Etude piézométrique et hydro-chimique de la nappe des calcaires du Murdjadjo à l'échelle du bassin de Ras el Aà¯n

Chapitre I

Cadre Physique de la région d'étude

I/ - Généralités	4
II/ - Cadre Géographique	..4
III/ - Cadre Géologique et Structural	5
IV/ - Morphologique du Secteur d'étude	6
V/ - Les Sols et la Végétation	7
VI/ -Cadre Litho-Stratigraphique	9
VII/ - Les Faciès de Substratum	11
VII/-1 Jurassique	11
VII/-2 Crétacé	11
VIII/ - Les Faciès de Couverture	14
IX/ -Structure	15
IX/-1 La Déformation dans le Substratum	.16
IX/-2 La Déformation dans la Couverture	..16
X/- Conclusion	16

Chapitre II

Hydro climatologie de la région d'étude

I/ - Description générale du climat de la région 19

II/ - Etude des facteurs climatiques de la station de Ras-el-Ain 20

II/-1 Température 20

II/-2 Estimation de l'évapotranspiration 21

II/-3 Estimation de l'évapotranspiration réelle (ETR)	21
III/- Précipitations	24
IV/- Régime climatiques	26
IV/-1 Indice xérothermique	27
IV/-2 Diagramme ombrothermique	27
IV/-3 Indice de Martone	27
IV/-4 Bilan hydrologique par la méthode de Thornthwaithe	..28
V/ - Discussion des résultats	31
VI/ -Conclusion	32

Chapitre III

Contexte Hydrogéologique de la région d'étude

I/-Introduction 34

II/-Hydrogéologie 37

III/- Description des principaux Aquifères du secteur d'étude 39

II/-1 l'aquifère des calcaires récifaux du Djebel Murdjadjo	39
III/1-1 La nappe perchée des crêtes	41
III/1-2 Une nappe captive	42
III/1-3 Une nappe librintermédiaire	42
III/-2 L'Aquifère du calabrien	43
III/-3 L'aquifère des alluvions plio-quaternaires	44
IV/- Fluctuations du débit de la source de Ras el Ain . ....45
V/- Piézométrie du secteur d'étude	46
V/-1 Caractère piézométrique de la zone d'étude	50
VI/- Les paramètres Hydrodynamiques	50
VI/-1 La porosité	...51
VI/-2 Le coefficient de perméabilité	51
VI/-3 La transmissivité	........52
VII/- Conclusion	53

