IMPACTS DES LÂCHÉES DE BARRAGE HAMMAM DEBAGH SUR …biblio.univ-annaba.dz/wp-content/uploads/2014/03/MEMOIRE-MOUCHARA... · Table des matières TABLE DES MATIÈRES o Remerciement

BADJI MOKHTAR-ANNABA UNIVERSITYعنابة-جامعة باجي مختار

وزارة التعليم العالي و البحث العلمي

UNIVERSITE BADJI MOKHTAR-ANNABA

Faculté des sciences de la Terre Année 2009

Département de Géologie

MMéémmooiirree

Présentée en vue de l’obtention du diplôme de MMaaggiisstteerr eenn HHyyddrrooggééoollooggiiee

Option :

Géo-sciences

Présenté Par : MOUCHARA Nabil (Ingénieur d’Etat en Hydrogéologie)

IMPACTS DES LÂCHÉES DE BARRAGE HAMMAM DEBAGH SUR LA QUALITÉ DES EAUX DE LA VALLÉE DE LA SEYBOUSE DANS SA PARTIE

AMONT (NORD-EST ALGÉRIEN)

DIRECTEUR DU MEMOIRE : DJABRI Larbi Professeur, Univ. de Annaba

DEVANT LE JURY

PRESIDENT : HANI Azzedine Professeur Université de Annaba

BEN HAMZA Moussa M. C. Université de Annaba DJORFI Saadane M. C. Université de Annaba

EXAMINATEURS :

Table des matières

TABLE DES MATIÈRES

o Remerciement o Résume o Liste des abréviations o Liste des Figures o Liste des Tableaux Page

Introduction Générale 01

Chapitre I : Cadre physique et Géologique I.1. Situation géographique … … … …………………………………………………...... I.2. Etude géomorphologique………………………………..…………………………….

I.2.1. Introduction…………………………………..…..…………………………..... I.2.2. L’orographie et l’hydrographie……………………………………………........

I.2.2.1. Zones de montagnes ……………………………………………………....... I.2.2.2. Présentation du bassin de Guelma …………………………………………...

1.2.3. Evolution du relief et mise en place du réseau hydrographique……………………………………………...……………..…………

I.2.4. Les terrasses quaternaires et la morphologie de la vallée de la Seybouse……….I.2.4.1. Les terrasses de la haute Seybouse………………………….……………….I.2.4.2. Les terrasses de la moyenne Seybouse …………………...………………….

I.3. Etude géologique et stratigraphique ……………………………………………...........I.3.1. Le Primaire…………………………………………………………………….. I.3.2. Le Trias…………………………………………………….………………….. I.3.3. Le Néritique………………………………………………..……………………

I.3.3.1. Le Jurassique……………………………………...……………………….. I.3.3.2. Le Crétacé………………………………………………………………….. I.3.3.4. L'unité tellienne……………………………………………...…………….. I.3.3.5. L’unité ultra – tellienne……………………………………………………. I.3.3.6. Le Numidien……………………………………………………………….. I.3.3.7. Les faciès post – nappe ……………………………………………………. I.3.3.7.1. Le Mio-Pliocène……………………………………...………………….. I.3.3.8. Le Quaternaire…………………………………………….……………….. I.3.3.8.1. Les Alluvions anciennes……………………………….………………... I.3.3.8.2. Les Alluvions récentes ……………………………….………………….

I. 4. Reconstitution paléogéographique ……..………………………..………………….. I.5. Tectonique …………………………………………………………..……………….. I. 6. Les grands ensembles lithologiques et leurs caractéristiques hydrogéologiques

I.6.1. Le bassin de Guelma………………………………………….………………… I.6.2. Le bassin de Mellah ………………………………………….…………………

I.7. Conclusion ……………………………………………………………………………

03 05 05 05 05 06

07 07 07 07 09 09 09 09 09 09 09 11 11 11 11 11 11 11 14 14 15 15 16 18

Table des matières

Chapitre II : Hydroclimatologie

A. Climatologie II.A.1. Introduction………………………………………………….…………………..... II.A.2. Type de climat…………………………………………….……………………….

II.A.2.1. Diagramme pluvio-thermique ………………………….…………………...... II.A.2.2. Les précipitations………………………………………..…..………………...

II.A.2.2.1.Les précipitations moyennes mensuelles…………………..……………..... II.A.2.2.2.Les précipitions moyennes saisonnières…………………………………… II.A.2.2.3.Variabilité des précipitions annuelles………………………………………

II.A.2.3.Les températures …………………………………………...………………….. II.A.2.3.1.Les températures moyennes mensuelles ………………....…………………..

II.A.3. Indices climatiques…………………………………………..……………………. II.A.3.1 Calcul de l’indice d’aridité…………………………………………...…….......... II.A.3.1. 1. L’indice climatique de De MARTONNE…………………….......................... II.A.5.1.2. L’indice d’aridité mensuel de De MARTONNE …………………………….. II.A.6. Notion du bilan d’eau ………………………………………………….…………. II.A.6.1. Etude de l'évapotranspiration ………………………………………………….. II.A.6.1.1. Estimation de l'évapotranspiration réelle (ETR )…………………………….. II.A.6.1.2. Estimation de l'évapotranspiration potentielle (ETP)………………………… II.A.6.1.3. Estimation des réserves facilement utilisables (RFU)……………………….. II.A.6.2. Interprétation des graphiques du bilan hydrique…………………….………….. II.A.7. Estimation de la lame d’eau écoulée ……………………………………………... II.A.7.1. Le ruissellement ………………………………………………………..………. II.A.7.2. Infiltration efficace……………………………………………………..……….. II.A.7.2.1. Estimation de l’infiltration efficace mensuelle ……………..………..……..… II.A.9. Conclusion ……………………………………………………………….………..

B. Hydrologie II.B.1. Introduction……………………………………………………………………..... II.B.2. Le réseau hydrographique………………………………………….…………….. II.B.3. Le bassin versant de l'oued Seybouse …………………………..………………… II.B.4. Réseau hydrométrique ……………………………………….………………….. II.B.5. Le profil en long de l'oued Seybouse………………………..…………………… II.B.6. Les densités de drainage………………………………………………………….. II.B.7. Etude des débits……………………………………………….………………….. II.B.7.1. Débits caractéristiques des oueds …………………………..…………………... II.B.7.2. Débits spécifiques des oueds………………………………...………………….. II.B.7.3. Débits mensuels ………………………………………………………………… II.B.7.4. Débits annuels…………………………………………………………………… II.B.7.5.Variation des débits moyens annuels……………………………………………. II.B.8. Situation de l’Oued Seybouse avant et après la construction du Barrage H. Debagh ………………………………………………………………………………….... II.B.9. Localisation et caractéristiques techniques du barrage de Hammam Debagh …… II.B.10. Conclusion………………………………………………………………………..

