N° d’ordre Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université d’Oran Faculté des Sciences de la Terre, de la Géographie et de l’Aménagement du Territoire Département des Sciences de la Terre Mémoire Présenté pour l’obtention du grade de Magister en Sciences de la Terre Option : Hydrogéologie Thème : Vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines en contexte industriel : cas de la zone de Hassi Ameur (région d'Oran - Algérie) Présenté par BOUBKERI Mustapha Soutenu le 09 octobre 2013, devant le jury composé de : M. MANSOUR Hamidi Professeur Université d'Oran Président M. HASSANI Moulay Idriss Professeur Université d'Oran Encadreur Mme. ZAIDI-MEBROUK Naima M.C.A Université d'Oran Co-encadreur M. HAYANE Sidi Mohamed M.C.A Université d'Oran Examinateur M. BOUDJEMLINE Djamel M.C.A USTO-MB, Oran Examinateur Oran, 2013. AVANT-PROPOS Un très grand merci à ALLAH qui est toujours présent avec moi dans le bonheur et dans le pire. Au terme de ce travail, il m’est très agréable de remercier tous ceux qui m’ont aidé à réaliser ce mémoire. Mes remerciements vont tout d’abord à mon encadreur, Monsieur Hassani Moulay Idriss , Professeur à l’Université d’Oran, qui m’a proposé ce sujet. Qu’il trouve en ces quelques mots toutes mes reconnaissances et ma gratitude, pour son assistance, ses conseils et sa compréhension, son efficacité et sa disponibilité dans les moments de doute et d’incertitude au cours de ce travail. Je salue son esprit critique et encouragements qui m’ont permis de mener ce travail à terme. Je tiens à exprimer mes sincères remerciements à mon Co-encadreur, Madame Zaidi- Mebrouk Naima , Maître de conférences A à l’Université d’Oran, Un grand remerciement à Monsieur Mansour Hamidi, Professeur à l’Université d’Oran, pour m’avoir fait l’honneur de présider le jury. Je le remercie également pour ses discussions utiles et fructueuses et ses conseils précieux. Mes remerciements vont également à Monsieur Hayane Sidi Mohamed , Maître de conférences A à l’Université d’Oran pour avoir accepté de juger ce mémoire et m’a enseigné durant mes études de graduation et de magister. Je remercie vivement Monsieur Boudjemline Djamel, Maître de Conférences A à l’USTO – MB- pour avoir accepté de juger ce travail. Mes vifs remerciements vont également à Messieurs Foukrache M., Khenafou M., Baiche M., Mahammed Dj.., Mme. María del Mar Socías Viciana et Ait Sidhoum D. pour leurs conseils, leurs aides et leurs encouragements. Mes remerciements aussi à M. A Dehni du CTS et à toutes les personnes de l’ANRH/Oran, en particulier M. Mahi, Directeur du laboratoire d'hydrochimie, aux personnes de l’ABH/Oran, de la DPME, de l’ONM, en particulier M. Tahraoui, et aux personnes du LTPO, pour leurs aides. Ma vive gratitude et mes remerciements s’adressent également à mes collègues en post- graduation : Adda, Belaeredj, Bouchenouk, Chenafi, Mansour, Draoui, Brahim, Zeghari, Mahfoud, Mahdjoub, Tadjeddine, Aissaoui, Bengasmia, Drissi et Baali (U. Tlemcen). J’exprime aussi mes remerciements à tous mes collègues géologues et mes amis et mes frères des cités universitaires (en particulier C1, C2 et C5), pour leurs amitiés, aides précieuses et leurs soutiens moraux. Je ne pourrais oublier de remercier les membres de ma famille BOUBKERI, partout où ils se trouvent. A tous merci M. Boubkeri. Résumé : L'industrie à travers la diversité de ses différentes branches joue un rôle important dans toute économie nationale. Cependant, les activités industrielles génèrent des rejets liquides, solides et gazeux qui peuvent être à l’origine de la dégradation des milieux, en particulier les eaux souterraines, entrainant ainsi de lourdes conséquences environnementales, sanitaires et socio-économiques. Une bonne caractérisation des pollutions affectant les zones à forte concentration industrielle permet une bonne appréciation du degré de vulnérabilité des milieux naturels, particulièrement les eaux souterraines. Cette démarche a été entreprise dans le cas de la zone industrielle de Hassi Ameur. Cette zone industrielle occupe la majeure partie de la plaine de Sidi Ali qui s'étend dans la partie occidentale du "plateau des Hassis", à l'Est de la ville d'Oran. Un ensemble "Astien- Calabrien", parfois indifférencié, formé de grès astiens surmontés de grès lumachelliques et grès jaunes du "Calabrien", constitue