Caractéristiques hydrogéologiques et hydrochimiques de la partie aval d’Oued Medjerda

Caractéristiques hydrogéologiques et hydrochimiques de la partie aval d’Oued Medjerda

Barrages en projetée

Pour une meilleure mobilisation des eaux du sous bassin Medjerda qui représente un réseau fluvial très développé et un apport annuel avoisinant les 202 Hm3 , une étude de faisabilité de deux barrages a été élaborée:

Le barrage d’Oued Djedra

Le sous bassin versant d’Oued Djedra est situé au Nord de l’Algérie dans le domaine de l’Atlas Tellien, d’une superficie de 150 km2 , il permettra la mobilisation d’un volume d’eau de 27 Hm3 /an. Ses eaux seront destinées à l’A.E.P de la ville de Souk-Ahras et les communes d’Ouled Driss et Ain Zana. La principale occupation du sol est le milieu naturel (63,2%) où dominent la forêt et le maquis suivis par les activités agricoles (33%). Le bassin compte environ 7 500 habitants répartis sur quatre communes de la wilaya de Souk-Ahras, ce qui donne une densité peu élevée pour l’ensemble du bassin versant, soit de l’ordre de 62 habitants par km2 .

Le barrage du sous bassin d’Oued Renem

D’une superficie de 226 km2 , il servira à la mobilisation de 40 Hm3 /an d’eau et permettra l’irrigation des terres de la vallée d’El Battoum (Commune de Merahna). Les principaux types d’occupation du sol sont le milieu naturel (61,9%), où dominent le maquis et la forêt, et les activités agricoles (35,3%). Le bassin compte environ 7 900 habitants répartis sur quatre Caractéristiques hydrogéologiques et hydrochimiques de la partie aval d’Oued Medjerda Zone d’étude et collecte des données du bassin 14 communes de la wilaya de Souk-Ahras. La densité de population est peu élevée pour l’ensemble du bassin versant. Elle est de l’ordre de 42 habitants par km2 . Figure I. 6 : Sous Bassin versant d’Oued Renem. (A.N.B.T. 2012)

L’importance d’Oued Medjerda

La basse plaine de Medjerda se situe au Nord-est de l’Algérie à 680 km à l’Est d’Alger et à 100 km d’Annaba et se range parmi les Oueds de portée internationale Les économies principales sont, l’agriculture, l’industrie locale, la construction et le commerce, l’agriculture d’irrigation actuellement n’est pas développée. La wilaya de Souk-Ahras chevauche 03 grands bassins versants : Medjerda, Seybouse et le bassin versant de Mellègue.

Secteur mobilisation

Tableau I.3 : Mobilisation des ressources en eau (Guebaili A., 2008) Libelle Volume mobilisable Volume exploité Caractéristiques hydrogéologiques et hydrochimiques de la partie aval d’Oued Medjerda Zone d’étude et collecte des données du bassin 15 Capacité globale d’eau mobilisable 95.92Hm3 91.00Hm3 Capacité des barrages 74.72Hm3 Capacité des forages 12.22Hm3 8.89Hm3 Capacité des puits 2.98Hm3 1.09Hm3 Capacité des sources 3.84Hm3 1.4Hm3 Capacité des retenues collinaires 2.16Hm3 Toutes ces ressources, superficielles et souterraines, constituent les principales sources d’approvisionnement de la région, dont les besoins sont sans cesse croissants.

Productions agricoles – Systèmes culturaux en irrigué

. Cultures pratiquées L’occupation du sol (exprimée en Ha) présentée dans le tableau ci-dessous est issue de l’inventaire effectué auprès des délégués communaux en 2008. Figure I.7: Réparation des terres utilisées par l’agriculture dans la région d’étude (Djaba H, 2010) Tableau I.4 : Cultures irriguées par région agricole (D.S.A., 2014) Région Agricole Hautes plaines du Constantinois Monts de L’Ouest Monts de Souk-Ahras Total wilaya SAU totale 149 826 32 915 78 500 261 241 Caractéristiques hydrogéologiques et hydrochimiques de la partie aval d’Oued Medjerda Zone d’étude et collecte des données du bassin 16 SAU physique irriguée 1 810 625 1339 3774 SAU irriguée développée 2 030 625 1344 3999 Taux d’intensification 1,12 1,00 1,00 1,06 Céréales 120 40 0 160 Fourrages 71 25 23 119 Maraîchage 1 269 409 688 2366 Cultures industrielles 0 20 0 20 Arboriculture 410 130 471 1011 Agrumes 0 0 6 6 Oliviers 160 1 156 317 TOTAL 2 030 625 1344 3999 I.6 Hydrographie Deux sous bassins versant s’étendent sur la majorité de notre région, ils drainent les eaux superficielles vers deux grands cours d’eau qui sont la Medjerda et Mellègue.