20 22 22 22 23 25 25 27 27 29 29 29 30 31 31 31 33 33 36 37 37 37 38 39

41 41 42 42 44 45 46 46 47 48 49 50

52 53 54

Chapitre III : Aperçu hydrogéologique III.1. Introduction………………………………………………………………………….. III.2. IDENTIFICATION DES NAPPES ………………………………………………………...

55 55

Table des matières

III.2.1. Nappe de Guelma ………………………………………………………………… III.2.2. Nappe de Bouchegouf…………………………………………………………….. III.2.3. Identification des différents assemblages hydrogéologiques …………………….. III.2.3.1. L'établissement des coupes hydrogéologiques ………………………………… III.2.3.2. Interprétation des coupes hydrogéologiques …………………………………… III.2.3.2.1. Région de Guelma ……………………………………………………………. a) Coupe hydrogéologique n° I …………..…….………………………………………… b) Coupe hydrogéologique n° II ………………………………………………………….. c) Coupe hydrogéologique n°III …………...…………………………………………….. III.2.3.2.2. Région de Bouchegouf………………………………………………………... a) Coupe hydrogéologique n° IV …………...……………………………………………. III.3. les caractéristiques hydrodynamiques de l’aquifère………………………………... III.4. LA PIEZOMETRIE ……………………………………………………………………. III. 5. CONCLUSION………………………………………………………………………..

55 55 56 56 57 57 57 58 59 60 60 61 62 64

Chapitre IV : Présentation du périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf IV.1. Introduction………………………………………………………………………......IV.2. Le perimetre d’irrigation Guelma-Bouchegouf…………………………………….. IV.2.1. La mise en valeur des sols du périmètre …………………………………………. IV.2.2. Le principe de fonctionnement des installations ………………………………… IV.2.2.1. Seuil fixe –prise d’eau- ………………………………………………………… IV.2.2.2. Station d’exhaure ……………………………………………………………… IV.2.2.3. Bassins de dessablement…………………………………………..…………… IV.2.2.4. Station de reprise…………………………………………………..…………… IV.2.2.5. Réservoirs ……………………………………………………………………… IV.2.2.6. Réseau de canalisation ………………………………………………………… IV.2.2.7. Réseau d’assainissement……………………………………………………… IV.3. L’évolution des superficies irriguées dans le périmètre Guelma-Bouchegouf en fonction du temps…………………………………………………………………………. IV.3.1. Volumes d’eau pompés de l’Oued Seybouse……………………………………. IV.3.1.1. Evolution annuelle des volumes pompés………………………………………. IV.3.2. Les lâchées d’eau du barrage de Hammam Debagh ……………………………... IV.3.2.1. Evolution mensuelle des lâchées du barrage de Hammam Debagh………….… IV.3.2.2. Evolution interannuelle des lâchers de barrage de Hammam Debagh………… IV.4.Conclusion ……………………………………………………………………………

65 65 66 68 68 68 68 68 68 68 68

69 71 71 73 73 74 75

Chapitre V : Etude Hydrochimique A. Pollution des eaux

V.1. Introduction ………………………………………………………………………… V.1.Les principaux types et origines de pollutions dans la zone d’étude……………………………………………………………………………..……… V.1. Pollution domestique………………………………………………………………… V.1.2. Origine Industrielle…………………………………………………………………V.1.3. Pollution d’origine agricole ……………………………………………………….

B.Qualité des eaux V.1Introduction…………………………………………………………………………….V. 3. Les analyses de l’eau…………………………………………….…………………..V.3.1. Prélèvement ……………………………………………………………………..… V.3.1. Les paramètres physico-chimiques (mesure in situ)………………………………

77

77 77 80 83

86 86 86 87

Table des matières

1. Température (T) ………………………………………………………………….. 2. Conductivité électrique (CE) ……………………………………………………... 3. Potentiel d’Hydrogène (pH) ……………………………………………………… 4. Potentiel d’oxydo-réduction (Eh) …………………………………..……………. 5. Oxygène dissous (O2)……………………………………………….…………….

V.3.2. Les éléments majeurs …………………………………………………………….. 1. Calcium (Ca++)…………………………………..……..…….…………………… 2. Magnésium (Mg++)………………………………..…………………………….. 3. Chlorure (Cl-) et Sodium (Na+) ………………………….……………………….. 4. Potassium (K+)……………………………………………….…………………… 5. Sulfates (SO4

--)......................................................................................................... 6. Bicarbonates (HCO3

-).............................................................................................. V.3.3. Eléments de pollution…………………………………………………………….. V.3.3.1. Les nutriments : …………………………………………………………………

V.3.3.1. Cycle de l’Azote …………………………………………………………… a- les Nitrates (NO3

-)………………………………………………………………… b-les Nitrites (NO2

- ) ………………………………………………………………… c- l’Ammonium (NH4

+)……………………………………………………………… d- les Phosphate (PO4

3-)……………………………………………………………… V.3.3.2. Schéma de transformation des éléments nutritifs (NO3

- ; NO2- et NH4

+)..……… V.3.3.3.Diagramme Nitrate-Ammonium…………………………………………. V.3.3.2. La toxicité des éléments en traces métalliques (ETM)…………………………

a) Chrome (Cr) :…………………………………………………………………… b) Zinc (Zn2+) : ……………………………………………………………………… c) Plomb (Pb2+) :…………………………………………………………………….. d) Cuivre (Cu2+) :……………………………………………………………………. e) Manganèse (Mn)………………………………………………………………… f) Nickel (Ni)………………………………………………………………………...

V.4. Analyse multidimensionnelle………………………………………..……….……… V. 4. 1. L'analyse en composantes principales (ACP)………………………………….… V. 4. 2. Interprétations et discussions des résultats. ………………………………..…..… V. 4. 2.1. Eléments traces métalliques……………………………………………….…… V. 4. 1. 3. Les eaux de surface……………………….…………………………..………. V. 4. 1. 3.1. Eléments majeurs …………………………………………………………… V. 4. 1. 3.1.1. Statistiques élémentaires………………………………………………….. V. 4. 1. 3.1.2. Matrice de corrélation……………………………………………..…….… V. 4. 1. 3.1.3. Observation du cercle ACP………………………………………..……… V.5. Classification des éléments nutritifs dans la région d’étude………………………… V.6. Conclusion ……………………………………………………………………......…

87 88 89 90 91 93 93 93 93 94 94 94 94 96 96 96 96 96 96 97 99 99 100 100 100 100 101 101 103 103 104 104 105 105 105 105 106 109 111

Chapitre VI : Estimation de la qualité des eaux d’irrigation du périmètre Guelma-Bouchegouf

VI.1. Introduction……………………………………………………………………….. .. VI.2. Aptitude des eaux de l’oued Seybouse à l’irrigation………………………..……… VI. 3. Qualité des eaux d'irrigation ………………………………………………..……... VI.3.1. Matériels et méthodes…………………………………………………………….. VI.3.1.1. Stratégie et but de l'échantillonnage…………………………………………… A. Analyse chimique………………………………………………………………………

