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UNIVERSITE KASDI MERBAH – OUARGLA -

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE ET DES SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS

Département des Sciences de la Terre et de l’Univers.ono

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE

En Vue De L’obtention Du Diplôme de Master en Géologie

Option : Hydrogéologie

THEME

Soutenu publiquement par :

Bettahar Asma

Le 22/06/2013

Devant le jury :

UNIVERSITE KASDI

MERBAH-OUARGLA

ASPECTS QUALITATIFS DES EAUX DE LA REGION DE

TOUGGOURT (NAPPES DU COMPLEXE TERMINAL ET

CONTINENTAL INTERCALAIRE)

Sud-Est de l’Algérie

Président : M. KECHICHED Rabeh M. A. B Univ. Ouargla

Promoteur: Mlle. HABES Sameh M. A. A Univ. Ouargla

Examinateur M. BELKSIER Med Salah M. A. A Univ. Ouargla

Année Universitaire : 2012/2013

Dédicace

Je dédie ce modeste travail à :

Mon père et Ma mère

Mes frères et sœurs (HADA, Med Amine, Hayet, Seiffe eldine et Nour

eldine)

A mes petites nièces Ahmed et Abd El Karim

Mon encadreur Melle Habes Sameh

Mes tantes et oncles ainsi que mes cousins et cousines

Toutes mes amies (Zineb, Aicha, Hannen, et Lamia)

Bettahar Asma

REMERCIEMENTS

Au terme de ce travail, je tiens à exprimer ma gratitude et mes sincères remerciements à tous

ceux qui ont contribué, de près ou de loin, à l’élaboration de ce mémoire.

Je remercie, en premier lieu ALLAH qui m'a donné la bonne santé, la volonté et la

patience tout au long de mes études.

Je tiens à remercier avec gratitude mon encadreur Habes Sameh, de m'avoir guidé et

suivi tout au long de ce travail, de m'avoir conseillé, encouragé et aussi, prodigué de

précieux conseils. Ses critiques fructueuses ont été, pour moi, une source

d’enrichissement. Son aide et sa disponibilité m’on permit d’avancer dans le travail et

de finaliser cette étude.

Je remercie aussi l’ensemble du personnel de l’A.N.R.H de Touggourt (Agence

Nationale des Ressources Hydraulique): Mr Youcef, Mr Foudil, Mr Salim et Mr

Salah, pour leurs conseils et encouragements.

Je remercie d'abord Mlle Belakhel Awatif et Meme Tlili Hafsa, chef de laboratoire de

l'A.D.E de Ouargla (Algérienne Des Eaux), pour son aide.

Je remercie également tous les enseignants qui ont contribué à ma formation surtout et

Mr Kechiched Rabeh pour son soutien et son aide morale, qui m’a été très précieux.

Sans oublier ma famille pour le soutien exemplaire moral et matériel continu tout au

long de mon cycle.

Je remercie vivement l’ensemble du personnel du département de géologie surtout Mr

Belksier Mohamed Salah.

Résumé

La région de Touggourt contient une importante quantité de ressources en eau souterraine. Ces dernières sont représentées par deux grands aquifères: le Complexe Terminal et le Continental Intercalaire. La qualité chimique de ces eaux pose un grand problème, tel que la salinité, la minéralisation forte et la concentration de certains éléments qui dépassent les normes recommandées par l'OMS. L'objectif de cette étude est de déterminer la qualité des eaux de cette région et leur impact sur l'environnement. D’après les résultats obtenus et traités par différentes méthodes, diagramme et outil statistique (ACP, simulation des indices de saturations) et après interprétation des résultats, on peut dire que la minéralisation et la salinité des eaux sont d'origine géologique. Elles concernent la composition des couches qui constituent les deux nappes, cette salinité s’accroît continuellement par une mauvaise gestion des ressources. Le problème essentiel des eaux de Touggourt est un problème de qualité, pour cela il faut exiger des critères rigoureux pour améliorer la qualité chimique des eaux et garantir sa potabilité selon les normes internationales, avant de la mobiliser aux consommateurs.

Mots clés : Complexe Terminal, Continental Intercalaire, Minéralisation, Aspect qualitatif, ACP, Indices de Saturation.

Abstract

The area of Touggourt consists of a good amount of underground water resources. These resources consist of two big aquifers: the Terminal Complex and the Continental Intercalary. The Chemical quality of these waters creates big problems like: the salinity, the high mineralization, and the concentration of some elements that surpass the recommended norms stated by the OMS. The objectives of the present study relate to quality of the waters within this area and their effects on the environment. According to the results obtained from the different methods utilized, diagram and statistical tool (ACP, simulation saturation indices), it could be said that the mineralization and salinity of these waters is geologic in origin. The mineralization and salinity relate to the composition of the strata that make the two layers. The problem of the Touggourt area waters is in essence a problem of quality, for this we believe there must be some rigorous research to develop the chemical quality of these waters and to guarantee their accountability to the international norms before mobilizing them to the consumers.

Key words: Terminal Complex, Continental Intercalary, Mineralization, Qualitative aspects, ACP, Saturation Indices.

ملخص

متثل الطبيعة الكيميائية ملياه هاتني الطبقتني ، القاري واملركب النهائي تداخلامل: تزخر مدينة تقرت مبخزون جويف كبري يتمثل يف .مشاكل عديدة منها الرتكيز املعدين الكبري و امللوحة باإلضافة إىل الرتكيز املرتفع لعدة عناصر و الذي جتاوز احلد املسموح به

.يطاحمل على هاتأثري و هذه املياهحتديد نوعية إن اهلدف من هذا العمل هونستنتج أن الرتكيز و من خالل النتائج احملصل عليها ) مؤشرات التشبع احملاكاة، ACP( املعاجلة بعد تطرقنا لعدة خطواتاجيولوجي الرئيسي املعدين وكذا امللوحة سببها لطبقات واليت هي يف ازدياد بسبب االستغالل السيئ هلذه رتكيبة اب ةمتعلق ، أي أ

وضع قوانني من وهذا ما يستلزم يف النوعية،ملياه مدينة تقرت يقع بقى يف األخري أن املشكل األساسيي .املستهلكاملوارد من قبل .لالستهالكحتسني تركيبته النوعية و حبيث تضمن هذه القوانني معايري مياه الشرب العاملية قبل وضعها و اجل حتسني استغالله

.مؤشرات التشبع احملاكاة، التأثري النوعي، الرتكيز املعدين، املركب النهائي ،القاري تداخلامل :كلمات مفتاحیه

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Le canal d'Oued Righ avec son exutoire naturel "Chott Merouane" (D.P.F.F, 2002)…………………………………………………………………………….. 02 Figure 2: Carte Pédologique Simplifiée du Sahara (D'après Dubos, modifiée)……………. 04 Figure 3: Situation géographique de la zone d'étude (D.G.D.A.M.A.E, 2004)……………. 05 Figure 4: Carte géologique du bassin du Sahara Septentrional (ABHS, 2006)……………… 06 Figure 5: Carte géomorphologique du bassin du Sahara septentrional (ABHS, 2006)……… 07 Figure 6: Carte géologique de la région de Touggourt, extrait de la carte géologique 1/500 000 de l’Algérie (in M. G. Bétier, et al, 1951.1952, modifiée)……………………………… 09 Figure 7: Colonne litho-stratigraphique synthétique de la région de Touggourt (Helal et Ourihane., 2004)……………………………………………………………………………. 12 Figure 8: Carte des sous bassins versants du Sahara algérien et des stations Météorologiques d’après Cahiers de Sécheresse, No:1/98………………………………….. 14 Figure 9: Histogramme de distribution de précipitation moyenne mensuelle de la station de Touggourt période (1975 – 2011)…………………………………………………………… 15 Figure 10: Histogramme de distribution des précipitations moyennes annuelles de la station de Touggourt période (1975 – 2011)………………………………………………………… 16 Figure 11: Evolution des précipitations annuelles de la station de Touggourt période (1975 – 2011)……………………………………………………………………………….. 18 Figure 12: Histogramme de distribution de température moyenne mensuelle de la station de Touggourt période (1975 – 2011)…………………………………………………………… 19 Figure 13: Histogramme de distribution d'humidité moyenne mensuelle de la station de Touggourt période (1975 – 2011)……………………………………………………………. 20 Figure 14: Histogramme de distribution la vitesse de vent moyenne mensuelle de la station de Touggourt, période (1975 – 2011)………………………………………………………... 21 Figure 15: Histogramme de distribution la durée d'insolation moyenne mensuelle de la station de Touggourt période (1975 – 2011)………………………………………………… 22 Figure 16: Histogramme de distribution le taux d'évaporation moyenne mensuelle de la station de Touggourt période (1975 – 2011)………………………………………………… 24 Figure 17: Bilan d’eau selon la méthode de THORNTHWAITE de la station de Touggourt (1975 – 2011)………………………………………………………………………………… 26 Figure 18: Carte de situation des stations hydrométriques (ANRH Ouargla)………………. 28 Figure 19: Evolution des débits moyens mensuels de l’Oued Righ selon les dix stations (Décembre.2012)……………………………………………………………………………. 29 Figure 20: Carte montrant les nappes aquifères du Sahara Algérien ; Le Continental Intercalaire. Le Complexe Terminal (in KOUZMINE Y.2007)…………………………….

32

Figure 21: Carte hydrogéologique du système aquifère CI et CT (UNESCO, 1972)………. 34 Figure 22: Coupe hydrogéologique synthétique de Sahara septentrionale (UNESCO 1972). 34 Figure 23: Carte piézométrique de référence du "CI" (OSS, Observation du Sahara et du Sahel 2003)…………………………………………………………………………………... 36 Figure 24: Carte piézométrique de référence du "CT" (OSS, 2003)………………………… 38 Figure 25: Coupe hydrogéologique Nord-Sud du Complexe Terminal du Bas Sahara……… 41 Figure 26 : Carte piézométrique du Complexe Terminal de l'Oued Righ nord…………….. 42 Figure 27: Carte piézométrique du Complexe Terminal de l'Oued Righ sud……………….. 43 Figure 28: Histogrammes de conductivité et des Concentration de quelques éléments chimiques majeurs dessous dans des forages de CT destinées à l'AEP………………………

47

Figure 29: Histogrammes de conductivité et des Concentration de quelques éléments dessous dans des forages de CI destinées à l'AEP……………………………………………

48

Figure 30: Concentrations moyennes des éléments chimiques majeurs dissous des eaux de la nappe du Complexe Terminal…………………………………………………………….. 50 Figure 31: Concentrations moyennes des éléments chimiques majeurs dessous de Continental Intercalaire………………………………………………………………………. 51 Figure 32: Diagramme de Piper des eaux de Complexe Terminal de TOUGGOURT……… 52 Figure 33: Diagramme de Piper des eaux de Continental Intercalaire de TOUGGOURT….. 52 Figure34 : Résultats de l’analyse en composantes principales : Cercle de projection des variables sur le plan F1F2 de Complexe Terminal………………………………………….. 55 Figure 35: Résultats de l’analyse en composantes principales : Cercle de projection des variables sur le plan F1F2 de Continentale Intercalaire……………………………………… 58 Figure 36 : Diagramme de Richards pour les eaux de Complexe Terminal. ……………….. 60 Figure37 : Diagramme de Richards pour les eaux de Continental Intercalaire……………… 61 Figure 38: Variation des indices de saturation au niveau de la nappe de Complexe Terminal…………………………………………………………………………………….. 62 Figure39 : Variation des indices de saturation au niveau de la nappe de Continentale Intercalaire…………………………………………………………………………………... 63

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Distribution de précipitations moyennes mensuelles (mm) à la station de Touggourt sur une période de 37 ans (1975 – 2011)……………………………….

15

Tableau 2: Distribution de précipitation moyenne annuelle (mm) à la station de Touggourt sur une période de 37 ans (1975 – 2011)………………………………. 16 Tableau 3: Coefficient pluviométrique de la station de Touggourt période (1975 –2011)……………………………………………………………………….. 17 Tableau 4: Températures moyennes mensuelles (°C) pour la station de Touggourt, période (1975 – 2011)……………………………………………………………… 18 Tableau 5: Humidité moyennes mensuelles (%) pour la station de Touggourt, période (1975 – 2011)…………………………………………………………… 19 Tableau 6: Humidité moyennes mensuelles (m/s) pour la station de Touggourt, période (1975 – 2011)………………………………………………………..…....

20

Tableau 7: La durée d'insolation moyenne mensuelle (h) pour la station de Touggourt, période (1975 – 2011)…………………………………………………… 21 Tableau 8: Le taux d'évaporation moyenne mensuelle (mm) pour la station de Touggourt, période (1975 – 2011)…………………………………………………… 23 Tableau 9: Résultats de l’ETP obtenus par la formule de Serra…………….……… 26 Tableau 10: Bilan hydrique selon la méthode de THORNTHWAITE pour la station de Touggourt (1975.2011)………………………………………….…………..……. 26 Tableau 11: Concentrations des Normes Algériennes fixées………………………… 45 Tableau 12: Matrice de corrélation des éléments chimiques de la nappe de Complexe Terminal (TOUGGOURT)………………………………………………. 54 Tableau 13: Résultats de l’ACP – Poids factoriel sur les éléments chimiques à partir des données de la nappe de Complexe Terminal…………………………………… 54 Tableau 14: Matrice de corrélation des éléments chimiques de la nappe de Continental Intercalaire (TOUGGOURT)…………………………………………… 56 Tableau 15: Résultats de l’ACP – Poids factoriel sur les éléments chimiques à partir des données de la nappe de Continentale Intercalaire………………………………. 57

LISTE DES ABREVIATIONS

ABHS, Agence de Bassin Hydrographique de Sahara.

AEP, Alimentation en Eau Potable.

ANRH, Agence Nationale Des Ressources Hydriques.

CI, Continental Intercalaire.

CT, Complexe Terminal.

D.G.D.A.M.A.E, Division Géographique de la Direction des Archives du Ministère des

Affaires Etrangères.

ETP, Evapotranspiration potentielle.

ETR, Evapotranspiration réelle.

OMS, Organisation Mondiale de la Sante.

ONM, Office National de la Météorologie.

OSS, Observation du Sahara et du Sahel.

