Evolution De La Salinité Des Eaux Des Nappes Du Complexe Terminal De La Région De M’Ya - Ouargla
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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumedienne Faculté des Sciences de la Terre, Géographie et Aménagement du Territoire THESE Pour l’obtention du grade de : MAGISTER EN GEOLOGIE OPTION : Hydrogéologie MEMOIRE Evolution de la salinité des eaux des nappes du Complexe Terminal de la région de M’ya - Ouargla Présentée par Mme ABDERRAHMANE Nadhira née SAIL Soutenue publiquement : 03 / 06 /2006 Devant le jury : Mr MEGARTSI M’hamed Professeur (USTHB, FSTGAT) Président Mr SAIGHI Omar Maître de conférence (USTHB, FSTGAT) Directeur de thèse Mr ISSAADI Abderrahmane Professeur (USTHB, FSTGAT) Examinateur Mme NEZZAL Fatiha Maître de conférence (USTHB, FSTGAT) Examinateur Mr BENZAOUI Ahmed Maître de conférence (USTHB, F. de Physique) Examinateur 1 PDF créé avec la version d'essai pdfFactory Pro www.gs2i.fr/fineprint/pdffactory.htm REMERCIEMENTS Au terme de ce travail, je tiens à remercier très vivement Monsieur Abdelkader RABHI, Ex Directeur Général de l’Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH) de m’avoir autorisé à poursuivre mes études post-graduées. Ma présence au sein de l’Agence, en qualité d’Ingénieur hydrogéologue, m’a beaucoup aidé à réaliser ce travail. Monsieur Omar SAIGHI, professeur à la FSTGAT.- USTHB m’a fait l’honneur de me compter parmi les étudiants - chercheurs qu’il dirigeait. Je tiens à le remercier très vivement de m’avoir consacré le meilleur de son temps et de m’avoir beaucoup aidé, par ses précieux conseils et ses fructueuses critiques, pour mener ce travail à terme. J’adresse mes sincères remerciements au Professeur M. MEGARTSI d’avoir accepté de présider mon jury de thèse. Mes vifs remerciements vont au professeur Abderrahmane ISSADI, dont j’avais suivi avec grand intérêt les cours et les travaux pratiques d’hydrochimie, pour avoir accepté d’examiner mon travail et faire partie du jury. Mes vifs remerciements vont également à Madame Fatiha NEZZAL, Maître de Conférences à FSTGAT.- USTHB d’avoir accepté de juger ce travail et de faire partie du jury de ma thèse. Je remercie Mr BENZAOUI Ahmed, Maître de conférence à la faculté de physique- USTHB, d’avoir accepté de juger ce travail et de faire partie du jury de ma thèse. Je remercie Melle Nadia HIDOUCHE, Messieurs M. E. H.CHERCHALI, S. Adnane.MOULLA et Fayçal HELLAL pour leur aide qui m’a permis d’améliorer et d’enrichir mon travail. J’exprime ma profonde gratitude à mes amis et collègues D. DJOUDAR, O. HELLAL, M. CHAIR et K. BOUADEL pour leur amitié et leur soutien. En fin, je dédie ce travail à mes parents que j’aime beaucoup, mes frères et sœurs, à mes filles Katia et Elyssa-Aya et mon époux qui m’ont beaucoup encouragé et soutenu. 2 PDF créé avec la version d'essai pdfFactory Pro www.gs2i.fr/fineprint/pdffactory.htm 3 PDF créé avec la version d'essai pdfFactory Pro www.gs2i.fr/fineprint/pdffactory.htm SOMMAIRE Page INTRODUCTION GENERALE………………………………..……………………..…… 01 CHAPITRE I : HYDROCLIMATOLOGIE I.1-INTRODUCTION……………………………………………………………..……....... 07 I.2- LES RECIPITATIONS…………………………………………………...…..…………. 