112 112 112 112 112 112

Table des matières

B. Analyse bactériologique……………………………………………………..………… VI.3.1.2. Le risque de salinité………………………………………………….………… VI.3.1.3. Evolution temporelle et spatiale de la salinité……………………….………… VI.3.1.4. Le risque de sodicité…………………………………………………..……….. A- Diagramme de Richards……………………………………………………………….. VI.4. Pollution bactériologique…………………………………………………………… VI.4.1. Qualité bactériologique des eaux d’irrigation…………………………….………. VI.4.2. Les indicateurs de la pollution bactériologique………………………………….. VI.4.3. Aptitude à l’irrigation……………………………………………………………. VI.4.3.2. Classification de la qualité microbiologique des eaux de l’oued Seybouse……. VI.4.3.3. Evolution de la charge bactérienne des eaux d’irrigation…………………….… VI.4.3.4. Les apports bactériens des affluents …………………………………….……. VI.4.3.5. Effets des lâchées du barrage sur la qualité bactériologiques des eaux d’irrigation………………………………………………………………………………… VI. 5. Conclusion………………………………………………………………………….

113 114 114 115 115 116 116 117 117 119 120 121

123 123

Conclusion Générale et Recommandations 124

Références Bibliographiques

Résumé

Résumé

Le périmètre Guelma Bouchegouf et les zones de forte occupation humaine et d’activités économiques restent exposés aux diverses pollutions (rejets urbains, industriels et l’agriculture). A la vallée de la Seybouse, ce problème devient de plus en plus préoccupant particulièrement lors des périodes de transitions c'est-à-dire entre le mois de septembre et le mois de décembre caractérisant l’arrêt des lâchées en provenance du barrage Hammam Debagh et le manque de précipitations tel que constaté ces dernières années. Dans ce cas les eaux présentes au niveau de l’Oued Seybouse sont issues des différents rejets accentuant ainsi le risque de pollution. Les analyses réalisées sur les échantillons prélevés montrent une double pollution des eaux :

-une pollution bactériologique, -une pollution par les éléments traces métalliques (ETM).

Les eaux d'irrigation en provenance du barrage sont pompées directement de l’Oued Seybouse sans traitement préalable, ce qui peux provoquer une pollution des eaux. Les analyses bactériologiques effectuées ont révélé la présence de germes test de contamination fécale, avec des valeurs de 2400 à 22000 g/100ml de coliformes fécaux (Escherischia Coli) et de 1000 à 10000 g/100ml de Streptocoques fécaux avec la présence de Salmonelles groupe D dans les eaux de l’Oued, traduisant une pollution des eaux. Les ETM, montrent des teneurs élevées en plomb avec 0,23 mg/l, en nickel avec 0,12 mg/l et faibles en cuivre 0,15 mg/l, ces valeurs dépassent les normes admises mais les faibles teneurs sont provoquées par les écoulements des eaux favorisant leur brassage.

Mots Clé : Lâchées de barrage, pollution hydrique, bactériologie, ETM, Oued Seybouse, périmètre d’irrigation. Abstract The perimeter of Guelma-Bouchegouf and areas of high human and economic activities are exposed to various pollution (urban waste, industrial and agriculture). In the valley of the Seybouse, this problem is becoming increasingly worrying particularly during periods of transitions ie between September and December characterizing stopping released from the dam Hammam Debagh and lack of precipitation as seen in recent years. In this case the water present in the Oued Seybouse are from different releases highlighting the risk of pollution. The analysis conducted on samples taken show double water pollution-bacteriological pollution,

:

l

-pollution by trace metallique elements (TME). Irrigation water from the dam is pumped directly from the Seybouse river without pretreatment, which can cause water pollution. The bacteriological analysis carried out revealed thepresence of test bacteria of fecal contamination, with values from 2,400 to 22,000 g/100ml fecal coliform (Escherichia coli), and between 1,000 and 10,000 g/100mof fecal streptococci in the presence of Salmonella groupD in the waters of the river, reflecting water pollution. TME, show high levels of lead with 0.23 mg / l, nickel with 0.12 mg / l and low copper 0.15 mg / l, and these values exceed the standards but low levels of copper are caused by runoff water promoting their brewing. Key words: dropped Dam, water pollution, bacteriology, TME, Seybouse River, irrigation perimeter.

صملخ

التي تشھد نموا ديموغرافيا و المناطقوبوشقوف ‐المحيط الزراعي قالمةالنفايات ( التلوث اع أنوتتعرض لمختلفتبقى التي و اقتصاديا ھاما

ھذه المشكلة المثيرة في وادي سيبوس). الصناعية والزراعية، الحضرية أي ما بين سبتمبر و االنتقال،للقلق بشكل متزايد وخاصة خالل فترات

سد حمام دباغ وقلة األمطار كما مياه ديسمبر التي تتميز بوقف إطالق سراحموجودة في وادي سيبوس المياه الفي ھذه الحالة. األخيرة رأينا في السنوات

من تسليط الضوء المياه القذرة والتي تمكنناإصدارات مختلف ة منمنحدر . على خطر التلوث

:المياهتلوث نوعين من تظھر ةذوأخالمعينات ال على ت أجريالتيليل االتح التلوث البكتريولوجي ، .1 ). ETM (معدنية النادرةالتلوث من جانب العناصر ال .2ضخ مباشرة من وادي سيبوس دون ت والتيسدالمن القادمة اه الري مي

. والتي يمكن أن تتسبب في تلوث المياهمعالجة،وكشف اختبار التحليل البكتريولوجي الذي أجري وجود البكتيريا البرازية

coliform مل من100 /جرثومة 22000 حتي 2400والتلوث ، مع القيم مل100 /جرثومة 10000إلى 1000 و )االبشريشيات الكروانية(البراز

المجموعة الرابعة في لمونيالاالبرازية في حضور الس streptococciمن . مياه الوادي، والتي تعكس تلوث المياه

وتظھر مستويات مرتفعة من الرصاص ، معدنية النادرةلعناصر البالنسبة ل لتر/ ملغم 0.12 لتر و النيكل مع/ ملغم 0.23مع النحاس انخفاضو

توياتتدني مس أما تتعدى القيم المسموح بھاوالتيلتر ، / م لغ م0.15 . التي سمحت بامتزاجھا إلى تدفق المياه سببھا راجعالنحاس

معدنية العناصر ال ،رياي إطالق سد ، تلوث المياه ، البكت: المفتاحيةالكلمات.ط الزراعيالمحي وادي سيبوس، ، النادرة

Liste des abréviations

LISTE DES ABREVIATIONS

ABHCSM: Agence des Bassins Hydrographiques Constantinois- Seybouse – Mellegue.

ADE: Algérienne Des Eaux

AEA : Alimentation en Eau d'Agriculture.

AEI : Alimentation en Eau d'Industrie.

AEP : Alimentation en Eau Potable.

