Cartographie par les differentes methodes de vulnerabilite a la

Faculté des Sciences de la Terre

Département de Géologie

MEMOIRE DE MAGISTER

Option: Hydrogéologie environnemental et modélisation

THEME:

Réalisé par : Mr. FATIH. Boucenna

Promoteur: Mr. S. Djorfi Mc. Univ. Badji Mokhtar-Annaba

Président : Mr. N. Khérici Pr. Univ. Badji Mokhtar-Annaba

Examinateur: Mr. Benhamza Mc. Univ. Badji Mokhtar-Annaba

Examinateur: Mr. H. Chafai Mc. Univ. Badji Mokhtar-Annaba

2008/2009

CARTOGRAPHIE PAR LES DIFFERENTES METHODES DE

VULNERABILITE A LA POLLUTION D’UNE NAPPE COTIERE

CAS DE LA PLAINE ALLUVIALE DE L’OUED DJENDJEN

(JIJEL, NORD-EST ALGERIEN)

BADJI MOKHTAR-ANNABA UNIVERSITY

UNIVRSITÉ BADJI MOKHTAR-ANNABA

Résumé

La plaine de l’oued Djendjen à vocation agricole par excellence ne cesse de subir

l’influence directe de l’activité anthropique (rejets urbains et industriels, engrais

chimiques, biseau salé). La dégradation de la qualité des eaux superficielles et

souterraines est devenue une préoccupation majeure pour les gestionnaires et les

usagers de cette ressource si précieuse. Pour répondre à ces préoccupations, une

approche méthodologique a été proposée. Elle est basée, d’une part sur l’évaluation du

risque, d’autre part, sur la détermination de la vulnérabilité de la plaine à la pollution.

Afin d’identifier l’impact de cette dégradation sur la qualité de vie des populations,

une campagne de prélèvements et d’analyses (pH, Eh, T, CE, ions majeurs, métaux

lourds) a été effectué sur l’ensemble des points d’eau de la plaine. Une étude détaillée

des risques sur la santé humaine a été réalisée. Les résultats obtenus, sur la base d'un

certain nombre de scénarios d'utilisation, montrent clairement l'influence des rejets sur

la dégradation de la qualité de vie des populations. L’étude de la vulnérabilité de la

plaine à la pollution selon les méthodes DRASTIC et celle de REHESE a montré que

la zone à forte vulnérabilité se localise dans la partie centrale de la plaine (influence de

l’oued) et le long de la cote (surexploitation et avancée du biseau salé). Ce-ci implique

la nécessité impérieuse de protéger l'eau. Il faut la traiter que ce soit pour produire une

eau propre à la consommation ou à des usages spécifiques industriels ou pour limiter

les rejets de pollution dans le milieu naturel. En effet, l’évacuation non contrôlée de

ces déchets liquides par manque de stations d’épuration ou par des stations non

opérationnelles, aboutit à la pollution des eaux de surface et des eaux souterraines,

véritable danger pour la flore et la faune. L’occupation des sols peut se faire à la limite

dans les zones à faible et moyen risque, mais doit être régie de manière à préserver les

zones de risque de pollution des eaux souterraines de la plaine de l’oued Djendjen.

Mots-clés : NE Algérien, eaux souterraines, pollution, vulnérabilité, carte de risque.

Abstract

The coastal aquifer of the wadi Djendjen continues to be influenced by direct human

activity (urban and industrial effluents, fertilizers, and sea intrusion). The deteriorating

quality of surface water and groundwater has become a major concern for managers

and users of this precious resource .To address these concerns, a methodological

approach has been proposed. It is based, in part on risk assessment, on the other hand,

the determination of the vulnerability of the plain to pollution. To identify the impact

of this degradation on the quality of life of people, a sampling campaign and analysis

(pH, Eh, T, EC, major ions, heavy metals) has been made on all points water the plain.

A detailed study of risks to human health has been conducted . The results, based on a

number of usage scenarios; clearly show the influence of discharges on the

degradation of quality of life of people

The study of the vulnerability of the plain to the pollution in the DRASTIC method

and that of REHESE showed that the area of high vulnerability is localized in the

central part of the plain (influence of the river) and along the coast (overexploitation

and sea intrusion).The latter implies the need to protect water. It should be treated either

to produce clean water for consumption or for specific purposes or to reduce industrial

pollution discharges into the environment Indeed, the uncontrolled disposal of liquid

waste for lack of sewage treatment plants or stations not operational, resulting in

pollution of surface water and groundwater, a real danger to flora and fauna. The land

may be the limit in areas of low and medium risk, but must be regulated so as to

preserve areas of risk of pollution of groundwater in the plain of the wadi Djendjen.

Key-words: NE of Algeria, ground water, pollution, vulnerability, risk map.

ملخص

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Sommaire

Introduction Général……………………………………………………………………………………… 1

1er chapitre : Cadre physicoCadre physicoCadre physicoCadre physico---- géographiquegéographiquegéographiquegéographique ::::

Introduction……………………………………………………………………………………... 3 1 - Situation et présentation de la région de Jijel........................................................................................ 3 1-1. Situation géographique de la plaine de l’oued Djendjen................................................................. 3 2- Caractéristiques morphométriques du bassin versant ………………………………………………. 4 2-1 Généralités sur l’oued Djendjen……………………………………………………………………… .. 5 3- Le couvert végétal et l’occupation du sol …………………………………………………… 5

3.1- L’étude des sols …………………………………………………………………………… 5 3.2- Le couvert végétal ………………………………………………………………………… 6 3.3- Les différents types d’occupation du sol ………………………………………………….. 6 4- Les fonctions socio-économiques de la zone d’étude ……………………………………… 6 4 .1- La population ………………………………………………………………………………. 6 4.2- Analyse des caractéristiques démographiques …………………………………………… 7 4.3- Evolution de la population et perspective ………………………………………………… 7 5-Atouts et opportunités d'investissement……………………………………………………… 8 5-1- Ressources minières………………………………………………………………………. 8 5-2- Ressources agricoles, halieutiques et animales…………………………………………… 8 5-3- Ressources forestières…………………………………………………………………….. 9 *Conclusion ……………………………………………………………………………………… 9

2ème chapitre : Cadre géologique et structuralCadre géologique et structuralCadre géologique et structuralCadre géologique et structural

*Introduction……………………………………………………………………………………... 11

1- La géologie de la région de Jijel …………………………………………………………… 11

1.1-Localisation structurale de la région de Jijel………………………………………………. 11

1.2- Les grands ensembles métamorphiques………………………………………………….. 12

2- Géologie du bassin versant…………………………………………………………………. 12

2.1- Stratigraphie du bassin versant……………………………………………………………. 12

2.1.1- Les formations de l’Ere Primaire ……………………………………………………… 12

2.1.2- Les formations de l’Ere Secondaire……………………………………………………. 13

2.1.3- Les formations de l’Ere Tertiaire ………………………………………………………. 14

2.1.4- Les formations d’âge Quaternaire……………………………………………………… 15

3- Géologie de la plaine de l’oued Djendjen…………………………………………………... 16

4- Paléogéographie et tectonique……………………………………………………………. 17

*Conclusion……………………………………………………………………………………… 18

3èmechapitre : étude hydroclimatologiqueétude hydroclimatologiqueétude hydroclimatologiqueétude hydroclimatologique

*Introduction …………………………………………………………………………………… 19

1- Analyse des paramètres climatiques ……………………………………………………… 19

1.1- Les précipitations ……………………………………………………………………….. 19

1.2 - La température de l’air………………………………………………………………….. 20

1.3- Synthèse climatique……………………………………………………………………... 21

1.3.1- Diagramme pluviothermique …………………………………………………………. 22

1.3.2- Indice d’aridité………………………………………………………………………… 23

1.3.3- Détermination de l’humidité du sol par la méthode d’Euverte ……………………….. 23

1.3.4 – Le vent ……………………………………………………………………………….. 24

1.3.6- Brouillard ……………………………………………………………………………… 25

1.3.7- Humidité relative……………………………………………………………………… 25

1.3.8- L’évaporation …………………………………………………………………………. 26

1.3.9-L’insolation…………………………………………………………………………….. 26

2- Approche du bilan hydrique ………………………………………………………………. 26

2.1- Calcul de l’évapotranspiration potentielle et réelle par la formule de Thornthwaite……. 27

2.1.1- L’évapotranspiration potentielle (ETP)……………………………………………….. 27

2.1.2- L’évapotranspiration réelle (ETR) (Thornthwaite et Turc)…………………………… 27

2.2- Estimation de la réserve facilement utilisable (RFU) …………………………………… 28

3- Etablissement du bilan hydrique selon Thornthwaite……………………………………… 28

3.1- Station de l’Achouat ……………………………………………………………………. 28

3.2- Station d’Erraguéne……………………………………………………………………... 29

3.3- -Estimation du ruissellement et de l’infiltration 30

3.3.1- Le ruissellement………………………………………………………………………. 31

3.3.2- L’infiltration………………………………………………………………………….. 31

*Conclusion………………………………………………………………………………………... 31

4èmechapitre : Caractéristiques hydrogéologiquesCaractéristiques hydrogéologiquesCaractéristiques hydrogéologiquesCaractéristiques hydrogéologiques

*Introduction …………………………………………………………………………………….. 32

1. Conditions hydrogéologiques……………………………………………………………… 32

1.1. Formations fissurées……………………………………………………………………... 32

1.2. Nappe alluviale……………………………………………………………..……………. 32

1.3. Relation entre les deux systèmes aquifères………………………..…………………….. 32

2. Aperçu géophysique……………………………………………………….………………. 33

2.1. Les Documents disponibles……………………………………………….…………….. 33

2.2. Les sondages électriques………………………………..……………………………….. 34

2.2.1. Le sondage électrique étalon BC1……………………………………….…………….. 34

2.3. Interprétation des cartes de résistivité…………………………………..……………….. 36

2.3.1. Carte des résistances transversales……………………………………..……………… 35

2.3.2. Carte du toit du substratum………………………………...…...……………………... 36

2.3.3. Interprétation de la carte du toit du substratum……………………………….………. 38

2.3.4. Coupes géo électriques……………………………….……………………………….. 38

3. Géométrie de la couche réservoir………………………..………………………………… 40

3.1. Les entrées de la nappe…………………………………….……………………………. 40

3.2. Les sorties de la nappe………………………………………………..…………………. 40

3.4. Interprétation de La coupe hydrogéologique……………………………………..……... 40

4. Caractéristiques hydrodynamiques de l’aquifère ………………………………………..… 42

4.1. Essai de pompage définitif ………………………………….…………………………... 42

4.2. Paramètres hydrodynamiques de quelques forages………………………………….….. 43

4.2.1. Carte des transmissivités…………………………….….……………………………... 44

4.2.2. Carte des perméabilités………………………………..………………………………. 44

*Conclusion …………………………………………………………………….………………. 45

5èmechapitre : étude Hydrochimiqueétude Hydrochimiqueétude Hydrochimiqueétude Hydrochimique

*Introduction……………………………………………………………………….…….……… 46

1. Paramètres physico-chimiques ………………………………………………………….….. 46

1.1. Paramètres physiques ………………………………………………………….…………. 46

1.1.1.Température………………………………………………………….………………….. 46

1.1.2.Potentiel d’hydrogène (pH) ………………………………………………………….….. 46

1.1.3.Minéralisation globale ………………………………………………………….……….. 46

1.1.4.Dureté totale………………………………………………………….…………………. 47

1.2. Caractéristiques hydro chimiques………………………………………………………... 49

1.2.1.Les Cations………………………………………………………….…………………... 49

1.2.2.Les Anions………………………………………………………….…………………… 52

2.Classification des eaux ……………………………………………………….….………….. 55

2.1. Classification de Stabler………………………………………………………….……….. 56

2.2.Classification de Piper ………………………………………………………….…………. 56

3. Pollution anthropique ………………………………………………………….…………… 58

3.1. Nitrates ………………………………………………………….……………………….. 58

3.2. Pollution organique (DBO5) …………………………………………………………….. 59

3.3. Les métaux lourds………………………………………………………….…………….. 60

3.3.1. Le Plomb (Pb) ………………………………………………………….……………… 60

3.3.2. Le Fer (Fe) ………………………………………………………….………………….. 62

3.3.3. Le Cuivre (Cu) ………………………………………………………….………………. 62

3.3.3. Le Zinc (Zn) ………………………………………………………….………………… 63

*Conclusion ………………………………………………………….………………………….. 64

6èmechapitre : EEEEvaluation des risques (EDR) sur la santé humainevaluation des risques (EDR) sur la santé humainevaluation des risques (EDR) sur la santé humainevaluation des risques (EDR) sur la santé humaine

*Introduction ………………………………………………………….…………………………. 66

1. La toxicité des métaux lourds………………………………………………………….….. 66

1-1. Le Plomb (Pb) ………………………………………………………….………………. 66

1-1-1. Impact sur la santé………………………………………………………….………… 66

1-2. Le Fer (Fe) ………………………………………………………….…………………. 67

1-2-1. Impact sur l’environnement………………………………………………………….. 67

1-2-2. Impact sur la santé ………………………………………………………….………… 67

1-3. Le Cuivre (Cu) ………………………………………………………….………………. 67

1-3-1. Impact sur l’environnement………………………………………………………….. 67

1-3-2. Impact sur la santé………………………………………………………….………… 67

1-4. Le Zinc (Zn) ………………………………………………………….………………… 68

1-4-1. Impact sur l’environnement…………………………………………………………... 68

1-4-2. Impact sur la santé………………………………………………………….…………. 68

2. Evaluation des risques des métaux lourds sur la santé…………………………………… 68

2-1. Définition des concentrations d'exposition ……………………………………………... 68

2-2. Estimation des doses d'exposition………………………………………………………. 69

2-2-1. Dose journalière d'exposition (DJE)………………………………………………….. 69

2-2-2. DJE pour le contact dermique avec le sol…………………………………………….. 69

2-2-3. Dose journalière acceptable (DJA)…………………………………………………… 70

3. Estimation du risque ………………………………………………………….…………... 70

3-1. Estimation du risque non cancérigène……………………………………………...…… 70

3-2. Estimation du risque cancérigène………………………………………………….……. 70

3-2-1.Indice du risqué pour le Zinc…………………………………………………………. 71

3-2-3.Indice du risque Plomb……………………………………………………………….. 72

3-3. Répartition de risque du plomb pour les enfants et les adultes dans la plaine alluviale de l’oued Djendjen ………………………………………………………….……………

73

*Conclusion………………………………………………………….…………………………… 74

7èmechapitre : vulnérabilité a la pollution

Introduction ……………………………………………………………………… 75

2- Mécanismes de pollution des eaux souterraines …………………………………………. 75

2.1-- Introduction du polluant dans le sol…………………………………………………… 75

2.2- Migration et évolution du polluant en zone non saturée……………………………….. 75

2.3- Propagation de la pollution…………………………………………………………….. 75

3 - Concepts de vulnérabilité ……………………………………………………………….. 76

4- Méthodes d’évaluation de la vulnérabilité ………………………………………………. 77

5-Aspect théorique et pratique de la méthode "Drastic" ……………………………………. 78

5.1- Introduction ……………………………………………………………………………. 78

5.2- Les paramètres de la méthode "Drastic" ………………………………………………. 78

5.3- Système de cotation ……………………………………………………………………. 79

5.4- Interprétation de l’indice Drastic ………………………………………………………. 79

6- Concept d’unité hydrogéologique ……………………………………………………….. 80

7- Description des paramètres Drastic………………………………………………………. 80

7.1- Profondeur de l’eau ……………………………………………………………………. 80

7.2- Recharge nette …………………………………………………………………………. 80

7.3- Nature du matériel aquifère ……………………………………………………………. 81

7.4- Type de sol ……………………………………………………………………………... 82

7.5- Topographie ……………………………………………………………………………. 83

7.6- Impact de la zone vadose ………………………………………………………………. 83

7.7- Conductivité hydraulique ……………………………………………………………… 83

8- Construction de la carte de vulnérabilité ………………………………………………… 83

9-Application ……………………………………………………………………………… 84

9.1-But de l’étude …………………………………………………………………………. 84

9.2- Intérêt de la carte de vulnérabilité de la plaine de l’oued Djendjen ………………….. 84

9.3- Acquisition des données ……………………………………………………………… 85

9.4- Description des paramètres et réalisation des cartes thématiques ……………………. 85

9.4.1- Le paramètre "Profondeur de l’eau (D) " …………………………………………... 85

9.4.2- Le paramètre "Recharge efficace (R) "……………………………………………... 87

9.4.3- Le paramètre "Nature du matériel aquifère (A) " …………………………………... 88

9.4.4- Le paramètre "Nature du sol (S)" …………………………………………………... 88

9.4.5- Le paramètre "Topographie (T) " ………………………………………………….. 90

9.4.6- Le paramètre "Zone non saturée (I) " ………………………………………………. 91

10.4.7- Le paramètre "Conductivité hydraulique(C) " ……………………………………... 92

10- Identification des unités hydrogéologiques et commentaire de la carte de vulnérabilité. 93

10.1- Carte de synthèse (vulnérabilité à la pollution) ……………………………………… 93

10.2- Carte d’inventaire des sources de pollution ………………………………………….. 96

10.2.1- La pollution naturelle……………………………………………………………….. 96

10.2.2- Pollution d’origine domestique …………………………………………………….. 97

10.2.3- Pollution d’origine agricole ………………………………………………………… 97

10.2.4- Pollution d’origine industrielle …………………………………………………….. 98

10.3- Carte des risques de pollution ………………………………………………………... 99

11.Application de la méthode REHESE ………………………………………………….. 101

11-1. Introduction…………………………………………………………………………. 101

11-2. Réacteur Sol –Zone non saturée – Nappe…………………………………………… 101

11-3- Méthode utilisée pour le dimensionnement des zones de protection………………... 102

11-4. La zone non saturée…………………………………………………………………… 104

11-4-1.Introduction…………………………………………………………………………. 104

11-4-2-Carte de la zone non saturée………………………………………………………… 105

11-5- La vulnérabilité de la nappe à la pollution……………………………………………. 106

11-5-1-Identification des facteurs de la vulnérabilité……………………………………….. 106

11-5-2–Carte de Vulnérabilité………………………………………………………………. 106

11-5-2-1-Les terrains à forte vulnérabilité (zone A)………………………………………… 108

11-5-2-2- Les terrains à faible vulnérabilité (zone B)………………………………………. 108

11-5-3-Risque de Contamination de la nappe………………………………………………. 110

Conclusion………………………………………………………………………………………. 112

Conclusion générale…………………………………………………………………………… 113

Recommandations……………………………………………………………………………….. 115

Liste des tableaux

Liste des Tableaux

N° de;Tab Titre de tableau

Page

Tab n° 01 : Le taux d’occupation du sol du bassin versant de l’oued Djendjen …………………………….. 6

Tab n° 02 : évolution de la population à différents horizons …………..…...………...……………

7

Tab n° 03 : Les différentes entreprises dans la région d’étude…………………………………….. 8

Tab n° 04 ; Situation géographique des stations climatiques……………………………………… 19

Tab n° 05; Précipitations moyennes mensuelles (mm) aux stations d’Achouat et Erraguéne (Période : 1987-2008)………………………………………………………………..

20

Tab n° 06 : Températures moyennes mensuelles à la station de l’Achouat (Période : 1987-2008)..

21

Tab n° 07 : Classification climatique selon l’indice d’aridité …………………………………...…

23

Tab n° 08 : Indice d’aridité dans les stations de l’Achouat et Erraguéne…………...……………...

23

Tab n° 09 : Valeurs du rapport P/T pour la station de l’Achouat …………………………………. 24

Tab n° 10 : Vitesses moyennes mensuelles du vent (m/s) à la station d’Achouat (Période : 1987-2008) …………………………………………………………………………………..

24

Tab n° 11 : Valeurs moyennes de l’humidité (en %) à la station d’Achouat (période : 1987-2008).. 25

Tab n° 12 : Valeurs moyennes mensuelles d’évaporation (mm) à la station de l’Achouat (Période : 1987-2008) …………………………………………………………………

26

Tab n° 13 : Valeurs moyennes mensuelles de l’insolation (heures) à la station de l’Achouat (Période : 1987-2008) …………………………………………………………………

26

Tab n° 14 : Valeurs d’ETR selon Turc…………………………………………………………….

28

Tab n° 15 : Résultats du bilan hydrique selon Thornthwaite dans la station de l’Achouat …………

29

Tab n° 16 : Résultats du bilan hydrique selon Thornthwaite à la station d’Erraguéne …………… 29

Tab n° 17 : Valeurs des perméabilités et des transmissivités calculées par l’approximation de Jacob……………………………………………………………………………………

43

Tab n° 18 : Classification des eaux souterraines selon la dureté totale…………………………….

48

Tab n° 19: Classification des eaux souterraines selon la formule caractéristique de Stabler…….. 56

Tab n° 20 : tableau comparatif : normes OMS – eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued djendjen (2009) ………………………………………………………………………..

60

Tab n° 21 : Indice du risque total pour l’usage des eaux souterraines…………………………...

71

Tab n° 22 : Les 7 paramètres "Drastic" et leur poids……………………………………………… 79

Tab n° 23 : Résultat des calculs du pouvoir épurateur du sol de la plaine de l’Oued Djendjen……. 104

Listes des figures

N° de figure Titre de figure Page

Figure n° 01 : situation géographique de la région d’étude…………………………………………….. 03

Figure n° 02 : Bassin versant de l’Oued djendjen……………………………………………………… 05

Figure n° 03 : Carte lithologique du bassin versant de l’oued Djendjen……………………………….. 15

Figure n° 04 : Carte géologique de la zone d’étude……………………………………………………. 17

Figure n° 05 : Variation des précipitations moyennes mensuelles aux stations de L’Achouat et Erraguéne (période : 1987-2008) ……………………………………………………….

20

Figure n° 06 : Variation des températures moyennes mensuelles à la station de l’Achouat (Période : 1987-2008) ……………………………………………………………….…..

21

Figure n° 07 : Diagramme pluviothérmique de la station D’Erraguéne (1987-2008) …………………. 22 19 Figure n° 08 : Diagramme pluviothérmique de la station de l’Achouat (1987- 2008) ………………... 22 Figure n° 09 : Evaluation de l’humidité du sol par la méthode d’Euverte……………………………... 24 Figure n° 10 : Graphique du bilan d’eau (Thornthwaite) Station de l’Achouat (1987 – 2008)……….. 30

Figure n° 11 : Graphique du bilan d’eau (Thornthwaite) Station d’Erraguéne (1987 – 2008)………... 30 Figure n° 12 : Relation entre les deux systèmes aquifères dans le bassin versant de l’oued Djendjen… 33

Figure n° 13 : Carte du sondage électrique étalon………………………………………………………

35

Figure n° 14 : Carte de la résistance transversale (d’après C.G.G, 1971) de la plaine alluviale de l’oued Djendjen………………………………………………………………………….

36

Figure n° 15 : Carte du toit du substratum de la plaine alluviale de l’oued Djendjen………………….. 38 Figure n° 16 : Coupes géoéléctriques (d’après CPGF,1975) de la plaine alluviale de l’oued Djendjen..

39

Figure n° 17 : Carte piézométrique de la plaine alluviale de L’oued djendjen (nappe au repos) (Mai 2003) …………………………………………………………………………………….

41

Figure n° 18 : Carte piézométrique dynamique de la plaine alluviale de l’Oued Djendjen (avril 2009)

41 Figure n° 19 : Coupe hydrogéologique N – S dans la plaine alluviale de l’oued Djendjen……………. 42

Figure n° 20 : Carte des transmissivités de la plaine alluviale de l’Oued Djendjen…………………… 44

Figure n° 21 : Carte des perméabilités de la plaine alluviale de l’Oued Djendjen……………………. 45

Figure n° 22 : Carte de minéralisation des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen.

47

Figure n° 23 : Carte de la dureté totale des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen 48

Figure n° 24 : Carte d'iso teneurs en calcium des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen…………………………………………………………………………………

50

Figure n° 25 : Carte d'iso teneurs en magnésium des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen

51

Figure n° 26 : Carte d'iso teneurs en sodium et potassium des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen………………………………………………………………………

52

Figure n° 27 : Carte d'iso teneurs en chlorures des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen……………………………………………………………………………………

53

N° de figure Titre de figure Page Figure n° 28 : Carte d'iso teneurs en sulfates des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued

Djendjen………………………………………………………………………………..

54

Figure n° 29 : Carte d'iso teneurs en bicarbonates des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen………………………………………………………………………..

55

Figure n° 30 : Diagramme losangique de Piper des eaux souterraines de la plaine alluviale de L’oued Djendjen (mai 2006) …………………………………………………………..

57

Figure n° 31 : Carte d'iso teneurs en nitrates des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen………………………………………………………………………………

58 Figure n° 32 : Carte de la concentration en DBO5 des eaux souterraines de la plaine alluviale de

l’oued Djendjen………………………………………………………………………..

59

Figure n° 33 : Carte de concentration en Plomb (Pb) en mg/l. ……………………………………….

61

Figure n° 34 : Carte de la concentration en Fer total (Fe. T) en mg/l. ………………………………... 62

Figure n° 35 : Carte de la concentration en Cuivre (Cu) en mg/l……………………………………... 63

Figure n° 36 : Carte de la concentration en Zinc (Zn) en mg/l. ………………………………………

64

Figure n° 37 : Histogramme de l’indice de risque pour le Zinc au point D26………………………...

71

Figure n° 38 : Histogramme de l’indice de risque pour le Cuivre au point P2………………………..

72

Figure n° 39 : Histogramme de l’indice de risque pour pour Le Plomb au point P19……………….. 72 Figure n° 40 : Histogramme de l’indice de risque pour Le Plomb au point P11……………………… 72

Figure n° 41 : Carte d’IR du plomb pour adulte…………………………………………….

