République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة التعليم العالي و البحث العلمي Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université Mohamed Khider – Biskra جامعة محمد خيضر بسكرة كلية العلوم و التكنولوجيا Faculté des Sciences et de la Technologie قسم:الهندسة المدنية والري Département de Génie Civil et d’Hydraulique المرجع:………..……… Ref :……………… Mémoire présenté en vue de l’obtention du Diplôme de Doctorat LMD Spécialité : Hydraulique Option : Sciences Hydrauliques Thème Prévision de la salinité de la couche active des sols et optimisation du régime d’irrigation à caractère lessivant des terres mise en valeurs dans le sud-est Saharien : cas de Biskra et l’Oued Righ Présenté par : HARKATI Djihad Soutenu le : 20/12/ 2018 Devant le jury composé de MASMOUDI Ali MCA Président Université de Biskra OUAMANE Ahmed Professeur Rapporteur Université de Biskra MEZA Noureddine MCA Co-Rapporteur Université d’OE Bouaghi LABADI Abdallah MCA Examinateur Université de Biskra Avant-propos Je tiens à remercier tous ceux et toutes celles sans qui cette thèse n’aurait pu voir le jour, avancer, rebondir et finalement aboutir : Dr. Meza Noureddine tout d’abord, personnage central de cette histoire, qui a suivi mon travail pendant ces longues années et qui m’a toujours soutenue. Je le remercie pour son encadrement bien sûr, mais aussi et surtout pour ses qualités humaines. Pr. Ouamane Ahmed pour son encadrement, sa disponibilité, sa patience et sa gentillesse qui m’ont amené à réaliser ce travail. Pr. Masmoudi Ali et Dr. Labadi Abdallah pour avoir accepté les rôles de président et examinateur de ce travail. M Ghennam Wassim, concepteur du logiciel « salinité 4 » et de tous les logiciels expérimentaux, pour son efficacité, mais surtout pour son amitié. Tout le personnel technique et administratif de l’ONID Djamaa avec une mention spéciale pour M Khaldi Adel. J’adresse mes vifs remerciements à M Berekbia Mohamed, M Gheriani Sofiane de l’INRA sidi Mahdi (Touggourt). Mes chaleureux remerciements vont aussi à M Samir Merdaci de l’ITDAS Ain Ben Noui Biskra. Je suis très reconnaissant aux efforts consentis par tout le personnel de l’ANRH Constantine et Alger notamment Mme Belahreche Mounira pour les innombrables analyses chimiques. A tous ceux qui m’ont accompagnée pendant ces années, même pour un bout de chemin. A tout ma famille. J’ai gardé le meilleur pour la fin. Merci à celui qui a toujours été présents pour me relever lorsque je tombais, Merci à mes parents. Page i الملخص يف املناطق اجلافة ، كما هو احلال يف اجلنوب الشرقي بالصحراء اجلزائرية ، تعاين اﻷراضي املستصلحة من مشكلة رئيسية تتمثل يف امللوحة الثانوية للرتبة ، بسبب صعود املياه اجلوفية إىل السطح و اليت مياهها ماحلة ، عدم وجود نظام صرف للمياه مﻻئم وإدارة سيئة للموارد املائية. يهدف هذا العمل إىل تقييم الوضع املائي الزراعي ﻹطار الدراسة ، وذلك لعمل تنبؤات للنظام املائي امللحي لطبقة الرتبة النشطة يف منطقة وادي ريغ، أي تقييم كمية مياه الغسيل للحفاظ على الرتكيز املسموح به. هلذا ، التجأنا إىل نظرية نقل اﻷمﻻح القابلة للذوبان يف الوسط املسامي الذي يفرض علينا حتديد العوامل التجريبية اهليدروديناميكية ) * v ،λ ،D( و ثابت معدل الذوبان لﻷمﻻح الصلبة )γ(. إن حتليل نتائج العمل املنجز يف التنبؤ بديناميكية ملوحة الرتبة مع املوارد املائية اليت يتم تعبئتها حاليًا للري من املياه اجلوفية: الـــ CI و C T برتكيز للكلور يقدر بــ 0.255 غ/ل و 1.25 غ/ل على التوايل، ومع وجود كميات خمتلفة من جرعات الغسل مع استعمال مصرف مياه مناسب، يظهر أنه على الرغم من وجود كميات كبرية من املياه اﻹضافية املستخدمة يف كل جرعة من الري، فإن حتلية قسم الرتبة يف منطقة التهوية غري مكتمل مع هناية 4 سنوات من الري. ويرجع ذلك إلى التركيز العالي جدا ً للكلور يف مياه الري. ومع ذلك ، فإن إمكانية تعبئة كمية إضافية من املياه من C I ، واليت ﻻ توصي هبا الدراسة املعدة حول نظام طبقات املياه اجلوفية يف مشال الصحراء ، واليت يكون تركيز كلوريدها منخف ًضا إىل حد ما ، تسمح الغسيل الكامل ملنطقة التهوية بعد 4 سنوات من الري. ونتيجة لذلك ، ﻻ ميكن حتقيق حتلية كاملة ملرت من الرتبة إﻻ برتكيز من مياه الري يساوي 0.35 غ/لرت. خﻻفا لذلك ، )باحلفاظ على املوارد املائية املستخدمة حاليا( ، جند أنفسنا ملزمون بقبول احلد اﻷدىن للرتكيز الذي مت احلصول عليه واﻻستجابة الزراعية املقابلة يف ظل هذه الظروف. ميكن اﻻستنتاج أن فكرة الرتكيز املقبول يف وادي ريغ تعتمد على ظروف الري وختتلف من واحة إىل أخرى. الكلمات المفتاحية: تربة، ملوحة، مناطق اجلافة، نظام الري خباصية الغسل. Page ii Résumé Dans les zones arides, comme dans le cas de la vallée de l’Oued Righ en Algérie, les terres mises en valeurs subissent un problème majeur de salinité secondaire des sols, due à la présence d’une nappe phréatique peu profonde dont les eaux sont salées, à l’absence d’un système de drainage adéquat et à la mauvaise gestion de la ressource en eau. Ce travail a pour objectif d’évaluer l’état hydroagricole du cadre de l’étude et de faire des prévisions du régime hydro-salin de la couche active des sols dans la vallée