Les périmètres de protection des captages d’eau souterraine dans un milieu vulnérable

Les périmètres de protection des captages d’eau souterraine dans un milieu vulnérable

Géométrie de l’aquifère

La région de Boumaiza fait partie de la vallée de l’oued Kébir Ouest (la partie S-SE). Dans le cadre de l’étude du remplissage Plio-quaternaire de ce dernier, nous présentons les résultats de la compagne géophysique Bulgar Strojexport réalisée dans la région d’étude entre le 1er Octobre 1975 et le 20 Mars 1976 et supervisée par la direction des études du milieu et de la recherche hydraulique d’Alger. L’objectif principal de cette étude est la détermination de l’épaisseur et la qualité du remplissage alluvial, la nature du substratum et les zones favorable à l’implantation des ouvrages de captage des eaux souterraines. Les travaux comportent 200 sondages électriques dans la plaine alluviale en quadrillage 1000×1000 avec une longueur AB=1000 m. Cette configuration initiale a été remplacée par des sondages électriques tous les 500 m sur des profils distants de 2 km. 2.1. Interprétation des résultats Les mesures réalisées dans les forages ont permis de déterminer la résistivité des différentes couches lithologiques (Fig.16). Ce sont ces valeurs qui ont permis d’identifier, lors de l’interprétation des sondages électriques, les divers horizons et d’établir aussi la carte des épaisseurs des alluvions.Tableau 18 : Résistivités et signification lithologique des sondages électriques dans la plaine de Hadjar Essoud Résistivité en ohm.m Nature lithologique 1) Les alluvions 5 9 à 18 18 à 28 55 à 65 140 Limons jaunes superficiels Alternance d’argiles noires et jaunes, d’argile sableuse Graviers, sables fins et galets aquifères Micaschistes pyriteux fins altérées Sables dunaires 2) Le substratum < 20 20 à 30 30 à 60 60 à 100 > 100 Limons et argiles Substratum poudinque, argile et grés numidiens Substratum flyschs marno-calcaire du Crétacé ou calcaires altérés du lias. Substratum calcaire fissuré et karstifié Substratum calcaire compact Figure 16 : Carte des résistivités dans la plaine de l’oued Kébir Ouest (Khammar, 1981)

Les alluvions

Les valeurs de résistivité dans la partie orientale sont assez homogènes. Les alluvions d’épaisseur maximale de 110 m ont une résistivité de 40 ohm.m, tandis que dans toute la partie occidentale, elles sont hétérogènes. Les limons, argiles et argiles sableuse (15 à 30 ohm.m) séparent entre les sols argileux en surface (0.5 et 10 ohm.m) et les dépôts de graviers dont les résistivités varient entre 30 et 50 ohm.m.

Le substratum

Le substratum est représenté par les sédiments argilo-gréseux du numidien et du flysch crétacé dont les résistivités évoluent entre 15 et 60 ohm.m et même les calcaires altérés du Lias (30 ohm.m) qui peuvent être confondus avec ces derniers sédiments. Les calcaires du Lias sont caractérisés par des résistivités supérieures à 60 ohm.m. Figure 17 : Carte des épaisseurs des alluvions dans la plaine de l’oued Kébir Ouest (Khammar, 1981) 3. Etude du remplissage Plio-quaternaire de la vallée de l’oued Kébir par les sondages mécaniques Pour bien confirmer les résultats obtenus par l’interprétation géophysique, nous allons utiliser les coupes géologiques des trois forages implantés dans le même sens que les sondages électriques.

Forage 1 (Boumaiza)

Le forage est réalisé pour l’alimentation en eau potable de la région de Boumaiza. Il est implanté entre les sondages électriques 4 et 5 (profil B). Le substratum localisé à 80 m par la géophysique se trouve confirmé. 0 – 19.5m : Argiles jaunes et limons ; 19.5 – 47.5m : Argiles sableuses avec des passages graveleux ; 47.5 – 48.5m : Sable jaune moyennement grossier ; 48.5 – 79m : Alluvions grossières ; 79 – 80m : Argile grise.

Forage de Hadjar Soud

Le forage est réalisé pour l’alimentation en eau potable de la région de Boumaiza à environ 4 Km de la cimenterie. Le manque de contraste géo-électrique entre les sédiments de remplissage alluvial où les argiles sont quasi-présentes soit comme matrice dans le matériel grossier, soit comme horizon intermédiaire 0 – 5 m : Argiles et limons ; 5 – 12 m : Argiles renfermant des petites galets ; 12 – 18 m : Argile jaune ; 18 – 70 m : Galets de grès à matrice argileuse ; 70 – 110 m : Marnes bleues. 3.3. Forage de la cimenterie Il alimente la cimenterie de Hadjar Soud implanté sur le sondage électrique 14 du profil 1. La corrélation entre la coupe géologique et géo-électrique présente la même succession lithologique. Le substratum situé à une profondeur de 25 m confirme la faible épaisseur du remplissage en ce point et met en évidence le seuil de l’oued Kébir à l’entrée de notre bassin (Khammar, 1981). 0 – 8 m : Argiles brunes à jaunâtres plus au moins granuleuses ; 8 – 25 m : Graviers et sables 25 – 30 m : Argile jaune compacte. Figure 18 : Coupes géo-électriques au travers de la plaine alluviale de l’oued kébir Ouest Figure 19 : Coupe interprétative du remplissage Plio-quaternaire d’après les sondages mécaniques Les résultats obtenus à travers l’interprétation géophysique et les sondages mécaniques montrent une hétérogénéité des dépôts de la région de Boumaiza. L’horizon imperméable représenté par : les calcaire et marnes du Lias et du Crétacé ; les formations numidiennes ; les roches métamorphiques. L’horizon perméable représenté par les alluvions grossières et les sédiments sableux caractérisés par des résistivités variant entre 30 et 40 Ohm.m dans la partie S-SE de la plaine alluviale de l’oued Kebir Ouest (la région d’étude).

