N°d’ordre : 26/012- M/GC REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE DES SIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE HOUARI BOUMEDIENNE FACULTE DE GENIE CIVIL MEMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme de MAGISTER En : Génie civil Spécialité : Hydraulique Par ROUIGHI Mustapha Thème Étude de la variabilité spatiale et temporelle du chimisme des eaux de la nappe libre de la région de Laghouat Soutenu publiquement, Le 08 Juillet 2012 , Devant le jury composé de : Mme. Doudja SOUAG MCA à l’USTHB Présidente Mme. Souaâd BOUZID-LAGHA Professeur à L’USTHB Directrice de thèse Mr. Abdallah AIDAOUI Professeur à L’ENSA Examinateur Mr. Med Salah BENCHEIKH LEHOCINE MCA à L’USDB Examinateur Remerciement Au terme de ce travail, je tiens à remercier tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce mémoire et en particulier : Pr. Souaâd BOUZID-LAGHA, Professeur à l’université des sciences et de la Technologie Houari Boumedienne, qui a accepté de diriger ce travail, je lui exprime mon profond respect. Dr. Doudja SOUAG, Maitre de conférence à l’université des sciences et de la Technologie Houari Boumedienne, qui a la bienveillance d’accepter de juger ce travail et de le présider. Je tiens à lui exprimer toute ma gratitude. Pr. Abdallah AIDAOUI, Professeur à l’école nationale supérieure de l’agronomie pour sa participation de juger ce travail. Dr. Med Salah BENCHEIKH LEHOCINE, Maître de conférence à l’université de Blida, pour avoir bien voulu juger ce travail. Mes plus vifs remerciements vont plus particulièrement à mes chers parents et frères (Larbi,Mohamed,Tahar,Kouidre ). Résumé Dans la région de Laghouat, les activités anthropiques déployées dans la région ont d’importantes répercussions sur les équilibres hydrauliques, et hydrochimiques qui conditionnent l’avenir socio-économique de la région. Face aux besoins des populations, des industries et de l’agriculture, la nappe a subi une exploitation intensive ces dernières années, cependant la demande en eau ne cesse d’augmenter. Toutefois, l’irrégularité et la diminution de la pluviosité depuis les années soixante dix entrainent une nette réduction des apports. Parallèlement, les eaux souterraines de la région de Laghouat subissent une dégradation significative. Face à cette situation, un programme de gestion et de protection s’impose. Dans ce cadre, l’étude proposée a pour objet la connaissance des caractères géologiques, hydrologiques, hydrogéologiques et leur comportement hydrochimique spatio-temporel des faciès chimiques, des teneurs absolues en éléments majeurs, avec une mise en relief des différentes sources de pollution ainsi que leurs impacts sur les eaux souterraines des différents aquifères de la région. Mots-clés : Laghouat ; nappe ; Hydrochimie ; pollution. Abstract In the region of Laghouat, human activities deployed in the region have important implications for water balance and hydrochemical affecting the future socio-economic area. Meet the needs of people, industries and agriculture, the water has been heavily exploited in recent years, however, water demand is increasing, however, the irregularity and the decrease in rainfall since the sixties ten leads to a marked reduction of inputs. Meanwhile, underground waters in the region of Laghouat degrades significantly,Faced with this situation a program management and protection is needed. In this context, the study proposed is to the knowledge of the characters geological, hydrological, hydrogeological and hydrochemical behavior with spatial and temporal variability of the chemical profile and absolute concentrations of major elements, and the various sources of pollution and their impact on groundwater of different aquifers in the region. Keywords: Laghouat ; nappe ; Hydrochimie ; pollution. ملخص في منطقة اﻷغواط، النمو البشري المتسارع له انعكاسات هامة على التوازن المائي، وهيدروكيميائية التي تؤثر على مستقبل المنطقة اﻻجتماعية واﻻقتصادية. ان تلبية احتياجات الصناعية، و اﻻفراد، والزراعة من الماء،وقد تم استغﻻل المياه بشكل كبير في السنوات اﻷخيرة، ومع ذلك، يتزايد الطلب على المياه، فإن عدم انتظام وانخفاض في معدل هطول اﻷمطار منذ الستينات يؤدي إلى انخفاض ملحوظ من المياه الجوفية، وفي مواجهة هذه الحالة هناك حاجة ﻹدارة المياه وحمايتها من التلوث. في هذا السياق، فإن الدراسة المقترحة هو معرفة الخصائص الهيدرولوجية و الجيولوجية والهيدروجيولوجية والهيدروكيميائية مع التغير المكاني والزماني و تركيز العناصر الرئيسية الكيميائية و مختلف مصادر التلوث و تأثيرها على المياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية المختلفة في منطقة اﻷغواط . Table des matières Introduction générale ………………………………………………………………………………… 01 PREMIER CHAPITRE Aperçue géographique et géomorphologique I-1 Introduction………………………………………………………………………………………. 03 I-2 Cadre générale et géographique ………………………………………………………………….. 