73

Figure n° 42 : Carte d’IR du plomb pour enfant……………………………………………

73

Figure n° 43 : Origine, transport et évolution du polluant

76

Figure n° 44 : Carte du paramètre « D » (profondeur de l’eau) 86

Figure n° 45 :

Carte du paramètre « R » (recharge efficace 87

Figure n° 46 : Carte du paramètre « A » (matériels aquifères) 88

Figure n° 47 : Carte du paramètre « S » (nature du sol) 90

Figure n° 48 : Carte du paramètre « T » (topographie)

91

Figure n° 49 : Carte du paramètre I (zone non saturée)

92

Figure n°50 : Carte du paramètre C (conductivité hydraulique) 93

Figure n° 51 : Carte de la vulnérabilité à la pollution 95

Figure n° 52 : Carte de la vulnérabilité à la pollution « 3D »

96

Figure n° 53 : Carte d’inventaire des sources de pollution 99

Figure n° 54 : Carte des risques de pollution 100

Figure n° 55 : Distinction entre la zone non saturée et la zone saturée 102

Figure n° 56 :

Carte d’épaisseur de la zone non saturée dans la plaine de l’Oued Djendjen 106

Figure n° 57 : méthode utilisé pour la réalisation de la carte de vulnérabilité 107

Figure n° 58 : Carte de vulnérabilité de la plaine de l’Oued Djendjen 109

Figure n° 59 : Schéma explicatif d’établissement de la carte de risque 110

Figure n° 60 : Carte de risque de contamination de la plaine de l’Oued Djendjen 111

Figure n° 61 : Répartition des différentes zones de risque sur la plaine de l’Oued Djendjen 111

Introduction Générale

- 1 -


L’eau est un élément constitutif fondamental de la vie, elle est en amont de toute

activité économique. En Algérie plus qu’ailleurs et aujourd’hui plus qu’hier se pose le

problème de cette ressource rare et vitale tant dans sa mobilisation, que de sa

protection et sa préservation. Aussi une prise de conscience a débuté dans le monde

pour tenter de protéger l’eau contre toutes sources de pollution.

L’alimentation en eau de la région de Jijel (villes de Jijel, Taher, Emir Abdelkader,

etc.…) est, en partie, assurée par l’aquifère alluvial de la partie avale de l’oued

Djendjen.

Cependant, l’édification de nouvelles infrastructures (Port de Djendjen, zone

industrielle, etc..), le développement et l’extension de certains types de cultures

(plasticulture) ainsi que l’accroissement des populations urbaines (un rythme annuel

de 3.1 %) accroissent la demande en eau d’une part et engendrent un sérieux

problème de pollution des nappes, d’autre part.

L’augmentation exponentielle de la demande en eau met donc les potentialités

hydriques de la région en situation de surexploitation, aggravée par la dégradation de

leur qualité par une pollution de plus en plus préoccupante : rejets incontrôlés d’eaux

usées domestiques et industrielles, accélération de l’intrusion marine, etc.…

La plaine étudiée fournit aujourd’hui 37.6 % de la consommation totale de la région

(AEP, irrigation et industrie) soit environ 100 000 l/j (≈ 36 Hm3/an). Face à cette

situation, l’établissement d’un programme de gestion rigoureuse et nécessaire.

Dans cette optique, la technique utilisée s’appuie sur les méthodes d’évaluation du

risque sur la santé humaine « EDR santé », qui tient compte des teneurs en ETM

« éléments toxiques métalliques » et des différents scénarios de l’usage des eaux

souterraines de la région.

Cette méthode procure donc, en fonction des caractéristiques hydrochimiques, une

indication générale de la répartition de l’indice du risque pour les éléments toxiques.


- 2 -

La protection de la nappe contre la pollution, doit faire l’objet de toute l’attention

voulue. C’est dans cette perspective que s’inscrit la présente étude, dont l’objectif est

d’élaborer un outil permettant de caractériser de façon simple mais précise, les zones

où la nappe est particulièrement vulnérable, afin de circonscrire les zones à haut

risque de contamination, pour pouvoir agir de façon préventive.

Le procédé utilisé pose sur les méthodes d’évaluation et de cartographie de la

vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines, qui prennent en compte les

principaux paramètres hydrogéologiques régissant les écoulements souterrains.

Son avantage réside non seulement dans le fait qu’elle propose un système standardisé

pour l’évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines mais également dans sa

représentation cartographique.

Chapitre I Cadre physico-géographique

- 3 -

0 100 200 Km

0 4 8 km

Cadre physico géographique

1 - Situation et présentation de la région de Jijel

La wilaya de Jijel est située au Nord - Est de l'Algérie (fig. 01), elle est limitée au

Nord par la mer Méditerranée, au Sud par la wilaya de Mila, au Sud - Est par la wilaya de

Constantine et au Sud - Ouest par la wilaya de Sétif. La wilaya de Skikda délimite la partie

Est, tandis que celle de Bejaia borde la partie Ouest.

Les bassins versants de la région font partie du grand bassin versant de l'Algérie N° 03

(côtiers Constantinois), La wilaya de Jijel s'étant sur une superficie de 2.398,69 Km² avec 11

Daïras et 28 Communes

Algérie Jijel

Fig.01 : situation géographique de la région d’étude

1-1. Situation géographique de la plaine de l’oued Djendjen

La plaine de l’oued Djendjen est située dans la région de Jijel, au Nord Est de

l’Algérie. Elle est distante de 360 Km à l’Est d’Alger et bordée au Nord par la mer

Méditerranée. L’examen de la carte topographique montre que le bassin versant de l’oued

Djendjen est entouré par des monts dont l’altitude varie de 226 mètres à 1992 mètres. A

l’arrière du bassin versant, le massif des Babors, s’élève de façon abrupte, jusqu’à 2004

mètres d’altitude. Cette chaîne montagneuse présente un relief très accidenté, compartimenté

par des gorges profondes, empruntées par les oueds.

*Selon le découpage hydrographique de l’ANRH (Agence Nationale des Ressources

Hydrauliques), l’oued Djendjen appartient au bassin versant « côtiers constantinois » du Nord


- 4 -

Est algérien. Son numéro de code est [03-04].

La plaine étudiée occupe la zone avale de ce sous bassin et se situe à environ 9 km à l’est de

la ville de Jijel. Elle s’étend sur une superficie de 34Km².

Elle est limitée au Nord par la mer Méditerranée et au Sud par les reliefs de Texanna.

Latéralement, elle est bordée à l’ouest par la plaine de l’oued Mencha et à l’Est par celle de

l’oued Nil. Elle forme une cuvette d’altitude variant entre 5 et 100 m, allongée Sud Nord,

ouverte vers la mer.

2- Caractéristiques morphométriques du bassin versant

Le sous bassin versant de l’oued Djendjen couvre une superficie de 530 Km² (fig.02).

Il est situé entre la latitude 36°22’ et 36°48’ Nord et la longitude 5°30’ et 5°58’ Est. Selon les

études antérieures (Boufakane 2003), on y distingue d’amont en aval, 4 étages

bioclimatiques.

• Le premier, d’une superficie de 130 Km² correspond à la zone amont contrôlée par le

barrage d’Erraguene ;

• Le second couvrant 184 Km², lui fait suite et se poursuit jusqu’à la station hydrométrique de

Tablout ;

• Le troisième, de 169 Km², s’étend de Tablout (Missa) aux gorges de la ville de Amir

Abdelkader ;

• Le quatrième, de 48 Km², correspond aux plaines avales, dont fait partie celle qui fait l’objet

de cette étude. Cet étage s’étend des gorges de l’Amir Abdelkader à l’embouchure de l’oued

Djendjen.

Les paramètres morphométriques (Indice de compacité de Gravillus K=1.26 et indice de pente

global Ig = 20%) définissent un bassin versant de forme allongée, caractérisé par un fort

ruissellement. Son altitude moyenne est de 876 m.


- 5 -

Fig.02 : Bassin versant de l’Oued djendjen

(d’après l’ANRH)

2-1 Généralités sur l’oued Djendjen

La longueur de l’oued principal est de 29.2 km. Il a d’abord une direction Ouest Est,

jusqu’à la station hydrométrique de Missa (Tablout), puis s’oriente Sud – Nord, jusqu’à la

mer. Le réseau hydrographique est dense, traduisant un drainage élevé.

Avant de s’ouvrir sur les plaines littorales, l’oued Djendjen est très encaissé à l’amont,

empruntant des ravins qui entaillent les reliefs de Texanna et Thar Oussaf. Parmi ses affluents

Principaux, citons : les oueds Agoug, Reha et Zatout.

L’oued Djendjen prend naissance dans le djebel Babor. La présence à l’amont de seuils

rocheux particulièrement résistants à l’érosion, accroît la force du ruissellement et induit des

débits de crues instantanées, élevés.

La pente de l’oued Djendjen s’adoucit et s’estompe d’avantage en pénétrant dans la plaine

avale où elle devient plus faible. Ceci va provoquer, à ce niveau, un ralentissement de la

vitesse d’écoulement qui aura une incidence sur les relations des eaux superficielles avec la

nappe.


- 6 -

3- Le couvert végétal et l’occupation du sol

3.1- L’étude des sols

La répartition spatiale des sols dépend étroitement d’un certain nombre de facteurs,

notamment le climat, la roche mère, la topographie et la végétation.

Parmi ces facteurs le climat revêt une importance quant aux processus pédogénétiques. Son

influence est mécanique et chimique. En effet conditionnant les précipitations, les écarts

thermiques et la couverture végétale, il détermine le degré d’altération de la roche mère dont

est issue le sol et ses propriétés mécaniques et chimiques.

Les cartes intitulées « Aptitude des espaces naturels », nous a permis de dégager deux zones :

les sols de la vallée de l’oued Djendjen, et les sols des collines et des montagnes.

3.2- Le couvert végétal

Le couvert végétal (en particulier les forets et les cultures) vient ajouter son influence

à celle de la nature géologique et topographique du bassin versant pour conditionner la

rapidité du ruissellement superficiel, le taux de l’évaporation et la capacité de rétention du

bassin.

3.3- Les différents types d’occupation du sol

En se basant sur les données statistiques disponibles au niveau de la direction des

statistiques agricoles et des enquêtes économiques de la willaya de Jijel, nous distinguons

trois domaines essentiels (tab. 01) :

Tab.01 : Le taux d’occupation du sol du bassin versant de l’oued Djendjen

Domaines Espèces Superficie (ha) Taux (%)

Domaines forestiers

Bois 13300 11.56

Chênes lièges 43700 38

Maquis 58000 50.43

Domaines agricoles

Surface totale agricole 99024 41

Surface utile agricole 43649 44

Superficie irriguée 6210 14

Terre bâtis Terrains urbains 2110 9


- 7 -

4- Les fonctions socio-économiques de la zone d’étude :

4 .1- La population :

Etant en relation directe avec son milieu support, l’homme peut agir positivement ou

négativement sur ce dernier, aussi l’analyse de l’élément humain dans la présente étude est

d’une nécessité absolue. En effet, l’évaluation des besoins en eau potable et le volume des

eaux usées, son évolution ainsi que la dynamique du milieu relève en grande partie de la

répartition des hommes, de leur organisation et de leur activité.

4.2- Analyse des caractéristiques démographiques :

Cette action combinée entre l’homme et son milieu se traduit par diverses actions de

mise en valeurs. C’est-à-dire que l’homme bâtit des constructions, cultive la terre et défriche

la forêt. En un mot les différentes affectations actuelles sont faites par l’homme. Ces

changements et ces modifications peuvent être positifs ou négatifs sur le milieu naturel. A cet

effet, dans ce chapitre nous étudions l’évolution de la population, les types d’activités

exercées par l’homme, la répartition de ces activités et leur importance.

4.3- Evolution de la population et perspective :

L’accroissement de la population du bassin versant de l’oued Djendjen de 1998 à 2038

est donnée au tableau ci-dessous (tab.02) avec un taux d’accroissement constant égale a

2.44%.

Tab. 02 : évolution de la population à différents horizons

Population

Commune Pop 2008 Pop 2018 Pop 2028 Pop 2038

Jijel 136238 166073 202442 246776

Kaous 20053 24444 29797 36322

Texanna 17635 21497 26205 31944

Emir AEK 37534 45754 55774 67988

Taher 79020 96325 117420 143134

Erraguéne 4815 5869 7154 8721

Djimla 18270 22271 27148 33093

Oudjana 10143 12364 15072 18373

La région d’étude, se caractérise par une forte croissance démographique équivalente au

double de la population durant une période de 30 ans. Passant de 323708 habitants selon le


- 8 -

R.G.P.H. 2008 pour atteindre 586351 habitants ; soit un taux d’accroissement naturel de

l’ordre de 2,44%. Cette augmentation en nombre d’habitant se répercute, d’une part, sur la

demande en eau (AEP, irrigation et industrie), d’autre part, sur l’augmentation des habitations

précaires favorisant ainsi les rejets liquides et solides, exposant d’avantage les populations au

danger de la pollution.

5-Atouts et opportunités d'investissement:

Jijel, comme toutes les wilayas d’Algérie, a pu voir s’établir et se développer un

important tissu industriel qui pourrait engendrer des rejets polluants renfermant tous les sous

produits et les pertes de matières premières accélérant, de ce fait, la dégradation de

l’environnement (tab.03).

Tab.03 : Les différentes entreprises dans la région d’étude :

Enterprise Nature de l’activité produit Cap. de production

COJAK Unité conserverie

Taher

Industrie conserve alimentaire

Conserve 7000 tonnes

Société (africaverre)

Industrie du verre Pare brise V .latérale V feuilleté V trempé V imprimé silicate

39000 unités 176000 unités 39000 m2 ″ 15000 tonnes 14000 tonnes

Société briqueterie

Taher

El achouat BP 01 Taher- Jijel

Production Briques creuses

1000000 unite/an

Sarl SOMOMI Société

maghrébine De mécanique et

Maintenance industrielle

Mécanique de précision et maintenance industrielle

Pièces mécaniques 3000000 pièces

SNC Ayachi Saïd & associée

Fabrication de carrelage granito

Carreau granito 1200 m2/j

5-1- Ressources minières :

Industries valorisant les ressources minières et substances utiles : Fer, Poly métaux,

Cuivre, Marbre, Grès quartzeux, Gypse et Argile.

Ce qui permettra la création des investissements dans le domaine de :

-La sidérurgique


- 9 -

-La transformation du marbre

-La production du verre, Plâtre, La chaux et Produits rouges

5-2- Ressources agricoles, halieutiques et animales :

* Agro-industrie

♦ Superficie agricole utile : 43.924 Ha dont 5.580 Ha irrigables dégageant une production

annuelle moyenne de 225.000 kg de culture sous serres (piment, poivron, tomate, haricot

etc.…), 156.000 kg de tomate industrielle et 310.000 kg de culture pérenne principalement

(l’oléiculture soit 3,6 millions de litres d’huiles d’olives).

-Conserverie de légumes

- Conserverie de poisson

- Huilerie

- Manufacture de cuir et textiles (effectifs Bovins : 95.590 têtes, Ovins : 110.858 têtes,

Caprins : 63.817 têtes)

- Tannage

- Traitement des déchets

- Confection vêtements et articles en cuir

- Cardage et Pelotage

5-3- Ressources forestières :

* Transformation des produits forestiers :

Superficie forestière : 115.000 Ha dont 44.000 Ha de chêne liège dégageant une

production annuelle moyenne de 22.284 kg de liège, 7.700 Ha chêne zen qui dégage

d’environ 10.000 m3 de bois ; Liège, Souches de bruyère, Extraits de plantes et Produits

pharmaceutiques

Conclusion

La willaya de Jijel se situe au nord est de l’Algérie, elle occupe une superficie de

2398, 69 km2, elle engendre des bassins versants de grande importance qui font partie des

côtiers constantinois. La plaine de l’oued Djendjen (Jijel) se trouve à 360km à l’est d’Alger,

selon l’ANRH l’oued Djendjen (longueur de 29,2km) appartient au bassin versant côtier

constantinois du nord est algérien, son code est (03-04). Ce petit bassin de 530km2 est entouré


- 10 -

par des monts du massif des Babors (là où il prend sa naissance) compartimenté par des

gorges profonds empruntées par les oueds.

Notre secteur d’étude occupe la partie avale de ce bassin à environ 9km de la ville de Jijel

s’étendant sur une superficie de 34km2, ses limites sont : au nord : la mer méditerranée ; au

sud : les reliefs taxanna ; à l’ouest : la plaine de l’oued mencha ; à l’est : oued Nil.

En allant d’amont vers l’aval de l’oued Djendjen on distingue quatre étages bioclimatiques

dont le quatrième (48 km2) correspond aux plaines avales (notre zone d’étude), cet étage

s’étend de gorges de el Amir Abdelkader à l’embouchure de l’oued.

L’étude menée sur le sol montre l’existence de deux zones : les sols de la vallée de l’oued

Djendjen et les sols des collines et des montagnes. L’occupation du sol nous a permis de

distinguer trois domaines : Forestier (bois, chênes lièges, maquis), agricoles et les terres bâtis.

L’accroissement de la population peut avoir un double impact sur le développement de la

région : l’augmentation de la demande en eau et l’atteinte à l’environnement par

l’augmentation des rejets urbains et industriels.

Chapitre II Cadre géologique et structural

- 11 -

Cadre géologique et structural

Introduction

La géologie est un outil précieux au service de l'étude hydrogéologique, Elle permet de

définir les formations et les structures susceptibles de constituer des réservoirs, et d'estimer

leurs importances et capacités.

1- La géologie de la région de Jijel

1.1-Localisation structurale de la région de Jijel

La wilaya de Jijel se trouve dans la zone dite les massifs métamorphiques kabyles faisant

partie des zones hydrogéologiques des montagnes plissées du littoral méditerranéen. Elle

appartient au domaine de la petite Kabylie qui présente trois massifs anciens: Les Babors, le

massif de Collo et le massif de l'Edough avec leurs couvertures plissées d’âge Mésozoïque et

Cénozoïque. La petite Kabylie se limite au Nord par la mer méditerranée, à l'ouest par la

Soummam et la grande faille qui sépare la petite Kabylie de la Grande Kabylie, à l'Est elle se

limite par la dépression de la plaine de Annaba, tout à fait au Sud, on a une rupture imprécise

qui correspond à la ligne de partage des eaux entre le bassin du Hoddna et les oueds du Nord

drainés par la méditerranée.

La majeure partie de la petite Kabylie est formée par des roches cristallophylliennes, avec une

couverture sédimentaire formée de grés et de dépôts plus récents, l'ensemble et traversé par

des filons éruptifs.

Du point de vue géologique, la région de Jijel a fait l’objet de plusieurs études géologiques,

dont celles de Bouillin (1971), D. Delga (1955) , J. F. Raoult (1974 ) et H. Djellit (1987). Ces

études montrent l’existence de deux types de terrains, l’un sédimentaire et l’autre

métamorphique.

L’échelle stratigraphique de ces terrains se répartit du Quaternaire au Primaire. L’ensemble

sédimentaire d'age Mésozoïque, Cénozoïque et Quaternaire couvre les terrains

métamorphiques, donc la couverture tertiaire repose soit sur le socle Kabyle, soit sur les

terrains crétacé appartenant à des séries de types flyschs. Elle est constituée de sédiments

littoraux, qui se sont déposés dans le bassin de Jijel nettement individualisés durant le

Néogène; c'est le bassin Sahélien de Jijel.


- 12 -

1.2- Les grands ensembles métamorphiques

Le socle métamorphique de la petite Kabylie constitue le substratum de la région

étudiée. Ce socle est largement charrié vers le Sud, sur des terrains mésozoïques et

cénozoïques, sur plus d’une trentaine de kilomètre. Les données bibliographiques se

rapportant à la partie occidentale du socle de la petite Kabylie montrent que ce dernier est

composé de deux ensembles superposés :

- A la base, ensemble gneissique comportant des intercalations de marbres, intrus des roches

granitoïdes et ayant cristallisé dans le faciès des granulites (Bouillin, 1971),

- Au sommet, un complexe de micaschistes largement développé, au sein duquel s’intercalent

des niveaux de marbres et de calco-schistes. Cet ensemble s’achève vers le haut, par de

schistes faiblement métamorphisés.

2- Géologie du bassin versant

Durand Delga (1955), dans "Etude géologique de l’Ouest de la chaîne numidique"

situe, à la partie amont de l’oued Djendjen entre deux chaînes de montagnes, la chaîne Sud

numidique et la chaîne Nord numidique.

Dans sa partie amont, l’oued draine l’extrémité occidentale des chaines numidiques où il

creuse des gorges très encaissées qui débouchent dans la plaine étudiée.

2.1- Stratigraphie du bassin versant

La série stratigraphique reconnue dans le bassin versant est représentée dans la (Fig.03) elle

montre la succession géologique suivante :

2.1.1- Les formations de l’Ere Primaire

Elles sont représentées par des terrains métamorphiques qui affleurent largement en aval du

bassin versant.

Selon l’étude géologique effectuée par F. Ehrmann (1921) intitulé "Un important mouvement

orogénique au début du Crétacé dans la Kabylie des Babors", cet auteur donne la description

Suivante :

- un complexe de schistophyllades,

- calcaires cristallins et pegmatites,

- des micaschistes granulites,

- des micaschistes à niveaux feldspathiques,

- des micaschistes à biotite, muscovite et séricite,


- 13 -

- un ensemble quartzo-phyllades chloriteux et gneissiques.

2.1.2- Les formations de l’Ere Secondaire

Elles couvrent une grande partie du cours supérieur du bassin de l’oued Djendjen.

L’étude complétée par A. Lambert en 1949 en donne la description suivante :

- Le Trias représenté par une formation gypseuse salifère (diapir de gypse) occupe une aire

importante dans la partie sud du bassin versant.

Il s’agit de Trias émergé dans sa couverture sédimentaire. Cet étage offre sous cette forme de

vastes affleurements dans le bassin versant, cela tient très probablement à l’énorme épaisseur

de ce terrain par rapport à celle de sa couverture. Situé à la limite sud (Djebel Tloudenne) et

sud occidental (Djebel M’Sil) du bassin versant, il offre un intérêt stratigraphique

exceptionnel.

Reposant sur un complexe triasique extrêmement broyé, comprenant des dolomies, des

Schistes rouges et verdâtres, des grès quartzeux, des cargneules, des ophites, du gypse,

s’observe un lambeau constitué de calcaires et marno-calcaires offrant une centaine de mètre

d’épaisseur sur 1km de long. La coupe des terrains de ce lambeau (celui-ci surmonté

directement selon un contact faillée par les schistes siliceux du Crétacé inférieur) est la

suivante : 1. Calcaires vermiculés épaisseurs de 40 m.

2. Calcaires marneux en dalles et plaquettes associés avec des calcschistes très altérés en

surface, épaisseur de 50 m.

3. Alternances de marno-calcaires, calcaires vermiculés et schistes à grain fin ; épaisseur de

30 m.

Il est à noter que cet ensemble à subit un léger métamorphisme.

- Infra lias [iL] : se sont des calcaires vermiculés.

- Lias moyen [L] :

1- calcaires massifs blancs,

2- calcaires en bancs ou dalles à silex,

3- calcaires dolomitiques.

- Jurassique supérieur et moyen et Lias supérieur [JL] :

1- calcaires rubanés à silex,

2- parfois dolomitisés à la base.

- Jurassique terminal [Js] :

1- schistes rouges,

2- calcaires gréseux oolitiques.


- 14 -

- Aptien-Néocomien [C1-8] : schistes siliceux (poudingues vers la base).

- Cénomanien-Albien [C5-1] :

- calcaires marneux en petits bancs et calco-schistes.

- Sénonien [C9-7] :

1- poudingues,

2- marnes schisteuses,

3- calcaires marneux.

2.1.3- Les formations de l’Ere Tertiaire

Le Numidien (Eocène-Oligocène) : est de type flysch et comporte des alternances de

grès et d’argiles, avec une prédominance des argiles, des marnes à la base et des grès au

sommet. On distingue de bas en haut la séquence suivante :

• des argiles de base à tubomoculum et de marnes,

• des grès de couleur blanche ou rouge par suite de l’oxydation des sels de fer.

- Le Miocène inférieur (Burdigalien) : est représenté par des marnes grises plastiques parfois

sableuses ou jaunâtres par une oxydation marine. Ces marnes forment le substratum

imperméable dans la région Est de Jijel. L’épaisseur de ces marnes est d’environ 200 à 300

mètres.

- Le Miocène supérieur (Pontien) : comprend des dépôts détritiques cailloutis, galets et argiles

d’origine continentale.

- Le bassin Olistostromique de la région de Jijel

Le bassin situé entre Texanna et la ville de Jijel est composé principalement de dépôts à

caractères marins d’âge Néogène (H. Djellit, 1987). La nature de ces dépôts est

essentiellement olistostromique dont la série burdigalienne est de loin la plus représentée :

Ainsi la série de cet âge est représentée par deux faciès,

- Un premier de nature marneuse à lentilles de gypse (renfermant des foraminifères du

Miocène inférieur),

- Un deuxième surtout à caractère détritique riche en lamellibranches (partie supérieure du

Miocène inférieur).

Au dessus, vient reposer un Miocène supérieur, lagunaire à marno-gréseux. La base de ces

formations néogènes serait composée de marnes à galets de grès numidiens au Nord ou de

molasses gréseuses au Sud.

A la limite Langhien – Seravallien (14-15 Ma), cette série est "intrudée" par un magmatisme

Essentiellement acide.


- 15 -

Les formations olistostromique miocènes du bassin de Taher sont d’une épaisseur allant de

400 à 500 m.

2.1.4- Les formations d’ère Quaternaire

Sont représentées par :

- les Terrasses anciennes formées de cailloutis, de graviers et de galets,

- les dunes anciennes constituées de sables jaunes,

- les dunes actuelles constituées de sables grossiers,

- et les alluvions de sables, graviers, conglomérats et galets.

Fig.03 : Carte lithologique du bassin versant de l’oued Djendjen

(M. G. Durozoy, 1954 « modifiée 2009»)

3- Géologie de la plaine de l’oued Djendjen

La zone qui se trouve en position littorale de l’Est Jijilien n’a, jusqu’à présent, fait

l’objet d’aucune étude géologique détaillée. Nous ne disposons que de quelques données sur

la partie amont du secteur d’étude. L’esquisse géologique établie par M. E Ficheur et M. G.


- 16 -

Durozoy, reprise par la C.G.G en 1961 lors de la prospection géophysique, permet de

distinguer de bas en haut la lithostratigraphie suivante (fig.04) :

* Au Miocène

Le Burdigalien (m1) est représenté essentiellement par des marnes grises parfois sableuses,

jaunâtres (oxydation) d’origine marine. D’épaisseur 200 à 300 mètres, le Burdigalien est

caractérisé par un faciès très constant d’intercalations de niveaux détritiques et de gros

nodules de calcaires jaunes, formant les masses principales des coteaux de bordure de la

vallée.