Chapitre IV

Contexte Hydro chimique

I/-Historique 58

II/-Introduction 59

III/- Zone de prélèvement ......59

IV/- Méthode et matériels 61

IV/-1 Méthodologie de l'étude hydrogéochimique 61

IV/-2 Méthode de traitement des données 62

IV/-2-1 Diagramme de PIPER 63

IV/-2-2 Diagramme de SCHOELLER-BERKALOFF .63

IV/-2-3 Diagramme de Wilcox 64

V/- Résultats et Discussions 64

V/-1 Balance ionique 65

V/-1-1 Station du bassin de Ras-el-Aïn pour la chronique 2007 65

V/-1-2 La source de Ras-el-Aïn pour la période 2010-2018 66

V/-2 Les paramètres Physiques 66

V/-2-1 La température 66

V/-2-2 Le Potentiel d'Hydrogène 67

V/-2-3 La conductivité électrique 68

V/-3 Les Paramètres chimiques 69

V/-3-1 Les chlorures 69

V/-3-2 Le Titre Hydrotimétrique TH 70

V/-3-3 Le Titre alcalimétrique complet (TAC) 73

V/-4 Principaux éléments présents dans l'eau ...73

V/-4-1 Le Calcium et le magnésium 73

V/-4-2 Les Sulfate 75

V/-5 Les substances indésirables. 76

V/-5-1 Les Nitrates 76

V/-6 Détermination des principaux faciès hydro chimiques 78

V/-6-1 Le Diagramme de PIPER ....78

V/-6-2 Le Diagramme de SCHOLLER-BERKALOFF 82

V/-6-2-a Source de Ras-el-Aïn 82

V/-6-2-b Bassin de Ras-el-Aïn 83

V/-6-3 Diagramme de Wilcox ...84

V/-6-3-a Source de Ras-el-Aïn 84

V/-6-3-b Bassin de Ras-el-Aïn 85

VI/-Pollution des nappes souterraines du bassin de Ras-el-Aïn 86

VI/-1 Les pollutions bactériologiques .....86

VI/-2 La pollution de la source de Ras-el-Aïn par Hydrocarbures 88

VI/-2-1 Les polluants insolubles plus légers que l'eau 88

VI/-2-2 Les polluants insolubles et plus denses que l'eau 88

VI/-3 Les périmètres de protection 89

VI/-3-1 Le périmètre de protection immédiate 89

VI/-3-2 Le périmètre de protection rapprochée ...89

VI/-3-3 Le périmètre de protection éloignée 91

VII/-Conclusion 93

Conclusion générale 95

Références bibliographiques Annexe

Liste des figures

Figure n°1 : Situation Géographique du secteur de Ras-el-Aïn Échelle : 1/15000.00 5

Figure n°2 : Coupe Géologique du versant Sud-Est du Djebel Murdjadjo ...6

Figure n°3 : Carte des principaux sols de la région Echelle : 1/1500.00 8

Figure n°4 : Coupe Litho Stratigraphique du versant Sud du Djebel Murdjadjo .10

Figure n°5 : Les écailles du Djebel Murdjadjo, d'après B.Fenet.1975 12
Figure n°6 : La Structure Géologique des environs d'Oran (A.Dagorne, B.Fenet : Oran, métropole de

l'Ouest Algérien d'hier à aujourd'hui) 13

Figure n°7 : Carte des structures Géologiques de l'Oranie ..14

Figure n°8 : Description générale du Climat de la région ..19

Figure n°9 : Température mensuelles de la station de Ras-el-Aïn, 1990-2005 ....20

Figure n°10 : Variation des Températures moyennes Période : 1990-2002 21

Figure n°11 : Variation de l'Evapotranspiration, Précipitations et Températures Moyennes Annuelles

1990-2005 23

Figure n°12 : Précipitations moyennes annuelles 1986-2016 25

Figure n° 13 : Précipitations moyennes mensuelles 1986-2016 25

Figure n°14 : Diagramme Ombrothermique : 1990-2005 27

Figure n°15 : Variation des différents thermes du bilan Hydrique 1990-2005 ...30

Figure n° 16 : Bilan Hydrique de la station de Ras-el-Aïn 1995-2005 31

Figure n°17 : Le site d'Oran représenté (Robert Thinthoin 1956) (Mise en forme par F.Kettaf

(2013) 35

Figure n°18 : Carte du système Aquifère de la région d'étude 36

Figure n°19 : Principaux Aquifères du secteur d'étude (d'après A.Joseph) 37

Figure n°20 : Log Hydrogéologique de la région d'Oran (Hassani.M.!., 1987) 38

Figure n°21 : Carte de localisation des sources et de la fracturation des calcaires messéniens

(Hassani.1987) ..40

Figure n°22 : Coupe hydrogéologique schématique du Djebel Murdjadjo (M.!. Hassani,

(1987) 41

Figure n°23 : Fluctuation des débits de la source de Ras-el-Aïn (1700-2019) 45

Figure n°24 : Carte de localisation des piézomètres du bassin de Ras-el-Aïn (2007-2018) Échelle :

1/25000 49

Figure n°25 : Carte piézométrique de Ras-el-Aïn 2000 Équidistance des courbes 5m 53

Figure n°26 : Agrandissement de la carte piézométrique 2007 54

Figure n°27 : Carte piézométrique de Ras-el-Aïn 2018 Équidistance des

courbes:10 ...55

Figure n°28 : Agrandissement de la carte piézométrique 2018 56

Figure n°29 : Carte de la localisation des points d'eau du bassin de Ras-el-Aïn Échelle :

