PAR: Mme MESSAI LARBI AwatefChef de service eau et assainissement

Expert en audit des systèmes d’eau

République TunisienneMinistère de l’Environnement

Direction Générale de l’Environnement et de la Qualité de la Vie

Recharge artificielle des aquifères en Tunisie

Etude de cas: faisabilité technico -économique et environnementale du projet de recharge

artificielle de 8 nappes phréatiques à partir des EUT.

Atelier sur « la recharge artificielle des nappes phréatiques » Amman- Jordanie du 11 au 13

décembre 2012

Les ressources en eau et le contexte climatique

• Contexte climatique : tendances de l’aridité sur plus des ¾ du territoire, de 50 mm → à 1200 mm

• 7 étages bioclimatiques avec une distinction à la dorsale tunisienne vers le Nord → plus humide

• Irrégularité saisonnière des pluies et variabilité régionale et vulnérabilité des ressources en eau

Une grande variabilité

Inondations Tunis 2003

707 à 1640 : 25 Sécheresses et 8 inondations

1640 à 1758 : 0 Sécheresse et 3 Inondations

1758 à 1900 : 4 Sécheresses et 2 Inondations

après 1900 : 20 Sécheresses et 14 Inondations

Gestion des extrêmes : 1 année sur 3 est extrêmement humide ou sèche

O.74 Milliards m3/an)(

Ressources de Surface et Ressources Souterraines

4

Ressources de Surface2.7 Milliards m3/an

Ressources souterraines2.18 Milliards m3/an

Ressources souterraines peu

profondes(Inf 50m)

)1.44 Milliards m3/an(

Ressources souterraines

profondes (Sup à 50m)

Total disponible 4.88 Milliards m 3/an et total mobilisable 4.66 Milliards m 3/an

Les eaux souterraines non renouvelables représentent 0.61 Milliard m3/an (28%) sur 2.18 Milliards m3/an eaux souterraines disponibles.

Les Apports du Nord (Mejerda et Ichkeul) 2 Milliards m3/an (74%) sur 2.7 Milliards m3/an Disponible Eau de surface .

Qualité des ressources en eau

• Eau de surface :2700 Mm3

72 % du potentiel < 1,5 g / l

• Eau souterraine: 2180 Mm3

• 740 Mm3 /an (215 nappes phréatiques)• 8 % < 1,5 g / l• 71 % : 1,5 – 5 g / l• 21 % > 5 g / l

• 1440 Mm3 / an (350 nappes profondes)

dont 610 millions m3 par an, non renouvelables. (Na ppes fossiles)

• 20 % < 1,5 g / l• 57 % : 1,5 – 3 g / l• 23 % > 3 g / l

Consommation par usage

83%

11%

5% 1%

AgricultureEau potableIndustrieTourisme

3 grandes options stratégiques ont été élaborées:

- La stratégie décennale de mobilisation des ressources en eau (1990-2000)

- Le programme complémentaire de mobilisation des ressources en eau (2001-2011)

- La stratégie à long terme (2030).

3 grandes options stratégiques ont été élaborées:

- La stratégie décennale de mobilisation des ressources en eau (1990-2000),- Le programme complémentaire de mobilisation des ressources en eau (2001-

2011),- La stratégie à long terme (2030).- La stratégie « eau 2050 » (en cours)

Stratégies actuelles et futures

MOBILISATION DES RESSOURCES EN EAU

Source : Journée de la Terre 2003, documents techniques – Min. agriculture et RH

Dessalement : 35 Mm3 /an (4 stations de dessalement située dans le sud du pays).

REUT: 109 stations d’épuration: 236 Mm3 (2011) (réutilisation de 24 % du volume épuré en 2011).

Les ressources en eau alternatives

Stockage d’eau: recharge des nappes23 nappes bénéficient de la recharge moyennant 55 sites. Sur les vignt dernières années, le volume total de la recharge artificielle est de 744 Mm3 (35 Mm3 /an).(Y compris recharge avec les EUT)

Conservation des eaux et des sols

Techniques traditionnelles hydro-agricoles (Tabias, Jessours,Meskats, Diversification des activités, etc)

Structures d’épandage des eaux des crues,Banquettes, Cordons en pierres sèches, Reboisement, etc

Économie de l’eauMinimiser les pertes, Nouvelles technologies,Choix des techniques d’irrigation appropriéesChoix des espèces culturales, etc

Adaptation à la variabilité hydrologiqueet atténuation des effets des extrêmes

La régulation et le transfert

Les plus grands barrages du Nord sont interconnectés entre eux et leurs eaux sont transférées par des canaux et des conduites vers les zones de développement.Le Sahel de Sousse et de Sfax est desservi aussi pour son AEP par les eaux souterraines douces de la Tunisie Centrale.En Tunisie du Sud, les eaux douces de Zeuss-Koutine desservent aussi les régions de Djerba et de Zarzis

- La surexploitation des ressources en eau souterraines- La pollution des ressources eau (cours d’eau, nappes,….) par rejets solides ou liquides dans le milieu, les cours d’eau et les nappes d’eau souterraines vulnérables,- L’envasement des retenues des barrages, - La fréquence d’années sèches successives qui entravent le renouvellement annuel des ressources en eau,- Le gaspillage d’eau et les pertes,- L’impact des changements climatiques.