Le Pontien (m3) se présente sous forme de dépôts continentaux, il est constitue par des galets,

des cailloutis et des poudingues qui se trouvent mêlées à des argiles, l’ensemble de cette série

Plus au moins cimentée présente une perméabilité moyenne (K= 1 ,74 x 10 -3 m /s). Son

épaisseur variée de (30-50m).

* Au Quaternaire

Les terrasses anciennes (q) sont constituées par des cailloutis, des graviers et des galets qui

sont très perméables et généralement aquifères. Parfois, les matériaux des terrasses peuvent

être partiellement cimentés et former des conglomérats qu’on peut confondre avec ceux du

Pontien. Ils ont une épaisseur de 15 mètres.

Les dunes anciennes (D) sont présentes autour de Bazoul et Tassoust. Ces dunes sont

constituées de sables jaune rouille, limoneux, souvent consolidés, ayant une épaisseur de 20

mètres.

Les alluvions récentes limoneuses (a²) sont des dépôts essentiellement limoneux des basses

vallées. D’épaisseur généralement inférieure à 20 mètres, elles se développent surtout sur la

rive droite de l’oued Djendjen.

Les dunes récentes (d) forment un cordon tout le long de la mer. Constituées de sables

grossiers parfois consolidés, leur épaisseur est de l’ordre de 15 mètres.

Les alluvions actuelles (a) sont constituées de sables, graviers, conglomérats et de galets

perméables. Leur épaisseur peut dépasser les 20 mètres.


- 17 -

Fig.04 : Carte géologique de la zone d’étude

(d’après M. E. Ficheur, 1971 « modifiée 2009»)

4- Paléogéographie et tectonique

D’un point de vue tectonique, la région est caractérisée par d’importants contacts

anormaux et autres accidents tectoniques, notamment dans la région de Texanna.

Les remarques de Durand Delga (1949) sur "la structure géologique des environs de Texanna"

permettent de déduire l’évolution paléogéographique de cette région :

Durant le Crétacé, au Sud de Texanna il y a eu recouvrement des flyschs du Crétacé,

appartenant au domaine des Babors, par le socle cristallin de la petite kabylie. L’importance

de ce déplacement est attestée par l’existence de klippes à matériel Paléozoïque posé sur le

Crétacé. Au Nord de Texanna une grande partie de la série mésozoïque manque entre le

Paléozoïque et le Crétacé.


- 18 -

A quelques kilomètres au Sud, le Secondaire est complet et très épais. Le voisinage actuel des

séries si différentes s’expliquent par le charriage du massif kabyle. Le charriage qui a

rapproché la zone septentrionale à flysch transgressive sur le Primaire de la zone méridionale

où le flysch est situé dans le Crétacé inférieur.

L’ensemble de ces mouvements s’est effectué avant le dépôt du Numidien qui s’est déposé

dans un bassin situé au Sud du socle kabyle qui est discordant a partir de l’Oligocène jusqu’au

Burdigalien sur n’importe quel autre terme plus ancien ou de même âge (Oligo-Miocène

kabyle)

Le Burdigalien est transgressif et discordant sur n’importe quel terme précédent avec une

sédimentation surtout marneuse qui s’est déposée lors d’une période calme. La mer s’est

ensuite retirée pour ne revenir qu’au Pliocène sur la marge côtière de Jijel et plus à l’Est dans

la vallée de l’oued kebir d’El-Milia.

- L’Eocène et l’Oligocène terminal, représentés par le Numidien transgressif, attestent d’un

milieu de dépôt peu profond (alternance de grès …),

- Au Miocène, le milieu de dépôt devient plus profond et favorise ainsi le dépôt tranquille des

marnes burdigaliennes,

- Le Pontien, avec des dépôts continentaux témoigne qu’une phase tectonique qui a succédé

au dépôt des marnes burdigaliennes a provoqué un retrait définitif de la mer.

Conclusion

L’étude géologique montre que la plaine de l’oued Djendjen est le siège d’une

topographie ancienne où les dépressions ont été recouvertes par des formations quaternaires.

Les différentes unités stratigraphiques sont, du point de vue hydrogéologique, d’intérêt très

inégal.

Les recouvrements alluviaux apparaissent comme étant les meilleures formations aquifères et

constituent le réservoir principal de la plaine. En effet, les différents forages exécutés par les

services de génie rural et de l’hydraulique ont permis de mettre en évidence une

sédimentation parfois très grossière (épaisseur supérieure à 30m). Le substratum de cet

aquifère quaternaire est constitué par des marnes du Burdigalien, reposant sur des terrains

cristallins et cristalophylliens du socle métamorphique primaire.

Chapitre III Etude hydroclimatologique

- 19 -

Etude hydroclimatologique

Introduction

Toute étude hydrogéologique passe principalement par un traitement détaillé des mesures

hydro climatique permettant d’établir le bilan hydrique et par conséquent de comprendre les

mécanismes d’alimentation et de circulation des eaux de surface et souterraines.

Ayant déterminé les caractéristiques du complexe physique du sous bassin versant de l’oued

Djendjen, nous allons essayer d’étudier les facteurs climatiques de cette région. De ce fait l’analyse

des facteurs climatiques s’impose. Elle permet de mettre à jour les facteurs les plus importants qui

régissent le climat et enfin d’établir le bilan d’eau.

L’établissement d’un bilan hydrique nécessaire pour le fonctionnement d’un système hydraulique

de surface, implique la connaissance des paramètres suivants : la précipitation, l’évaporation,

l’infiltration et le ruissellement qui conditionnent ce bilan. Cette étude climatique débouchera sur un

calcul du bilan en exploitant les données météorologiques disponibles et en utilisant la méthode

adaptée à la région.

1- Analyse des paramètres climatiques

Pour analyser les paramètres climatiques, deux stations ont été choisies : station climatique

de l’ONM (Office National Météorologique) de l’Achouat et celle d’Erraguéne, ces deux stations

sont les plus représentatives du bassin versant à cause de leurs positions, la première située à l’aval

et la deuxième à l’amont du bassin versant (tab.04). Les données sont enregistrées durant une

période de 22 ans (1987-2008) pour les deux stations.

Tab.04 : Situation géographique des stations d’observations

Stations X (km) Y (km) Z (m) Achouat 784 376.30 4

Erraguéne 557.45 368.60 680

1.1- Les précipitations

La région d’étude est l’une des plus arrosées de l’Algérie (tab.05), l’étude pluviométrique

sert à l’évaluation globale de la lame d’eau tombée qui a une influence sur la variation du niveau

d’eau de surface et souterraine à travers le bassin versant étudié.


- 20 -

Tab.05 : Précipitations moyennes mensuelles (mm) aux stations d’Achouat et Erraguéne

(Période : 1987-2008)

Mois Station

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

Erraguéne 52,61 83,13 166,83 252,65 199,84 109,88 85,57 116,25 49,33 16,15 5,52 3,09 1141,21

L'achouat 64,14 72,59 142,31 199,45 135,9 113,47 64,37 87,48 44,5 14,77 3,2 11,68 953,86

050

100150200250300

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

Mois

P"m

m"

station de l'Achouat station d'Erraguène

Fig.05 : Variation des précipitations moyennes mensuelles aux stations de L’Achouat et

Erraguéne (période : 1987-2008)

L’histogramme de répartition des moyennes mensuelles (Fig.05) montre que :

▪ Station de l’Achouat

La pluviométrie maximale est de l’ordre de 199.84 mm pendant le mois de décembre, et le

minimum est de l’ordre de 3.2 mm observée pendant le mois de juillet, la moyenne annuelle est

953.86 mm.

▪ Station d’Erraguéne

La pluviométrie maximale est de l’ordre de 252.65 mm pendant le mois de décembre, et le

minimum est de l’ordre de 3.09 mm observée pendant le mois d’août, la moyenne annuelle est

1141.21 mm.

1.2 - La température de l’air

La température de l’air est un facteur qui a une grande influence sur le bilan hydrologique du

fait de son impact sur le déficit d’écoulement (évapotranspiration). Le tableau n°06 résume, les

données concernant ce paramètre, mesurées uniquement à la station de l’Achouat (fig.06).


- 21 -

Tab .06 : Températures moyennes mensuelles à la station de l’Achouat

(Période : 1987-2008)

Mois Station

S O N D J F M A M J J A "T" moy

L'Achoua t 24,16 21,1 14,96 12,5 11,7 11,46 13,62 15,23 18,47 21,61 24,83 25,56 17,93

Fig.06 : Variation des températures moyennes mensuelles à la station de l’Achouat

(Période : 1987-2008)

La période qui s’étale du mois de novembre au mois d’avril correspond à la période relativement

froide avec un minimum durant le mois de février (11.46 °C), alors que la période chaude

commence à partir du mois mai jusqu’au mois de septembre avec un maximum marqué durant le

mois d’Aout (25.56 °C).

La moyenne annuelle est de l’ordre de 17.93°C.

1.3- Synthèse climatique

La combinaison des données des précipitations et celles des températures permet de mettre

en évidence :

• Les périodes sèches et humides au cours de l’année grâce au diagramme pluviothérmique de

Gaussen.

• Le domaine climatique ou le type de climat suivant la méthode d’Emberger (climagramme

d’Emberger) et/ou le calcul de l’indice d’aridité.

1.3.1- Diagramme pluviothermique :

En se basant sur les données des précipitations et des températures mensuelles sur la même

05

1015

202530


Mois

Tem

péra

ture

"C°"


- 22 -

période d’observation, on peut établir le diagramme pluviothermique dont le but est de déterminer

la saison Sèche et celle humide.

*Un mois sec est celui ou le total des précipitations (mm) est inférieur ou égale au double de la

température moyenne (°C) du même mois. Cette relation permet d’établir un diagramme

pluviothérmique sur lequel les températures sont portées à une échelle double des précipitations.

*Lorsque les températures passent au dessus de la courbe des précipitations, la saison

correspondante est déficitaire en eau ; et lorsque la courbe des précipitations passe au dessus de

celle des températures, la saison correspondante est humide.

A partir de ces deux diagrammes, on constate que l’année hydrologique de ce bassin versant est

caractérisé par deux saisons bien distinctes (fig.07 et.08) :

L’une humide s’étale du mois de septembre jusqu’au mois de mai, et l’autre saison sèche s’étale du

mois de juin au mois d’août. Fig.07 : Diagramme pluviothérmique de la station Fig.08 : Diagramme pluviothérmique de la station D’Erraguéne (1987-2008) de l’Achouat (1987- 2008)

-S-H : période humide -S-S : période sèche 1.3.2- Indice d’aridité

Cet indice dépend essentiellement des précipitations moyennes mensuelles (mm) et la

température annuelle (°C), en appliquant la formule suivante (tab.07).

I = P/ (T+ 10)

Avec :

• I : Indice d’aridité ;

• P : Précipitation moyenne annuelle (mm) ;

0

50

100

150

200

250


Mois

P"e

n m

m"

0

25

50

75

100

125

T"e

n C

°"

P"mm" T"C°"

0

50

100

150

200

250

300

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

P "

en m

m"

0

25

50

75

100

125

150

T"e

n C

°"

P"mm" T"C°"

P-SP-S

P-HP-H


- 23 -

• T : Température moyenne annuelle (°C).

Tab.07 : classification climatique selon l’indice d’aridité.

Valeurs Indice d’Aridité Type de climat Irrigation

I < 5 Désertique Indispensable

5 < I < 10 Très sec Indispensable

10 < I < 20 Sec Souvent Indispensable

20 < I < 30 Humide Parfois utile

> 30 Très humide Inutile

D’après les résultats obtenus (tab.08), on peut conclure que ce bassin versant est caractérisé par un

climat très humide.

Tab.08 : Indice d’aridité dans les stations de l’Achouat et Erraguéne (période : 1987-2008)

Paramètres

Stations P (mm) T (°C) I (mm/°C)

station l’Achouat 953.86 17.93 34.15

station d’Erraguéne 1141.21 17.93 40.85

1.3.3- Détermination de l’humidité du sol par la méthode d’Euverte

La méthode d’Euverte fait appel à deux paramètres essentiels qui sont les températures et les

précipitations établies mensuellement ; on effectue le rapport P/T qui nous permet de connaître

l’évolution de l’humidité du sol. Le rapport P/T permet d’établir quatre types de régimes :

- Un régime très sec oú P/T < 1 ;

- Un régime sec oú 1 < P/T < 2 ;

- Un régime subhumide oú 2 < P/T < 3 ;

- Un régime humide oú P/T > 3.


- 24 -

0369

121518


Mois

P/T

("m

m"/

"C°")

P/T

Sol humide

Sol sub-humide

Tab.09 : Valeurs du rapport P/T pour la station de l’Achouat (période : 1987-2008)

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

P"mm" 64,14 72,53 142,31 199,45 135,9 113,47 74,37 87,48 44,5 14,77 3,2 11,6

T"C°" 24,16 21,1 14,96 12,5 11,7 11,46 13,62 15,23 18,47 21,61 24,83 25,56

P/T 2,65 3,43 9,51 15,95 11,61 9,90 5,46 5,74 2,40 0,68 0,12 0,45

Fig.09 : Evaluation de l’humidité du sol par la méthode d’Euverte

D’après le tableau n°09 et la figure n° 09, on remarque que la période très sèche est représentée par

les mois de la saison d’été (Juin, Juillet, et Août), par contre la période humide et sub-humide

occupe tous le reste de l’année.

1.3.4 – Le vent

C’est un agent climatique influant directement sur le climat d’une région, en raison des

dégâts qu’il cause, notamment en agriculture. Ainsi, la région Jijillienne est généralement traversée

par des vents de direction NNW - SSE. Nous ne disposons que des données de la station de Jijel-

Achouat (Tab 10).

Tab.10 : Vitesses moyennes mensuelles du vent (m/s) à la station d’Achouat

(Période : 1987-2008)

Mois

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

Station de l’Achouat 2.3 2.1 2.1 5.2 2.2 2.3 2.4 2.1 1.9 2.1 2.1 2.2


- 25 -

Le tableau n°10 montre que les vitesses moyennes les plus élevées s’observent en hiver (5.2 m/s

en décembre).

1.3.5- La grêle et la neige

Bien qu’elles soient liées aux orages, les chutes de grêles et de neiges sont corrélées aux

valeurs de température des basses couches de l’atmosphère.

Les grêles ayant le temps de fondre avant d’atteindre le sol, il s’en suit que leurs épisodes de chute

les plus nombreux surviennent en hiver (décembre, janvier et février). De même, la neige peut

survenir en hiver sur les zones montagneuses (monts de Texanna).

1.3.6- Brouillard

Il est presque absent sur la bande littorale. Sur la plaine de l’oued Djendjen, on observe en

moyenne de 2 à 4 jours/an, de brouillard.

1.3.7- Humidité relative

Elle représente le rapport exprimé en pour-cent de la tension de vapeur d’eau observée à la

tension de vapeur de saturation pour une température donnée (tab.11).

Tab.11 : Valeurs moyennes de l’humidité (en %) à la station d’Achouat (période : 1987-2008)

Dans la zone côtière, les valeurs moyennes mensuelles d’humidité relative sont, en général, élevées

toute l’année et leurs amplitudes saisonnières, relativement faibles. Le minimum (71%) s’observe

aux mois d’août et le maximum (77.5%), au mois de février.

1.3.8- L’évaporation

C’est le phénomène physique de la transformation de l’eau en vapeur d’eau. Il intervient à

toutes les phases du cycle de l’eau.

L’estimation de l’évaporation dont il est question ci-dessous se base sur des mesures effectuées à la

station de Jijel-Achouat durant la période de 1987-2008. Les résultats disponibles sont consignés

dans le tableau 12 :

Mois


St de l’Achouat 74.1 73.3 76.7 77.2 77.4 78.1 75.9 75.4 77.5 73 71.7 71


- 26 -

Tab.12 : Valeurs moyennes mensuelles d’évaporation (mm) à la station de

L’Achouat (Période : 1987-2008)

Pour ces années d’observation (1987-2008) le maximum d’évaporation a été enregistré au mois de

juillet (88.4 mm) et le minimum, au mois février (40.5 mm). Pour la saison estivale, allant de juin à

septembre, l’évaporation représente 44.44 % du total annuel. Le total annuel étant de 760.2 mm.

1.3.9-L’insolation

La répartition des moyennes mensuelles d’insolation (tab. 13) nous permet de constater que

la brillance du soleil est maximum au cours du mois de juillet avec une moyenne de 338.9 heures, et

le minimum est enregistré pendant le mois de janvier avec une moyenne de 138.2 heures

Tab.13 : Valeurs moyennes mensuelles de l’insolation (heures) à la station de l’Achouat

(Période : 1987-2008)

2- Approche du bilan hydrique

L’établissement du bilan hydrique d’une région consiste à évaluer la répartition des

précipitations reçues sur une surface, entre les différentes composantes suivantes :

Evapotranspiration réelle (ETR), Ruissellement (R) et l’infiltration dans le sous sol.

L’équation du bilan hydrique s’exprime par la relation : P = ETR + R + I

Avec :

P : précipitation moyenne annuelle en (mm), R : ruissellement en (mm),

I : infiltration moyenne en (mm), ETR : évapotranspiration réelle

En conséquence, en plus des précipitations et de l’écoulement qui sont mesurés aux stations

climatologiques et hydrométriques, l’établissement du bilan hydrique nécessite aussi la

Mois


St de l’Achouat 78 69.6 51.5 44.7 47.9 40.5 55.7 55.1 57.3 83.9 88.4 87.6

Mois

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

Station de

l’Achouat 246.9 210.8 145.8 142.5 138.2 173.6 221.3 241.3 258 301.3 338.9 309 227.3


- 27 -

connaissance du paramètre " évaporation", dont l’approche est plus complexe. Quant au dernier

membre de l’équation, l’infiltration efficace, difficile à estimer directement, il est déduit après la

détermination des 3 autres.

Les précipitations et l’écoulement étant connus, nous donnons, ci- dessous, une approche de

l’évapotranspiration potentielle et réelle, par méthodes empiriques.

2.1- Calcul de l’évapotranspiration potentielle et réelle par la formule de Thornthwaite

L’évapotranspiration potentielle (ETP) est la quantité d’eau pouvant être restituée à

l’atmosphère par transpiration des êtres vivants et évaporation du sol et des surfaces d’eaux libres,

si celui-ci contient en permanence la quantité d’eau suffisante, alors que l’évapotranspiration réelle

(ETR) correspond à la quantité d’eau effectivement transpirée et évaporée.

2.1.1- L’évapotranspiration potentielle (ETP)

On utilise la méthode de C.W Thornthwaite pour le calcul de l’évapotranspiration potentielle

(ETP), Selon cette méthode, l’estimation de l’ETP s’effectue à l’aide d’une formule empirique

permettant de calculer le pouvoir évaporant (en mm) pour chaque mois.

ETP = 16 KI

Ta

.10

Avec : • ETP : évapotranspiration potentielle annuelle en mm,

• T : température moyenne mensuelle en °C,

• I : somme des indices thermiques mensuels i : I = 81.90, i = (T/5)1.514

• K : facteur de correction mensuel, fonction de la durée de la journée,

• a : exposant climatique : a = 0.016 I + 0.5 ; donc a = 1.810

Les résultats sont portés sur les tableaux 15 et 16 et illustrés dans les figures 10 et11.

2.1.2- L’évapotranspiration réelle (ETR) (Thornthwaite et Turc)

Pour le calcul de l’évapotranspiration réelle, on utilise la méthode de C.W.Thornthwaite, où

on distingue deux principaux cas :

1. Si P – ETP > 0 ; c-a-d : P>ETP, dans ce cas ETR = ETP.

2. Si P – ETP < 0 ; c-a-d : P<ETP, ce cas est encore subdivisé en deux cas :

2. a- Si P + RFU > ETP ETR = ETP

2. b- Si P + RFU < ETP ETR = P + RFU.

Les résultats des calculs sont résumés dans les tableaux ci-dessous (bilan hydrique), On peut

également calculer l’évapotranspiration réelle à partir de la formule de Turc :


- 28 -

ETR=

2

2

9.0L

P

P

+

Avec : • ETR : l’évapotranspiration réelle annuelle en (mm) ; • P : précipitation moyenne annuelle en (mm)

• L : paramètre exprimant le pouvoir évaporant de l’atmosphère :

• L = 300 + 25T + 0.05T3 où T est la température moyenne annuelle en C°.

Tab.14 : Valeurs d’ETR selon Turc

Valeur d’ETR

Stations P (mm) ETR (mm)

Station de l’Achouat 953.86 750.95

Station d’Erraguéne 1141.21 834.42

2.2- Estimation de la réserve facilement utilisable (RFU)

Elle présente la quantité d’eau emmagasinée dans le sol, son degré de saturation dépend de

plusieurs facteurs :

• La nature, la composition lithologique et l’épaisseur de la courbe superficielle ;

• La profondeur du niveau piézométrique de la nappe aquifère ;

• Le climat de la région ;

• Le type de la couverture végétale.

Dans notre cas, on prend une valeur de la RFU égale à 100 mm.

3- Etablissement du bilan hydrique selon Thornthwaite

3.1- Station de l’Achouat

Le bilan hydrique établi par la méthode de Thornthwaite pour la station de l’Achouat a

montré que l’ETP atteint son maximum au mois de Juillet (145,3 mm) et son minimum au mois de

février (23,5 mm).

*La constitution de la RFU débute au mois de novembre et s’étale jusqu'à le mois de juin.

*Le bilan hydrique pour une période de 22 ans du bassin versant de l’Oued Djendjen est

excédentaire. (Tab.15)

3.2- Station d’Erraguéne

Pour la station d’Erraguéne, le bilan établi par la méthode de Thornthwaite a montré que


- 29 -

l’ETP atteint son maximum au mois Juillet de l’ETP (145,3 mm) et son minimum au mois de

février (23,5 mm).

*La constitution de la RFU débute au mois de novembre et s’étale jusqu’au mois de juin.

*Le bilan hydrique pour la même période est excédentaire. (Tab .16)

Tab.15 : Résultats du bilan hydrique selon Thornthwaite dans la station de l’Achouat

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

P 64,14 72,6 142,3 199,45 135,9 113,47 64,37 87,48 44,5 14,7 3,2 11,8 953,9 T 24,2 21,1 15 12,5 11,7 11,5 13,6 15,2 18,5 21,6 24,8 25,6 I 10,9 8,8 5,3 4 3,6 3,5 4,6 5,4 7,2 9,2 11,3 11,8 85,6 K 1,03 0,97 0,86 0,81 0,87 0,85 1,03 1,1 1,21 1,22 1,24 1,16 ETP 114,7 83,8 39,1 26,3 25 23,5 39,3 51,7 81,5 110,3 145,3 143,5 883.8

RFU 0 0 100 100 100 100 100 100 63 0 0 0

ETR 64,1 72,6 39,1 26,3 25 23,5 39,3 51,7 81,5 77,7 3,2 11,7 515,7 DA 50,5 11,2 0 0 0 0 0 0 0 32,5 142,1 131,8 368,2 EX 0 0 3,2 173,1 110,9 90 25,1 35,8 0 0 0 0 438,2 Tab.16 : Résultats du bilan hydrique selon Thornthwaite à la station d’Erraguéne

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

P 52,61 83,1 166,18 252,65 199,84 109,88 109,88 116,25 49,33 16,15 5,52 3,09 1140,2

T 24,2 21,1 15 12,5 11,7 11,5 13,6 15,2 18,5 21,6 24,8 25,6 /

I 10,9 8,8 5,3 4 3,6 3,5 4,6 5,4 7,2 9,2 11,3 11,8 85,6

K 1,03 0,97 0,86 0,81 0,87 0,85 1,03 1,1 1,21 1,22 1,24 1,16 /

ETP 114,7 83,8 39,1 26,3 25 23,5 39,3 51,7 81,5 110,3 145,3 143,5 883.8

RFU 0 0 100 100 100 100 100 100 67,8 0 0 0 /

ETR 52,6 83,1 39,1 26,3 25 23,5 29,3 51,7 81,5 83,9 5,5 3,1 514,6

DA 62,1 0,7 0 0 0 0 0 0 0 26,3 139,8 140,4 369,3

EX 0 0 27,1 226,3 174,9 86,4 46,3 64,6 0 0 0 0 625,6


- 30 -

050

100150200250


Mois

Hau

teur

d'e

au "

mm

"

P ETP ETR

Fig.10 : Graphique du bilan d’eau (Thornthwaite) Station de l’Achouat (1987 – 2008)

050

100150200250300

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

Mois

Hau

teur

d'e

au "

mm

"

P ETP ETR

Fig.11 : Graphique du bilan d’eau (Thornthwaite) Station d’Erraguéne (1987 – 2008)

DA : Déficit Agricole

ES : Epuisement du stock

SE : Surplus d’eau

3.3- -Estimation du ruissellement et de l’infiltration

Le bilan hydrique selon Thornthwaite est le suivant : P = ETR + R + I

DA DA SE

ES

DA

SE

ES DA


- 31 -

3.3.1- Le ruissellement

Peut être estimé à partir de la formule de Tixeront-Berkaloff : R = P3/3(ETP) 2

Avec :

• R : ruissellement en (mm) ;

• P : précipitation moyenne annuelle de la station de l’Achouat en (mm) ;

• ETP : évapotranspiration potentielle en (mm).

*R = 489.86 mm, soit 46.78% des précipitations

Cette valeur de ruissellement obtenue par l’application directe de la formule de

Tixeront-Berkaloff, reste discutable puisqu’elle ne tient pas compte de la nature lithologique des

terrains traversés et l’influence de la perméabilité sur le ruissellement sont négligeables.

3.3.2- L’infiltration

Représente la quantité d’eau absorbée par le sol et le sous-sol, pour constituer l’eau de

rétention, des eaux souterraines et des écoulements souterrains, et reconstitution des réserves

souterraines. A partir de la formule du bilan hydrologique : P = ETR + R + I

I = 42.04 mm, soit 4.01 % des précipitations.

Conclusion

Le bassin versant de l’oued Djendjen est caractérisé par un climat méditerranéen, avec un

hiver doux à très doux et un été sec.

• Il reçoit une hauteur de précipitation d’environ 953.86 mm/an à la station de l’Achouat. La grêle

et la neige se produisent surtout sur les reliefs, au cours de la saison froide.

