REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE HOUARI BOUMEDIENNE FACULTE DES SCIENCES DE LA TERRE, DE GEOGRAPHIE ET DE L’AMENAGEMENT DU TERRITOIRE MEMOIRE PRESENTE POUR L’OBTENTION DU GRADE MAGISTER EN SCIENCES DE LA TERRE SPECIALITE : HYDROGEOLOGIE PAR : SAIBI HAKIM Thème : Analyse qualitative des ressources en eau de la vallée du Souf et impact sur l’environnement, région aride à semi-aride d’El Oued Soutenu le 10 / 09 / 2003 devant le jury suivant : HADOUM H. Professeur (FSTGAT-USTHB)…………………………..….……..Président MESBAH M. Professeur (FSTGAT-USTHB)…………………………...Directeur de thèse BENCHEIKH L. M. S. Professeur (INSH-Blida)…......……………..……..…Examinateur SEMAR A. Chargé de cours (INA)……………………..……………….……..Examinateur DJEDA F. Chargée de cours (FSTGAT-USTHB)……….………………...….Examinateur MOULLA A. S. Chargé de recherche (DAHS-CRNA)……….……….….…..Examinateur INTRODUCTION GENERALE L’eau, une ressource minérale indispensable pour toutes les créatures vivantes. Elle est une nécessité pour la vie. Avec l’accroissement de la population, les gens durent vivre loin des rivières et autres plans d’eau. Par conséquent, d’autres sources comme l’eau souterraine furent découvertes. L’eau souterraine a des avantages évidentes sur l’eau de surface. Aussi, a-t-elle été le paramètre principal des études sur l’environnement humain. Scientifiquement, ce domaine a été exploré depuis longtemps : Darcy. (1856). Daubree. (1887). Hadamard. (1932). Le présent travail porte sur l’analyse qualitative des ressources en eau de la vallée du Souf et impact sur l’environnement. C’est une région bien connue pour les problèmes de remontée des eaux de la nappe phréatique. La région d’El Oued est située dans le Bas Sahara au centre d’une grande cuvette synclinale dans laquelle nous pouvons distinguer trois nappes d’eau souterraine : - la nappe phréatique proprement dite ; - le Complexe Terminal (CT) ; - le Continental Intercalaire (CI). Traditionnellement, les populations utilise rationnellement les ressources qui lui offrait par la nappe phréatique du Souf. La région ne connaissait en effet qu’une faible implantation humaine et il n’y avait donc pas de déséquilibre sur ce plan-là. Les pratiques agricoles se limitaient à la technique des ghouts (vastes entonnoirs creusés par la main de l’homme) au fond desquels étaient plantées des palmerais. Les palmiers dattiers n’avaient alors qu’à puiser l’eau nécessaire directement dans la nappe phréatique, la surface de celle-ci étant facilement accessible à leur système radiculaire. Vers la fin du 19ème siècle, on observe une sensible baisse du niveau statique de la nappe vraisemblablement due à l’augmentation des besoins en AEP de la population résidente sans cesse croissante, à l’extension des cultures et à son irrigation par de nombreux puits artisanaux. C’est alors par l’accroissement des besoins de la ressource que l’on a recherché d’autres solutions et que l’on s’est tourné vers de nouvelles ressources en eau pour mettre en pratique certaines techniques modernes d’irrigation. On a donc eu recours aux nappes captives profondes, l’artésianisme local de celles-ci a par ailleurs rendu l’exploitation de cette eau facile. On a d’abord exploité l’aquifère du Complexe Terminal (CT) en y implantant un premier forage en 1956 destiné à l’adduction en eau potable. Entre 1957 et 1969, un nouveau forage par année environ a été exécuté dans le Continental Terminal. En 1969, suite à de fortes pluies, une remontée générale de la nappe phréatique a été constatée avec une inondation de 150 ha dans la région de Magrane et Hassi khalifa puis la nappe a progressivement repris son état initial. De 1970 à 1980, deux forages par année ont été réalisés dans le Continental Terminal aussi bien à des fins d’irrigation ou d’AEP. C’est à partir des années 1980, que l’on a pu observer les premiers ghouts ennoyés à El Oued, puis une montée progressive et constante de la nappe phréatique, aux portes d’El Oued, ce qui en 1985 alarma les autorités. En 1986, un premier forage fut réalisée à exploitait le Continental Intercalaire (CI) à des fins d’approvisionnement du réseau public d’adduction en eau potable. En 1993 toute la zone sud de la ville (Robbah, Bayadha) est désormais touchée par la remontée affectant près de 28% de la superficie agricole utile totale du Souf. Elle provoque également des dégâts aux habitations situées en zone topographiquement basse. En 1998, sur les 9562 ghouts recensés, 2100 présentaient des traces d’humidité et 915 étaient inondés. Pour bien connaître les différents paramètres hydrogéologiques et physico-chimiques de la nappe phréatique de la vallée du Souf et leur distribution spatiale ainsi leurs relations, en est indispensable de traiter quatre objectifs précis que nous développerons en quatre chapitres : 1- Chapitre I : Présentation du milieu : nous nous sommes donc attachés à définir le cadre général de notre région d’étude, dans le but d’en tirer une monographie géographique, géologique, géophysique, hydroclimatologique et hydrogéologique. 