Piézométrie

Inventaire des points d’eau

Les puits Prés de 50 puits de profondeurs variant entre 10 à 15 m sont implantés dans toute la région d’étude. Ces ouvrages sont utilisés à des fins domestiques puisqu’ils sont implantés dans les maisons et même commercial (stations services).

Les forages

Le tableau ci-dessous donne les forages implantés dans la région et leurs coordonnées et altitudes. Pour bien déterminer l’évolution du niveau d’eau dans la nappe, nous avons réalisé deux campagnes de mesures piézométriques (Avril 2017 et janvier 2018) sur les forages cités précédemment (Tab. 18), ce qui nous a permis la réalisation des cartes piézométriques relatives à chaque état. Chaque carte permet la détermination du sens de l’écoulement des eaux ainsi que le mode d’alimentation de la nappe alluviale de Boumaiza.

Interprétation des cartes piézométriques

Carte du mois d’Avril 2017

La carte piézométrique (Fig. 21) réalisée présente une variation du niveau piézométrique de 4 à 24 m durant la période des hautes eaux. Le sens global de l’écoulement montre deux directions qui divisent la plaine en deux parties ; la première est de direction Nord-Nord-Est, Sud-Sud-Est, et Sud-Est de l’oued Kébir vers le centre de la plaine et puis vers l’Est pour l’alimentation du lac Fetzara. Le deuxième est de direction Sud-Sud-Est au niveau de l’oued Kébir vers la partie extrême Nord-Ouest de la zone d’étude considérée la partie Sud-Sud-Ouest de la plaine alluviale de l’oued Kébir Ouest (Hadj Said, 2007 ; Khammar 1981).

