Memoire Online - Evolution de l'état de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon de la Tunisie (Etude hydrodynamique et Modélisation numérique)

MODÉLISATION DE L'AQUIFÈRE PLIO-QUATERNAIRE DE LA CÔTE ORIENTALE DU CAP-BON (TUNISIE)

*Département de Génie Rural, Eaux et Forêts, Institut National Agronomique de Tunisie, Tunis, Tunisie

**Institut National de Recherche en Génie Rural, Eaux et Forêts, Tunis, Tunisie

RESUME

La modélisation hydrodynamique de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon par le code MODFLOW a permis de comprendre le fonctionnement hydrodynamique de l'aquifère, en estimant les échanges latéraux de la l'aquifère avec la mer Méditerranéen et son réseau hydrographique. Ainsi le calage du modèle mathématique en régime permanent sur l'état piézomètrique de 1970 a permis d'affiner la distribution spatiale de la perméabilité sur l'ensemble du domaine et de dresser le bilan de l'aquifère en régime permanent. Le calage du modèle en régime transitoire a permis d'affiner la distribution spatiale du coefficient d'emmagasinement de l'aquifère. Le bilan issu de ce calage a mis en évidence des entrées d'eau de mer. Le déstockage enregistré est de l'ordre de 4Mm³/an. La recharge artificielle de l'aquifère dans la zone de Diarr El Hojjaj-Menzel Témime avec un débit d'injection de 200 l/s est capable d'inverser le gradient hydraulique et donc de faire reculer le biseau salé dans cette zone.

Mots clés : Côte orientale, MODFLOW, piézomètrie, modélisation, régime permanent - transitoire, biseau salé.

INTRODUCTION

La région du Cap-Bon est localisée au Nord-Est du pays. Elle est limitée au Sud-Est par la mer Méditerranée, au Sud par le gouvernorat de Sousse et à l'Ouest par les gouvernorats de Zaghouan et de Ben Arrous. Elle se situe entre les parallèles 36°20'et 37°10'de latitude Nord et entre les méridiens 10°30'et 10°10'Est.

L'aquifère de la côte orientale occupe une superficie d'environ 475Km² (Fig.1), elle s'étend depuis Beni Khiar jusqu'à Kélibia sur environ 45Km. Elle est limitée à l'Ouest par Jebel Sidi Abderrahmane, au Nord par Oued H'jjar (ville de Kélibia), à l'Est par la mer Méditerranée et au Sud par la région de Béni Khiar.

Elle est comptée parmi les principaux aquifères des plaines côtières Tunisiennes. Cette plaine est dépourvue de cours d'eau pérennes et l'apport des Oueds Bouleddine, Lebna, Chiba, Abidis, El K'bhir et El H'jarr qui la traversent ne sont apparents qu'en période de crues.

Ainsi, la seule ressource en eau disponible sur place, provient des eaux souterraines peu profondes. Cette disposition favorable à l'irrigation par pompage a été l'un des atouts majeurs du développement des cultures. Par ailleurs, le développement des pompages a engendré la surexploitation de l'aquifère, son dénoyage par endroits et par conséquent l'avancée, a un rythme très accéléré, du biseau salé.

CONTEXTE HYDRO-CLIMATOLOGIQUE GENERAL

Le climat de la côte orientale du Cap-Bon est du type semi-aride à influence méditerranéenne. La pluviométrie moyenne annuelle est de 450mm. La température moyenne est de 19,2°C (27,3°C en été et 12,3°C en hiver). Les Oueds Lebna, Chiba, Abidis, et Bouleddine qui traversent la plaine sur toute sa largeur, sont de faible importance, leurs écoulements ne sont possible que pendant de courtes durées et en périodes des crues.

Les oueds El K'hbir et El H'jarr, qui constituent respectivement les limites Nord et Sud de l'aquifère, contribuent partiellement à son alimentation.

Figure 1 : Situation hydro-géographique de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon.