SOMMAIRE

Dédicace Remerciements Résumé Abstract ملخــصListe des figures Liste des tableaux Liste des abréviations INTRODUCTION GÉNÉRALE

Chapitre I : CADRE GÉNÉRAL DE LA ZONE D'ÉTUDE I. 1. Introduction……………………………………………………………………………. 1 I. 2. Généralités……………………………………………………………………………... 1 I. 2. 1. Toponymie de l'Oued Righ ………………………………………………… 1 I. 2. 2. Aperçu socio-économique ……………………………………………….. 2 I. 2. 3. Aperçu pédologique………………………………………………………… 3

I. 3. Aperçu géographique………………………………………………………………….. 4 I. 3. 1. Localisation géographique et administrative de la région d'étude …………. 4 I. 3. 2. Topographie………………………………………………………………… 5

I. 4. Aperçu géologique……………………………………………………………………. 5 I. 4. 1. Géologie régionale …………………………………………………………. 5 I. 4. 2. Géologie locale……………………………………………………………… 7

I. 4. 2. 1. Géomorphologie de la région…………………………………………………….. 7 I. 4. 2. 2. Description stratigraphique………………………………………………………. 10 I. 4. 2. 3. Tectonique ……………………………………………………………………….. 13 I. 5. Conclusion ……………………………………………………………………………. 13

Chapitre II: ÉTUDE HYDROCLIMATOLOGIQUE II. 1. Introduction…………………………………………………………………………… 14 II. 2. Station de mesure……………………………………………………………………... 14 II. 3. Etude des facteurs climatiques…………………………………..……………….…… 15 II. 3. 1. Précipitation ……………………………………………………………………….. 15 II. 3. 1. 1. Précipitation moyenne mensuelle……………………………………….. 15 II. 3. 1. 2. Précipitation moyenne annuelle………………………………….……… 16 II. 3. 1. 3. Coefficient pluviométrique……………………………………………… 17

II.3.2. Température ……………………………………………………………………….... 18 II. 3. 2. 1. Température moyenne mensuelle……………………………………….. 18

II. 3. 3. L'humidité relative…………………………………………………………………. 19 II. 3. 4. La vitesse de vent…………………………………………………………………... 20 II. 3. 5. La durée d'insolation ………………………………………………………………. 21

II. 3. 6. Caractéristiques climatiques d'aridité……………………………………………… 22 II. 3. 6. 1. Indice DEMARTONNE…………………………………………….…... 22

II. 3. 7. Bilan hydrique……………………………………………………………………… 23 II. 3. 7. 1. Estimation des paramètres du bilan………………………………….….. 23

A- L'évaporation / l'évapotranspiration……………………………………….……. 23 B- L'évapotranspiration réelle (ETR) ……………………………………………... 24 C- L'évapotranspiration potentielle (ETP) ………………………………………… 25

II. 3. 7. 2. Calcul du bilan hydrique selon la formule de THRONTHWAITE ….… 26 II. 3. 8. 3. Interprétation de bilan hydrique……………………………………….… 27

II. 4. Hydrologie……………………………………………………………………………. 27 II. 5. Conclusion …………………………………………………………………………... 29

Chapitre III: ÉTUDE HYDROGÉOLOGIQUE III.1. Introduction…………………………………………………………………………... 21 III.2. Hydrogéologie régionale……………………………………………………………... 31 III.2.1. La nappe du Continental Intercalaire………………………………………………. 31 III.2.1.1. Contexte géologique et hydrogéologique …………………………………….….. 32 Substratum………………………………………………………………………..… 33 Couverture………………………………………………………………………….. 33 Puissance du réservoir………………………………………………….................. 33

III.2.1.2. Alimentation et zones d’exutoires……………………………………………….. 35 Alimentation……………………………………………………………………...... 35 Exutoires………………………………………………………………….………… 35

III.2.2. La nappe du Complexe Terminal……………………………………...…………… 36 III.2.2.1. Contexte géologique et hydrogéologique …………………………………..…… 36 Géométrie ……………………………………………………………………….…… 37 Puissance du réservoir …………………………………………………………..…… 37

III.2.2.2. Alimentation et zones d’exutoires……………………………………………….. 38 Alimentation………………………………………………………………...……… 38 Exutoires…………………………………………………………………….……… 38

III. 2. 3. La nappe phréatique…………………………………………………………. 38 III.3. Hydrogéologie locale ……………………………………………………………...… 39 III.3.1. La nappe du Continental Intercalaire……………………………………….………. 39 III.3.2. La nappe du Complexe Terminal…………………………………………..………. 39 III.3.2.1. La première nappe des sables …………………………………………….……... 39 III.3.2.2. La deuxième nappe des sables ……………………………………………...……. 40 Alimentation………………………………………………………………...……… 40

III.3.2.3. La nappe du Sénonien-Eocène ……………………………………………...…… 40 III.3.2.4. La piézométrie …………………………………………………………….……. 41 III. 4. Conclusion…………………………………………………………………….…….. 43

Chapitre IV: ÉTUDE HYDROCHIMIIQUE IV. 1. Introduction ……………………………………………………………………..…... 45

Première partie : qualité et potabilité des eaux

45

IV. 2. Qualité des eaux destinées à la consommation humaine (AEP)…………………….. 45 IV. 2. 1. Quelques analyses ………………………………………………………….….…. 49 IV. 2. 2. Détermination de facies chimique des eaux …………………………………...…. 51

Diagramme de piper ……………………………………………………………….. 51 A- La nappe de Complexe Terminal………………………………………………….... 51 B- La nappe de Continental Intercalaire……………………………………………...... 52

IV. 2. 3. Apports de l'analyse en composante principale (ACP)…………………………… 53 A. Analyses des données de Complexe Terminal………………………………………..… 53

Calcul de la matrice de corrélation …………………………………………...…… 53 Diagonalisation, calcul des facteurs de charges et tracé des cercles de corrélation 54 Interprétation des résultats de l’ACP ………………………………………….….. 55

B. Analyses des données de Continentale Intercalaire…………………………………..... 56 Calcul de la matrice de corrélation ……………………………………………...… 56 Diagonalisation, calcul des facteurs de charges et tracé des cercles de corrélation 56 Interprétation des résultats de l’ACP……………………………………………..... 57

Deuxième partie qualité des eaux destinées à l’irrigation 58 IV. 3. Aptitude des eaux a l'irrigation…………………………………………………….... 58 IV. 3. 1. Notion de SAR (sodium adsorption ratio)……………………………………..…. 59 IV. 3. 2. Application aux eaux de la région d’étude ……………………………………..… 59

A- Caractéristiques des eaux d’irrigation de Complexe Terminal ……………………. 59 B- Caractéristiques des eaux d’irrigation de Continental Intercalaire ……………….... 61

Troisième partie : variation des indices de saturation 62 IV. 4. Variation des Indices de Saturation de Complexe Terminal et le Continental Intercalaire……………………………………………………………………………….….

62

IV. 5. Conclusion…………………………………………………………………………... 63 CONCLUSIONS GÉNÉRALES ………………………………………………………… 65 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES……………………………………………… 68

INTRODUCTION GÉNÉRALE

Deux atomes d’hydrogène pour un atome d’oxygène; H2O Couvrant près des trois quarts de la

Terre. Une seule chose vaut universellement: l'existence humaine dépend de l'eau. La

géosphère, l'atmosphère et la biosphère entretiennent toutes trois des relations étroites avec

l'eau. L'eau interagit avec l'énergie solaire pour déterminer le climat, et elle transforme et

transporte les substances physiques et chimiques nécessaires à toute vie sur Terre.

L’eau est un élément de la vie quotidienne, et elle est si familière, qu’on oublie souvent son

rôle, son importance et sa nécessité absolue. Sans l’eau, la terre ne serait qu’un astre mort, et

aucune vie humaine, biologique, ou animale, n’existerait.

L'Algérie reçoit approximativement 90 milliards m3 de pluie par an dont 85% s'évaporent et le

reste s'infiltre dans le sous sol ou s'écoule dans le cours d'eau. En matière de ressources

souterraine, le volume exploitable est estimé à 1,8 milliards m3 au Nord [presque totalement

exploitées aujourd'hui]. Au Sud et exactement dans le SAHARA Septentrional d'importantes

ressources en eau existent tel que la nappe du Continentale Intercalaire (CI) et celle du

Complexe Terminal (CT).

L’étude des ressources en eau est un axe principal, pour cela ces dernières années, de

nombreuses recherches se sont concentrées sur l'étude de la quantité et qualité des ressources

en eaux souterraines ou superficielles dans l'Algérie.

Le Sahara algérien constitue, jusqu’à présent, l’objet de multiples études universitaires,

d’articles scientifiques et de rapports techniques. Entre autres, des études ont porté sur la

reconnaissance géologique (Bel et Dermagne, 1966 ; Busson, 1966 ; 1970 ; 1971 ; Fabre,

1976), et hydrogéologique (Cornet, 1964 ; Bel et Cuche, 1969 ; 1970, Castany, 1982) du

système aquifère du Sahara Septentrional. Diverses études ont également porté sur la qualité

physicochimique, et parfois bactériologique, des eaux de ce système aquifère. Elles ont pu

estimer leur potabilité, leur aptitude à l’irrigation, et par conséquent, leur impact sur la santé

humaine et l’environnement. C’est ainsi que des propositions de traitements, adaptés aux

paramètres de qualité à corriger, ont été effectuées (Achour, 1990 ; Achour et Youcef, 2001 ;

Youcef, 1998 ; Megdoud, 2003 ; Djellouli et al, 2005, Bouchahm et Achour, 2008).

Notre contribution a pour objectif de se focaliser sur l’aspect qualitatif des eaux de la région

de Touggourt. Et pour atteindre l’objectif de l’étude, nous avons développés les chapitres

suivants :

Le premier chapitre : CADRE GÉNÉRAL DE LA ZONE D'ETUDE

Consacré à la description de la région de Touggourt (situation géographique, toponymie de

l'Oued Righ, étude socio-économique, aperçue géologique et morphologique…).

Le deuxième chapitre : ETUDE HYDROCLIMATOLOGIQUE

Consacré aux principaux paramètres hydroclimatologiques avec une estimation des

paramètres essentiels du bilan, et aperçu hydrologique et calcul de débit.

Le troisième chapitre : ETUDE HYDROGEOLOGIQUE

Consacré à l’étude hydrogéologique, avec établissement des cartes piézométriques pour la

nappe de Complexe Terminal.

Le quatrième chapitre : ETUDE HYDROCHIMIQUE

C’est la principale partie dans ce travail qui s’est surtout consacrée à la détermination des

faciès chimiques, l'aptitude des eaux à l'irrigation et de déterminer la qualité des eaux des

deux nappes selon leurs utilisations (eau destinée à la consommation humaine et eau destinée

à l’irrigation).

Donc, notre travail s’est porté sur des problèmes d’actualité touchant de près la région de

Touggourt et en se basant sur les données récoltées des services concernés.

Chapitre I Cadre général de la zone d'étude

1

I. 1. INTRODUCTION

L’étude géologique s'intéresse à l'histoire et l'évolution des formations géologiques qui

caractérisent notre zone d'étude, la compréhension et la prédiction des processus naturels est

essentielle pour découvrir et exploiter les ressources en métaux, minéraux, eaux souterraines

et hydrocarbures.

Le rôle de la géologie est essentiel en hydrogéologie, il permet la description lithologique et

stratigraphique des formations et d’identifier celles susceptibles d’être aquifères.

L’Algérie a été structurée grâce aux processus géodynamiques en deux domaines :

Au Nord l’Algérie alpine.

Au Sud la plateforme saharienne.

Notre région s’intègre dans la partie septentrionale de la plateforme saharienne, et elle fait

partie du bassin Triasique.

I. 2. GÉNÉRALITES

I. 2. 1. Toponymie de l'Oued Righ

Le canal de l’Oued Righ a été creusé en 1925 avec des méthodes traditionnelles par la

population de la région sur une longueur de 150 km à partir d’El Goug jusqu’à Chott

Merouane (exutoire naturel), une largeur de 10 m, une profondeur de 4 m et une pente de

1‰. (Fig. 1)

Les gens de la région ont creusé ce canal afin de faire drainer les eaux en excès d’irrigation,

au niveau des palmeraies et l’évacuation des eaux usées.

L’alimentation du canal est en effet, hors les quelques orages annuels, se fait par des

écoulements de drainage en provenance des palmeraies, donc le canal joue le rôle de

collecteur principale de ces eaux qu’il achemine jusqu'à chott Merouane.


2

Figure 1: Le canal d'Oued Righ avec son exutoire naturel "Chott Merouane"(ANRH, 2002).

I. 2. 2. Aperçu socio-économique

La vallée de l'Oued Righ regroupait jusqu'à 1998 cinquante (50) oasis couvrant près de 20000

ha, répartis le long des frontières de la vallée ; drainées par le canal collecteur (la vallée

comprend près de deux millions de palmiers sur un total de 7.5 millions que compte le pays).

La phoeniciculture occupe 23 % de la main d’œuvre de la région de Touggourt. Les cultures

hors palmiers sont peu développées et occupent 10 à 15 % comme les cultures maraîchères,

surtout l’Ail, l’Oignon, Carottes et Navets sont également produites pour une consommation

locale.

N


3

Les animaux élevés (généralement Ovin et Caprins) sont gardés en stabulation dans les

maisons, ils sont alimentés par fourrage et dattes sèches de qualité non marchande. [04]

I. 2. 3. Aperçu pédologique

Les sols de la vallée de l’Oued Righ ont fait l'objet d'une étude détaillée en 1970 par la

SOGETA.SOGREAH. Ce sont des sols alluviaux avec des apports éoliens sableux, meubles

et bien aérés en surface, en majorité salés ou très salés. (Fig. 2)

Les phases successives d'érosion et de comblement du fond de la vallée sont responsables de

l'hétérogénéité texturale constatée dans les horizons profonds, particulièrement le long de la

ligne de chott. Les horizons supérieurs sont cependant en grande partie d'origine éolienne. Du

fait des fortes teneurs en gypse (40% en moyenne); le gypse est une fraction constitutive du

sol et qu'à ce titre il contribue à donner à celui.ci ses propriétés physiques et chimiques. Le

matériau des horizons superficiels et peu profonds (moins de 70 cm) est assez homogène. Son

taux d'argile varie de 5 à 10 % et sa texture est limono-sableuse ou sablo-limoneuse.

L’influence de la nappe phréatique y est déterminante, et on observe parfois un horizon

hydromorphie ou un encroûtement gypso-calcaire ; dans les sols non encroûtés, les propriétés

hydrodynamiques sont bonnes, améliorées par des apports de sable en surface dont leur

majorité, siliceux et formés de quartz pur donc insolubles. La salure est du type sulfaté-

calcique dans les sols les moins salés et du type chloruré-sodique pour les sols les plus salés.

La porosité totale des horizons de surfaces on des valeurs comprises généralement entre 40 et

60 %. Alors que les horizons plus profonds sont plus faibles (30.45 %)

(SOGETA.SOGREAH, 1969.1970). [07]


4

Figure 2: Carte Pédologique Simplifiée du Sahara (D'après Dubos, modifiée).