Les menaces qui affectent les RE

malgré

• ce potentiel en eau limité

• un climat capricieux caractérisé par une irrégularité spatiale et temporelle des apports en eau (Nord – Sud) et une alternance de périodes sèches et humides.

Bonne expérience en matière de gestion des ressources en eau qui a évolué avec le temps vers une GIRE et ce par :

� La poursuite de la mobilisation de nouvelles ressources,

� Le recours aux eaux non conventionnelles,

�L’amélioration de l’efficience des infrastructures hydrauliques et l’économie d’eau,

� La préservation de la ressource et la protection des écosystèmes et de l’environnement,

14

L’expérience tunisienne acquise dans ce domaine, consiste à multiplier les expérimentations en diversifiant les techniques de recharge, dans de nombreuses régions du pays à travers:

- Puits d’injection: 10 sites- Bassins d'infiltration et des carrières: 17 sites, - Epandage des eaux de crues: 22 sites - Barrage souterrains: 3 sites- Infiltration à travers les zones irriguées par des EUT: 3 sites.

Experience tunisienne en matière de recharge artificielle

15

Historique

........ : À Sidi Bouzid aquifère, dans des aquifères de Gafsa et dans l'aquifère du Sud (travaux de conservation des eaux et du sol: Seuil de dérivation, jessours, Tabia, miskats, ...)1956: la recharge des aquifères Soukra (zone d'irrigation)1970: la recharge des aquifères Teboulba (barrage Nebhana)1970: la recharge des aquifères Mateur (barrage Joumine)1972: Débordement oued Siliana recharge des aquifères (travaux conservation des eaux et du sol)1975: la recharge des aquifères Grombalia (Menzel Bouzelfa)1984: la recharge des aquifères Wadi Souhil avec de l'eau usée traitée1988: la recharge des aquifères Kairouan (barrage Sidi Saad).

16

recharge des aquifères

17

Volume total de la recharge : 744 106 m3 (35 106 m3/an)

Evolution du volume de la recharge artificielle des aquifères (1992-2010)Evolution du volume de la recharge artificielle des aquifères (1992-2010)

0

10

20

30

40

50

60

70

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

23.4

34

42.9

62.4

66.7

28.727.3

21.219.2

7.4

20

43.2

33.4

63.264.7

44.442.1

46.5

53.2

Source de l’eau

• Eaux des barrages : 99 % (34,8 millions m3)

• EUT : 1 % (0,2 millions m3)

Recharge des nappes par les EUTLes principaux objectifs de la recharge des nappes par les EUT sont les suivants :

• Assurer un stockage inter-saisonnier des EUT et faire valoir la fonction « réservoir » des aquifères,

• Assurer un équilibre dans le bilan des nappes phréatiques,• Développer l’agriculture irriguée non restrictive par utilisation des EUT

rechargées,• Maitriser la pollution due aux rejets des EUT en faisant valoir le

pouvoir épurateur du sol,• Faire face à l’intrusion des eaux marines et repousser le biseau salin

dans certaines nappes côtières.Le procédé de la recharge artificielle des nappes d’eau a été adopté au niveau de la nappe de Wadi Souhil, à Nabeul en 1984, et la nappe de Korba, en 2009 en vue d’augmenter la mobilisation, et de préserver la qualité physico-chimique de leurs eaux, notamment celles qui connaissent une surexploitation,

19Site de Wadi Souhil

RECHARGE DE L’AQUIFERE DE WADI SOUHILPAR LES EAUX USEES TRAITEES

20

Infiltration par basins

Après réhabilitationAvant réhabilitation

Injection de l’EUT à Wadi Souhil

21Site de recharge El

Mida-Korba

RECHARGE DE L’AQUIFERE DU CAP BON PAR LES EAUX USEES TRAITEES

22

Bassin d’infiltration à KorbaStation de pompage

25/12/2008 (Volume : 80000 m3)

Site pilote de la recharge artificielle de l’aquifère de Korba par les EUT

Principaux programmes; projets et étudesélaborés en matière de recharge artificielle de nappe par les EUT