Sur la partie littorale du bassin versant la température moyenne annuelle est de 17.9C.

• Le taux d’humidité relative de l’air reste élevé toute l’année (71 à 78%).

• Les paramètres climatiques secondaires (vent, évaporation,…etc.) ne présentent pas de variation

saisonnière remarquable.

• Un essai d’établissement du bilan hydrique a permis de fixer un ordre de grandeur des paramètres

non mesurables directement. On remarque ainsi, que 49.20 % des précipitations s’évaporent, ce qui

correspond à une lame d’eau de 515.7 mm, 4.40 % environ s’infiltrent, ce qui correspond à une

lame d’eau de 42.04 mm. Ainsi, le bassin versant de l’oued Djendjen, est relativement bien arrosé,

est une région aux potentialités hydriques notables, du fait de la fréquence et de l’importance de ces

précipitations et de l’occurrence occasionnelle de grêle et neige sur les monts limitrophes de

Texanna.

Chapitre IV Caractéristiques hydrogéologique

-32-

Caractéristiques hydrogéologique

Introduction

En raison de sa forme complexe, son étendue et sa grande variété lithologique, le bassin

versant présente un comportement et des caractéristiques hydrogéologiques complètement

différents à l’amont et à l’aval.

En effet, tel qu’il se présente, le bassin versant de l’oued Djendjen est doté de deux systèmes

aquifères complètements différents aussi bien du point de vue de la lithologie, que du

comportement hydrodynamique.

1. Conditions hydrogéologiques

1.1. Formations fissurées

On peut l’appeler aquifères des roches à perméabilité de fissures, ou réservoir à porosité

de fracturation.

Il s’agit du réservoir qui constitue toute la partie amont du bassin versant. Il est constituer par

toutes les formations relativement anciennes (roches vertes, Schistes, calcaires, dolomies,

gypse…etc.) et des produits d’altération (arènes, éboulis). L’abondance des fracturations et les

joints de stratification des différentes formations géologiques assurent un rôle hydrologique très

important. Ils peuvent en certains endroits provoquer des pertes totales.

1.2. Nappe alluviale

Il s’agit de formatons à porosité inter granulaire ou d’interstice comblant la plaine

alluviale de Jijel.

Il englobe toute la partie avale du bassin. Les formations qui le constituent sont essentiellement

de nature détritique (consolidées ou non) et qu’on a regroupé sous l’appellation de formations

superficielles.

Les formations de la nappe alluviale jouissent d’une bonne perméabilité, les eaux y circulent

facilement.

1.3. Relation entre les deux systèmes aquifères

C’est au niveau de la basse vallée ou nappe alluviale que les formations des deux

systèmes viennent se rencontrer en se superposant. Les coupes géologiques données en (fig.12)

illustrent bien cette superposition.

En effet, on voit bien les anciennes formations du socle et celles des flyschs du système aquifère


-33-

amont s’effacer nettement sous les formations plus récentes mio-pliocénes et quaternaires du

système aquifères aval.

Les marnes burdigaliennes qui constituent en même temps la base de la nappe supérieure

(alluviale) et le toit de la seconde grâce à leur étanchéité isolent complètement les deux systèmes

et leur bloquent par conséquent tout échange dans le sens vertical.

Les seuls transferts d’eau amont-aval possibles s’effectuent par le biais des ruissellements et du

lessivage de ces mêmes marnes burdigaliennes.

En effet, les coupes montrent bien que les eaux du système amont peuvent ruisseler sur les

marnes burdigaliennes, traverser les formations pontiennes et les anciennes terrasses avant de

rejoindre les eaux des alluvions et s’y mélanger.

Donc, nous pouvons dire que la région d’étude offre de très grandes potentialités de retentions

des eaux souterraines (Karst, nappe alluviale). Environ 2/3 (plus de 60 %) de sa superficie totale

forment un excellent réservoir.

Fig.12: Relation entre les deux systèmes aquifères dans le bassin versant de l’oued Djendjen

(D’après C.P.G.F)

2. Aperçu géophysique

2.1. Les Documents disponibles

Les prospections géophysiques effectuées dans la région ont été l’œuvre de la C.G.G.

(Compagne Générale de Géophysique) du 28/08 au 07/09/1961 et du 18/05 au 21/05/1971, sur la

partie avale de la plaine de l’oued Djendjen, et de la C.P.G.F (Compagnie de Prospection en

Géophysique de France) en juin 1975.

L’objectif de ces prospections était de :

• Préciser la géométrie de l’aquifère ;

• Mettre en évidence les variations latérales de faciès et d’épaisseur du terrain réservoir ;


-34-

• Déterminer les zones les plus favorables à l’emmagasinement d’eaux souterraines et

l’implantation d’ouvrages de captages ;

• Précisé, sur le front de mer, la position de l’interface entre les eaux douces et les eaux salées.

Dans ce but, 25 sondages électriques, situés sur 4 profils transversaux distants de 100 mètres, ont

été réalisés en 1961. Les sondages sont espacés de 50 mètres.

2.2. Les sondages électriques

2.2.1. Le sondage électrique étalon BC1 (Fig.13)

Notons tout d’abord qu’entre les diagrammes de la campagne de 1971 et ceux de 1961, il

y a une diminution sensible de la résistance transversale (Rt = ρh, produit de la résistivité par

l’épaisseur de la couche aquifère), dont les valeurs ont diminué au cours du temps. Par exemple,

pour le sondage électrique BC1, la valeur de Rt donnée en 1961 est de 2600 ohm.m2, tandis qu’en

1971, elle n’est que de 1750 ohm.m2. Cette diminution de RT peut s’expliquer par la chute de la

résistivité de l’eau d’imbibition, en liaison avec une plus grande salinité de la nappe.

wFuw ρρ =

Avec :

▪ ρuw : résistivité du terrain saturé,

▪ ρw : résistivité de l’eau d’imprégnation,

▪ F : facteur de formation, caractéristique du terrain, fonction de sa porosité.


-35-

BC1

C3

AB/2 en "m"

0 10 100 1000

(1961)

(1971)

Fig.13: Carte du sondage électrique étalon

2.3. Interprétation des cartes de résistivité

2.3.1. Carte des résistances transversales

L’aire des fortes valeurs de résistances transversales (2000 Ohm. m2) se situe dans la zone

médiane de la plaine (Fig.14). Elle constitue le centre d’une bande allongée qui souligne la

présence d’un lit fossile, parallèle au lit actuel. Cette zone est potentiellement favorable à

l’implantation de forages d’exploitation d’eaux souterraines.

Une autre aire de fortes résistances transversales (1500 à 2000 Ohm. m2) se situe sur la rive

gauche, au Nord Est de Bouhamdoune.

Ailleurs, les valeurs sont inférieures à 1000 Ohm.m2, notamment sur toute la rive droite, où des

valeurs de Rt faibles (0 à 500 Ohm.m2), traduisent une diminution d’épaisseur des alluvions

aquifères à cause d’un bombement du substratum marneux.

A l’embouchure de l’oued, on doit supposer un infléchissement rapide des courbes pour obtenir

un tracé parallèle au rivage marquant le biseautage des niveaux à eaux douces.


-36-

Fig.14 : Carte de la résistance transversale (d’après C.G.G, 1971)

de la plaine alluviale de l’oued Djendjen

2.3.2. Carte du toit du substratum

La carte du toit du substratum a été élaborée grâce aux données de forages et à la carte des

résistances transversales.

Le calcul des épaisseurs de la couche aquifère a été fait à partir des formules suivantes :

Rt = tρ . h…… (1)

=

2ω

ρωρS

Ft

Avec :

▪ tρ : Résistivité du terrain.

▪ ρω : Résistivité de l’eau de formation.

779 780 781 782 783 784 785 786387.5

388.5

389.5

390.5

391.5

392.5

393.5

394.5

Mer méditérranée

mar

nes

burd

igal

ienn

es

mar

nes

burd

i gal

ienn

es

Legende:Courbes d'égale résistance transversale (ohm,m2)

Profil du sondage électrique et sa désignationOued djendjen Echelle:

Km0 1 2


-37-

▪ F : Facteur de formation.

▪ (Sω²) degré de saturation, dans la zone mouillée : Sω² = 1

Ainsi, la formule (2) devient :

tρ = Fρω ………… (3)

Avec :

▪ ρω , inverse de la conductivité (σ), est mesurée au laboratoire,

▪ Le facteur de formation (F) est déduit de la formule expérimentale de Dakhnov, appliquée aux

formations meubles:

( )( )3

2

3

1

11

125.01

Φ−−

Φ−+=F

Le facteur de formation varie selon la taille des grains :

▪ F = 4 : Sables fins.

▪ F = 5,5 : Sables moyens

▪ F = 10 : Sables grossiers

Etant donné la granulométrie des alluvions de la plaine étudiée, le facteur de formation obtenu de

l’ordre de 7.

Et, sachant que :

▪ hR tt ×= ρ

▪ ttRh ρ÷=

Où :

▪ tρ = Fρω

On obtient des résultats qui permettent de tracer la carte en isobathes du substratum (fig.15).


-38-

Fig.15: Carte du toit du substratum de la plaine alluviale de l’oued Djendjen

2.3.3. Interprétation de la carte du toit du substratum

Le substratum de la plaine alluviale de l’oued Djendjen est constitué par les marnes grises

du Burdigalien, d’épaisseur variable. La comparaison des cotes topographiques avec les

profondeurs du toit de ces marnes, obtenues plus haut, permet de dessiner l’allure du substratum

de la nappe.

Cette carte permet de tirer les conclusions suivantes :

• Les profondeurs maximales observées sont généralement d’environ 20 m, Cependant, il existe

au centre de la plaine quelques fosses qui atteignent 35m,

• Les profondeurs diminuent latéralement vers les bordures, depuis l’axe central de la plaine,

2.3.4. Coupes géo-électriques

Les coupes géo-électriques réalisées par la C.P.G.F (Compagnie de Prospection en

Géophysique de France), apportent un complément d’informations sur les caractéristiques

pétrophysiques des différents milieux en présence, ainsi que sur l’aptitude de l’aquifère des

alluvions (Fig.16).

Toutes les coupes géo-électriques montrent l’existence de deux niveaux,

Mar

nes

burd

iga l

lienn

es

779 780 781 782 783 784 785 786387

388

389

390

391

392

393

394

395

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

lienn

es

Legende:

Courbes isobath de substratum5

Oued djendjenKm

Echelle:

0 1 2


-39-

• L’un supérieur, résistant (100 - 150 Ohm.m), correspondant aux formations alluvionnaires,

• L’autre inférieur, conducteur (5 à 10 Ohm.m), correspondant aux marnes du Burdigalien.

Par endroits, des lentilles d’argiles viennent s’intercaler dans le niveau supérieur.

Fig. 16: Coupes géo électriques (d’après CPGF, 1975) de la plaine alluviale de l’oued

Djendjen

Les conclusions de l’étude géophysique se révèlent d’un apport précieux pour les reconnaissances

hydrogéologique et hydrochimique. Elles nous ont permis :

• De déterminer les épaisseurs des alluvions résistantes, qui sont en moyenne de 25 m,

• De mettre en évidence le bombement du substratum du Nord-Ouest de la plaine, et de donné

une idée sur la position du front des eaux salées.

En outre, la prospection géophysique donne une première idée sur la morphologie des aquifères.

3. Géométrie de la couche réservoir

Le terrain réservoir se présente sous la forme d’une gouttière, jalonnée par l’Oued. Il


-40-

débute au niveau de la limite sud des affleurements marneux du Burdigalien et se termine à

l’embouchure de l’Oued. Bien que l’épaisseur de la couche réservoir augmente d’amont en aval,

son extension latérale est faible par rapport à sa longueur. La carte du toit du substratum (Fig.15)

donne une idée de la configuration de cette dernière.

La couche aquifère est composée d’alluvions quaternaires : sables fins, moyens et grossiers et

des galets, comportant quelques fois des intercalations argileuses.

3.1. Les entrées de la nappe

Les sources d’alimentation de la nappe sont au nombre de trois :

• Alimentation directe par les précipitations : en raison du caractère pluvieux de la région

(953.86 mm/an à Jijel) et du fait que les terrains affleurants (alluvions, cordons dunaires) sont

perméables,

• Alimentation à partir des cours d’eau, notamment en période de basses eaux. L’oued Djendjen

est le cours d’eau algérien qui présente le plus fort débit relatif (25 l/s/km2).

• Alimentation par les inféroflux, notamment à l’amont.

3.2. Les sorties de la nappe

Les sorties naturelles ou provoquées des eaux souterraines se font par :

• Des pompages (puits et forages),

• Le drainage par l’oued Djendjen, notamment en période de hautes eaux,

• Des fuites vers la mer, notamment au Nord-Ouest de la zone littorale.

3.3. Interprétation de la carte piézomètrique

Cette carte (Fig.18) représente l’état piézomètrique de la nappe au mois d’Avril 2009.

Elle montre :

• Un sens général de l’écoulement souterrain vers le Nord, c’est à dire vers la mer,

• Un gradient hydraulique global compris entre 1.8 et 3%, mais qui est faible dans l’axe central,

• Sur la rive gauche, l’écoulement souterrain est dirigé vers oued Djendjen, qui collecte les eaux

et assure leur drainage vers la mer,

• Sur la rive droite, l’espacement des courbes isopièzes est plus grand (I=0.45% à 0.80%),

traduisant un écoulement plus faible.


-41-

Fig.17 : Carte piézométrique de la plaine alluviale de Fig.18: Carte piézométrique dynamique de la L’oued djendjen (nappe au repos) (Mai 2003) plaine alluviale de l’Oued Djendjen (avril 2009)

La comparaison entre les deux cartes met en évidence les observations suivantes :

-L’écoulement au niveau de la rive gauche de l’oued garde généralement le même sens

(l’échange se fait de la nappe vers l’oued)

-Au niveau de la rive droite, on constate un changement radical de l’allure des courbes

piézométrique.

L’apparition de quelques dépressions, est due, soit à la surexploitation de la nappe, soit à un état

dynamique de cette dernière.

.

3.4. Interprétation de La coupe hydrogéologique

L’étude d’une nappe nécessite l’établissement de coupes hydrogéologiques permettant de

représenter la structure de l’aquifère et de préciser sa lithologie, sa géométrie et la configuration

de sa surface piézomètrique. L’espacement des forages qui le traversent ainsi que les conditions

aux limites doivent être définis.

779 780 781 782 783 784 785 786387.3

388.3

389.3

390.3

391.3

392.3

393.3

394.3

D 3

D 11

D 12

D 13

D 15

D 17

D 18

D 20D 21

D 24D 27

D 28D 29

D 32

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Echelle:

Km0 1 2

Oued djendjenCourbes isopièzes

Forages

Légende:Sens d'écoulement

4

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Echelle:

Km0 1 2

780 781 782 783 784 785387.3

388.3

389.3

390.3

391.3

392.3

393.3

394.3

p2

p3

p10 p11

p12

p19

p22p23 d26

d32d36

pc1

pc2

Oued djendjenCourbes isopièzes

Points d'eaux

Légende:Sens d'écoulement

2


-42-

La coupe hydrogéologique (Fig.19) donne les informations suivantes :

• L’aquifère est constitué de formations alluviales du Quaternaire et du Miocène supérieur

(Pontien), représentées essentiellement par des sables, graviers et galets, contenant parfois des

intercalations argileuses,

• Son substratum est marneux, d’âge Miocène inférieur (Burdigalien),

• L’épaisseur de l’aquifère dépasse 25 m au niveau du forage D20 (zone centrale),

• Il existe un bombement du substratum au niveau du forage D26 (Nord), où l’épaisseur de la

nappe ne dépasse pas 15 m,

• Le niveau piézomètrique diminue Sud au Nord, le long de l’oued Djendjen.

Fig.19: Coupe hydrogéologique N – S dans la plaine alluviale de l’oued Djendjen

4. Caractéristiques hydrodynamiques de l’aquifère

La détermination des paramètres hydrodynamiques permet l’évaluation de la capacité du

réservoir aquifère et l’étude du comportement de la nappe durant son exploitation. Dans ce but,

on a utilisé les résultats d’essais de pompages réalisés dans deux forages : le D15 (zone centrale

amont) et le D 28 (zone centrale avale).

4.1. Essai de pompage définitif

Ce pompage en régime transitoire à pour but la détermination de la transmissivité ou la

perméabilité de l’aquifère et le coefficient d’emmagasinement.

L’expression d’approximation logarithmique, en régime transitoire, donnée par (C.E. JACOB,

1950), fixe les conditions d’application de cette méthode :

• Forage complet,


-43-

• Validité de la loi de Darcy,

• Débit de pompage constant,

• Forage correctement développé et équipé,

• Surface piézométrique sub-horizontale.

Les pompages d’essais de longues durées sont exécutés en un seul palier, à débit constant,

prolongé durant au moins 48 heures, avec un optimum de 72 heures.

4.2. Paramètres hydrodynamiques de quelques forages

Pour l'accès des caractéristiques hydrodynamiques de la plaine alluviale de Oued

Djendjen on a recours à une série des essais par palier à travers les forages implantés sur toute

l'étendue de la plaine, nous nous somme limités d'apprendre en compte les résultats obtenues

dans tous les forages . On aboutissant à la détermination des paramètres hydrodynamiques de la

plaine dont ils sont comme suit (tab. 17):

Tab .17: Valeurs des perméabilités et des transmissivités calculées par

l’approximation de Jacob

Forage X (m) Y (m) Perméabilité

(.10-3m/s) Transmissivité (.10-2m2/s)

D 3 783.1 391.3 0.31 0.65 D 11 784.3 394.2 3.25 0.36 D 12 782.4 388.3 0.86 0.95 D 13 782.9 392 1.28 2.6 D 15 783 391.6 1.74 3.48 D 17 783.3 393.9 0.22 0.65 D 18 782.5 394.7 1.1 2.05 D 20 782.8 392.9 0.5 1.35 D 21 781.6 392.6 1.1 2.2 D 24 783.1 391.2 0.84 1.56 D 27 783 391 0.55 0.76 D 28 782.6 393.3 2.32 3 D 29 782.7 393.4 1.5 4.15 D 30 782.8 387 1.36 0.29 D 31 782.8 384.2 0.26 0.6 D 32 782.8 393.8 0.58 1.46

L’examen des résultats portés dans ce tableau montre que la majorité des valeurs sont du même

ordre, pour tous les ouvrages (10-3 m/s, pour les perméabilités et 10-2

m²/s, pour les

transmissivités).


-44-

4.2.1. Carte des transmissivités

Du fait de la mauvaise répartition des forages, qui sont pour la plupart concentrés le long

de l’oued, nous n’avons pas de valeurs de transmissivité sur toute l’étendue de la plaine.

La carte de transmissivité (fig. 20), tracée à partir des résultats disponibles, montre des valeurs de

l’ordre de 10-2m²/s, couvrant l’ensemble de la zone étudiée. Elles s’échelonnent en fait entre 0.6 x

10-2 m²/s et 4.15 x 10-2 m²/s.

Fig.20 : Carte des transmissivités de la plaine alluviale de l’Oued Djendjen

4.2.2. Carte des perméabilités

La carte des perméabilités fig. 21), tracée à partir des données de forages implantés le

long de l’Oued, montre une homogénéité des valeurs, par rapport à une moyenne de 10-3m/s.

Comme l’épaisseur de la nappe est relativement constante, nous pouvons dire que cette

perméabilité dépend surtout de la nature lithologique. Elle varie entre 0.22 x 10-3m/s et 3.25 x 10-

3 m/s.

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

780 782 784 786387.5

389.5

391.5

393.5

D 11

D 13

D 17

D 20

D 24

D 28

D 32

Légende:

Forage

Oued djendjen

Courbe d'égale transmissivité 10-2 m2/s1.2

Echelle:

Km0 1 2


-45-

Fig.21 : Carte des perméabilités de la plaine alluviale de l’Oued Djendjen

Conclusion

L’écoulement des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued Djendjen converge vers l’axe

central de la plaine parcouru par l’oued Djendjen. Il épouse donc le même sens que l’écoulement

de surface. Le gradient hydraulique varie entre 0.45 et 3%.

La coupe hydrogéologique établie à travers la plaine, montre que la géométrie du réservoir se

présente sous la forme d’une gouttière allongée Nord - Sud.

Les caractéristiques hydrodynamiques permettent de donner des indications sur les possibilités

d’exploitation de la nappe d’une part et d’autre part, d’évaluer la productivité des forages.

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Légende:

Forage

Oued djendjen

Courbe d'égale pèrméabilite 10-3 m/s1.2

780 782 784 786387.5

389.5

391.5

393.5

D 11

D 13

D 17

D 20

D 24

D 28

D 32

Echelle:

Km0 1 2

Chapitre V Etude hydrochimique

-46-

Etude hydrochimique

Introduction

L’hydrochimie est l’étude des caractéristiques physiques et chimique de l’eau. Elle

permet :

• De donner une idée de la qualité chimique de l’eau,

• De visualiser à l’aide de cartes en iso-teneurs, la répartition et l’évolution géographique des

concentrations en éléments chimiques dissous,

• De disposer d’outils pour l’établissement de cartes de vulnérabilité et de risque de pollution.

Cette étude hydrochimique a été faite grâce à la constitution d’un dossier analytique concernant

chaque point d’eau ayant servi à la piézométrie. A cet effet, une compagne d’échantillonnage a

été menée sur 13 points d’eau (10 puits et 3 forages) en Avril 2009. Le choix des sites des

prélèvements tient compte aussi d’une bonne répartition spatiale des points d’eau, de manière à

couvrir de façon représentative, l’ensemble de la nappe.

Les analyses chimiques ont été réalisées au laboratoire de l’ANRH (Agence Nationale des

ressources hydrauliques, Antenne de Jijel).

1. Paramètres physico-chimiques

1.1. Paramètres physiques

1.1.1. Température

La température de l’eau joue un rôle important dans la solubilité des sels et des gaz ainsi

que sur la valeur du pH. La connaissance de ce paramètre permet aussi de donner des indications

sur les profondeurs de circulation des eaux souterraines.

Dans cette étude, les températures des eaux souterraines observées varient de 17 .6 °C à 19.5 °C.

Elles semblent ainsi indiquer l’influence de la température de l’air ambiant sur les eaux

souterraines, traduisant une circulation peu profonde.

1.1.2. Potentiel d’hydrogène (pH)

Les mesures du pH sur les échantillons, ont été effectuées sur terrain. Les valeurs

obtenues varient de 7.2 à 8.2, indiquant des eaux généralement neutres à légèrement basiques.

Les pH les plus faibles ont été enregistrés dans la partie Est de la plaine (pH = 7.2 à 7.6).

Cependant, ces valeurs augmentent généralement vers la partie avale de la plaine, où elles

atteignent 8.2 au PC1 et 8.1 au D32. Ces valeurs élevées correspondent à des eaux fortement

chlorurées sodiques.


-47-

V.1.1.3.Minéralisation globale

La minéralisation globale correspond à la teneur totale en sels dissous dans l’eau. Elle est

en relation directe avec la conductivité électrique de la solution.

Dans le cas de la zone étudiée, les valeurs de la minéralisation se situent généralement entre 300

et 1100 mg/l. Cependant, cette gamme de valeurs peut être localement dépassée, sous l’effet de la

lithologie (lentilles évaporitiques), de l’intrusion marine ou de la pollution d’origine anthropique.

Fig. 22 : Carte de minéralisation des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued

Djendjen

La carte des minéralisations (Fig.22) montre, sommairement, un accroissement des teneurs du

Sud vers le Nord de la plaine, conformément au sens d’écoulement souterrain. Dans la partie

littorale, on note l’existence de secteurs où l’eau est très chargée en sels dissous (> 1000 mg/l) et

où les teneurs en chlorures sont supérieures aux normes admises par l’OMS (Organisation

Mondiale de la Santé) (250 mg/l).

1.1.4. Dureté totale

Elle traduit la somme des teneurs en calcium et magnésium et permet une évaluation de la

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

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es

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isominéralisation mg/l

Oued Djendjenpoint d'eau

Légende

200


-48-

qualité des eaux (tab.18). Exprimée en degré français (°F), elle est calculée par la formule sui

vante :

DHT (°F) = (r Ca++ + r Mg++) x 5

Tab. 18 : Classification des eaux souterraines selon la dureté totale

Dureté (°F) 0 – 3 3 - 15 15 – 30 > 30

Eau Très douce Douce Dure Très dure

La dureté totale des eaux souterraines de la plaine de l’oued Djendjen (Fig.23) se situe entre 25 et

60 °F, traduisant des eaux dures à très dures.

Fig.23 : Carte de la dureté totale des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued

Djendjen

Le caractère dur de ces eaux est en partie dû à la recharge de la nappe par l’oued Djendjen qui

draine un bassin versant riche en faciès gypseux du Trias et dont le lessivage est susceptible

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

iga l

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe d'egale dureté (F°)


Légende

20

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1


-49-

d’augmenter la charge saline des eaux superficielles. Cette explication sera justifiée

ultérieurement par les teneurs en sulfates. Par ailleurs, une autre cause probable de cette dureté

élevée, spécifique à la bande côtière, serait due à l’existence de lentilles gypsifères ou à

l’intrusion du biseau salé.

1.2. Caractéristiques hydrochimiques

La carte des teneurs hydrochimique moyennes des 13 points d’eau (Fig.22), Exprimées en

mg/l, montre l'abondance des ions calco-sodiques, sulfatés et chlorurés, qui s’expliquent par des

contaminations naturelles ou artificielles des eaux :

• Naturelle, du fait de la présence du faciès gypseux dans le "haut Djendjen" et par l'avancée du

biseau salé, dans le "bas Djendjen" ;

• Artificielle, par les rejets d’eaux usées et industriels.

La détermination des teneurs en nitrates nous permet de mieux apprécie le cas des pollutions

artificielles.

1.2.1. Les Cations

Les cations analysés sont le calcium, le magnésium, le sodium et le potassium.

- Le Calcium (Ca++) : Sa présence résulte principalement de l’infiltration des eaux météoriques à

travers des formations carbonatées. La dissolution qui s’en suit est favorisée par le gaz

carbonique provenant de l’atmosphère et du sol.

CaCO3 + CO2 + H2O ⇔ Ca++ + 2 HCO3

Dans le cas présent, on peut envisager une autre source de minéralisation, engendrer par les

formations gypsifères du Trias (CaSO4 ; 2H2O).

