REPUPLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTRE DE L’ENSIGNEMENT SUPERRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCINTIFIQUE UNIVERSITÉ MENTOURI CONSTANTINE 1 FACULTÉ DES SCIENCES DE LA TERRE, DE LA GEOGRAPHIE ET DE L’AMENAGEMENT DU TERRITOIRE DEPARTEMENT DES SCIENCES GEOLOGIQUES MEMOIRE DE FIN D’ETUDE POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME DU MAGISTER EN GEOLOGIE OPTION : HYDROGEOLOGIE THÈME LE THERMALISME DE LA RÉGION DE MILA Présentée Par MAMMERI MADIHA Membres du Jury: Mr. N. CHABOUR Université de Constantine 1 Président Mme. H. DIB Université de Constantine 1 Rapporteur Mr. A. BENAISSA Université de Constantine 1 Examinateur Mr. A. DEMDOUM Université de Sétif Examinateur soutenue le :10 mai 2017 Année 2015 Avant Propos Tous mes remerciements s’adressent tous d’abord à tout puissant ALLAH , d’avoir guidé mes pas vers le chemin de savoir . Au terme de ce travail je tiens à exprim er ma profonde reconnaissance à toutes les personnes qui m’ont permis de mener à bien ce modeste travail. Je ne saurai exprimer suffisamment toute ma gratitude à Mme Dib Hénia de m’avoir encadré et suivi mon travail avec ses précieux conseils et son soutien morale, je lui dis merci profondément. Je remercie les membres du jury : Mr. N. Chabour, Mr. A. Benissa et Mr. A. Demdoum Toute ma gratitude à Mr. M. BOULARAK, le père des géologues , pour son aide précieuse et son assistance louable , sa tendresse et sa modestie. Mes remerciements les plus vifs à tous mes enseignants de primaire jusqu’à l’université surtout les enseignants de la faculté des sciences de la terre Mr. A. Kassir, Mr. A. Ali Laouar, Mr. S. Guebouli, Mr. R. Grirem, Mr. Y. Yousfi, Mr. N. Chabour, Mr. Bourfis, Mme M. Djebbar, Mr. A. Mébarki, Mr. N. Bennacef, Mr. Belhannachi, Mlle O. Laaziz. Je remercie beaucoup Mr. Abd Lakrim le technicien du laboratoire de l’hydrogéologie de la faculté des sciences de la terre pour son aide. Je tiens également à remercier mes collègues et mes amies , surtout le médecin généraliste Mouass Zahia pour lui soutient morale et toutes personnes qui m’ont facilité la tache pour acquérir les documents nécessaires à la réalisation de ce travail. Enfin, je dédie ce travail à la mémoire de mon père Saïd , à ma chère mère Zohra , et mes touts frères et sœurs et ses enfants. Je dédie aussi ce modeste travail à mon époux Khenfri Ahmed Zakaria , mon beau père Kheir et ma belle mère Helima . À mon amour l’Algérie SOMMAIRE Pages Avant propos………………………………………………………………………………………. 2 Introduction général……………………………………………………………………………….. 9 CHAPITRE I : Cadre géographique 1. Situation géographique et morphologique ……………………………………………… . 1 2 2. Climat et réseau hydrographique ………………………………………………………....1 3 3. Situation démographique et infrastructures ………………………………………………1 4 4. Potentialités économiques ……………………………………………………………… . 1 4 5. Potentialités touristiques ………………………………………………………………….1 5 CHAPITRE II : Cadre géologique Introduction………………………………………………………………………………………1 7 I. Cadre Géologique régional ………………………………………………………………1 7 1. Le domaine interne…………………….…………………………………………………1 7 1.1. Le socle kabyle …………………… .. …………………………………………………… . 1 7 1.2. La Dorsale Kabyle ……………………………………………………………………….1 7 2. Le domaine des Flyschs …………………………………………………………………..1 7 3. Le domaine externe……………………………………………………………………….1 8 3.1. Les séries telliennes ………………………………………………………………………1 8 3.1.1. Les unités ultra - telliennes …………………………………………………………….1 8 3.1.2. Les unités telliennes sensu - stricto …………………………………………………...1 8 3.1.3. Les unités péni - telliennes …………………………………………………………….1 9 3.2. Les séries de l’avant pays ……………………………………………………………….. 1 9 3.2.1. Les séries de l’avant pays allochtones ……………………………………………….1 9 3.2.1.1. L’organisation sétifienne …………………………………………………………1 9 3.2.1.2. L’organisation Constantinoise …………………………………………………....1 9 3.2.1.3. L’organisation Algéro - Tunisienne ……………………………………………….1 9 3.2.2. Les séries de l’avant pays autochtone ……………………………………………… ... 1 9 II. Etude lithostratigraphique de la zone d’étude ………………………………………… … 20 1. Le Trias ……………………………………………………………………………… . 20 2. Le Jurassique ………………………………………………………………………… 21 3. Le Crétacé…………………………………………………………………………… . 21 4. Le Paléogène …………………………………………………………………………. 22 5. Le Néogène …………………………………………………………………………. 26 6. Le Quaternaire ……………………………………………………………………….. 28 III. L’étude tectonique ……………………………………………………………………….. 30 1. Les phases tectoniques ……………………………………………………………….. 30 1.1. Les évènements tectoniques du Mésozoïque ………………………………………... 30 1.2. Les évènements du Tertiaire ………………………………………………………… 30 1.3. La tectonique récente ………………………………………………………………… 32 2. Cadre géostructural des sources thermales ………………………………………….. 32 2.1. Le style tectonique de la région d’étude …………………………………………….. 