Table des matières

CHAPITRE I.1 GENERALITES SUR LA ZONE D’ETUDE
1. Situation géographique
2. Aperçu Socio-économique
2.1. L’agriculture
2.2. L’élevage
2.2. L’industrie
3. Le réseau hydrographique
4. Aperçu morphologique
5. Climat et végétation
6. Etude de la surface topographique8
7. La population
CHAPITRE II CARACTERISTIQUES GEOLOGIQUES
1. Introduction
2. Aperçu géologique de l’Algérie
2.1. Les chaînes littorales kabyles
2.2. Les chaînes telliennes
2.3. Les Hauts plateaux et les Hautes plaines
2.4. L’Atlas Saharien
3. La géologie régionale
3.1. Le socle cristallophyllien
3.1.1. L’unité gneissique de la base
3.1.2. L’unité intermédiaire
3.1.3. L’unité supérieure ou série des alternances
3.2 Les unités épimétamorphiques du massif de l’Edough
3.2.1. Les formations pélitiques de Boumaiza
3.2.2. Les formations épimétamorphiques de Berrahal
4. Géologie de la région de Boumaiza
4.1. La lithologie
4.1. Roches métamorphiques
4.2. Les roches magmatiques
4.3. Les roches sédimentaire
5. Géologie locale
6. Tectonique
7. Conclusion
CHAPITRE III HYDROCLIMATOLOGIE
1. Introduction
2. Analyse des données climatiques
2.1. Analyse des précipitations
2.1.1. Calcul de la lame d’eau moyenne précipitée
2.1.2. Variations des précipitations dans le temps
2.1.2.1. Variations annuelles
2.1.2.2. Variations moyennes mensuelle
2.1.2.2.1 Calcul des valeurs caractéristiques
2.1.2.3. Variations des précipitations saisonnières
2.2. Les températures
2.2.1. Les températures moyennes mensuelles
2.2.2. Diagrammes Ombro-thermique
2.3. Humidité relative
2.5. Détermination du type du climat (Indice de Martonne E. De)
3. Bilan hydrologique
3.1. Estimation des paramètres du bilan
3.1.1. Evapotranspiration
3.1.1.1. Evapotranspiration potentiel ETP (methode de Thornthwaite)
3.1.1.2. L’évapotranspiration réel ETR (Formule de Turc)
3.1.2. Le ruissellement
3.1.3. L’infiltration
3.1.4 Interprétation du bilan hydrique
4. Conclusion
CHAPITRE IV HYDROGEOLOGIE
1. Introduction
2. Géométrie de l’aquifère
2.1. Interprétation des résultats
2.1.1. Les alluvions
2.1.2. Le substratum
3. Etude du remplissage Plio-quaternaire de la vallée de l’oued Kébir par les sondages mécaniques
3.1. Forage 1 (Boumaiza)
3.2. Forage de Hadjar Soud
3.3. Forage de la cimenterie
4. Piézométrie.
4.1. Inventaire des points d’eau
4.1.1 Les puits
4.1.2 Les forages
4.2. Interprétation des cartes piézométriques
4.2.1. Carte du mois d’Avril 2017
4.2.2 Carte du mois Janvier 2018
4.3. Fluctuation des profondeurs d’eau
5. Conditions aux limites
6. Caractéristiques hydrodynamiques de la nappe
6.1. Définition des caractéristiques hydrodynamiques
6.1.1. La perméabilité « k »
6.1.2. La transmissivité « T »
6.1.3. Le coefficient d’emmagasinement « S »
6.2. Détermination des caractéristiques hydrodynamiques
6.2.1. Méthode de THEIS
6.2.2. Méthode de SHOW
6.2.3. Méthode de la remontée de THEIS
6.3. Discussion des résultats
7. Estimation de la réserve en eau
8. Exploitation actuelle
9. Conclusion
CHAPITRE V VULNERABILITE A LA POLLUTION DE LA NAPPE ALLUVIALE DE BOUMAIZA
1. Introduction
2. Définition et historique de la vulnérabilité
3. Origine de la vulnérabilité des eaux souterraines
4. Cartographie de la vulnérabilité
4.1. Utilisation des SIG dans l’évaluation de la vulnérabilité des nappes
4.2. Méthodes de cartographie de la vulnérabilité
4.2.1. La méthode GOD
4.2.2. La méthode DRASTIC
Résultats et discutions
5.1. Introduction
5.2. Evaluation de la vulnérabilité par la méthode GOD
5.2.1. Traitement des paramètres GOD
5.2.1.1. Type de nappe (G).
5.2.1.2. Lithologie de la ZNS de l’aquifère (O)
5.2.1.3. Profondeur de la nappe (D)
5.2.2. Carte de vulnérabilité GOD
5.3. Evaluation de la vulnérabilité par la méthode DRASTIC
5.3.1. Profondeur du plan d’eau
5.3.3. Lithologie de l’aquifère (A)
5.3.4. Type de sol (S)
5.3.5. La topographie (T)
5.3.6. Nature de la zone non saturée (I)
5.3.7. Conductivité hydraulique (C)
5.4. Carte de synthèse (vulnérabilité à la pollution)
6. Qualité des eaux de la nappe alluviale de Boumaiza
6.1. Les paramètres physico-chimiques
6.2. Caractéristiques chimiques des eaux souterraines
6.3. Evolution des teneurs en nitrates dans le temps
6.4. Aptitude des eaux à l’irrigation
7. Conclusion
CHAPITRE VI LES PERIMETRES DE PROTECTION
1. Introduction
2. Concept des périmètres de protection
2.1. Le périmètre de protection immédiate (PPI)
2.2. Le périmètre de protection rapprochée (PPR)
2.3. Le périmètre de protection éloignée (PPE)
3. Textes juridiques et procédures de protection Algérienne
4. Les périmètres de protection à travers le monde
5. Notions du bassin d’alimentation des captages et portion de nappe alimentant le captage (BAC et PNAC)
5.1. Bassin d’alimentation des captages (BAC)
5.2. Portion de la nappe alimentant le captage (PNAC)
6. Méthodes de détermination des périmètres de protection (PDP)
6.1. Méthodes géométriques (La Formule de cylindre ; Rayon Calculé
6.2. Méthodes analytiques
6.2.1. Méthode de Bear et Jacob (1965)
6.2.2. La méthode de Wyssling (1979) à Lallemand-Barrès et Roux (1989)
6.3. Modèles numériques
6.4. Méthode hydrodynamique graphique
6.5. Méthodes combinées
7. Conclusion .
CHAPITRE VII LES PERIMETRES DE PROTECTION DES CAPTAGES DE LA NAPPE ALLUVIALE DE BOUMAIZA
1. Introduction
2. Détermination théorique des périmètres de protection
2.1. Périmètres de protection immédiate (PPI)
2.2. Périmètres de protection rapprochée (PPR)
2.2.1. Méthode du cylindre
2.2.2. Méthode de Wyssling
2.2.4. Interprétation des résultats
2.3. Périmètre de protection éloignée (PPE)
2.3.1. Méthode de cartographie hydrogéologique
2.3.1. Méthode de l’infiltration
3. Instauration pratique des périmètres de protection
3.1. Représentation pratique des PDP
4. Risque de pollution dans les périmètres de protection
4.1. La pollution ponctuelle
4.1.1. Les fosses septiques
4.1.2. Liquide s’écoulant de la tomate pourrie durant la période de livraison à l’usine Amor Benamor
4.2. La pollution diffuse
4.2.1. Utilisation du système d’irrigation goute à goute
4.2.2. Remplacement des produits phytosanitaires par des méthodes d’agricultures développées
5. Conclusion
Conclusion générale et recommandations