ANRH: Agence Nationale des Ressources Hydriques.

ANBT : Agence Nationale des barrages et des transferts.

CEE : Communauté Européenne.

DDSP : Direction de la santé et de la population

DHW : Direction de l’hydraulique de la wilaya

DPAT : Direction de planification et d’aménagement territoire.

DSA : Direction des Services Agricoles.

DE : Direction de L'environnement

DEM: Direction de L'Energie et des Mines.

ONA: Office National d'Assainissement.

ONID : Office nationale d’irrigation et de Drainage.

ONM : Office National Météorologique.

OMS : Organisation Mondiale de la Santé.

STEP: Station d'Epuration.

Liste des figures

LISTE DES FIGURES

N° TITRE Page

Chapitre I : Cadre physique et Géologique

Fig. n°1 : Carte de situation géographique de la zone d’étude dans le bassin versant de la Seybouse…………………………………………………………………………

03

Fig. n° 2 : Carte du relief de la wilaya de Guelma ……………………………….……….. 06 Fig. n°3 : Esquisse géologique de la région d’étude……………………………………….. 10 Fig. n°4 : Bloc géologie Guelma (D’après Djabri, 1996)………………………………… 13 Fig. n°5 : Coupes Géologiques de la plaine de Bouchegouf. (D’après Chaoui, 2007)……. 13

Fig. n°6 : Coupe schématique des différents types de terrasses dans la plaine de Bouchegouf. (D’après Chaoui, 2007)…………………………………………..

13

Fig. n°7 : Les zones hydrogéologiques du bassin versant de la Seybouse à partir de Guelma (d’après Ghachi, 1982)………………………………………………...

17

Chapitre II : Etude hydroclimatologique

Fig. n°8 : Carte de localisation des stations pluviomètriques de mesure dans la région d’étude……………………………………………………………………………

21

Fig. n°9 : Diagramme pluvio-thermique de la station de Guelma (1985-2006)…………… 22

Fig. n°10: Précipitations annuelles médianes « normales » (1965-1995) (d’après ANRH-GTZ, 2003 modifiée) In Azzedine Mebarki et Jean-Pierre Baborde…………….

23

Fig. n°11: Les histogrammes des précipitations moyennes mensuelles des stations de Guelma, Bouchegouf et du barrage……………………………………………...

24

Fig. n°12: Variation annuelle des précipitations : Station de Guelma (1985-2006)………… 26 Fig. n°13: L’histogramme des températures moyennes mensuelles de la station de Guelma

(1985-2006)………………………………………………………………………

28

Fig. n°14: L’histogramme des températures moyennes mensuelles de la station de Bouchegouf (1985-2006)………………………………………………………

28

Fig. n°15: L’histogramme des températures moyennes mensuelles de la station du Barrage H. Debagh (1990-2006)…………………………………………………………

28

Fig. n°16: Abaque de l’indice d’aridité annuel de De Martone, 1923……………………… 29 Fig. n°17: Abaque de l’indice d’aridité mensuel de De Martone, 1923…………………… 30

Fig. n°18: Représentation graphique du bilan de Thornthwaite station de Guelma (1985-2006) ……………………………………………………………………

35

Fig. n°19: Représentation graphique du bilan de Thornthwaite station de Bouchegouf (1985-2006) ……………………………………………………………………

35

Fig. n°20: Représentation graphique du bilan de Thornthwaite station de H. Debagh (1985-2006)……………………………………………………………………..

35

Fig. n°21: Confluence des oueds Charef et Bouhamdane donnant la Seybouse (1-Vue satellitaire Google Earth 2- Photos numérique)…………………………………

40

Fig. n°22: Carte montrant le réseau du bassin versant de la Seybouse et la répartition des stations hydrométriques………………………………………………………….

42

Fig. n°23: Profil en long de l’oued Seybouse (D’après A. Ghachi, 1982, in L. Djabri, 1996)……………………………………………………………………………...

45

Fig. n°24: Courbes des coefficients moyens des débits (CMD) de l’Oued Seybouse et ses principaux affluents………………………………………………………………

49

Liste des figures

Fig. n°25: Variation des débits moyens annuels de l’oued Seybouse et ses principaux affluents…………………………………………………………………………..

51

Chapitre III : Aperçu Hydrogéologique

Fig. n°26: Coupe schématique illustrant la limitation de la Zone non saturée et la zone saturée dans la plaine de Bouchegouf. (W. Chaoui ; 2008)………………..……..

56

Fig. n°27: Coupe hydrogéologique N° 1 dans la plaine de Guelma (d’après B. Gaud, 1974) 57 Fig. n°28: Coupe hydrogéologique N° 2 dans la plaine de Guelma (d’après B. Gaud, 1974) 58 Fig. n°29: Coupe hydrogéologique N° 3 dans la plaine de Guelma (d’après B. Gaud, 1974) 59 Fig. n°30: Coupe hydrogéologique n° 4 dans la région de Bouchegouf…………………… 60 Fig. n°31: Carte piézomètrique des basses eaux (Septembre 2007) de la région d’étude…... 63

Chapitre IV : Présentation du périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf

Fig. n° 32: Carte de la localisation des différents secteurs du périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf (Mouchara N. ; 2008)………………………………………………..

67

Fig. n°33: Evolution des superficies irriguées totales en ha du périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf………………………………………………………………

70

Fig. n°34: Evolution des volumes consommés en Hm3 du périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf (1996-2007)…………………………………………………………

71

Fig. n°35: Evolution des volumes d’eau pompés pour les besoins d’eau d’irrigation dans le périmètre Guelma-Bouchegouf (1996-2007)……………………………………..

72

Fig. n°36: Débits prélevés des seuils de pompage par secteur dans le périmètre d’irrigation Guelma- Bouchegouf en l/s………………………………………………………. 73

Fig. n°37: Evolution mensuelle des lâchées du barrage Hammam Debagh (1996-2007)…… 74

Fig. n°38: Evolution inter annuelle des lâchées du barrage Hammam Debagh. Compagne (1996/2007)……………………………………………………………………….

75

Chapitre V : Etude Hydrochimique Fig. n°39: Carte montrant les différentes sources de pollution dans la zone d’étude

(Mouchara N., 2008)………………………………………………………………

85 Fig. n°40: Carte de localisation des points de prélèvement dans la région d’étude.

(Mouchara N., 2008)……………………………………………………………..

87 Fig. n°41: Variation de la température (°c)……………………………………………......... 88 Fig. n°42: Variations de la conductivité électrique (en µS/cm)……………………………… 89 Fig. n°43: Variation des valeurs du potentiel d’Hydrogène (pH)……………………………. 90 Fig. n°44: Variation des valeurs du potentiel d’oxydo-réduction (Eh)………………………. 91 Fig. n°45: Variation de l'oxygène dissous (mg/l)……………………………………………. 92 Fig. n°46: Variation des éléments majeurs (des cations et des anions) dans la région d’étude 95 Fig. n°47: Cycle de l’Azote (D’après Debièche ; 2002)……………………………………... 97 Fig. n°48: Evolution des éléments nutritifs (NO3

-, NO2-, NH4

+, PO43-) dans la région

d’étude……………………………………………………………………………..

