53.07 78.22 79.98 81.86 83.87 86.02 Total (Hm³) 849.08 900.83 938.33 978.94 1022.92 1070.58 BILAN BILAN (Hm³) -84.42 224.53 406.89 370.32 308.07 230.88 Tableau XI. 1 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu’à 2030. XI.3.2. Projections de l'Offre Le tableau XI.1 montre l'évolution de la ressource en eau et la demande jusqu'en 2030. Il montre qu'il y a une augmentation des ressources en eau à partir de 764,77 Hm³ en 2006 à 1301,46 Hm³ en 2030 suivie d'une augmentation de la demande totale en eau de 849.08Hm³ en 2006 à 1070,58 Hm³ en 2030. Un excédent est consenti à partir de 2010 et commence à augmenter progressivement et cela est principalement dû à la mise en service de stations de dessalement et de transfert MAO (cf. Graphe XI.4)
Débits entrant dans l'aire Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12) Retenues Collinaires Naama 1,600 Retenues Collinaires Mascara Retenues Collinaires Laghouat 1,500 Retenues Collinaires A.Tmouchent Nappe plaine de SBA 1,400 Nappe Pt. Mostaganem Nappe Pt. Ain Témouchent 1,300 Nappe Pl. de Maghnia Nappe Pl. de Ghriss 1,200 Nappe Paine de HABRA Nappe NAAMA 1,100 Nappe Monts de Traras 1,000 Nappe Monts de Tlemcen Nappe Monts de SAIDA 900 Nappe Laghouat Nappe El Megdadia 800 Nappe Dj. Murdjadjo Nappe BAYADH 700 Nappe Ain Skhouna Million Mètre cube Mètre Million NAPPE Vallée Oued Saida 600 Dzioua Réservoir Chott Gherbi 500 Chott Chergui 400 Bge kerrada Transfert MAO Bge Souani 300 Bge Sikkak Bge Sarno 200 Bge Ouizert Bge Mefrouche 100 Bge Gargar Bge Cheurfa 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 3 l’évolution de la disponibilité de la ressource en eau d'ici à 2030
134
Les confrontations sont établies en comparant les ressources en eau existantes avec les besoins en eau de façon à ce que les mesures à prendre pour satisfaire les demandes en eau puissent être évaluées. Les calculs de la confrontation présentent comme intérêt, l‘évaluation de la situation de gestion des ressources en eau et de suivre le développement pour optimiser les choix de systèmes d‘économie hydraulique et de déterminer la politique de l‘eau. Nous avons dressé les confrontations globales de la région jusqu‘à 2030 (cf. Graphe XI.4).
Graphe XI. 4 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scenario de référence)
Résultats de la couverture du site demande pour les différents sites de demande sont résumées dans le tableau XI.2, qui montre que le déficit a été observée principalement en Mai, Juin, Juillet et Août alors que un petit déficit est observé en Septembre pour les wilayas: Oran, Naama, Tlemcen et Saïda. Cependant, pour Bayadh et Sidi Bel Abbes le déficit est distribué à travers l'année et il est plus sévère au cours de l'été. Ce déficit est principalement dû à la forte demande en eau potable et l'agriculture. Les pénuries sont également dus au fait que certaines des ressources locales sont limitées principalement dans les wilayas Bayadh et Sidi Bel Abbes. Il est à noter que les pénuries touchent particulièrement les GPI de Maghnia et de Sig et tous les périmètres des petites et moyennes Hydraulique (PMH).
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Sept. Oct. Nov. Déc. Janv. Févr. Mars Avr. Mai Juin Juill. Août
Ain Temouchent 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Bayadh 59 65 67 71 71 63 67 61 61 57 58 59 GPI Bordjias 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 GPI Ghris 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 GPI Habra 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 GPI Maghnia 35 100 100 100 100 100 100 30 24 13 13 22 GPI Mléta 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 GPI Sig 47 100 100 100 100 100 72 31 39 28 24 29 GPI Tafna Isser 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 GPI Zeraguet 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 86 100 Laghouat 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Mascara 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Mostaganem 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Naama 10 100 100 100 100 100 100 62 11 10 10 10 Oran 98 100 100 100 100 100 100 100 100 95 97 98 PMH El Bayadh 11 100 100 100 100 100 100 8 7 4 4 7 PMH W.Ain Temouchent 93 100 100 100 100 100 100 64 61 34 34 57 PMH W.Laghouat 100 100 100 100 100 100 100 100 100 62 64 100 PMH W.Mascara 7 100 100 100 100 100 100 27 21 3 3 4 PMH W.Mostaghanem 39 100 100 100 100 100 100 27 26 14 14 24 PMH W.Naama 100 100 100 100 100 100 100 100 65 36 37 61 PMH W.Oran 12 100 100 100 100 100 100 8 8 4 4 7 PMH W.Saida 95 100 100 100 100 100 100 65 62 35 31 47 PMH W.Sidi Bel Abbes 11 100 100 100 100 100 100 100 70 4 4 7 PMH W.Tiaret 100 100 100 100 100 100 100 93 89 50 50 84 PMH W.Tlémcen 12 100 100 100 100 100 44 5 5 4 4 6 Saida 95 100 100 100 100 100 100 100 99 92 94 95 Sidi Bel Abbes 66 73 75 80 80 70 75 69 68 64 57 53 Tiaret 85 100 100 100 100 100 100 90 87 82 83 84 Tlemcen 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Tableau XI. 2 La couverture des différents sites de demande en pourcentage pour l’an 2030 (BAU scenario) XI.4. Scénario de changement climatique : séquences sèches « DCC scenario» Sur la base de la demande future en eau des principaux utilisateurs et compte tenu de l'offre prévisionnelle, le bilan global passera d'un déficit de -84.42 millions de m³ en 2006 à un excédent de 164.18 millions de m³ en 2030 à cause des nouvelles ressources (Dessalement, Transferts…). La réalisation de l'ensemble des unités de dessalement programmées permettrait de disposer d'un volant de sécurité pour l'alimentation en eau potable pour parer à des situations exceptionnelles de sécheresse. Avec 164 millions de m³ supplémentaires, les besoins de l'alimentation en eau estimés à 1234.77 millions de m³ en 2030 seraient assurés avec les nouvelles ressources programmés par le MRE.
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Demande non satisfaite Scénario: Scénario1:Avec dess,MAO,s/dev GPI année Sèche, Tout month (12) GPI MAGHNIA 120 GPI SIG 115 Mascara 110 Oran 105 PMH W.Mascara PMH W.Mostaghanem 100 PMH W.Oran 95 PMH W.Sidi Bel Abbes 90 PMH W.Tlémcen 85 Relizane Sidi Bel Abbes 80 Tlemcen 75 Tous les autres 70 65 60 55
MillionMètre cube 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 5 Evolution de la demande non satisfaite jusqu’à 2030 (Scenario de changement climatique : séquences sèches) Le graphe ci–dessous (Graphe XI.6) montre l‘évolution des quantités d‘eaux souterraines disponibles ou l‘évolution des stockages d‘eau dans les aquifères. Ainsi, de 2006 à 2030, on constate qu‘une baisse du stockage d‘eau sera enregistrée à l‘horizon 2030 ou le stockage passe de 336.55 Hm³ en 2006 à 160.41 hm³ à l‘horizon 2030. La baisse de production du fait des rabattements des niveaux de la nappe et la couverture des besoins en eau dans ce scénario nécessiterait alors la mobilisation d'autres ressources.
Stockage d'eau souterraine Scénario: Scénario1:Avec dess,MAO,s/dev GPI année Sèche, Tout month (12) Tous les autres 260 Nappe plaine de SBA 250 Nappe Pt. Mostaganem 240 Nappe Pl. de Maghnia 230 Nappe Pl. de Ghriss 220 Nappe Paine de HABRA Nappe Monts de Traras 210 Nappe Monts de Tlemcen 200 Nappe Monts de SAIDA 190 Nappe El Megdadia 180 Nappe BAYADH 170 Nappe Ain Skhouna 160 NAPPE Vallée Oued Saida 150 140 130 120
Million Mètre cube Mètre Million 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Sept Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r 2005 2006 2006 2007 2008 2008 2009 2010 2010 2011 2012 2012 2013 2014 2014 2015 2016 2016 2017 2018 2018 2019 2020 2020 2021 2022 2022 2023 2024 2024 2025 2026 2026 2027 2028 2028 2029 2030 Graphe XI. 6 Evolution des stockages d'eaux souterraines jusqu'à 2030
Les confrontations sont établies en comparant les ressources en eau existantes avec les besoins en eau pour ce scénario. Nous avons dressé les confrontations globales de la région jusqu‘à 2030 (cf. Graphe XI.7).
137
1400
1200
1000
800
600 Offre Bilan (Hm3) Bilan 400 Demande
200
0 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Année
Graphe XI. 7 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de changement climatique : séquences sèches)
2006 2010 2015 2020 2025 2030
Eaux souterraines (Hm³) 336.55 229.50 228.72 193.69 170.38 160.41
Barrages (Hm³) 316.14 311.64 320.45 310.71 309.64 309.64
Retenues Collinaires (Hm³) 12.05 32.73 34.34 35.07 35.07 35.07
Dessalement de l’eau de mer (Hm³) 52.22 346.86 529.36 529.36 529.36 529.36 OFFRE STEP (Hm³) 9.38 30.51 40.52 41.82 42.29 42.83
Transfert « Importation » (Hm³) 38.32 157.46 157.46 157.46 157.46 157.46 Total (Hm³) 764.66 1108.70 1310.85 1268.11 1244.20 1234.77 AEP, AEI (Hm³) 420.68 447.29 483.02 521.75 563.72 609.23 GPI (Hm³) 140.00 140.00 140.00 140.00 140.00 140.00 PMH (Hm³) 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33
Demande Transfert « Exportation » (Hm³) 53.07 78.22 79.98 81.86 83.87 86.02 Total (Hm³) 849.08 900.83 938.33 978.94 1022.92 1070.58 Bilan (Hm³) -84.42 207.87 372.52 289.18 221.28 164.18 Bilan Obs. Déficit Excédent Excédent Excédent Excédent Excédent
Tableau XI. 3 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu’à 2030. XI.5. Scénario de changement climatique : séquences humides « WCC scenario » Le graphe ci–dessous (Graphe XI.8) montre l‘évolution des quantités d‘eaux souterraines disponibles ou l‘évolution des stockages d‘eau dans les aquifères. Ainsi, de 2006 à 2030, on remarque que le modèle a pris en compte le caractère de l'humidité de ces années sur le rechargement de des aquifères et par conséquence sur l‘augmentation de l‘offre (cf. Graphe XI.9). On constate qu‘une augmentation du stockage d‘eau est enregistrée pour ce scénario aux environs de 336.55 hm³ à 377.80 hm³ et cela à partir de 2010.
138
Stockage d'eau souterraine Scénario: Scénario2:Avec dess,MAO,s/dev GPI année Humide, Tout month (12) Tous les autres 260 Nappe plaine de SBA 250 Nappe Pt. Mostaganem 240 Nappe Pt. Ain Témouchent 230 Nappe Pl. de Maghnia 220 Nappe Pl. de Ghriss Nappe Paine de HABRA 210 Nappe Monts de Tlemcen 200 Nappe Monts de SAIDA 190 Nappe El Megdadia 180 Nappe BAYADH 170 Nappe Ain Skhouna 160 NAPPE Vallée Oued Saida 150 140 130 120
Million Mètre cube Mètre Million 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Sept Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r Déc Août Av r 2005 2006 2006 2007 2008 2008 2009 2010 2010 2011 2012 2012 2013 2014 2014 2015 2016 2016 2017 2018 2018 2019 2020 2020 2021 2022 2022 2023 2024 2024 2025 2026 2026 2027 2028 2028 2029 2030 Graphe XI. 8 Evolution des stockages des eaux souterraines jusqu'à 2030
2000
1500
1000 Offre
Bilan (Hm3) Bilan 500 Demande
0 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Année
Graphe XI. 9 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de changement climatique : séquences humides) 2006 2010 2015 2020 2025 2030
Eaux souterraines (Hm³) 336.55 290.62 348.93 370.16 378.63 377.80
Barrages (Hm³) 316.14 316.43 330.63 335.38 340.37 345.62
Retenues Collinaires (Hm³) 12.05 32.73 34.34 35.07 35.07 35.07
Dessalement de l’eau de mer (Hm³) 52.22 346.86 529.36 529.36 529.36 529.36 OFFRE STEP (Hm³) 9,38 25,31 32,97 35,89 38,45 41,01 Transfert « Importation » (Hm³) 38,32 157,46 157,46 157,46 157,46 157,46 Total (Hm³) 764,66 1169,43 1433,69 1463,32 1479,35 1486,32 AEP, AEI (Hm³) 420,68 447,29 483,02 521,75 563,72 609,23 GPI (Hm³) 140,00 140,00 140,00 140,00 140,00 140,00 PMH (Hm³) 235,33 235,33 235,33 235,33 235,33 235,33
Demande Transfert « Exportation » (Hm³) 53,07 78,22 79,98 81,86 83,87 86,02 Total (Hm³) 849,08 900,83 938,33 978,94 1022,92 1070,58 Bilan (Hm³) -84,42 268,59 495,36 484,39 456,43 415,73 Bilan Obs. Déficit Excédent Excédent Excédent Excédent Excédent Tableau XI. 4 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu’à 2030.
139
XI.6. Scénario de la gestion de la demande: « DM scenario » Economiser une grande partie des eaux perdues ou gaspillées est techniquement possible et coûterait bien moins que ce que coûtent les productions d‘eau pour couvrir les besoins en eau futurs supplémentaires. La gestion des demandes vise donc la réduction simultanée des " inutilisations " d‘eau prélevée ou produite et des " mauvaises utilisations ", c‘est à dire tous les gaspillages d‘ordre physiques et/ou économiques. Ce sont : les défauts pratiques des systèmes d‘utilisation (pertes, fuites, manque d‘efficience), les usages d‘eau inutiles ou superflus, les usages superflus d‘eau de qualité, les défauts de choix d‘utilisation et de réutilisation, les défauts en aval des usages. Il s‘agit à la fois : - de réduire les demandes ou du moins de ralentir leur croissance; - d‘adapter au mieux les demandes aux conditions de l‘offre; - de coordonner et d‘optimiser des utilisations multiples de ressources en eau limitées; - de modifier les facteurs de besoins eux-mêmes et d‘adapter la structure sectorielle des utilisations, en favorisant les plus valorisantes.
Le graphe montre l‘impact de la gestion de la demande sur l‘évolution de la demande en eau avec seulement 15% d'effort de la gestion de la demande dans le secteur urbain et de 5% dans l'irrigation réduit bien la demande en eau (cf. Graphe XI.10 et Graphe XI.11).