2- Chapitre II : Cartographie automatique des paramètres hydrogéologiques par l’approche géostatistique, dans le but d’étudié la variabilité spatiale des différents paramètres (hydrodynamiques et physico-chimiques), et interprétation des cartes obtenues par krigeage. 3- Chapitre III : Hydrochimie, bactériologie, isotopie et application de l’analyse statistique multidimensionnelle. Cette partie est basée sur : • la classification des eaux de la nappe phréatique et leur potabilité ; • la bactériologie des eaux de la nappe phréatique et leur degrés de pollution ; • l’apport des isotopes a la connaissance et la compréhension de l’histoire des eaux de la nappe phréatique de Oued Souf ; • l’application de l’analyse statistique multidimensionnelle (ACP normée) aux éléments chimiques pour connaître les ressemblances et les différences par la représentation graphique de l’ensemble de données. 4- Chapitre IV : Impact sur l’environnement et approche du phénomène de remontée des eaux de la nappe phréatique par le modèle numérique de terrain (M.N.T.). 1 I - PRESENTATION DU MILIEU : I – 1 –CARACTERISTIQUES GEOGRAPHIQUES : I – 1 – 1 –SITUATION GEOGRAPHIQUE : (figure 1, 2 et 3) La vallée de l’Oued Souf est située dans le Sahara algérien, au nord-est du Grand Erg Oriental. Elle est limitée au nord par la zone des chotts, au sud par l’extension de l’Erg Oriental, à l’est par la frontière tunisienne et à l’ouest par la vallée de l’Oued Rhir. Elle s’étend sur une superficie approximative de 350 000 hectares. Cette région tire son originalité de son architecture typique, caractérisée par les coupoles et par ses palmerais plantées dans les ghouts (dépressions). figure 1 : situation géographique générale de la vallée de l’oued Souf : N 0 540Km figure 2 : situation locale de la vallée de l’oued Souf : N 0 12km N 2 Figure : Air de notre zone d’étude 0 30km Figure 3 : Air de notre zone d’étude 3 I-1-2-SITUATION GENERALE : L’activité principale a longtemps été basée sur représentée par l’agriculture, et notamment l’exploitation du palmier-dattier (phoeniciculture) en utilisant une méthode originale : les ghouts, sortes de cratères creusés et perpétuellement entretenus à main d’hommes, dont la profondeur était telle que les racines des palmiers qu’on y plantait trouvaient l’eau de la nappe phréatique à la profondeur optimale. D’où ce paysage si caractéristique de la vallée du Souf. Figure 4 : Photos aérienne de la région du Souf (prise par B.G., 2001). Cependant, au fur et à mesure qu’El Oued devenait une cité administrative importante, d’autres activités initialement embryonnaires se sont développées, tels le commerce, l’artisanat et, plus récemment quelques petites industries. Par ailleurs, la perte de l’importance relative de l’activité phoenicicole a été accélérée par le phénomène de remontée de la nappe phréatique (figure 5). Figure 5 : photos montrant l’état actuel des palmerais d’El Oued : 4 I-1-3-DEMOGRAPHIE : (carte 1) La région d’étude comprend 18 communes qui représentent une population totale de 367802 habitants, selon le recensement de 1998, dont un tiers environ réside dans la commune d’El Oued. Commune Population 1998 Superficie Km2 Bayadha 26018 138.8 Robbah 17267 492.2 Sidi-Aoun 10700 480 Nakhla 10010 700 Magrane 20125 78 Hassi Khalifa 25448 1112 Trifaoui 6340 474 Reguiba 31661 1965.5 Mihouansa 12424 1111.20 Ourmes 5024 442.8 Oued Allenda 5882 712 El Oued 105256 77.2 Taghzout 11120 539.10 Hassi Abdelkrim 17146 58 Guemar 30233 1264 Debila 20059 78 Ogla 3380 1352 Kouinine 7501 116 Total 367802 6424 Tableau 1 : Estimation de la population (recensement 1998, source : O.N.S.) I – 2 -LE CADRE GEOLOGIQUE : I-2-1-INTRODUCTION : La région d’étude Oued Souf est située au nord-est du bassin mésozoïque saharien, appelé aussi bassin triasique, lui même localisé au nord-est de la plate forme saharienne (figure 6 et 7). I-2-2-L’OSSATURE GEOLOGIQUE : (figure 8). La région de Oued Souf fait partie du Bas-Sahara, nous serons appelée, pour l’étude géologique, d’étendre le champ d’investigation à tout le Bas-Sahara car il est impossible de se limiter en raison de l’ampleur des phénomènes géologiques, stratigraphiques, tectoniques et autres qui ont marqué la région. Le Bas-Sahara est caractérisé par l’extrême simplicité de sa topographie, mais dés que l’on aborde son passé géologique ou sa sédimentation longue et complexe, apparaissent alors les premières difficultés. I-2-3-LA SEDIMENTATION : UNE STRUCTURE SYNCLINALE : Grâce aux travaux de certains auteurs : A. CORNET 1961, F. BEL et F. DEMARGNE 1968 cités par C. NESSON 1978. La région a connu, en effet, au cours de son histoire géologique 5 de longues phases de sédimentation alternativement marines et continentales.