Dans la zone de Merahna les cours d’eaux prennent une direction (NNC-SSE) en traversant vigoureusement les chaînes montagneuses pour atteindre les Oueds de Renen et Mendil qui mènent à la Medjerda. Dans la zone de Taoura où apparaît le rétrécissement brusque du synclinal qui engendre des lignes de partages des eaux de surfaces, les cours d’eaux prennent des directions différentes : les Oueds de Sfari et Gredine s’évacuent vers le Nord dans la Medjerda, par contre ceux de Berbaga, El Mellah et Merzita se déversent au Sud dans le Mellègue. A partir des massifs montagneux, bordant la zone d’étude, de nombreux cours d’eau pérennes et temporaires naissent pour former le réseau hydrographique.

Couvert végétal

La partie aval du sous bassin versant de Medjerda est une région rurale, c’est pour cela elle est connue par la vocation agricole. La végétation est étroitement liée à la pluviométrie. Au Nord où la pluviométrie est très importante on trouve une couverture végétale assez dense représentée par le chêne-liège et ses associations. Au Sud, sur les zones caillouteuses, où la pluviométrie est faible on trouve la garrigue à chênes verts, genévriers, lentisques et disse le domaine de la stoppe qui se caractérise par le disse et l’halfa. Essentiellement, les cultures céréales sont localisées sur les formations marneuses dans la partie septentrionale de la région d’étude. Sur les calcaires, les forêts de pins d’Alep dominent. Les zones caillouteuses et croûtes calcaires sont couvertes de disse et de halfa végétation de type steppique. Au Nord de la région de Taoura se trouvent des pinèdes, sousbois et maquis.

Vocation économique de la région

Caractéristiques hydrogéologiques et hydrochimiques de la partie aval d’Oued Medjerda Zone d’étude et collecte des données du bassin 17 La région d’étude constitue une région à vocation agricole, où l’application des cultures maraichères et céréales sont les plus importantes. (B.N.E.D.E.R.2008) Les cultures occupent une superficie très importante (culture céréalière en particulier blé, maïs, culture fourragère ; arboriculture ; viticultures ; culture du tabac) et l’élevage du bétail avec 310 000 ovins, 93 000 caprins et 85 500 bovins. Les grands périmètres d’agriculture dans la région, comme le montre la figure 4.3, sont : le périmètre de Battoume dans la commune de Taoura avec une superficie de 350 hectare, et le périmètre de Tara situé dans la commune de Sidi Fredj avec une superficie de 300 hectare. Et le périmètre d’irrigation Sidi Bader et Hemissi (500 Ha). La demande d’irrigation est estimée de plus de 6.000 m3 /an/Ha. Le type d’irrigation utilisée est mixte, traditionnelle (gravitaire), et moderne (aspersion) selon le type de culture. (Rouaibia F, 2009).

La demande d’irrigation est collectée de la direction de l’agriculture, cette dernière a été estimé à plus de 6 mille de m3 par hectare par an, la quantité d’eau qui a été utilisé pour l’irrigation est exploitée, les eaux de surface en premier lieu comme les retenus collinaires et une quantité faibles des eaux souterraines exploitées par les forages. Figure I.8 : Périmètres d’irrigation La dotation moyenne en eau et son évaluation dépend des facteurs économiques, démographiques et géographiques. Actuellement la dotation varie d’une commune à autre, et même dans la même commune entre le milieu urbain et rurale, selon la DRE et comme configurée dans le tableau I.5 on observe cette variation. Tableau I.5 : Dotation moyenne en milieu urbain et rural à travers la région (Boukari S.,et al 2014). Communes Dotation Moyenne en milieu urbain (L/Hab/J) Dotation Moyenne en milieu rural (L/Hab/J) Dotation Moyenne (L/Hab/J) Khedara 140 31 85.5 Heddada 114 100 107 Ouillen 30 60 45 Merahna 110 60 85 Sidi Fredj 60 60 60 Zaarouria 110 80 95 Taoura 150 80 115 Drea 120 80 100 Moyenne 104.25 68.87 86.56 I.9 Domaine industriel L’industrie constitue pour la wilaya de Souk-Ahras le second secteur économique après l’agriculture. Elle comporte plusieurs unités industrielles dont les plus importantes sont : Briqueterie (stones de tuileries): unité de production de brique, qui consomme 38 m3 /j d’eau. Celpap-Rosa : entreprise nationale de la cellulose et du papier, Elle utilise 2210 m3 /j d’eau de surface d’Oued Medjerda. Complexe avicole : spécialisé en aviculture, il consomme quotidiennement 30 m3 /j d’eau du barrage de Ain Dalia. ENAP ex SNIC : unité de production, pour la fabrication de la peinture, résine, colle et vernis. Elle consomme quotidiennement 300 m3 d’eau du barrage d’Ain Dalia.

ELATEX : Cette unité de production de textile (toutes sortes de tissus), consomme 1200 m3 /j d’eau. Cette richesse dans les trois domaines engendre actuellement un souci majeur, car ces domaines représentent les plus importantes sources de pollution, à savoir : Pollution urbaine : Elle est représentée par les rejets urbains de la wilaya de SoukAhras qui sont déversés sans traitement préalable dans l’Oued Medjerda (Dairi S, 2009) Pollution industrielle : les cinq industries principales de la wilaya précitées déversent leurs effluents au niveau de l’Oued Medjerda Caractéristiques hydrogéologiques et hydrochimiques de la partie aval d’Oued Medjerda Zone d’étude et collecte des données du bassin 19 Pollution agricole : cette pollution est liée essentiellement à : l’existence de plusieurs fermes pratiquant divers types d’élevages (ex. : Complexe avicole) et ne disposant d’aucun équipement de sécurité contre la pollution; l’utilisation intensive des engrais et de pesticides riches en NO3 surtouts dans les quatre périmètres d’irrigations avec une superficie 1300 Ha. Il existe quelques problèmes de pollution des Oueds notamment sur la commune de Souk Ahras. La totalité du réseau d’assainissement de la ville de Souk-Ahras n’est pas raccordée à la station d’épuration (STEP), ce qui explique cette pollution.