Demande en eau (sans pertes, recycl., GSD) Scénario: Scénario3: A/dess,MAO,S/GPI,Gestion de la demande, Tout month (12) Tlemcen 850 Tiaret 800 Sidi Bel Abbes SAIDA 750 Relizane PMH W.Tlémcen 700 PMH W.Tiaret PMH W.Sidi Bel Abbes 650 PMH W.SAIDA PMH W.Oran 600 PMH W.Naama 550 PMH W.Mostaghanem PMH W.Mascara 500 PMH W.Laghouat PMH W.Ain Tmouchent 450 PMH El Bayadh Oran 400 NAAMA
Million Mètre cube Mètre Million 350 Mostaganem Mascara 300 Laghouat 03 communes GPI Zeraguet Ex.Ain Skhouna 250 GPI SIG GPI MAGHNIA 200 GPI HABRA 150 Chellif Zahrez BAYADH 100 A.Temouchent
50
0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 10 l'évolution de la demande en eau dans les sites de demande jusqu’à 2030
140
1400
1200
1000
800
600 Offre
Bilan (Hm3) Bilan Demande 400
200
0 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Année
Graphe XI. 11 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de la gestion de la demande)
2006 2010 2015 2020 2025 2030
Eaux souterraines (Hm³) 336.55 260.76 269.26 267.07 274.96 275.34
Barrages (Hm³) 316.14 322.64 322.64 322.64 322.64 322.64
Retenues Collinaires (Hm³) 12.05 32.73 34.34 35.07 35.07 35.07
Dessalement de l’eau de mer (Hm³) 52.22 346.86 529.36 529.36 529.36 529.36 OFFRE
STEP (Hm³) 9.38 7.02 8.29 9.09 9.91 10.82
Transfert « Importation » (Hm³) 38.32 157.46 157.46 157.46 157.46 157.46 Total (Hm³) 764.66 1127.48 1321.35 1320.70 1329.40 1330.69 AEP, AEI (Hm³) 420.68 335.46 362.27 391.31 422.79 456.92 GPI (Hm³) 140.00 121.80 121.80 121.80 121.80 121.80 PMH (Hm³) 235.33 204.73 204.73 204.73 204.73 204.73
Demande Transfert « Exportation » (Hm³) 53.07 58.67 59.99 61.40 62.90 64.52 Total (Hm³) 849.08 720.67 748.79 779.24 812.23 847.98 Bilan (Hm³) -84.42 406.81 572.56 541.46 517.17 482.71 Bilan Obs. Déficit Excédent Excédent Excédent Excédent Excédent
Tableau XI. 5 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu’à 2030. XI.7. Scénario du développement du niveau de vie : « DSL scenario » Deux hypothèses de calcul de dotations hydriques ont été envisagées : - Un calcul basé sur le maintien des dotations hydriques actuelles, - Un calcul basé sur une augmentation des dotations hydriques liée à un développement au niveau de vie. Le scénario tient compte l‘accroissement de la dotation unitaire de 1% par an de 2006 jusqu‘à l‘horizon 2030 afin d‘améliorer le niveau de vie et avec la prise en compte des projets d‘investissement actuellement conclus et projetés par le MRE
141
L‘augmentation de la demande en eau et l‘accroissement du niveau de vie font que la disponibilité en eau devrait passer de 849.08 Hm³ en 2006 à 1258,12 Hm³ en 2030 (cf. Graphe XI.12, Graphe XI.13); soit une augmentation d'environ 49% par rapport à 2006.
Demande en eau (sans pertes, recycl., GSD) Scénario: Scénario4: Dévelop du niv de vie (+1% dot Hyd), Tout month (12) Tlemcen 1,250 Tiaret 1,200 Sidi Bel Abbes 1,150 SAIDA 1,100 Relizane PMH W.Tlémcen 1,050 PMH W.Tiaret 1,000 PMH W.Sidi Bel Abbes 950 PMH W.SAIDA 900 PMH W.Oran 850 PMH W.Naama PMH W.Mostaghanem 800 PMH W.Mascara 750 PMH W.Laghouat 700 PMH W.Ain Tmouchent 650 PMH El Bayadh 600 Oran NAAMA 550 Million Mètre cube Mètre Million Mostaganem 500 Mascara 450 Laghouat 03 communes 400 GPI Zeraguet Ex.Ain Skhouna 350 GPI SIG GPI MAGHNIA 300 GPI HABRA 250 Chellif Zahrez 200 BAYADH 150 A.Temouchent 100 50 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 12 Evolution de la demande en eau d'ici à 2030 (Scénario du développement du niveau de vie) Les confrontations sont établies en comparant les ressources en eau existantes avec les besoins en eau pour ce scénario. Nous avons dressé les confrontations globales de la région jusqu‘à 2030 (cf. Graphe XI.13).
1600 1400 1200
1000 800 Offre
Bilan (Hm3) Bilan 600 Demande 400 200 0 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Année
Graphe XI. 13 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario du développement du niveau de vie)
142
2006 2010 2015 2020 2025 2030
Eaux souterraines (Hm³) 336.55 250.53 284.36 287.36 295.68 290.87
Barrages (Hm³) 316.14 322.64 322.64 322.64 322.64 322.64
Retenues Collinaires (Hm³) 12.05 32.73 34.34 35.07 35.07 35.07
Dessalement de l’eau de mer (Hm³) 52.22 346.86 529.36 529.36 529.36 529.36 OFFRE
STEP (Hm³) 9.38 11.46 14.50 16.71 18.97 21.55
Transfert « Importation » (Hm³) 38.32 157.46 157.46 157.46 157.46 157.46 Total (Hm³) 764.66 1121.69 1342.66 1348.60 1359.19 1356.94 AEP, AEI (Hm³) 420.68 465.45 528.28 599.74 681.04 773.56 GPI (Hm³) 140.00 140.00 140.00 140.00 140.00 140.00 PMH (Hm³) 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33
Demande Transfert « Exportation » (Hm³) 53.07 81.40 87.47 94.10 101.33 109.23 Total (Hm³) 849.08 922.17 991.08 1069.16 1157.69 1258.12 Bilan (Hm³) -84.42 199.52 351.59 279.44 201.50 98.83 Bilan Obs. Déficit Excédent Excédent Excédent Excédent Excédent Tableau XI. 6 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu’à 2030. XI.8. Scénario de développement des GPI 1 : « DLIS 1 scenario » Ce scénario analyse la situation avec le dessalement de l‘eau de mer, le transfert MAO et le développement des grands périmètres irriguées selon la programmation du MRE (Tafna Isser: 6800 ha, Zeraguet: 2565 ha, Mascara Ghris: 10,800 ha, Mléta: 7300 ha, Bordjias: 5000 ha, Habra 15,300 ha, Sig: 7740 ha and Maghnia: 4600 ha), avec une dotation hydrique de 8000 m³/ha/an. Cette dotation est calculée pour chaque périmètre, à partir des informations recueillies auprès des organismes concernés
Demande en eau (sans pertes, recycl., GSD) Scénario: Scénario5:A/dess,transfert MAO,dev GPI(8000m3/h), Tout month (12) Tiaret 1,400 Sidi Bel Abbes 1,350 SAIDA 1,300 Relizane 1,250 PMH W.Tlémcen 1,200 PMH W.Tiaret 1,150 PMH W.Sidi Bel Abbes 1,100 PMH W.SAIDA 1,050 PMH W.Oran 1,000 PMH W.Naama PMH W.Mostaghanem 950 PMH W.Mascara 900 PMH W.Laghouat 850 PMH W.Ain Tmouchent 800 PMH El Bayadh 750 Oran 700 NAAMA 650 Mostaganem
Million Mètre cube Mètre Million 600 Mascara 550 Laghouat 03 communes 500 GPI Zeraguet Ex.Ain Skhouna 450 GPI Tafna Isser 400 GPI SIG 350 GPI Mléta 300 GPI MAGHNIA 250 GPI HABRA GPI Ghris 200 GPI Bordjias 150 Chellif Zahrez 100 BAYADH 50 A.Temouchent 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 14 Evolution de la demande en eau d'ici à 2030 (Scénario DLIS 1)
143
L‘agriculture représente la première activité socio-économique dans la région et la plus consommatrice des ressources hydriques. Il est donc nécessaire de la prendre en compte pour assurer une gestion efficace de l‘eau et leur implication en termes d‘information. Les confrontations sont établies en comparant les ressources en eau existantes avec les besoins en eau pour ce scénario. Nous avons dressé les confrontations globales de la région jusqu‘à 2030 (cf. Graphe XI.15). L'extension des superficies irriguées se traduirait par une augmentation de la demande en eau d'où une pénalisation des usagers existants (irrigants et AEP). Par contre la réhabilitation des anciens périmètres par l'accroissement de l'efficience de l'utilisation qu'elle entraîne se traduirait par une économie d'eau et par conséquent par un effet positif sur l'ensemble des usagers. Sur la base de la demande future en eau des principaux utilisateurs et compte tenu de l'offre prévisionnelle, le bilan global passera d'un excédent de 6.16 millions de m³ en 2020 à un déficit de -122.28 millions de m³ en 2030 (cf. Graphe XI.15). 1600 1400
1200
1000 800 Offre 600 Bilan (hm3) Bilan Demande 400 200 0 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Année
Graphe XI. 15 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de développement des GPI 1)
2006 2010 2015 2020 2025 2030
Eaux souterraines (Hm³) 336.55 235.90 250.52 245.55 227.72 204.02
Barrages (Hm³) 316.14 313.02 322.64 322.64 322.64 322.64
Retenues Collinaires (Hm³) 12.05 32.73 34.34 35.07 35.07 35.07
Dessalement de l’eau de mer (Hm³) 52.22 346.86 529.36 529.36 529.36 529.36 OFFRE
STEP (Hm³) 9.38 25.29 32.91 35.85 38.26 40.59
Transfert « Importation » (Hm³) 38.32 157.46 157.46 157.46 157.46 157.46 Total (Hm³) 764.66 1111.26 1327.24 1325.93 1310.51 1289.14 AEP, AEI (Hm³) 420.68 447.29 483.02 521.75 563.72 609.23 GPI (Hm³) 140.00 241.64 480.84 480.84 480.84 480.84 PMH (Hm³) 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33
Demande Transfert « Exportation » (Hm³) 53.07 78.22 79.98 81.86 83.87 86.02 Total (Hm³) 849.08 1002.47 1279.17 1319.78 1363.76 1411.42 Bilan (Hm³) -84.42 108.79 48.07 6.16 -53.25 -122.28 Bilan Obs. Déficit Excédent Excédent Excédent déficit déficit Tableau XI. 7 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu’à 2030.
144
XI.9. Scénario de développement des GPI 2: « DLIS 2 scenario » Dans ce scénario on a pris en compte le développement des grands périmètres irrigués (cf. Section XI.8) avec une dotation hydrique de 3000 m³/ha/an. En changeant les techniques d‘irrigation et en remplaçant les cultures grandes consommatrices d‘eau par des cultures peu consommatrices.
Exigence distribution (avec pertes, recycl., GSD) Scénario: Scénario6:A/dess,transfert MAO,dev GPI(3000m3/ha), Tout month (12) Tiaret 1,100 Sidi Bel Abbes 1,050 SAIDA Relizane 1,000 PMH W.Tlémcen 950 PMH W.Tiaret 900 PMH W.Sidi Bel Abbes PMH W.SAIDA 850 PMH W.Oran 800 PMH W.Naama 750 PMH W.Mostaghanem PMH W.Mascara 700 PMH W.Laghouat 650 PMH W.Ain Tmouchent PMH El Bayadh 600 Oran 550 NAAMA 500 Mostaganem
Million Mètre cube Mètre Million Mascara 450 Laghouat 03 communes 400 GPI Zeraguet Ex.Ain Skhouna 350 GPI Tafna Isser GPI SIG 300 GPI Mléta 250 GPI MAGHNIA 200 GPI HABRA GPI Ghris 150 GPI Bordjias 100 Chellif Zahrez 50 BAYADH A.Temouchent 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XI. 16 Evolution de l’exigence de distribution d'ici à 2030 (Scénario DLIS 2) Les confrontations sont établies en comparant les ressources en eau existantes avec les besoins en eau pour ce scénario. Nous avons dressé les confrontations globales de la région jusqu‘à 2030 (cf. Graphe XI.17).
1600 1400 1200
1000 800 Offre
Bilan (Hm3) Bilan 600 Demande 400 200 0 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Année
Graphe XI. 17 Confrontation : Offre - Demande pour différents horizons (Scénario de développement des GPI 2)
145
2006 2010 2015 2020 2025 2030
Eaux souterraines (Hm³) 336.55 252.73 264.53 258.92 234.54 204.11
Barrages (Hm³) 316.14 313.02 322.64 322.64 322.64 322.64
Retenues Collinaires (Hm³) 12.05 32.73 34.34 35.07 35.07 35.07
Dessalement de l’eau de mer (Hm³) 52.22 346.86 529.36 529.36 529.36 529.36 OFFRE
STEP (Hm³) 9.38 25.29 32.91 35.85 38.26 40.59
Transfert « Importation » (Hm³) 38.32 157.46 157.46 157.46 157.46 157.46 Total (Hm³) 764.66 1128.10 1341.25 1339.30 1317.33 1289.23 AEP, AEI (Hm³) 420.68 447.29 483.02 521.75 563.72 609.23 GPI (Hm³) 140.00 90.62 180.32 180.32 180.32 180.32 PMH (Hm³) 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33 235.33
Demande Transfert « Exportation » (Hm³) 53.07 78.22 79.98 81.86 83.87 86.02 Total (Hm³) 849.08 851.45 978.65 1019.25 1063.24 1110.90 Bilan (Hm³) -84.42 276.65 362.60 320.05 254.09 178.34 Bilan Obs. Déficit Excédent Excédent Excédent Excédent Excédent
Tableau XI. 8 Evolution des ressources en eau et de la demande jusqu’à 2030.
146
XI.10. Comparaison des scénarios Les résultats de la demande non satisfaite pour le compte actuel (dans notre cas l‘année 2006) ainsi que pour l'année 2030 pour les sept scénarios sont montrés dans le Tableau XI.9. Ce tableau montre que pour le scénario BAU, les sites de demande à forte pénuries d'eau sont Bayadh, Naama, Oran, Saida, Tiaret et Sidi Bel Abbes, GPI Maghnia, GPI Sig, GPI Zeraguet. La pénurie dans ces wilayas est essentiellement due à la demande en eau d'irrigation, le méga pôle Oran n'est pas couvert dans ce scénario avec une demande non satisfaite de 2,08 Hm³. Le Tableau XI.9 montre que pour le scénario DCC, il existe une importante demande non satisfaite dans huit sites de demande qui sont : Oran, avec une demande non satisfaite de 45,38 HM³, Tiaret avec une demande non satisfaite de 32,38 hm³, Sidi Bel Abbes avec une demande non satisfaite de 14,09 hm³, Saïda avec une demande non satisfaite de 1,16 hm³, A.Témouchent avec une demande non satisfaite de 10,39 hm³, Mascara avec une demande non satisfaite de 5,34 hm³, Naama avec une demande non satisfaite de 3,66 hm³ et Bayadh avec une demande non satisfaite de 2,85 hm³. Le déficit dans la demande agricole pour ce scénario est d'environ 26,00 hm³ pour le GPI Maghnia, 22,41 hm³ pour GPI Sig et de 0,38 pour GPI Zeraguet comme indiqué dans le tableau XI.9.
BAU DCC WCC DM DSL DLIS1 DLIS2
Ain Temouchent 0.00 10.39 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Bayadh 2.85 2.85 2.85 0.00 0.00 2.85 2.85 GPI Bordjias 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16.12 0.00 GPI Ghris 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 68.29 16.11 GPI Habra 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 32.40 0.00 GPI Maghnia 25.59 26.00 25.39 20.04 25.59 30.39 7.39 GPI Mléta 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 40.91 8.22 GPI Sig 22.41 22.41 22.41 16.51 22.41 47.56 10.52 GPI Tafna Isser 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 31.98 4.09 GPI Zeraguet 0.46 0.38 0.46 0.00 0.38 3.33 0.00 Laghouat 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Mascara 0.00 5.34 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Mostaganem 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Naama 3.27 3.66 0.12 0.00 0.00 3.27 3.27 Oran 2.08 45.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Saida 1.16 1.16 1.16 0.00 0.00 1.16 1.16 Sidi Bel Abbes 12.64 14.09 11.89 0.00 0.00 12.64 12.64 Tiaret 5.54 32.38 3.04 0.00 0.00 5.54 5.54 Tlemcen 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Tableau XI. 9 La demande non satisfaite pour les sept scénarios pour l’année 2030 (Hm³) Le tableau XI.9 montre que pour le scénario WCC, il existe une importante demande domestique non satisfait dans cinq sites qui sont Saïda: 1, 16 hm³, Sidi Bel Abbes: 11,89 hm³, Bayadh: 2,85 hm³, Tiaret: 3,04 hm³ et Naama: 0,12 hm³. La demande agricole non satisfait est le même que pour le scénario ―BAU‖, comme indiqué dans le tableau XI.9. Dans ce scénario, nous constatons que la métropole de la ville d'Oran est couverte à 100% Les scénarios de DCC et le WCC ont été construits pour évaluer l'impact de la disponibilité des ressources sous l‘effet des changements climatiques probables dans la région et a examiné comment la variation naturelle dans les données climatiques auront un impact sur les ressources en eau face à la demande future et d'étudier l'impact des grands projets prévus sur la gestion des ressources en eau dans la région de l‘Ouest jusqu‘à 2030.