I. 3. APERÇU GEOGRAPHIQUE

I. 3. 1. Localisation géographique et administrative de la région d'étude La vallée de l'Oued Righ est une entité économique bien précise, qui regroupe près de 50

Oasis situées au Nord-Est du Sahara, longeant les rives Ouest du grand Erg Oriental et au Sud

du massif des Aurès. Elle s'étend sur un axe Sud-Nord sur environs 150 Km, de la latitude

32°54` à 39°9`Nord, longitude de 05°50`, 05°75`Est ; couvre près de 20000 ha environ de

palmiers. (Fig. 3) [08]

La vallée de l'Oued Righ débute au côté Nord à AIN CHIKH à 500 Km au Sud-Est d'ALGER,

330 Km au Sud de CONSTANTINE, elle se termine 150 Km et plus au Sud, avec les

palmeraies d'EL. GOUG. Elle est divisée administrativement en trois daïra et cinq communes

qui sont les suivantes : (TOUGGOURT: Zaouïa Sidi EL Abed, El Nezla, Tebesbest ;

TEMACINE: Baldat Amor; EL MEGARIN: Sidi Slimane).


5

Figure 3: Situation géographique de la zone d'étude (D.G.D.A.M.A.E ,2004).

I. 3. 2. Topographie La topographie de la région d'Oued Righ est en fait une espèce de gouttière très aplatie

orientée Nord Sud et longue de 150 Km entre EL Goug (32°54’ de latitude Nord) et Oum El

Thiour (34°9’). Cette zone dépressionnaire est bordée à l'Ouest par le plateau Miopliocène et

à l'Est par les grands alignements dunaire de l'Erg Oriental (Dubost, 1991).

La caractéristique principale de cet ensemble est son inclinaison vers le Nord ou plus

particulièrement vers les grands chotts, l'altitude passe très progressivement de plus de 100 m

à El Goug à moins 27 m au milieu du Chott Merouane (+70 m à Touggourt, +30 m à Djamaa,

0 m à El Meghier). Cette pente permet aux eaux excédentaires de s'écouler vers le nord

(Dubost, 1991). [05]

I. 4. APERÇU GEOLOGIQUE I. 4. 1. Géologie régionale Le bassin du Sahara Septentrional est séparé par des zones montagneuses et un plateau

calcaire de Tinhert, qui constitue son flanc Sud.


6

C’est une région plane de faible altitude (200 à 30 m dans les chotts) où sont présents ergs (le

Grand Erg Oriental), regs allochtones (l'Oued Righ et l'Oued M'ya).

Dans cette zone, le socle ancien est surmonté par les grès primaires plus ou moins plissés et

érodés, qui constituent les roches réservoirs des hydrocarbures. Au-dessus se trouvent les grès

du Continental Intercalaire qui contiennent l'aquifère du même nom. A la suite de la

discordance cénomanienne s'empilent encore les couches marines du Sénonien et de l'Eocène

qui se terminent par la couverture continentale du Miopliocène, également aquifère

(Complexe Terminal). La région centrale est principalement constituée de plateaux gréso-calcaires dures, entamés

par l'érosion qui constitue une série de buttes témoins aux falaises abruptes jusqu'au plateau

du Tademaït, dont la surface est une véritable hamada plane et continue. Dans la région de

Ghardaïa, la couverture post cénomanienne, réduite aux bancs gréso-calcaires du Turonien est

affectée d'un bombement suivant un axe méridien. Les horizons aquifères du Sénonien et du

Miopliocène sont absents. Les bancs calcaires sont découpés en un réseau de ravines et de

buttes témoins donnant au paysage une allure caractéristique qu'on appelle la chebka (réseau-

filet). Le réseau hydrographique d'orientation NO-SE est parcouru par des oueds venant du

nord et se réunissant dans la sebkha Safioune. (Fig. 4) [01]

Figure 4: Carte géologique du bassin du Sahara Septentrional (ABHS, 2006).


7

Les principales formations géomorphologiques sont :

Les regs : sont des plateaux caillouteux dont les plus vastes sont le Tanezrouft au sud

et le Tademaït au centre. On peut y associer les hamadas, plateaux recouverts d'une

couche dure.

Les ergs : sont des massifs de dunes dont trois ont une importance considérable : l'Erg

Chèche, le grand Erg oriental et le grand Erg occidental.

Les plaines et vallées alluviales : qui témoignent de la présence de nombreux oueds

au début du quaternaire. (Fig. 5) [02]

Figure 5: Carte géomorphologique du bassin du Sahara septentrional (ABHS, 2006).

I. 4. 2. Géologie locale

I. 4. 2. 1. Géologie et Géomorphologie de la région

D’après les travaux menu par Bel et Demargne (1966), Busson (1970) et Fabre (1976) et qui

constituent les références de base pour comprendre la géologie de la région on peut constater

qu’à une profondeur de plus de 3000 m se trouve le socle le plus ancien, ce dernier surmonté

par les grès primaires plus ou moins plissés et érodés. Au-dessus, s’entassent les grès du

Continental Intercalaire qui contiennent l’aquifère du même nom.


8

A la suite de la discordance cénomanienne s’empilent encore les couches marines du

Sénonien et de l’Eocène qui se terminent par la couverture continentale du Miopliocène

également aquifère (Complexe Terminal).

Du point de vue morphologie, la région étudiée fait partie d'un large fossé de subsidence de

direction Sud-Nord, prenant son origine légèrement au Sud de la palmeraie d'EL Goug et

débouchant sur le Chott Merouane. La pente générale est de l'ordre de 1‰; cependant le profil

longitudinal de la vallée est très irrégulier et on note une succession de petits chotts

communiquant entre eux par des seuils bas. Le fond de la vallée est comblé de sédiments

sableux entrecoupés de lentilles d'argile salifère. La dénivelée entre le haut et le bas est de

quelques mètres seulement et le relief est peu marqué.

La zone de l'Oued Righ appartient au bas Sahara, elle s'étend sur des ensembles

géologiquement différents totalement aplanis au début de l'Ere secondaire ; elle se comporte

actuellement comme une vaste dalle rigide et stable. (Fig. 6) [09]


9

Figure 6: Carte géologique de la région de Touggourt, extrait de la carte géologique 1/500

000 de l’Algérie (in M. G. Bétier, et al, 1951.1952, modifiée).


10

I. 4. 2. 2. Description Stratigraphique

Les formations géologiques de la zone étudiée sont décrites du plus ancien au plus récent

[03].

a- Secondaire:

Albien: se présent comme une série très épaisse formée d'une alternance de couche

gréseuses avec des passées d'argiles schisteuses.

Vraconien: Il est constitué d’une alternance irrégulière de niveaux argileux et

dolomitiques, d’argiles sableuses et plus rarement de passées de grès à ciment calcaire.

Cénomanien: présente une épaisseur considérable qui diminue progressivement vers le

Nord. Il affleure dans la zone atlasique. Ce Cénomanien est composé essentiellement de

dépôt lagunaire marneux où prédominent des couches d'anhydrite et parfois même de sel.

Turonien: représenté par un dépôt marin, calcaro-marneux, son épaisseur reste à peu-prés

constante.

Sénonien: essentiellement de calcaire blanc avec une alternance de calcaire de marne et

de couche de gypse. Il est formé de deux ensembles très différents du point de vue

lithologique : le Sénonien lagunaire, à la base et le Sénonien carbonaté, au dessus.

b- Tertiaire

Eocène: on distingue deux ensembles lithologiques; l’Eocène carbonaté à la base,

l’Eocène évaporitique au-dessus.

Eocène inferieur carbonaté :

L’Eocène carbonate a des caractéristiques lithologiques qui le rendent difficile à

distinguer du Sénonien. Seule la présence ou l’absence de nummulites permet de faire

la différence. Les calcaires ont tendance à prédominer sur les dolomies et les

évaporites sont beaucoup plus rares que dans le Sénonien, sinon totalement absentes.

Les calcaires à silex rencontres au sommet du Sénonien carbonate se poursuivent dans

l’Eocène. La puissance de cette formation varie entre 100 et 500 m.

Eocène moyen évaporitique :

Il est formé par une alternance de calcaire, d’anhydrite et de marnes. Son épaisseur

atteint une centaine de mètres sous les Chotts (BEL et CUCHE, 1969).


11

Dans l’oued Righ, la nappe des calcaires semble être située dans un niveau carbonaté

appartenant à l’Eocène évaporitique.

Miopliocène: BEL et DEMARGNE (1966) distinguent de bas en haut quatre niveaux

dans ces dépôts lenticulaires : [07]

Niveau 01 : argileux, peu épais, il existe uniquement dans la zone centrale du Sahara

Oriental suivant une bande Nord-Sud.

Ces argiles constituent une barrière très peu perméable entre la nappe du Sénonien et

de l’Eocène carbonaté et celle des sables de niveau 02.

Niveau 02 : gréso-sableux, c’est le niveau le plus épais et le plus constant à sa base on

trouve parfois des graviers, alors que le sommet se charge progressivement en argiles

pour passer au niveau 03. Il atteint 400 m au Sud de Gassi Touil. Le niveau 02 est le

principal horizon aquifère du Miopliocène.

Niveau 03 : C’est une formation argilo sableuse dont les limites inférieures et

supérieures sont assez mal définies. Cette couche imperméable n’existe que dans

certaines zones ; elle est épaisse et constante que dans la région des chotts.

Niveau 04 : C’est le deuxième niveau sableux du Miopliocène. Parfois en continuité

avec le niveau 02. Le sommet de niveau 04 affleurant sur de grandes surfaces et

souvent constitué par une croûte de calcaire gréseux (croûte hamadienne). L’épaisseur

de cet horizon est de l’ordre de 300 m.

c- Quaternaire

Essentiellement sableux, à la base des couches d'argile et d'évaporites semi-perméables.

Cette formation Quaternaire est à l’origine de la formation de la nappe phréatique

alimentée principalement par l'infiltration des eaux des oueds et surtout par percolation

des eaux en excès lors des périodes d'irrigation. (Fig. 7)


12

Figure 7: Colonne litho-stratigraphique synthétique de la région de Touggourt, (Helal et

Ourihane., 2004).


13

I. 4. 2. 3. Tectonique

Après le dépôt des formations marines du Primaire, le Sahara subit des mouvements

tectoniques hercyniens verticaux et horizontaux, puis de nouveaux mouvements post

triasique. L’orogenèse atlasique est à l’origine de l’apparition des déformations à grand

rayon, les calcaires du M’Zab sont transformées en dorsale, ceux de Tademaït en cuvette, au

Sud l’axe d’Amguid el Biod s’effondre pour faire place à un axe synclinal méridien qui se

poursuit jusqu'à l’Aurès (BEL et DEMARGNE., 1966).

Et enfin la phase Plio-Quaternaire dont les mouvements s'insèrent avec les précédents dans la

phase Alpine, d’où l'apparition des cassures de direction Est Ouest accentuant la surrection du

massif des Aurès et l'affaissement de la partie Sud "Sillon sud Aurèsien".

Ces fractures régissent directement l'écoulement des eaux souterraines d’où la formation des

Chotts tels que Chott Melghir et Chott Merouane ou se déverse l'Oued Righ.

I. 5. CONCLUSION

La vallée d'Oued Righ est située dans un lit fossile (Oued Igharghar) d’un large fossé de

subsidence de direction Sud-nord, suivant une pente longitudinale de 1‰ depuis El Goug

jusqu’à chott Merouane. Les formations géologiques sont en majeure partie d'âge quaternaire

et résultent de l'érosion continentale des dépôts Miopliocène.

Le canal principal d'Oued Righ joue un rôle très important dans la vallée car, il assure

l’évacuation des eaux d’irrigation excédentaires; et celles d’assainissement des zones urbaines

sur une longueur estimée de 150 km.

Les sols de la vallée de l’Oued Righ sont des sols d'origine allu-colluviale, à partir du niveau

quaternaire ancien encroûté, avec des apports éoliens sableux, essentiellement en surface. Ce

sont des sols généralement meubles et bien aérés en surface, en majorité salés ou très salés.

La série géologique permet de distinguer deux ensembles hydrogéologiques, Post

Paléozoïques importants : le Continental Intercalaire et le Complexe Terminale.

Chapitre II Etude Hydroclimatologique

41

II. 1. INTRODUCTION

Le climat nous renseigne sur les conditions de l'atmosphère au-dessus d'un lieu à moyen et

long terme. Il est influencé par de nombreux facteurs à savoir: les produits agricoles, la

consommation d'énergie et l'activité humaine.

Notre zone d’étude fait partie du Sahara septentrional, dont le type de climat est saharien

aride qui se caractérise principalement par des amplitudes thermiques, une forte évaporation

et une pluviométrie faible, qui engendre souvent des orages à fortes intensités.

Notre étude climatologique a pour objet de faire ressortir les caractéristiques

climatiques suivants; la température, les précipitations, l'humidité, l'insolation et la vitesse

maximale du vent.

II. 2. STATION DE MESURE

Touggourt appartient au sous bassin N° 04 (Erg Oriental) inclus du grand bassin saharien

N°13 (Fig. 8). Pour avoir une idée précise sur le climat de notre zone d'étude, nous disposons

des observations et des relevés obtenus par la station de Touggourt dont les coordonnées sont

les suivantes: Latitude: 33°11'N Longitude : 06º13'E Altitude: 85m.

Figure 8: Carte des sous bassins versants du Sahara algérien et des stations Météorologiques

d’après Cahiers de Sécheresse, No: 1/98.


41

II. 3. ETUDE DES FACTEURS CLIMATIQUES

II. 3. 1. PRECIPITATION: se sont les eaux météoriques qui tombent sur la surface de la

terre, tant sous forme liquide (bruine, pluie, averse) que sous forme solide (neige, grésil,

grêle) et les précipitations déposées ou occultes (rosée, gelée blanche, givre,...).

II. 3. 1. 1. Précipitation moyenne mensuelle: le tableau ci-dessous donne les

précipitations moyennes, mensuelles observées durant la période (1975 – 2011).

Tableau 1: Distribution de précipitations moyennes mensuelles (mm) à la station de

Touggourt sur une période de 37 ans (1975 – 2011).

Mois Sep Oct Nov Des Jan Fév Mar Avr Mai Juin Juil Août

p (mm) 5.64 5.93 8.22 5.46 17.31 4.95 9.76 7.01 3.89 1.46 0.84 2.40

Figure 9: Histogramme de distribution de précipitation moyenne mensuelle de la station de

Touggourt période (1975 – 2011).

D'après l'histogramme, la précipitation moyenne mensuelle maximale est enregistrée en mois

de Janvier avec une valeur moyenne de l’ordre de 17.31 mm, et une valeur minimale de

l’ordre de 0.84 mm en mois de Juillet.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Juin Juil Aout

P. (mm)


41

II. 3. 1. 2. Précipitation moyenne annuelle: le tableau suivant présente les hauteurs des

précipitations moyennes annuelles calculées durant la période 1975 – 2011.

Tableau 2: Distribution de précipitation moyenne annuelle (mm) à la station de Touggourt

sur une période de 37 ans (1975 – 2011).

Année 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985

P (mm) 118.1 107 44.7 44.9 51.9 153 43.4 72.4 31.6 30.9 33.7

Année 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996

P (mm) 79.4 41.7 54.5 11.5 148.4 42.8 132.2 55.2 48.7 61.4 88.5

Année 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

P (mm) 64.2 46.4 118.1 58.6 141.2 96.9 69.2 161.8 25.7 78 88.2

Année 2008 2009 2010 2011

P (mm) 60.4 155.9 28 80.4

Figure 10: Histogramme de distribution des précipitations moyennes annuelles de la station

de Touggourt période (1975 – 2011).

