Impact des formations triasiques sur les eaux d’une plaine

L’Aptien

Sur de vastes surfaces, l’Aptien prend dans « la zone des diapirs » de la région de Tébessa une grande importance par la nature de ses dépôts et leur développement substantiel (300 à 600 m d’épaisseur) . Il est formé de roches carbonatées néritiques qui se sont déposées dans des eaux chaudes peu profondes. Ces conditions ont favorisé l’essor des processus organogènes de la sédimentation qui a mené à la formation de différentes constructions. A l’Aptien, la mer était plus étendue qu’au Barrémien. Le fait le plus marquant de cette période est la formation des récifs sur des rides allongées (Dubourdieu, 1956). Durant l’Aptien supérieur, la région de Tébessa a connu le développement de nombreuses plates-formes isolées dont l’architecture est contrôlée par des remontées diapiriques (Dubourdieu, 1956). Ce complexe fait partie du domaine des hauts-fonds qui séparait, durant l’Aptien un domaine profond (sillon de Sellaoua) d’un autre très subsident (sillon atlasique oriental). Ces faciès aptiens annoncent une régression fini- aptienne.
La formation aptienne débute par un Aptien essentiellement marneux composé par une alternance de marnes, d’argile, de grés et de calcaire à Gastéropodes, Mollusques et Echinoïdes. Cet Aptien marneux est surmonté par un Aptien calcaire, formé de puissants blocs calcaires à ciment dolomitique, bioclastiques à orbitolines, rudistes et qualifiés de récifaux (Dubourdieu, 1956). Le Clansayésien est composé quant à lui par des marnes grises à jaunes avec des intercalations gréseuses et calcaires (Dubourdieu, 1956). L’Aptien et les successions du Clansayésien apparaissent au cœur des anticlinaux de la région. L’Aptien marneux: Il est présenté par des gros bancs massifs et épais de calcaires bréchiques à ciment dolomitique, de calcaires graveleux et bioclastiques à Orbitolines et de Mollusques. Parfois, on rencontre des intercalations de quelques niveaux de marnes feuilletées de couleur rouge violacée ou verte. On note la présence de quelques Lamillibranches, de moules internes de Gastéropodes au niveau de Djebel Bouroumane. Cette formation peut atteindre 450 m d’épaisseur. L’Aptien calcaire: Il surmonte l’Aptien marneux et renferme le plus souvent des milioles, des rudistes et des lamellibranches (Chikhi-Aouimeur, 1980) et une abondance de quartz automorphe. L’épaisseur de cette formation varie entre 100 et 170 mètres. Ces calcaires sont considérés comme un métallotecte lithologique puisqu’ils encaissent l’essentiel de la minéralisation ferrifère et/ou polymétallique (Dubourdieu, 1956; Bouzenoune, 1993); Le Clansayésien: Il affleure dans divers anticlinaux de la région étudiée, il s’agit des marnes grises, jaunes à Ammonites avec des calcaires gréseux (Dubourdieu ; 1956). La formation aptienne présente une épaisseur totale de l’ordre de 700men moyenne.

Lithostratigraphie, tectonique et conséquences hydrogéologiques

La complexité tectonique de la zone étudiée nous a poussé à dégager les différentes structures résultantes de ces mouvements car ses structures peuvent constituer éventuellement les conditions aux limites des aquifères. Les cycles d’érosion et de sédimentation influent sur l’extension des systèmes aquifères.
En faisant le point sur toutes les formations géologiques, nous pouvons retenir quelques niveaux qui sont d’une perméabilité en grand, ce sont les calcaires du Maestrichtien, du Turonien, et de l’Eocène. La présence de failles au niveau de ces formations leur confère l’aptitude de jouer le rôle d’important magasin d’eau. En effet ces fractures peuvent constituer au sein de ces assises des réseaux prêts à emmagasiner ou faire circuler d’importantes quantités d’eau. Nous rappelons que ces formations bordent la plaine de Tébessa aussi bien au nord qu’au sud.
A l’intérieur de la plaine, les formations alluvionnaires, constituées à partir des sédiments de la série plio-quaternaire, sont d’une perméabilité en petit. Ces formations bénéficient d’un granoclassement de la bordure vers l’axe de la plaine (en bordure se sont des gros cailloutis, voire des galets calcaires et au centre des limons récents à faible perméabilité).