147
Le stockage des eaux souterraines dans le scénario du DCC a une tendance à la baisse à partir de l'an 2030 qui est 160,41 hm³, Toutefois, pour l'année de base (2006) était d'environ 336,55 hm³, par conséquent, les résultats du bilan hydrique montrent que les différents scénarios climatiques DCC et le WCC ont une forte impacts sur la disponibilité de l'eau.
Demande non satisfaite Tout Site de demande (45), month: Août 85 Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI Scénario1:Avec dess,MAO,s/dev GPI année Sèche 80 Scénario2:Avec dess,MAO,s/dev GPI année Humide 75 Scénario3: A/dess,MAO,S/GPI,Gestion de la demande Scénario4: Dévelop du niv de vie (+1% dot Hyd) 70 Scénario5:A/dess,transfert MAO,dev GPI(8000m3/h) Scénario6:A/dess,transfert MAO,dev GPI(3000m3/ha) 65
60
55
50
45
40
Million Mètre cube Mètre Million 35
30
25
20
15
10
5
0
Août 2006 Août 2007 Août 2008 Août 2009 Août 2010 Août 2011 Août 2012 Août 2013 Août 2014 Août 2015 Août 2016 Août 2017 Août 2018 Août 2019 Août 2020 Août 2021 Août 2022 Août 2023 Août 2024 Août 2025 Août 2026 Août 2027 Août 2028 Août 2029 Août 2030
Graphe XI. 18 Demande non satisfaite pour tous les scénarios Pour le scénario DSL, il n'y a pas de lacune dans la demande domestique, le déficit n'est que de la demande agricole qui représente environ 25,59 Hm³ pour le GPI Maghnia, 22,41 Hm³ pour le GPI Sig et 0,38 Hm³ pour le GPI Zeraguet comme indiqué dans le tableau XI.9. Dans ce scénario, les effets présentés sur l'augmentation de la demande en eau sont moins prononcées qui est particulièrement important durant la dernière décennie de la période d'étude (cf. Graphe XI.19).
Pour le scénario DLIS1, il existe une demande domestique non satisfaite dans cinq sites: Sidi Bel Abbes : 12,64 Hm³, Tiaret : 5,54 Hm³, Naama : 3,27 Hm³, Bayadh : 2,85 Hm³, et Saida : 1,16 Hm³. La demande agricole non satisfait pour ce scénario est d'environ 68,29 hm³ pour GPI Ghris, 47,56 hm³ pour GPI Sig, 40,91 hm³ pour GPI Mléta, 32,30 hm³ pour GPI Habra, 31,98 hm³ pour GPI Tafna Isser, 30,29 hm³ pour GPI Maghnia, 17,78 hm³ pour GPI Bordjias et 3.33 for GPI Zeraguet comme indiqué dans le tableau XI.9.
Pour le scénario DLIS2, il existe une demande domestique non satisfaite dans cinq sites: Sidi Bel Abbes : 12,64 Hm³, Tiaret : 5,54 Hm³, Naama : 3,27 Hm³, Bayadh : 2,85 Hm³, et Saida : 1,16 Hm³. La demande agricole non satisfait pour ce scénario est d'environ 16,11 hm³ pour GPI Ghris, 10,52 hm³ pour GPI Sig, 8,22 hm³ pour GPI Mléta, 7,29 hm³ pour GPI Maghnia et 4,09 hm³ pour GPI Tafna Isser, pour les autres GPI il n'y a pas de lacune dans la demande de l'agriculture (GPI Bordjias, GPI Habra et Zeraguet).
Avec le temps, la pression sur la ressource en eau devrait être de plus en plus forte. Le bassin va passer à l'horizon 2020 (moyen terme) à une transition vers le déficit en eau, signalant le passage à la deuxième phase qui est celle de la gestion de la demande en eau. Elle est basée essentiellement sur l'optimisation de l'utilisation de la ressource, particulièrement, par les efforts de réduction des pertes dans les réseaux de distribution, le changement des technologies d'usage de l'eau en irrigation en utilisant des systèmes plus économes de l'eau (système de pivot, d‘aspersion et goutte à goutte).
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Pour le scénario DM, il n'y a pas de lacune dans la demande domestique. Le déficit est dans la demande agricole, elle est d'environ 20,04 hm³ pour GPI de Maghnia et 16,51 hm³ pour GPI de Sig (cf. tableau XI.9). Les simulations montrent que WEAP avec seulement 15% d'effort de la gestion de la demande dans le secteur urbain et de 5% dans l'irrigation réduit bien les besoins non satisfaits (Hamlat et al., 2012). En comparaison avec les autres scénarios, le scénario DM représentent le meilleur scénario à une réduction de la demande mensuelle totale due à l'application de la conservation de l'eau et les pratiques de gestion de la demande qui a eu un grand impact dans la croissance le plus élevée du scénario. Le département de l'agriculture de l'Organisation pour l'alimentation et l'agriculture des Nations Unies a adopté la position que le passage d'une «culture de la gestion de l'offre» à celui de «gestion de la demande" (FAO 2003) est essentielle pour lutter efficacement contre notre crise mondiale de l'eau. Pour la région de l'Ouest, maîtrise de la demande en eau est devenue un objectif politique prioritaire. Les besoins en eau actuels sont forts et approche des limites des ressources gérables. La gestion de la demande en eau est constitué un moyen de remplacer le besoin des nouvelles ressources en eau et peut prévenir certains coûts d'approvisionnement. Elle se réfère à améliorer à la fois la productivité et l'efficacité allocative de l'utilisation de l'eau.
700
600
500
400 BAU DCC 300 WCC DM 200 SDL DLIS 1 100 DLIS 2
0 2006 2010 2015 2020 2025 2030
-100
-200
Graphe XI. 19 Evolution de la balance dans tous les scénarios 2006-2030
Le graphe XI.19 montre que DLIS1 représente le pire scénario, où la situation future pourrait donner lieu à un bilan hydrique négatif surtout après 2020 en raison de la demande en eau d'irrigation importante des périmètres irrigués futures.
149
En général, on peut donc considérer que la demande en eau jusqu'en 2030 pour les différents centres de consommation peut être assurée par les structures existantes ou en projet (cf. Tableau XI.8) avec satisfaction raisonnable dans les scénarios DM et le WCC, si toutes ces infrastructures sont fonctionnelles. Dans l'évolution du bilan pour tous les scénarios, nous trouvons deux périodes: 2006-2015 et 2015-2030. Dans la première période, il y a une augmentation dans le bilan jusqu'à l'année 2015. Après cette année, nous observons que l'équilibre de l'eau montre une baisse pour tous les scénarios, comme indiqué dans le graphe XI.19. Il devrait y avoir suffisamment d'eau disponible pour satisfaire les besoins en eau au sein de la région de l‘Ouest sous BAU, DCC, DSL et DLIS après 2030 et surtout dans le pire scénario (DLIS1) après 2020. Les Stratégies doivent être élaborées et devraient être fondées sur le futur projet « transfert des Sud - Hauts Plateaux» (cf. Annexe V) qui est actuellement à l'étude, un projet de transfert d'eau de l'aquifère Albien (à partir des wilayas du Sud: Laghouat, Ghardaïa et Ouargla) pour les villes des Hauts Plateaux en particulier Saida, Sidi Bel Abbes, Bayadh et Tiaret. Ce projet d'envergure prévoit un volume de 600 Hm³ / an (APRM et NFP 2008) qui sera un grand secours vers les zones déficitaires de la région de l‘Ouest (Hamlat et al., 2012). Le modèle WEAP a révélé les zones déficitaires (wilaya, GPI) au sein de la région de l‘Ouest où les effets de pénurie d'eau se font sentir ou se feront sentir dans les années à venir qui nécessiteront une nouvelle réflexion sur la gestion de l'eau et des mesures d'urgence. En général, cette étude confirme ce jugement, que les résultats du modèle aideront à découvrir les points chauds de l'action.
150
PARTIE IV : RESULTATS ET INTERPRETATION Chapitre XII Confrontation Besoin-ressources au niveau de chaque Wilaya
144
Chapitre 12
Confrontation besoin-ressources pour chaque Wilaya
Dans ce chapitre la vision globale de l‘évolution des ressources et des besoins pour les horizons choisis dans la simulation pour chaque wilaya intégrée dans la région d‘étude a été dressée.
XII.1 Analyse de l'adéquation entre l’offre et la demande pour chaque site de demande Les confrontations sont établies en comparant les ressources en eau existantes avec les besoins en eau de façon à ce que les mesures à prendre pour satisfaire les demandes en eau puissent être évaluées. Les calculs de la confrontation présentent comme intérêt, l‘évaluation de la situation de gestion des ressources en eau et de suivre le développement. Nous avons dressé les confrontations globales pour chaque wilaya intégrée dans la région d‘étude pour les horizons choisis dans la simulation. Pour la description de la situation actuelle de chaque wilaya ont été pris en compte : - Des offres en eau telles qu‘elles sont évaluées et mobilisées en 2006, par le secteur de l‘hydraulique (nappes, barrages, RC, transferts); - Des demandes en eau évaluées sur la base d‘hypothèses pour une satisfaction normale (alimentation en eau potable et industrielle, y compris les pertes dans les réseaux d‘irrigation et d‘AEPI) ; - Comme facteur déterminant du climat : La pluviométrie moyenne ; XII.2. Wilaya d’Oran La wilaya compte une population de 1571733 hab. (Estimation en 2006). En 2030, La population de la wilaya serait de 2327855 hab. Les infrastructures de mobilisation des ressources sont essentiellement « ouvertes vers l‘extérieur » au sens où la wilaya a toujours tiré ses ressources en eau des wilayas voisine (MRE 2010). La wilaya compte une population de 1571733 hab. (Estimation en 2006). En 2030, La population de la wilaya serait de 2327855 hab.
151
Les infrastructures de mobilisation des ressources sont essentiellement « ouvertes vers l‘extérieur » au sens où la wilaya a toujours tiré ses ressources en eau des wilayas voisine (MRE 2010).
Figure XII. 1 Evolution de la demande en eau de la wilaya d’Oran Le seul potentiel envisageable réside dans l‘utilisation des eaux usées épurées de la grande STEP d‘Oran (38 Hm³ probablement disponibles en 2030) dont l‘usage devrait faire l‘objet d‘une promotion et d‘encouragements certains. La demande en eau d‘irrigation est représentée par la PMH uniquement (13 Hm³). Bien que ne disposant pas de GPI, la wilaya assurera l‘irrigation du GPI de la Mléta au moyen de la réutilisation des eaux usées de la STEP d‘Oran (El Karma) qui devrait produire près de 98 Hm³. Le GPI de la Mléta représentera une demande de l‘ordre de 58.4 Hm³, ce qui laissera un reliquat de 38 Hm³ au niveau de la STEP.
Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: Oran 200 Débit vers STEP elKerma Débit entrant venant de St de déminéralisation Bredeah 180 Débit entrant venant de St de dessalement Plage el Hillal 160 Débit entrant venant de St de dessalement MACTA Débit entrant venant de St de dessalement Honaine 140 Débit entrant venant de St de dessalement Bousfer 120 Débit entrant venant de St de dessalement Arzew Ex.Kahrama Débit entrant venant de St de dessalement Ain Turc 100 Débit entrant venant de Nappe Dj. Murdjadjo 80 Débit entrant venant de Dzioua Réservoir Débit entrant venant de Bge kerrada Transfert MAO 60 Débit entrant venant de Bge Sidi Abdeli 40 Débit entrant venant de Bge Gargar Débit entrant venant de Bge Fergoug 20 Débit entrant venant de Bge Beni Bahdel 0 Consommation -20
Million Mètre cube Mètre Million -40
-60
-80
-100
-120
-140
-160
-180
-200 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 1 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya d’ Oran jusqu’à 2030 En 2030, les ressources sont semblables à celles décrites pour 2006 si ce n‘est qu‘à partir de 2012, une SDEM de grosse capacité en plus : La Macta (182 Hm³/an, (ou 500 000 m³/jour)
152 entrera en fonction. Situé au nord-est de la wilaya, cette SDEM peut être considérée comme patrimoine commun aux trois wilayas d‘Oran, Mascara et Mostaganem. Elle constituera une ressource majeure pour la région. En 2030, la demande en AEP de la wilaya atteindra près de 195 Hm³/an tandis que la demande de la PMH devrait être de l‘ordre de 34 Hm³ par an. XII.3. Wilaya de Tlemcen La population de la wilaya de Tlemcen est estimée en 2006 à 975025 hab. En 2030, la wilaya compterait 1 323 493hab. La wilaya comprend deux réseaux d‘adduction principaux : le Nord alimenté par les SDEM et le Sud avec 2 CC Chott el Gharbi implantés dans la wilaya de Naama. En période de pluviométrie moyenne, le bilan du réseau Tlemcen Sud est positif avec la ressource des champs captant qui représente 30 Hm³ pour une demande de 24.6 Hm³ (y compris la partie ouest de Sidi Bel Abbes). La wilaya dispose de 5 barrages (152 Hm³) et de 3 SDEM (1,8 Hm³/an) en plus des eaux souterraines mobilisées pour l‘AEP (MRE 2010).
Figure XII. 2 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Tlemcen La demande AEP de la situation actuelle est de l‘ordre de 78 Hm³ tandis que la demande en irrigation est de près de 29 Hm³ pour la PMH. Deux GPI sont prévus : Tafna-Isser (2015) et Maghnia (2020). Le GPI Tafna-Isser est alimenté par le barrage H.Boughrara (18 Hm³) tandis que le GPI de Maghnia est alimenté par le barrage Beni Bahdel (15 Hm³). Pour autant que la disponibilité en sol le permette, il est souhaitable de revoir la distribution de l‘extension des superficies de PMH en fonction des disponibilités en eau souterraine (MRE 2010).
153
Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: Tlemcen 110,000 Débit vers STEP W.Tlemcen Débit entrant venant de St de dessalement Souk Tleta 100,000 Débit entrant venant de St de dessalement Honaine 90,000 Débit entrant venant de St de dessalement Ghazaouet 80,000 Débit entrant venant de Chott Gherbi Débit entrant venant de Bge Sikkak 70,000 Débit entrant venant de Bge Mefrouche 60,000 Débit entrant venant de Bge Hammam Boughrara 50,000 Débit entrant venant de Bge Beni Bahdel Consommation 40,000 30,000 20,000 10,000 0 -10,000
Mille Mètre cube Mètre Mille -20,000 -30,000 -40,000 -50,000 -60,000 -70,000 -80,000 -90,000 -100,000 -110,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 2 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Tlemcen jusqu’à 2030 A l‘horizon 2030, Le bilan de la wilaya de Tlemcen sera largement positif les ressources y représenteront 471 Hm³ tandis que les demandes seront de l‘ordre de 229 Hm³ (si on prit en compte de développement des GPI de Tafna-Isser). Deux SDEM d‘importante capacité (essentiellement Honaine et Souk Tleta) produiront 85 Hm³ tandis que la demande AEP sera de 108 Hm³. La wilaya dispose de plus de 5 barrages capables de mobiliser 152 Hm³. La demande en eau d‘irrigation concerne 2 GPI (Maghnia et Tafna-Isser) et représente près de 91,2 Hm³ tandis que la PMH représente une demande de près de 120 Hm³. XII.4. Wilaya de Ain Temouchent La population de la wilaya d‘Ain Temouchent est de 384.000 (estimation 2006). En 2030 la population serait de 526641 hab. Les infrastructures de mobilisation des ressources sont les usines de dessalement (2 petites unités et une unité, Plage El Hillal, de 200.000 m³/jour) qui offrent en tout 35 Hm³. Le cratère Dziouia assure le stockage de prélèvements réalisés au moyen d‘une prise sur la Tafna. Ce réservoir régularise un volume de 6 Hm³/an. L‘ossature hydraulique comprend un réseau « en étoile » à partir du cratère Dzioua qui relie presque toutes les communes mais aussi Oran au moyen d‘une importante conduite D 1600 et la conduite D1100 Beni Bahdel-Oran qui traverse la wilaya selon un axe sud-ouest nord est vers Oran (MRE 2010).