Dans le cas de la nappe étudiée, il représente l’élément principal de la dureté totale de l’eau. Il est

aussi, le cation dominant. Les teneurs sont très dispersées (entre 15 et 250mg/l), bien que les 2/3

des points analysés, indique des valeurs variant entre 75 et 200 mg/l (fig.24).


-50-

Fig.24 : Carte d'iso-teneurs en calcium des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued

Djendjen

La carte de répartition du calcium (Fig.24) montre que les fortes concentrations en calcium (>

150 mg/l) sont observées dans les puits et forages implantés à proximité de l’oued. La valeur

maximale de 238 mg/l a été enregistrée dans le puits P2, en aval de la plaine, creusé dans un

environnement marneux d’âge Burdigalien.

Les valeurs faibles (< 50 mg/l) se rencontrent dans les puits situés loin des rives de l’Oued et

creusés dans les formations alluviales : P3, P19, P11 et D32.

- Le Magnésium (Mg++)

Second élément intervenant dans la dureté totale des eaux, le magnésium est moins abondant que

le calcium et le sodium. En effet, la majorité des puits de la plaine de l’oued Djendjen présentent

des teneurs inférieures à la norme admissible de 50 mg/l, fixée par l’OMS (fig.25).

Il peut avoir deux origines :

• Les calcaires dolomitiques qui libèrent le magnésium par dissolution, en présence du gaz

carbonique.

779 780 781 782 783 784 785 786386.5

387.5

388.5

389.5

390.5

391.5

392.5

393.5

394.5

p3

p11

p19

p23

d32

pc1

30 50 70 90 110 130 150 170 190 Mg/l

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en Ca


Légende

Mar

nes

burd

igal

ien n

es


-51-

• La dissolution du Mg SO4 des terrains gypseux du Trias.

Fig.25 : Carte d'iso-teneurs en magnésium des eaux souterraines de la plaine alluviale de

l’oued Djendjen

L’allure de la carte de répartition du magnésium (Fig.25) est à peu près semblable à celle du

calcium. Son trait dominant réside dans le fait que les teneurs les plus élevées se localisent dans

les zones d’épandage d’engrais (partie Nord-Est de la plaine), où on note des maxima de 120

mg/l au point D32, et 110 mg/l au point D26.

- Le sodium et potassium (Na+ + K+)

Les teneurs en sodium admises par l’O.M.S. sont de l’ordre de 100 mg/l tandis que celles du

potassium, très souvent en très faibles quantités dans les eaux, ne présentent pas d’inconvénient

majeur.

Mis à part la dissolution de couches salifères, le sodium dans les eaux peut provenir :

• Du lessivage des formations riches en Na Cl (argiles- marnes),

• Des eaux usées d’origine industrielle et domestique,

• De l’invasion d’eau marine.

L’interprétation de la carte de répartition du sodium et potassium (Fig.26) révèle que les fortes

Mg/l

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en Mg


Légende

Mar

nes

burd

igal

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es

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1

15 35 55 75 95 115


-52-

concentrations (> 100 mg/l) s’observe au niveau des puits qui jouxtent l’oued ou qui sont

implantés à proximité des centres urbains et industriels (Taher et Emir Abdelkader). La zone de

l’embouchure présente également des fortes charges du fait de l’intrusion marine provoquée par

la surexploitation et le rabattement exagéré de la nappe.

Les valeurs faibles (< 21 mg/l) caractérisent la partie Ouest de la plaine (puits P3 et P12).

Fig.26 : Carte d'iso-teneurs en sodium et potassium des eaux souterraines de la plaine

alluviale de l’oued Djendjen

1.2.2. Les Anions

Les anions analysés sont les chlorures, les sulfates et les bicarbonates.

- Les Chlorures (Cl-)

On les trouve en grandes quantités dans les eaux souterraines de la nappe étudiée. Comme

précédemment, ils peuvent provenir, selon l’endroit, soit de l’intrusion marine (biseau salé) soit

d’une contamination par les eaux usées domestiques et industrielles.

L’analyse de la carte de répartition des chlorures (Fig.27), permet de voir les faibles valeurs

(< 200 mg/l) sur la rive gauche, et notamment au sud de Tassoust et en amont de la plaine. En

revanche, les concentrations sont élevées vers la mer (> 380 mg/l), du fait de l’intrusion marine

Mg/l

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en (Na +k)


Légende

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190


-53-

ainsi que les puits et forages implantés près de l'oued.

Fig.27 : Carte d'iso-teneurs en chlorures des eaux souterraines de la plaine alluviale de

l’oued Djendjen

- Les Sulfates (SO4

--)

Les sulfates sont présents dans l’eau en quantités variables. Ils peuvent provenir de:

• la solubilité des formations gypseuses dans le haut bassin versant ou du lessivage des niveaux

argileux et marneux de la nappe,

• rejets d’eaux usées et industrielles contenant de l’acide sulfurique (H2 SO4),

• L’utilisation d’engrais chimiques.

Comme pour les chlorures, la carte de répartition des sulfates (Fig.28) montre que les valeurs les

plus faibles (<125 mg/l) sont observées au sud de Tassoust (P3, P11 et PC1) et en amont de la

plaine, alors que les teneurs les plus élevées sont localisées en aval de la plaine et a l’Est sur le

front de mer. Leur origine semble identique à celle des chlorures.

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

iga l

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en chlorure


Légende

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1

40 90 140 190 240 290 340 390

200

Mg/L


-54-

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

396

p10p19

d26pc1

100 120 140 160 180 200 220 240 260

Mar

nes

burd

igal

l ien

nes

Mer méditerannée

Mar

nes

burd

igal

lienn

es

Mg/l

Echelle:

km0 1 2

Courbe isoteneur en so4

Oued Djendjen

Points d'eaux

102

Legende:

Fig.28 : Carte d'iso-teneurs en sulfates des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued

Djendjen

- Les Bicarbonates (HCO-3)

Les bicarbonates sont le résultat de l’équilibre physicochimique entre la roche, l’eau et le gaz

carbonique, selon l’équation générale suivante :

XCO3- (roche) + CO2 + H2O → X++ + 2HCO3

-

La concentration des bicarbonates dans l’eau est fonction des paramètres suivants :

• Température de l’eau,

• Tension du CO2 dissous,

• Concentration de l’eau en sels et nature lithologique des terrains traversés.


-55-

Fig.29 : Carte d'iso-teneurs en bicarbonates des eaux souterraines de la plaine alluviale de

l’oued Djendjen

La carte d’iso-teneurs en bicarbonates (Fig.29) met en évidence deux zones, l’une à l’amont à

concentrations élevées, notamment près du village Emir Abdelkader (P11), et à l‘Est (> 300 mg/l

au D32 et PC2), l’autre à l’aval à concentrations faibles, notamment dans la zone de Tassoust

(P3), et prés de la zone industrielle (P19) où elles ne dépassent pas 75 mg/l.

2. Classification des eaux

Plusieurs méthodes de classification des eaux naturelles ont été définies par divers

auteurs, On s’intéressera ici uniquement aux plus utilisées, pour déterminer le faciès

hydrochimique.

2.1. Classification de Stabler : (formule caractéristique)

A partir de la formule caractéristique de Stabler et en tenant compte de l’anion

prédominant dans les eaux, nous obtenons trois principaux faciès chimiques, qui sont (tab 19) :

Mg/l

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en HCO3


LégendeM

arne

s bu

rdig

alie

nnes

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1

40 90 140 190 240 290 340


-56-

- Faciès chloruré

C’est le faciès dominant. Il occupe la majeure partie de la plaine avec six points d’eau sur 13. Ce

faciès se subdivise en deux sous familles :

• Sous famille chloruré calcique : quatre échantillons,

• Sous famille chloruré sodique : deux échantillons,

- Faciès sulfaté

Ce faciès couvre une grande partie de la plaine. Sur 13 échantillons analysés quatre entrent dans

ce type de faciès, qui se subdivise en deux sous familles :

• Sous famille sulfaté calcique : trois échantillons,

• Sous famille sulfaté sodique : un échantillon.

- Faciès bicarbonaté

Ce faciès est moins fréquent avec trois échantillons représentatifs donnant la sous famille

bicarbonaté sodique. Les résultats sont regroupés dans le tableau suivant :

Tab.19: Classification des eaux souterraines selon la formule caractéristique de

Stabler

Sous famille

Faciès chimique

Sous famille Pourcentage

de point (%) Point d’eau correspondant

Chloruré Chloruré calcique 30 P2; P22; P23 et D36

Chloruré sodique 15 D26 et D32

Sulfaté Sulfaté calcique 23 P3; P12 et P19

Sulfaté sodique 7 PC 2

Bicarbonaté Bicarbonaté sodique 23 P10; P11 et PC 1

2.2. Classification de Piper

La représentation des analyses chimiques sur le diagramme de Piper (fig. 30) permet de

différencier les familles d’eaux. L’examen des représentations graphiques obtenues, permet de

déduire les interprétations suivantes :

• Dans le triangle des cations, le calcium et le sodium sont dominants par rapport au magnésium,

• Dans le triangle des anions, ce sont les chlorures et les sulfates qui sont les plus abondants, les

bicarbonates sont peu fréquents.

Ainsi, dans le digramme losangique, l’évolution chimique est alors marquée par un


-57-

positionnement vers les pôles calciques (ou sodiques), chloruré ou sulfaté. Le diagramme, fait

alors ressortir trois familles de faciès chimiques :

- Famille des eaux chlorurées et sulfatées calciques, qui englobe la majorité des points d’eau

analysés (53%),

- Famille des eaux chlorurées et sulfatées sodiques, représentée par trois échantillons (soit 23

% des points d’eau analysées),

- Famille des eaux bicarbonatées sodiques, trois échantillons représentent cette famille (23 %).

Fig.30 : Diagramme losangique de Piper des eaux souterraines de la plaine alluviale de L’oued Djendjen (Avril 2009)

3. Pollution anthropique

Le développement urbain, agricole, et industriel entraîne souvent une pollution rapide des

eaux souterraines par les formes chimiques de l’azote, surtout celle de nitrate, en raison de leur

grande solubilité et leur faible affinité aux échanges ioniques (Macko et Ostrom, 1994 Stumm et

Morgan, 1996). Les autres formes de l’azote apparaissent seulement dans des conditions

réductrices.


-58-

3.1. Nitrates

Les nitrates NO3- représentent la forme la plus oxygénée de l’azote, c’est une forme très

soluble. Sa présence dans les eaux souterraines est liée à l’utilisation intensive des engrais

chimiques. Dans le cas de la plaine alluviale de Oued Djendjen, les teneurs maximales en nitrates

sont observées au Nord de la plaine (140 mg/l au puit P11), qui dépasse largement la norme

préconisée par L'OMS (50mg/l) ; 30% des échantillons (Fig.31) ayant une concentration qui

dépassent cette valeur indiquant une pollution de l’eau.

Fig.31 : Carte d'iso teneurs en nitrates des eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued

Djendjen

3.2. Pollution organique (DBO5) Il a été conventionnellement retenu d’exprimer la DBO5 en mg/l d’Oxygène consommé

pendant 5 jours à 20°C. La consommation biologique d’Oxygène d’une eau donne une indication

sur sa teneur en matière organique, elle est obtenue par la différence entre le taux d’Oxygène de

l’eau mesuré immédiatement et celui mesuré après un temps d’incubation de 5 jours à une

température de 20°C. Elle sert comme échelle de mesure de la pollution organique.

Mer MéditérranéeM

arne

s bu

rdig

alie

nnes

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe iso-teneur en nitrate "NO3"


Légende

25

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1


-59-

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

iga l

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe d'egale DBO5 mg/l


Légende

20

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1

3

Il est admis qu’une DBO5 inférieure à 1 mg/l d’O2 peut être considérée comme normale ; entre 1

et 3 mg/l comme acceptable et au-delà de 3 mg/l comme douteuse ou anormale. Les fortes

teneurs de la DBO5 sont observées surtout au niveau du point P10 (rejet domestique de la ville

d'El Amir Abd Elkader).

Fig.32 : Carte de la concentration en DBO5 des eaux souterraines de la plaine alluviale de

l’oued Djendjen

-D’après la carte de la DBO5 (Fig. 32), on remarque que la majorité des points d’eau situés dans

le terrain d’étude présentent des valeurs de la DBO5 extrêmement supérieures à la norme (< 4). La

valeur minimale (5 mg/l) est observée aux puits P11, P19 et P23, le maximum (25mg/l) au

niveau du point P10. Ces valeurs excessives de la DBO5 sont des indicateurs d’une importante

pollution des eaux.

3.3. Les métaux lourds

La toxicité des métaux lourds est fonction de leur concentration : Ils peuvent être

indispensables pour la vie à de très faibles doses (micronutriments pour la transformation

enzymatique) et devenir inhibiteurs ou des toxines pour le système biologique au-delà de certain

seuil de concentration.


-60-

Les concentrations obtenues dans les eaux de la plaine alluviale de Oued Djendjen sont très

élevées et dépassent largement les normes de l’OMS. (Tab. 19).

Tab n.20 : tableau comparatif : normes OMS – eaux souterraines de la plaine alluviale de l’oued djendjen (2009)

Elements Normes recommandées

par l'OMS (mg/l) eaux souterraines (mg/l)

Min Max Moy

Fe 0,2 0.01 0.05 0.021 Cu 1 0.01 0.6 0.11 Zn 5 0.01 0.7 0.15 Pb 0,05 0.02 0.45 0.1

3.3.1. Le Plomb (Pb)

Le Plomb présente des teneurs supérieures à la norme (0.05mg/l) au niveau de la plus part

des points de prélèvement ; elles sont comprises entre 0.05mg/l (P22) et 0.45 mg/l (P19). Ces

concentrations importantes du Plomb proviennent de sa fréquente utilisation dans l’industrie, les

rejets accidentels d’hydrocarbures.et des formations géologiques (fig. 33).

Fig. 33: Carte de concentration en Plomb (Pb) en mg/l.

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en Plomb


Légende

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1


-61-

3.3.2. Le Fer (Fe)

Les teneurs en cet élément sont faibles, allant de 0.06 mg/l sur la rive gauche de l'Oued, à

0.46mg/l prés de la zone industrielle (points P19) indiquant l'absence de pollution dans ces eaux.

La présence du Fer est liée au caractère réduit des eaux qui favorisent la libération de cet élément

et aux rejets industriels (fig. 34).

Fig.34: Carte de la concentration en Fer (Fe) en mg/l.

3.3.3. Le Cuivre (Cu)

Le Cuivre est présent dans la nature sous forme de minerais de cuivre natif, de minerais

oxydé ou sulfuré. Dans la région d’étude, les concentrations sont très faibles dans la plupart des

points de prélèvement, elles sont inférieures à la norme (1mg/l) et varient de 0.01mg/l (P 11) à

0.6 mg/l (P 2). La présence de cet élément est due essentiellement aux rejets industriels et à la

géologie (fig. 35).

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en Fer


Légende

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1


-62-

Fig. 35: Carte de la concentration en Cuivre (Cu) en mg/l.

3.3.3. Le Zinc (Zn)

La carte (fig. 36) montre que les concentrations de cet élément varient d'un point à l'autre,

avec un maximum de 0,7 mg/l au forage D32 et un minimum de 0,01 mg/l représente la

concentration au niveau du P22.

Ces valeurs ne reflètent aucune pollution car toutes ces valeurs sont inférieures à la norme

admissible de l’OMS qui est de l'ordre 5 mg/l. L’origine de cet élément serait probablement due

aux rejets de produits de galvanométrie accumulés au alentour des fermes agricoles et à la

géologie.

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

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es

Mar

nes

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iga l

ienn

es

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p2

p3

p10 p11

p12

p19

p22p23 d26

d32d36

pc1

pc2

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en cuivre


Légende


-63-

Fig. 36: Carte de la concentration en Zinc (Zn) en mg/l.

Conclusion

L’étude des caractéristiques physico-chimiques des eaux de la zone d'étude montre qu'elles sont

en relation directe avec les conditions géologiques et les activités anthropiques :

*Du point de vue géologique, la contamination naturelle s’effectue par la dissolution des

formations géologique (évaporitique et carbonatées) responsable, par endroit, des concentrations

excessives en éléments majeurs (Ca, Mg, Na, HCO3, Cl,….).

Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur en zinc


Légende

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p3

p11

p19

p23

d32

pc1


-64-

L’étude hydrochimique Trois faciès dominants Bicarbonaté sulfaté Chloruré La détermination de bilan ionique qui caractérise les formations géologiques principales de site a permis de montrer la dominance des ions carbonatés (Ca++, HCO3

-), le faciès répand dans toute la plaine surtout à l’intérieur. Ainsi que l’existence de phénomène de l’échange de base entre les eaux de la nappe et les formations argileuses

Les teneurs en sulfate montre une évolution progressive dans la direction Sud Ouest vers Nord Est avec des valeurs acceptables sauf le Pc2 (254 mg/l), les concentrations sont faibles, elles ne dépassent pas les normes (250mg/l) presque pour tous les points d’eaux. Elles sont dues aux rejets industriels et à l’influence marine.

Les ions salifères (Na+, Cl-) entrent directement dans l’augmentation de la salinité, ce faciès observé sur les deux rives de l’oued Djendjen du à l’intrusion marine surtout aux périodes estivale ou les apports de l’oued diminue. Au Nord de la plaine la salinité du aux évaporites (halite et le gypse).le résultat de la dernière transgression marine du Mio- Pliocène.

- L’action anthropique est caractérisée par : la pollution urbaine, agricole et industrielle

* L’existence de nombreuses fermes agricoles et l'utilisation massive des fertilisants des sols,

L’usage de produits chimique de traitement des plantes (pesticides) et l'épandage excessif des

engrais chimiques responsables des fortes concentrations en NO3.

* Les installations industrielles, au sein de la plaine, seraient à l’origine de la pollution par les

ETM ; c’est le cas par exemple de rejets industriels de SOGEDIA, Africaverre, la briqueterie et la

zone industrielle d’Ouled Salah (les quelques équipements, acquis avec certaines installations

industrielles, ont été marginalisées, voire complètement abandonnées).

* Les effluents domestiques rejetés dans les cours d’eau sans traitement préalable ; le non respect

des règles d’urbanisme et de préservation de l’environnement lors de la réalisation des ensembles

urbains ; la combustion spontanée et volontaire des déchets se trouvant dans les décharges

sauvages etc..

Sodique Sodique Calcique Calcique


-65-

- La représentation graphique des éléments chimiques selon le diagramme de piper permet de

caractériser les faciès chimiques suivant :

-Le faciès chloruré calcique, le faciès sulfaté calcique et le faciès bicarbonaté sodique

Chapitre VI Evaluation des risques (EDR) sur la santé humaine

-66-

Evaluation des risques (EDR) sur la santé humaine

Introduction

La notion de risque fait appel à celle de nuisance. Une nuisance est tout ce qui

fait du tort, qui agresse et qui perturbe. C'est un produit ou un phénomène susceptible

d'agresser l'homme et la nature en général (la flore et la faune) et d'altérer leur équilibre.

Bien que le terme nuisance soit surtout utilisé pour les produits chimiques et certains

phénomènes physiques, il est possible d'affirmer qu'une nuisance engendre un risque

lorsqu’elle atteint un certain seuil insupportable par l’organisme humain.

Les résultats d’analyses de notre travail montrent un risque de pollution par les métaux

lourds.

L'étude de risque a pour objectif :

• D'identifier les différents types de risques qui peuvent découler de la pollution.

• De quantifier ces risques.

• De définir les buts de réhabilitation pour mettre en conformité le site avec la

réglementation sur l'environnement.

• De déterminer les actions qui vont réduire le risque pour le rendre acceptable.

1. La toxicité des métaux lourds

1-1. Le Plomb (Pb)

Le Plomb est un élément chimique dense et ductile. Il est généralement associé au

Zinc dont le minerai est appelé « galène ».

D’importantes quantités de Plomb sont utilisées dans les batteries et dans les gaines des

câbles électriques, ainsi que dans l’industrie pour garnir les conduites, les réservoirs et les

dispositifs à rayons X. Il est utilisé aussi comme adjuvant dans les essences.

1-1-1. Impact sur la santé Le Plomb est introduit dans le corps sous quelques formes que ce soit est très toxique.

Ses effets se fond généralement sentir après une période d’accumulation du métal dans

l’organisme.

Les enfants sont particulièrement exposés à l’intoxication, même pour des concentrations

minimes : Le Plomb peut retarder le développement moteur, altérer la mémoire et provoquer

des problèmes d’audition et des troubles de l’équilibre. L’empoisonnement par le Plomb se

manifeste par l’anémie, la faiblesse, la constipation, la colique et la paralysie, en particulier

des poignets et des chevilles.


-67-

1-2. Le Fer (Fe)

Le Fer est le métal le plus largement utilisé par l’industrie métallurgique (fonts, aciers,…).

1-2-1. Impact sur l’environnement

Dans l’eau, le Fer est présent avec une concentration très faible peut être augmenté

suite au lessivage des terrains riches en Fer ou à cause d’une pollution industrielle. Le Fer se

trouve dans l’eau sous une forme dissoute ou en solution colloïdale. Cet élément présente un

danger de toxicité assez modéré pour la vie aquatique. Cette toxicité est difficile à préciser

car elle est fonction de l’état chimique du métal et de la présence du précipité de l’hydroxyde

de Fer qui tend à se déposer sur les branchies des poissons et entraîner leur colmatage.

1-2-2. Impact sur la santé

L’ingestion d’une forte dose d’un sel de Fer peut produire une intense des muqueuses

digestives se traduisant par des douleurs abdominales, de vomissement et une diarrhée

souvent sanglante. Les intoxications sévères peuvent entraîner des complications

hémorragiques, des brûlures chimiques de tube digestif pouvant conduire à la mort.

1-3. Le Cuivre (Cu)

C’est un métal mou et ductile de couleur rouge caractéristique. Il existe dans la nature

à l’état pur ou combiné à différents éléments notamment au Soufre. Il est largement utilisé en

plomberie et dans l’industrie électrique.


Concernant les végétaux, une forte dose de Cuivre provoque des lésions réticulaires

des racines et formation de nombreuses radicelles brunâtres. Le Cuivre s’accumule dans le

rhizaderne et dans les parois cellulaires.

Pour les poissons, l’effet toxique du Cuivre est très remarquable, il provoque une altération

des branchies des poissons et retarde la ponte de ces derniers.


Le Cuivre est un élément essentiel pour l’homme. Cependant, de très grosses doses

peuvent avoir des effets sur la santé. Une exposition à long terme à des poussières de Cuivre

peut irriter les sinus, la bouche et les yeux et entraîner des maux de tête, des nausées et des

diarrhées. Il peut aussi entraîner des dégâts au niveau du foie et des reins, voir même un


-68-

décès. L’intoxication chronique est marquée par un amaigrissement et des difficultés

respiratoires surtout pour les enfants en bas age.

1-4. Le Zinc (Zn)

Le zinc est une substance très commune qui est présent naturellement dans l'air, l'eau et le sol,

c’est un élément essentiel (à faibles doses) pour l’organisme humain.


Le zinc en fortes concentrations dans un sol, seul un nombre limité de plantes a des

chances de survivre. C'est pourquoi il n'y a pas beaucoup de diversité des plantes près des

usines manipulant du zinc. Du fait de ces effets sur les plantes le zinc est une sérieuse

menace pour la production des terres agricoles. Enfin le zinc peut interrompre l'activité du

sol, car il a une influence négative sur l'activité des micro-organismes et les vers de terre. De

ce fait, La décomposition de la matière organique peut être sérieusement ralentie


Le zinc est un élément essentiel pour la santé de l'homme. Lorsqu'on absorbe trop peu

de zinc on peut alors avoir une perte de l'appétit, une diminution des sensations de goût et

d'odeur, les blessures cicatrisent lentement et on peut avoir des plaies. Les carences en zinc

peuvent aussi provoquer des problèmes lors des naissances. trop de zinc peut tout de même

provoquer des problèmes de santé importants, comme des crampes d'estomac; des irritations

de la peau, des vomissements, des nausées, de l'anémie.

VI -2. Evaluation des risques des métaux lourds sur la santé

L'étude des risques est basée sur les étapes suivantes :

♦ Définition des concentrations d'exposition.

♦ Estimation des doses journalières d'exposition (DJE).

VI -2-1. Définition des concentrations d'exposition

La première phase de l'analyse des risques consiste à l'estimation des concentrations en

polluants présents dans l'environnement aux différents points d'exposition. Dans le cadre

d'étude, les concentrations employées pour l'estimation des risques sont les concentrations


-69-

des métaux lourds (Plomb, Fer, Cuivre et Zinc) observés dans la plaine alluviale d’oued

Djendjen

2-2. Estimation des doses d'exposition

Après l'estimation des concentrations des métaux lourds, l'analyse des risques

s'appuie sur l'estimation des doses d'exposition des individus à ces derniers

2-2-1. Dose journalière d'exposition (DJE)

La dose journalière d'exposition est la dose de substance reçue par l'organisme

rapportée au poids de l'individu et au nombre des jours d'exposition. Elle a pour but de

définir une quantité de polluant administrée, exprimée en mg/kg/j. Le calcul de la DJE pour

les différents scénarios se déroule toujours en appliquant des équations adaptées pour

chacune des voies d'exposition. Les équations se présentent de la manière suivante :

Tel que :

DJE : Dose journalière d’exposition (mg/kg/j). C : Concentration dans le milieu d'exposition

(mg/ kg). Q : Quantité ingérée (kg). Fsp : Facteur d'absorption. De : Durée d'exposition (années).

Fe : Fréquence d'exposition (j / an). P : Poids de l'individu (Kg). T : Période de temps sur

laquelle l'exposition est moyennée (j).

2-2-2. DJE pour le contact dermique avec le sol L'équation utilisée pour le calcul de la dose journalière d'exposition due au contact

dermique est basée sur des hypothèses de fraction de peau exposée, de la fraction du sol qui

adhère à la peau et des propriétés de la peau à absorber le composant chimique.

La DJE pour la voie d'exposition par contact dermique est estimée par l'équation suivante :

DJE = Cs.Sa.Fs.SL.0,000001.EF.Z/Bw.365

Tel que :

DJE = C.Q.Fsp.De.Fe/P


-70-

DJE : Dose journalière exposée. Cs : Concentration du composé dans le sol (mg/kg). Sa :

Surface de peau (cm2). Fs : Facteur d'adsorption. SL : Facteur climatique (sans dimension). EF :

Fréquence d’exposition (j/an). Z : Poids du corps (Kg). Bw : Fraction de peau exposée.