CONTEXTE GEOLOGIQUE

La plaine de la côte orientale correspond à une partie de la péninsule du Cap-Bon qui s'étend dans le Nord-Est de la Tunisie et correspond à des affleurements des terrains qui couvrent l'Eocène moyen et le Quaternaire. En effet, la plaine de la côte orientale correspond au flanc Est de l'anticlinal de Jebel Abderrahmane, est déterminée par le synclinal de Dakhla qui constitue les dépôts aquifères du Pliocène et de Quaternaire discordant sur le Miocène supérieur. La série stratigraphique visible allant de l'Eocène jusqu'au Vindobonien supérieur au coeur de l'anticlinal présente un pendage Sud-Est.

Les séries néogènes du Cap-Bon, sont formées par un groupe, d'âge Langhien moyen à supérieur et constitué par une succession de la formation Ain Grab à la base et la formation Mahmoud au sommet, et un groupe Oum Dhouil, d'âge Langhien supérieur au Tortonien inférieur, est formé par un corps sableux à la base attribué à la formation Beglia. La formation Saouaf constitue la partie principale et supérieur du groupe. La région de Menzel Temime est caractérisée par l'absence des séries du Miocène supérieure qui sont en majorité d'origine marine alors que le Pliocène repose en discordance angulaire sur les alternances argilo-gréseuses de la formation Saouaf d'âge Serravalien-Tortonien. Ces séries du Pliocène sont réduites et ne dépassent pas 100m. La totalité des structures plissées de la péninsule du Cap-Bon, a montré une prédominance de direction atlasique avec une déviation axiale vers l'Est au niveau de leur terminaison Nord-Orientale. La phase de serrage atlasique a provoqué des structures plissées ainsi que des grands accidents dextres, les plis NE-SW se tordent jusqu'à aboutir à une structure orientée E-W.

CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE

Ces deux aquifères sont confondues sur les plans hydraulique et lithologique, puisqu'il n'y a eu identification d'aucun imperméable qui permet leur individualisation piézomètrique et les puits de surface recoupent généralement les deux horizons. Mais vu que le modèle utilisé exige un mono-couche, on a supposé une schématisation à un horizon le deux couches aquifères (la première couche est celle du pliocène, la deuxième du quaternaire).

En amont, l'alimentation se fait par les importantes séries gréseuses inférieures de l'Oligo-Miocène. La vitesse d'écoulement entre les oueds Bouleddine et Lebna vers la mer, se fait d'une manière très faible, l'eau s'enfonce profondément sous la puissante série marneuse de Miocène terminal sans échange possible avec les aquifères superficielles, ce qui permet une recharge de l'aquifère.

L'alimentation de l'arrière pays de Kelibia se fait à partir des nombreuses barres de grès peu épaisses, des séries moyennes et terminales en disposition périsynclinale. Ces barres qui sont souvent en contact avec le Quaternaire permettent des échanges verticaux ou latéraux. Vers le Sud, le sable de Somâa joue à priori le rôle des relais entre le Miocène et les formations plus récentes du fait du grand accident tectonique qui tronque le synclinal.

Le Pliocène molassique ou sableux à des caractéristiques hydrauliques plus favorables et forme en profondeur le synclinal de Tafelloune qui est composé des matériaux détritiques riches en bioclastes. A la surface, il se présente sous forme d'un vaste glacis découpé en plateaux par des cours d'eau permettant ainsi une alimentation de l'aquifère.

L'infiltration directe de la pluie se fait sur tous les affleurements Pliocènes de la plaine, une partie de l'écoulement souterraine dans ces formations transite par le Quaternaire avant d'atteindre la mer ou bien est repris par le réseau hydrographique.

Les limites du Pliocène peuvent être débordées par le recouvrement Quaternaire qui peut se trouver en relation avec le Miocène comme à l'arrière pays de Kélibia et au niveau de la région de Somâa. Il faut signaler aussi que le cordon dunaire fossile qui jalonne la plage du Tyrrhénien, joue un rôle particulier dans la capacité d'infiltration favorisée par le barrage topographique qu'il constitue pour le ruissellement de surface. Ces caractéristiques lui permettent d'exercer tout au long de la côte un effet de barrière hydraulique superficielle (Fig.2).