le principal réservoir aquifère de la région. Cet ensemble aquifère est fortement susceptible d'être affecté par les activités industrielles en surface. L'appréciation du degré de vulnérabilité des eaux souterraines locales s'est basée sur une bonne compréhension du contexte hydrodynamique de la zone basée entre autres sur l'établissement d'une campagne de mesures piézométriques. Parallèlement, le prélèvement et l'analyse des eaux au niveau des puits et forages du secteur ont permis de caractériser les principaux paramètres physico-chimiques, aussi bien ceux se rapportant aux éléments majeurs et aux éléments indicateurs de pollution qu'aux éléments en trace (métaux lourds). L'évaluation du de grès de vulnérabilité à la pollution du secteur étudié s'est basé en grande partie sur une restitution sous forme cartographique par utilisation d'une méthode adaptée à cela, à savoir la méthode à cotation numérique et à système de classement : "G.O.D" (Groundwater occurence, Overall aquifer class, Depth to groundwater table). Mots clés : eau souterraine, industrie, pollution, carte de vulnérabilité, GOD. ا : : ا ل ع و ا دورا ھ أي اد وط . و ذ ، ا از ات ا وا ، وا أن ھر ا ، اه ا ، و، ﺑ ، ، او اد . و اذ ھا ا ا ا . ھه ا ا اء ا ھ ي ا اء اﺑ " ھ ا " ق وھان. " ان - ﺑن " ة ﺑ ان ة ا ا ا ه ا ا ا وا ا ا ا ﺑ و ا اه ا ا ا . ع ط اه ا ھه ا ا أن ﺑ ا ا . و اه ا ا اق ارود ﺑ أر أى ﺑن إء س ت اه . وﺑازي و اه اﺑر وا اع ﺑ ا ا ا وا ا، ا ﺑ ا واات اث وا ارة ( ادن ا ). ). وا وض ا ا ث ارا إ ا ﺑام أب إ، وھ ط اد وم ا ": د " ( وث اه ا، وا ط اه ا ، اه ا ). ). ات ا : ء ، ، ث، اض، د . Table des matières Résumé Pages Abstract Table des matières Liste des figures Liste des tableaux Liste des abréviations Introduction générale 01 CHAPITRE I : Cadre physique de la zone d’étude I.1. Cadre géographique 03 I.2. Contexte physique de la région d’étude 04 I.2.1. Aspects morphostructuraux 04 I.2.1.1. Contexte topographique 04 I.2.1.2. Le réseau hydrographique 04 I.2.2. Cadre climatique 05 I.2.2.1. Etude des précipitations 05 I.2.2.2. Etude de la température 08 I.2.2.3. Climat de la région 09 I.3. Cadre géologique 10 I.3.1. Cadre géologique général 10 I.3.2. Lithostratigraphie de la région étudiée 13 I.3.2.1. Les formations anté-nappes 15 I.3.2.1.1. Le Permo – Trias 15 I.3.2.1.2. Le Jurassique 15 I.3.2.1.3. Le Crétacé 15 I.3.2.2. Les formations post-nappes 16 I.3.2.2.1. Le Miocène 16 I.3.2.2.2. Le Pliocène 16 I.3.2.2.3. Le Plio – Pléistocène « Calabrien » 17 I.3.2.2.4. Le Pleisto - Holocène 19 I.3.3. Contexte tectonique 20 I.4. Cadre hydrogéologique 22 I.4.1. Description des principaux aquifères de la région 22 I.4.1.1. Aquifère de l’Astien 23 I.4.1.2. Aquifère de grès lumachelliques du Calabrien 24 I.4.2. Piézométrie du secteur d’étude 24 I.4.3. Paramètres hydrodynamiques 26 I.4.3.1. Transmissivité et perméabilité 26 I.5. Présentation du contexte de la zone industrielle de Hassi Ameur 27 I.5.1. Localisation de la zone industrielle 27 I.5.2. Historique et évolution des activités au sein de la zone industrielle de Hassi 28 Ameur I.5.3. L’occupation du sol et son évolution 30 I.5.3.1. Les cultures et la végétation naturelle 30 I.5.3.2. Les grandes infrastructures et l’habitat dans la zone 32 Conclusion 34 CHAPITRE II : Contexte Hydrochimique Introduction 36 II.1. Caractères Organoleptiques 38 II.1.1. La couleur 38 II.1.2. La turbidité 39 II.2. Etude des paramètres physiques 39 II.2.1. Le pH 39 II.2.2. La température 40 II.3. Etude des paramètres chimiques 40 II.3.1. La balance ionique 40 II.3.2. La minéralisation 41 II.3.3.Les cations 42 II.3.3.1. Le calcium 42 II.3.3.2. Le magnésium 43 II.3.3.3. Le sodium et potassium 43 II.3.4. Les anions 44 II.3.4.1. Les chlorures 44 II.3.4.2. Les sulfates 45 II.3.5. Dureté et alcalinité des eaux 46 II.3.5.1. La dureté 46 II.3.5.2. L’alcalinité 47 II.4. Faciés hydrochimiques 48 II.4.1. Interprétation par le diagramme de Schoeller-Berkaloff 49 II.4.2. Interprétation par le diagramme de Piper 52 II.5. Indices de saturation 54 II.6. Etude des valeurs relatives 56 II.6.1. Indice d’échange de base (i.e.b) 56 II.7. Traitement statistique des données hydrochimiques 57 II.7.1. Etude statistique en composante principale 58 II.7.2. Analyse en Composantes Principales (ACP) 59 II.7.2.1. Principe de l’ACP 59 II.7.2.2. Application de l’ACP 60 II.7.3. Classification Ascendante Hiérarchique 67 II.7.3.1.