154
Figure XII. 3 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Ain Temouchent En 2006, la demande AEP représente 32 Hm³ tandis que la demande en eau d‘irrigation est représentée par la PMH uniquement (9 Hm³). L‘alimentation en eau du GPI de la Mléta (7300 ha, demande de 58.4 Hm³/an) sera assurée par la grande STEP d‘ORAN (potentiel de près de 70 Hm³). Dans la mesure où la SDEM de la plage El Hillal assurera l‘ensemble des besoins en AEP, le cratère Dzioua pourra être recyclé au bénéfice de l‘irrigation de PMH (9 Hm³). Une douzaine de STEP pourraient toutefois apporter un surplus de l‘ordre de 9 Hm³ en faveur du développement, bien encadré, de la PMH de la wilaya (MRE 2010). En particulier, la STEP de Ain Temouchent disposera d‘un potentiel de 30 Hm³. Le bilan actuel de la wilaya, compte tenu de l‘usine de dessalement est positif.
Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: A.Temouchent 45,000 Débit vers STEP W.Ain Tmouchent Débit entrant venant de St de dessalement Plage el Hillal 40,000 Débit entrant venant de St de dessalement Chatt el Ward Débit entrant venant de St de dessalement Bouzedjar 35,000 Débit entrant venant de Prise TAFNA 30,000 Débit entrant venant de Dzioua Réservoir Débit entrant venant de Bge Beni Bahdel 25,000 Consommation
20,000
15,000
10,000
5,000
0
-5,000 Mille Mètre cube Mètre Mille -10,000
-15,000
-20,000
-25,000
-30,000
-35,000
-40,000
-45,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 3 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Ain Témouchent jusqu’à 2030 En 2030, les ressources seront semblables à celles décrite pour 2006. En revanche, la demande en AEP passe à 44 Hm³ tandis qu‘un GPI (Mléta) entre en service à partir de 2015 avec une demande en eau de près de 58.4 Hm³. Le développement de la PMH est modéré et entrainerait une demande de l‘ordre de 9 Hm³/an.
155
La production locale d‘eau dessalée suffira à l‘AEP et dégagera même un excédent de 37 Hm³. XII.5. Wilaya de Sidi Bel Abbés La population de la wilaya de Sidi Bel Abbes est estimée à 694000 hab. en 2006. La population projetée en 2030 est estimée à 862475 hab.
Figure XII. 4 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Sidi Bel Abbés La demande AEP de la situation actuelle est de l‘ordre de 49 Hm³ tandis que la demande en irrigation (PMH uniquement) est de près de 18 Hm³ pour la PMH. La wilaya dispose du barrage Sarno (11,2 Hm³) en plus des eaux souterraines mobilisées pour l‘AEP. Le barrage Sidi Abdelli (wilaya de Tlemcen) est connecté sur la partie nord-ouest (y compris la ville de Sidi Bel Abbes) de la wilaya tandis que le barrage Bouhanifia alimente la ville de Sfissef à l‘ouest tout comme le barrage Cheurfa (wilaya de Mascara) (MRE 2010). Pour autant que la disponibilité en sol le permette, il est souhaitable de revoir la distribution de l‘extension des superficies de PMH en fonction des disponibilités en eau souterraine, le potentiel de la wilaya restera important dans la mesure où les ressources en eau souterraines qui seront disponibles représentent près du double de la demande en eau d‘irrigation projetée en PMH (MRE 2010). Le barrage Sarno sera quant à lui peu sollicité en AEP aussi, quelques 11,2 Hm³/an seront-ils disponibles pour le développement de l‘irrigation dans le nord-ouest de la wilaya.
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Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: Sidi Bel Abbes 70,000 Débit vers STEP W.SBA 65,000 Débit entrant venant de St de dessalement Honaine 60,000 Débit entrant venant de Nappe plaine de SBA 55,000 Débit entrant venant de Chott Gherbi 50,000 Débit entrant venant de Chott Chergui 45,000 Débit entrant venant de Bge Sidi Abdeli Débit entrant venant de Bge Sarno 40,000 Consommation 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 -5,000
Mille Mètre cube Mètre Mille -10,000 -15,000 -20,000 -25,000 -30,000 -35,000 -40,000 -45,000 -50,000 -55,000 -60,000 -65,000 -70,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 4 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Sidi Bel Abbes jusqu’à 2030 A l‘horizon 2030, le bilan de la wilaya de Sidi Bel Abbes sera positif : la demande AEP en 2030 représentera 70 Hm³ tandis que la demande PMH représentera 55 Hm³. Toutefois, la distribution des ressources est telle qu‘il est préférable de renforcer l‘adduction existante de Sidi Bel Abbes par le nord-ouest (disponibilité d‘eau de dessalement de Tlemcen via la conduite Beni Bahdel-Oran) et d‘utiliser le champ captant du Chott El Chergui (mise en service prévue pour 2012) pour les communes du sud de la wilaya. XII.6. Wilaya de Mascara La population de la wilaya de Mascara est estimée en 2006 à 685025 hab. En 2030 la population serait de 933970 hab. Vu le contexte de forte pression de l‘agriculture, Mascara sera alimentée par la SDEM de la Macta. Le recyclage de la conduite D900 du Fergoug qui alimentait Oran constitue une première opportunité de débouché à la SDEM de la Macta. La deuxième opportunité est relative à l‘implantation d‘une conduite de transfert reliant la SDEM de la Macta à Tiaret où une raffinerie de pétrole doit être mise en service dans un environnement qui ne bénéficie pas de ressources suffisantes (MRE 2010). La wilaya de Mascara pourrait donc compter sur deux conduites maîtresses, celle du Fergoug et celle du transfert vers Tiaret. Les champs captant existants (8CC produisant 4.5 Hm³) seront conservés en état de marche sans pour autant les solliciter qu‘en cas de problème sur le réseau AEP. Cette disposition permettra d‘affecter à la PMH l‘ensemble des ressources souterraines.
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Figure XII. 5 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Mascara
La demande AEP de la situation actuelle de la wilaya est de 54 Hm³. La demande en eau d‘irrigation est relative à deux GPI : Sig (7740 ha, 36Hm³), Habra (15300 ha et 56 Hm³) la PMH représente une demande de 72 Hm³. La situation de l‘alimentation en eau des GPI n‘est pas très satisfaisante. Les ressources en eau de la wilaya sont constituées de ressources souterraines (40 Hm³) et d‘eaux de surface. La wilaya compte en plus 4 barrages (Ouizert; Bouhanifia ; Fergoug qui constitue le système TRIPLEX et Cheurfa II). Le bilan global est négatif et la wilaya devra compter sur des ressources extérieures et des transferts pour subvenir à ses besoins. L‘hydraulique de la wilaya touche ses limites en matière d‘irrigation (MRE 2010). Après le service des GPI de Habra et Sig, les barrages ne disposent d‘aucunes réserves supplémentaires mobilisables pour la plaine du Ghriss. Cette plaine supportera donc, dans la limite des capacités des aquifères, le développement de la PMH en lieu et place d‘un troisième GPI. A l‘ouest, le GPI de Sig, 7740 ha, sera alimenté par le barrage Cheurfa II. Au nord-est de la wilaya se trouve le GPI de Habra, 15300 ha, sera alimenté par le barrage Fergoug qui recevra lâchers des barrages Ouizert eu Bouhanifia. Pour ces 2 GPI, le gestionnaire devra être attentif aux cultures à emblaver et éviter par exemple pour le GPI de Habra de pratiquer plus de 53% d‘arboriculture. Il y a donc lieu de promouvoir le développement de la PMH en fonction de la disponibilité des ressources, cette orientation ne pourra être opérée sans viser à freiner globalement ce développement, voir à diminuer des superficies emblavées ou encore, adapter les cultures aux disponibilités en eau (MRE 2010).
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Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: Mascara 75,000 Débit vers STEP W.MASCARA 70,000 Débit entrant venant de St de dessalement MACTA 65,000 Débit entrant venant de Bge Gargar 60,000 Débit entrant venant de Bge Fergoug 55,000 Débit entrant venant de Bge Cheurfa 50,000 Débit entrant venant de Bge Bouhanifia 45,000 Consommation 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 -5,000
-10,000 Mille Mètre cube Mètre Mille -15,000 -20,000 -25,000 -30,000 -35,000 -40,000 -45,000 -50,000 -55,000 -60,000 -65,000 -70,000 -75,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 5 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Mascara jusqu’à 2030 En 2030, la demande en AEP sera de 74 Hm³. Deux à trois GPI seront en service : Sig et Habra, et Mascara Ghriss (10800 ha prévus pour 2030). Toutefois, la pression agricole de la demande PMH sur les eaux souterraines concurrencera tant les forages AEP (rabattements de nappe prévisibles) (MRE 2010). Vu l‘importance du secteur agricole, les barrages seront affectés à l‘irrigation des GPI tandis que l‘eau potable sera amenée du Nord en provenance de la SDEM de la Macta. La conduite du Fergoug D900 pourra être recyclée à cette fin. XII.7. Wilaya de Saida La population de la wilaya de Saïda est estimée en 2006 à 315000 hab. La population serait de 469000 hab en 2030.
Figure XII. 6 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Saida
La Demande AEP de la situation actuelle est de l‘ordre de 27 Hm³. La wilaya compte un GPI de près de 2000 ha (qui serait étendu) et de la PMH dont la demande représente quelques 27 Hm³.
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Les principales ressources en eau de la wilaya sont constituées de 3 aquifères : Chott Chergui, plateau de Saïda et nappe de la vallée de l‘oued Barbour (MRE 2010). Le potentiel des eaux souterraines est de l‘ordre de 25 Hm³ dont 15 concernent le seul champ captant d‘Aïn Skhouna. Il n‘y a pas de barrage (bien que le barrage Ouizert -wilaya de Mascara-) soit très proche de la limite nord de la wilaya (MRE 2010). Les eaux de surface mobilisées représentent près de 8 Hm³. L‘un des plus importants champs captant se trouve au sud-est de la wilaya, dans la commune de Aïn Sekhouna (aquifère Chott Chergui).
Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: SAIDA Débit vers STEP W.SAIDA 28,000 Débit entrant venant de Nappe Monts de SAIDA 26,000 Débit entrant venant de Nappe Ain Skhouna 24,000 Débit entrant venant de NAPPE Vallée Oued Saida 22,000 Consommation 20,000 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 -2,000
-4,000 Mille Mètre cube Mètre Mille -6,000 -8,000 -10,000 -12,000 -14,000 -16,000 -18,000 -20,000 -22,000 -24,000 -26,000 -28,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 6 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Saida jusqu’à 2030 A l‘horizon 2030, la demande globale en AEP de la wilaya sera de 40,1 Hm³. Le développement du GPI Aïn Skhouna (2565 ha) entrainera une demande de près de 16 Hm³ alors que la tendance de l‘accroissement des superficies de PMH engendrerait une demande de l‘ordre de 21 Hm³. Avec des ressources propres d‘environ 33 Hm³ et une demande globale de près de 77.1 Hm³, le bilan de la wilaya sera indubitablement négatif.
Trois alternatives sont possibles pour concilier les impératifs de développement de la wilaya (MRE 2010) : - Utiliser des eaux du transfert Sud (CC d‘Oued Namous) (transfert Sud- Haut plateau) (cf. Annexe V) - Puiser dans le barrage de Ouizert situé à la limite nord de la wilaya ; - et restreindre le développement de la PMH, voire du GPI de Aïn Skhouna et utiliser le CC de Ain Skhouna. Cependant, la pression de l‘irrigation dans la wilaya de Mascara (GPI de Habra en particulier) force à affecter les eaux du barrage de Ouizert à l‘irrigation. Les éléments hydrauliques structurant seront d‘abord la conduite d‘amenée du transfert Sud. Oued Seggueur par l‘est, puis Oued Namouss par l‘ouest (cf. Annexe V), et l‘adduction du CC d‘Aïn Skhouna pointant tous deux vers la ville de Saïda. Chemin faisant, ces conduites pourront desservir les localités à proximité desquelles elles seront implantées. A partir de Saïda, un ensemble de conduites configurées en étoile desserviront les localités de la partie centre et nord de la wilaya.
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XII.8. Wilaya de Mostaganem La population de la willaya de Mostaganem en 2006 est estimée à 406000 hab. En 2030 la population serait de 658748 habitants.
Figure XII. 7 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Mostaganem
La demande en AEP de la situation actuelle est de 32.3 Hm³. La PMH intégrée dans la région représente une demande en eau de 61.2 Hm³ et une GPI est programmé pour le futur : Bordjias (5000 ha). La wilaya est traversée par le couloir barrage Gargar – Oran dont Mostaganem tire près de 10 Hm³ par an. La wilaya de Mostaganem est le siège de deux grands chantiers d‘impact très important : le transfert du MAO (Mostaganem, Arzew Oran, conduite de D2000 issue du barrage Kerrada- Chéliff) et la SDEM de Cheliff plage (200 000 m³/j) qui doit être livrée courant 2011 (MRE 2010).
Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: Mostaganem 55,000 Débit vers STEP Mosta 50,000 Débit entrant venant de St de dessalement MACTA Débit entrant venant de St de dessalement Chellif Plage 45,000 Débit entrant venant de Bge kerrada Transfert MAO 40,000 Débit entrant venant de Bge Gargar Consommation 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 -5,000
Mille Mètre cube Mètre Mille -10,000 -15,000 -20,000 -25,000 -30,000 -35,000 -40,000 -45,000 -50,000 -55,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 7 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de Mostaganem jusqu’à 2030
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En 2030, la demande en eau d‘AEP sera de 52.4 Hm³. Le GPI de Bordjias sera en service (demande de 40 Hm³). Dans la mesure où il faut maximiser l‘usage d‘eau issue de dessalement, le MAO pourra être mis au ralenti, voire en veille. En effet, la demande AEP sera de 52.4 Hm³ et la SDEM produira annuellement 73 Hm³, 26 Hm³ d‘eau issue du dessalement pourront être transférés vers d‘autres wilaya. Les prélèvements opérés actuellement sur l‘adduction du barrage Gargar pourront être supprimés et le barrage Gargar (wilaya de Relizane) pourra être affecté à l‘irrigation du GPI du Bas Chéliff et l‘AEP de Relizane (MRE 2010). Le transfert de l‘excédent de la SDEM de Mostaganem pourrait emprunter une partie de l‘infrastructure du MAO pour rejoindre la zone de la SDEM de la Macta et de là rejoindre Mascara et Tiaret. XII.9. Wilaya de El Bayadh La population de la wilaya d‘el Bayadh est estimée en 2006 à 41760 hab. La population serait de 93165 habitants en 2030. La demande AEP de la situation actuelle est de l‘ordre de 4 Hm³. La wilaya tire son alimentation en eau de ces réserves souterraines locales (pas de transfert) constituées de la nappe du complexe terminal et du continental intercalaire dans la partie sud. La nappe du chott Chergui est représentée dans la partie nord de la wilaya (MRE 2010). Au centre, sous la ville d‘El Bayadh, se trouve la nappe du synclinal d‘El Bayadh dont le potentiel varie entre 10 et 17 Hm³ selon que l‘on est en période sèche ou moyenne. La PMH, représentent une demande de 9 Hm³.
Figure XII. 8 Evolution de la demande en eau de la wilaya d’El Bayadh
En 2030, la demande en eau d‘AEP sera de 8 Hm³. La PMH devrait se développer et, sa demande en eau, serait de 9 Hm³/an.
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Débits du site de demande Scénario: Scénario de référence:+dess,trans MAO,s/dev GPI, Tout month (12), Site de demande: BAYADH 5,000 Débit vers STEP W.BAYADH Débit entrant venant de Nappe BAYADH 4,500 Consommation 4,000
3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
500
0
-500 Mille Mètre cube Mètre Mille -1,000
-1,500
-2,000
-2,500
-3,000
-3,500
-4,000
-4,500
-5,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Graphe XII. 8 Tendance des débits des ressources en eau affectés pour la Wilaya de El Bayadh jusqu’à 2030
La question de l‘AEP d‘El Bayadh sera réglée par la connexion au couloir de transfert Oued Seggueur pour la ville d‘El Bayadh et les communes environnantes. Les communes du centre et sud seront alimentées par des champs captants locaux tandis que la plupart des communes de l‘ouest et nord-ouest seront raccordées à la conduite de transfert Sud issue du CC Oued Namouss. XII.10. Wilaya de Naama La population de la Wilaya de Naama est estimée à 89081 hab. en 2006. En 2030 la population serait de 91461 habitants. En 2010, la demande AEP représente 7 Hm³ tandis que la PMH constitue la seule demande en eau d‘irrigation (2 Hm³). Les ressources en eau sont quasi uniquement souterraines avec 2 grands champs captant projetés pour 2015 (Chott Gharbi, 18 Hm³) et les CCC (10 Hm³). .