32 2.2. Photos géologiques et interprétation des rés ultats …………………………………... 3 5 2.1.1. La région de Béni Haroun …………………………………………………… 3 5 2.1.2. La région de Grarem …………………………………………………………3 5 2.1.3. La région de Ain Tinn ………………………………………………………...3 6 2.1.4. La région de Bouhama ………………………………………………………3 6 2.1.5. La région de Ferdjioua ………………………………………………………3 6 Conclusion ……… ………………………………………………………………………………3 7 CHAPITRE III: Cadre Hydroclimatologique Introduction…… …………………………………………………………………………………4 5 1. Aperçu sur le climat de la région étudiée ………………………………………………….. 4 5 2. Analyse des paramètres climatiques ………………………………………………………4 6 2.1. Les précipitations …………………………………………………………………………4 7 2.2. Les températures ………………………………………………………………………… 50 2.3. Les indices climatiques ………………………………………………………………….. 51 2.3.1. Diagramme Ombro - Thermique de Gaussen et Bagnoul ……………………………. 51 2.3.2. Indice de De - Martonne ……………………………………………………………… 5 3 2.3.3. Indice de Moral ……………………………………………………………………… 5 3 2.4. L’évapotranspiration pote ntielle (ETP ……………………………………………… …..5 4 2.5. Déficit d’écoulement (De) ou l’évapotranspiration (ETR) ………………………………5 5 2.5.1. Méthode de Coutagne ……………… ………………………………………………5 5 2.5.2. La méthode de Turc …………………………………………………………………5 6 2.5.3. La méthode de Verdeil ……………………………………………………………….. 5 6 2.5.4. La méthode de Thornthwaite .. ………………………………………………………5 7 3. Bilans hydrologiques ...……………………………………………………………………..5 8 3.1. Estimation du ruissellement et de l’infiltration ………………………………………… 60 3.2. Discussion des résultats ………………………………………………………………… 61 3.3. Estimation de la lame d’eau ruisselée sur le bassin versant par la méthode de Thiessen .. 62 4. Etude des limites de la thermalité de la zone d’étude ...…………………………………… 64 Conclusion . ……… ………………………………………………………………………………6 4 CHAPITRE IV: Cadre Hydrogéologique I ntroduction ………………………………………………………………………………… …...6 6 1. Les aquifères superf iciels ..………………………………………………………………6 6 2. Les aquifères profonds .. …………………………………………………………………6 6 2.1. Les aquifères des séries telliennes type nappe de Djemila ...……………………………6 6 2.2. Les aquifères des séries péni - telliennes .………………………………………………...6 7 2.3. Les aquifères du néritique constantinois ……………………………………………….. 6 7 2.3.1. Constituants du ré servoir …………………………………………………………… 6 7 2.3.2. Couverture du réservoir …………………………………………………………….. 6 8 2.3.3. Substratum du réservoir ……………………………………………………………...6 9 3. Le système karstique hydrothermal .. ………………….…………………………………6 9 3.1. Notion d’un système karstique ……………………………………………………… …. 6 9 3.2. Fonctionnement d’un système karstique ………………………………………………..6 9 3.2.1. La zone d’alimentation ……………………………………………………………...6 9 3.2.2. La zone d’écoulement ……………………………………………………………….. 71 3.3. le karst hydrothermal de la région d’étude ……………………………………………… 71 3.3.1. Particularité de l’enviro nnement …………………………..………………………… 71 3.3.2. Aire d’alimentation et circulation des eaux souterraines ……………………………. 72 CHAPITRE V: Géochimie des eaux thermales Introduction……………………………………………………………………………………… 74 1. Etude analytique des paramètres physiques des eaux thermales …………………………….74 1.1. La température …………………………………………………………………………..74 1.1.1. Définition de la thermalité ………………………………………………………..74 1.1.2. Origine de la thermalité …………………………………………………………..74 1.1.3. Classification thermique des eaux thermominérales…………………………… . 75 1.1.4. Les températures mesurées à l’émergence ……………………………………… .76 1.1.5. Evaluation de la température des eaux en profondeur à l’aide des géothermomètres chimiques ……………………………………………………………………………..77 1. Géothermomètre Na/K ……………………………………………………………78 2. Géothermomètr e Na/K/Ca………………………………………………………..78 1.2. Potentiel hydrogène ……………………………………………………………………..80 1.3. La conductivité ………………………………………………………………………….81 2. Etude analytique des paramètres chimiques des eaux thermales ……………………………..82 2.1. Etude de la minéralité principale ………………………………………………………..82 Le calcium (Ca ++ )……………………………………………………………...83 Le magnésium (Mg ++ ) ……………………………………………………… ...83 Les chlorures (Cl - ) et le sodium (Na + ) ……………………………………… ..83 2 - Les sulfates (SO 4 ) …………………………………………………………… 83 - Les bicarbonates (HCO 3 ) ……………………………………………………..84 - Les nitrates (NO 3 ) ………………………………………………………… ….84 2.2. Origine de la minéralisation ……………………………………………………………84 2.3. Etude de la minéralité secondaire ……………………………………………………….87 2.4. Classification géochimique des eaux …………………………………………………...87 2.4.1. Diagramme de Piper ……………………………………………………………...87 2.4.2. Diagramme de Schoeller ………………………………………………………… . 88 2.4.3. Analyse factorielle des eaux thermales ………………………………………….93 2.4.3.1. La première ACP …………………………………………………………93 2.4.3.2. La deuxième ACP ………………………………………………………..96 2 .5. I dentification et origine des gaz de quelques sources thermales étudiées …………….100 Conclusion…… …………………………………………………………………………………101 CHAPITRE VI : Bilan thermal des sources