de l’Oued Righ, c'est à dire l'évaluation de la quantité d'eau de lessivage pour le maintien d'une concentration admissible. Pour cela, on a recours à la théorie de transfert des sels solubles dans les milieux poreux ce qui nous implique a déterminé des paramètres hydrodynamique expérimentaux (D*, λ, v) et de la constante de la vitesse de dissolution des cristaux de sel (γ). L’analyse des résultats des travaux effectués sur la prévision de la dynamique de la salinité des sols dans la zone d’aération, avec les ressources en eau actuellement mobilisées pour l’irrigation à partir des deux aquifères: le C I avec une concentration en chlore de 0.255 g/l et le C T avec une concentration en chlore égale à 1.25 g/l et avec différentes doses de lessivage sur fond de drainage adéquat montre que malgré les grandes quantités d'eaux supplémentaires utilisées à chaque dose d’irrigation, la désalinisation de la tranche de sol de la zone d’aération n’est pas complète au terme des 4 ans d’irrigation. Cela est dû à la concentration très élevé en Cl- de l’eau d’irrigation. Néanmoins, la possibilité d’une mobilisation d'un volume d'eau supplémentaire à partir du Continentale Intercalaire, qui n’est pas recommandé par l’étude de SASS, et dont la concentration en Cl- est assez faible, permet un lessivage complet de la zone d’aération au terme des 4 ans d’irrigation. De ce fait, une désalinisation complète du mètre de sol ne peut être atteinte qu’avec une concentration des eaux d’irrigation égale à 0.35 g/l. Dans le cas contraire, (en gardant la ressource en eau utilisé actuellement) on est dans l’obligation d’accepter la concentration minimale obtenue ainsi que la réponse agricole correspondante dans ces conditions. On peut conclure que la notion de la concentration acceptable dans la vallée de l’Oued Righ est fonction des conditions d’irrigation et est variable d’une oasis à une autre. Mots clés : Sol; Salinité ; zone aride ; régime d’irrigation à caractère lessivant ; Page iii Abstract In arid areas, as in the case of the southeast of the Algerian Sahara, Reclaimed lands suffer from a major problem of secondary soil salinity, due to the presence of a shallow water table whose waters are salty, lack of an adequate drainage system and bad water resources management. This work aims to evaluate the study framework hydroagricultural status, to make predictions of the hydro-saline regime of the active layer of soils in the Oued Righ valley, that is to say, the evaluation of the amount of leaching water for the maintenance of a permissible concentration. For this, we use the theory of transfer of soluble salts in porous media which involves us determined experimental hydrodynamic parameters (D *, λ, v) and the constant dissolution rate of the crystal salts (γ). The analysis of the results of the work done on the prediction of soil salinity dynamics in the aeration zone, with the water resources currently mobilized for irrigation from the two aquifers: the CI with a chlorine concentration of 0.255 g/l and the CT with a chlorine concentration equal to 1.25 g/l and with different leaching doses on an adequate drainage background shows that despite the large quantities of additional water used at each irrigation dose, the desalination of the soil section of the aeration zone is not complete after 4 years of irrigation. This is due to the very high Cl- concentration of irrigation water. Nevertheless, the possibility of mobilizing an additional volume of water from the Continental Intercalaire, which is not recommended by the SASS study, and whose Cl- concentration is rather low, allows a complete leaching of the aeration zone after 4 years of irrigation. As a result, a complete desalination of the soil meter can only be achieved with a concentration of irrigation water equal to 0.35 g/l. On the other hand, (keeping the water resource currently used), we must accept the minimum concentration obtained and the corresponding agricultural response under these conditions. It can be concluded that the notion of acceptable concentration in the Oued Righ Valley is a function of the irrigation conditions and varies from one oasis to another. Key words: Soil; Salinity; Arid area; Leaching irrigation regime. Page iv Table des matières Avant-propos .......................................................................................................................... i ii .................................................................................................................................... الملخص Résumé ................................................................................................................................ iii Abstract ...............................................................................................................................