03 I-2-1Situation géographique ………………………………………………………………………. 03 I-2-1Contexte socio-économique …………………………………………………………………. 03 I-2-1La ressource en eau……………………………………………………………………………. 04 I-2-1Climat…………………………………………………………………………………………. 04 I-3Présentation du bassin versant de l’oued M’zi……………………………………………………. 06 I-4 Le couvert végétal………………………………………………………………………………… 06 I-5 Géomorphologie………………………………………………………………………………….. 08 I-5-1Analyse morphologique……………………………………………………………………… 08 I-5-1-1La superficie……………………………………………………………………………… 08 I-5-1-2 Périmètre ………………………………………………………………………………… 08 I-5-2Caractéristiques de forme……………………………………………………………………. 08 I-5-2-1Coefficient de compacité de Gravilius ( Kc) ……………………………………………. 08 I-5-2-2Le rectangle équivalent………………………………………………………………….. 09 I-5-3Caractéristiques des altitudes (le relief) ……………………………………………………… 10 I-5-3-1La courbe hypsométrique………………………………………………………………… 10 I-5-3-2Les altitudes caractéristiques…………………………………………………………….. 11 I-5-3-2-1Les altitudes maximales et minimales………………………………………….......... 11 I-5-3-2-2L'altitude médiane…………………………………………………………………… 11 I-5-4 Le système des pentes……………………………………………………………………....... 12 I-5-4-1Les indices de pente……………………………………………………………………… 12 I-5-4-2L’indice de pente globale ………………………………………………………….. 12 I-5-4-3Dénivelée spécifique Ds…………………………………………………………………. 13 I-5-4-4L’indice de pente de roche………………………………………………………………. 13 I-5-5 Les caractéristiques du réseau………………………………………………………………. 13 I-5-5-1 Densité de drainage ………………………………………………………………… 14 I-5-5-2 Coefficient de torrentialité ……………………………………………………….. 14 I-5-5-3 Temps de concentration …………………………………………………………… 14 I-6 Conclusion ……………………………………………………………………………………….. DEUXIEME CHAPITRE Etude hydroclimatologique II-1 Introduction……………………………………………………………………………..………... 15 II-2 Etude des paramètres climatiques……………………………………………………..…............. 15 II- 2-1Les précipitations ……………………………………………………………………………. 15 II-2-1-1 Réseau pluviométrique …………………………………………………………………. 17 II-2-1-2 Répartition interannuelle des précipitations……………………………………….. ….. 19 II-2-1-3 Répartition moyenne mensuelle………………………………………………………… 20 II-2-1-4 Répartition saisonnière des précipitations…………………………………………….... 21 II-2-1-5 répartition spatial de la pluviométrie.…………… …………….……………………… 23 II- 2-2 Température de l’air………………………………………………………………………… 24 II- 2-3Humidité relative……………………………………………………………………………. 24 II- 2-4Vents…………………………………………………………………………………………. 25 II- 2-5Evaporation………………………………………………………………………………….. 25 II- 2-6 Evapotranspiration ou Déficit d’écoulement……………………………………………….. 26 II- 2-7 Calcul de l’évapotranspiration réelle (ETR) ……………………………………… ………. 27 II- 3 Estimation du bilan d’eau……………………………………………………………………….. 30 II- 4 Identification de climat Classification bioclimatique de L.EMBERGER………………………. 30 II- 4-2 Indice de De. Martonne …………………………………………………………………….. 30 II- 5 Conclusion …………………………………………………………………………… 31 TROISIEME CHAPITRE Géologie III-1 Introduction……………………………………………………………………………………… 32 III-2 Aperçu sur la géologie régionale et locale……………………………………………………….. 32 III-3- La stratigraphie de l’Atlas saharien…………………………………………………………….. 33 III-3-1-1Le Trias………………………………………………………………………………………. 33 III-3-1-2Le Jurassique ………………………………………………………………………………… 33 III-3-1-2-1Le Lias …………………………………………………………………………………… 33 III-3-1-2-2Le Dogger …………………………………………………………………………………. 33 III-3-1-2-3Le Malm ………………………………………………………………………………….. 33 III-3-1-2-4Le kimmeridgien…………………………………………………………………………... 33 III-3-1-2-4-1Le kimmeridgien inferieur ……………………………………………………………… 3 3 III-3-1-2-4-2Le kimméridgien Superiuer …………………………………………………………….. 34 III-3-1-3Le crétacé…………………………………………………………………………………….. 35 III-4-1Le Néocomien-barrémien ……………………………………………………………………… 35 III-4-1L'Albien Inférieur ……………………………………………………………………………… 35 III-4-L’Albien Supérieur ………………………………………………………………………..…….. 35 III-4-1Le Cénomanien ………………………………………………………………………………… 35 III-3-1-5Le Turonien ………………………………………………………………………………….. 35 III-3-1-6Le Sénonien…………………………………………………………………………………... 36 III-3-2Le Tertiaire Continental …………………………………………….…………………………. 36 III-3-3Le Quaternaire …………………………………………………………………………………. 36 III-6 Conclusion ……………………………………………………………………………… 39 QUATERIEME CHAPITRE Hydrogéologie III-1 Introduction …………………………………………………………………………………….. 40 III-2 Description des aquifères………………………………………………………………………... 40 III-3 Inventaire et reconnaissance des points d’eau………………………………………………….. 42 III-4 Les mécanismes d’alimentation de la nappe Baremo-Albo-Aptien……………………………... 44 III-5 Etude piézométrique ……………………………………………………………………………. 44 III-5-1Interprétation des cartes piézométriques ………………………………………………….. 44 III-5-2Gradient hydraulique ……………………………………………………………………… 47 III-6 Caractéristiques hydrodynamiques de la nappe Baremo-Albo-Aptien….………………………