1/25000 60

Figure n°30 : Variation des températures de la source de Ras-el-Aïn 2007-

2018 67

Figure n°31 : Variation du PH des échantillons d'eau de la source de Ras-el-Aïn 2007-

2018 68

Figure n°32 : Evolution de la conductivité électrique de la source de Ras-el-Aïn 2007-

2018 ...69

Figure n°33 : Evolution de la concentration en chlorures de la source de Ras-el-Aïn 2007-

2018 70

Figure n°34 : Evolution du titre hydrométrique de la station de Ras-el-Aïn2007-

2018 71

Figure n°35 : Evolution du titre alcalimétrique du bassin de Ras-el-Aïn 2007-

2018 ...73

Figure n°36 : Evolution de Ca²⁺ et Mg²⁺ du bassin de Ras-el-Aïn 2007-

2018 ...73

Figure n°37 : Evolution des sulfates dans le bassin de Ras-el-Aïn 2007-

2018 ...75

Figure n°38 : Evolution des Nitrates dans le bassin de Ras -el-Aïn 2007-

2018 76

Figure n°39 : Diagramme de PIPER- (Source de Ras el Aïn

(2007-2018) 77

Figure n°40 : Diagramme de PIPER-Bassin de Ras-el-Aïn

2007 78

Figure n°41 : Diagramme de SCHOLLER-BERKALOFF-Source de Ras-el-Aïn 2007-

2018 82

Figure n°42 : Diagramme de SCHOLLER-BERKALOFF-Bassin de Ras-el-Aïn

2007 83

Figure n°43 : Diagramme de WILCOX-Source de Ras-el-Aïn 2007-

2018 84

Figure n°44 : Diagramme de WILCOX-Bassin de Ras-el-Aïn 2007-

2018 85

Figure n°45 : Évolution bactériologique de la source de Ras el Aïn 2010-

2011 87

Figure n°46 : Pollution par un produit plus léger que l'eau et qui atteint la

nappe 88

Tableau n°19 : Tableau descriptif du périmètre de protection intermédiaire (Zone!!!) (S.Benabid

ANRH-2007) 91

Figure n°47 : Pollution de la nappe par un produit plus lourd que

l'eau 88

Figure n°48 : Cartes de délimitations des périmètres de protections (S.Benabid ANRH-2007) (Zone !!

et Zone !!!) Echelle 1/50000 92

Liste des tableaux

Tableau n°1 : Température mensuelles de la station de Ras-el-Aïn 21

Tableau n°2 : Evapotranspiration moyenne mensuelle 1990-2005 .22

Tableau n°3 : Précipitations annuelles 1986-2016 24

Tableau n°4 : Classification de Martonne de Climat 27

Tableau n°5 : Calcul de l'ETR par la méthode de comparaison de Thornthwaite 29

Tableau n°6 : La valeur moyenne de l'ETR 1990-2005 30

Tableau n°7 : Calcul Totaux des principaux paramètres hydriques 1990-2005 30

Tableau n°8 : Les débits enregistrés à la source de Ras-el-Aïn (1700-2019) 45

Tableau n°9 : Niveau piézométrique mensuels du bassin de Ras-el-Aïn ..48

Tableau n°10 : Quelques ordres de grandeurs des valeurs de Porosités totale et

efficace 50

Tableau n°11 : Quelques ordres de grandeurs de coefficients de perméabilité 51

Tableau n°12 : Transmissivité des Aquifères du bassin de Ras-el-Aïn 2001 52

Tableau n°13 : Données hydro chimiques du bassin de Ras-el-Aïn 2007 62

Tableau n°14 : Données hydro chimiques de la Source de Ras-el-Aïn 2007-2018 62

Tableau n°15 : Les pourcentages d'erreurs des échantillons d'eau prélevés dans le bassin de Ras-el-