Figure XII. 9 Evolution de la demande en eau de la wilaya de Naama
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Les deux grands champs captant du nord de la wilaya seront affectés au sud de Tlemcen et au sud-ouest de Sidi Bel Abbes. Ils ne participeront pas à l‘AEP de la wilaya de Naama. Les seules ressources disponibles localement concerneront les CCC (+/- 10 Hm³ en période sèche) et des eaux de surface représentant une offre de l‘ordre de 7 Hm³. Ces valeurs fixeront les capacités d‘évolution de la PMH (MRE 2010). Cette évolution devrait certainement aller dans le sens de la diminution des superficies emblavées. En revanche, l‘AEP devrait pouvoir compter en 2030 sur le transfert Sud issu du champ captant de Oued Namouss (wilaya de Bechar). La wilaya sera traversée selon un axe sud- nord est par une conduite de D 1300 assurant le transfert des eaux du champ captant Oued Namouss (capacité de 66 Hm³) vers les wilayas de Mascara et Tiaret. Il n‘y a pas de GPI prévu dans la wilaya de Naama. Si la tendance observée en matière de développement de la PMH se poursuivait, la situation serait particulièrement peu favorable, les eaux souterraines seraient surexploitées.
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CONCLUSION GENERALE
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CONCLUSION GENERALE
La gestion des ressources en eau dans la région de l‘Ouest Algérien est un sujet complexe, dans le sens où elle dépend de nombreuses variables : climatiques, économiques, sociales, démographiques, mais également des aspects relatifs à l‘infrastructure utilisée pour produire et distribuer l‘eau potable. Actuellement, il existe de nombreuses incertitudes sur ces variables, notamment la disponibilité en eau des sources et la demande en eau de la population. La projection dans le futur de ces deux aspects est également une inconnue. Pour pouvoir entamer une planification durable de l‘eau, il s‘avère, donc, nécessaire de résoudre ces incertitudes et ces inconnues. Car une bonne gestion des ressources en eau, une gestion planifiée, rationnelle et concertée permettront de prévenir les crises liées à cet or bleu et conduire à un développement soutenu et durable.
La gestion des ressources en eau est prise comme point de repère théorique permettant d‘organiser la planification durable de la gestion de l‘eau puisqu‘elle apporte un cadre qui intègre tant les aspects économiques, sociaux et techniques. La gestion intégrée des ressources en eau (GIRE) considère le développement des connaissances et la diminution des incertitudes sur l‘offre et la demande en eau comme une des premières étapes de cette planification.
Le bilan hydrique représente l‘instrument fondamental de la planification relatif à la gestion des eaux. Il a pour objectif de comparer l‘offre, la demande et ainsi, en dépendance des interventions existantes et prévues, d‘identifier les déficits et excédents. Le bilan hydrique se traduit par une confrontation entre les différentes catégories de ressources et de demandes en eau, à l‘échelle d‘une unité spatiale et à différents horizons.
La confrontation entre ressources – besoins est un indicatif révélateur et très significatif qui nous oriente quant à l‘avenir de la politique de l‘eau que nous menons afin d‘atténuer l‘effet du déficit. Il est clair que l‘Ouest de l‘Algérie enregistre d‘un côté, un manque énorme en ressources au moment même où les besoins augmentent et d‘un autre côté, le volume d‘eau mobilisable est en diminution. Ceci est dû aux différents problèmes naturels et humains qui touchent les sites susceptibles de capter les eaux.
Les conclusions générales pour la mise en œuvre de la GIRE ont été obtenues par l‘intermédiaire du bilan de l‘offre et de la demande en eau comme un outil pour déterminer les temps de la gestion (les dates clés de la gestion) et les exigences futures en eau.
Nous avons également dû appliquer des outils tels que la modélisation pour obtenir des résultats qui puissent servir de références ou de points de repère à la gestion de l‘eau.
Le modèle WEAP a été appliqué pour simuler le bilan hydrique actuel et évaluer les stratégies de gestion des ressources en eau dans la région de l‘Ouest selon différents scénarios jusqu'en 2030. Le modèle a été calé pour l'année 2006 et validé pour l'année 2007. Les sept scénarios construits dans cette approche reflètent l'effet des tendances futures de la demande en eau en tenant compte des différents politiques d'exploitation et les facteurs qui peuvent influencer la demande et d'évaluer l'impact de la disponibilité des ressources par le changement climatique probables dans la région.
Les simulations effectuées avec le modèle WEAP ont toutes montré que la demande domestique peut être satisfaite sous les scénarios envisagés. Le scénario de la gestion de la demande (DM) et le développement du niveau de vie (DSL), sont les procédures nécessaires à la bonne gestion des ressources disponibles. Toutefois, la demande agricole ne peut être satisfaite sous les scénarios de développement des GPI, que si les besoins en eau pour les zones déficitaires seront satisfaits à partir du futur projet «transfert Sud - Hauts Plateaux».
En général, on peut donc considérer que la demande en eau jusqu'en 2030 pour les différents centres de consommation peut être assurée par les structures existantes ou celles en projet avec satisfaction raisonnable dans les scénarios DM et WCC ; Si toutes ces infrastructures sont fonctionnelles. Il devrait y avoir suffisamment d'eau disponible pour satisfaire les besoins en eau au sein de la région de l‘Ouest sous les scénarios : Scénario de référence (BAU), Scénario de changement climatique : séquences sèches (DCC), Scénario du développement du niveau de vie (DSL) et les scénarios de développement des GPI (DLIS), après 2030 et surtout dans le pire scénario (DLIS1) après 2020. Les Stratégies doivent être élaborées et devraient être fondées sur le futur projet « transfert Sud - Hauts Plateaux» qui est actuellement en étude. Un projet de transfert d'eau de l'aquifère Albien (à partir des wilayas du Sud: Laghouat, Ghardaïa et Ouargla) pour les villes des Hauts Plateaux en particulier Saida, Bayadh et Tiaret. Ce projet d'envergure prévoit un volume de 600 Hm³ / an qui sera un grand secours vers les zones déficitaires de la région de l‘Ouest. Le scénario DM présente la stratégie fiable et efficace pour faire face à la variabilité et le changement climatique, la rareté croissante de l'eau. Les simulations avec le WEAP ont montré que avec seulement 15% d'effort de gestion de la demande dans le secteur urbain et de 5% dans l'irrigation permette de réduire bien les besoins non satisfaits.
Le temps est venu d'une gestion efficace de la demande, il est techniquement possible de conserver une grande partie de l'eau perdue qui devrait coûter moins cher que le coût de la fourniture de nouveaux approvisionnements pour couvrir les futures demandes supplémentaires.
Les résultats ont confirmé que le modèle WEAP offre une base solide pour aider les planificateurs à élaborer des recommandations pour la gestion future des ressources en eau en révélant les points chauds de l'action.
Reconnaissons que cette étude n‘approfondit que le côté urbain de la problématique. Pour prendre des décisions plus complètes, il va falloir soumettre le milieu rural à une analyse similaire afin d‘estimer correctement la demande en eau des communautés rurales. On suggère que la méthodologie suivie lors de cette analyse soit semblable à celle présentée dans ce travail
Selon Turton, la gouvernance de l‘eau est le produit d‘un trialogue entre le gouvernement, la société et la science. Dans le cas de cette recherche « nous avons voulu jouer un peu le rôle de la science » en essayant toutefois de prendre en compte les deux autres perspectives. Pour passer de la théorie à la pratique, nous avons besoin de ce trialogue. Toutes les analyses présentées dans cette thèse constituent notre apport.
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Annexes
Annexe I: Descriptif des barrages de la région d’étude
Tableau : Les barrages en exploitation dans le bassin versant de la Macta [PNE]
Cap. Année Surf. Dernier VR 2010 Barrage Oued Wilaya Mise En BV App. (Hm3) levé Observations (Hm3) eau (Km²) bathy. (Hm3) AEP : 33 ‐Situé à 30 km au sud‐ouest de la ville de Mascara, IRR : 46.5 ‐Appartient au Système du « Triplex » (système Ouizert‐Bouhanifia‐ 93.91 Ouizert Sahaouat Mascara 1986 2 100 44.8 +Transfer Fergoug) ‐Contribueé actuellement à l’AEP d’Oran (2004) vers ‐Pourrait être réaffecté à l’irrigation du périmètre de Ghriss‐Mascara Bouhanifia ‐Situé à 4km en amont de la ville de Bouhanifia, et à 15 km à l’aval du Barrage de Ouizert ‐Contrôle un bassin intermédiaire de 5 750 km2 à 7 850 38.11 AEP : 33.5 Bouhanifia Hammam Mascara 1948 76.70 l’aval d’Ouizert (5 750) (2004) IRR: 49.5 ‐Appartient au Système du « Triplex » ‐Pourrait être réaffecté à l’irrigation du périmètre de Habra‐Sig ‐Appartient au Système du « Triplex » ‐Ce barrage ne possède pas de capacité de régularisation : joue le rôle de transfert des volumes régularisés par Ouizert et Bouhanifia ‐Situé à 18 km au nord‐ouest de la ville de Mascara ‐Contrôle un bassin intermédiaire de 420 km2 à l’aval de Bouhanifia ‐Menacé par l’envasement (au dernier levé effectué en 2004, ce barrage 5.32 66.5 8 270 0.4 ne Fergoug Hammam Mascara 1970 (apports (∑ VROuizert (420) (2004) disposait que d’une capacité de 0.4 Hm3) ‐Opération de dragage de 6 intermédiaires) /Bouhanifia) hm3 effectuée en 1990, mais n’a pas permis de reconstituer la capacité initiale ‐Ce barrage ne peut être utilisé que comme barrage de prise ‐Le système TRIPLEX constitué de 3 barrages en cascade (Ouizert‐ Bouhanifia Fergoug) initialement destiné à l’irrigation du périmètre de Habra (11 500 ha), a été réaffecté à l’AEPI d’Oran‐Arzew‐Mohammadia‐ Sig 17 ‐apports ‐Situé à 10 km au nord de Sidi bel abbès ‐Alimenté par son propre propres : 4.7 21.25 AEP : 15 IRR : bassin ainsi que des apports dérivés à partir d’une prise sur l’oued Sarno Sarno SBA 1954 264 Dérivation (2004) 21.5 Mekkerra en amont de Sidi bel abbès Mekkera:12.3 ‐Affecté à l’irrigation du périmètre de Sig ‐Réalisé en remplacement de l’ancien barrage Cheurfa déclassé du fait 70.21 Cheurfa II Mebtouh SBA 1992 4 190 58.64 IRR : 57 de son envasement, ‐Situé à 15 km au sud de la ville de Sig ‐Affecté à (2004) l’irrigation du périmètre de Sig
Cap. Année Surf. Dernier VR 2010 Barrage Oued Wilaya Mise En BV App. (Hm3) levé Observations (Hm3) eau (Km²) bathy. (Hm3) ‐Situé à 28 km de Tlemcen à la confluence Tafna‐Sébdou ‐Affecté à l’AEP Beni 54.63 AEP : 34 d’Oran (une importante adduction (180km) a été réalisée à la fin des années Tafna Tlemcen 1952 1 016 57.64 Bahdel (2004) IRR : 49 40, pour transférer 30 Hm3/an pour les besoins de l’AEP d’Oran). ‐Pourrait être réaffecté à l’AEP de la wilaya de Tlemcen ‐Situé à 7 km au nord‐est de Maghnia ‐Affecté à l’AEP d’Oran et Maghnia ‐ 175.45 Forte pollution liée aux rejets urbains de la ville d’Oudjda et aux rejets Boughrara Tafna Tlemcen 1999 4000 110.17 AEP : 72 (2004) industriels d’une maïserie située en amont de la retenue, ‐La qualité des eaux a été restaurée, après aménagement et traitement des rejets, 14.99 ‐Situé sur l’oued Meffrouch à 4 km au sud‐est de Tlemcen ‐Affecté à l’AEP Meffrouch Meffrouch Tlemcen 1963 90 7.50 AEP : 6 (2004) de Tlemcen 27 AEP : 10 ‐Situé à l’aval du Merffrouch, à 1km de la ville de Ain Yousef ‐Affecté à Sikkak Sikkak Tlemcen 2004 248 16.1 (2004) IRR : 14 l’AEP des villes de Bensekrane et Remchi ‐Situé à 20 km au Nord‐est de Tlemcen ‐Soutien des débits de la prise 106.61 AEP : 30.5 Sidi Abdelli Isser Tlemcen 1988 1 138 41.52 Tafna ‐Affecté à l’AEP d’Oran, et de quelques agglomérations de la wilaya (2004) IRR : 39.5 de Sidi Bel Abbès Prise Débits ‐Bassin de compensation destiné à régulariser les crues de la Tafna à partir 39.5 (Transfert 13 Tafna/ Tafna Tlemcen 1988 6 900 dérivés : d’une prise sur l’oued Tafna qui refoule vers la retenue de compensation Tafna) (2004) Dzioua 16.4 Dzioua ‐AEP d’Oran
Tableau : Les barrages en exploitation dans le bassin versant de la Tafna [PNE]
Cap. Année Surf. Dernier VR 2010 Barrage Oued Wilaya Mise En BV App. (Hm3) levé Observations (Hm3) eau (Km²) bathy. (Hm3) Ce barrage est situé dans la wilaya de Ain Témouchent, connue pour l’insuffisance de ses ressources (faiblesses des ressources souterraines). Il Ain s’agit d’un petit barrage, de 5 Hm3 » de capacité, qui ne pourra régulariser AEP : 1.25 Berkèche Temouc 2030 113 2.5 5 en irrigation que 2Hm3 . Cependant, la faisabilité et l’opportunité de IRR : 2 h ent réalisation de ce barrage ont été confirmées par l’ANBT qui vient de lancer l’étude d’APD de cet ouvrage. ‐Irrigation en PMH ‐A noter un taux de minéralisation élevé (6 g / l).