2-2-3. Dose journalière acceptable (DJA)

La dose journalière acceptable présente la quantité de substance chimique qui peut

ingérer un homme par jour au cours de sa vie sans aucun risque appréciable pour sa santé.

3. Estimation du risque

L'estimation du risque est différente en fonction de la substance qui est cancérigène ou non

Cancérigène.

3-1. Estimation du risque non cancérigène

L'estimation du risque non cancérigène est exprimée par le rapport entre la dose

journalière

D’exposition (DJE) et la dose journalière acceptable (DJA).

Le rapport est appelé indice de risque (IR) :

Si « IR » est inférieur à 1, alors le risque toxique est considéré comme acceptable.

3-2. Estimation du risque cancérigène

L’introduction des données dans le logiciel RISK4 nous a permis de dégager les

observations suivantes (notons que pour le Zinc et le Cuivre seules les valeurs maximales pour

chaque point ont été utilisées):

Le risque cancérigène est estimé par la notion d’excès de risque individuel (ERI) qui est

obtenu par multiplication de la dose journalière d'exposition par l'excès de risque unitaire

(ERU); soit une probabilité d'attraper un cancer de 1 sur 1 million comme niveau de risque

certainement acceptable. Si par contre la valeur atteint 10-4, le risque sera considéré comme

certainement inacceptable en termes de santé publique.

Dans ce travail, nous avons pris en considération ces risques pour les populations des

agglomérations de la plaine d’oued Djendjen (Usage : eaux souterraines).

IR = DJE/DJA


-71-

Les résultats obtenus par le logiciel RISK 4 sur les deux catégories de la société (adultes et

enfants) sont illustrés dans le tableau (N° 21) et les figures (N° 38 à 41) suivants

correspondants à chaque élément :

Tab 21: Indice du risque total pour l’usage des eaux souterraines

3-2-1.Indice du risqué pour le Zinc

Fig. 37: Histogramme de l’indice de risque pour le Zinc au point D26

point d'eau

Indice du Risque Zn Cu Pb

enfant adulte enfant adulte enfant adulte

P2 5,2 *10 - 4 2,5 *10 - 1 1,8 *10 -1 8,4 *10 -2

P3 6,2 *10 -1 2,9 *10 -1 P10

P11 1,2 5,4 *10 -1

P12 3,6 *10 -1 1,7 *10 -1 P19 1,9 1,9

P22 4,4 *10 -1 2,1 *10 -1 P23

D26 1,7 *10 -2 8 *10 -3 8,9 *10 -1 4,2 *10 -1

D32 1,8 *10 -1 8,4 *10 -2

D36 5,3 *10 -1 2,5 *10 -1

PC1 9,8 *10 -1 4,6 *10 -1

PC2 6,2 *10 -1 2,9 *10 -1

Enfant Adulte


-72-

La contamination par le Zinc ne présente aucun risqué pour les deux catégories (Enfant et

Adulte).l’IR est inférieur à 1 ; il est de 1.7x10 -2 ,8x10 -3 pour l’enfant et l’adulte respective

3-2-2.Indice du risqué cuivre

Fig. 38: Histogramme de l’indice de risque pour le Cuivre au point P2

Le risque du cuivre est identique à celui du Zinc, il est acceptable pour l’enfant et l’adulte.

3-2-3.Indice de risque Plomb

Indice de risque

Fig. 39: Histogramme de l’indice de risque Fig. 40: Histogramme de l’indice de risque pour Le Plomb au point P19 pour Le Plomb au point P11

Enfant Adulte

Enfant Adulte Enfant Adulte

Risque de plomb


-73-

Dans le cas du risque par le plomb on a traité touts les points séparément; les résultats sont

les suivants :

L’IR est acceptable pour tous les puits et les forages à l’exception du P19 qui montre un

risque inacceptable pour les deux catégories, Cependant L’IR dans P11 est inacceptable pour

l’enfant et acceptable pour l’adulte.

3-3. Répartition de risque du plomb pour les enfants et les adultes dans la plaine

alluviale de l’oued Djendjen

Les cartes (fig. 41 et 42) de l’IR montrent que l’usage des eaux souterraines de la

zone centrale de la plaine (P19, P11) représente un risque inacceptable pour les deux

catégories (enfant, adulte).

Donc il est urgent de vérifier la source de pollution de cette zone et de remédie à ce problème

par les moyens appropriés.

Conclusion

Le traitement des données chimiques (métaux lourds) par le logiciel RISK4 pour les eaux

souterraines, montre que l’IR est acceptable pour le Zinc et le cuivre car les concentrations

sont tolérables pour les deux catégories ; enfant et adulte, le plomb, par contre, il présente des

Mer Méditérranée

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L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur du Plomb "enfant" (mg/l)


Légende

1

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393

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395

p2

p3

p10 p11

p12

p19

p22p23 d26

d32d36

pc1

pc2Mer Méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

L'échelle

0 1 2 Km

Courbe isoteneur du Plomb "adult" (mg/l)


Légende

1

779 780 781 782 783 784 785 786

387

388

389

390

391

392

393

394

395

p2

p3

p10 p11

p12

p19

p22p23 d26

d32d36

pc1

pc2

Fig.41 : Carte d’IR du plomb pour adulte

Fig.42 : Carte d’IR du plomb pour enfant


-74-

indices de risques acceptables à l’exception du (P 19) où l’IR est inacceptable pour l’enfant et

l’adulte. L’IR est inacceptable pour l’enfant au niveau du (P 11) mais il est acceptable pour

les adultes.

Cette étude nous a permis de mettre en évidence la présence d’un gradient de contamination

métallique amont-aval dans les eaux de la plaine. Les polluants sont présents à des

concentrations d’importance variable d’un point de prélèvement à l’autre. Il faut noter que les

deux puits : (P11 et P19) montrent une contamination significative par le plomb.

A titre de recommandation, il est impératif de remédier à ce problème par des moyens

appropriés à savoir le traitement préalable des rejets au niveau de chaque industrie.

Chapitre VII Vulnérabilité à la pollution

- 75 -

Vulnérabilité des eaux à la pollution

1-Introduction

La pollution de l’eau est une altération des qualités naturelles (physiques et chimiques)

d’une eau. C’est à la fois l’action et les processus de dégradation des qualités de l’eau. La

pollution des eaux souterraines entraîne le risque permanent de limitation de cette ressource dans

un proche avenir. Elle résulte essentiellement de l’activité humaine indépendamment de la

détérioration naturelle liée aux facteurs géologiques. Dans ce contexte l’étude de la vulnérabilité

à la pollution du système aquifère pourrait prévenir les risques de contamination et par là même

orienter le mode de gestion et d’exploitation des eaux souterraines.

2- Mécanismes de pollution des eaux souterraines :

Le transport des polluants et leur évolution dans le sol et le sous-sol, sont déterminés par

les trois comportements de l’aquifère : hydrodynamique, hydrochimique et hydrobiologique. Leur

connaissance est essentielle pour la compréhension de la propagation et l’évolution des polluants,

de la surface du sol aux lieux d’utilisation. Le cheminement des eaux s’effectue en quatre étapes

(fig. 43).

2.1-- Introduction du polluant dans le sol :

L’introduction de polluants crée des foyers de pollution par épandages à la surface du sol

ou enfouissement à des profondeurs plus au moins grandes dans le sous-sol. Un cas

particulièrement grave est celui des rejets sur dans le karst.

Ils deviennent solutés et avec des vitesses de déplacement souvent différentes de celles des eaux

souterraines. L’intensité de la pollution dépend du type de sol, de la dose de polluant et de la

condition climatique (précipitation en particulier).

2.2- Migration et évolution du polluant en zone non saturée :

Le soluté, ayant franchi la surface du sol, se déplace selon une direction subverticale

jusqu’à la surface piézométrique. Il traverse la zone non saturée, caractérisée par la présence d’air

(oxygène), de minéraux argileux, de matière organique (humus), d’acides humiques, etc. Cette

zone non saturée joue un rôle primordial par son pouvoir d’autoépuration naturel.

2.3- Propagation de la pollution :

Les mécanismes de transport du soluté dans l’aquifère sont complexes, conséquences de

l’hétérogénéité du réservoir. La direction à une composante latérale prédominante. Des études sur


- 76 -

modèles physiques et sur terrains, ont mis en évidence une dispersion à la verticale du foyer de

contamination, puis un étalement latéral dans le sens de l’écoulement d’eau souterraine. Dans

l’aquifère, en raison de l’absence d’oxygène, de matière organique et de micro-organismes, le

rôle épurateur est très réduit. Pratiquement seul la dilution agit. Celle ci est d’autant plus

importante que le débit de la nappe est élevé. Donc l’importance du renouvellement est favorable

à l’élimination de la pollution.

Fig.43 : Origine, transport et évolution du polluant (d’apré Boufakane 2005)

3 - Concepts de vulnérabilité :

La notion de vulnérabilité, liée au risque de pollution des eaux souterraine, englobe à la

fois celle d’agression et de défense (Suais et Al, 1983 ; Brelot et Al, 1996).

- La vulnérabilité des nappes correspond à leur sensibilité aux différents facteurs physiques

stables dans la mesure où elles sont plus ou moins exposées à la pollution à partir de la surface du

sol. Elle étudie les possibilités de propagation du polluant dans le sol (Albinet, 1989).

- La vulnérabilité liée au risque de pollution est déterminée par la facilité de pénétration des

substances polluantes s’infiltrant à partir de la surface du sol vers la nappe (Robins et Al, 1989 ;

Indjoudar 2003). La vulnérabilité dépend du type de la nappe, libre ou captive, et du mode de

circulation de l’eau dans l’aquifère :

- Les nappes libres sont les plus vulnérables. Les nappes captives en revanche sont mieux

protégées par les couches imperméables qui les surmontent. Pour atteindre une nappe libre en


- 77 -

milieux poreux, les polluants transportés par les eaux d’infiltration doivent franchir de nombreux

obstacles :

* Le sol : où l’activité chimique et microbiologique est intense (oxydation, réduction, etc.). De

nombreux corps y sont modifiés chimiquement, les polluants organiques peuvent être métabolisés

et minéralisés. Néanmoins, cette biodégradation peut aboutir à des corps métabolisés au moins

aussi toxiques que les polluants d’origine.

* La zone non saturée : elle joue aussi un rôle dans la filtration et la rétention de certaines

substances. Cette action est d’autant plus efficace que la granulométrie est plus faible.

* La zone saturée : La filtration se poursuit dans le milieu poreux de la nappe ; le polluant est

dilué dans la masse d’eau.

On voit que la protection de la nappe sera d’autant meilleure que le sol et la zone non saturée sont

épais, que leur granulométrie est fine et que la vitesse de percolation de l’eau dans la nappe est

faible. En revanche, ce type de nappe (libre) une fois contaminée par un polluant, le restera

longtemps. Les nappes alluviales sont en connexion hydraulique avec le cours d’eau, la qualité de

leur eau dépend de celle de la rivière. Comme pour le sol, les matériaux tapissant le fond de la

rivière jouent le rôle de filtre.

Dans tous les cas, la pollution des eaux souterraines est favorisée par certains aménagements et

pratiques :

* Interventions favorisant l’infiltration dans la n appe : forages et puits sans précaution,

ouverture de gravières, puits perdus pour infiltrer les eaux usées, etc.,

* Mauvaise gestion des eaux de ruissellement : suite à l’imperméabilisation de grandes

surfaces (villes, routes), aux drainages agricoles et des eaux usées.

* Modification des pratiques agricoles : remplacement de prairies par des cultures intensives

(remembrement, suppression de haies, du bocage, sols mis à nu pendant l’hiver).

4- Méthodes d’évaluation de la vulnérabilité :

Les premières cartes de vulnérabilité furent élaborées par des chercheurs français au début

des années 70 (Albinet et Margat, 1970). Elles ont été ensuite expérimentées dans d’autres pays

du monde. Le principe de leur élaboration consistait à réaliser la synthèse de quelques paramètres

ayant une influence majeure dans la vulnérabilité des aquifères. Depuis une vingtaine d’années,

plusieurs méthodes ont été proposées et expérimentées, afin d’aboutir à une caractérisation

simple et précise de la vulnérabilité.


- 78 -

La littérature afférente au sujet montre l’existence de plusieurs méthodes d’évaluation et de

cartographie de la vulnérabilité des nappes aux risques de pollution.

5-Aspect théorique et pratique de la méthode "Drastic" :

5.1- Introduction :

La méthode "Drastic" a été développée par l’association NWWA (National Water Well

Association) pour le compte de l’USEPA (U.S. Environnementals Protection Agency).

Conçue entre 1983 et 1987, dans le but d’offrir une base pour l’évolution du potentiel des eaux

souterraines, cette méthode à été testée et appliquée à douze régions hydrogéologiques des

Etats-Unis d’Amérique (Fréchette, 1987).

Elle est basée sur un système de cotation numérique et permet l’établissement des cartes de

vulnérabilité qui sont la synthèse des connaissances lithologiques, pédologiques et

hydrogéologiques d’une région. Son application nécessite néanmoins la vérification de certaines

conditions d’application :

- La source de pollution potentielle est localisée à la surface du sol ;

- Les polluants sont entraînés depuis la surface du sol jusqu’à la nappe par l’infiltration efficace ;

- Dans le cas où la source de pollution serait située en profondeur dans le sol, la méthode

demeure valable en modifiant les paramètres affectés par la position de la source de pollution.

5.2- Les paramètres de la méthode "Drastic" :

La particularité de cette méthode réside dans l’attention particulière qui est accordée par

les concepteurs, aux 7 paramètres physiographiques et hydrogéologiques qui sont :

▪ La profondeur du plan d’eau dans l’aquifère (D)

▪ La Recharge nette (R)

▪ Le type d’Aquifère (A)

▪ Le type de Sol (S)

▪ La Topographie (T)

▪ L’impact de la zone vadose (I)

▪ La Conductivité hydraulique (C)

Les initiales de ces paramètres forment le terme "DRASTIC" .

5.3- Système de cotation :

L’indice Drastic est basé sur l’évolution des 7 paramètres suscités. Chaque paramètre est

assigné d’un poids relatif fixe dont la valeur, compris entre 1 et 5, correspond à son importance

dans le processus d’atténuation des substances contaminantes.


- 79 -

Un paramètre prépondérant se voit assigner un poids de 5 alors qu’un paramètre ayant moins

d’impact sur le devenir d’un contaminant est assigné d’un poids de 1 (Tab.21)

Tab.21: Les 7 paramètres "Drastic" et leur poids

Symbole Paramètres Poids D Profondeur de l’eau 5

R Recharge efficace 4

A Milieu aquifère 3

S Type de sol 2

T Topographie 1

I Impact de la zone vadose 5

C Conductivité hydraulique 3

Une cote 1 correspond aux conditions de moindre vulnérabilité alors qu’une cote de 10 reflète les

conditions les plus propices à la contamination.

Un indice Drastic partiel propre à chaque paramètre est alors déduit en multipliant sa cote par son

poids relatif.

Indice partiel = poids X cote

L’indice Drastic global résulte de la somme pondérée des indices partiels correspondant à chaque

paramètre.

Indice Drastic général = (Dc.Dp) + (Rc.Rp) + (Ac.Ap) + (Sc.Sp) + (Tc.Tp) + (Ic.Ip) + (Cc.Cp)

D’où : D, R, A, S, T, I, C, des paramètres,

c : cote du paramètre considéré,

Dc : est la cote du paramètre D et Dp est son poids.

5.4- Interprétation de l’indice Drastic :

L’indice de vulnérabilité Drastic représente une évolution du niveau de risque de

contamination d’une formation aquifère. Ce risque augmente avec la valeur de l’indice. Celui-ci

peut prendre une valeur maximale de 226 et une valeur minimale de 23.

Le principal de cette représentation consiste à diviser la valeur indicielle de chaque zone par le

score maximum pouvant être atteint (226) en le multipliant par 100 afin d’exprimer la

vulnérabilité en pourcentage.

6- Concept d’unité hydrogéologique :


- 80 -

L’application de la méthode Drastic permet d’identifier plusieurs unités hydrogéologiques

pour une région donnée. Ces unités sont obtenues après superposition des différentes zones

caractérisées chacune par un indice partiel propre à chacun des paramètres Drastic. Les unités

hydrogéologiques se distinguent alors par leurs valeurs du degré de vulnérabilité défini par

l’échelle d’évaluation de la vulnérabilité.

*De plus, sur les cartes de vulnérabilité, une unité hydrogéologique correspondant à une zone

géographique bien délimitée pouvant être subdivisée en plusieurs sous-unités qui diffèrent entre

elles par un ou plusieurs indices Drastic partiels de un ou plusieurs paramètres.

*Les unités hydrogéologiques sont identifiées par une transcription qui englobe une lettre

représentant le numéro de code du bassin versant (À, B, C, etc.), un chiffre qui identifie l’unité

hydrogéologique proprement dite et un autre chiffre, porté en indice, identifiant la sous-unité

(Exemple : unité 2A1, 2A2, 2A3, etc.).

7- Description des paramètres Drastic :

7.1- Profondeur de l’eau :

C’est un paramètre déterminant dans le contrôle du transfert de l’atténuation du polluant

dans la zone non saturée. Dans le cas d’une nappe libre, la profondeur de l’eau représente la

portion du sol entre la limite de la couche végétale et la surface piézométrique libre de la nappe.

*Dans le cas d’une nappe captive, la profondeur de l’eau représente la tranche de sol entre la

couche végétale et le toit de l’aquifère. Ce paramètre, difficile à évaluer, nécessite souvent des

mesures de terrain. Dans le cas d’une nappe semi-captive, c’est à l’utilisateur de décider de

travailler avec les conditions d’une nappe libre ou captive, en se basant sur des arguments

valables et précis.

7.2- Recharge nette :

La recharge nette, correspondant à l’infiltration efficace, est le seul paramètre responsable

de la réalimentation des nappes. Elle représente ainsi le moyen de transfert du polluant de la

surface du sol vers le milieu aquifère. La vulnérabilité des nappes augmente alors avec

l’accroissement des infiltrations. Cependant, cette conclusion prête à confusion dans la mesure où

une recharge importante saturerait le sol et la zone vadose, provoquant ainsi une dilution des

polluants. Par ailleurs, la recharge reste liée à plusieurs facteurs climatologiques, géologiques,

topographiques et hydrologiques. Elle peut être estimée à partir des équations du bilan

hydrologique ou déduite de la différence de charge des nappes entre les périodes de hautes et

basses eaux. Pour un aquifère donné, la recharge nette ne correspond pas seulement à la part de

l’infiltration des précipitations, il faut inclure aussi l’infiltration des eaux d’irrigation, des eaux de


- 81 -

ruissellement (relation oued-nappe), des eaux provenant d’autres horizons aquifères situés en

profondeurs ou latéralement par rapport à la nappe concernée et éventuellement de l’alimentation

artificielles des nappes.

7.3- Nature du matériel aquifère :

Le milieu aquifère, ou zone saturée est le lieu approprié où peuvent être stockées des

quantités d’eaux importantes. Son rôle dans l’atténuation du polluant dépend de la nature

lithologique et texturale des formations qui constituent le milieu aquifère. Le potentiel de

pollution est proportionnel au degré de porosité des terrains qui constituent l’aquifère, en

particulier la perméabilité d’interstices et des fissures.

Les concepteurs de la méthodologie Drastic ont arrêté une liste de formations aquifères de nature

lithologique différente :

a) Argiles massives (argiles schisteuses ou massives) : ce sont des roches sédimentaires à grains

très fins (lutites) contenant au moins 50 % de minéraux argileux. En effet, la structure très fine

des grains réduit considérablement leur perméabilité. Le potentiel de pollution y est généralement

très faible.

b) Roches métamorphiques et ignées : ce sont également des roches à faible porosité.

Cependant, des aquifères peuvent se former dans les niveaux superficiels de ce type de roches qui

sont généralement altérées, mais également dans les horizons fracturés. De ce fait, le degré de

vulnérabilité de ces roches est sensiblement lié à leur degré de fracturation ou d’altération.

c) Till : c’est une roche formée par la stratification de particules d’argile, sable et gravier,

généralement de faible perméabilité. Le potentiel de pollution est fonction du taux de fissuration.

d) Grès massifs : ce sont des roches sédimentaires formées essentiellement de grains de quartz.

Le potentiel de pollution est contrôlé par la présence de fissures et le degré de porosité du grès.

e) Calcaires massifs : ce sont des roches sédimentaires carbonatées formées essentiellement de

calcites. Leur perméabilité, qui détermine leur sensibilité aux polluants, est strictement liée à leur

densité de fissuration.

f) Sables et graviers : ils forment généralement les remplissages de vallées et constituent,

généralement, d’excellents réservoirs d’eau souterraine. Leur degré de vulnérabilité dépend en

fait de la répartition des pourcentages de gravier et de sable ainsi que de la présence ou non

d’argiles qui sont souvent associés à ces dépôts.

g) Calcaires karstiques : ce sont des calcaires à fissures élargies par l’action corrosive des eaux.

Ces fissures larges (ou karst) sont le siège de circulations importantes d’eaux à très grande

vitesse, ce qui augmente considérablement leur vulnérabilité à la pollution.


- 82 -

h) Basaltes : ils possèdent une forte porosité résultant d’un important taux de fissuration à

l’origine d’un potentiel de pollution souvent élevé.

7.4- Type de sol :

On s’intéresse à la couche végétale du sol de 1 à 2.5m d’épaisseur, siège d’une activité

biologique et chimique intense. Le sol au sens pédologique résulte de l’altération des roches

mères. Le SCS « Soil Conservation Service » a établi en 1984 une classification des sols sur la

base du potentiel de pollution décroissant :

▪ Peu épais ou absent.

▪ Graviers.

▪ Sables.

▪ Tourbes, matières organiques non décomposés.

▪ Couches très minces et/ou en association de couches d’argiles.

▪ Terres grasses limono-sableuses.

▪ Terres grasses équilibrées en argiles, limons et sables.

▪ Terres argileuses, limono-argileuses.

▪ Matières organiques décomposées.

▪ Argiles non épaisses et non en association.

*L’attribution d’une cote standardisée pour le type de sol repose essentiellement sur la

granulométrie. Une cote élevée, reflétant des conditions de haute vulnérabilité, est attribuée aux

sols caractérisés par des particules grossières. La classification d’un sol dépend des capacités de

l’utilisateur, car le sol est formé par différents niveaux ou "horizons" qui ne sont décrit que par

l’analyse des profils pédologiques. Pour la sélection d’un type de sol, il est recommandé de :

*-Consulter la carte générale de l’occupation du sol.

*-Définir les grandes classes de type de sol.

*-L’adaptation de la texture du sol à la classification du SCS.

7.5- Topographie :

La variation de la pente des terrains contrôle la possibilité d’infiltration des polluants. On

considère que les terrains dont la pente est supérieure à 18% sont caractérisés par une

prédominance des ruissellements permettant une évacuation des substances polluantes vers l’aval.

Tandis que les secteurs de pente comprise entre 0 et 6% favorisent l’infiltration d’eau

éventuellement polluée.


- 83 -

7.6- Impact de la zone vadose :

La zone non saturée de l’aquifère constitue souvent le siège des processus de

biodégradation, de filtration, de précipitation, de volatilisation, de dispersion et d’atténuation du

polluant. Ces processus sont d’autant plus importants que la perméabilité des terrains de la zone

non saturée est faible. Cette perméabilité est étroitement liée à la nature lithologique, à la

granulométrie et au degré de fissuration des terrains.

7.7- Conductivité hydraulique :

C’est l’aptitude d’un aquifère à permettre le mouvement de l’eau, sous l’effet d’un

gradient hydraulique donné dont la direction diffère généralement de celle de l’écoulement.

Ce paramètre est étroitement lié à la granulométrie des formations aquifères, il peut ainsi être

calculé directement à partir de mesures de terrain ou encore être estimé à partir de la lithologie

des formations aquifères.

8- Construction de la carte de vulnérabilité : (ALLER et AL, 1987)

L’établissement d’une carte de vulnérabilité selon la méthode Drastic se fait selon les

étapes suivantes :

1. Constitution d’une banque de données, de la région d’étude sur la base d’un inventaire du

patrimoine documentaire (une bonne recherche bibliographique permettant d’évaluer les

paramètres, d’investigations éventuelles des terrains pour compléter ou actualiser certaines

données (telle que la profondeur de l’eau qui varie en fonction des saisons).

2. Attribution d’une cote à chaque paramètre, qu’est multiplié par un poids relatif.

3. Elaboration d’une carte thématique pour chacun des paramètres considérés.

4. Délimitation sur la carte des zones en fonction des intervalles établis par le système de cotation

Drastic.

5. Affectation d’une couleur pour chaque carte thématique du paramètre considéré.

6. Réalisation d’une série de superpositions de sept couches afin de visualiser les intersections

des grandes unités hydrogéologiques ainsi que les sous-unités correspondantes.

7. Calcul de l’indice de vulnérabilité général pour chaque unité hydrogéologique obtenue et

chaque sous unité déduite.

8. Représentation des limites des différentes unités hydrogéologiques sur un fond topographique

et report à l’intérieur de ces unités de leurs numéros d’identification ainsi que la valeur de l’indice

général de la vulnérabilité correspondant ;

9. Identification des unités qui ce fait par une lettre et des chiffres.


- 84 -

10. L’attribution des couleurs conventionnelles aux différentes unités hydrogéologiques,

permettra de lire la carte synthétique de vulnérabilité ainsi qu’une visualisation graduelle du

degré de vulnérabilité : les couleurs rouge, orange, et jaune indiquent les sites à fort potentiel de

vulnérabilité et les couleurs bleu, indigo et violet caractérisent les zones moins sensibles.

9-Application :

9.1-But de l’étude

L’accroissement des pollutions urbaines et l’évolution du biseau salé, dans les zones

côtières, constituent un fléau pour la qualité et la quantité des ressources en eaux de la région de

Jijel. Le modèle "Drastic", attribuant un « poids » à sept paramètres hydrogéologiques essentiels,

permet d’étudier ce phénomène et d’établir, pour un aquifère donné, des cartes de vulnérabilité

d’une nappe à la pollution, tout en identifiant les principales zones à risques. Un exemple de cette

méthode est appliqué ici à la plaine alluviale de l’oued Djendjen.