Figure 2 : Modèle géologique et hydrogéologique utilisé pour élaborer un modèle conceptuel.

Les principales caractéristiques hydrogéologiques de l'aquifère plio-quaternaire sont récapitulées dans le tableau 1.

Tableau 1 : Principales caractéristiques hydrogéologiques de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon.

Aquifère	Recharge	Substratum	Epaisseur saturée (m)	Profondeur (m)	T(m²/j)	S (%)
Quaternaire	Pluies	Marno-Gréseux	10 à 15	0 à 70	60	9
Pliocène	Pluies	Argiles	10 à 20	70 à 150	30	4

T est la transmissivité et S est le coefficient d'emmagasinement. Le sens de l'écoulement de la l'aquifère se fait généralement du l'Ouest vers Est, sauf au Nord de Menzel Témime où il change de direction pour s'orienter vers l'oued El H'jarr (Kélibia). Entre Diarr El Hojjaj et El Mida, la surface piézométrique est plate, présentant un espacement constant et un gradient hydraulique faible (1%). Entre Menzel Horr et Tefelloune, le gradient est de l'ordre de 3%. Cette différence du gradient hydraulique d'une zone à l'autre est due principalement à la variation de la perméabilité.

SALINITE DES EAUX DE L'AQUIFERE PLIO-QUATERNAIRE

La carte de la de salinité de l'aquifère plio-quaternaire de 2005 montre une concentration excessive de l'eau dans la bande côtière, ayant dépassée 8g/l à l'Est de la plaine (Diarr El Hojjaj-Tefelloune), au Nord de l'oued Bouledine et à l'Ouest de l'oued Lebna, alors qu'elle n'excédait pas dans ces lieux 3 g/l en 1970. Cette augmentation de la salinité est due à l'appel du biseau salé suite à la multiplication des pompages et la réduction des apports à l'aquifère ce qui a entraîné l'abandon de plusieurs puits au début de l'année 1990. En dehors de la bande côtière, la salinité de l'eau a atteint 2.5 g/l entre Mâamoura et Tazarka contre 1.5 g/l en 1970 et 4 g/l entre Menzel Témime et Hammam El Guezaz contre 2 g/l en 1970.

ETAT D'EXPLOITATION DE L'AQUIFERE PLIO-QUATERNAIRE

L'intensification de l'exploitation de l'aquifère, conjuguée à la sécheresse, a entraîné :

- une baisse du niveau piézomètrique atteignant 10m par endroits, avec une baisse moyenne de 0,66cm par an.

- la dégradation de la qualité de l'eau avec des salinités pouvant atteindre 10g/l notamment dans la bande côtière.

Depuis le premier inventaire fait en 1961, l'exploitation de l'aquifère a largement évolué suite à l'électrification de plusieurs puits et à l'approfondissement d'autres. Le nombre total de puits équipés est passé de 270 en 1962 à 6069 en 2004 (Tab.2) ; de même, le taux d'équipement a connu durant la même période un accroissement remarquable. Cependant, il a été constaté que le nombre de puits abandonnés (comblés ou sec) n'a cessé également d'augmenter.

Tableau 2 : Exploitation de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon.

Année	nbr. de puits équipés	nbr. de puits non équipés	nbr. de puits abandonnés	nbr. total de puits	Exploitation en m³
1962	270	15	15	300	4.701.850
1974	954	156	90	1200	18.203.950
1987	1067	---	219	1286	11.865.745
2004	6069	3170	---	9239	54.000.000

Les volumes d'eau prélevés à partir des eaux souterraines ont été estimés à 1712 l/s, soit un volume total annuel de 54 Mm³/an , (1200 l/s pour l'irrigation et 500 l/s pour l'alimentation en eau potable des populations et l'abreuvement du cheptel). Il a été constaté que malgré la réalisation de certains puits en 1960 leur utilisation effective à des fins agricoles n'a démarré qu'en 1970. Ainsi, sur les 9239 puits, 65 % ont été réalisés et équipés en motopompes entre 1980 et 1990. D'autre part, la fréquence des pompages opérés est souvent inférieure à 15mn/jour à cause des baisses rapides des niveaux d'eau.