Aïn ....65

Tableau n°16 : Echelle de concentration des ions Ca²⁺ et Mg²⁺ 74

Tableau n°17 : Relevés bactériologiques de la Source de Ras-el-Aïn 2010-2011 87

Tableaun°18 : Tableau descriptif du périmètre de protection intermédiaire (Zone !!) (S.Benabid ANRH-

2007) ....90

Liste des abréviations

ANRH: Agence Nationale des Ressources Hydriques

SEOR: Société de l'Eau et l'Assainissement d'Oran

GPS: Prise des Coordonnées géographiques

ETP: Évapotranspiration potentielle (mm)

ETR : Éstimation de l'Evapotranspiration Réelle

P: Précipitation moyenne mensuelle (°C)

I: Indice thermique annuel

L: Pouvoir évaporant

T: Moyenne interannuelle des températures du moi en °C

RFU: Réserve en eau facilement Utilisable

TAC: Titre Alcalimétrique Complet

TH: Titre Hydrométrique

AEP: Alimentation en Eau Potable

AEB: Alimentation en Eau du Bétail

AHP: Automne, Hivers, Printemp

1

I/- Introduction générale

L'histoire d'Oran est étroitement liée à deux éléments majeurs : la présence de ressources d'eau douce, élément de première importance pour une ville, et la présence de la remarquable rade de Mers-el-Kébir, un abri naturel contre tous les vents situé à quelques kilomètres d'Oran), qui ont fait d'elle une place forte.

La ville d'Oran est située au nord-ouest de l'Algérie, elle est construite sur les flancs abrupts du Mont Murdjadjo, sur les rives de l'Oued Rehhi (l'Oued des Moulins) où coulait une eau abondante qui avait attiré de tout temps des conquérants.

La principale ressource en eau potable de l'Oranie est la nappe libre de l'aquifère des calcaires récifaux du Djebel du Murdjadjo, issue de sources et d'écoulements pluviaux du Murdjadjo. Cette ressource est abondante et généralement de bonne qualité comme le montre la présente étude, du fait d'une alimentation par des eaux issues du « Horst Murdjadjo » garantissant un débit élevé, elle est drainée par un nombre important de bassins, parmi les quels, celui de Ras el Aïn (sujet de notre étude), situé sur son Flanc Sud.

Cependant, le développement des activités industrielles, de l'urbanisation, des réseaux routiers et autoroutiers sont autant de menaces pour la pérennité de la qualité de cette ressource. D'autre part, le bassin versant de notre secteur d'étude se situe dans une région sous influence méditerranéenne le classant sous un régime semi aride avec des valeurs de l'ETP supérieures à la lame d'eau précipitée.

Notre travail est consacré à l'inventaire et l'actualisation des données sur les ressources en eaux souterraines du bassin de Ras el Aïn.

Cette étude est basée sur la collecte d'informations importantes, pour but principal, l'évaluation des ressources exploitables en eaux destinées pour les usages domestiques, agricoles et industriels.

Pour plus de clarté dans la présentation de ce mémoire, nous l'avons scindé en quatre chapitres :

2

Le premier chapitre présente une vue générale sur la zone d'étude est consacré à l'étude du contexte géologique et structural de la région.

Le deuxième chapitre a pour but d'évaluer à l'aide d'une étude hydro climatologique les différents termes du bilan hydrique, en s'appuyant essentiellement sur les relevés pluviométriques et de températures.

Le troisième chapitre est consacré à l'hydrogéologie. A partir de données dont nous avons pu disposer, nous avons essayé de délimiter les aquifères à l'aides de cartes piézométriques, de déterminer le sens d'écoulement des nappes et d'en déduire leurs évolutions spatiotemporelles.

Le quatrième chapitre est consacré à l'évaluation qualitative des ressources en eau à partir de l'interprétation des résultats d'analyses chimiques, pour une meilleure identification des faciès chimiques et une meilleure vision de la qualité des eaux souterraines.

Enfin, Ce travail sera achevé par une conclusion générale et une série de recommandations proposées à la lumière de l'étude réalisée ainsi qu'aux problèmes rencontrés.