D’après l’histogramme, on note que l’année la plus pluvieuse est l’année hydrologique 2004

avec un cumul de précipitation de 161.8 mm et l’année la plus sèche est l’année 1989 avec

une précipitation de 11.5 mm. On remarque donc que la pluviométrie dans notre région

d’étude est caractérisée par une grande irrégularité avec de grand écart.

0

40

80

120

160

200

P. (m

m)


41

II. 3. 1. 3. Coefficient pluviométrique: est un paramètre très important dans la

détermination des années excédentaires et les années déficitaires. Il est obtenu par le rapport

de la pluviométrie d’une année à la pluviométrie moyenne d’une série à une station donnée.

H : Coefficient Pluviométrique

P : Pluviométrie d’une année (mm)

P : Pluviométrie moyenne (mm)

Tableau 3: Coefficient pluviométrique de la station de Touggourt période (1975 – 2011).

Années Coefficient

pluviométrique

Type de

l'année

Années Coefficient

pluviométrique

Type de

l'année

1975 1.58 E 1994 0.65 D

1976 1.43 E 1995 0.82 D

1977 0.60 D 1996 1.18 E

1978 0.60 D 1997 0.86 D

1979 0.69 E 1998 0.62 D

1980 2.04 E 1999 1.58 E

1981 0.58 D 2000 0.78 D

1982 0.97 D 2001 1.89 E

1983 0.42 D 2002 1.29 E

1984 0.41 D 2003 0.92 D

1985 0.45 D 2004 2.16 E

1986 1.06 E 2005 0.34 D

1987 0.56 D 2006 1.04 E

1988 0.73 D 2007 1.18 E

1989 0.15 D 2008 0.81 D

1990 1.98 E 2009 2.08 E

1991 0.57 D 2010 0.37 D

1992 1.77 E 2011 1.07 E

1993 0.74 D


41

Figure 11: Evolution des précipitations annuelles de la station de Touggourt période

(1975 – 2011).

Selon le tableau 3 et le figure 11, on distingue:

les années excédentaires sont: 1975, 1976, 1979, 1980, 1986, 1990, 1992, 1996, 1999,

2001, 2002, 2004, 2006, 2007, 2009 et 2011.

les années déficitaires sont: 1977, 1978, 1981, 1982, 1983, 1984, 1985, 1987, 1988,

1989, 1991, 1993, 1994, 1995, 1997, 1998, 2000, 2003, 2005, 2008, 2010.

II. 3. 2. TEMPERATURE: est un facteur très important dans le calcule d'un bilan

hydrique, elle joue un rôle dans les pertes en eau par le phénomène de l'évapotranspiration.

II. 3. 2. 1. Température moyenne mensuelle: les valeurs obtenues sont condensées dans

le tableau suivant:

Tableau 4: Températures moyennes mensuelles (°C) pour la station de Touggourt, période

(1975 – 2011).


T (°C) 29.18 22.86 15.95 11.46 10.53 12.93 16.73 20.88 25.97 31.27 33.85 33.57

0

40

80

120

160

200

P.(

m m

)

P moy = 74.84 mm


41

Figure 12: Histogramme de distribution de température moyenne mensuelle de la station de


D'après l’histogramme (Fig. 12), on remarque que les mois les plus chauds sont juillet et août

avec des valeurs de 33.85 et 33.57°C. Les mois les plus froids sont : décembre et janvier avec

des températures de 11.46 et 10.53°C. La valeur moyenne enregistrée est de l'ordre de

22.10°C.

II. 3. 3. L'HUMIDITE RELATIVE: Le tableau 5 donne les valeurs d’humidité relatives

moyennes observées en 37 ans, et d’après le graphe on arrive à distinguer les mois secs des

mois relativement humides.

Tableau 5: Humidité moyennes mensuelles (%) pour la station de Touggourt, période

(1975 – 2011).


H (%) 43.46 51.24 59.66 65.75 64.17 51.98 48.82 43.19 38.98 34.02 32.34 33.5

0

5

10

15

20

25

30

35

40


T.(°C)


02

Figure 13: Histogramme de distribution d'humidité moyenne mensuelle de la station de


On remarque d’après la figure 13 que l’humidité maximale à la station de Touggourt est de

l’ordre de 65.75 % au mois de Décembre, par contre l’humidité minimale est de 32.34 % au

mois de Juillet et les mois humides (H > 47,26%), sont Octobre, Novembre, Décembre,

Janvier, Février et Mars et les mois secs (H< 47.26%) caractérisent le reste de l’année.

II. 3. 4. LA VITESSE DU VENT: Les vents dominants dans Touggourt sont de direction

N.N.E en hiver et S.S.E en été. Ils se caractérisent par une vitesse dépassant parfois 20 km/s et

provoquant le déplacement des dunes et le dessèchement des végétaux. D'après

BENHADDYA (2006).

D'après le tableau 6 et l'histogramme de figure 14 la valeur maximum enregistré est au mois

de mai avec une vitesse de 4.15 m/s et le minimum en décembre (2.59 m/s).

Tableau 6: Humidité moyennes mensuelles (m/s) pour la station de Touggourt, période

(1975 – 2011).

0

10

20

30

40

50

60

70


H. (%)


V (m/s) 2.97 2.76 2.67 2.59 2.68 2.83 3.52 4.09 4.15 3.77 3.34 3.10


04

Figure 14: Histogramme de distribution la vitesse de vent moyenne mensuelle de la station de

Touggourt, période (1975 – 2011).

II. 3. 5. LA DUREE D'INSOLATION: La vallée de l'Oued Righ reçoit une quantité de

la lumière solaire relativement très forte. D'après le tableau 7, le maximum est atteint au mois

d'Aout avec une durée d’insolation de 334.07 heures et le minimum au mois de Janvier avec

une durée d’insolation de 234.38 heures (Fig. 15).

Tableau 7: La durée d'insolation moyenne mensuelle (h) pour la station de Touggourt,

période (1975 – 2011).

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00


v. (m/s)


I (h) 276.16 261.42 239.75 237.77 234.38 234.58 268.19 284.92 314.01 322.47 357.43 334.07


00

Figure 15: Histogramme de distribution la durée d'insolation moyenne mensuelle de la station

de Touggourt période (1975 – 2011).

II. 3. 6. CARACTERISTIQUES CLIMATIQUES D'ARIDITE:

II. 3. 6. 1. Indice DEMARTONNE:

L'indice de l'aridité de DEMARTONNE est exprimé par la formule suivante :

A = P / T+10

Avec A : Indice d’aridité annuelle

P : Précipitations moyennes annuelles en (mm)

T : Températures moyennes annuelles en (°C)

Selon DEMARTONNE :

Si A ‹ 5 : le climat est hyper aride,

Si 5 ‹ A ‹ 10 : le climat est très sec,

Si 10 ‹ A ‹ 20 : le climat est sec,

Si 20 ‹ A ‹ 30 : le climat est tempéré,

Si A › 30 : le climat est humide.

Dans notre cas :

A = 6.24 / 22.10 + 10 ; A = 0.20, Pour les valeurs de A sont comprises entre 0 et 5 le milieu

est considéré comme Hyper aride.

0

50

100

150

200

250

300

350

400


I. (h)


02

II. 3. 7. BILAN HYDRIQUE:

Le bilan hydrique est établi pour un lieu et une période donné par comparaison entre les

apports et les pertes en eau dans ce lieu et pour cette période. Il tient aussi compte de la

constitution des réserves et des prélèvements ultérieurs sur ces réserves. Les apports d'eau

sont effectués par les précipitations. Les pertes sont essentiellement dues à la combinaison de

l'évaporation et la transpiration des plantes, que l'on désigne sous le terme

d'évapotranspiration.

Si on examine le bilan au niveau des continents en s'aperçoit que:

P = ET + I + R

Avec :

P : Précipitation moyenne annuelle (mm)

ET : Evaporation moyenne annuelle (mm)

R : Ruissellement moyen annuel (mm)

I : Infiltration moyenne annuelle (mm)

II. 3. 7. 1. Estimation des paramètres du bilan:

A- l'évaporation / l'évapotranspiration:

L'évaporation est la partie non négligeable de l'eau arrivée au sol est immédiatement

évaporée, le tableau ci-dessous montre les valeurs d'évaporation moyenne mensuelle de

station de Touggourt durant 37 ans.

Tableau 8: Le taux d'évaporation moyenne mensuelle (mm) pour la station de Touggourt,

période (1975 – 2011).


Eva (mm) 269.08 190.36 125.81 107.39 117.07 131.90 201.12 253.92 313.33 370.60 399.79 364.66


01

Figure 16: Histogramme de distribution le taux d'évaporation moyenne mensuelle de la

station de Touggourt période (1975 – 2011).

D'après l'histogramme, le taux d'évaporation moyenne mensuelle maximale est au mois de

Juillet avec une valeur égale à 399.79 mm, et la valeur minimale est au mois de Décembre

avec une valeur égale à 107.39 mm.

On appelle évapotranspiration, le phénomène combiné des pertes en eau par transpiration et

par évaporation directe de l'eau du sol et des surfaces d'eau libre. On distingue:

B- L'évapotranspiration réelle (ETR) :

L'évapotranspiration réelle est la quantité d'eau évaporée et ou / transpirée effectivement par

le sol, les végétaux et les surfaces libres. Pour le calcul de l 'ETR, nous avons utilisé plusieurs

formules telles que la formule de TURC, COUTAGNE et le bilan de THORNTHWAITE. On

l’estime à partir de la formule de TURC (1961) qui est la suivante :

(mm/an)

Avec :

L = 300 + 25 T + 0,05 T3

L : Pouvoir évaporant, est une limite vers laquelle tend l’ETR lorsque P devient grand.

0

50

100

150

200

250

300

350

400


Eva (mm)

2

2

9,0L

P

PETR


01

P : Précipitation moyenne annuelle (mm).

T : Température moyenne annuelle °C.

ETR : Evapotranspiration réelle (mm).

Application némirique:

L = 300 + 25(21.96) + 0.05(21.96)3 ; L = 1378.5

ETR = 78.75 mm

C- L'évapotranspiration potentielle (ETP) :

L'évapotranspiration potentielle est la quantité d'eau qui serait évaporée et /ou transpirée à

partir d'une surface, si l'eau disponible pour l'évapotranspiration n'était pas un facteur limitant,

elle est utilisée pour l'évaluation des besoins en eau d'irrigation. Pour calculer

l'évapotranspiration potentielle on utilise la formule de Serra.

a

I

TETP

1016 (mm/an)

Tel que : ETP : évapotranspiration potentielle du mois (en mm).

T : température moyenne mensuelle de la période (en °C).

I : indice thermique annuel qui représente la somme des indices mensuels (i).

K : Coefficient d’ajustement mensuel dont les valeurs sous nos climats tempérés.

5.0100

6.1

5

5.112

1

a

ii

I = 116.24; a = 2.36 et le tableau suivant nous donne les résultats de l'ETP calculés par la

formule de Serra sur une période de 37 ans.

2

2

5,1378

84,749,0

84,74ETR


01

Tableau 9: Résultats de l’ETP obtenus par la formule de Serra.

II. 3. 7. 2. Estimation du bilan hydrique selon la formule de

C.W.THORNTHWAITE: Le tableau ci-dessous résume le bilan d'eau pour la station de

Touggourt, établis selon la méthode de Thornthwaite :

Tableau 10: Bilan hydrique selon la méthode de THORNTHWAITE pour la station de

Touggourt (1975 – 2011).

S O N D J F M A M J J A

Précipitations 5,64 6,26 8,18 5,46 17,31 5,03 9,76 7,01 4,92 1,47 0,97 2,82

ETP 141,4 73,7 27,4 11,6 10,1 16,3 36,8 67,2 125,3 198,1 243,9 223,7

ETR 5,6 6,3 8,2 5,5 10,1 12,2 9,8 7,0 4,9 1,5 1,0 2,8

Températures 29,18 22,86 15,95 11,46 10,53 12,93 16,73 20,88 25,97 31,27 33,85 33,57

051015202530354045505560657075

0102030405060708090

100110120130140150

Tem

pér

atu

res

en +

C

Pr

, E

TP

et

ET

R e

n m

m


ETP mm 139.04 76.32 32.48 15.52 12.32 20.8 37.12 62.24 104.96 162.4 197.28 192.48

Tp °C ETPC

mm

Pr

mm

BH RU ETPR

mm

Def Exc

S 29.18 141.5 5.64 -135.6 0.0 5.9 135.6 0.0

O 22.86 73.8 6.26 -67.1 0.0 6.7 67.1 0.0

N 15.95 27.4 8.18 -19.7 0.0 7.6 19.7 0.0

D 11.46 11.6 5.46 -5.7 0.0 5.9 5.7 0.0

J 10.53 10.1 17.31 6.2 6.2 10.1 0.0 0.0

F 12.93 16.3 5.03 -11.6 0.0 10.8 5.4 0.0

M 16.73 36.8 9.76 -27.5 0.0 9.3 27.5 0.0

A 20.88 67.2 7.01 -60.7 0.0 6.5 60.7 0.0

M 25.97 125.3 4.92 -120.2 0.0 5.1 120.2 0.0

J 31.27 198.1 1.47 -196.5 0.0 1.6 196.5 0.0

J 33.85 244.0 1.06 -242.9 0.0 1.1 242.9 0.0

A 33.57 223.7 3.06 -220.6 0.0 3.1 220.6 0.0

Annuel 22.1 1175.5 73.6 -1102.0 73.6 1102.0 0.0


01

Figure 17: Bilan d’eau selon la méthode de THORNTHWAITE de la station de Touggourt

(1975 – 2011).

II. 3. 7. 3. Interprétation du bilan hydrique :

D'après le tableau 10:

- L'ETP atteint son maximum au mois de Juillet avec 244 mm, et la valeur minimale au

mois de Janvier avec 10.1 mm.

- L'ETR annuelle est de l'ordre de 73.6 mm, avec une valeur maximale au mois de

Février 107.8 mm et valeur minimale au mois de Juillet avec 1.1 mm.

- L'excédent est nul durant toute l'année et le déficit agricole annuel est 1102 mm.

II. 4. Hydrologie:

Le canal de l'Oued Righ constitue le nerf principal pour la vie des oasis qui sont implantés de

part et d’autre sur toute sa longueur (Fig. 18). Depuis 1993, l’A.N.R.H. a pris en charge

l’étude hydrologique de ce canal, dix stations de jaugeage ont été implantées le long du canal

depuis El Goug jusqu'à Boufeggoussa ; l’endroit de contact avec le Chott Merouane. Les

débits des cours d'eau varient en fonction du temps. Ces stations hydrométriques permettent

de suivre les fluctuations des débits de l'Oued. Les mesures ont été effectuées par le moulinet

qui est composé d'un élément fixe, appelé "corps du moulinet ", comportant un axe horizontal

sur lequel tourne une hélice. La rotation de l'hélice produit des signaux électriques

(Impulsions) qui sont détectés et convertis en nombres de tours par un dispositif électrique

que l'on connecte au corps du moulinet, le corps du moulinet doit être monté sur un support.