Avant 1970, le bilan était équilibré et les prélèvements modérés par rapport à la recharge moyenne. Par contre le bilan de 2004 (Total des entrées: 50Mm3, Total des sorties: 54Mm3) montre un déficit relativement important de 4Mm3, corollaire d'une exploitation abusive de la l'aquifère et d'un déficit pluviométrique d'environ 790mm/an soit donc un déficit moyen à combler d'environ 7900m³/ha/an.

MODELISATION DE L'AQUIFERE PLIO-QUATERNAIRE EN REGIME PERMANENT ET BILAN

La modélisation hydrodynamique de l'aquifère côtière du Cap-Bon est réalisée par l'application du code MODFLOW . Le maillage adopté dans ce cas est un maillage carré régulier de 250m de côté. La discrétisation du domaine est composée de 104 colonnes et 208 lignes avec 6352 mailles de calcul, 1145 mailles à potentiel imposé et 1299 mailles à débits imposés, soit au total 8796 mailles actives (Fig.3). La dimension des mailles a été choisie en tenant compte de la densité et de la variabilité des données disponibles .

Figure 3: Représentation du maillage choisi et des conditions aux limites considérées.

Les conditions aux limites adoptées dans la conception du modèle sont : potentiel imposé constant égal à zéro le long de la mer Méditerranée ; potentiel imposé constant le long de la limite Nord constituée par l'oued H'jarr à Kélibia (La charge hydraulique considérée est égale à la différence entre le niveau topographique et la hauteur du lit de l'oued. Dans le cas présent, la charge varie entre 2 et 3 mètres) et le long de la limite Sud de l'aquifère constituée par l'oued El K'bhir à Béni Khiar (en adoptant les même hypothèses que pour la limite Nord) ; débit imposé constitué par les puits d'exploitation de la région. La limite Ouest est une limite fictive dans laquelle on considère l'écoulement latéral .

Figure 4 : Carte de la conductivité hydraulique de l'aquifère plio-quaternaire.

Pour le régime permanent, on va adopté un coefficient d'infiltration estimé à 15% pour les affleurements Plio-quaternaires dominants sur l'ensemble des mailles actives du domaine de travail. La recharge actuelle de l'aquifère plio-quaternaire s'effectue par l'infiltration :

- des ruissellements en amont essentiellement par les puissantes séries gréseuses inférieures qui enserrent l'Oligocène du jbel Abd Errahmen,

- des eaux de crues des oueds traversant la plaine, des pluies excédentaires des années exceptionnelles.

L'évaporation directe est considérée non nulle lorsque la profondeur de la nappe est inférieure à 10m. On comptabilise un déficit pluviométrique d'environ 790mm/an.

Les prélèvements par pompages sont supposés nuls en régime permanent (état piézomètrique de1970).

Calage du modèle

L'état de référence retenu pour caler le modèle en régime permanent est la piézomètrie de 1970 correspondant à l'état avant le début des pompages. La carte (Fig.5) montre la distribution de la perméabilité obtenue à l'issue du calage. On distingue principalement quatre zones :

- au Sud d'oued H'jarr (Kélibia) où l'aquifère circule dans les calcaires et les dolomies, la perméabilité varie entre 10 et 12m/j,

- au voisinage de l'Oued Chiba et El K'hbir, la perméabilité est faible, allant de 4 à 5m/j (les dépôts d'alluvions limoneux peuvent expliquer ces faibles valeurs),

- à proximité du barrage Chiba où la l'aquifère circule dans les schistes, la perméabilité varie entre 9 et 11m/j, avec 10m/j comme valeur prépondérante,

- le long de la bande côtière, elle est en général de l'ordre de 8m/j, ce qui est légèrement inférieur à l'ordre des perméabilités mesurées.