98 Fig. n°49: Diagramme Nitrate-Ammonium des eaux de surface……………………………. 99 Fig. n°50: Variation des éléments en traces métalliques (Cr, Zn2+, Pb2+, Cu2+, Mn , Ni)

dans la région d’étude……………………………………………………………..

102 Fig. n°51: Cercle ACP des eaux de surface et souterraines (Eléments traces métalliques et

les éléments nutritifs)……………………………………………………………...

104 Fig. n°52: Cercle ACP des eaux de surface (Eléments majeurs)…………………………….. 107 Fig. n°53: Variation des teneurs au niveau des eaux souterraines (puits)…………………… 110 Fig. n°54: Variation des teneurs au niveau des eaux de surface (cours d’eau)………………. 111 Fig. n°55: récapitulative de la qualité des éléments nutritifs dans la région d’étude………… 112

Liste des figures

Chapitre VI : Estimation de la qualité des eaux d’irrigation du périmètre Guelma-Bouchegouf

Fig. n°56: Situation des points de prélèvement des eaux pour l’analyse bactériologique dans le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf. (Mouchara N., 2008)…………….

113

Fig. n°57: Evolution spatio- temporelle de la conductivité des eaux d’irrigation……………. 114 Fig. n°58: Classification des eaux d’irrigation d’après le diagramme de Richards………….. 116 Fig. n°59: Carte de la qualité bactériologique des eaux d’irrigation du périmètre

Guelma – Bouchegouf. (Avant et après les lâchées de barrage)…………………..

120 Fig. n°60: Evolution spatio-temporelle de la charge bactérienne des eaux d’irrigation……… 121 Fig. n°61: Evolution de la charge bactérienne dans les affluents de l’oued Seybouse……….. 122

Introduction générale

INTRODUCTION GÉNÉRALE :

A l’instar des pays bordant la mer méditerranée, l’Algérie essaye de préserver ses ressources hydriques en optant pour la construction de barrages, ces ouvrages sont très importants pour mener à bien la politique de l’eau que les responsables du secteur essayent de mettre en place.

Les apports par les précipitations sont assez faibles l’ordre de 16 milliards de m3. Ces

ressources (12,4 milliards de m3 pour les eaux de surface et 2,8 milliards de m3 d’eaux souterraines) sont destinées à l’agriculture, à l’industrie et à la consommation humaine. Le manque de barrages fait que seul une petite partie de ces eaux est mobilisable et la partie restante est soit infiltrée au niveau des nappes soit perdue vers la mer. Cette situation a incité les décideurs à opter pour la construction des barrages. Pour réaliser notre travail nous nous intéressons à l’impact du barrage de Hammam Debagh sur la quantité et la qualité des eaux de l’Oued Seybouse.

L’Oued Seybouse draine un vaste bassin de 6471km2, il s’étend vers le sud sur une distance

de 160 Km jusqu’aux confins de l’atlas Saharien. Oued méditerranéen, naît dans les hautes plaines semi-arides .La Seybouse est continentale par sa naissance et méditerranéenne à sa fin .Elle résulte de la confluence de deux Oueds qui sont le Charef et le Bouhamdane. Au début des années 80 les responsables du secteur hydraulique ont commencé les travaux du barrage de Hammam Debagh, les eaux de ce dernier seront destinées à l’agriculture et à l’alimentation en eau potable de la région de Guelma. La première conséquence de cet ouvrage est la baisse des débits de l’Oued Seybouse, en effet les eaux alimentant ce cours d’eau proviendraient uniquement de l’Oued Charef.

Cette ressource hydrique (Oued Seybouse) à engendrer un sérieux problème de pollution. Les nombreuses données en notre disposition nous ont permis de comprendre que la situation est critique surtout en saison estivale et en absence des lâchées du barrage Hammam Debagh. Cette pollution est le résultat des rejets domestiques, industriels et agricoles.

BUT DE L’ETUDE :

La région d’étude connaît un développement rapide accompagné d’une croissance très poussée de la population. Cet accroissement démographique et économique nécessite d’énormes quantités d’eau destinées à différents secteurs d’activité de l’homme (urbaine, industrielle et agricole).

Notre travail va, donc, s’articuler sur l’impact des lâchées de barrage Hammam Debagh sur la

qualité des eaux de la vallée de la Seybouse dans sa partie amont, ainsi que sur les caractéristiques physico-chimiques et bactériologiques de chaque famille d’eau surtout celle des eaux d’irrigation du périmètre Guelma-Bouchegouf.

Au départ un bref aperçu sur le cadre de la zone d’étude a été donné, ce dernier a été suivi

par une description des caractéristiques géomorphologiques et géologiques afin de faire ressortir les zones qui ont un intérêt hydrogéologique.

On a détaillé, dans le deuxième chapitre, les conditions climatiques qui règnent sur la région, à savoir la pluviosité et le régime thermique en se basant sur trois stations répartis le long de la région d’étude (Barrage, Guelma et Bouchegouf). Ces facteurs influencent d’une façon directe

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Introduction générale

sur les mécanismes hydrogéologiques des aquifères. On a établie, ensuite, le bilan hydrique et dégagé les éléments du bilan (l’écoulement, l’infiltration et le ruissellement) et dans une autre partie l’hydrologie le régime d’écoulement de l’oued Seybouse et ses principaux affluents (les débits).

L’hydrogéologie de l’aquifère est étudiée en troisième chapitre où un inventaire des points

d’eaux et des mesures piézomètriques ont été effectués. L’établissement de plusieurs coupes hydrogéologiques, suivies d’une étude piezomètrique a permis de déduire le sens d’écoulement et les caractéristiques hydrodynamiques des ensembles aquifères.

Le chapitre quatre est consacré à une présentation générale du périmètre d’irrigation

Guelma-Bouchegouf. Le cinquième chapitre concerne l'hydrochimie, avec une étude de la qualité des eaux de

surface (Oued Seybouse ; ses principaux affluents et le barrage) et des eaux souterraines (la nappe alluviale superficielle), en posant le problème de pollution. Après avoir mené le travail de terrain (la collecte des échantillons) on est passé aux analyses qui ont été faites aux différents laboratoires : Laboratoire de la Direction de la Recherche Appliquée (DRA), au laboratoire d’hygiène de la direction de la santé ; au laboratoire de Toxicologie à l’hôpital Ibn Rochd et à la station de traitement de Hammam Debagh. Enfin, à travers les résultats obtenus, on a essayé de dégager les différents traits chimiques de ces eaux (Le faciès chimique, les classes de qualité, les concentrations des métaux lourds présentes …)

Le dernier chapitre porte sur une estimation qualitative de point de vue chimique

et bactériologique des eaux d’irrigation du périmètre Guelma-Bouchegouf (Aptitude des eaux à l’irrigation des cinq secteurs constituants le périmètre)

Enfin, on a tiré des conclusions générales sur les différentes étapes du travail, avec quelques

recommandations.