01

Figure 18 : Carte de situation des stations hydrométriques (ANRH Ouargla).


01

Figure 19: Evolution des débits moyens mensuels de l’Oued Righ selon les dix stations

(Décembre. 2012).

D’après l’allure de la courbe établie (Fig. 19), On remarque que l’évolution des débits durant

la période d’observation, Décembre 2012 début au 0.155 m3/s jusqu'à 4.05 m3/s. La figure 19

montre que le débit du canal collecteur augmente d'une station à une autre en fonction du

temps, cela peut-être interprété par les effets de l’augmentation de l’irrigation et les eaux

d'assainissement qui sont injectées au niveau des stations et celle du débit extrait à partir des

nappes souterraines.

II. 5. Conclusion

Le climat de l’Oued Righ se caractérise comme toutes les régions Sahariennes par un climat

continental aride, froid en hiver et chaud en été.

Donc on peut dire que les précipitations annuelles moyennes de la région sont faibles et

irrégulières, de l’ordre 74.84 mm, et ne jouent aucun rôle dans la recharge directe des nappes

et des températures annuelles moyennes de l'ordre de 21.96 °C.

L’évapotranspiration réelle obtenue d’après la formule de Turc est de l'ordre de 78.75 mm,

selon le bilan de Thornthwaite l'évaporation potentielle annuelle est 1175.5mm.

L’humidité relative moyenne annuellement est de 47.26%, et l’évaporation moyenne annuelle

est de l’ordre de 237.09 mm/an.

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5

Q (

m3

/s)

Stations hydrométriques

Q (m3/s)


22

On remarque que le débit du canal collecteur augmente d'une station à une autre en fonction

du temps cela est due par les effets de l’augmentation de l’irrigation et les eaux

d'assainissement qui sont injectées au niveau des stations

Chapitre III Etude Hydrogéologique

31

III. 1. INTRODUCTION

Le bassin sédimentaire du Sahara Septentrional couvre la plus grande partie du Nord du

Sahara Algérien, sa superficie est de 600.000 km2. Du point de vue hydrogéologique, le

bassin de Sahara Septentrional est constituée de plusieurs formations hétérogènes très

étendues, séparées par des formations réputées imperméables, connues sous : le Continental

Intercalaire et le Complexe Terminal. Dans la région d’étude, on rencontre les trois nappes

suivantes (de bas en haut):

La nappe du Continental Intercalaire (CI).

La nappe du Complexe Terminal (CT).

La nappe phréatique.

III. 2. HYDROGEOLOGIE REGIONALE

III. 2. 1. La nappe du Continental Intercalaire

Le terme Continental Intercalaire est d’origine géologique, il désigne les formations

continentales qui se sont déposées entre le cycle marin du Paléozoïque, clôt par l’orogenèse

hercynienne qui a rejeté la mer hors de la plate-forme saharienne, et la grande transgression

marine du Cénomanien. Il est situé dans l’un des plus vastes et plus aride désert du monde qui

est partagée entre trois pays maghrébins : l’Algérie, la Tunisie et la Libye. (Fig. 20)

Avec prés de 800 000 km² de superficie, le Continental Intercalaire est l’un des aquifères les

plus étendu de la planète dont l’une de ces particularités, est de constituer une ressource en

eau souterraine fossile puisqu’il est très peu alimenté avec les conditions climatiques

actuelles.

Le Continental Intercalaire est un réservoir à eau plus au moins douce, il se rempli dans sa

majorité pendant les périodes pluvieuses du quaternaire. Ces eaux sont caractérisées par :

une température qui dépasse les 50°C sauf les hauts endroits où l’aquifère est proche

de la surface du sol.

La minéralisation de l’eau oscille entre 1 et 2 g/l de résidu sec.

L’alimentation se fait par ruissellement à la périphérie du réservoir tout en long et à

l’extrémité des Oueds qui descendent des montagnes de l’Atlas Saharien, de Dahra

Tunisien, du plateau de Tadmaït et Tinhert, et des pluies exceptionnelles.


32

L’écoulement des eaux de cette nappe, se fait dans la partie occidentale du Nord vers

le Sud et dans la partie orientale de l’Ouest vers l’Est et du sud vers le Nord. [1]

Figure 20: Carte montrant les nappes aquifères du Sahara Algérien ; Le Continental

Intercalaire. Le Complexe Terminal (in KOUZMINE Y.2007).

III. 2. 1. 1. Contexte géologique et hydrogéologique

Les deux cycles marins du Paléozoïque et du Crétacé Supérieur constituent respectivement les

limites inférieures et supérieures d’un épisode sédimentaire d’origine continental dénommé

Continental Intercalaire. Sous l’angle hydrogéologique, le CI se définie comme une nappe

contenue, d’Ouest en Est, entre un mur formé par les horizons imperméables Paléozoïques à

Néocomiens et un toit correspondant à la basse argileuse Cénomanien qui représente celui de

l’Albien. [2]


33

Le Continental Intercalaire est constitué par de dépôts continentaux sablo-gréseux et sablo-

argileux avec intercalation d’argile et d’argile sableuse du Crétacé Inférieur. (Fig. 21)

Substratum

Formations argilo sableuses, argileuses ou carbonatées selon les régions et les âges. Elles sont

de plus en plus récentes du Sud vers le Nord. Au Sud et Sud-Ouest, ce sont les terrains du

Primaire (Carbonifère) et même pour certaines zones le Dévonien. Au Nord, ce sont les

assises du Trias, du Lias, du Jurassique Supérieur et même localement du Néocomien.

Couverture

Sur la majeure partie là où il existe la couverture Cénomanienne argilo-évaporitique constitue

la limite supérieure. La nappe se trouve ainsi captive en charge sauf sur les bordures et sur le

bassin Occidental. C’est cette charge importante qui permet les fuites par remontée

ascendante au centre par les grandes failles du champ d’Amguid el Abiod. La profondeur de

ce toit, varie d’une région à une autre. Dans le secteur de l’axe de direction Nord-Sud (Oued

Righ. Ouargla), le toit de ce réservoir se rencontre à plus de 1500 mètres de profondeur par

rapport au sol. Sous le grand Erg Occidental le Continental Intercalaire n’est plus protégé par

les terrains peu perméable du Crétacé Supérieure qui ont été érodés, il est en contact avec les

formations du Mio-pliocène. (Fig. 22)

Puissance du réservoir

L’épaisseur utile de ce réservoir a été déterminée à partir de plusieurs centaines des forages

pétroliers et de nombreuses compagnes de géophysiques qui ont traversées la totalité des

terrains Secondaires. Cette épaisseur correspond à la sommation des couches perméables

(grés et sables argileux) dont la fraction sableuse est supérieure à 50%. Les plus fortes

épaisseurs sont localisées à l’Est d’El Goléa où elles sont comprises entre 750 mètres et

1000 mètres. La vallée de l’Oued Righ est un peu moins bien lotie avec des valeurs

inférieures à 350 mètres.


34

Figure 21: Carte hydrogéologique du système aquifère CI et CT (UNESCO, 1972).

Figure 22: Coupe hydrogéologique synthétique de Sahara septentrionale (UNESCO, 1972).


35

III. 2. 1. 2. Alimentation et zones d’exutoires

Alimentation

L’origine des eaux emmagasinées dans le grand aquifère ‘’Albien’’ provient de l’infiltration

durant les périodes pluvieuses du Quaternaire. Les ressources de cet aquifère du Continental

Intercalaire (CI) sont fossiles (non renouvelables), surtout qu’elles sont très faiblement

alimentées, provenant essentiellement de :

L’infiltration directe des piémonts de l’Atlas Saharien et du massif du Dahar

(Tunisie), ainsi que des bordures Ouest de la zone du Touat, Gourara (Adrar) et du

Sud de Tidikelt (In Salah). (Fig. 23)

L’apport à partir des affleurements de la zone Sud-Est de Tinhert (Nord d’Illizi).

Exutoires

Les principaux exutoires naturels sont :

Au Sud-Ouest : les bordures occidentales du Tademaït constituent une zone d’exutoire

importante, c’est le Saoura et Foggara (dépression de la sebkha du Timimoune.

Adrar).

Au Nord-Est : c’est le Golf de Gabes, et se fait par des remontées verticales par faille

dans la zone du Chott Fedjej.

Fuite à travers le toit de l’aquifère, une partie par la dorsale d’Amguid el Abiod et une

autre partie à travers les Chotts.


36

Figure 23: Carte piézométrique de référence du "CI" (OSS, 2003).

III. 2. 2. La nappe du Complexe Terminal

La nappe du Complexe Terminal (CT) se localise dans le Sahara Occidental et s’étend sur une

superficie de 350000 Km2 avec une profondeur qui varie entre 100 et 500 m. Le Complexe

Terminal englobe toutes les formations les plus récentes au dessus du Cénomanien Inférieur

argilo-évaporitique, ou Tertiaire et le Quaternaire. (Fig. 20)

III. 2. 2. 1. Contexte géologique et hydrogéologique

Dans le bassin occidental, le Complexe Terminal est en relation étroite avec le Continental

Intercalaire sous adjacent en absence le toit imperméable du Cénomanien. Dans le bassin

oriental, il est individualisé et ses relations avec le Continental Intercalaire sont limitées à

quelques zones privilégiées telles que les zones de failles de l’Amguid et la région des Chotts.

Les formations du Complexe Terminal sont caractérisées par l’absence de déformations

tectoniques importantes. Actuellement, les formations définissant le CT sont :

Le Miopliocène à faciès sablo argilo gréseux, qui couvre en discordance presque

l’ensemble du territoire du Sahara Septentrional.

L’Eocène moyen évaporitique (argiles avec gypse que l’on rencontre uniquement dans

les régions des Chotts).

Formations perméables du Sénonien Supérieur.


37

Le Sénonien Inférieur lagunaire à faible perméabilité, et qui constitue la limite

hydrogéologique entre le CI et le CT.

Le Turonien carbonaté et dolomitique, et qui devient marneux et quasi-imperméable

dans la limite de la bordure Nord du bassin du Bas Sahara.

Géométrie

Dans ce territoire immense, on peut distinguer trois secteurs hydrogéologiques :

Les régions des Chotts : au Nord de ces chotts, deux à trois formations sableuses du

Mio-pliocène à l’échelle de la région. Les calcaires profonds de l’Eocène Inférieur

renferment une nappe qui est séparée des sables par l’intermédiaire de toit argilo-

évaporitique de l’Eocène moyen.

Dans le bassin de l’Oued Righ, trois formations aquifères sont bien différenciées : la

première et la deuxième nappe des sables du Mio-pliocène, puis la nappe des calcaires

de l’Eocène Inférieur.

Dans la région d'Ouargla, la nappe des sables de la base du Miopliocène et la nappe

des calcaires du Sénonien ne sont séparées que par une mince couche semi-perméable

Le substratum de cet aquifère est constitué d’argile du Cénomanien et pour la couverture, ce

sont les argiles et les argiles sableuses du Quaternaire ou du sommet du Mio-pliocène. Sur les

bordures, la couverture est constituée par les argiles évaporitiques de l’Eocène moyen. [2]

Puissance du réservoir

Sables du Mio-pliocène Quaternaire : En moyenne 50 à 100 d’épaisseur, mais autour

de cette moyenne, nous avons une très grande variation, par exemple à Hassi

Messaoud (30 m) augmente à 400 m vers le Sud. Entre épaisseur totale et épaisseur

utile, une grande variation, dont la puissance utile supérieur à 50 % du sable.

Calcaires : Les calcaires du Sénono-Eocène présentent une épaisseur moyenne de 100-

200 m avec une augmentation progressive vers le Nord. Pour ceux de Turonien (sur

les bordures du bassin) leur épaisseur moyenne est de 50-100 m.


38

III. 2. 2. 2. Alimentation et zones d’exutoires

Alimentation

Les zones d’alimentation potentielle sont :

Sur les bordures relativement arrosées du bassin, par infiltration directe sur les

affleurements calcaires (Sénonien, Eocène Inférieur, Turonien), tels que: les bordures

Sud-Atlasique et l'oued M’Zab.

Dans les deux grands Ergs (Occidental et Oriental), par infiltration de pluies

exceptionnelles à travers des formations dunaires perméables. (Fig. 24)

Exutoires

Les premiers exutoires naturels de la nappe étaient constitués par des sources, en particulier

celles qui ont été le siège de l’implantation humaine dans la vallée de l’Oued Righ. Les

exutoires sont constitués essentiellement par les grandes dépressions d’évaporation. De plus

les prélèvements par forages constituent aussi une grosse part de l’exhaure. [2]

Figure 24: Carte piézométrique de référence du "CT" (OSS, 2003).

III. 2. 3. La nappe phréatique

Du point de vue hydrogéologique, les régions du Souf, Oued Righ et Ouargla sont représentée

par deux systèmes aquifères, à savoir le Complexe Terminal et le Continental Intercalaire.


39

Ces deux systèmes sont surmontés par une nappe libre dite nappe phréatique, contenue dans

les sables du Quaternaire et sa profondeur peut atteindre 60 m, cela varie d’une zone à un

autre. Les nappes phréatiques sont alimentées par les précipitations et les écoulements

temporaires, de même que, de plus en plus, par les eaux de drainage et les pertes des réseaux;

leurs seuls exutoires sont les chotts où les eaux s’accumulent et s’évaporent. Dans ces régions

et surtout au Souf la remonté des eaux superficielles pose un grand problème, et qui est

accentuée en premier lieu par la différence de pression hydrostatique importante, qui existe à

l’origine entre la nappe des sables du Mio-pliocène et la nappe phréatique, conduisant à une

alimentation par ascendance de la nappe phréatique à partir de la nappe des sables; et le

deuxième apport de plus en plus réel par rapport au précédent est celui de la remontée du

niveau de la nappe phréatique lié au développement de l’irrigation et l’absence des réseaux

d’assainissements.[3]

III. 3. HYDROGEOLOGIE LOCALE

III. 3. 1. La nappe du Continental Intercalaire

La nappe du Continental Intercalaire (CI) dans la région de Touggourt est caractérisée par:

Sa grande profondeur, plus de 1500 m,

Un fort artésianisme (15 à 20 bars),

Un grand débit d’exploitation (250 à 400 l/s),

Une température de l’eau élevée (50 à 65 °C),

Une charge en CO2, qui lui donne un caractère corrosif,

Un résidu sec des eaux variant entre 3 et 5 g/l.

L'épaisseur totale est de l'ordre 500 m mais l'épaisseur utile est de l'ordre de 371 m.