Figure 5 : Carte de la perméabilité après calage du modèle plio-quaternaire de l'aquifère de la côte orientale.

Figure 6: Comparaison entre la carte piézomètrique de 1970 observée et celle simulée par la modèle en régime permanent.

Ce calage du modèle en régime permanent a permis la reconstitution du bilan global de l'aquifère par évaluation de ses différentes composantes (Fig.7).

161666,25m3/j

SORTIES DE LA NAPPE (-) :

Pompage des puits + évaporation = 147945,2m3/j

AQUIFÈRE PLIO-QUATERNAIRE

DE LA CÔTE ORIENTALE

Figure 7 : Bilan hydrogéologique du modèle plio-quaternaire de l'aquifère de la côte orientale.

MODELISATION DE L'AQUIFERE PLIO-QUATERNAIRE EN REGIME TRANSITOIRE ET BILAN

Cette partie, consacrée au modèle en régime transitoire représente une continuité au calage en régime permanent. L'objectif principal de cette étape de la modélisation hydrodynamique est le calage du coefficient d'emmagasinement et l'homogénéisation des données du système hydraulique en régime transitoire. Les pompages n'ayant commencé à se développer qu'a partir de 1973, ce qui laisse supposer que la piézométrie de 1970 s'est maintenue jusqu'à cette date.

La phase de simulation est considérée de 1975 à 2005. L'absence de données consistantes nous a conduit à subdiviser cette phase en 3 périodes avec un pas de temps de 5 ans.

Les deux premières parties sont utilisées pour le calage du modèle et la troisième partie est utilisée pour la vérification.

La première période (1975-1993) se caractérise par une exploitation moyenne de 40Mm³/an. Les niveaux piézomètriques observés dans quelques puits de contrôle sont utilisés pour le calage du modèle. Cette phase servira pour étudier le comportement général de l'aquifère plio-quaternaire et produire la carte piézomètrique qui sera utilisée comme carte d'initialisation de la deuxième période.

La deuxième période (1994-2001) est la phase la plus importante pour la construction du modèle. En effet, le réseau piézomètrique est constitué 28 puits de contrôle, répartis sur tout le domaine de l'aquifère plio-quaternaire fournit une chronique de référence bien plus riche. Une fois le modèle calé, il est validé sur une troisième période (2002-2005).

Pour calculer la recharge de chaque période, deux coefficients d'infiltration sont utilisés : 15% pour les formations quaternaires (particulièrement pour les limons rouges superficielles en amont) et le barrage topographique du cordon dunaire et 7% pour les affleurements Pliocène et ces échanges latéraux avec les séries gréseuses d'Oligo-Miocène. Le tableau 3 donne le taux de recharge pour chaque période.

Tableau 3 : Recharge de l'aquifère plio-quaternaire en Mm³/an par période.

Période	1	2	3	4	5	6
Recharge (Mm³/an)	65,22	60,32	63,92	60,25	34,46	48,44

L'accroissement de l'exploitation de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale est en relation avec une évolution économique de la région. Aux années soixante, l'exploitation se faisait par des dâlous et des seaux. Ces techniques de captage qui ne se permettent pas l'exhaure d'un débit qui peut affecter le régime naturel des nappes, sont actuellement changées par des équipements modernes électriques ou à combustion ainsi que la pratique de forage profond qui permet l'exploitation intensive des nappes. Depuis 1974 jusqu'à actuellement, l'exploitation de l'aquifère a connu une évolution suite à l'électrification de plusieurs puits et à l'approfondissent d'autres.

Tableau 4 : Prélèvement de l'aquifère plio-quaternaire en Mm³/an par période.

Période	1	2	3	4	5	6
Prélèvement (Mm³/an)	18,20	32,83	34,50	43,93	46,50	50

Le calage est basé sur le suivi piézométrique disponible au niveau de 8 points d'observation choisis pour leurs séries longues parmis le réseau de contrôle existant (Fig.8).