07 I.2-1- Le réseau pluviométrique 'observation……………………………………………… 07 I.2-2- Les précipitations moyennes mensuelles …………………………….…………… 07 I.2-3- Les précipitations annuelles et leur répartition spatiale ……………………...…… 09 I.2-4- Variation interannuelle des précipitations ………………………………..……… 09 I.2-5- Analyse statistique des précipitations ……………………………………….…… 10 I.2-5-1- Caractéristiques des précipitations annuelles …………………….……… 10 I.2-5-2- Définition de Loi de Galton ou Log-normale…………………………….. 11 I.2-5-3- Définition de la loi racine carrée normale…………………….……….…. 11 I.2-5-4-Résultats du Test d’adéquation……………………………….…….……. 11 I.3- LES TEMPERATURES………………………………………………………..………. 12 I.3-1-Températures moyennes mensuelles…………………………………...………… 12 I.3-2-Température moyenne annuelle …………………………………………..…....…… 13 I.4- L’HUMIDITE DE L’AIR…………………………………………………….…………. 14 I.5-LES VENTS ……………………………………………………………………………… 15 I.6-L’EVAPOTRANSPIRATION………………………………………………………..…… 15 I.6-1-Estimation de l’évapo-transpiration potentielle (ETP) ……………………...…...… 16 A-Formule de Thornthwaite…………………………………………………..…… 16 B- Formule de Serra……………………………………………………………......… 16 4 PDF créé avec la version d'essai pdfFactory Pro www.gs2i.fr/fineprint/pdffactory.htm I.6-2- Evapo-transpiration réelle……………………………………………………......… 17 C- Récapitulation des résultats et discussion…………………………………..…..… 17 I.7- HYDROLOGIE……………………………………………………………………..…… 18 A- Le bassin de M’ya…………………………………………………………………. 19 B -Bassin du M’zab…………………………………………………………….…...… 20 I.8- CONCLUSION…………………………………………………………………………. 21 CHAPITRE II : GEOLOGIE –STRUCTUROLOGIE ET HYDRODYNAMISME II.1-ASPECT GEOLOGIQUE ……………………………………………………………... 22 II.1-1-Introduction………………………………………………………………………. 22 II.1-2-Cadre géologique régional…………………………………...…………………… 22 II.1-3- Historique des dépôts de la région de Ouargla - M'ya……………..……………. 22 II.1-3-1- Lithostratigraphie………………………………………………….…… 22 II.1-3-1-A.Le Secondaire…………………………………………..……………. 22 II.1-3-1-A-1- Barrémien ………………………………….……………. 22 II.1-3-1-A-2- Aptien……………………………………………………. 24 II.1-3-1-A-3- Albien ……………………………………..………….…. 24 II.1-3-1-A-4-L’Albo-Vraconien.…………………………………….…. 24 II.1-3-1-A-5. Cénomanien……………………………………................ 24 II.1-3-1-A-6- Turonien …………………………………………………. 24 II.1-3-1-A-7- Sénonien lagunaire……………………………………….. 25 II.1-3-1-B-Fin du secondaire et début du Tertiaire………………..………….. 25 II.1-3-1-B-1-Maestrichtien et Eocène (Sénonien carbonaté)………….. 25 II.1-3-1-B-2- Mio-pliocène……………………………………..……… 26 II.1-3-1-C- Le Quaternaire……………………………………………..…….......... 26 II.1-4-interpretation de coupes géologiques………………………………..………….......... 26 II.2-PALEOGEOGRAPHIE ET TECTONIQUE……………………..…………….…….. 27 II.2-1- Paléogéographie……………………………………….…………………………... 27 II.2-2- Tectonique……………………………………………………….……………….. 30 II.3-HYDROGEOLOGIE……………………………………………………… 31 II.3-1-Introduction……………………………………………………………………….. 31 II.3-2- Hydrogéologie régionale…………………………………………………...……… 32 II.3-3- Hydrogéologie du complexe terminal de la région M’ya-Ouargla………………... 34 II.3-4 - Constitution et géométrie des couches réservoirs ……………………..………… 36 II.3-4-1- La nappe des calcaires du Sénonien - Eocène marin …………..……….. 38 II.3-4-2- Les nappes des sables du Continental Terminal………….....…………... 