Tableau : Les barrages en projet dans le bassin versant Côtiers Oranais [PNE]
Annexe II : Présentation des unités hydrogéologiques [ANRH 2009] 1. PLATEAU DE MOSTAGANEM
Wilaya Mostaganem
Bassin versant Côtier Oranais, 04 Côtiers Mostaganem (0406), O. Macta Maritime (1116), O. Chellif Sous bassin ver. Maritime (0136) Le Plateau de Mostaganem est limité au nord par l‘Oued Chélif et sa vallée, au Sud par la Plaine des Bordjias , à l‘Est par les Djebels Ennaro Limites et extension et Belhacel et à l‘Ouest par le bourrelet côtier qui l‘isole de la mer méditerranée Les formations quaternaires, constitués de terrains perméables, forment le réservoir du plateau de Mostaganem. Ces dépôts d'âge Calabrien, sont transgressifs et discordants sur les dépôts marins et continentaux du Mio- Aperçu géologique pliocène. Ils se poursuivent par des grès grossiers et se terminent par des niveaux de recouvrement composés de grès dunaires et de limons
sableux. Ce recouvrement est masqué localement par une croûte gréso- calcaire blanchâtre. L‘épaisseur du Calabrien est de 100 à 120 mètres au maximum, et diminue jusqu'à 20-30 mètres. Aq 1. L‘aquifère libre et captif -Les dépôts Pl-Q ; Sables – limons sableux (Quaternaire) et grés jaunâtre vacuolaire à ciment calcaire (Calabrien) ; Formations des -2 -3 2 T=1.0*10 à 1.0 * 10 m /s ; S=0.02 à0.09 ; Bonne qualité, bonne aquifères potentialités mais surexploitées; Aq 2. L‘aquifère libre dans les sables des dunes ; Ressources peu -5 -7 importantes ; K = 10 à 10 m/s ;
Superficie des 581.57 Km² aquifères
Puissance des Aq 1. 20 à 100 m, aquifères
Profondeur de la Aq1. 3 à 40 m, surface piézométrique
Les ouvrages existants 117 Sondages, 47 Sources, 115 forages, 30 piézomètres, 6345 Puits
2. MONTS DE TRARAS
Wilaya Tlemcen Bassin versant Côtier Oranais(04), et bassin de la Tafna (16). Côtiers Ghazaouet (0401), O. Bou Kiou (1605), O.Mouillah Aval Sous bassin ver. (1602) ; L‘unité hydrogéologique est située sur le territoire limité au Nord par la Limites et extension mer Méditerranée à l‘Ouest par l‘unité Vallée de l‘oued Kiss, à L‘Est par l‘oued Ghazouanah et au Sud par le Fossé Miocène de la Tafna. Les Monts des Traras sont d‘une structure géologique complexe. La partie Nord Ouest de l‘unité est composée par des Marnes bleues Miocène supérieur (sérravallien), et ensuite des Schistes plus ou moins calcaires et quartzites et calcschistes à faunes du Jurassique sup.-Crétacé inf., Calcaires massifs du Jurassique inférieur (Lias), Schistes et calcaires du Crétacé inférieur (Berriasien-Barrémien). Au niveau de la Aperçu géologique partie des piémonts Sud des monts d Traras dominent les Basaltes et tufs basaltiques, les marnes Mio-Pliocène, Calcaires à silex et dolomies
Jurassique moyen (Dogger).Les piémonts Sud s‘appuyant sur le fossé de la Tafna sont généralement composées de conglomérats quaternaires, de grès, de marnes bleues du Miocène, calcaires du Crétacé supérieur, marnes du Jurassique supérieur (Oxfordien) et calcaires (Coniacien- Maestrichtien). Sont présents aussi les Dolomies, les calcaires, les grès du Jurassique (Kimméridgien, Dogger, Pliensbachien et Toarcien). Aq 1. Conglomérats, Andésites et basaltes du Miocène et Pliocène - Formations des fissuré aquifères Aq 2. Grés jurassique -fissurés Aq 3. Dolomies du Lias -fissurées 545.23 Km² Superficie des aquifères 100 –450 m ; Puissance des aquifères 100 –150 m ; Profondeur de la surface piézométrique 8 Sondages, 16 Sources, 16 Puits Les ouvrages existants Capacité des ouvrages existants : Forages: 5 – 35 l/s; puits 0.1 -0.5 l/s;
3. Plateau d’Ain Temouchent
Wilaya Ain Témouchent Bassin versant Côtier Oranais, (04) Sous bassin ver. Côtiers Ain Témouchent (0402), Oued Oued el Hallouf, Oued es Sennane, Oued el Kihal ; La plaine est limitée au Nord par la mer Méditerranée, à l'Est par la Limites et extension Plaine de la M'Léta, et à l'Ouest par la Vallée de la Tafna et au sud par le vallonnement d‘Oued Berkeche-Aghlal. Dans sa partie Ouest, la Plaine est constituée par les Basaltes et tufs Aperçu géologique basaltiques du Mio-Pliocène, tandis que sa partie Est est composée de grès et conglomérats du Paléocène supérieur, et les Calcaires crayeux du
Miocène supérieur (Messinien). Aq 1. Aquifère fissuré et discontinu à la roche éruptive. Formations des Transmissivité T=1.0*10-3-1.0*10-4 m2/sec. Exploitable par les forages aquifères Aq 2. Aquifère fissuré et discontinu des grès Paléocène Aq 3. Aquifère fissuré et discontinu des calcaires du Miocène supérieur Superficie des 244.63 Km² aquifères
Puissance des Aq 1. 70 m à 150 m; aquifères
Profondeur de la Aq 1. 15.0 – 40.0 m ; surface piézométrique 8 Sondages, 20 Sources, >50 forages, >700 Puits Les ouvrages existants Capacité des ouvrages existants : Forages 03 – 45 l/sec
4. Chott el Gharbi
Wilaya Naama , Tlemcen et Sidi Bel Abbes Bassin versant Chott Chergui, 08 ; Sous bassin ver. O. Remadia (0818); Oued Masakhskha Oued Oued abdelmoullah, Oued er Remaïed, Oued erRemad; Le Chott El Gharbi est limité à l‘Est par les Djebels Antar de Mecheria, Djebell Hafid et le synclinal de Naama, au Nord le bassin du Chott Ech Chergui, les Monts de Sidi El Abed, Mekaidou et le Djebel de Ras El Maa, au Sud par les Monts des Ksour, à l‘Ouest par la frontière Algéro- Marocaine. Le bassin du Chott El Gharbi est bordé de part et d‘autre par de grandes failles transversales ayant des rejeux dépassant les 1000 mètres (faille Limites et extension Nord Atlassique bordant les Monts des Ksours ainsi que celle qui borde le versant Sud des Monts de Sidi El Abed. Dans les hautes plaines et essentiellement dans le Chott, le socle est masqué par un revêtement de terrains secondaires qui sont sujets aux déformations de la surface du socle, donnant une série d‘anticlinaux se relayant avec des synclinaux affectés par une multitude d‘accidents Nord-Ouest-Sud Est et Nord Est-Sud Ouest. Le bassin du Chott El Gharbi se caractérise par la présence de deux groupes de terrains, à savoir : -Les terrains anciens, appartenant au secondaire et affleurant sur les bordures du bassin versant du Chott, se composent de : -Le Trias forme essentiellement de roches vertes (Ophites). il affleure sous forme de pointements sur le versant Nord de Si El Abed. -Le Jurassique Inférieur et Moyen, Constitué de calcaires dolomitiques, marnes et marno-calcaires affleurant aux Djebels Antar, Amrag, Hafid (Monts de Ksours) à l‘Est et au Sud et aux Djebels Sidi El Abed- Mékaidou au Nord. -Le Crétacé Inférieur :(Barrémo-Albien), Il est essentiellement composé de grés continentaux admettant des intercalations d‘argiles .il affleure à Aperçu géologique l‘extrême Sud- Ouest des Monts des Ksours et sur le versant Sud des Monts daya.
-Le Crétacé Supérieur (Cénemano-Turonien), Il affleure à l‘extrême Sud- Ouest des Monts des Ksours et est constitué par des barres de calcaires dolomitiques surmontant des Marnes. les terrains récents appartenant au Tertiaire et Quaternaire, Cet ensemble est caractérisé par une puissante accumulation de sédiments continentaux, lagunaires et lacustres, formés par des argiles tantôt très sableuses et tantôt gypseuses. Cet ensemble renferme en son sein une lentille discontinue, de grande extension et de puissance variable de calcaires lacustres. Des dépôts quaternaires, comblant les fonds de vallées et les dépressions actuelles des dayas, sont composés d‘alluvions récentes de sable dunaire et de sédiment évaporitique (sel gemme et gypse en surface). Le bassin du Chott El Gharbi est caractérisé par la présence de trois Formations des horizons reconnus aquifères et dont les extensions latérales sont aquifères imprécises pour les calcaires lacustres, et presque inconnus pour les grés
du crétacé inférieur et les dolomies du jurassique moyen. On distingue les aquifères Aq 1. L‘aquifère libre des calcaires lacustres Aq 2. L‘aquifère libre, inter granulaire, faibles potentialités des grés Albiens Aq3. L‘aquifère des dolomies et calcaires du Bajo-Bathonien, bonnes potentialités,
Superficie des 14819.81 Km² aquifères
5. Chott Ech Chergui
Wilaya El Bayadh, Saida, Tiaret, Sidi Bel Abbes ;Naama Bassin versant Chott Chergui, 08 ; O. Terkine-Harmel (0804), O. Lakhsam-Boutr (0805), O. Falit-Hammam (0806), O. Torada (0807), O. El-Hadeba (0808), Daet El Khadra (0811), Sous bassin ver. Chott Ez Zemel (0812), O. Kef El Hammar (0813), Daias El Fekarine (0815), O. Khona Rasti (0817); Oued Oued el Melah, Oued Abter Oustani, Oued Abter Chergui, Oued el Melah, Oued el Maï, Oued el Ogla, Oued Srhir, Oued Kherab, Oued Abter Chergui, Oued el Merad, Oued Amar ; Le Chott ech Chergui est limité au Nord par le Plateau de Saida, au Sud Limites et extension par Région El Bayadh, à l'Ouest Chott Gharbi, et à l'Est par le Djebel Antar. Le Chott Chergui, vaste étendue plate, est un synclinorium fortement faillé au sud (Faille d‘El Bayadh) et très dissymétrique (son axe est déjeté vers le Sud). Les principales formations perméables du bassin du Chott chergui se divisent en quatre (04) groupes: • La formation aaléno-bathonienne constitue l‘assise perméable la plus importante de tout le système du Chott Chergui. Son alimentation se fait à partir des régions SW, NE et NW. Les régions N et SSE sont considérées comme zones de fuite. L‘alimentation directe se fait par son impluvium dont la superficie d‘affleurement est de 1550 à 1750 Km². L‘aquifere Aaléno – Bathonien est assimilé à un réservoir à toit compressible. • Le Sénonien, transgressif sur des niveaux divers du Jurassique, est en communication directe avec le Jurassique Moyen. Sa surface de réception est de 1200 Km². Le Sénonien participe à l‘alimentation de l‘Aaléno- Bathonien mais lui assure aussi l‘exutoire surtout au niveau de Skhouna : là le Sénonien et l‘Aaléno-Bathonien sont intimement liées. Aperçu géologique • Au centre du Bassin, le jurassique supérieur (callovo-oxfordien et lusitanien) est concordant sur l‘Aaléno-Bathonien. Au Sud des puits de captages (C1, C2, C3,C4, C5 et C6) les grès lusitaniens peuvent contenir une nappe d‘un débit intéressant. Ils sont en contact local avec les dolomies Aaléno- Bathoniennes. Quant aux grès continentaux barrémo- albiens, de perméabilité très variable et en général faible, ils affleurent très largement à la bordure Nord de l‘Atlas saharien. Ces dernières appartiennent au panneau méridional d‘alimentation du Chott et dont la surface réceptrice est voisine de 1600 Km². Ses eaux n‘ont qu‘un intérêt local car les communications avec l‘Aaléno-Bathonien ne sont pas aisées. • La nappe du remplissage du Tertiaire continental (Tc) ne semble pas être directement liée à celle du substratum car pour une bonne partie de la dépression du Chott Chergui, les atterrissements reposent directement sur le Lusitanien argileux qui recouvre l‘Aaléno-Bathonien. Les remplissages ont une épaisseur de 50 m à Ain Skhouna et de 380 m à l‘axe du Chott. La suralimentation de cette nappe ne peut se faire que par les formations profondes.
On distingue les aquifères: Aq 1. aquifère libre du tertiaire continental (conglomérât ou brèches perméables et argiles sableuses ou lentilles de calcaires). Aquifères discontinus, porosité intergranulaire , rarement fissurée. Formations des Aq 2. aquifère captif – sénonien, calcaires fissures, bonne perméabilité. aquifères Aq 3. aquifère captif – Aaléno - bathonien, dolomies et calcaires fissurés perméables T = 2.9 à 7.5*10-2 m2/s ; Aq 4. aquifère captif continental intercalaire (jurassique supérieur et crétacé inférieur), perméabilité moyenne Aq 5. aquifère captif – turonien, aquifère locale et faible. Superficie des 17031.61 Km² aquifères Aq 1. 10 à 40 m, Aq 2. 50 à 150 m, Puissance des Aq 3. 150 à 320 m, aquifères Aq 4. Plusieurs centaines de mètres ; Aq 5. - Aq 1. 2 à 15 m, Profondeur de la Aq 2. 1 à 10 m, 50 à 70 m, surface piézométrique Aq 4. 100 à 200 m ; 150 forages, 120 piézomètres, 2000 puits Les ouvrages existants
6. Synclinal de el Bayadh
Wilaya El Bayadh; Bassin versant Chott Chergui, 08 Sous bassin ver. Chot Ez Zemel (0812), O. Sidi Nasser Amont (0809); Oued Oued el Medjirifat, Oued Djeld er Rouga, Oued el Mobikhit, Oued el Haouïa, Oued el Kerakiz, Oued el Rekam, Oued bou Gad; La région el Bayadh est limitée au Nord par la plaine de Chott Chergui et Limites et extension au Sud par région de Hodna. Dans la région du synclinal d‘El Bayadh, le Kimméridgien gréso-marno- calcaire comporte des horizons plus ou moins puissants de grès ou dolomies perméables. Ces horizons forment le principal réservoir de la région. Au SW d‘El Bayadh, le kimméridgien est recouvert en concordance par toute la série du Crétacé. Le crétacé inférieur (Aptien - Albien – Barrémien) occupe le cœur des structures synclinales. Le crétacé supérieur (formations calcaires du Turonien) affleure par contre au niveau des petits synclinaux perchés (les Djebels Ouerdjouma - Rhoundjaia - Djebel Mezroua à Chellala – Dahrania) et au SE d‘El Bayadh. L‘alimentation de ces différents aquifères se fait particulièrement par les affleurements. Au niveau de l‘oued Merires, les Aperçu géologique niveaux dolomitiques très altérés du kimméridgien affleurent en surface. D‘une manière générale, l‘écoulement souterrain caractérisant le
complexe aquifère Jurassique et Mio -Pliocène du synclinal d‘El Bayadh se fait selon deux directions essentielles. De la limite Sud du bassin versant du Chott Chergui vers le Nord correspondant au Chott Chergui senso-stricto. De cette même limite Sud du bassin versant du Chott Chergui (zone de partage des eaux) vers le bassin Saharien au Sud (ergs sahariens). Les formations récentes du Néogène, discordantes sur les séries du Crétacé – Jurassique, occupent les dépressions. Ces formations ayant un faciès de comblement sont très hétérogènes et d‘épaisseur variable : elle est de 100m au Nord et plus de 700m dans les sillons Atlasiques au Sud de Chellala - Dahrania. Aq 1. aquifère libre, porosité intergranulaire, grés du crétacé inférieur, Formations des bonne potentialités mais surexploitées aquifères Aq 2. aquifère captif, discontinu, porosité intergranulaire, perméabilité faible à moyenne, grés du jurassique supérieur 584.46 Km² Superficie des aquifères Aq 1. - Puissance des Aq 2. - aquifères
Profondeur de la surface piézométrique 15 Sondages, 52 Sources, >100 Forages, >1000 Puits Les ouvrages existants
7. Plaine de Sidi Bel Abbes Sidi Bel Abbes ; Wilaya Bassin versant Macta, (11) ; O. Mekerra Sarno (1103); Oueds : Oued El Mebtouh, Oued Sarno, Oued Sous bassin ver. Bou Khannam; Oued La Plaine de Sidi Bel Abbes est limitée au Nord par les Monts de Limites et extension Tessala, au Sud par les Monts de Tlemcen Saïda, à l'Ouest par la vallée de l'Oued Isser et à l'Est par la chaîne des Béni Chougrane . La Plaine de Sidi Bel Abbés correspond à une zone déprimée à important développement des séries sédimentaires marines et continentales Aperçu géologique (miocène post nappe et pliocène, couvert par les alluvions quaternaires). Cet important édifice peu ou pas plissé recouvre au Nord un empilement