Minéralisation

Dans les limites de la structure sont connus quelques indices de minerais polymétalliques et ferrifères (mine de Fer de Khanguet).
Les minéralisations polymétalique sont de type stratoide. Ce sont des minéralisations situées au contact des formations Albo-Aptiennes au voisinage du Trias diapirique, et dans les marno calcaires du Cénomanien supérieur et Turonien inférieur. Ces deux sous-types sont localisés respectivement sur le flanc NW et SE de Dj Djebissa.
L’indice de Pb-Cu situé près du contact Cénomanien Turonien sur le Flanc SE dans les roches carbonatées (calcaires), renferme une minéralisation à galène en disséminations, en amas articulaires, et en nids. En plus de la galène, on rencontre les produits de l’épigenèse : cérusite, limonite et minéraux de cuivre hypogènes représentés par le cuivre gris et la digénite hypergènes représentés par la malachite, azurite et covelline.
Au flanc NW, les accumulations de minerai sous forme de nids et veines de calamine avec des cristaux de galène se trouvent dans les calcaires, dolomies, au contact tectonique des roches du trias et Crétacé. La longueur de ce contact est importante, mais les corps minéralisés connus ont été délimités seulement dans un intervalle de 600 m par les travaux de prospection et exploitation antérieurs.
La zone minéralisée à une direction sensiblement Nord-Sud et plonge à l’Est avec une inclinaison de 80°. Son épaisseur moyenne est de 1.7 m. Cette minéralisation parait concentrée dans les calcaires qui présentent de nombreuses factures dont la direction générale est celle de la stratification. Dans ce remplissage se trouvent disséminés très irrégulièrement des rognons de galène de dimensions importantes (jusqu’ à 10 cm), on la trouve aussi bien dans la marne ou argile ocre que dans la barytine.

Réseaux de neurones artificiels

Présentation de la méthode neuronale: Les réseaux de neurones artificiels (RNA ou ANN) constituent une nouvelle approche de modélisation des systèmes complexes, particulièrement utile lorsque ces systèmes sont difficiles à modéliser à l’aide des méthodes statistiques classiques. Les réseaux de neurones artificiels sont issus des premiers travaux réalisés dans le domaine de l’intelligence artificielle pour modéliser le fonctionnement du cerveau humain (McCulloch et Pitts, 1943) en se basant principalement sur le concept des neurones. Il s’agit d’un modèle empirique non linéaire (Fortin et al., 1997). Il se compose d’éléments de traitement interconnectés (neurones) travaillant conjointement pour résoudre un problème spécifique. R. Hecht Nielsen 1990 donne la définition suivante : un réseau de neurones est un système de calcul composé d’éléments de traitement simples fortement interconnectés, qui traitent l’information par leur changement d’état dynamique en réponse à une entrée externe.
Connections entre les neurones : Les réseaux de neurones sont organisés en couches ; ces couches se composent d’un certain nombre de neurones interconnectés qui contiennent une fonction d’activation. Des entrées (X1, Xi,…, Xn) sont présentées au réseau par l’intermédiaire de la couche d’entrée, qui les communique aux couches cachées où le traitement s’effectue en utilisant des connexions pondérées. Puis, les couches cachées transmettent la réponse à la couche de sortie ( S ). Les connections entre les neurones se font par des poids (W1, Wi,…, W n ) . Il existe une grande variété d’agencements possibles de neurones artificiels (Lippmann, 1987), mais le type de réseau le plus utilisé est le Perceptron Multicouche (PMC). Ce réseau comporte une ou plusieurs couches de neurones artificiels pour capter les entrées, une ou plusieurs couches cachées (MLP ou MultiLayers Perceptron) et une couche de neurones artificiels pour émettre les sorties du modèle. Chaque couche contient des unités de calcul (neurones) connectées à d’autres neurones par la voie des poids .

