Teneurs en éléments mineurs (métaux lourds) des eaux souterraines de l’agglomération

Hydrologie :

Le sillon médian défini précédemment détermine un bassin versant de type endoréique. Il est limité par la ligne de crêtes du Djebel Murdjadjo et des Monts de Tessala, il constitue le bassin versant de la Grande Sebkha d’Oran. L’effet de l’assechement du climat et la tectonique recente influence beaucoup l’organisation du réseau hydrographique de la région (Hassani M.I, 1987). Sur le flanc sud du Djebel Murdjadjo, le réseau hydrographique est bien développé. Ce sont généralement des entailles plus ou moins profondes dans les calcaires et qui s’estompent d’amont en aval vers la plaine. On distingue de façon nette deux types de réseaux hydrographiques. Un réseau dendritique qui se développe dans les schistes d’âge secondaire, situés en amont du djebel, et un réseau de type rectangulaire d’oueds, entaillant fortement le karst (canyons) et liés au réseau de fractures affectant les calcaires miocènes, plus en aval. Le régime des oueds conditionnés par le régime des précipitations se caractérise par un écoulement temporaire et irrégulier. Les eaux pérennes sont rares car les eaux provenant des sources et celles associées au ruissellement de surface, se re-infiltrent assez rapidement après une circulation de quelques centaines de mètre sur les calcaires miocènes. En ce qui concerne la direction de l’ecoulement, la majorité des chaabets et oueds (Misserghin, Tamermouth, Dahlia, etc.,) dévalent suivant une direction Nord-Sud vers la plaine de Misserghin et la Grande Sebkha d’Oran. Par contre a l’extremite NE du Djebel Murdjadjo, les écoulements prennent une direction NW-SE vers le Plateau d’Oran, particulierement l’Oued Chaabane qui draine la partie a l’Est d’El Hassi (Pont Albin). Il s’écoule vers Ain Beida, Es sénia et finit par déboucher à Dayat Morselly. Quant a l’Oued Keffri, il a une direction Est-Ouest avant de rejoindre en aval le ravin de Ras El Ain et finir par se jeter à la mer au niveau du vieux port d’Oran.

Introduction et présentation du cadre de l’étude :

L’hydrogeochimie a pour but la connaissance des caracteristiques chimiques ou physico-chimiques des eaux souterraines, des processus de leur acquisition et des lois qui regissent les echanges entre l’eau, le sol et le sous sol. Les eaux souterraines representent une phase aqueuse dont la composition peut être très complexe étant donné son grand pouvoir dissolvant. La plupart des eaux qui circulent en lessivant les terrains ne conservent en fait qu’une mineralisation reduite et qui varie en fonction du contexte geologique et du climat. La composition chimique d’une eau souterraine est fonction d’un certain nombre de phénomènes telles que la concentration, l’hydratation, l’oxydation, etc. Dans ce qui suit, nous présenterons les principales caractéristiques physico-chimiques des eaux souterraines du secteur afin de confirmer leurs origines, définir leurs faciès chimiques et de comparer et suivre leurs evolutions dans l’espace. L’etude des parametres physico-chimiques des eaux souterraines de la zone etudiee s’est basee sur l’echantillonnage et l’analyse des eaux de quatorze (14) de points d’eau (fig. n° 22). En dehors des eaux échantillonnées au niveau des sources de Ras El Ain et de Cueva d’El Agua, les points d’echantillonnage correspondent à des puits situés au sein de l’agglomération. Les coordonnées géographiques de ces points d’eau figurent en annexe 1. Les prélèvements ont été effectués par nous meme au cours d’une seule campagne d’echantillonnage realisee en date du 25 octobre 2011 L’analyse des eaux échantillonnées a concerné aussi bien, les éléments chimiques majeurs que les éléments chimiques indicateurs de pollution (phosphates, nitrates, etc.). Les analyses ont été effectuées au niveau du Laboratoire de Chimie de la Direction Regionale Ouest de l’Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (A.N.R.H.). Les principaux résultats sont portés au tableau n° 13.