39 II.3-5- Substratum et toit du Complexe Terminal……………………….………..……… 40 II.3-6- Puissance totale et puissance utile du réservoir…………………………………... 40 II.3-6-1- Les sables du Mio-Pliocène…………………………………..…………. 40 II.3-6-2- Le réservoir carbonaté du Sénonien-Eocène inférieur…………..………. 41 II.3-7- Caractéristiques hydrodynamiques du système aquifère………………..………... 41 II.3-7.1- Détermination par les pompages d’essais………………………………. 41 II.3-7-2- Détermination par modèle mathématique……………………...……….. 42 5 PDF créé avec la version d'essai pdfFactory Pro www.gs2i.fr/fineprint/pdffactory.htm II.3-8- Piézométrie du système hydraulique "Complexe Terminal"………………….... 42 II.3-8-1- Piézométrie locale……………………………………………….……… 44 II.3-8.1.1- La nappe du Sénonien……………………………………….. 45 II. 3-8-1-2- La nappe du Mio-pliocène …………………………...…….. 45 II.3-8-1-3- La nappe Phréatique…………………………………..…….. 45 II.3-9- Communications inter-nappes………………………………………………........ 47 II.3-9-1- Communication nappe phréatique / nappe mio-pliocène………………… 47 II.3-9-2- Communication nappe mio-pliocène / nappe du Sénonien………………. 48 II.3-10- Alimentation et exhaures………………………………………………..……….. 48 II.3-11- Exploitation des ressources hydriques…………………………………….…….. 48 II.4-CONCLUSION………………………………………………………………………….. 49 CHAPITRE III : HYDROCHIMIE DE LA NAPPE DU SENONIEN III.1- INTRODUCTION……………………………………………………………………... 51 III.2- PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES…………………………………….…….. 53 III.2-1- Le pH……………………………………………………………….......... 53 III.2.2- La température…………………………………………………………….. 53 III.2.3- La conductivité électrique…………………………………………………. 54 III.2.4- Les résidus secs……………………………………………………………. 55 III.3- LES CONCENTRATIONS IONIQUES………………………….………................. 56 III.3.1- Répartition globale des concentrations ioniques……………………….............. 57 III.3.2- Les chlorures……………………………………………………………………. 57 III.3.3- Les sulfates………………………………………………………….................... 58 III.3.4- Les bicarbonates……………………………………………………….…........... 58 III.3.5- Les nitrates………………………………………………………….................... 58 III.3.6- Le sodium ………………………………………………………………………. 60 III.3.7- Le potassium……………………………………………………………………. 61 III.3.8- Le magnésium…………………………………………………………………… 62 III.3.9- Le calcium……………………………………. 63 III.4- REPRÉSENTATIONS GRAPHIQUES DES RÉSULTATS ANALYTIQUES….. 64 III.4.1- Représentation sur le diagramme vertical de Schoeller-Berkaloff……………. 65 III.4.2- Représentation sur le diagramme losangique de Piper…………….................. 67 III.5- INTERPRETATIONS DES CARTES D’EQUI-RAPPORTS CARACTE- RISTIQUES…………………………………………………………………................. 67 — - III.5.1- La carte d'equi-rapport [rSO4 /rCl ]……………………………………… 67 III.5.2- Carte d'equi- rapport [rNa+ / rMg++]……………………………………… 68 III.5.3- Rapport caractéristique [rMg++/rCa++]…………………………................. 69 III.6- FACIES CHIMIQUES ET FORMULES CARACTERISTIQUES………. ………. 71 III.6.1- Les eaux sulfatées magnésiennes………………………………………….. 71 III.6.2- Les eaux chlorurées sodiques……………………………………………… 71 III.6.3- Les eaux sulfatées sodiques………………………………………………. 71 III.6.4- Les eaux chlorurées magnésiennes……………………………………….. 71 III.7- LES VARIATIONS DU CHIMISME DES EAUX…………………………………. 73 III.7.1- Evolution du faciès chimique…………………………………………….. 73 III.7.2- Evolution de