Table des matières

APERÇU GEOLOGIQUE
I. 1. INTRODUCTION
I. 2. GEOMORPHOLOGIE
I. 2. 1. Introduction
I. 2. 2. Les monts septentrionaux
I. 2. 3. Les monts méridionaux
I. 3. STRATIGRAPHIE ET DESCRIPTION DES FACIES
I. 3. 1. Le Trias
I. 3. 2. Le Jurassique
I. 3. 3. Le Barrémien
I. 3. 4. L’Aptien
I. 3. 4. 1. L’Aptien marneux
I. 3. 4. 2. L’Aptien calcaire
I. 3. 4. 3. Le Clansayésien
I. 3. 5. L’Albien
I. 3. 6. Le Vraconien
I. 3. 7. Le Cénomanien
I. 3. 8. Le Turonien
I. 3. 9. Le Campanien-Santonien
I. 3. 10. Le Maestrichtien
I. 3. 11. Le Paléocène
I. 3.12. L’Eocène
I. 3.13. Le Miocène
I. 3. 14. Le Quaternaire
I. 4 : TECTONIQUE DE LA REGION
I. 4. 1 Les Phases de l’orogenèse
I. 4. 2 : La formation du fossé d’effondrement de Tébessa
I. 5 : Lithostratigraphie, tectonique et conséquences hydrogéologiques
I. 6. GEOLOGIE DU MASSIF DE DJEBISSA
I. 6. 1. Introduction
I.6. 2. Stratigraphie du Djebel Djebissa
I.6. 2. 1. Trias
I.6. 2. 2. Crétacé
Aptien- albien
Cénomanien
Turonien
I.6. 2.3. Quaternaire
I. 7. La Tectonique
I. 7. 1. les déformations souples
I. 7.2. Les accidents cassants
I. 8. Minéralisation
I. 9. CONCLUSION
GEOMETRIE DE L’AQUIFERE
II. 1. Introduction
II. 2. Essai de corrélation entre la géologie et la géophysique
II. 3. Mise en parallèle des profils géophysiques et des coupes lithologiques
II. 4. Conclusion
APERÇU CLIMATIQUE
III. 1. Introduction
III. 2. Historique
III. 3. Type de climat
III. 3. 1. Diagramme pluviothermique
III. 3. 2. Evolution des facteurs climatiques sur la période 1972 à 2006
III. 3. 2. 1 Les précipitations
III. 3. 2. 2 Variation inter annuelle des précipitations
III. 3. 2. 3 Variations mensuelles des précipitations
III. 3. 2. 4 Répartition saisonnière des précipitations
III. 3. 2. 5. Les températures
III. 3. 2.6. La neige
III. 3. 3. Calcul du coefficient pluviométrique
III. 3.4. Détermination des indices climatiques
III. 3.4. 1. Climagramme d’Emberger
III. 3. 4. 2. Indice d’aridité de De. Martonne
III. 4. Le Bilan hydrique
III. 4. 1. Etude de l’évapotranspiration
a. Estimation de l’évapotranspiration potentielle : (ETP)
b. Estimation de l’évapotranspiration réelle: (ETR)
III. 4. 2. Estimation des réserves facilement utilisables
III. 4. 3. Indice thermique mensuel
III. 4. 4. Indice thermique annuel
III. 4. 5. Répartition des précipitations
a. / Calcul du ruissellement
b. / Calcul de l’infiltration
III. 4. 6. Commentaire sur le bilan hydrique
III. 5. Variation de l’écoulement interannuel moyen
III. 6. Conclusion
APERÇU HYDROGEOLOGIQUE
IV. 1. INTRODUCTION
IV. 2. La piézomètrie des puits domestiques
IV. 2. 1. Interprétation des cartes piézometriques
a. / Carte piézometrique de la période des hautes eaux (mars 2006)
b. / Carte piézometrique de la période des basses eaux (juillet 2006)
IV. 2. 2. Conclusion
IV. 3. Détermination des paramètres hydrodynamiques de la nappe profonde
IV. 4. Carte des conditions aux limites
IV. 4. 1. Conditions aux limites et apports souterrains
IV. 5. Conclusion
QUALITE DES EAUX
V. 1. Introduction
V. 1. 1. Caractéristiques des eaux des puits
V. 1. 2. Echantillonnage
V. 2. Caractérisation hydrochimique des eaux souterraines
V. 2. 1. Statistiques monodimensionnelles
V. 2. 2. Analyse multidimensionnelle
V. 2. 2. 1. L’analyse en composantes principales (ACP)
V. 2. 2. 2. Etude des variables
V. 2. 2. 3. Période des hautes eaux
V. 2. 2. 3. Etude des individus
V. 2. 2. 4. Période des basses eaux
V. 2. 2. 5. Etude des individus
V. 2. 3. Conclusion
V. 3. L’Outil Géostatistique
V. 3. 1. Analyse Géostatistique
V. 3. 1. 1. Calcul du variogramme
V. 3. 1. 2. Le krigeage
a / Krigeage ordinaire
V. 4. Estimation des classes de la CE
V. 4. 1. Estimation de la CE par krigeage ordinaire
V. 4. 1. 1. Variographie de la CE
A- Période des hautes eaux
B- Période des basses eaux
V. 4. 1. 2. Cartographie de la CE
V. 4. 1. 3. Estimation spatiale des fonctions indicatrices
V. 4. 2. Conclusion
V. 5. Facteurs régissant le chimisme des eaux
V. 5. 1. Géologie
V. 5. 1. 1. Les bases de la thermodynamique
A/ Relation activité concentration
B/ L’activité ionique
V. 5. 1. 2. Indice de saturation
V. 5. 1. 2. 1. Application aux eaux de la région étudiée
V. 5. 1. 2. 2. Evolution des valeurs des SI dans les eaux de la région
V. 5. 2. Le climat
V. 5. 3. Le niveau statique
V. 6. Impact de la mine abandonnée sur la qualité des eaux de surface
V. 6. 1. Caractéristiques des eaux de surface
V. 6. 1. 1. Caractéristiques des eaux au niveau du point 1
V. 6. 1. 2. Caractéristiques des eaux au niveau du point 2
V. 6. 1. 3. Caractéristiques des eaux au niveau du point 3
V. 6. 1. 4. Caractéristiques des eaux au niveau du point 4
V. 6. 1. 5. Caractéristiques des eaux au niveau du point 5
V. 6. 1. 6. Caractéristiques des eaux au niveau du point 6
V. 6. 1. 7. Caractéristiques des eaux au niveau du point 7
V. 6. 1. 8. Caractéristiques des eaux au niveau du point 8
V. 6. 2. Evolution du chimisme dans les puits de Djebissa
MODELE
VI. Réseaux de neurones artificiels
VI.1. Présentation de la méthode neuronale
VI.2. Connections entre les neurones
VI. 3. Application du modèle de RNA (ou ANN)
VI. 3. 1. Architecture du réseau
VI. 3. 2. Choix des critères d’exécution
VI. 4. Création du modèle
VI. 5. Calibrage et vérification du modèle
VI. 5. 1. Détermination des modèles d’entrées
VI. 5. 1. 1. Résultats et discussion
VI. 6. Conclusions
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE