Approche hydrogéologique et hydrochimique des eaux souterraines dans une zone semi aride . Cas de la nappe mio-plio-quaternaire du synclinal de Djelfa (Algérie centrale )

RESUME :

La zone étudiée (synclinal de Djelfa) fait parti des zones semi arides avec des précipitations 334mm Cette zone comprend l'aquifère Mio-Plio-Quaternaire, qui joue un rôle très important dans l'approvisionnement en eau d'irrigation et l'eau potable dans la région d'étude.

L'objectif de ce travail est l'étude piézométrique ainsi que l'étude hydrochimique des eaux souterraine de l'aquifère Mio-Plio-Quaternaire.

Les résultats obtenue de l'étude piézométrique permettant en mettre en évidence que le sens d'écoulement général est dirigé vers le Nord Est avec un gradient hydraulique varie entre 0.5 et 2%. D'autre part, l'étude hydrochimique fait apparaitre que la quasi-totalité des points d'eau étudiés présentent un faciès bicarbonaté calcique et sulfaté calcique.

L'examen des cartes d'iso teneurs chimiques ; traduisant la variation spatiale des différents paramètres physico-chimiques. Cette cartographie permet de constater un degré de minéralisation élevée au niveau de la partie Nord Ouest et l'extrême Nord Est de la zone d'étude.

Enfin, l'étude de l'aptitude des eaux souterraines à l'irrigation des terres agricoles, montre que la majorité des points d'eau présentent une qualité acceptable pour l'irrigation, sauf pour certaines zones du Nord-Ouest et l'extrême Nord-Est.

Mots clés : Synclinal de Djelfa , aquifère , piézométrique , hydrochimie , irrigation

REMERCIEMENTS

Au terme de cette étude, je tiens en premier lieu à remercier Dieu qui m'a facilité le travail en mettant dans mon chemin des gens qui m'ont énormément aidé et soutenu

Je voudrais remercier Mr. le Professeur BAALI Fethi pour avoir diriger ce travail tout au long de son édification. Les critiques et les conseils qu'il m'a prodigués me furent utiles. et d'avoir été toujours disponible et attentif.

Je tenons à exprimer mes très vifs remerciements à l'ensemble des enseignants de l'hydrogéologie de Département des Sciences de la Terre et de l'Univers.

Je remercier et affectueusement le comité de jury d'avoir accepté d'examiner ce modeste travail.

J'ai l'agréable tâche de témoigner ma grande reconnaissance aux différents services techniques auprès desquels j'ai bénéficié d'un aimable appui, notamment ceux qui m'ont facilité l'accès aux données de mesures et à la documentation, en particulier :

- l'A.N.R.H. de Djelfa (particulièrement Mr MEGHRBI Abdelkader) ;

- la Direction de ressources en eau de la Wilaya de Djelfa ;

- l'Office National de la Météorologie (station de Djelfa) ;

IL m'est également très agréable de remercier l'ensemble de mes amis, pour l'aide qu'ils m'ont apporté : CHEHILI Djamel, STAMBOLI Mohamed Lamine, NESRAT Ali , DJEBASSI Toufik, BRAHMI Serhane.

Mes plus vifs remerciements vont plus particulièrement :

A mes parents qui sans leur aide surtout morale, ce travail ne serait pas arrivé à bout ; A mes chers frères et soeurs.

Liste des Tableaux

01 Caractéristiques morphométriques du sous bassin versant Oued Djelfa-Melah et Daiet Mefiteg.....04

02 Caractéristiques hydrogéologiques et géophysiques des formations.(CGG1974) ..18

03 Coordonnées de la stations météorologique de Djelfa 23

04 Variation des précipitations au niveau de la station de Djelfa (1975-2014) 24

05 Valeurs du rapport P/T pour la période 1975 - 2014 à la station de Djelfa . 30

06 Valeurs de l'ETP estimées par la formule de Thornthwaite. à la station de Djelfa 32

07 Bilan hydrologique moyen (1975-2014) à la station de Djelfa ..34

08 Valeurs du ( R ) et ( I ) dans la région du synclinal de Djelfa , période (1975-2014) 35

09 Valeurs des apports liquides selon la formule Algérienne .36

10 Valeurs des apports liquides selon la formule de Mallet-Gauthier 36

11 Valeurs des apports liquides selon la formule de Turc 36

12 Variation des paramètres physiques des eaux souterraines 51

13 Variation des paramètres chimiques des eaux souterraines 53

14 Faciès chimiques des eaux souterraines 64

15 Matrice de corrélation entre les variables. Octobre 2014 74

16 Matrice de corrélation entre les variables. Avril 2015 74

17 Normes applicables aux eaux destinées à l'alimentation humaine d'après l'O.M.S ..76

18 Pourcentage des échantillons d'eau à concentrations inférieures aux normes fixées par l'OMS......76

19 Classification des eaux d'irrigation en fonction de la C.E et du S.A.R 77

Liste des Figures

01 Situation géographique de la région d'étude 03

02 Situation du bassin versant de l'oued Djelfa-Melah et Daiet Mefiteg 04

03 Réseau hydrographique du sous bassin versant Oued Djelfa-Melah et Daiet Mefiteg 05

04 Géologie de la région d'étude à partir de l'extrait de la carte géologique de Djelfa 09

05 Coupes géologiques traversant la région d'étude 10

06 Log stratigraphique synthétique du Synclinal de Djelfa 14

07 Schéma tectonique du monts des Ouled Nail et bassin des Zahrez 16

08 Carte de position des sondages électriques verticaux et des profils 17

09 Coupes géoélectriques des profil B,D,F,G,R.(CGG1974) 19

10 Carte d'iso résistivités en ligne AB=400m. dans la région d'étude 20

11 Courbe de simple cumul des précipitations à la station de Djelfa (1975-2014) 23

12 Abaque de l'indice d'aridité annuel de De Martonne 25

13 Climagramme d'Emberger 26

14 Variations interannuelles des precépitations de la station de Djelfapour 27

15 Variation des précipitations moyennes mensuelles à la station de Djelfa pour la période 27

16 Variation des températures moyennes annuelles à la station de Djelfa pour la période 28

17 Variation des températures moyennes mensuelles à la station de Djelfa 28

18 Diagramme Ombro-thermique pour la période (1975-2014) à la station de Djelfa 29

19 Abaque de Wundt modifié par Coutagne 32

20 Relation Précipitation-Température-ETR , Pour la période (1975-2014) à la station de Djelfa 34

21 Carte d'inventaire des points d'eau de la nappe Mio-Plio-quaternaire du synclinale de Djelfa 40

22 Carte piézométrique de la nappe Mio-Plio-quaternaire du synclinale de Djelfa, Octobre 2014 41

23 Carte piézométrique de la nappe Mio-Plio-quaternaire du synclinale de Djelfa, Avril 2015 42

24 Variation du niveau statique en fonction du temps et des précipitations 43

25 Carte des conditions aux limites de la nappe Mio-Plio-Quaternaire du synclinal de Djelfa 44

26 Courbe de descente du forage Maalba F5 46

27 Courbe de remontée du forage Maalba F5 46

28 Courbe de descente du forage 05 Juillet 47

29 Courbe de remontée du forage 05 Juillet 47

30 Carte d'inventaire des points d'eau échantillonnés 50

31 carte des conductivités octobre 2014 52

32 carte des conductivités Avril 2015 53

33 Carte des calcium ( Ca²⁺ ) , Octobre 2014 55

34 Carte des calcium ( Ca²⁺ ) , Avril 2015 55

35 Carte des magnésiums ( Mg²⁺ ) , Octobre 2014 56

36 Carte des magnésiums ( Mg²⁺ ) , Avril 2015 56

37 Carte des sodiums ( Na⁺ ) , Octobre 2014 57

38 Carte des sodiums ( Na⁺ ) , Avril 2015 57

39 Carte des bicarbonates ( HCO3 - ) , Octobre 2014 59

40 Carte des bicarbonates ( HCO3 - ) , Avril 2015 59

41 Carte des chlorures ( Cl^- ) , Octobre 2014 60

42 Carte des chlorures ( Cl^- ) , Avril 2015 60

43 Carte des sulfates ( SO4 ^2- ) , Octobre 2014 61

44 Carte des sulfates ( SO4^2- ) , Avril 2015 61

45 le cycle de l'azote dans le sol (Hill, 1991) 62

46 carte des nitrates (NO3^-) , Octobre 2014 63

47 carte des nitrates (NO3^-) , Avril 2015 63

48 carte de répartition des faciès chimiques de la nappe Mio-Plio-Quaternaire 65

49 Diagramme de Piper , campagne Octobre 2014 65

50 Diagramme de Piper , campagne Avril 2015 66

51 Diagrammes de Schoeller-Berkaloff , Octobre 2014 67

52 Diagrammes de Schoeller-Berkaloff , Avril 2015 68

53 Evolution du calcium 69

54 Origine de la salinité en fonction des rapports caractéristiques 70

55 Relation Ca²⁺/Mg²⁺ - conductivité 70

56 Relation Mg²⁺ - Cl^- 71

57 Relation Mg²⁺ - SO4^2- 71

58 Relation SO4^2- - Cl^- 72

59 Relation SO4^2- / Cl^- - conductivité 72

60 Echange de base 73

61 Espace des variables du plan factoriel F1×F2 75

62 Espace des individus 76

63 Diagramme de classification des eaux d'irrigation (méthode de Richards) , Octobre 2014 78

64 Diagramme de classification des eaux d'irrigation (méthode de Richards) , Avril 2015 78

65 Diagramme de classification des eaux d'irrigation ( méthode de Wilcox ) 79

Table de matières

INTRODUCTION GENERALE 01