Evaluation du risque de salinité (diagramme de Riverside) : Le diagramme de Riverside est très utile et fiable pour caractériser une eau. En effet, le diagramme ne peut pas prendre en compte l’évolution des caractéristiques de l’eau lorsque sa minéralité augmente dans les sols des zones arides auxquels il est destiné. Lorsque les eaux se concentrent, elles précipitent des minéraux, la calcite étant l’un des plus importants et des plus précoces à précipiter. Il en résulte une sur estimation de la charge saline et une sous estimation du rapport Na/Ca. Le diagramme sous estime le risque de salinisation et sous estime le risque de sodisation. Ce diagramme repose sur le croisement de deux critères. – le premier est la conductivité électrique (C.E). Ce critère vise à quantifier la charge en sel de la solution et par conséquence le risque de salinisation (i.e. d’accumulation de sel dans les sols). Les eaux sont classées de C1 é C5 selon le risque croissant de salinisation. – le second est le S.A.R. (Sodium Adsorption Ratio) de l’eau induit par l’eau dans le sol. Ce second critère permet d’évaluer le risque de sodisation du sol par l’eau d’irrigation. Les eaux sont classées de S1 à S3 selon le risque croissant de sodisation. Pour nos échantillons, le diagramme est basé sur les valeurs du rapport du SAR et de la conductivité électrique des ions contenus dans l’eau (fig. n° 44). L’objectif était de représenter les échantillons sur le diagramme de Riverside afin de faciliter la caractérisation des eaux sur leur aptitude à l’irrigation. Les échantillons représentés sur le diagramme de Riverside se distribuent en trois groupes : Groupe 1 : P1, P2, P4 et SREA avec des risques de salinisation des sols faible et des risques de sodisation faibles à moyens, Groupe 2 : P3, P5, P6, P10, P11, P12 et SCDA, avec des risques de salinisation moyens et de forts risques de sodisation,

La mineralisation des eaux echantillonnees de la region d’etude varie de 400 mg/l a 3060 mg/l. Deux grands faciès chimiques se dégagent : 1 – la majorite des points d’eaux du plateau presentent un facies chlorure-sodique (1, 3, 5, 6,7, 8, 9, 10,11, 12, 13 et 14). Ce faciès caractérise les eaux du complexe dunaire ainsi que ceux circulant dans les niveaux alluvionnaires. Plus particulièrement, les eaux du complexe dunaire semblent se caractériser par un sous-faciès bicarbonaté-calcique (puits n° 11 et 12) et un sous-faciès sulfaté-calcique (puits n° 13 et 14). Les eaux circulant dans les niveaux alluvionnaires se caractérisent quant à eux essentiellement par un sous-faciès bicarbonaté-magnésien (puits n° 3, 5, 7, 8, 9 et 10). 2 – les eaux des formations carbonatées (zone d’El Hassi) se manifestent par un faciès bicarbonaté-calcique (puits 1, 2 et 4). Un sous-faciès chloruré-magnésien caractérise les eaux dans la zone de recharge (puits n° 2) tandis que le sous-faciès chloruré-sodique constitue un sous-faciès de transition vers la zone alluvionnaire. De la répartition spatiale des différents paramètres étudiés, il ressort qu’au niveau de la zone d’étude, la nature hydrochimique des eaux est déterminée essentiellement par la nature lithologique des formations des zones de recharge, calcaires du messinien ou complexe dunaire, par les distances parcourues ainsi que par l’amoindrissement de la profondeur du niveau piézométrique, essentiellement au niveau de la zone alluvionnaire centrée sur le secteur de Dayet Morcelly.. L’etude statistique, par analyse en composante principale (ACP), a confirme et bien precise les affinites entre les differents ions renseignant sur l’origine ainsi que les regroupements spatiaux des échantillons étudiés. La méthode par « Classification Ascendante Hiérarchique » a débouché quant à elle à une classification par niveau de minéralisation. Du point de vue de la qualité des eaux pour l’irrigation, la majorité des eaux des points étudiés présentent des risques de salinisation moyens et de forts risques de sodisation.

Rappels sur la notion de vulnérabilité des eaux souterraines :

L’impulsion au développement de la notion de vulnérabilité des eaux souterraines a été générée par les préoccupations mondiales relatives aux problèmes de contamination des eaux souterraines. Dans la recherche de moyens et d’outils pour faire face à la contamination des eaux souterraines, la notion de vulnérabilité des eaux souterraines a été introduite dans les années 1960. Le concept original a été appelé « la vulnérabilité des eaux souterraines à la contamination » (Margat J., 1968), et depuis lors la vulnérabilité a été généralement apprécié que par rapport à la contamination. La vulnérabilité des aquifères (à la contamination) peut être définie comme une propriété relative, non mesurable et adimensionnelle, basée sur la supposition que l’environnement physique (complexe sol-roche- eau souterraine) peut assurer un certain degré de protection aux eaux souterraines à l’égard de contaminants pénétrant dans le soussol. En effet, le sol et les matériaux à grains fins de la zone non saturée peuvent agir comme des filtres naturels pour écarter certains contaminants définissant ainsi la notion d’ »auto-épuration » ou d' »atténuation naturelle ». La vulnérabilité évalue donc la faiblesse ou non de cette protection naturelle. La capacité d’atténuation, ou « capacité de d’épuration » des matériaux de sub-surface est constituée par l’interaction des nombreuses propriétés physiques, chimiques, et biologiques dans le système « sol-roche-eau souterraine » et est fortement affectée par les mécanismes de transport de soluté ainsi que les conditions hydrogéologiques. Dans la littérature, on distingue deux types de vulnérabilité ; la vulnérabilité intrinsèque et la vulnérabilité spécifique (Vrba J. & Zaporozec A., 1994 ) :