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Chapitre 1 : Cadre physique et géologique

CHAPITRE I :

CADRE PHYSIQUE ET GÉOLOGIQUE DE LA ZONE D’ÉTUDE. I.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE :

Le bassin de la Seybouse est l’un des plus grands bassins hydrographiques en Algérie, sa

superficie est de l’ordre de 6471 km2. Il s’étend vers le sud sur une distance de 160 Km jusqu’aux

confins de l’atlas Saharien. La Seybouse, Oued méditerranéen, naît dans les hautes plaines semi-

arides. Il résulte de la confluence de deux Oueds qui sont le Charef et le Bouhamdane au niveau de

Medjez Ammar et se termine dans la mer Méditerranée au Nord, après un parcours de 160 km.

La région d’étude se situe dans la partie Nord-Est de l’Algérie, elle appartient au bassin de

la Seybouse à l’amont de l'Oued Seybouse (la moyenne Seybouse) dans les territoires de la wilaya

de Guelma. Elle couvre une superficie de l’ordre de 122 Km2 avec environ 80 km de longueur

d'Ouest en Est. Elle concerne l’axe Medjez Ammar -Bouchegouf. (Fig. n° 1)

Le barrage de Hammam Debagh, situé à 20 Km à l'Ouest de la ville de Guelma, est implanté

sur l'Oued Bouhamdane à 3 Km à l'amont de la localité de Hammam Debagh (ex Hammam

Meskhoutine). Ces coordonnées Lambert sont (x = 906.700, y = 360.700).

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Fig. n° 1: Situation géographique de la zone d'étude dans le bassin versant de la Seybouse.

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I.2.ETUDE GEOMORPHOLOGIQUE I.2.1. Introduction

L’étude des différentes caractéristiques morphologiques et l’analyse hydrologique constituent une plate forme pour une meilleure compréhension du comportement hydraulique des bassins. La région de Guelma s’inscrit dans le cycle de l’érosion dont le principal agent modificateur est l’eau.

Cette région présente des différentes formes géomorphologiques qui dépendent à leurs tours des conditions géologiques et de la tectonique. I.2.2. L’orographie et l’hydrographie I.2.2.1. Zones de montagnes:

Le relief montagneux et collinaire de la région de Guelma donne aux affluents de la Seybouse

un caractère torrentiel. Parmi les reliefs les plus élevés de la région de Guelma:

• Le Djebel Taya 1208m d’altitude. • Le Djebel Mermera 993m d’altitude. • Le Djebel Debagh 1060m d’altitude. • Le Djebel Houara 1292m d’altitude. • Le Djebel Mahouna 1411m d’altitude. • Le Djebel Ras El Alia 1317m d’altitude.

La région de Bouchegouf est d’un caractère montagneux à aspect monotone sur toute son

étendue. L’altitude moyenne de la chaîne tellienne locale est d’environ 500 m, par contre celle du fond de la vallée varie entre 110 m en son amont et 30 m en son aval.

Ce qui est important à noter est le recouvrement d’environ 75% de la partie Nord-Est de la région par un relief montagneux et les immenses étendues forestières de Beni Mezline, Beni Salah et Ouled Bechiah.(Fig. n°02)

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Fig. n° 02 : Carte du relief de la wilaya de Guelma (N. Mouchra, 2008). I.2.2.2. Présentation du bassin de la Seybouse à Guelma:

Le bassin de Guelma appartient à la moyenne Seybouse et qui dicte beaucoup de conditions

spécifiques, climatiques et hydrogéologiques. La Seybouse, sur son parcours de 160 km à la mer, draine une superficie globale de 6471 km2 (A. Ghachi, 1982). a) Bassin versant de 1’Oued Seybouse: (plaines de Guelma — Bouchegouf)

Au niveau de la plaine de Guelma et entre deux seuils imperméables s’étend l’ancien lit de la

Seybouse sur une superficie de 817 km2. - En rive droite: L’important morcellement des calcaires et le recouvrement alluvionnaire du bassin de Guelma font que ce bassin versant présente une perméabilité importante. - En rive gauche: Le bassin est constitué par des formations imperméables (argiles gréseuses, marnes et marno-calcaire très compactes).

Au niveau de Bouchegouf, la plaine est séparée du bassin de Guelma par les gorges du Nador, la perméabilité importante des terrasses alluvionnaires est soutenue surtout par les apports induits des Oueds Mellah et Seybouse.

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b) Bassin versant de Oued Mellah:

Avant de se jeter dans la Seybouse, l’Oued Mellah draine une superficie de 552 Km2, caractérisée par une morphologie très accidentée et une lithologie diversifiée de terrains avec une prédominance du Trias gypsifère qui se développe en diapir de Hammam N’bails au Sud à Nador et Bouchegouf au Nord. (A. Ghachi, 1982).

I.2.3. Evolution du relief et mise en place du réseau hydrographique:

Cette région du Tell oriental algérien qui a connu une évolution géologique très complexe, se date de ses principaux traits à la fin du tertiaire (L. Djabri, 1996): C’est à la fin de Pliocène que les volumes montagneux se créent suite à une série de ces mouvements tectoniques. Les dernières sont aussi à l’origine du creusement ou de la reprise du creusement des cours d’eau qui ont alors élaboré de profondes vallées et de gorges. Ce faible réseau hydrographique est surimposé à partir d’une vieille topographie dont l’achèvement date du Mio-Pliocène et il est antécédent par rapport aux derniers mouvements orogéniques fini-Pliocène (Ghachi, 1982). Ainsi l’hypothèse selon laquelle la Seybouse ainsi que le Rhumel à l’Ouest sont des cours d’eau héritières d’un réseau hydrographique qui descendaient depuis les Aurès et par les paysages naturels de Guelma et de Constantine allaient se jeter dans la mer Méditerranée demeure toujours en vigueur. Notons que ce puissant cours d’eau qui est la Seybouse parcours plusieurs domaines et par conséquent, il est normal de trouver des sections adoptées à la structure géo1ogique (vallée de l’Oued Zenati et de l’Oued Charef), et d’autres qui ne le sont pas (Gorge de Nador). C’est un réseau dont le tracé est en «baillonnette» qui est dû au compartimentage des volumes montagneux influencés par la lithologie. La forme des vallées est variable puisqu’elle passe du défilé (Gorge en V) à une vallée en U, en bassin. I.2.4. Les terrasses quaternaires et la morphologie de la vallée de la Seybouse: I.2.4.1. Les terrasses de la haute Seybouse:

On remarque la présence de terrasses, de glacis et de cônes de déjection. En fait, il y a surtout

des glacis et un creusement de glacis puisque l’on est dans les hautes plaines avec parfois, quand les conditions s’y prêtent, une petite terrasse. I.2.4.2. Les terrasses de la moyenne Seybouse:

Les mouvements tectoniques plio-quaternaires ont:

a- affecté les glacis qui se situent dans le bassin de Guelma par des déformations; b- permis à la Seybouse de s’encaisser progressivement et en relation avec les changements climatiques. Cinq niveaux sont identifiables dans le bassin, (d’après Cherrad, 1992, in L. Djabri, 1996) - Le plus ancien se situe à des hauteurs relatives de plus de l00 m par rapport au lit actuel de la Seybouse. Le niveau 5 : Est formé par de hautes terrasses et glacis contenant des galets et de blocs de grande taille. C’est aussi la zone d’épandage des blocs (dépôt de pente), environ 100m d’altitude relative. Le niveau 4 : Est formé de glacis et également de hautes terrasses qui contiennent de galets et des blocs hétérométriques. Le niveau 3 : 30 à 50 m d’altitude relative. C’est un niveau de transition, caractérisé par la présence de galets et de blocs hétérométriques avec un certain agencement.

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La couche calcaire est également apparente. Le niveau 2 : 10 à 20 m d’altitude, où terrasses et terminaisons de glacis se confondent. Un litage des éléments est observable. Les sols sont assez consolidés. Ce niveau est très étendu. Le niveau 1 : Terrasses, datant du quaternaire récent, comportant des argiles et des sables. La proportion d’argile est plus importante en raison de l’écoulement. Ce niveau est très étendu. Au niveau des défilés (gorges) ces formations quaternaires perdent de leur ampleur et se réduisent considérablement. Dans la section oued Fragha-Chihani, on retrouve les niveaux 3, 2 et 1. La haute terrasse (niveau 3) est une terrasse à gros blocs hétérométriques. La moyenne terrasse est, par contre, caillouteuse avec un grano-classement et un litage de galets. Quand à la basse terrasse, elle est argilo-sableuse. (L. Djabri, 1996)

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I.3. ETUDE GEOLOGIQUE ET STRATIGRAPHIQUE : La région d’étude est caractérisée par des formations géologiques appartenant aux différents

ages Nous décrirons successivement les principale×°formations allant d'âge plus ancien au plus récent qui sont : I.3.1. Le Primaire

Les terrains du Primaire ne présentent pas beaucoup d'affleurements, ils sont réduits et on ne les trouve qu’au au Nord du massif de Nador N'Bail à l'entrée des gorges de l'Oued Seybouse. Ces affleurements sont formés par des schistes satinés alternants avec des petits bancs de grés.

I.3.2. Le Trias On le trouve uniquement à l'extrémité Est de la plaine alluviale. Il est formé d'argiles bariolées

injectées de gypse, cargneules et de bancs disloqués de calcaires dolomitiques sombres.

I.3.3. Le Néritique Il est caractérisé par un faciès jurassique – crétacé plus ou moins karstifié. Il est surmonté par

plusieurs nappes de charriages et impliqué dans les grands accidents. Il apparaît aussi sous forme de fenêtre à Djebel Mahouna, Djebel Debagh, Nador et plus à l'Ouest à Djebel Taya.

I.3.3.1. Le Jurassique Il est représenté par des dolomies noires avec des schistes calcareuses de faibles épaisseurs

dans la région de Djebel Debagh.

I.3.3.2. Le Crétacé Le Crétacé inférieur est représenté par des calcaires massifs et de dolomies à algues d'âge

Aptien. On le rencontre à Hamam Bradâa et Djebel Debagh. Les calcaires massifs à microbrèches calcarinites avec des niveaux calcaires à chailles indiquent nettement le faciès néritique du Compagnien – Mæstrichien (Vila, 1972). Le Crétacé supérieur est caractérisé par des niveaux calcareux dolomitiques riches en orbitolines et des débris à Rudiste datant le Cénomanien – Vraconien d'épaisseur limitée (Fig. n° 03).

I.3.3.4. L'unité tellienne Elle appartient au domaine externe de la chaîne des Maghrébides dans le Nord – Est Algérien.

Cette unité correspond au domaine Tellien externe qui est constitué de formations paléogènes, où l'on distingue:

- un ensemble méridional à Nummulite et au Sud à Globigérines ; - un ensemble médian à sédimentation profonde ; - un ensemble septentrional à matériels Eocène.

La série débute par des marnes noires paléocènes et atteint le Lutécien inférieur avec une faune riche en Nummulite.

I.3.3.5. L’unité ultra – tellienne Le faciès dominant est celui des marnes et marno-calcaires avec des barres de micrites

à microfaunes variées (Delga et al, 1968).

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De bas en haut, la stratigraphie est la suivante: - marnes à ammonites (barrémien – albien) - marnes à micrites vertes (Campanien) - marnes grises (Maestrichtien) (voir Fig. n° 04)

A Djeballa Khemissi, cette unité est caractérisée par des formations crétacées de faibles épaisseurs.

Chetaibi

Cap de Garde

Drean

Bouchegouf

Ain Berda

El Hadjar

ANNABA

GUELMA

Edough

Lac Fetzara

Formation pré-kabyle

Formation dorsale

Divers flyschs

Nappe tellienne

Formation du Crétacé néritique

Formation mio- plio-quaternaire0 6 Km

Socle métamorphique de l'Edough

DJ Taya

DJ Debagh

Nechmaya

Héliopolis

MER MEDITERRANEE

Légende:

Algérie

AnnabaAlgerOran

250K

m

250Km

N

Fig. n° 03 : Esquisse géologique de la région d’étude (d’après Djabri et al; 2003 modifié)

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I.3.3.6. Le Numidien Le Numidien forme les principaux reliefs de la région de Guelma (Mahouna, Houara). Il est

caractérisé par un flysch gréseux constitué par les trois termes suivants : - argiles vertes et rouges d'âge Oligocène - alternance d'argile et de gros blocs de grès souvent hétérométriques d'age aquitanien - argile, silexites et marnes correspondants au Burdigalien inférieur.

A Hammam Debagh, le sommet est représenté par des grès grossiers à dragées de quartz (Lahondère, 1981).

I.3.3.7. Les faciès post – nappe :

I.3.3.7.1. Le Mio-Pliocène Il est représenté, au niveau du bassin de Guelma, par des marnes à gypse, argiles

et conglomérats rouges. Il est considéré comme une formation post – nappe, où on y voit succéder deux cycles:

- Le premier cycle représente la molasse de Guelma qui est visible sur la route Guelma-Lakhezaras. Cette molasse est composée de grès jaunes friables, intercalés avec des formations argilo – marneuses grises ou jaunes parfois gypseuses.

- Le second cycle formé par une succession d'argiles, de conglomérats rouges, d’argiles grises à gypses et à soufre et des calcaires lacustres.