*Après avoir étudié et cartographié les différents paramètres hydrogéologiques de la nappe,

utilisés par la méthode "Drastic", nous allons, cette partie, faire l’inventaire des principales

sources de pollution et des activités éventuellement polluantes, de la région.

*L’établissement de cartes de vulnérabilité et des sources de pollution, en vue de l’élaboration de

la carte sur les risques de pollution, est un moyen efficace pour fixer les périmètres de protection

des champs de captages d’eau potable.

9.2- Intérêt de la carte de vulnérabilité de la plaine de l’oued Djendjen :

La carte de vulnérabilité de la plaine alluviale de l’oued Djendjen offre un aperçu sur la

répartition spatiale du degré de vulnérabilité des sols et sous-sols en différentes zones de la région

étudiée et, conjointement aux cartes d’inventaire des sources de pollution et de l’évolution de

biseau salé, on peut procéder à des zonations. Chaque zone donnant un aperçu sur le site et sa

plus ou moins grande susceptibilité aux risques de pollution des eaux souterraines.

9.3- Acquisition des données :

Pour l’application de la méthode "Drastic", il nous a fallu d’abord, rassembler le

maximum d’informations sur ce sujet et la région étudiée. Les données nécessaires à l’estimation

des paramètres caractérisant la vulnérabilité, ont été constituées, grâce à la compilation de

différentes études hydrogéologique, géomorphologique, hydroclimatologique, pédologique et

géophysique, de la plaine alluviale de l’oued Djendjen.

9.4- Description des paramètres et réalisation des cartes thématiques :


- 85 -

Pour chacun des sept paramètres utilisés par la méthode "Drastic", une carte thématique

est réalisée. Sur chacune de ces cartes, sont délimitées les zones caractérisées par un indice de

vulnérabilité partiel du paramètre correspondant.

9.4.1- Le paramètre "Profondeur de l’eau (D) " :

L’évaluation de ce paramètre a été faite sur la base des plus récentes mesures

piézométriques, effectuées en Mai 2003. Ces mesures montrent que le niveau piézométrique de la

nappe varie de 28 m en bordures de la plaine (notamment à l’Ouest) et 0.80 m au Nord, sur la

bande côtière, de part et d’autre de l’embouchure. Ces différentes valeurs permettent de

distinguer quatre zones, en forme d’entonnoir, emboîtées les unes dans les autres, et ouvert sur la

mer (Fig.44). Chaque zone est affectée d’un indice de vulnérabilité partiel (ID), relatif au

paramètre "Profondeur du niveau statique". On distingue :

▪ Une petite zone située près de l’embouchure de l’oued Djendjen, où la profondeur de l’eau est

inférieure à 1.5 m, d’indice de vulnérabilité partiel, d’une valeur de 50.

▪ Le reste de la bande côtière et une partie de la zone centrale, sont caractérisées par une

profondeur du toit de la nappe comprise entre 1.5 et 4.5 m. Leur indice de vulnérabilité partiel est

de 45.

▪ Une zone (occupe la majeure partie de la plaine) prolongeant la précédente vers l’intérieur des

terres dans l’axe de la vallée, dont la profondeur de l’eau varie entre 4.5 et 9 m et d’indice partiel

de 35.

▪ La quatrième zone (située latéralement, aux extrémités Est et Ouest de la plaine), enveloppant le

tout, jusqu’au domaine d’affleurement des marnes du Burdigalien. Le toit de la nappe s’y

approfondit progressivement de 9 à 15 m et l’indice de vulnérabilité partiel correspondant,

évoluent à 25.


- 86 -

780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

Mer méditérranée

Marnes burdigaliennes

Echelle ;

Km0 1 2


valeurs du paramètre "D"

0 < D < 1.5 m ID = 50

1.5 < D <4.5 m ID = 45

4.5 < D < 9.5 m ID = 35

Oued djendjen

9 < D< 15 m ID = 25

Fig.44: Carte du paramètre « D » (profondeur de l’eau)

9.4.2- Le paramètre "Recharge efficace (R) " :

La recharge efficace joue un rôle déterminant dans le transfert de la lame d’eau depuis la

surface du sol jusqu’à l’aquifère sous-jacent. Ce paramètre est particulièrement difficile à évaluer

lors des études hydrogéologiques. Pour l’estimation de ce paramètre dans la nappe alluviale de

l’oued Djendjen, nous avons utilisé les résultats de bilans hydriques établis par plusieurs auteurs

(Thornthwaite et Turc…..etc). La carte du paramètre "Recharge nette", ainsi obtenue (Fig.45),

montre trois domaines d’indices de vulnérabilité partiels (IR) distincts:

▪ L’un, couvrant la majeur partie de la plaine où, selon un rapport de l’ANRH et du fait de la

nature lithologique essentiellement sableuse des affleurements, la lame d’eau de réalimentation

varie entre 100 et 180 mm/an. Elle est affectée un indice de vulnérabilité partiel de 24 ;

▪ L’autre, coïncidant avec le lit de l’oued, signalé par une forte réalimentation, dépassant

250 mm/an (selon le rapport de l’ANRH). L’extrémité Sud Ouest de la plaine qui reçoit

l’infiltration de la pluie et des eaux de ruissellement des reliefs environnants et des résurgences

de piémonts, présente des caractéristiques similaires. Ces deux zones alors attribuées un indice de

vulnérabilité partielle de 36, ce qui est considérable.


- 87 -

▪ Le troisième domaine occupe les piémonts des marnes burdigaliennes avec une réalimentation

faible de 50 à 100 mm/an, l’indice partiel est de l’ordre de 1

Fig.45 : Carte du paramètre « R » (recharge efficace)

9.4.3- Le paramètre "Nature du matériel aquifère (A) " :

La description du matériel constituant la zone saturée et non saturée, a été réalisée grâce à

la notice explicative de l’esquisse géologique de la région et des coupes géologiques, et

lithologiques des forages captant l’aquifère. Les rapports de prospections géophysiques et les

coupes géo-électriques interprétatives ont été également exploités.

Il ressort de la compilation des tous ces documents, que le remplissage alluvial de la plaine est

constitué d’un mélange de graviers, sables, galets, cailloutis conglomérats, argiles rouges et, sur

les bordures latérales, par des formations marneuses. Le matériel perméable est donc

prédominant. Conformément à la nature sableuse et graveleuse de l’aquifère, la carte relative à ce

paramètre (Fig.46), montre pour l’ensemble de la plaine, hormis ses bordures latérales, un "indice

Drastic" élevé, variant entre 24 à 27. Seule la bande située au Nord Est de Bouhamdoune, où

prédominent des affleurements d’argiles rouges, cailloutis et conglomérats présente un indice

partiel moyen, de 15

779 780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

0 1 2

Ehelle;

Km

R > 25 cm/an IR = 36

10 < R < 18 cm/an IR = 24

04 < R < 10 cm/an IR = 12

Valeurs du paramètre "R";

Oued djendjen

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mer méditérranée


- 88 -

Fig.46 : Carte du paramètre « A » (matériels aquifères)

9.4.4- Le paramètre "Nature du sol (S)" :

La carte de répartition des sols a été établie à l’aide des résultats de l’étude pédologique de

la région de Jijel, réalisée par la Direction des Services Agricoles de la wilaya de Jijel, en 1993.

Les premières tentatives de classifications ont d’abord pris en considération les caractères des

profils pédologiques de façon indépendante les uns par rapport aux autres. Elles ont alors essayé

de les classer par ordre d’importance décroissante, de façon à définir les niveaux successifs des

unités. De nombreuses difficultés étant apparues, les tentatives plus récentes ont, au contraire,

tenté de relier les caractères de base entre eux, de façon à définir un certain nombre de familles à

parenté génétique certaine (ordre de classes), le caractère synthétique des classifications c’est

donc affirmé de plus en plus nettement (P. Duchafour, 1977).

La carte de répartition des sols fait ressortir plusieurs types de sol qui ont été reconnus par

l’analyse des profils pédologiques :

* Sols peu évolué : Ils sont caractérisés essentiellement par la faible altération du milieu minéral

et dans la majorité de cas, la faible teneur en matière organique. Ils sont de deux types :

▪ Sols d’apport alluviaux : situés dans le lit de l’oued Djendjen et ses zones d’épandages ;

779 780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

Mer méditérranée


Echelle ;

Km0 1 2


valeurs du paramètre "I"

sables grossiers et graviers IA = 27

argiles ,sables et graviers IA = 24

Argiles ,matériaux grossiérs IA = 15

Oued djendjen


- 89 -

▪ Sols d’apport colluviaux : formés sur des matériaux du Quaternaire récent. On les trouve au

piémont des formations marneuses. Ces sols colluviaux récupèrent les eaux des flancs de la

gouttière topographique parcourue par l’oued.

* Sols salsodiques : Ils occupent la bande littorale. La source de sodium est alors due à l’invasion

d’eau salée. Dans ces sols salsodiques, la fraction sableuse est très importante.

* Sols minéraux bruts : Ils résultent d’affleurement de roches qui n’ont pas subi d’évolution

pédologique. Ces sols minéraux bruts, d’apport alluvial, se sont formés sur des dépôts très récents

de l’oued Djendjen et se rencontrent sur les bras morts de l’oued.

* Sols hydromorphes : Ces sols sont développés sur les cotés latéraux de la plaine, qui sont à

faciès souvent argileux ou argilo-limoneux. Ils sont caractérisés par un régime hydrique

particulier qui oriente les processus évolutifs et confère au profil des caractères pédologiques qui

l’opposent aux profils développés en conditions comparables, mais en milieu drainé.

Pour affecter ces sols d’un indice Drastic, on utilise les tables de cotations, destinées à cet effet.

Elles permettent de classer les sols en fonction de leurs textures et d’attribuer à chaque type,

l’indice de vulnérabilité partiel (Is) correspondant. Les résultats obtenus (Fig.47) montrent:

▪ Des sols argileux et limono-argileux, couvrant la périphérie de la plaine et notamment la rive

droite de l’oued. Constituant une relative protection de la nappe contre les risques de pollution,

Ces sols sont affectés d’un indice de vulnérabilité partiel faible, d’une valeur de 6.

▪ Des sols limono-argilo-sableux et sablo-limoneux, plus perméables, occupant la partie médiane

de la plaine à gauche de l’oued. On leur attribue un indice de vulnérabilité partiel IS=10.

▪ Le lit majeur de l’oued principal (Djendjen) est affecté d’un indice de 12 ;

▪ Les dunes côtières, susceptibles de propager rapidement la contamination (biseau salé), sont

affectées d’un indice "Drastic" partiel élevé (IS = 18).

▪ Enfin, le lit mineur de l’oued Djendjen et les zones où la nappe est sub-affleurante sont affectés

d’un indice de 20.


- 90 -

Fig.47 : Carte du paramètre « S » (nature du sol)

9.4.5- Le paramètre "Topographie (T) " :

La plaine alluviale de l’oued Djendjen est relativement plane, présentant des pentes

faibles, n’excédant pas 0.38 %. Elle est en forme de gouttière très évasée, légèrement déprimée

dans sa partie axiale, inclinée vers le nord et s’ouvrant sur la mer Méditerranée.

La carte des pentes a été réalisée à l’aide des cartes topographiques au 1/50 000ème et

1/25000ème de Jijel et de Texanna. Dans la carte du paramètre "Topographie" (Fig.48), la plaine

est assignée d’un indice de vulnérabilité partiel (IT) compris entre 5 et 10 :

▪ A l’embouchure et sur la frange côtière, où les altitudes sont comprises entre 0 et 18 m, et la

pente topographique inférieure à 2 %, l’indice partiel est maximum (IT = 10) ;

▪ Presque partout ailleurs, où la topographie varie entre 20 et 42 m et les pentes comprises entre 2

% et 6 %, l’indice partiel est de l’ordre de 9.

▪ Enfin dans les zones de piémonts, du fait des bombements constitués par les marnes du

Burdigalien, des élévations de sols de 55 à 78 m, induisent un indice partiel voisin de 5.

Echelle;

Km0 1 2

Graviers IS = 20

Sables IS = 18

Sable-limoneux IS = 12

limono-argile-sableux IS = 10

Limono-argile IS = 6

Valeurs du paramètre "S"

Oued djendjen

779 780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es


- 91 -

Fig.48: Carte du paramètre « T » (topographie)

9.4.6- Le paramètre "Zone non saturée (I) " :

Le rôle de la zone non saturée est très important dans la méthode Drastic, étant donné

qu’on considère que la nature et l’épaisseur de la zone située au dessus du niveau piézométrique,

contrôlent de façon notable, la vulnérabilité à la pollution des réservoirs. Il a un poids d’une

valeur 5.

*La carte du paramètre "zone non saturée" (Fig.49) présente la même configuration que celle

relative à la "nature du matériel aquifère" (fig.46). Elle montre l’existence d’un seul domaine de

vulnérabilité, couvrant la majeure partie de la plaine de l’oued Djendjen. Dans tout ce domaine, la

zone non saturée, constituée essentiellement de formations perméables, favorise l’infiltration des

substances polluantes, qui seraient éventuellement déversées en surface. Il est affecté d’un indice

de vulnérabilité partiel très élevé (II = 40).

Cependant, dans les zones de piémonts et le Nord Est de Bouhamdoune, est délimitées des zones

d’indice élevé (II = 30).

780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

T < 2 % IT = 102 % < T < 6 % IT = 9

6 % < T < 12 % IT = 5

Valeurs du paramère "T"

Oued djendjenEchelle;

Km0 1 2


- 92 -

779 780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

Mer méditérranée

Mar

nes bu

rdig

alie

nnes

Mar

nes bu

rdig

alienn

es

Sables et graviers II = 40

Galets , graviers et argiles II = 30Oued djendjen

Valeurs du paramètre "I"

Ehelle;

km0 1 2

Fig.49: Carte du paramètre I (zone non saturée)

9.4.7- Le paramètre "Conductivité hydraulique(C) " :

Ce paramètre est évalué par les résultats de l’interprétation d’essais de pompages réalisés

dans les forages. Néanmoins, l’absence d’ouvrages de captages dans certaines zones, et par souci

de couvrir l’ensemble de la plaine, nous avons eu recours à l’utilisation d’abaques pour la

détermination de ce paramètre. Ces abaques se basent sur la nature lithologique de l’aquifère

(Freeze et Cherry ; 1979), pour estimer la perméabilité.

*Selon la nature lithologique de l’aquifère, les valeurs de la perméabilité obtenues par cette

méthode, varient d’un point à un autre. Elles permettent néanmoins, d’identifier deux grandes

zones de perméabilité (Fig.50), chacune caractérisée par son propre indice de vulnérabilité partiel

(IC) :

▪ L’une située à l’embouchure et couvrant la bande côtière, caractérisée par une perméabilité

élevée, supérieure à 9.4x 10-4 m/s, et se traduisant donc par un indice de vulnérabilité partiel "Ic",

élevé, égal à 30.

▪ L’autre couvrant le reste de la plaine et les zones de piémonts, à bonne perméabilité (9.4 x 10-4

m/s et 4.7 x 10-4 m/s), qui est affectée d’un indice de vulnérabilité partiel de 24.

▪ Localement, des petites plages de plus faibles valeurs de perméabilités (14.7 x 10-5 m/s et 32.9 x

10-5), sont affectées d’un indice Drastic égal à 12.


- 93 -

Oued djendjen

Ehelle;

km0 1 2

Valeurs du paramère C:

C > 9.4* 10-4 m/s IC = 324.7* 10-4 < C < 9.4* 10-4 m/s IC = 24

1.4* 10-4 < C < 3.2* 10-4 m/s IC = 12

Mer méditérranée

Mar

nes bu

rdig

alie

nnes

Mar

nes bu

rdig

alie

nnes

779 780 781 782 783 784 785

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

Fig.50 : Carte du paramètre C (conductivité hydraulique)

10- Identification des unités hydrogéologiques et commentaire de la carte de vulnérabilité :

Soulignons tout d’abord que cette méthode "Drastic" a été appliquée uniquement à la

nappe alluviale, pour laquelle nous avons pu rassembler les données nécessaires à l’étude.

*La carte de vulnérabilité à la pollution fait la synthèse des sept cartes thématiques précédentes.

*Elle permet de visualiser les principales zones à risque, qui sont traduits par des indices de

vulnérabilités élevés, a très élevés, des paramètres "Drastic".

10.1- Carte de synthèse (vulnérabilité à la pollution) :

L’examen de la carte élaborée (Fig.51) permet de distinguer deux zones de forte

vulnérabilité, couvrant une bonne partie de la plaine :

- La première, la plus vulnérable, est située sur le front de mer, pénétrant largement au niveau de

l’embouchure et se poursuivant, vers l’amont, tout le long de l’oued Djendjen. Elle est

caractérisée par un indice de vulnérabilité très élevé (I > 185) et est affectée de la couleur rouge

sur la carte.

- La seconde, enveloppe la précédente et la prolonge vers l’intérieur, notamment suivant l’axe de

la vallée. L’indice de vulnérabilité est élevé (145 > I > 175).

*Dans les zones à vulnérabilité élevée, la migration potentielle d’un contaminant, en dehors de

son vecteur principal, qui est l’oued Djendjen, est facilitée par le rétrécissement du seuil


- 94 -

alluvionnaire à l’amont de la plaine. La dispersion d’un contaminant à partir de ce vecteur vers la

nappe est facilitée par la nature perméable des matériaux qui encaissent le lit de l’oued (blocs,

galets, graviers…etc.), mais également par l’exploitation intensive, notamment en période sèche,

des nombreux forages et puits situés en bordure de l’oued,

*Le caractère perméable de la zone non saturée, la morphologie quasiment plane de la plaine et la

faible profondeur du niveau piézométrique, favorisent la recharge et semblent être des facteurs

déterminants, dans la vulnérabilité de la nappe. Le risque de contamination est réel, car la

pollution peut provenir depuis des zones situées plus en amont, véhiculée par un réseau

hydrographique dense qui favorise la distribution des rejets.

*Cette carte permet aussi d’identifier trois secteurs de différents degrés de vulnérabilité dont

chacun détermine une unité hydrogéologique. On distincte de la moins à la plus vulnérable :

► L’unité hydrogéologique 3A : Qui correspond aux domaines où indice de vulnérabilité est

faible (indice situé entre 84 et 114). Elle occupe surtout des zones périphériques de la plaine,

notamment:

- L’Est de la ville de Taher ;

- La partie Nord et Est de Bouhamdoune ;

- Et les piémonts des monticules des marnes burdigaliennes.

C’est le domaine des formations argileuses, marneuses, cailloutis et conglomérats, où la nappe est

peu profonde (> 12 m). L’existence d’un recouvrement à dominante argileuse et la profondeur

importante du niveau piézométrique, définit une zone à faible vulnérabilité.

► L’unité hydrogéologique 3C : Elle couvre la majore partie de la plaine (49 % de la zone

étudiée) où l’aquifère est constitué de graviers, sables et un peu d’argiles. Le sol est sablo-

limoneux et la zone non saturée, constituée de graviers, galets et argiles.

La nappe est située entre 5 m et 9 m de profondeur et la perméabilité de l’aquifère est très bonne

(k ≈ 9.4 X 10-4 m/s). Tous ces caractères sont favorables à la propagation des agents polluants, en

particulier, dans les parties déprimées, ainsi qu’aux alentour de l’aérodrome et de la briqueterie.

L’indice de vulnérabilité est élevé dans cette partie (175 > I > 145).

► L’unité hydrogéologique 3D : C’est la plus vulnérable. Elle correspond essentiellement à la

partie littorale de la plaine et le long de l’oued Djendjen (lit majeur). L’aquifère y est constitué de

sables grossiers et de graviers (au Nord) et graviers et galets dans le lit majeur de l’oued.

*La prédominance de la fraction sableuse et graveleuse dans ces terrains, facilite les infiltrations.

*La profondeur de la nappe est faible, 0.5 à 4.5 m et la perméabilité, très bonne (K > 4.7 X10-4

m/s). De tels paramètres définissent une unité à vulnérabilité très élevée avec un indice " Drastic"

qui varie entre 175 et 225.


- 95 -

Fig.51 : Carte de la vulnérabilité à la pollution

779 780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

Mer méditérranée

Mar

nes

burd

igal

ienn

es

Mar

nes

burd

igal

ienn

esEchelle:

Km0 1 2

Oued djendjen

Unité 3D : 175 - 225 (vulnérabilité trés élevée)Unité 3C : 145 - 175 (vulnérabilié élevée)

Unité 3A : 084 - 114 (vulnérabilité faible)

Légende:


- 96 -

Fig.52 : Carte de la vulnérabilité à la pollution « 3D »

10.2- Carte d’inventaire des sources de pollution :

Constituant une menace pour la santé des habitants de la région de Jijel, Taher, Emir

Abdelkader et Tassoust, plusieurs sources de pollution ont été inventoriées dans la plaine étudiée

(Fig.53). D’origine diverse, elles résultent tout d’abord, de causes naturelles comme le lessivage

des affleurements triasiques et l’intrusion du biseau salé. Cependant, les rejets domestiques

urbains et les conséquences de l’utilisation de produits fertilisants en agriculture ainsi que les

déchets industriels, sont encore plus nuisibles.

10.2.1- La pollution naturelle :

Ce type de pollution est mis en évidence par plusieurs indices, dont:

▪ Des teneurs élevées en sulfates et en calcium des eaux de l’oued et des forages riverains. Les

fortes concentrations hydrochimiques constatées, résultent aussi bien du lessivage des terrains

salifères du Trias, au niveau du haut et moyen bassin versant (Fig.04), que de l’effet de la

surexploitation de la nappe. Dans ce dernier cas, en sollicitant des niveaux aquifères de plus en

plus profonds, on pompe des eaux plus minéralisées, peu ou pas renouvelées.

Mar

ne

bur

dig

alie

nne

s

Mer méditérranée

Mar

ne b

urdi

galie

nnes

Echelle:

Km0 1 2Oued djendjen

Vulnérabilité trés élevée (3D)

Vulnérabilité élevée (3C)

Vulnérabilité faible (3A)

Légende:


- 97 -

▪ Une forte concentration en chlorures et sodium, dans les eaux des puits et forages de la bande

côtière, atteignant des valeurs de 612 mg/l au forage D18, traduisant l’avancée du biseau salé.

10.2.2- Pollution d’origine domestique :

L’évacuation des eaux usées, de façon anarchique et sans épuration préalable, entraîne la

dégradation du milieu et favorise le développement de germes microbiens, vecteurs de toutes

sortes de maladies contagieuses et épidémiologiques.

Au sud de la plaine, les deux villes importantes et potentiellement polluantes sont Taher et Emir

Abdelkader qui constituent, de par leur nombre d’habitants et leurs industries locales, des sources

graves de pollution. Au Nord, Il y a des petites villes comme Tassoust et Bouhamdoune dont

l’impact sur la pollution est moindre.

Normalement, toutes ces villes sont dotées de réseaux d’assainissement unitaires, munis de

déversoirs d’orages. Malheureusement, les collecteurs d’égouts débouchent sans traitement

préalable des eaux usées, directement dans l’oued.

Enfin, il faut ajouter l’ampleur des déchets solides, matérialisée par une multitude

d’amoncellements d’immondices, notamment dans la zone médiane de la rive droite de l’oued.

10.2.3- Pollution d’origine agricole :

Les pratiques actuelles de cultures et d’élevage, influent grandement sur la qualité des

eaux. D’une part, l’utilisation massive de fertilisants des sols et d’autre part, l’usage de produits

chimiques de traitement des plantes, entraînent la dégradation du milieu aquatique des rivières et

des eaux souterraines, les rendant impropres à la consommation.

Le transfert des engrais et pesticides vers la nappe se fait soit par infiltration directe sur les

surfaces cultivées, soit par rejet dans des puits perdus.

Dans la plaine alluviale de l’oued Djendjen, la pollution agricole est occasionnée par deux

sources principales :

► La pollution animale (difficile à estimer) : les fosses à purin non étanches, les zones de

décharges de fumier et les eaux de lavage des étables constituent, par percolation, les principales

sources de ce type de pollution ;


- 98 -

► Pollution par les engrais : l’épandage excessif d’engrais chimiques et pesticides, engendrée

par le développement de la plasticulture dans cette région, a pour conséquences l’augmentation

dans les eaux, des teneurs dissoutes en nitrates, sulfates, phosphates et chlorures. Comme la

période de fertilisation des sols coïncide avec celle des hautes eaux, ceci favorise la mise en

solution des composés azotés, qui vont contaminer les eaux souterraines.

Sur la carte des risques de pollution (Fig.54), nous avons reporté les périmètres de cultures

maraîchères, zones potentielles de pollution agricole. D’extension remarquable, elles occupent,

sur les deux rives, une superficie d’environ 10 Km².

10.2.4- Pollution d’origine industrielle :

Les polluants d’origine industrielle, varient selon le type d’activité locale: substances

organiques banales, produits organiques de synthèses, sels minéraux,…etc.

Le développement de l’industrie dans cette région a eu des conséquences négatives et

dangereuses sur la qualité des eaux souterraines. Les principaux rejets mis en causes sont les

détergents, les métaux lourds et les hydrocarbures. Ils sont constatés en différents sites

industriels, parmi lesquels :

*La conserverie SOGEDIA : Située en rive droite, dans la partie médiane de la plaine, elle

rejette directement dans l’oued ses déchets (boites de conserve de tomate usées qui finissent par

éclater et libérer leurs produits). Au contact de l’eau et de l’air, ces déchets sont soumis à

différentes transformations :

▪ Les acides gras non saturés, réagissant avec l’oxygène de l’air et formant des peroxydes qui à

leurs tours se détruisent en aldéhydes ayant une odeur désagréable,

▪ Les glucides, qui sous l’action d’enzymes et de micro-organismes qui se multiplient avec la

présence de l’eau, se détruisent et donnent finalement :

▪ L’alcool, l’acide butyrique, l’acide lactique, et l’acide acétique.

▪ Les phénols et les diphénols résultent aussi de la transformation des produits alimentaires

rejetés par la même entreprise.

*Africaverre : Entreprise de production de matière pour la vitrerie, implantée au Sud Est de la

plaine. Ses rejets sont issus du traitement de sable, de la chaudière et de l’adoucisseur et finissent

par un déversement direct dans l’oued Djendjen.