III. 3. 2. La nappe du Complexe Terminal

Dans la région de l’Oued Righ, trois formations aquifères sont bien différenciées : la

première et la deuxième nappe des sables du Miopliocène, puis la nappe des calcaires de

l’Eocène Inférieur. (Fig. 25)

III. 3. 2. 1. La première nappe des sables

Cette nappe est la moins profonde de 50 à 100 m. Elle est constituée de sable fin à moyen,

sable argileux et grés, d’âge Miopliocène.


40

Le faciès sableux varie largement et latéralement. Un niveau d’argiles constitue son

substratum et son toit est formé par des argiles et des évaporites. C’est une nappe captive qui

était jadis très exploitée, avec un débit faible à moyen, de l’ordre de 20 à 40 l/s, (le débit

global d’exploitation proche de 6 m3/s). Cependant, à cause de la salinité élevée de l’eau, les

forages qui la captent sont actuellement moins utilisés.

III. 3. 2. 2. La deuxième nappe des sables

Les formations contenant cette nappe sont également d’âge Mio-pliocène. Comme la première

nappe, elle est formée essentiellement des grés, de gravier et de sables avec la présence de

quelques lentilles argileuses. L’épaisseur de la couche aquifère est de 20 à 36 m. Cette nappe

captive est très exploitée par des forages moyennement profonds (100 et 165 m), avec un

débit variant entre 25 et 45 l/s. Des argiles à niveaux calcaires et des marnes, forment son

substratum, alors que des argiles et les argiles sableuses constituent son toit.

Alimentation

Ces deux nappes de Mio-pliocène sont alimentées localement par les rares précipitations et

les infiltrations d’eaux de surface (de la nappe phréatique et du canal de l’Oued Righ), et les

percolations des nappes artésiennes sous jacentes. Les prélèvements par forages représentent

leur seul exhaure.

III. 3. 2. 3. La nappe du Sénonien-Eocène

Ces deux étages géologiques ont été regroupés parce qu'ils forment un ensemble lithologique

et hydrogéologique homogène. Essentiellement carbonaté, il est formé de calcaires, calcaires

dolomitiques ou marneux, d’anhydrite et gypse. Il n’est pas très exploité à Touggourt,

donnant un débit de 25 à 40 l/s et parfois présentant un artésianisme à faible débit (0,3 à 0,6

l/s). Leur toit est supérieur à 180 m, dont le débit global peut atteindre 2,8 m3/s. A la base, le

Sénonien lagunaire forme le substratum de cette nappe et au sommet, le toit est surtout

argileux. La porosité moyenne de cette nappe est de 20%.


41

Figure 25: Coupe hydrogéologique Nord-Sud du Complexe Terminal du Bas Sahara.

III. 3. 2. 4. La piézométrie

L'établissement des cartes piézométriques est une étape importante dans l’étude

hydrogéologique. Elle permet d'étudier la nappe d'eau souterraine tenant compte les sens

d'écoulements. L’élaboration des cartes piézométriques a été réalisée par le biais du logiciel

de cartographie Surfer 7.0 qui concède la nappe de Complexe Terminal comme aquifère

monocouche.


42

Figure 26: Carte piézométrique du Complexe Terminal de l'Oued Righ Nord.

Le sens de l'écoulement principal dans la carte de l'Oued Righ Nord est vers l'exutoire naturel

(chott Merouane). Dans la région d'Oum Thiour au nord le sens d'écoulement est de NO-SE

(vers le chott) et dans la partie sud Sidi Amrane, djamaa, Tendla, Sidi khlil et Meghaier le

sens d'écoulement est de S-N.

0m 10000m 20000m

1234

5 678910111213

14

1516

171819

2021222425

2627

282930

3132

33

3435

3637

3839 40414243

454647

48

4950

5152

5355

5657

790000 800000 810000

320000

330000

340000

350000

360000

370000

380000

390000

400000

410000

790000 800000 810000

320000

330000

340000

350000

360000

370000

380000

390000

400000

410000

Oum Tiour

Chott Merouane

Tendla

Djamaa

Sidi Amrane

Sidi Khlil

Meghaier

-35

-25

-15

-5

5

15

25

35

45

Légende:

point de mesure (puits ou forage)

courbe isopièze

15

20

sens d'ecoulement


43

Figure 27: Carte piézométrique du Complexe Terminal de l'Oued Righ Sud.

D'après la figure 27, Le sens d'écoulement orienté de Sud vers le nord. Mais la carte

piézométrique de l'Oued Righ sud montre trois cône de dépression apparaît autour de

Touggourt, Temacine et Sidi Slimane indiquent les zones de surexploitation qui se localisent

dans les principaux palmeraies et les grands villes.

III. 4. CONCLUSION

Le Sahara renferme d'importantes réserves d'eaux souterraines, certains auteurs pensent que

les eaux des nappes du Sahara sont fossiles (Burdon, 1977 ; Margat, 1992 ; Saad, 1984 ;

Margat, 1990), c’est-à-dire qu’elles se sont infiltrées et accumulées au cours des temps

géologiques, leur alimentation s’est poursuivie au cours des périodes pluvieuses du

Quaternaire par infiltration sur les affleurements des couches perméables jusqu’à

débordement de ces derniers, depuis l’Holocène (Pizzi et Sartoli, 1984).

0m 5000m 10000m

1 2

345

67

8

910 11

1213

14

15

16

17

19

2021

222324

25

2627

28

2930

31

32

33 34

805000 810000 815000 820000

260000

265000

270000

275000

280000

285000

290000

295000

300000

805000 810000 815000 820000

260000

265000

270000

275000

280000

285000

290000

295000

300000

Temacine

Touggourt

Megarine

Sidi Slimane

30

34

38

42

46

50

54

58

62

66

70

74

78

Légende:

point de mesure (puits ou forage)

courbe isopièze

15

20

sens d'ecoulement


44

Dans la région de l'Oued Righ il existe deux systèmes aquifères séparés par d’épaisses séries

argileuses et évaporitiques, de la base du Crétacé supérieur sont: le Complexe Terminal et le

Continental Intercalaire.

L'établissement de la carte piézométrique de Complexe Terminal montre un sens

d'écoulement général suit le modèle topographique c'est-à-dire au sud vers le nord et présente

des zones de convergences indiquent les zones de surexploitation où les palmeraies et les

villes.

Chapitre IV Etude Hydrochimique

45

IV. 1. INTRODUCTION

L'eau douce est une eau dont la concentration en sel dissous est inférieure à 1%. A peine 1%

de l'eau disponible sur terre est de l'eau douce, alors que 41% des espèces connues de

poissons vivent dans cette eau. Les zones d'eau douce sont habituellement proches des terres;

donc elles sont souvent menacées par un ajout permanent de matière organique, de nutriments

inorganiques et de polluants.

Nous utilisons de grandes quantités d'eau chaque jour, car l'eau est utilisée pour beaucoup de

choses. Nous utilisons l'eau pour boire, pour faire la vaisselle, pour prendre une douche, pour

cuisiner et pour beaucoup d'autres choses encore. Mais l'eau n'est pas seulement utilisées à des

fins domestiques, on l'utilise aussi l'eau dans l'industrie et dans l'agriculture.

PREMIERE PARTIE : QUALITÉ ET POTABILITE DES EAUX

IV. 2. QUALITÉ DES EAUX DESTINÉES À LA CONSOMMATION

HUMAINE (AEP)

La potabilité et la qualité chimique des eaux sont en fonction de la concentration des

différents éléments chimiques dissous. On ne peut gérer une eau ou donner sa destination,

qu’après avoir vérifié sa qualité vis-à-vis des normes demandées par les utilisateurs.

L’alimentation en eau potable est basée sur les limites données par l’OMS.

Dans notre étude on utilise les normes algériennes, qui sont présentée dans le Tableau suivant:

Tableau 11: Concentrations des Normes Algériennes fixées.

Paramètres ou substances

Concentration acceptable

pH 6.5 à 8,5 Conductivité (µs/cm) 2800

Résidu sec (mg/l) 2000 Calcium (mg/l) 200

Magnésium (mg/l) 150 Sodium (mg/l) 200

Potassium (mg/l) 20 Sulfates (mg/l) 400

Chlorures (mg/l) 500


46

050

100150200250300350400

BEL AIRE TGT

SECOUR ZAOUIA TGT

SECOUR COMPLEXE

TGT

AEP OUM THIOR

AEP MEGHAIER

AEP SIDI KHELIL

coce

ntra

tion

de M

g en

mg/

l

0200400600800

1000120014001600

BEL AIRE TGT

SECOUR ZAOUIA TGT

SECOUR COMPLEXE

TGT

AEP OUM THIOR

AEP MEGHAIER

AEP SIDI KHELIL

conc

entr

atio

n de

Cl e

n m

g/l

0

100

200

300

400

BEL AIRE TGT SECOUR ZAOUIA TGT

SECOUR COMPLEXE

TGT

AEP OUM THIOR

AEP MEGHAIER

AEP SIDI KHELIL

conc

entr

atio

de

Ca

mg/

l

0

500

1000

1500

2000

BEL AIRE TGT

SECOUR ZAOUIA TGT

SECOUR COMPLEXE

TGT

AEP OUM THIOR

AEP MEGHAIER

AEP SIDI KHELIL

conc

entr

atio

n de

So4

en

mg/

l

N.A. pour Cl = 500 mg/l

N.A. pour Mg = 150 mg/l

N.A. pour So4= 400 mg/l

N.A. pour Ca= 200 mg/l


47

Figure 28: Histogrammes de conductivité et des Concentration de quelques éléments

chimiques majeurs dessous dans des forages de CT destinées à l'AEP.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

BELAIRE TGT SECOUR ZAOUIA TGT

SECOUR COMPLEXE

TGT

AEP OUM THIOR

AEP MEGHAIER

AEP SIDI KHELIL

conc

entr

atio

n de

RS

en m

g/l

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

BEL AIRE TGT

SECOUR ZAOUIA TGT

SECOUR COMPLEXE

TGT

AEP OUM THIOR

AEP MEGHAIER

AEP SIDI KHELIL

Con

cent

ratio

n de

CE

en

µS/c

m

N.A. pour RS = 2000 mg/l

N.A. pour CE = 2800 µS/cm

0100200300400500600700800900

BEL AIRE TGT

AEP OUM THIOR

AEP MEGHAIER

AEP SIDI KHELIL

La

conc

entr

atio

n de

Na

en m

g/l

N.A. pour Na = 200 mg/l


48

050

100150200250300350400

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Con

cent

ratio

n de

Mg

en

mg/

l

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Con

cent

ratio

n de

Cl e

n m

g/l

0200400600800

10001200140016001800

P1 P2 P3 P4 P5 P6

Con

cent

ratio

n de

So4

en

mg/

l

0

100

200

300

400

500

600

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

conc

entr

atio

n de

Ca

en m

g/l

N.A. pour Cl = 500 mg/l

N.A. pour Mg = 150 mg/l

N.A. pour So4= 400 mg/l

N.A. pour Ca= 200 mg/l


49

Figure 29: Histogrammes de conductivité et des Concentration de quelques éléments dessous

dans des forages de CI destinées à l'AEP.

0100020003000400050006000700080009000

10000

P1 P2 P3 P4

Con

cent

ratio

n de

RS

en m

g/l

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

La

Con

duct

ivité

en

µS/c

m

N.A. pour RS = 2000 mg/l

N.A. pour CE = 2800 µS/cm

0

100

200

300

400

500

600

700

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

La

conc

entr

atio

n de

Na

en m

g/l

N.A. pour Na = 200 mg/l


50

Selon ces critères on constate que les eaux des forages qui captent la nappe du Complexe

Terminal et le Continentale Intercalaire dépassent largement les normes de potabilité

admissibles.

IV. 2. 1. QUELQUES ANALYSES

Les éléments chimiques des eaux permettent de connaître, d’abord, la nature de la

composition, la prédominance quantitative de certains éléments ; ensuite, d’évaluer

l’agressivité physicochimique des eaux. On a calculé la moyenne de chaque élément, pour les

deux nappes (CI, CT) ensuite on a représenté les moyennes des éléments chimiques sous

forme d’histogramme.

Les histogrammes ci-dessus montrent que :

Dans le Continental Intercalaire le calcium et le magnésium sont les cations dominants

avec des valeurs respectivement 12.58 meq/l 10.58 meq/l et les chlorures 15.98 meq/l

et les sulfates 13.57 meq/l, les anions dominants.

Dans la nappe de Complexe Terminal, les sulfates constituent l’élément chimique

dominant (34.7 meq/l). En seconde viennent le chlorures (33.59 meq/l), le magnésium

(27.06 meq/l) et le calcium avec 14.63 meq /l.

Figure 30: Concentrations moyennes des éléments chimiques majeurs dissous des eaux de la

nappe du Complexe Terminal.

14.63

27.06

0.69

33.59 34.70

2.37

0

5

10

15

20

25

30

35

Ca Mg K+Na Cl SO4 HCO3

conc

entra

tion

en m

éq/l


51

Figure 31: Concentrations moyennes des éléments chimiques majeurs dessous de Continental

Intercalaire.

IV. 2. 2. DETERMINATION DE FACIES CHIMIQUE DES EAUX

DIAGRAMME DE PIPER

Dans le but de bien identifier les faciès hydrochimiques et d’avoir une indication sur l’aspect

qualitatif des eaux souterraines, la représentation graphique des résultats d’analyses s’avère

un outil inévitable. Pour atteindre cet objectif, on a eu recours au diagramme de Piper.

Le diagramme de Piper permet une représentation des anions et des cations sur deux triangles

témoignant les teneurs relatives en chacun des ions par rapport au total des ions. A ces deux

triangles, est associé un losange sur lequel est reportée l'intersection des deux lignes issues

des points identifiés sur chaque triangle.

Ce diagramme est particulièrement adapté à l’étude de l’évolution des faciès des eaux lorsque

la minéralisation augmente, ou bien pour comparer des groupes d’échantillons entre eux et

indiquer les types de cations et anions dominants. Il permet d’avoir une approche globale de

la composition chimique des eaux.

A- La nappe de Complexe Terminal :

L’observation du diagramme de piper montre que les eaux présentent un faciès chimique de

nature chloruré sulfatée calcique et magnésienne, l’existence de ce faciès est engendré par le

contact de l’eau avec les formations géologiques. L’existence des couches carbonatées

12.5810.58

0.88

15.98

13.57

2.62

0

5

10

15

20

Ca Mg K+Na Cl SO4 HCO3

conc

entr

atio

n en

méq

/l


52

solubles telles que les évaporites donne à l’eau de la nappe une richesse en chlorures et en

magnésium.

Les échantillons La moyenne des échantillons

Figure 32: Diagramme de Piper des eaux de Complexe Terminal de TOUGGOURT.

B- La nappe de Continental Intercalaire :

Les échantillons La moyenne des échantillons

Figure 33: Diagramme de Piper des eaux de Continental Intercalaire de TOUGGOURT.