1) Projet de Gestion Intégrée des Ressources en Eau des périmètres irrigués de MornagCe projet s’inscrit dans la préparation du Projet d’Investissement dans le Secteur de l’Eau

(PISEAU II) et financé par la KFW.• L’étude a débouché en 2009 sur la présentation d’un projet de gestion intégrée de

trois ressources en eau ( EUT de la STEP Sud Méliane, les eaux souterraines de la nappe et les eaux du nord ) à travers les actions suivantes:

• - la recharge artificielle de la nappe de Mornag par les EUT de la STEP de Sud Méliane

• - la recharge artificielle de la nappe par les eaux conventionnelles du canal Medjerda-Cap Bon,

• - la réhabilitation des réseaux de distribution des périmètres publics irrigués existants.

2) Etude portant sur «faisabilité technico-économique et environnementale du projet de recharge artificielle de 8 nappes phréatiques à partir des EUT en Tunisie.Cette étude a eu pour finalité de déterminer les sites de la recharge artificielle des nappes souterraines à l’EUT dans les stations d’épuration opérant dans les gouvernorats de Zaghouan, Sousse, Mahdia, Médenine et Gabès.

Finalités du Projet

Environnementale:• Diminuer les impacts des EUT sur le milieu récepteur.• Gestion durable des ressources naturelles renouvelables (eau

souterraine).Stratégique:• Stockage et recyclage des EUT. • Rétablissement de l’équilibre hydrogéologique (quantité et qualité)

des nappes surexploitées.Economique:• Intégration des EUT rechargées dans l’irrigation non restrictive des

cultures maraichères (conformément aux nomes).• Extension potentielle des superficies irriguées.Scientifique:• Valider et appliquer le concept de dépollution par le sol.

Phases de l’étude

Objectifs de la phase 1– Etudier la faisabilité technique de la recharge artificielle par les EUT– Etudier les conditions techniques de recharge des nappes à partir des EUT

des STEP

Objectifs de la phase 2– Etudier la faisabilité environnementale de la recharge artificielle – Identifier et évaluer ses impacts sur l’environnement biologique et humain– Proposer des mesures d’atténuation et/ou de compensation– Proposer un schéma institutionnel de la recharge

Objectifs de la phase 3– Etudier la faisabilité économique de la recharge artificielle – Evaluer les coûts d’investissement , d’exploitation et de maintenance– Evaluer le coût unitaire du m3

Conditions de recharge de EUT1. Conditions techniques: disponibilité des EUT en Quantité/Qualité

2. Conditions hydrogéologiques:En Amont de l’écoulement: Priorité au site de recharge naturelle de la nappe

3. Santé humaineEloignement de puits ou des forages d’exploitation et de toute activitéAbsence de déchets solides ou liquides d’origine industriels

4. Conditions géochimiquesZone non saturé d’une épaisseur suffisante (> 10 m)Absence d’intercalations argileuses et présence de couches de sables ou de grès

5. Conditions environnementalesAbsence de site d’intérêt écologique faunistique ou floristique à proximité

6. Conditions économiquesProximité relative par rapport à la STEP: maximum de 10 km

7. Approche participativeRecommandations de l’A/RE, A/GR, A/PI, GDA

Nappes concernées par l’Etude

Compartiments mis en relation

• Compartiments physiques:

– Le sol– L’eau de la nappe– La culture irriguée– Le milieu naturel

• Compartiments socio-économique et humain:

– L’agriculteur– Le consommateur de l’eau– Le consommateur des produits agricoles

Processus de traitement: Chaine de traitement

• EUB: Domestique et Industrielle• EUB +STEP� EUT (Secondaire)• EUT (Secondaire)+ Filtration et désinfection� EUT amélioré• EUT amélioré + Massif filtrant � EUT 4• EUT 4 + temps de séjour dans la nappe� Eau d’irrigation• Eau d’irrigation + technique d’irrigation + types de cultures

Faisabilité environnementale

Principales conclusions de la faisabilité économique

Aspects

hydro-

géologique

s

Pouvoir Epuratoire du sol Risques sur la Santé publique Environnementa

l

Foncier Proximité

/

STEP

Faisabilité

Technique

Nappe Localisa

tion du

site de

recharg

e

site de

recharge

naturel

gran

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Absence de

couche

argileuse

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10

m

Vitesse

d'infiltr

ation

entre

0,1 et

0,5 m/j

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ent/ aux

forages

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(1an), et

PI (100j)

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décharges

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Installatio

ns

industriell

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Absence de site

d'intérêt

écologique

(zone humide…)