d‘unités tectoniques allochtones terrigèno -Carbonatées et bute au Sud contre le bâti carbonaté du Jurassique . Aq 1. aquifère libre plio-quaternaire ; dépôts limons sableux, sables et conglomérats plus ou moins cimentes. T = 1.0*10-3 – 3.0*10-2 m2/s ; s = 1.0*10-2 – 7.0*10-3 Aq 2 . aquifère des grés – pliocène continental ; porosité intergranulaire et T = 10-4 m2/s ; s = 0.01 ; Aquifère de très faible importance. Formations des Aq 3. aquifère des calcaires éocènes en écailles ; porosité à fissures ; aquifères T = 10-3 m2/s ; s = 0.1 ; de très faible importance, actuellement presque tari car vidangé par des sources Aq 4. aquifère des calcaires dolomitiques jurassique supérieur, bien fissurés et karstifiés et dont les zones de forte perméabilité sont liées aux failles ; 1211.21 Km² Superficie des aquifères Aq 1. 2 à 40 m, Puissance des Aq 2. aquifères Aq 3. Aq 4. Aq 1. 3 à 12 m Profondeur de la Aq 2. 35 à 80 m ; surface piézométrique Aq 3. Aq 4. - 65 Sondages et piézomètres ; 5 Sources, 40 Forages, 593 Puits ; Les ouvrages existants
8. Plateau de Saida Saida, Wilaya Bassin versant Cheliff, 01 O. Mina Amont (0129), O.Taht (0130), O. Mina Moyenne (0131), O. Sous bassin ver. Abd Amont (0132), O. Abd Aval (0133), O. Mina Haddad (0134), O. Saida (1111), O. Taria (1112), O. Sahouet (1113), O. Fekane (1114). Oued Oued Hasna, Oued Sidi Ziane, Oued Chiba, Oued Tounkira, Oued , Saïda, Oued Massil, Oued Berbour; La région de Saida est l‘unité hydrogéologique limitée par la vallée de l‘oued Taria au nord et par la plaine d‘Egriss, par la région de Chott Limites et extension Chergui au Sud, à l‘est par la région de Tiaret et à l‘ouest par la vallée de l‘Oued Berbour . Cette région appartient au plateau de Saida. Celui-ci est constitué par la partie sud des monts de Saida, limitée à l‘ouest par les Monts de Daia et la plaine des Maalifs, au SE par l‘axe du Dj. Sidi Youssef et au N par la vallée de l‘Oued Taria. Plus au sud, s‘étend la dépression du Chott Ech Chergui. Le primaire, constitué de schistes et quartzites, affleure dans les vallées de Tffrit – Mimoun, Oued Guernida - Hasna et Dj. Modzbab. Des intrusions granitiques et des coulées basaltiques sont signalées. Le Trias de nature volcano-detritique imperméable repose en discordance sur les terrains primaires. Le jurassique est constitué par 03 membres : le Callovo-oxfordien, à dominance argileuse, est très peu perméable. Il comporte quelques bancs gréseux qui peuvent localement, à la faveur des failles et de la répartition Aperçu géologique des blocs entre eux, faire office de drains. Le lusitanien, placé en altitude, est une formation gréseuse perméable (grès de Franchetti). Il est
complètement drainé. Il alimente les dolomies des alentours par ruissellement superficiel. Le kimméridgien, très peu représenté dans la région, est constitué par les dolomies de Tlemcen drainées au NW. Les sédiments plio-quaternaires apparaissent dans les dépressions du plateau. Ils sont constitués de conglomérats, d‘argiles, de limons et croûtes calcaires. L‘ensemble de ces formations est argileux et donc vraisemblablement peu perméable. La nappe karstique, contenue dans les formations carbonatées du Jurassique inférieur et moyen, est libre au niveau du plateau et captive dans la vallée de Saida. Cette nappe se manifeste par de nombreuses sources. Aq 1. Aquifère intergranulaire du remplissage du plio-quaternaire nappe libre dans les dépôts du remplissage du plio-quaternaires y inclus les dépôts alluviaux de l‘ Oued Saida et Oued Taria, mauvaise qualité Formations des Aq 2. Aquifère libre et captif – dolomies et calcaires du Bajo Bathonien . aquifères Il est formé dans les dolomies et calcaires ; Il est discontinu , fissuré et karstique La tectonique dominante influence les conditions d'alimentation et de circulation des eaux souterraines dans les compartiments élevés constituant les plateaux . La nappe karstique est
libre, alors que dans les compartiments effondrés de la vallée de Saïda, la nappe devient captive. La partie captive de la nappe karstique possède des transmissivités de 10-5 à 1.5*10 -2 m2/s. La partie libre présente une transmissivité d'environ 10-4 m2/s mais il existe aussi des zones à transmissivités très importantes de 10-2 m2/s. Karst T=5 à 8 * 10-3 m2/s ; S=5 à 9 * 10-5 . Les sources nombreuses dans cette zone sont en contact avec des sédiments moins perméables avec la participation de la composante argileuse. Superficie des 2735.58 Km² aquifères Aq 1. à 20 m Puissance des Aq 2. 20 à 120 m, aquifères
Aq 1. 1 à 5 m Profondeur de la Aq 2. entre Artesien et 80 m, surface piézométrique
1 galerie, 55 Sondages, 197 Sources, 119 forages, >463 Puits Les ouvrages existants
9. Plaine de Mascara Mascara Wilaya Bassin versant Macta, 11 Sous bassin ver. O. Taria (1112), O. Fekane (1114), Oued Oued Froha, Oued Maoussa, La plaine d‘Eghriss est limitée au Nord par les Monts des Béni Limites et extension Chougrane, au Sud par les Monts de Saïda, à l'Ouest par les Monts de Bouhanifia et à l‘Est par le Plateau de Tighenif La plaine de Ghriss correspond à une cuvette d‘effondrement à topographie plane et à sédimentation alluvionnaire argilo - sableuse. Elle est bordée de reliefs constitués de différentes formations géologiques : LES BORDURES NORD ET OUEST: Les bordures Nord et Ouest sont matérialisées par les monts des Béni Chougrane. Ceux-ci allongés en forme d‘arc de cercle de direction SSW-NNE, sont très plissés , à ossature Crétacé et recouvrement Tertiaire très épais. Ils représentent les vestiges de l‘ancien sillon méditerranéen, effondrés et transportés par charriage Aperçu géologique LA BORDURE SUD: Cette bordure est constituée par les monts de Nesmot. Ces derniers avaient la forme d‘un plateau rectiligne et continu
qui s‘étalait de Sidi Kada à l‘Est jusqu‘à Ghriss à l‘Ouest. Les horsts des Djebels Bou Rhadou et Enfouss en sont les témoins de la tectonique cassante intense ayant affecté la région suivant deux principales directions, qui sont les reflets du mouvement du socle ( proximité du môle granitique de Tiffrit). LA BORDURE EST: Les affleurements argileux et marneux de l‘Oligocène et du Miocène constituent une limite imperméable qui borde nettement la plaine de Ghriss vers l‘Est, dans la région de Tighenif. LA PLAINE PROPREMENT DITE : On distingue trois aquifères: Aq 1. aquifère libre – dépôts alluvionnaires Aq 2. aquifère des calcaires lacustres du Pliocène supérieur Aq 3. aquifère des calcaires et dolomies du Jurassique Aq 4. sables et grés de Tighennif Aq 1. nappe alluvionnaire libre – T=1.1*10-2 à 5.0*10-4 m2/s ; Kv=10-6 à 10-10 m/s ; e=0.1 à 0.25 – asséchée actuellement ; Aq 2. L‘aquifère avec la porosité intergranulaire et fissurée est composé de calcaires lacustres T=3.0*10-3 à 5.0*10-5 m2/s . Une épaisse série Formations des marneuse sépare cette nappe pliocène de la formation dolomitique aquifères jurassique . Cette nappe est alimentée latéralement par les affleurements des Béni Chougrane. L‘aquifère libre et en charge , surexploitée. La cuvette correspond à une zone de subsidence marquée par la flexure des couches du Néogène, en bordure des monts des Béni Chougrane. Les apports d‘alluvionnement argilo - sableux de l‘Oued Maoussa continuent de permettre à cette subsidence d‘évoluer. Le substratum effondré est constitué par les calcaires dolomitiques du Jurassique supérieur. Au- dessus, se sont déposés localement des conglomérats de base puis un remplissage marin d‘argiles et marnes grisâtres et verdâtres du Miocène inférieur et moyen. Au centre de la plaine, la subsidence a permis
l‘accumulation d‘une grande épaisseur de calcaires lacustres. Aq 3. La nappe des calcaires dolomitiques du Jurassique supérieur est constituée par des dolomies très fissurées. L‘aquifère de type karstique relativement évolué. T=1.0*10-2 à 2.0*10-4 m2/s ; S=1.0 à 3*10-3 . L‘aquifère libre et en charge, surexploitée. Aq 4. L‘aquifère avec la porosité intergranulaire est composé de grès et de sables – en charge. Superficie des 833.77 Km² aquifères Aq 1. 3 (Tizi) à 76 m (Matmore) Puissance des Aq 2. 5 à 160 m ; aquifères Aq 3. 60 à 150 m ; Aq 4. 40 à 100 m Aq 1. 5 m – 15 m (1970), et 19 à 46.69 m (1991) – Ain Fekan à 25-40 m (1970) et 20-40 m (1991) Guerdjoum - actuellement asséchée ; Profondeur de la Aq 2. dépassant les 70 mètres par endroit surface piézométrique Aq 3. 55 à 85 m ; Aq 4. 30 à 50 mètres
10. Plaine de Habra Sig Mascara, Mostaganem ; Wilaya Bassin versant Macta, (11) ; Sous bassin ver. O. Macta Maritime (1116) ; Oued Oued el Hammam, Oued Melah, Oued El Mebtouh La plaine d‘Habra est limitée au Nord par la Mer Méditerranée, au Sud Limites et extension par les Monts de Beni Chougrane, à l'Ouest par le Plateau des Hassis et à l'Est par la Plaine d‘El GHomri La plaine d‘Habra est une plaine alluviale. En bordure Est les grés argileux du Pliocène supérieur (Astien/Piacienzien supérieur), les gypses Aperçu géologique et les argiles gypseuses de Miocène supérieur. Les grés Calabriens s‘ennoient sous les alluvions. La couche alluviale est épaisse. Les
Miocène et Pliocène constituent un synclinal dont l‘axe passe à proximité de la Sebkha d‘Oran. Aq 1. aquifère contenu et libre - alluvions anciennes et récentes, sables, Formations des argiles, galets – T=10-3 – 10-4 m2/s –qualité très mauvaise, faible aquifères potentialité
Superficie des 728.39 Km² aquifères Aq 1. 15 – 35 m Puissance des aquifères Aq 1. 1 – 20 m, Profondeur de la surface piézométrique 1259 Puits , 52 Sondages, 7 Sources, 36 forages, 6 piézomètre, Les ouvrages existants
11. Vallée de l’Oued Berbour Saida ; Wilaya Bassin versant Macta, (11) Sous bassin ver. O. Macta Maritime (1116) ; Oued O. Hounet (1110), O. Berbour (1109), O. Sefioun (1108) ; La Vallée de l‘Oued Barbour est située le long de l‘oued et elle est limitée à l‘Est par le Plateau Saida , à l‘Ouest par le synclinal de Bossuet, Limites et extension au Sud par les régions du Chott Chergui et au Nord par la vallée du bas Melrir. La région de Berbour est marquée par une sédimentation marine d‘âge jurassique supérieur (formations argilo-terrigènes du callovo-oxfordien et argilo gréso- carbonatées du lusitanien). Le callovo-oxfordien (JS1), représenté par des roches argilo-gréseuses plus ou moins carbonatées, repose en discordance sur les dolomies du Dogger. La formation du lusitanien (JS2), formée par des grès quartziteux avec des passées de dolomies gréseuses, d‘argilites calcaires et de grès friables à stratification entrecroisées, est concordante sur le callovo-oxfordien. Ces dépôts affleurent au niveau du versant amont du Dj. Abdelkrim à Aperçu géologique l‘Ouest de la ville de Saida. Le crétacé inférieur est constitué dans la région des Monts Daaia (dj. En N‘sser, Dj. Tenfeld, Daoud…) par les formations rattachées au Néocomien (Valanginien et Hauterivien), au Barrémien (grès de Berthelot), à l‘aptien (calcaire de Zigyne) et à l‘albien (grès de Bossuet). Ces formations sont soit des ensembles à prédominance marneuse avec des passées dolomitiques ou calcaires soit des ensembles gréseux à dominante argileuse. Les atterrissements néogènes sont essentiellement composés d‘argiles et de gravier avec parfois des niveaux de base grossiers. Aq 1. Aquifère continu et libre des grés Barrémien, porosité Formations des intérgranulaire, potentialités moyennes. aquifères Aq 2. Aquifère discontinu et fissuré des calcaires dolomitiques du Bajo- Bathonien,nappe libre et captive, potentialités inconnues. Superficie des 541.07 Km² aquifères Aq 1. à 100 m, Puissance des Aq 2. à 200 m, aquifères
Aq 1. à 20 m, Profondeur de la Aq 2. - m, surface piézométrique
12. Monts de Tlemcen Tlemcen ; Wilaya Bassin versant Tafna (16); O. Tafna Amont (1604), O. Isser(1607) , O.Khémis (1604) O.Bou Sous bassin ver. Messaoud(1605) , Oued Oued Tafna, Oued Khemis, Oued Sebdou, oued Chouly, O.Boumessaoud, Oued Zitoun, Oued Barbata, O.Bouhlou, Oued En- Nachef,Oued Sikkak Les Monts de Tlemcen sont limités au Nord par le Fossé Miocène de la Tafna, à l'Ouest par leur extension des Monts de Ghar Roubane et la Limites et extension frontière marocaine, à l'Est par les Monts de la Dhaya , vers le Sud par les Hautes Plaines . Les Monts de Tlemcen sont constitués par les dolomies cristallines, calcaires et marnes Jurassique supérieur (Tithonien) et par dolomies, calcaires, grès et argiles Jurassique supérieur (Kimméridgien). Aquifères Aperçu géologique discontinus, porosité de fissure et karstique. Une abondante végétation forestière favorise l‘infiltration. Horst et Grabens jouent un rôle très important dans la formation des différents réservoirs. Les Monts de Tlemcen sont constitués par les dolomies cristallines, calcaires et marnes Jurassique supérieur (Tithonien) et par dolomies, calcaires, grès et argiles Jurassique supérieur (Kimméridgien). Aquifères Formations des discontinus, porosité de fissure et karstique. Une abondante végétation aquifères forestière favorise l‘infiltration. Horst et Grabens jouent un rôle très important dans la formation des différents réservoirs. Superficie des 2838.78 Km² aquifères Aq 1. Épaisseur de Zegla est 100 à 150 m et dolomies de Terny 100 à Puissance des 120 m ; aquifères Aq 2. 65 m – calcaire de Terny ; 200 m dolomies dolomies de Tlemcen des Monts de Tlemcen ; Aq 1. - ; Aq 2. La compagne des forages a démarré en 1985 avec la réalisation de avec15 forages dont la profondeur oscille entre 115 et 300m(les Forage Profondeur de la de Sidi Abdelli, Sidi Snouci, Mansourah, Beni Mester, Azaiza, surface piézométrique Bouhlou.etc.), mais depuis 1988, il y a eu d‘autres programmes et les forages ont dépassé les centaines dans les Monts de Tlemcen pour face aux besoins de la population suite à la sécheresse. Plus de 150 forages : Profondeurs 14 à 600 m dans calcaires et dolomies (Kimméridgien), O.Meffrouche 14 à 70m (Dolomie de Terny – Kimméridgien supérieur); Ain El Hadjar 200 à 250m ; O. Tafna – forage de reconnaissance- 600m (Dolomie et calcaire du Bathonien) ; forages de Les ouvrages existants Sidi Abdelli, forages de Bouhlou, Forages de Sabra, forages du champ captant de Beni Mester, 2 galeries (Ghar Bou Maaza et Ghar lakhal), 219 Sources dont plus d‘une vingtaine sont suivies régulièrement par les services de l‘ANRH ;