Figure 8 : Localisation de 8 points d'observation utilisés dans le calage en régime transitoire.

La figure 9 montre l'évolution de la piézométrie calculée et celle mesurée durant la période de simulation. Dans l'ensemble, la piézométrie calculée au droit du contrôle présente des résultats satisfaisants avec celle mesurée.

Figure 9. Comparaison de l'évolution de la piézométrie calculée et mesurée dans deux puits de surveillance (IRH : 8420 et 8862).

En l'absence de mesures disponibles de la porosité efficace, on a considéré que chaque faciès géologique à une porosité relativement constante. La carte de la répartition de la porosité efficace obtenue par le calage du modèle est assez homogène, avec les caractéristiques suivante (Fig.10) :

- dans la zone côtière, à l'Est de Diarr El Hojjaj, une porosité efficace de 9% correspond à l'aquifère des calcaires gréseux qui est doté de bonnes capacités d'emmagasinement,

- pour les argilo-grézeuses, elle varie de 6% dans la bande côtière à 4 % dans le reste de la zone, dénotant un aquifère micro-fissuré et poreux, peu capacitif,

- Pour les marno-calcaires, elle est de 5%, confirmant le caractère plus capacitif de ces formations.

Figure 10 : Porosité et emmagasinement spécifique de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon.

Ce calage du modèle en régime transitoire a permis la reconstitution du bilan global de l'aquifère par évaluation de ses différentes composantes (Fig.11). Il dépend de la recharge et du régime de l'exploitation, ces deux paramètres présentent une forte irrégularité.

Figure 11 : Bilan hydrogéologique du modèle plio-quaternaire de l'aquifère de la côte orientale en régime transitoire.

Les cartes piézomètriques de 2002 et 2005 produites par le modèle coïncide, sur une grande part du domaine de l'aquifère, avec la carte observée. Cépondant, la partie amont présente une erreur importante, peut être liée à des erreurs d'observation ou à des hétérogénéités géologiques locales, par exemple au voisinage du puit de contrôle n⁰ 0001.

Figure 12 : Comparaison entre la carte piézomètrique observée et modelée de 2002 en régime transitoire de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale.

Figure 13 : Comparaison entre la carte piézomètrique observée et modelée de 2005 en régime transitoire de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale.

Sorties du modèle de transport «MODPATH »

Le modèle de simulation MODPATH a la propriété de représenter la migration des flux de pollution à l'interface des aquifère côtiers et de simuler le cheminement des particules de sel (chlorure et sulfate).

En effet, le code numérique de ce modèle se base sur la différence de gradients de concentration en sel. Le cheminement se fait de la zone à gradient fort vers la zone la zone à gradient faible.

Figure 14: Cheminement des particules de sel dans la région de Korba simulée par le modèle `MODPATH'.

L'OUTPUT du modèle de simulation MODPATH (Fig.14) confirme bien une invasion saline d'origine marine provoquant la l'augmentation de la salinité des eaux de l'aquifère plio-quaternaire. En plus, les flux verticale de la pollution met en relief une salinisation d'origine anthropique due à l'usage intensif des engrais chimique et au lessivage des terres agricoles lors de l'irrigation.

En effet les lignes rouges indiquent le sens de cheminement et de déplacement des particules de sel ainsi que leurs positions après chaque jour.

GESTION DES RESSOURCES EN EAU DANS LA ZONE CÔTIERE DU CAP-BON

Les résultats du modèle hydrodynamique en régime transitoire montrent que l'aquifère côtière de la côte orientale du Cap-Bon est surexploitée avec un déstockage moyen de l'ordre de 4 Mm³/an. Ce déstockage a engendré la baisse du niveau piézométrique et la dégradation de la qualité de l'eau, en raison de l'intrusion marine. Ces deux facteurs limitent le développement agricole dans la zone.

De ce fait, des mesures devront être prises pour améliorer la qualité de l'eau. Pour le secteur en état de surexploitation (la zone Korba et Menzel Horr), une stabilisation des pompages à leur niveau actuel couplée à une recharge artificielle de l'aquifère permettront vraisemblablement une amélioration de la qualité des eaux de la nappe. Pour cela on a adopté une méthodologie basée sur l'index d'amélioration de la salinité qui a été défini en comparant le rapport eau douce / eau de mer dans le bilan de 2005 par rapport à la situation actuelle (2002) qui est utilisé comme référence, les valeurs d'index inférieures à 1 témoignent d'une détérioration de la qualité de l'eau, les valeurs supérieures à 1 dénotent une amélioration qui est d'autant plus importante que l'index est élevé. Après plusieurs scénarios d'injection, il s'est avéré que l'impact positif de ce projet ne se fait sentir qu'a partir d'un débit d'injection supérieur à 100l/s. Deux scénarios ont été choisis : a - injection de 100l/s dans les mailles (108/63) ; (109/62) ; (110/61), b - injection de 200l/s dans les mailles (85/75) ; (85/76) ; (85/77) ; (85/78).

Eventuellement les ressources en eau superficielles de Lebna et Bouleddine peuvent être utilisées pour accomplir la recharge artificielle l'aquifère côtière. Les résultats de la recharge artificielle sont donnés par le tableau 5 :

Tableau 5 : Effet d'une recharge artificielle sur la qualité des eaux de l'aquifère plio-quaternaire de côte orientale.

	Situation en 2002	Situation en 2005
Débit de recharge l/s	-	100	200
Apport eau douce l/s	226,36	212,49	212,49
Entrée eau de mer l/s	20,5	16,5	9,42
Eau douce/ eau de mer	11,04	12,87	22,55
Index d'amélioration de salinité	1	1,15	2,32
Piézométrie minimum (m)	-5	-8,7	-5,7

La recharge artificielle dans la zone menacée, a un effet direct sur la salinité de la zone en réduisant les entrées d'eau de mer et en provoquant une remontée de la piézométrie. Un débit de recharge supérieur à 200l/ s est nécessaire pour obtenir une amélioration significative de la salinité dans le secteur Korba-Menzel Horr avec un rapport eau douce / eau de mer supérieur à 2 et une piézométrie minimum égale à - 5,7m NGT largement inférieure à la piézomètrie minimum observée en 2005 qui est de -15m NGT.

CONCLUSIONS

La modélisation hydrodynamique de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon par le code Modflow a permis de comprendre le fonctionnement hydrodynamique de l'aquifère, en estimant les échanges latéraux de l'aquifère avec la mer. Le calage du modèle en régime permanent a permis la détermination de la perméabilité qui varie de 5 à 12m/j. Les porosités et l'emmagasinement spécifique sont déduits à partir du calage du modèle en régime transitoire. La porosité de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon est comprise entre 3 et 9%. L'emmagasinement spécifique oscille entre 3 10^-5 et 2 10^-3 m^-1. La simulation des scénarios dans la zone Korba-Menzel Horr à montré qu'un débit d'injection de 200 l/s permet d'inverser le gradient hydraulique et donc de faire reculer le biseau salé dans cette zone.

La modélisation de l'aquifère suggère la présence de valeurs piézomètriques erronées. Ces erreurs semblent liées aux données topographiques ou à la hétérogénéités géologiques locales. Des compagnes piézomètriques et topographiques sont nécessaires pour améliorer le modèle. Le modèle ainsi construit n'est qu'un premier outil de synthèse et de contrôle des données hydrogéologiques. Ses insuffisances nous poussent à compléter le jeu de données actuellement disponibles. Ce n'est qu'ultérieurement que devra être envisagé le développement d'un modèle plus fiable, pouvant aider à la gestion de ressources en eaux souterraines de la région.

Références

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Evolution de l'état de l'aquifère plio-quaternaire de la côte orientale du Cap-Bon de la Tunisie (Etude hydrodynamique et Modélisation numérique)