53

D’après les analyses chimiques reportées sur le diagramme de Piper, on observe une

dominance d’un faciès chlorurée et sulfatée calcique et magnésienne. Cela est lié à la géologie

locale de la région.

IV. 2. 3. APPORTS DE L'ANALYSE EN COMPOSANTE PRINCIPALE (ACP)

Pour mieux expliquer les origines de cette composition chimique, nous avons réalisé plusieurs

scénarios, à partir de l’analyse en composantes principales. Ces dernières portent sur les eaux

superficielles et sur les eaux profondes.

Par ailleurs, nous avons réalisé une ACP, pour chaque nappe, ce qui nous permettra de mettre

en évidence les différentes compositions des eaux et aussi d’expliquer leurs origines.

Pour l’interprétation, de l’ACP, nous nous contenterons de l’analyse de la matrice de

corrélation et du cercle ACP, ces deux paramètres suffisent à mettre en évidence les

différences dans les liens entre les éléments chimiques. Nous avons utilisé les mêmes analyses

que celles traitées par le diagramme de Piper.

A- ANALYSE DES DONNEES DE COMPLEXE TERMINAL

Calcul de la matrice de corrélation

Le calcul de la matrice de corrélation a été fait sur l’ensemble des données la nappe de

Complexe Terminal (Tableau 12). Le Magnésium est corrélé avec le Sodium, le Chlorure et le

Sulfate.

Le Sulfate est corrélé avec le Calcium et la Conductivité. Une autre corrélation s’est faite

entre le Chlorure et le Sodium, le Potassium et les Bicarbonates, la Conductivité et le

Calcium. Cette matrice montre une corrélation négative entre le Calcium et le Magnésium.


54

Tableau 12: Matrice de corrélation des éléments chimiques de la nappe de Complexe

Terminal (TOUGGOURT).

CE Ca+2 Mg+2 Na+ K+ Cl- So4-2 Hco3

-

CE 1.00 Ca+2 0.52* 1.00 Mg+2 0.31 -0.40* 1.00 Na+ 0.36 -0.09 0.61* 1.00 K+ 0.30 0.02 0.11 0.22 1.00 Cl- 0.24 -0.32 0.74* 0.83* 0.13 1.00 So4-2 0.73* 0.48* 0.52* 0.34 0.01 0.20 1.00 Hco3

- 0.09 0.14 -0.15 0.21 0.79* -0.07 -0.05 1.00

0,52* : Corrélation significative

Diagonalisation, calcul des facteurs de charges et tracé des cercles de

corrélation

La diagonalisation de la matrice de corrélation (Tableau 13), a permis de calculer les facteurs

de charges, sur l’ensemble des données des éléments et paramètres physicochimiques de la

nappe de Complexe Terminal. Les cercles de corrélations ont été tracés. (Fig. 34)

Tableau 13: Résultats de l’ACP – Poids factoriel sur les éléments chimiques à partir des

données de la nappe de Complexe Terminal.

Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Val. proper 3.05 2.06 1.75 0.57

Variance Total % 38.08 25.70 21.87 7.17 Cumuli % 38.08 63.78 85.65 92.82

CE 0.67 0.56 0.28 -0.09 Ca2+ 0.02 0.85 0.38 0.31 Mg2+ 0.81 -0.42 0.08 -0.35 Na+ 0.85 -0.18 -0.17 0.42 K+ 0.34 0.42 -0.77 -0.23 Cl- 0.80 -0.47 -0.10 0.26

SO42- 0.67 0.40 0.51 -0.22

HCO3- 0.14 0.51 -0.80 0.04


55

Interprétation des résultats de l’ACP

Les cercles de corrélation dans le plan des axes F1 et F2 qui représentent une variance

cumulée de 63.78 (F1 = 38.08 %, F2 = 25.7 %) montrent :

Une association constituée de variables (Ca, HCO3-, CE, SO4, K) qui sont corrélées

positivement avec les facteurs F1 et F2.

Ces six variables (Cl, Mg, Na) sont corrélées positivement avec F1 et négativement

avec F2.

Selon l’axe F2, une opposition entre les eaux fortement minéralisées (partie positive de l’axe)

et les eaux faiblement minéralisées occupant la partie négative de l’axe.

Figure 34: Résultats de l’analyse en composantes principales : Cercle de projection des

variables sur le plan F1F2 de Complexe Terminal.


56

B- ANALYSES DES DONNÉES DE CONTINENTALE INTERCALAIRE

Calcul de la matrice de corrélation

Le calcul de la matrice de corrélation a été fait sur l’ensemble des données la nappe de

Continentale Intercalaire (Tableau 14). La conductivité est corrélée avec Le Calcium, le

Magnésium, le chlorure et le Sulfate. La matrice de corrélation présente autre corrélations

positives qui existent entre : Le chlorure avec le calcium et le magnésium et le Sulfate, le

Sulfate avec le magnésium.

Tableau 14: Matrice de corrélation des éléments chimiques de la nappe de Continental

Intercalaire (TOUGGOURT).

CE Ca+2 Mg+2 Na+ K+ Cl- So4-2 Hco3

-

CE 1.00 Ca+2 0.86* 1.00 Mg+2 0.76* 0.41 1.00 Na+ 0.44 0.68 0.06 1.00 K+ -0.34 0.02 -0.46 0.59 1.00 Cl- 0.94* 0.75* 0.82* 0.47 -0.36 1.00 So4

-2 0.83* 0.59 0.92* 0.06 -0.51 0.82* 1.00 Hco3

- -0.09 0.21 -0.65 0.31 0.09 -0.13 -0.49 1.00

0,86* : Corrélation significative

Diagonalisation, calcul des facteurs de charges et tracé des cercles de

corrélation

La diagonalisation de la matrice de corrélation (Tableau 15), a permis de calculer les facteurs

de charges, sur l’ensemble des données des éléments et paramètres physicochimiques de la

nappe de Continentale Intercalaire. Les cercles de corrélations ont été tracés. (Fig. 35)


57

Tableau 15: Résultats de l’ACP – Poids factoriel sur les éléments chimiques à partir des

données de la nappe de Continentale Intercalaire.

Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Val. proper 4.45 2.21 1.04 0.23

Variance Total % 55.62 27.66 13.06 2.83 Cumuli % 55.62 83.28 96.34 99.17

CE -0.96 -0.18 0.12 0.05 Ca2+ -0.76 -0.57 0.11 0.29 Mg2+ -0.89 0.36 -0.22 -0.13 Na+ -0.34 -0.89 -0.25 -0.18 K+ 0.40 -0.65 -0.64 0.08 Cl- -0.96 -0.14 0.08 -0.23

SO42- -0.93 0.28 -0.04 0.16

HCO3- 0.29 -0.65 0.70 -0.06

Interprétation des résultats de l’ACP

Les cercles de corrélation dans le plan des axes F1 et F2 qui représentent une variance

cumulée de 83.28 % (F1 = 55.62 %, F2 = 27.66 %) montrent:

Une association constituée de les variables (Ca, CE, Na, Cl) qui sont corrélées

négativement avec les facteurs F1 et F2.

Une association (Hco3, K) est corrélée positivement avec F1 et négativement avec F2.

Ces trois variables : Mg, So4 sont corrélées négativement aves F1 et positivement

avec F2.

Selon l’axe F1, une opposition entre les eaux fortement minéralisées (partie négative de l’axe)

et les faiblement minéralisées occupant la partie positive de l’axe et selon l’axe F2, on note

une compétition entre les eaux chlorurées sodiques ou calciques et les eaux sulfatées

magnésiennes.


58

Figure 35: Résultats de l’analyse en composantes principales : Cercle de projection des

variables sur le plan F1F2 de Continentale Intercalaire.

DEUXIEME PARTIE QUALITÉ DES EAUX DESTINÉES À L’IRRIGATION

IV. 3. APTITUDE DES EAUX A L'IRRIGATION

Les sels minéraux des eaux ont des effets sur le sol et sur les plantes. Ces sels peuvent

perturber le développement physique des plantes par l’absorption de l’eau qui agit sur le

processus osmotique ou chimiquement par les réactions métaboliques comme celles causées

par les constituants toxiques. Les effets des sels causent des changements dans la structure du

sol (perméabilité, aération) affectant indirectement le développement de la plante.

La limite tolérable des concentrations de sel dans les eaux d’irrigation ne peut être fixée à

cause de la grande variabilité de la salinité des plantes, cependant les études qui ont été faites

sur des récoltes dont la salinité des sols a été ajustée artificiellement, ont fourni d’importantes

informations sur la tolérance des sels des eaux d’irrigation.


59

La qualité de l’eau d’irrigation est généralement exprimée par des classes de convenance

relative. La plupart des classifications tiennent compte de la conductivité (exprimant la

totalité des corps dissous) et surtout la teneur en sodium et en bore. La concentration du

sodium est important dans la classification de l’eau d’irrigation car le sodium réagit avec le

sol et réduit sa perméabilité.

Les sols contiennent en grande quantité du sodium et des carbonates qui sont les anions

prédominants et sont appelés sols alcalins, ceux qui contiennent beaucoup plus de chlorures et

de sulfates sont appelés sols salés.

Généralement, les sols saturés en sodium supportent peu ou pas les plantes.

L’agriculture représente le plus important consommateur des ressources en eau dans notre

zone d'étude et pour réaliser notre travail, nous avons utilisé le diagramme de Richards, basé

sur la combinaison du SAR et de la conductivité.

IV. 3. 1. Notion de SAR (sodium adsorption ratio)

Pour évaluer la valeur agricole d’une solution, Richards 1954 (Laboratoire de Salinité du

Département de l’Agriculture aux USA) a mis en œuvre un diagramme délimitant cinq (05)

classes. Ce dernier est basé sur la minéralisation totale et le SAR, ce dernier est donné par la

relation suivante :

SAR= Na + /0.5 [(Ca2+ Mg2+)] 1/2

Le calcium et le sodium sont exprimés en meq/l. (In Habes, 2013)

IV. 3. 2. Application aux eaux de la région d’étude :

A- Caractéristiques des eaux d’irrigation de Complexe Terminal :


60

Figure 36: Diagramme de Richards pour les eaux de Complexe Terminal.

L’observation du graphe (Fig. 36), nous permet de déterminer les classes suivantes :

C4S1, C4S2, C4S3.

C4-S1, C4-S2 : eau fortement minéralisée pouvant convenir à l’irrigation de certaines espèces

bien tolérantes au sel et sur des sols bien drainés et lessivés.

C4-S3: généralement cette eau ne convient pas à l’irrigation, cependant elle peut être utilisée

sous certaines conditions : sols très perméables, bon lessivage, plantes tolérant très bien le sel.


61

B- Caractéristiques des eaux d’irrigation de Continental Intercalaire :

Figure 37: Diagramme de Richards pour les eaux de Continental Intercalaire.

L’observation du graphe (Fig. 37), nous permet de déterminer les classes suivantes :

C3S1, C3S2, C4S1, C4S2.

Les classes déterminées, nous permettent de tirer les constatations suivantes

C3-S1, C3-S2: eau convenant à l’irrigation de cultures tolérantes au sel, sur des sols bien

drainés. L’évolution de la salinité doit être contrôlée.

C4-S1, C4-S2 : eau fortement minéralisée pouvant convenir à l’irrigation de certaines espèces

bien tolérantes au sel et sur des sols bien drainés et lessivés.


62

Cet aperçu sur l’utilisation des eaux pour l’irrigation, montre une variation des classes entre

les deux nappes considérées. Cette variation s’est traduite par une augmentation de la

minéralisation (apparition de la classe C4).

TROISIEME PARTIE : VARIATION DES INDICES DE SATURATION

Pour mettre en évidence le lien existant entre la composition chimique et l’eau, nous avons

utilisé l’outil thermodynamique, le calcul de l’indice de saturation, nous a permis de

déterminer les minéraux influençant la composition chimique de l’eau. Ce travail a été réalisé

en utilisant le logiciel Phreeq. Le nombre d’échantillons utilisés est 27 pour le Complexe

Terminal et 12 pour le Continental Intercalaire.

IV. 4. Variation des indices de saturation de Complexe Terminal et le Continental Intercalaire

Les figures 38-39, montre que les indices de saturation obtenus ne dépassent pas zéro, ce qui

indique une sous saturation, de l’eau vis-à-vis de ces minéraux. Ce qui laisse supposer un

accroissement probable de la minéralisation.

Figure 38: Variation des indices de saturation au niveau de la nappe de Complexe Terminal.

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

Indi

ces d

e Sa

tura

tion

IS

Les points d'eaux

IsCalciteIsAragoniteIsDolomiteIsGypseIsAnhydrite


63

Figure 39: Variation des indices de saturation au niveau de la nappe de Continentale

Intercalaire.

IV. 5. CONCLUSION

Le chapitre consacré à l’hydrochimie, a porté sur les aspects qualitatifs des eaux de la région.

Dans notre travail, on s’est intéressé aux eaux souterraines de deux nappes le Complexe

Terminal et le Continental Intercalaire.

Pour l’étude de la qualité des eaux destinées à l'AEP, nous avons trouvé que :

Les eaux de deux nappes de Touggourt montrent qu’elles sont non potable pour la

consommation humaine, ces eaux sont très dures et fortement minéralises.

La classification des eaux selon Piper montre la dominance de faciès chloruré et

sulfaté calcique et magnésien pour les deux nappes. Cette dominance de facies est liée

au contact eau roche selon la nature géologique de la région, puisque l'interaction entre

l'eau et la roche provoque une dissolution entrainant un enrichissement des eaux en

chlorures et magnésium.

Par le biais de l’analyse en composante principale, nous avons pu démontrer que les

eaux des nappes, présentent la même composition chimique, elles restent influencées

par la lithologie locale.

Alors que, l’étude des eaux destinées à l'agriculture, montre que :

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

Indi

ces d

e sa

tura

tion

IS

Les points d'eaux

IsCalciteIsAragoniteIsDolomiteIsGypseIsAnhydrite


64

Après réalisation des diagrammes de Richards et calcul du SAR, nous avons pu

remarquer que les eaux de Touggourt sont des eaux à qualité chimique très mauvaise

pour l'irrigation.

Par le biais de l’outil thermodynamique:

Les eaux de Complexe Terminal et le Continental Intercalaire indiquent une sous

saturation vis-à-vis de tous les minéraux Ce qui laisse supposer un accroissement

probable de la minéralisation.

D’après les résultats obtenus par les différentes méthodes utilisées, on peut dire que la

minéralisation des eaux de la ville de Touggourt est due principalement à la géologie des

terrains traversés.

Comme conclusion, on peut dire que quelques soit la destination prévue pour les eaux de la

nappe de Complexe Terminal et le Continental Intercalaire, ces dernières demandent à être

traitées (station de traitement) avant usage avec un risque sévère pour le sol et les plantes. Et

l’eau potable de bonne qualité chimique reste un rêve pour la région de Touggourt.