13. Plaine de Maghnia Tlemcen, Wilaya Bassin versant Tafna (16); Sous bassin ver. O. Mouillah Aval (1602), O. Mehaguene (1603) Oued Oued Mouillah, Oued El Ouedj, Oued Mehaguene, Oued Aounia, Oued El Abbes ; La plaine de Maghnia est située dans le Nord-Ouest de l‘Algérie, à proximité de la frontière marocaine, à environ 150Km au Sud-ouest Limites et extension d‘Oran. Elle est limitée au Nord par les monts des Traras, au Sud par les Monts de Tlemcen (Monts de Ghar Roubane), à l‘Ouest par la plaine des Angads au Maroc et à l‘est par la vallée de la Tafna. La Plaine de Maghnia est constituée par les Alluvions actuelles et récentes par endroit éboulis des pentes et accumulations des piémonts - sables, graviers, argiles ; et croûte calcaire - dépôts quaternaires anciens Aperçu géologique avec surface encroûtée. Le substratum de cette plaine est constitué par les marnes du Miocène avec intercalations calcaire-gréseuses. Ce substratum a été atteint par forages à des profondeurs variant entre 20 et 120 mètres. Aq 1. L‗aquifère libre Plio-quaternaire – dépôts limono-argileux, sables, graviers K=4.0*10-3–10-4 m/s ; s=0.02 – 0.12 ; T=1.0*10-2 – 8.0*10-4 Formations des m2/s ; v=0.1-0.2 m/s ; Potentialités réduites; aquifères Aq 2. L‗aquifère libre et captif – miocène (marnes avec intercalations calcaire Gréseuses ; T=1.0*10-3 – 7.5*10-2 m2/s) Superficie des 231.27 Km² aquifères Aq 1. 10 à 75 m (la puissance totale de Plio-Quaternaire ne dépasse Puissance des guère les 90 m) ; aquifères Aq 2. Environ 50 à 80 m ; Aq 1. 5.0 – 30.0 m ; Profondeur de la Aq 2. Environ 30.0 m ; surface piézométrique
39 sondages, 4 Sources, 45 Forages, 2578 Puits, et 21 piézomètres ; Les ouvrages existants Forages profondeurs 27 à 115m
Annexe III: Grands périmètres d‘irrigation
GPI Caractéristiques
En raison de ses bonnes caractéristiques pédologiques et de ses ressources en eau, le périmètre de Maghnia a été créé en 1974. Il représente l'espace agropole de la wilaya de Tlemcen. La superficie géographique brute est d'environ 11160 Ha dont Périmètre de Maghnia une superficie cadastrale de 5 280 Ha et une superficie équipée de 5138 Ha. Le système d'irrigation adopté est l'aspersion avec des besoins en eau évalués à 19.5 Hrn3/an, Le réseau compte 200 Km de conduites sous pression, 17 forages et 02 stations de pompage qui fonctionne surtout pour I‘AEP. Le périmètre de Habra a été équipés en 1940 sur une superficie de 17000 Ha, mais où l‘irrigation n‘a jamais dépassé les 11500 Ha, mais le périmètre de Sig a été équipé en 1946 sur une superficie de 8000 Ha, Les systèmes d‘irrigation adoptés Périmètre de Habra et Sig sont l‘aspersion et le goute à goute. Il est irrigué à partir des Barrages de Bouhanifia, Ouizert et Fergoug. Les problèmes particuliers à ce périmètre est la salure et les remontées de la nappe gênante pour les cultures. Ce périmètre est localisé à Mascara à l‘Ouest de l‘Algérie. Il a été créé en 1946. La superficie équipée est de 8200 ha. Il est irrigué à partir des Barrages de Sarno et Cheurfa II. Les SIG problèmes de mise en valeur sont surtout liés à la salure des sols, des nappes proches de la surface des sols et de la texture fine. Ce périmètre nécessite un drainage dans l‘immédiat. Tableau : Grands périmètres d‘irrigation existants
GPI Caractéristiques
Le périmètre de Mléta qui couvre une superficie de 26420 Ha. Périmètre de Mléta : Les besoins en eau qui sont estimés à 262 Millions de mètres cubes seront assurés à partir des eaux usées d‘Oran. Le périmètre de Ghriss avec une superficie de 18470 Ha dont les besoins en eau ont été évalués à 83 Millions de mètres cubes, Périmètre de Ghriss : et qui serait desservi à partir du système Ouizert, Bouhanifia (134 Millions de mètres cubes de volume régularisable). Dont la superficie équipée actuelle serait étendue à 33590 Ha les Périmètre de Habra et Sig besoins en eau de ce périmètre qui sont évaluées à 258 Millions de mètres cubes, serait couvert par le barrage de Cheurfas. La zone d'étude est constituée par cinq (5) entités (plateau Hennaya - vallée Isser confluence Tafna et Isser - haute, moyenne et basse Tafna). Les terres de ces espaces sont situées dans les communes de Périmètre de Tafna- Isser Hennaya - Ain Youcef - El Fhoul - Remchi - Beni Ouarsous - et Hennaya Zenata - Feliaoueen - Ouled Riah - Ain Fettah Hammam Boughrara dans la wilaya de Tlemcen et de sidi Ouriach - El Emir Abelkader - Oulhaca et Beni Saf dans la wilaya de Ain Témouchent. Les exploitations qui entrent dans le cadre du projet, sont celles des vallées de l'Oued Isser, de la Tafna et du plateau Hennaya. Tableau : Grands périmètres d‘irrigation en Projet
Annexe IV : Les stations hydro climatiques utilisées dans l‘étude
Code n° station X Y Z Année pluvio
1 Sidi Ali Benyoub 110201 186.0 192.0 635.0 1914-2007 2 Hçaiba 110203 183.0 161.0 950.0 1942-2007 3 Sarno Barrage 110304 201.0 214.0 425.0 1979-2007 4 Sidi Bel Abbes 110305 199.0 219.0 486.0 1918-2007 5 Cheurfa Barrage 110402 230.0 238.0 260.0 1940-2007 6 Ouizert Barrage 111303 251.4 207.0 400 1975-2007 7 Bouhanifia 111503 247.5 225.0 306 1940-2007 8 Fergoug 111506 259.3 250.3 125 1977-2007 9 Béni Bahdel 160403 115 164.6 666 1963-2007 10 Hammam Boughrara 160501 103.7 185.8 270 1969-2007 11 Izdihar Barrage 160613 152.5 205.4 323 1982-2007 12 Mefrouche 160701 135.5 180.2 1110 1963-2007 13 Pierre du Chat 160802 122.4 213.2 80 1968-2007
Tableau : Liste des stations pluviométriques utilisées dans la région d‘étude
Cod Cod Cod Perio e e Nom A Superf wila X Y Z Equip de Etat hydr oue hydro MS icie ya ob o d En 1602 160 Pont 8350 1824 42 197 BE/LP/DE/PO//PS/ 28 13 1820 fonctionne 02 04 Rn7A 0 00 0 2 MG/SB ans ment En 1604 160 1312 1585 87 196 22 13 Sebdou BE/LP/DE/PO 195 fonctionne 01 01 50 70 5 6 ans ment En 1604 160 Beni 1188 1634 66 197 13 BE/LP/TA/ 600 fonctionne 02 01 Bahdel 00 00 5 2 ment Hamma 1605 160 1037 1858 27 197 13 m /BE/LP/MG/PS/JM 4000 A l'arrêt 01 01 00 00 0 1 Boughr Sidi 1605 160 1019 1855 28 197 29 13 Belkhei BE/LP/PO 2650 A l'arrêt 04 04 00 00 5 2 ans r En 1606 160 Sidi 1573 1998 38 198 14 13 BE/LP/TA 866 fonctionne 14 02 Alissa 50 00 0 7 ans ment En 1607 160 Bensekr 1433 2042 24 196 13 BE/LP/DE/PO 1230 fonctionne 02 02 ane 80 00 7 7 ment En 1607 160 1229 2088 194 33 13 Remchi 93 BE/LP/DE/PO 1935 fonctionne 03 02 00 50 8 ans ment 1607 160 Ain 1317 2017 21 197 13 BE/LP/TA 320 A l'arrêt 04 03 Youcef 00 00 0 2 En 1607 160 Mefrou 1332 1779 11 198 13 BE/LP/TA 66 fonctionne 26 15 che 50 00 34 7 ment En 1607 160 Sidi 1331 1972 25 199 13 BE/LP/JM/PS/MG fonctionne 27 03 Moussa 50 50 0 9 ment En 1608 160 Pierre 1223 2131 195 13 75 BE/LP/TA/PO 6900 fonctionne 01 01 du Chat 00 20 2 ment Tableau : Liste des stations hydrométriques utilisées dans l‘étude « BV Tafna »
cod_ cod_ code_ nom_ superfi periode wilay x y z AMS ETAT hydro oued hydro cie _obs a En 110101 11002 22 El Hacaiba 183700 161350 1962 955 fonctionneme
nt En 110201 11002 22 Sidi Ali Ben 186550 192200 1949 1890 29 ans fonctionneme
nt 110301 11002 22 Sidi Bel Abbes 199070 219750 1942 3000
En 110302 11003 22 Sarno Amont 194250 216250 1961 32 ans fonctionneme
nt 110303 11003 22 Sarno Aval 194100 222300 1962
En 111003 11006 20 Laabana 245700 215000 1974 257 27 ans fonctionneme
nt En 111106 11011 20 PK50 Saida 268450 192000 1971 400 fonctionneme
nt
111127 11011 20 Saida Pont 266700 172850 1973 98 28 ans
111129 11011 20 Sidi Boubekeur 258950 195400 1989 552
En 111201 11017 29 Oued Taria 262350 204850 1972 1365 29 ans fonctionneme
nt 111208 11012 29 Sidi Mimoun 289100 196100 1971 760
111302 11007 29 Ouizert Aval 247150 214000 330 1971 2210 A l'arrêt
En 111403 11005 29 Ain Fekan 254300 217000 1969 1160 fonctionneme
nt En 111501 11001 29 Trois Riviere 246350 216650 1946 7440 fonctionneme
nt 111505 11001 29 BouHanifia 248950 224950 1957
111518 11001 29 Hacine 254450 243750 146 1972 7950
Tableau : Liste des stations hydrométriques utilisées dans l‘étude « BV Macta »
Tableau : Liste des stations hydrométriques utilisées dans l‘étude « Côtier oranais»
cod_ cod_ nom_ x y z ams superficie periode_ob état hydro wilaya hydro 40101 13 Ghazaouet 88650 205300 65 1969 100 20 ans En fonctionnement 40220 46 Turgo Nord 149000 245700 30 1974 697 8 ans En fonctionnement 40418 31 Tlélat Bge 219800 245700 1962 15 ans
Annexe V : Le transfert Sud-Nord
Le transfert Sud-Nord :
Pour satisfaire les besoins en eau potable des hauts plateaux, les pouvoirs publics ont inscrit un projet de transfert vers le nord d‘eau à partir de la nappe du Continental Intercalaire. Les quantités d‘eau qui seront prélevées sont de 14.4 m³/s, ce qui reste dans les limites des quantités simulées dans le cadre de l‘hypothèse faible et évaluées pour l‘Algérie à 38.5 m³/s. Ces quantités sont évidemment réparties sur l‘ensemble du Sahara Algérien pour minimiser les rabattements. L‘étude de faisabilité prévoit des prélèvements de l‘ordre de 6.3 m³/s, à partir de trois champs de captage (Oued Mehaguène, Oued Segguer, et Oued Namous), situés à l‘amont du bassin. Environ 20 wilayas des Hauts Plateaux sont actuellement déficitaires en AEPI. L'écart se creuse pour atteindre 836 Hm³/an en 2030. Cette région subit un exode rural important par absence de projet structurant. Le projet de huit grands transferts d'eau sud‐nord vers les Hauts Plateaux (SAFEGE, 2005) vise à fournir de l'eau potable à une population (161 communes) de : • 9,3 millions en 2040 Ce projet, en huit tranches, s'étale sur trente ans de réalisation. Son coût global de 309,2 milliards de DA n'est pas en mesure de permettre le développement de l'agriculture. Avec un prix de revient au m³ élevé (entre 47,7 et 72,4 DA), cette eau est exclusivement destinée à l'AEPI. La progression de la fourniture d'eau est forte (Figure XI.1). Elle atteint en 2030 le débit de 488,5 Hm³/an, offre suffisante pour multiplier par 5 la population 2010 de la région.
Figure XI.1: Transfert Sud- Hautes plateaux
Le transfert du Chott El Gharbi
Le transfert du Chott el Gherbi vise à l'horizon 2030 de transférer 40 Hm³/an vers le triangle : Tlemcen‐Naama‐Sidi Bel Abbés pour une offre : en eau potable de 13,7 Hm³/an - région sud de Tlemcen : 9,3 Hm³/an - région nord de Naâma : 0,6 Hm³/an - région ouest de Sidi Bel Abbés : 3,8 Hm³/an à usage de l'agriculture avec 26,2 Hm³/an pour l'irrigation de 6 150 ha.
La qualité des eaux sur les 5 champs captant (49 forages) est hétérogène. Cependant en procédant par mélange, les résidus secs et les sulfates des eaux du réservoir tampon d'Abd el Moula, point de départ du transfert, ne dépassent pas 0,870 g/l et 0,24 g/l respectivement.
Annexe VI: Les différentes méthodes pour simuler des processus de bassins versants
The user can choose whether all the branches within a demand site will have the same monthly variation in demand, or whether each branch can have a different monthly variation. Separately, the user can choose whether all land use branches within a catchment will have the same climate data (Soil Moisture Method Climate, FAO Climate or MABIA Climate), or whether each branch can have different climate data. This second option might be necessary if there is a large variation in the elevation among different land uses within a catchment. Alternatively, the catchment could be divided into several different catchment nodes according to elevation, so that the climate within each catchment did not vary by land use..9 Catchments There is a choice among four methods to simulate catchment processes such as evapotranspiration, runoff, infiltration and irrigation demands. These methods include (1) the Rainfall Runoff and (2) Irrigation Demands Only versions of the FAO Crop Requirements Approach, (3) the Soil Moisture Method, and (4) the MABIA Method. You can click on the "Advanced" button at the top of the Data Entry window for a particular catchment to select among these options. Your choice of method should depend on the level of complexity desired for representing the catchment processes and data availability.
Irrigation Demands Only Method (FAO Crop Requirements Method) Of these four methods, the Irrigation Demands Only method is the simplest. It uses crop coefficients to calculate the potential evapotranspiration in the catchment, then determines any irrigation demand that may be required to fulfill that portion of the evapotranspiration requirement that rainfall cannot meet. It does not simulate runoff or infiltration processes, or track changes in soil moisture. Rainfall Runoff Method (FAO Crop Requirements Method) The Rainfall Runoff method also determines evapotranspiration for irrigated and rainfed crops using crop coefficients, the same as in the Irrigation Demands Only method. The remainder of rainfall not consumed by evapotranspiration is simulated as runoff to a river, or can be proportioned among runoff to a river and flow to groundwater via catchment links. Rainfall Runoff Method (Soil Moisture Method) The Soil Moisture method is the most complex of the four methods, representing the catchment with two soil layers, as well as the potential for snow accumulation. In the upper soil layer, it
simulates evapotranspiration considering rainfall and irrigation on agricultural and non- agricultural land, runoff and shallow interflow, and changes in soil moisture. This method allows for the characterization of land use and/or soil type impacts to these processes. Baseflow routing to the river and soil moisture changes are simulated in the lower soil layer. Correspondingly, the Soil Moisture Method requires more extensive soil and climate parameterization to simulate these processes. Note that the deeper percolation within the catchment can also be transmitted directly to a groundwater node by creating a Runoff/Infiltration Flow Link from the catchment to the groundwater node. The method essentially becomes a 1-layer soil moisture scheme if this is link is made. MABIA Method (FAO 56, Dual Kc, Daily) The MABIA Method is a daily simulation of transpiration, evaporation, irrigation requirements and scheduling, crop growth and yields, and includes modules for estimating reference evapotranspiration and soil water capacity. It was derived from the MABIA suite of software tools, developed at the Institut National Agronomique de Tunisie by Dr. Ali Sahli and Mohamed Jabloun. For more information about MABIA and to download standalone versions of the software, visit http://www.mabia-agrosoftware.net. The algorithms and descriptions contained here are for the combined MABIA-WEAP calculation procedure. The MABIA Method uses the „dual‟ Kc method, as described in FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56 (Spanish version of FAO 56), whereby the Kc value is divided into a „basal‟ crop coefficient, Kcb, and a separate component, Ke, representing evaporation from the soil surface. The basal crop coefficient represents actual ET conditions when the soil surface is dry but sufficient root zone moisture is present to 4.9 Catchments support full transpiration. In this way, MABIA is an improvement over CROPWAT, which use a single Kc method, and hence, does not separate evaporation and transpiration.