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : Zone d’étude et présentation du bassin versant
I-1. Introduction
I-2. Géomorphologies et Présentation du BV de la Medjerda
I-2-1. Les éléments de relief
I.2.1.1. La zone montagneuse septentrionale
I.2.1.2. La chaîne centrale
I.2.1.2. Le piémont méridional
I.2.1.3. La dépression de Merahna et Sedrata
I.2.2. Les unités morphologiques
La chaîne montagneuse septentrionale
La zone centrale
I.4 réseau Hydrographique de la Medjerda
I.4. 1 Collecte des données (Production en eau – adduction – stockage)
I.4.1.1 Production
Le barrage d’Ain Dalia
Les sources d’Ain Dalia
I.4.1.2. Les eaux souterraines
La nappe de Taoura
I.4.2. Barrages en projet
I.4.2.1 Le barrage d’Oued Djedra
I.4.2.2 Le barrage du sous bassin d’Oued Renem
I.5. L’importance d’Oued Medjerda
I.5.1. Secteur mobilisation
I.5.2. Productions agricoles– Systemes culturaux en irrigué
I.5.2.1. Cultures pratiquées
I.6. Hydrographie
I.7 Couvert végétal
I.8. Vocation économique de la région
I.9 Domaine industriel
I.10 Environnement
I. Conclusion
Chapitre II : Géologie
II.1 Introduction
II.1.1. régionale
Domaine interne
Le Socle Kabyle
La chaîne calcaire Kabyle
Domaine médium (sillon des flyschs)
II.2. Lithologie et stratigraphie
II.2.1. Le Trias
II.2.2. Le Crétacé inférieur et moyen
II.2.3. Le Crétacé supérieur
II.2.4. L’Eocène
II.2.5. L’Oligocène .
II.2.6. Le Miocène Inférieur
II.2.7. Le Miocène Superieur
II.2.8. Le Mio-Pliocéne Continental
II.2.9. Quaternaire
Formations anciennes
Les Formations Récentes
Les Formations Actuelles
II.3. Les Terrasses
II.4. Tectoniqu
II.4.1. Tectonique souple
II.4.2. Tectonique cassante
II.5. Interprétations des coupes géologiques
II.5.1. Stratigraphie et descriptions lithologique des faciès
II.6. Conclusion
Chapitre III : Climatologie de la région
III. 1 Introduction
III. 2 Les données climatologiques
III.2.1. Les précipitations
III.2.1.1 Répartition annuelle des précipitations
III.2.1.1.1. Les variations interannuelles
III.2.1.1.2. Répartition mensuelle des précipitations
III.2.1.1.3. Répartition saisonnière des précipitations
III.2.2. Les températures
III.2.3. Le vent
III.1.4. Relation température – précipitation
Diagramme pluviométrique
III.5. Détermination des indices climatiques
Climagramme d’Emberger
Indice d’aridité de De Martonne
III.6. Le Bilan hydrique
III.6.1. Etude de l’évapotranspiration
III.6.1.1.Estimation de l’évapotranspiration potentielle (ETP)
Estimation de l’évapotranspiration réelle (ETR)
III.6.2. Formule de Turc
III.6.3. Evapotranspiration réelle par la formule de Thornthwaite
III.6.4. Estimation des réserves facilement utilisables (RFU)
III.6. 5. Calcul du ruissellement
La période 2003 (pluvieuse)
La période 2000 (sèche)
III.6. 7. Bilan hydrique global période allant de 1989-2006
III.7. Conclusion
Chapitre IV : Hydrogéologie et Gestion des eaux
IV. Introduction
IV.1. Les Caractéristiques Hydrogéologiques de la région
IV.2. Système Aquifère du Bassin Versant Medjerda
IV.2.1. Présentation des aquifère et leur Nature dans la partie aval de Medjerda
IV.3. Synclinal de Taoura
IV.3.1. La nappe du Mio-Plio-Quaternaire (nappe libre)
IV.3.2. La nappe du calcaire Maestrichtiens (nappe captive)
IV.3.2.1. Les sources de la région
IV.3.3. L’aquifère Mio-pliocène (région de Heddada, Merahna et Khedara)
IV.4 L’aquifère campanie
IV.3.4.1. Les sources ou Ain
IV.3.4.2. Sources thermo-minérales
IV.3.5. La nappe alluvionnaire
IV.3.5.1. Les Puits
IV.3.5.2. Les Sources
IV.3.6. Aquifère Sid Fredj-Ain Zerga
IV.4. Caractéristiques piézométriques de l’aquifère de Taoura-Bir Louhichi
IV.4.1. Etude piézométrique des données des points d’eau
IV.4.2. Carte piézométrique Mars 20
IV.4.2.1. Carte piézométrique Juillet 20
IV.4.3. Etude piézométrique 20
La nappe du synclinale de Taoura
La nappe de Bir Louhichi
IV.5. Apports de la géophysique
IV.5.1. Les méthodes de prospection électrique
IV.5.2. Principe de la méthode électrique