- 99 -

*La briqueterie : Elle est située tout à l’aval, l’est de l’aéroport. Ses rejets sont essentiellement

composés de fuel (Mazout lourd).

En plus de ces principales entreprises, on note aussi l’existence :

▪ De quelques huileries qui provoquent la formation de pellicules d’huile à la surface de l’oued et

migrent vers la nappe.

▪ Des stations service, d’essences et d’autres de lavage et graissage, de la ville de Taher et

Emir Abdelkader qui déverse leurs rejets directement dans l’oued Djendjen.

Fig. 53: Carte d’inventaire des sources de pollution

10.3- Carte des risques de pollution :

Cette carte (Fig.54), obtenue par la superposition des deux cartes (celle de vulnérabilité et

de l’inventaire des sources de pollution), permet de situer les zones à plus grand risque,

correspondant à des sites vulnérables à la pollution, sur lesquelles sont aussi implantées des

activités polluantes.


- 100 -

779 780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

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395



Mer méditérranée

Echelle ;

Km0 1 2Oued djendjen

Légende:

Zone à fort risque

Zone à trés fort risque

Zone à moyen risque

Zone à faible risque

Fig.54: Carte des risques de pollution

Cette carte met surtout en évidence :

▪ La zone de l’embouchure, où le risque de pollution est très élevé. Le risque d’une très forte

vulnérabilité à ce niveau, résulte à la fois de l’avancée du biseau salé et du débouché d’un

collecteur d’eaux usées.

▪ La zone enveloppant cette embouchure, large de 3 Km et profonde de 5 Km environ, qui

pénètre l’intérieur de la plaine, représentant un risque de pollution élevé à cause de la forte

vulnérabilité des terrains (perméables), de la présence des champs de cultures abondamment

fertilisés et de l’existence d’unités industrielles (briqueterie au Nord Est et conserverie à l’Est).

Cette zone occupe une grande partie de la plaine alluviale.

▪ Localement enfin, on remarque l’existence d’une petite plage à risque élevé au sud de la plaine,

au niveau de la fabrication de verre.

▪ Dans le reste de la plaine présente un risque moyen à la pollution, vu le manque d’activités

culturale et industrielle.

▪ Sur les bordures latérales de la plaine le risque est faible.


- 101 -

11. Application de la méthode REHESE :

11-1. Introduction :

L’étude de la vulnérabilité des eaux souterraines a été abordée par plusieurs auteurs

(Albinet, Margat ,1970), en Algérie, une nouvelle politique à été instaurée récemment, visant à

protéger et sauvegarder les ressources en eaux dans leurs gisements avant qu’elles ne soient

contaminées, en effet, les techniques de décontamination des nappes polluées sont longues,

coûteuses et incapables de restaurer pleinement la potabilité des eaux (Mariotti ,1999).

La vulnérabilité dépend du type de nappe, libre ou captive et du mode de circulation de l’eau dans

l’aquifère .Les nappes libres sont les plus vulnérables.

Les polluants d’origines superficielles peuvent diffuser librement dans le sol et la zone non

saturée jusqu’au niveau piézométrique.

11-2. Réacteur Sol –Zone non saturée - Nappe.

Les terrains qui recouvrent les zones aquifères constituent un réacteur qui contribue à

épurer les eaux d’infiltration où de nombreux mécanismes physico-chimiques et biologiques s’y

développent. Les eaux se chargent alors ou s’appauvrissent en certains éléments (en fonction de

terrains traversés) et modifient leurs qualités.

Dans le cas général, la coupe transversale d’un sol est la suivante :

*Une première couche organique de quelques centimètres à quelques décimètres d’épaisseur, est

le siège d’activité biologique et physico-chimique intense.

*Une couche située juste au dessous et joue essentiellement un rôle de filtre : c’est la partie du sol

exploitée par les racines et qui peut atteindre 2 m d’épaisseur environ.

*Une zone de transfert en milieu poreux non saturé où se développe le phénomène surtout

biologique.

* Une frange de capillarité qui relie la zone non saturée à la zone saturée (uniquement dans le cas

d’un aquifère à nappe libre).

* La nappe proprement dite dans laquelle les phénomènes de filtration et de dilution sont

prépondérants.


- 102 -

Fig. 55: Distinction entre la zone non saturée et la zone saturée.

11-3- Méthode utilisée pour le dimensionnement des zones de protection :

Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour le calcul de la migration dans le sol des

substances indésirables et le pouvoir épurateur du sol.

L’écoulement est le vecteur principal de la migration des substances de la surface vers la nappe.

La détermination de la zone d’appel et du temps de transfert permettant de définir la distance

parcourue par un polluant pour atteindre le pompage.

Afin d’éviter la propagation d’une pollution en direction des nappes, le calcul du pouvoir

épurateur du sol (surtout de la zone non saturée) identifie la distance parcourue par le polluant

avant d’atteindre la nappe.

W.REHESE a proposé en 1977 une méthode empirique pour l’évaluation du pouvoir épurateur

des terrains, lors de transfert d’un polluant de la surface du sol jusqu’à la surface de la nappe par

circulation verticale, puis en circulation horizontale au sein de la nappe. Le pouvoir épurateur

permet de mettre en place des périmètres de protection.

Le périmètre de protection rapproché peut être défini en fonction des critères suivants :

- des caractéristiques de l’aquifère et de l’écoulement souterrain ;

- des débits d’exploitation maximum des forages ;

- de l’autoépuration des sols.

Surface du sol

Zone racinaire

Air

Eau

Frange capillaire

Nappe souterraine

Zone

sat

urée

Zon

e no

n sa

turé

e

Eau


- 103 -

Toute fois, REHESE considère que l’épuration est variable selon les milieux traversés et

proportionnelle à la distance parcourue.

Les différentes catégories de sol pouvant être rencontrées ont été classées en fonction de la

granulométrie. L’auteur à défini les épaisseurs de sol nécessaire, en condition non saturée, pour

une épuration des eaux polluées. De même pour quatre (04) catégories de constituants de

l’aquifère ; il détermine une longueur de trajet, en fonction de la vitesse effective nécessaire pour

compléter cette épuration.

Chaque catégorie de matériau est affectée d’un index.

i= 1/H avec : i : indice de terrain ;

H : épaisseur en mètre du terrain nécessaire pour une autoépuration.

Le pouvoir épurateur du terrain est calculé par la formule :

Mx = (Md +Mr)

Mx : pouvoir épurateur sur la totalité du terrain.

Md : pouvoir épurateur sur le trajet vertical (zone non saturée de la nappe).

Mr : pouvoir épurateur sur le trajet horizontal (zone saturée de la nappe).

L’épuration est totale pour Mx =1.

Md = h1i1 + h2i2 + h3i3 +……+ hnin d’où:

h1, h2 ….hn : épaisseur des différentes catégories des terrains traversés.

* Si Md > 1 : cela signifie que l’épuration est totale dans les couches de couverture, et que le

périmètre de protection rapproché n’est pas nécessaire à calculer selon REHESE.

* Si Md < 1 : cela signifie que la dépollution n’est pas totale, elle doit se poursuivre dans

l’aquifère lors du transfert horizontal.

Soit Mr = 1-Md d’où

Mr : le pouvoir épurateur dans l’aquifère.

La distance L à parcourir horizontalement pour une épuration totale sera :

L = Mr /Ia

Ia : index correspondant au milieu aquifère.

L : correspondant à la limite de la zone de protection rapprochée.

S’il n’existe pas de couverture, toute l’épuration doit se faire horizontalement ; Mr doit être égale

à 1.

L = 1/ Ia terrain sans couverture.

L = (1-Md) / Ia ;

Ia : dépend de la vitesse réelle de la nappe.

Selon la formule de Darcy : la vitesse V = Q/ S = K.I (m/j).

La vitesse réelle = K.I. / me (m/j).


- 104 -

Pour une nappe libre me = Coefficient d’emmagasinement ou porosité efficace.

• une fois la vitesse déterminée on détermine Ia donc L.

Tab n°23: Résultat des calculs du pouvoir épurateur du sol de la plaine de l’Oued Djendjen

Forage x y Md Mr Kmoy

m/s 10-3 E zns grd i *10-3 V eff (m/j) Ia L "m"

E10 782,51 394,49 1,011 / 1,11 1,3 2,07 / / / D15 782,9 391,55 1,0684 / 1,11 4,28 5 / / / D16 782,25 388,7 0,9325 0,0675 1,11 6,5 10,35 0,993 0,01 6,75 D17 783,325 393,9 2,73 / 1,11 4,2 4,46 / / / D19 782,504 394,704 1,448 / 1,11 3,48 2,04 / / / D20 782,85 392,95 0,1375 0,8625 1,11 5,5 6,44 0,618 0,01 86,25 D21 782,56 393,5 1,564 / 1,11 4,6 8,52 / / / D24 783,125 391,2 0,74 0,26 1,11 4 2,32 0,222 0,01 26 D27 783 391,05 0,882 0,118 1,11 4,05 2,180 0,209 0,01 11,8 D28 782,65 393,5 1,68 / 1,11 4 7,25 / / / D29b 782,6 393,75 0,164 0,836 1,11 4,1 3,22 0,309 0,01 83,6 D30 782,825 387 1,996 / 1,11 5,2 10,74 / / / D31 782,8 394,225 1,014 / 1,11 2,35 2 / / / D3b 783,1 391,2 0,885 0,115 1,11 3,5 2,41 0,231 0,01 11,5 D2 783,5 393,1 1,685 / 1,11 3,37 3,717 / / / D3 783,1 391,31 0,7424 0,2576 1,11 2,32 2,9 0,278 0,01 25,76 D7 783,06 393,57 0,986 0,014 1,11 3,8 3,86 0,370 0,01 1,4 D11 782,27 394,2 1,5 / 1,11 3 7,25 / / / D5 783,03 390,06 0,989 0,011 1,11 2,15 5 0,479 0,01 1,1 D6 783,015 390,095 0,934 0,066 1,11 2,2 4,83 0,463 0,01 6,6 D12 786 393,675 1,32 / 1,11 4 2 / / / D1 783,5 392,8 0,965 0,035 1,11 3,25 4,14 0,397 0,01 3,5 Pc2 779,6 394,2 0,704 0,296 1,11 3,2 1,318 0,126 0,01 29,6 Pc1 784,2 395,1 0,825 0,175 1,11 2,5 4,83 0,463 0,01 17,5 P10 780,6 391,6 1,52 / 1,11 8,5 14,5 / / /

11-4. La zone non saturée :

11-4-1.Introduction :

La zone non saturée (zone vadose), comme le sol, elle joue un rôle dans la filtration et la

rétention de certaines substances. Cette action est d’autant plus efficace que la granulométrie est

plus faible. Et que la protection de la nappe sera d’autant meilleure que le sol et la zone non

saturée sont épais que leur granulométrie est fine, et la vitesse de percolation de l’eau dans la

nappe est faible. Donc cette zone est importante pour la nappe souterraine puisque l’eau qui

s’écoule doit s’infiltrer à travers cette zone pour se rendre à la zone de saturation, ainsi, l’étendue

et la qualité de la nappe souterraine peuvent être affectées par l’état de la zone vadose dans une

zone d’alimentation.

11-4-2-Carte de la zone non saturée :


- 105 -

L’établissement de la carte de la hauteur de la zone vadose (H) (Fig. 56) est basé sur les

données des niveaux piézométriques (Hp) les plus pessimistes, sur une vingtaine d’ouvrages

(forages et puits) destinés à l’alimentation en eau potable, l’irrigation ou à l’industrie et le niveau

du sol (Z) sur la totalité de la plaine de l’Oued Djendjen.

La zone non saturée est donc mesurée par la différence entre l’altitude du sol Z et la profondeur

du niveau de la nappe.

D’après ce dernier les valeurs de H oscillent entre 1.30 m et 8.5m .Ces valeurs obtenues ont

permis d’identifier deux classes :

H<4 m : classe A

4 < H < 8 m : classe B

*Classe A :

Elle correspond à la partie Nord et Est de la plaine principalement au alentour presque de tous les

forages et autour des puits Pc1, et Pc2, où la profondeur du niveau piézométrique est relativement

faible moins de 4 m.

*Classe B :

Elle occupe la partie Ouest de la plaine de l’oued Djendjen, où le niveau piézométrique reste

assez proche de la surface du sol comprise entre 4 et 8 m.


- 106 -

780 782 784 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

396

E10

D15

D16

D17

D19

D20

D21

D24D27

D28D29b

D30

D31

D3b

D2

D3

D7

D11

D5D6

D1

pc2

pc1

P10



Mer méditérranée

Courbe d'égale épaisseur

Echelle ;

Km0 1 2

Oued djendjen

Légende:

Forage

Fig. 56: Carte d’épaisseur de la zone non saturée dans la plaine de l’Oued Djendjen

11-5- La vulnérabilité de la nappe à la pollution :

11-5-1-Identification des facteurs de la vulnérabilité :

La vulnérabilité des nappes souterraines à la pollution est conditionnée par plusieurs

facteurs. Dans notre étude nous avons identifié des facteurs jugés importants parmi lesquels :

* La pente : la couverture de la pente est identifiée par la carte topographique de JIJEL

* L’épaisseur de la zone non saturée : réalisée à partir de croisement de la carte topographique

avec celle de la piézométrie.

* L’occupation du sol : générée à partir des sources de pollution identifiée dans la région.

* La densité de population : réalisée à partir de la population par commune et leur superficie.

* La capacité d’infiltration : identifiée à partir du bilan hydrologique établie sur une période de

22 ans.

11-5-2–Carte de Vulnérabilité :

Il est évident que la protection de la nappe sera d’autant meilleure que le sol et la zone non

saturée sont épais, que la granulométrie est fine, que la vitesse de percolation de l’eau dans la

nappe est faible, en revanche, ce type de nappe une fois contaminé par un polluant le reste

longtemps.


- 107 -

L’élaboration de la carte de vulnérabilité (sensibilité) des aquifères à la pollution s’impose à

cause de leur utilisation dans la prévention et la protection des eaux souterraines. En effet, ces

cartes permettent de localiser les zones sensibles à la pollution, (l’évaluation des risques de

pollution des nappes) et aident à la mise en place d’aménagements spéciaux et de périmètres de

protection des eaux souterraines captées.

Fig.57 : méthode utilisé pour la réalisation de la carte de vulnérabilité

La nappe d’eau de la plaine d’Oued Djendjen est exploitée à l’alimentation en eau potable, mais

la grande partie est utilisée pour l’irrigation et l'alimentation des unités industrielles implantées

dans la région.

*A la base des facteurs (topographie, zone non saturée, capacité d’infiltration, densité de

population, occupation du sol…) nous avons élaboré une carte de vulnérabilité à la pollution des

eaux la nappe de la plaine de Oued Djendjen (fig. 58), elle met en évidence des régions

susceptibles d’être affectées par la pollution, suivant le degré d'aptitude.

*A ce titre son élaboration a pris en compte plusieurs démarches, en intégrant les paramètres

cités, l’étude de la vulnérabilité à été améliorée par le calcul du pouvoir épurateur du sol sur le

trajet verticale Md où on obtient ainsi deux zones :

Md < 1 : zone A

Md > 1 : zone B

Base de Données

Epaisseur de la Zone vadose

Lithologie de la Zone vadose

Acquisition de donnée et numérisation

Digitalisation

Pondération Carte de vulnérabilité

780 782 784 786

385

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

396

Terrains a faible vulnérabilité

Terrains a forte vulnérabilié


- 108 -

L’observation de cette carte montre l’importance de l’étendue des terrains à vulnérabilité élevée,

qui occupent de l’ordre de 17.2 km2 soit 50.58 % de la superficie totale ; en revanche, les terrains

à faible vulnérabilité se répartissent sur une même superficie de l’ordre de 16.8 km2 soit 49.42%

de la superficie totale étudiée.

De ce fait, on peut dire qu’il s’agit d’une nappe moyennement vulnérable à la pollution.

11-5-2-1-Les terrains à forte vulnérabilité (zone A) :

Occupant le centre de la plaine le long de l’Oued Djendjen, et se prolonge du Sud vers la

mer au Nord. La lithologie de cette zone est constituée de sable au Nord, et des alluvions

perméables au Sud, où le pouvoir épurateur du sol sur le trajet vertical Md est inférieur à 1 donc

l’autoépuration n’est pas totale elle doit se poursuivre dans la couche aquifère (la zone saturée).

La zone A est la plus accessible à la pollution avec un risque de contamination élevé.

11-5-2-2- Les terrains à faible vulnérabilité (zone B) :

Se localisent à l’amont et sur les cotés de la plaine dans les zones a moyenne altitude ,

elle se caractérise par un écoulement rapide vers la mer au Nord, et des formations lithologiques

des argiles sableuses et des sables fins, pour cela le pouvoir épurateur du sol sur le trajet vertical

Md est supérieur à 1, donc l’autoépuration est totale dans la couche de couverture .Ainsi, une

éventuelle pollution sera affaiblie ou bien éliminée avant d’atteindre la surface piézométrique.


- 109 -



780 782 784 786

385

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395

396

D15

D17

D20

D24

D28

D30

D3bD3

D11

D6

pc2

P10

Mer méditérranée

Echelle ;

Km0 1 2

Oued djendjen

Légende:

Terrains a faible vulnérabilité

Terrains a forte vulnérabilité

Forage

Fig. 58: Carte de vulnérabilité de la plaine de l’Oued Djendjen

11-5-3-Risque de Contamination de la nappe

Une carte de risque de la nappe à la pollution a été dressée en se basant sur le schéma ci-dessous.


- 110 -

Fig. 59: Schéma explicatif d’établissement de la carte de risque

*L’’établissement de la carte de risque à la pollution(fig. 60) est issue de la combinaison des

plusieurs facteurs :

- La carte de vulnérabilité.

-La position des différentes zones agricoles, urbaines et industrielles sur le site.

-Densité des axes routiers.

La carte d’occupation du sol de la plaine de l’Oued Djendjen « fig. 53 » « Elaborée dans la partie

précédente »

Risque de pollution

Les caractéristiques physico-chimiques

des eaux souterraines

Les caractéristiques hydrogéologiques

des eaux souterraines

L’occupation du territoire

Les grands types de circulation de

l’eau

Sensibilité de

l’aquifère

Dilution

Pratique : Définition d’une

pression polluante

Traçage des terrains

vulnérables


- 111 -



Mer méditérranée

Echelle ;

Km0 1 2

Oued djendjen

Légende:

Terrains a moyen risque

Terrains a fort risque

779 780 781 782 783 784 785 786

386

387

388

389

390

391

392

393

394

395E10

D15

D16

D17

D19

D20

D21

D24D27

D28D29b

D30

D31

D3b

D2

D3

D7

D11

D5D6

D1

pc2

pc1

P10

Terrains a faible risque

Forage

Fig.60 : Carte de risque de contamination de la plaine de l’Oued Djendjen

50,58%

20%

29,42%

Zone à fort risque Zone à moyen risque

Zone à faible risque

Fig. 61: Répartition des différentes zones de risque sur la plaine de l’Oued Djendjen

Conclusion:


- 112 -

La cartographie de vulnérabilité de la nappe a révélé deux grandes zones de degrés de

vulnérabilité différents. La zone à faible vulnérabilité occupe la périphérie de la plaine avec 50.58

% de la surface totale de la plaine alors que la zone à forte vulnérabilité occupe le centre de la

plaine et représente 49.42 % de cette dernière.

La combinaison de la carte de vulnérabilité et la carte de l'occupation du sol fait ressortir trois

zones de risque différentes inversement proportionnelles à la topographie. La zone à fort risque

occupe plus de la moitié du terrain étudié nécessitant de ce fait des moyens de protection

appropriés.

La comparaison entre les deux méthodes (DRASTIC et REHESE) fait ressortir des zones de

vulnérabilités presque identiques du point de vue extension. La différence qui existe réside dans

le nombre de zones de vulnérabilité ce ci est du aux paramètres pris en considération pour chaque

méthode. La méthode de REHESE semble être la plus pratique pour des régions où les

investigations sont moins importantes.

Conclusion générale

- 113 -


� La zone d’étude fait partie de la basse plaine de oued Djendjen qui a connu un

développement industriel considérable dont la mauvaise gestion a créé plusieurs cas de

pollution au niveau des eaux souterraines et superficielle surtout celles de l’oued qui

reçoit le long de son parcourt les eaux des rejets des zones industrielles SOGEDIA,

AFRICAVERRE, LA BRIQUETRIE et la zone industrielle de Ouled Salah.

� L’étude géologique montre que. Les différentes unités stratigraphiques de plaine sont

d’intérêt hydrogéologique très inégal. les recouvrements alluviaux apparaissent

comme étant les meilleures formations aquifères et constituent le réservoir principal de

la plaine dont Le substratum est constitué par des marnes du Burdigalien, reposant sur

des terrains cristallins et cristallophylliens du socle métamorphique.

� Les données climatiques attribuent à la région un climat méditerranéen caractérisé par

un hiver doux à très doux et un été sec et chaud avec une température moyenne

annuelle de17.9 °C. le calcul du bilan hydrique selon la méthode de

THORNTHWAITE pour une période de 22 ans (1987-2008) a montré qu’à partir

d’une précipitation de 953.9 mm, seulement 42.04 mm (4.40 %) s’infiltre vers la

nappe, le reste part sous forme d’évapotranspiration : 515.7 mm (49.20 %) et de

ruissellement : 489.86 mm (46.78%).

� L’étude hydrogéologique montre que L’écoulement des eaux souterraines de la

plaine alluviale de l’oued Djendjen converge vers l’axe central de la plaine parcouru

par l’oued Djendjen. Il épouse donc le même sens que l’écoulement de surface. Le

gradient hydraulique varie entre 0.45 et 3%.

� La coupe hydrogéologique établie à travers la plaine, montre que la géométrie du

réservoir se présente sous la forme d’une gouttière allongée Nord - Sud.

� Les caractéristiques hydrodynamiques permettent de donner des indications sur les

possibilités d’exploitation de la nappe dont la perméabilité varie entre (0.22x10-3 à

3.25x10-3m/s) et une transmisivité oscille entre (0.6x10-2 à 4.15x10-2 m2/s).

� L’étude des caractéristiques physico-chimiques des eaux de la zone d'étude montre

qu'elles sont étroitement liées aux conditions physico géographiques, géologiques et

anthropiques :

� Du point de vue géologique ; la dissolution des formations géologiques (évaporitiques

et carbonatées) est responsable, par endroit, des concentrations excessives en éléments

majeurs (Ca, Mg, Na, HCO3, Cl,….).


- 114 -

� L’action anthropique:

- Urbaine: les effluents domestiques.

- Agricole : l’utilisation massive des fertilisants des sols, l'usage de produits chimique

de traitement des plantes (pesticides) et l'épandage excessif des engrais chimiques est

responsable des fortes concentrations en NO3

- Industrielle ; (SOGEDIA, Africaverre, la Briqueterie).

� La représentation graphique des éléments chimiques selon le diagramme de piper a

permis de mettre en évidence une prédominance du faciès chloruré calcique vient

ensuite le faciès sulfaté calcique et bicarbonaté sodique.

� Le traitement des données chimiques (métaux lourds) par le logiciel RISK4 pour les

eaux souterraines, montre que l’IR est acceptable pour le Zinc et le cuivre car les

concentrations sont tolérables pour les deux catégories ; enfant et adulte. Le plomb,

par contre, présente des indices de risques inacceptables au niveau de certains points,

c’est le cas du puits (P 19) où l’IR est inacceptable pour l’enfant et l’adulte et (P 11)

où L’IR est inacceptable pour l’enfant et acceptable pour l’adulte.

� Cette nappe alluviale constitue un aquifère vulnérable à l’intrusion marine dans sa

partie Nord. Actuellement, le constat du terrain (hydrochimie et piézométrie) révèle

une progression du biseau salé vers l’intérieur de la plaine. A titre d’exemple, on site

le long et l’embouchure de l’oued Djendjen contaminé par les rejets d’évacuation des

eaux usées ainsi que les rejets des usines (Africa verre et Sogedia dans la partie Sud-

est) qui ont atteint.

� L’utilisation des méthodes DRASTIC et RESHE fait ressortir des zones de différentes

vulnérabilités au niveau de la plaine de l’oued Djendjen. Cependant cette approche

reste à préciser et à améliorer par des études approfondies sur les paramètres

hydrodispersifs et sur les paramètres de pollution organique dans la zone non saturée.

D’après le degré d’autoépuration, l’étude a permis de cerner trois zones de risque à la

pollution.

Recommandations

La qualité des eaux souterraines ne cesse de se dégrader. Pour remédier à cela, des mesures

urgentes doivent être prises :

� Arrêter le déversement direct des rejets industriels au niveau de l’oued Djendjen.

� Eviter l’installation des zones industrielles sur des sites à forte vulnérabilité et de

s’orienter plus vers les zones à faible vulnérabilité.

� Réaliser un traitement préalable des rejets avant qu’ils n’atteignent les oueds et

surveiller en permanence la qualité des eaux au niveau de l’oued.

� Pour le stockage des produits industriels, il est conseillé de les mettre sur des sites

imperméables (terrains argileux), ou d’installer un système des couches isolantes entre

les produits et la nappe.

� Eviter l’implantation des ouvrages d’AEP au niveau des berges des oueds, car cela

produirait un abaissement du niveau piézométrique dans l’ouvrage et un écoulement

des eaux de l’oued vers la nappe, ce qui amènerait une modification de la qualité des

eaux de la nappe.

� L’occupation des sols peut se faire à la limite dans les zones à faible et moyen risque,

mais doit être régie de manière à préserver les zones de risque de pollution des eaux

souterraines de la plaine de l’oued Djendjen. La mise en place de périmètres de

protection n’est pas suffisante pour assurer une protection efficace, elle doit être

complétée par la construction de stations de traitement des effluents dans les zones à

forte activité industrielle.

� L’aménagement de la ressource en eau et le développement économique et social ne

peuvent être considérés séparément. Cela est un des éléments indispensables pour

qu’un plan d’aménagement soit réaliste et puisse être appliqué. Cela est aussi

nécessaire pour répondre à un objectif de développement durable donc l’aménagement

de la ressource en eau doit en effet intégrer le développement social et économique de

la région considéré.

En conclusion, la prévention reste le seul moyen efficace pour lutter contre la

pollution des eaux et pour la protection des ressources en eau.

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