65

CONCLUSION GÉNÉRALE

L’étude réalisée s’est intéressée à l'aspect qualitatif des eaux de la région de Touggourt, nous

avons tenté d’exposer brièvement les principaux résultats obtenus.

La région d'étude qui fait partie du Sahara septentrional, la vallée de l'Oued Righ est située

dans un lit fossile (Oued Igharghar) d’un large fossé de subsidence de direction Sud-Nord,

suivant une pente longitudinale de 1‰ depuis El Goug jusqu’à chott Merouane. Les

formations géologiques sont en majeure partie d'âge quaternaire et résultent de l'érosion

continentale des dépôts Mio-pliocène.

Le canal principal d'Oued Righ joue un rôle très important dans la vallée car, il assure

l’évacuation des eaux d’irrigation excédentaires; et celles d’assainissement des zones urbaines

sur une longueur estimée de 150 km.

Les sols de la vallée de l’Oued Righ sont des sols d'origine allu-colluviale, à partir du niveau

quaternaire ancien encroûté, avec des apports éoliens sableux, essentiellement en surface. Ce

sont des sols généralement meubles et bien aérés en surface, en majorité salés ou très salés.

La série géologique permet de distinguer deux ensembles hydrogéologiques, Post

Paléozoïques importants : le Continental Intercalaire et le Complexe Terminale.

Le climat de l’Oued Righ se caractérise comme toutes les régions Sahariennes par un climat

continental aride, froid en hiver et chaud en été.

On a pu voir que les précipitations annuelles moyennes de la région sont faibles et

irrégulières, de l’ordre 74.84 mm, et ne jouent aucun rôle dans la recharge directe des nappes

et des températures annuelles moyennes de l'ordre de 21.96 °C.

L’évapotranspiration réelle obtenue d’après la formule de Turc est de l'ordre de 78.75 mm,

selon le bilan de Thornthwaite l'évaporation potentielle annuelle est 1175.5mm.

L’humidité relative moyenne annuellement est de 47.26%, et l’évaporation moyenne annuelle

est de l’ordre de 237.09 mm/an.

On remarque que le débit du canal collecteur augmente d'une station à une autre en fonction

du temps cela est due par les effets de l’augmentation de l’irrigation et les eaux

d'assainissement qui sont injectées au niveau des stations

66

Le Sahara renferme d'importantes réserves d'eaux souterraines, certains auteurs pensent que

les eaux des nappes du Sahara sont fossiles (Burdon, 1977 ; Margat, 1982 ; Saad, 1984 ;

Margat, 1990), c’est-à-dire qu’elles se sont infiltrées et accumulées au cours des temps

géologiques, leur alimentation s’est poursuivie au cours des périodes pluvieuses du

Quaternaire par infiltration sur les affleurements des couches perméables jusqu’à

débordement de ces derniers, depuis l’Holocène (Pizzi et Sartoli, 1984).

Dans la région de l'Oued Righ il existe deux systèmes aquifères séparés par d’épaisses séries

argileuses et évaporitiques, de la base du Crétacé supérieur sont: le Complexe Terminal et le

Continental Intercalaire.

L'établissement de la carte piézométrique de Complexe Terminal montre un sens

d'écoulement qui suit le modèle topographique c'est-à-dire du sud vers le nord et présente des

zones de convergences indiquant les zones de surexploitation où les palmeraies et les villes.

L’hydrochimie a porté sur les aspects qualitatifs des eaux de la région. Dans notre travail, on

s’est intéressé aux eaux souterraines des deux nappes le Complexe Terminal et le Continental

Intercalaire.

On a commence par une étude de la qualité des eaux destinées à l'AEP, alors :

Les eaux de deux nappes de Touggourt montrent qu’elles sont non potable pour la

consommation humaine, ces eaux sont très dures et trop minéralises.

La classification des eaux selon Piper montre la dominance de faciès chloruré et

sulfaté calcique et magnésien pour les deux nappes. Cette dominance de facies est liée

au contact eau roche selon la nature géologique de la région, puisque l'interaction entre

l'eau et la roche provoque une dissolution, entrainant ainsi un enrichissement des eaux

en chlorures et en magnésium.

Par le biais de l’analyse en composante principale, nous avons pu démontrer que les

eaux des nappes, présentent la même composition chimique, elles restent influencées

par la lithologie locale.

Ensuit, une étude des eaux destinées à l'agriculture, montre que:

Après réalisation des diagrammes de Richards et calcul du SAR, nous avons pu

remarquer que les eaux de Touggourt sont des eaux à qualité chimique très mauvaise

pour l'irrigation.

67

Par le biais de l’outil thermodynamique :

Les eaux de Complexe Terminal et le Continental Intercalaire indiquent une sous

saturation des eaux vis-à-vis de tous les minéraux Ce qui laisse supposer un

accroissement probable de la minéralisation.

En conclusion, quelques soit la destination prévue des eaux de la nappe de Complexe

Terminal et le Continental Intercalaire, les eaux demandent à être traitée (station de

traitement) avant usage avec un risque sévère pour le sol et les plantes. Et l’eau potable de

bonne qualité chimique reste un rêve pour la région de Touggourt.

BIBLIOGRAPHIE

1. ANRH

2. Ben hamida. R., & Talbi. E., 2003-2004. Bilan Hydrique de la vallée d'Oued Righ.

Mémoire D'ingénieur, spécialité: hydraulique saharienne. Univ. Ouargla, 8p.

3. Benhaddya .M. L., 2006-2007. Contribution à l’inventaire des éléments traces dans

les sols et dans les eaux souterraines dans la région de l’oued Righ : leurs origines

et leur impact sur l’environnement. Mémoire de Magister, option: génie de

l'environnement. Univ. Oum el Bouaghi, 33p.

4. Boussaâda N., 2007. Evaluation des ressources en eau et modes de gestion dans la

vallée d'oued Righ. Mémoire de Magister, option: hydrogéologie. Univ. Annaba,

24 p.

5. Castagny G., 1967. Traité pratique des eaux souterraines. Ed. Dunod, Paris. France

661 p.

6. Castagny G., 1968. Prospection et exploitation des eaux souterraines. Dunod édit.,

Paris, 709 p.

7. Castagny G., Margat J., 1977. Dictionnaire français de l’hydrogéologie. B.R.G.M.

SGN, Orléans, 249 p.

8. Castagny G., 1980. L’eau propre. Hachette édit. Paris, 192 p.

9. Castagny G., 1982. Principes et méthodes de l’hydrogéologie. Dunod édit. Paris,

238p.

10. Chaib W., Zahi F., Bougherira N., Harrat N., Bouchahm N., & Djabri L.,

Caractérisation hydrogéochimique des eaux géothermales de la nappe continental

intercalaire de la région d’Oued Righ.

11. Debbakh. A., 2012. Qualité et dynamique des eaux des systèmes lacustres en

amont de l'Oued Righ. Mémoire de Magister, option: aménagement hydraulique en

zones arides. Univ. Ouargla, 111 – 120 p.

12. Djidel. M., 2008. Pollution minérale et organique des eaux de la nappe

superficielle de la cuvette de Ouargla (Sahara Septentrional, Algérie). Thèse de

Doctorat, option: hydrogéologie. Univ. Annaba, 41- 47 p.

13. Drouiche. A., & Zahi. F., 2011. La remontée des eaux dans le bas Sahara Algérien:

sa cartographie et sa caractérisation.

14. Foufou. A., 2008. Influence de la décharge de berka zerga sur la qualité des eaux

de la plaine de l'Oued zied, Annaba. Mémoire d'ingénieur, spécialité:

hydrogéologie. Univ. Annaba, 104 – 110 p.

15. Guefaifia. O., 2007. Identification et caractérisation d'un milieu karstique et sa

contrubition a l'alimentions du champ captani: Hammamet Ain chabro, cas de la

zone de bouakkous – Hammamet. Région de Tébessa. Thèse de Doctorat, option:

hydrogéologie. Univ. Annaba, 111 p.

16. Guettiche S., & Benabdasaadok Dj., 2005-2006. Contribution à l'étude de la

possibilité de réutilisation des eaux de la nappe phréatique pour l'irrigation dans la

région de l'Oued Righ. Mémoire d'ingénieur, spécialité: hydrogéologie. Univ.

Constantine, 2 p.

17. Habes. S., 2006. Pollution saline d'un lac, cas du lac Fetzara, Est Algérienne.

Mémoire de Magister, option: hydrogéologie. Univ. Annaba, 65 – 66 p.

18. Habes. S., 2013. Caractéristiques chimiques d’un lac appartenant aux écosystèmes

humides du Nord de l’Algérie; Cas du Lac Fetzara, Nord - Est Algérien. Thèse de

Doctorat, option: hydrogéologie. Univ. Annaba, 116 – 127 p.

19. Hadj said. S., 2007. Contribution à l'étude hydrogéologique d'un aquifère en zone

cotière, cas da la nappe de guerbes. Thèse de Doctorat. Univ. Annaba, 145 p.

20. Helal. F., & Ourihane. D., 2004. Etude hydrogéologique du Continental

Intercalaire et du Complexe Terminal de la région de Touggourt. Aspect

hydrochimique et problèmes techniques poses. Mémoire d'ingénieur, option:

hydrogéologie. Univ. Houari Boumediene.

21. Khadraoui. A., 2007. Sols et Hydraulique Agricole dans les Oasis Algériennes:

Caractérisation - Contraintes et Propositions d'aménagement. 137p.

22. Khalfaoui. H., 2007. Impacts des rejets industriels sur les eaux souterraines, cas de

la région de Berrahal (Algérie). Mémoire de Magister, option: géosciences. Univ.

Annaba, 110 p.

23. Lekoui. S., 2010. Evaluation du risque lie aux sites pollues en milieu urbain et

industriel (Annaba NE Algérien). Mémoire de Magister, option: hydrochimie.

Univ. Annaba, 101-108 p.

24. Merabet. A., & Righi. S., 2011. Reconnaissance hydrodynamique de Complexe

Terminal dans la région de Touggourt. Mémoire d'ingénieur. Univ. Ouargla, 71 p.

25. Mudry J., 1991. L’analyse discriminante, un puissant moyen de validation des

hypothèses hydrogéologiques. Revue des Sciences de l’Eau, 4(1991), pp 19-37.

26. Rodier J., 2009. Analyse de l’eau. 9ème édition. Paris, 1526 p.

27. Norme Afnor T 90-105.determination des matières en suspensions. juin 1978

28. Norme Afnor T 90-112. Dosage de dix éléments métalliques par spectrométrie

d’adsorption atomique dans la flamme. Méthode de dosage direct après

complexion et extraction. Septembre1986

29. Norme Afnor 90-512. Echantillonnage. Guide général sur les techniques

d’échantillonnage Septembre 1988

30. Norme Afnor 90-513. Echantillonnage. Guide général pour la conservation et la

manipulation des échantillons. Septembre 1988

31. Norme Afnor T 90-105. Détermination des matières en suspensions. juin 1978.

32. Organisation mondiale de la santé, directive de qualité pour les eaux de boisson.

33. Sayeh Lembarek. M., 2008. Etude hydraulique du canal Oued Righ; détermination

des caractéristiques hydrauliques. Mémoire de Magister, option: Aménagement

hydraulique en zones arides. Univ. Ouargla, 30 p.

34. Sogreah., 1971. Participation à la mise en valeur de l’Oued Righ. Ministère des

travaux publics ; Serv. Et. Scient., Alger, 5volumes.

35. Dubost., 1992. Ecologie, Aménagement et développement Agricole des Oasis

Algériennes. Edition 2002, N° Dépôt légal ; 1092-2002.

36. BEL. F., & DEMARGNE F., 1966. Etude géologique du Continental Terminal ;

DEC, ANRH, Alger, Algérie, 24 planches, 22p.

37. ABHS., Décembre 2006, Cadastre hydraulique du bassin hydrographique du

Sahara septentrional, mission II: alimentation en eau potable et industrielle, 3- 4p.


Sahara septentrional, mission IV: assainissement urbain, 6p.


Sahara septentrional, mission I: ressources en eau et en sols et infrastructure de

mobilisation, 46 - 53p.

40. Bureau National d'Etudes pour le Développement Rural., Décembre 1998. Etude

du plan directeur général de développement des régions sahariennes, phase II A2:

monographies spécialisées des ressources naturelles, ressources en sols.23-24 p.

41. BUSSON. G., 1970. Le Mésozoïque saharien. 2ème partie : Essai de synthèse des

données des sondages algéro-tunisiens. Edit., Paris, Centre Rech. Zones Arides,

Géol., 11, 811p. Ed. C.N.R.S.

42. BUSSON. G., 1971. Principes, méthodes et résultats d’une étude stratigraphique

du Mésozoïque saharien. Edit., Paris, 464p.

43. BUSSON. G., 1967. Le Mésozoïque saharien. 1ère partie : L’Extrême Sud-

tunisien. Edit., Paris, « Centre Rech. Zones Arides », Géol., 8, 194 p. Ed. C.N.R.S.

44. FABRE. J., 1976. Introduction à la géologie du Sahara d'Algérie et des régions

voisines. SNED, Alger, 421p.

45. BEL .F., & CUCHE. D. (1969) : Mise au point des connaissances sur la nappe du

Complexe Terminal ; ERESS ; Ouargla. Algérie, 20p.

46. MARGAT. J., 1990. Les gisements d'eau souterraine.

47. MARGAT. J., 1992. Quelles ressources en eau les grands aquifères offrent-ils?

Observatoire du Sahara et du Sahel, Le Caire, 14p.

48. CORNET. A., 1964. Introduction à l'hydrogéologie saharienne. Géog. Phys. et

Géol.Dyn.

49. BEL. F., & CUCHE. D., 1970. Etude des nappes du Complexe Terminal du bas

Sahara. Données géologiques et hydrogéologiques pour la construction du modèle

mathématique. DHW., Ouargla.

50. ACHOUR. S., 1990. La qualité des eaux du Sahara septentrional en Algérie. Etude

de l’excès de fluor. Tribune de l’eau.

51. ACHOUR. S., YOUCEF. L., 2001. Excès des fluorures dans les eaux du Sahara

septentrional oriental et possibilité de traitement.

52. YOUCEF. L., 1998. Etude des possibilités d’élimination des fluorures des eaux

souterraines par précipitation chimique à la chaux. Thèse de Magister en sciences

hydrauliques. Univ. Biskra.

53. MEGDOUD.M. 2003. Qualité des eaux du Sahara septentrional. Journées

techniques et scientifiques sur la qualité des eaux du Sud, El Oued, les 19 et 20

mai 2003.

54. DJELLOULI, H.M., TALEB,S. , HARRACHE –CHETTOUH, D., DJAROUD,.S.

2005. Qualité physico-chimique des eaux de boisson du Sud algérien : étude de

l’excès en sels minéraux.

55. BOUCHAHM. N., ACHOUR.S., 2008. Hydrochimie des eaux souterraines de la

région orientale du Sahara septentrional algérien – Identification d’un risque de

fluorose endémique.

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