IV.5.2.1. Les procédures de mesure
IV.5.3. Travail géophysique réalisé
IV.5.3.1. Forage T-2 Bled El Madjen
IV.5.3.2. Forage B-1 Bordj M’ raou
IV.5.3.3 Forage M-1 Bir Louhichi
IV.5.4. Classification des roches sur la base de résistivités
IV.5.5. Prospection par forages
IV.5.5.1. Comparaison des données de la géophysique avec les forages
Coupe géo-électrique n° 1
Coupe géo-électrique n° 2
Coupe géo-électrique n° 3
Coupe géo-électrique n° 4
IV.5.5.2. Carte des isohypses du substratum résistant
IV.6. Paramètres hydrodynamiques des aquifères
IV.6.1. Essais de pompages du forage D4
Caractéristiques des pompages d’essai
IV.6.1.1. Interprétation
IV.6.2. Essais de pompages du forage D3
IV.6.2.1. Caractéristiques des pompages d’essai
IV.6.2.1.1 Interprétation des résultats
IV.6.3. Détermination des paramètres hydrodynamiques des aquifères du Sénonien
IV.7. Evolution de l’exploitation par domaine d’utilisation
IV.8. Gestion des eaux
IV.8.1. Etats actuels de la ressource en eau dans la région
IV.8.2. Provenance des eaux
IV.8.2.1. Collecte des forages vers la station de pompage
IV.8.3. Les nappes surexploitées
IV.8.3.1. Commune de Souk Ahras
IV.8.3.2. Commune De Merahna
IV.8.3.3. Commune d’Ouillen
IV.8.3.4. Commune de Taoura
IV.8.3.5. Commune Zaarouria
IV.8.3.6. Commune de Sidi Fredj
IV.8.4. Les nappes moyennement exploitées
IV.8.4.1. Commune de Heddada
IV.8.4.2. Commune de Khedara
IV.8.4.3. Commune d’Ouled Moumen
IV.8.5. Les nappes faiblement exploitées
IV.8.5.1. Commune d’Ouled Driss
IV.8.5.2. Commune d’Ain Zana
IV.9 Conclusion
Chapitre V : Partie Hydrochimie de la région
V Introduction
V.1 Matériels utilisés, échantillonnage et conditionnement
V.2 Caractérisation physico-chimique des eaux
La température de l’eau
Le pH des eaux
la conductivité
Le Calcium (Ca2+)
Le Magnésium (Mg2+)
Le Sodium (Na+)
Le potassium (K+)
Les Sulfates (SO24-)
Le bicarbonate (HCO3- )
Les chlorures
Les nitrates
V.3 Etude des processus hydrogéochimiques
V.3.1 Classification des eaux
V.3.1.1 Dépouillement des résultats donnés par le logiciel diagramme
V.3.1.1.a Interprétation du triangle de PIPER
V.3.1.1.b Détermination des faciès chimiques à partir du Diagramme Schöeller–Berkaloff
V.4. Analyse des Composantes Principales
V.4.1. ACP globale 20/20
V.4.2. La matrice de corrélation
V.4.3. L’analyse du cercle ACP
V.4.3.1. Cercle ACP, analyses Décembre
V.4.3.2. Cercle ACP, analyses Mars
V.4.4. Apports de la classification Ascendante hiérarchique ou C.A.H
V.5.1. Essai de détermination des origines de la qualité des eaux
V.5.1. Apports de la méthode des rapports
V.5.1. Diagramme Ca2+ Versus HCO3
V.5.1.2. Diagramme HCO3- + SO42-versus Ca2+.
V.5.1.3. Diagramme Na+ versus Cl- .2
V.5.1.4. Diagramme HCO3 -versus SO4 2-2
V.5.2. Explications des origines des répartitions observées
V.5.2.1. Calcul de l’indice d’échange de base
V.5.3. Apports de la thermodynamique
V.6. Utilisation des eaux en irrigation
V.6.1. Risque de retour des eaux d’irrigation
V.6.1.1. Impact du retour des eaux d’irrigation sur le sol
V.6.1.2. Impact du retour des eaux d’irrigation sur la ressource
V.6.2. Méthodes utilisées pour la classification des eaux d’irrigation
V.6.2.1. Calculs des paramètres obtenus pour chaque méthode
V.6.2.2. Diagramme de Richards
V.6.2.2.1. Carte d’aptitude des eaux à l’irrigation issue du diagramme de Richards
V.6.2.3. Interprétation du diagramme %Na en fonction de la conductivité
V.6.2.4. Diagramme de Wilcox
V.6.2.4.1. Carte d’aptitude des eaux à l’irrigation (méthode Wilcox)
V.6.2.5. Diagramme d’EATON (SSP)
V.6.3. Carte d’aptitude des eaux à l’irrigation
V.7. Conclusion
Chapitre VI : Modèle Réseaux de neurones artificiels
VI.1. Application du modèle de RNA (ou ANN)
VI.2. Connexions entre les neurones
VI.3. Architecture du réseau
VI.4. Création du modèle
VI.4.1. Calibrage et vérification du modèle
VI.4.2. Détermination des modèles d’entrées
VI.4.3. Résultats et discussion
VI.5. Conclusion