Pas

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riati-on

Rayon

max. =<

12 Km

Fahs Lameiy

em/

Oued El

Kebir

Oui/ En

amont Oui

Oui >

15

m,

0,6 m/j

(élevée

)

Oui Non Oui Oui Oui 12 km OUI

Ksour

Essef

Sidi

Assaker

Oui/ En

amont Oui

Oui 10

et

15

m,

0,2 m/j

(moyen

ne)

Oui Oui Oui Oui Oui 12 km OUI

Boumer

dès

site

actuel

de rejet

des EUT

Oui/ En

amont Oui

Oui 20

m

0,1m/j

(médio

cre)

Oui Non Oui Oui Oui 5km OUI

Knais route

Msken-

Knaies

Oui/ En

amont Oui

Oui 15

m

0,1m/j

(moyen

ne)

Oui Non Oui Oui Oui 13 km OUI

EL

Aouinet

Dhrâa

Ouedhr

ef

Oui/ En

amont Oui

Oui 20

m

0,2m/j

(moyen

ne)

Oui Non Oui Oui Oui 7 km OUI

Sombat Bou

Atouch

Oui/ En

amont Oui

Oui 20

m

0,2m/j

(moyen

ne)

Oui Oui Oui Oui Oui 2,5 km OUI

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n

Sidi

Mabrou

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n/oued

Oum el

Abair

Oui/ En

amont Oui

Oui 15

m

0,2m/j

(moyen

ne)

Oui Non Oui Oui Oui 9,5 km OUI

Dispositif de traitement complémentaire

Filtre à sable

+

réacteur UV

Massif filtrantTemps de séjour en nappe > 100j Puits d’irrigation

Parcelle irriguée

Eaux Usées

conformes

Bassins d’infiltration

Procédé de traitement tertiaire et dispositif de recharge

Bassin de filtration: MES Désinfection par l’UV: CT et CF

Bassin d’infiltration: MESMassif Filtrant : MES, protozoaires,

Dispositif de recharge

Bassin d’infiltration A: Opérationnel Bassin d’infiltration B: En assec

Filtration

• Les Métaux lourds et pesticides piégés• Micro-organismes piégés

Traitement biologique

• Dénitrification anaérobique• Nitrification aérobique

Dilution avec l’eau

de la nappe

• Mélange avec l’eau de la nappe

Effets des principaux équipements de traitement

Dispositif contrôle (train de mesures)

Filtre à sable

+

réacteur UV

entretenus

Massif filtrant entretenuAbsence de prélèvements dans

un rayon de 100j

Contrôle de la qualité de l’eau

Parcelle irriguée

Contrôle

Eaux Usées Brutes

Bassins d’infiltration

Entretenus + contrôle

avant recharge

Entretien régulier

Contrôle qualité eau

Exutoire naturel

Irrigation goute/goute ou

irrigation superficielle

Cultures spécifiques

Contrôle de la qualité des

aliments

Impacts négatifs de la recharge

Mesures de compensation

Impacts positifs

Principales conclusions des deux premières phases

Les principaux risques précités semblent être in finemaîtrisables et non préjudiciables si des mesures sont mise en place:

• Renforcement de la coordination entre acteurs • Collecte et partage de l’information (données collectées)• Renforcement des capacités régionales• Participation de la recherche• Mise en place d’un Comité national de coordination de la recharge

artificielle• Mise en vigueur de la nouvelle norme pour la recharge des nappes

par les EUT• Elaboration d’un « Contrat de nappe » incluant les prérogatives des

acteurs+ charte de bons procédés

Critères d’évaluation des projets

Critères techniques (pondération 35%)• Niveau de vulnérabilité de la nappe : Ce paramètre inclut le niveau de

dégradation actuelle de la nappe• Efficience de la recharge : Ce paramètre explicite l’impact de la recharge sur la

remontée du niveau de la nappe . Il dépend du volume de la recharge par rapport au volume de la nappe.

Critères environnementaux et sanitaires (pondératio n 35%)

• Capacité épuratoire du sol : Ce paramètre inclut le facteur épaisseur de la ZNS et la vitesse d’infiltration.

• Qualité de l’EUT rechargée par rapport à celle de la nappe : Ce paramètre explicite l’impact de l’EUT rechargée sur la qualité de la nappe au niveau de la salinité

Critères économiques (pondération 30%)• Le principal paramètre est le coût unitaire dynamique qui intègre les coûts

d’exploitation, de renouvellement et d’investissement en infrastructures en fonction des volumes d’EUT rechargées actualisées à un taux de 10%.

Conclusion de l’évaluation économique

Merci de votre attention

Recharge de la nappe phréatique à Nabeul depuis

1984