I.3.3.8. Le Quaternaire Les formations du Quaternaire sont la base de cette étude puisque avec les formations

pliocènes constituent la roche réservoir de la nappe aquifère de Guelma. Le Quaternaire occupe le centre du bassin et correspond au faciès de terrasses où l'on distingue:

I.3.3.8.1. Les Alluvions anciennes

Ce sont des éboulis mélangés parfois à des argiles numidiennes. Elles sont localisées tout le long du versant Ouest du bassin. Les terrasses d'alluvions anciennes, dominant d'environ 55m à 60m le thalweg de la Seybouse, s'écartent pour former la grande plaine qui s'étend à l'Est de Guelma et se rattache vers le Sud à la terrasse pliocène qui atteint une altitude d'environ 90m à 100m au dessus de la Seybouse. Cette dernière terrasse comprend tantôt des limons avec cailloux roulés, tantôt des conglomérats intercalés de bancs marno – calcaires un peu travertineux.

I.3.3.8.2. Les Alluvions récentes

Elles forment la majeure partie de la vallée principale actuelle de l'Oued Seybouse. Ce sont des cailloutis, galets et graviers calcaires parfois à ciment marneux.

a) Région de Guelma : La région qui s’étend entre Nador et Medjez Ammar est alluvionnée plus aisément que dans les autres régions de son parcours. Le Quaternaire se localise au centre de la plaine et correspond au faciès de terrasses où on distingue :

Les alluvions anciennes : ce sont des éboulis qui atterrissent le long du versant ouest de la vallée da la Seybouse. Parfois, ces formations sont mélangées à des argiles numidiennes. Dans les basses terrasses ces alluvions dominent d'environ 15 mètres le lit actuel de la Seybouse et ses affluents. Dans la moyenne terrasse leur épaisseur est de 30 à 35 mètres. Au dessus de la Seybouse, pour la haute terrasse, l’épaisseur varie de 35 à 60 mètres. Ces alluvions sont constituées de galets roulés assez volumineux noyés par places dans les limons rougeâtres.

Les alluvions récentes : ces formations sont peu importantes, elles sont constituées de limons et de cailloux roulés du fond des vallées, de galets et de gravier calcaire parfois à ciment marneux.

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b) Région de Bouchegouf : Le centre de la dépression de Bouchegouf est comblé par des alluvions déposées par l'oued Seybouse et qui semblent plus argileuses que celles de Guelma. Ils forment trois nivaux de terrasses (Fig. n° 05 et 06):

Alluvions de la basse terrasse (5 m d'épaisseur), constituées de cailloutis et de limons, Alluvions de la moyenne terrasse (15 m d'épaisseur), cette unité est retrouvée en partie

mineure au niveau de l'oued Mellah et s'épanouit dans la vallée de la Seybouse. Elle est représentée par des conglomérats, des galets et des cailloutis de grès numidiens,

Alluvions de la haute terrasse (150 m d'épaisseur), cette unité est représentée par des argiles et des conglomérats.

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Fig. n° 04 : Bloc géologie Guelma (D’après Djabri, 1996)

Fig. n° 05 : Coupes Géologiques de la plaine de Bouchegouf. (D’après Chaoui, 2007)

Fig. n° 06 : Coupe schématique des différents types de terrasses dans la plaine de Bouchegouf.

(D’après Chaoui, 2007)

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I. 4. RECONSTITUTION PALEOGEOGRAPHIQUE :

Le paysage de la région d’étude a du être édifié suite à la manifestation de phases tectoniques, donnant la disposition actuelle des différentes unités allochtones.

La genèse du relief actuel a débuté pendant le Miocène inférieur suite à la compression de l’édifice et une transgression de la mer miocène. Le résultat a donné la mise en place des unités telliennes dans le sillon de Sellaoua et sur le domaine néritique. Les formations numidiennes viennent ensuite pour couronner tout l’ensemble. A partir du Miocène supérieur, la mer miocène a connu une régression synchrone avec des mouvements de réajustement de l’édifice. Ces derniers ont conduit à la naissance du bassin actuel de Guelma.

Ce phénomène d’éventrement vers le début du quaternaire est facilité par l’existence de grands reliefs endossant le bassin au Nord par Djebel Houara et au Sud par la Mahouna.

L’érosion continue à laquelle était exposé cet édifice a mis à jour les alluvions couvrant toute la vallée et formé les terrasses : - Mio-Pliocène : naissance et remplissage du bassin. - Quaternaire : ancien et récent - éventrement du bassin

- écoulement - naissance de la vallée de la Seybouse - dépôts des alluvions. (K. Benmarce, 2007)

I.5. TECTONIQUE L'histoire géologique et les principales phases tectoniques de la région se résument comme

suit: La mer peu profonde au Trias, s'approfondit considérablement au Lias qui prend un caractère

bathyal. Le Dogger et le Malm n'affleurent pas soit parce qu'ils ont été érodés soit parce qu'ils sont masqués par les amas gypso – salins du Trias. Par contre au Crétacé et exactement à son début nous retrouvons une mer peu profonde qui s'approfondit au Barrémien pour former un géosynclinal. Elle s'étend en transgression vers le Sud tout en diminuant de profondeur et atteindre son extension maximum au Sénonien. Au Damien, une régression générale se produit et l’Eocène inférieur et moyen est masqué par une mer peu profonde avec des seuils et hauts fonds. Le Crétacé et l'Eocène sont en continuité stratigraphique. A la fin de l'Eocène moyen se produisent des mouvements de compressions internes, refoulant les plis en direction du Sud, les transformant en plis déversés, épilés ou même en écailles imbriquées. La direction générale du plissement Est – Ouest ou plus généralement Sud – Ouest, Nord – Est. A la même période les plissements de direction Nord – Sud déjà ébranché au Primaire et au Secondaire se mettent à rejouer donnant lieu à des plis posthumes de direction Nord – Sud moins accentués que les autres. Sur cette région plissé et déjà érodée revient une mer peu profonde d'où émergent quelques îlots du Crétacé et de l’Eocène et où se dépose le flysch numidien. Une phase orogénique à la fin de l'Oligocène plissera cette dernière formation et la charriera sur les précédentes.

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Le Miocène moyen et supérieur, représentés par des sédiments lagunaires, lacustres et fluvio –

continentaux, se sont déposées dans F dépression de Guelma, à la suite des mouvements orogéniques. Le Miocène supérieur, formé de marnes sulfato – gypseuses surmonté d'une assise de limons rouges gréseuse et de conglomérats, repose en transgression vers le Nord, par rapport au Miocène, sur le Crétacé et le flysch gréseux. A la suite des mouvements orogéniques post miocènes, se sont déposés les travertins pliocènes de Guelma qui reposent en discordance sur les différentes assises redressées de la série miocène lacustre. Les plissement les plus énergétiques paraissent orientés suivant la direction Est – Ouest ou parfois légèrement infléchis Sud – Ouest, Nord – Est, toute fois un plis sensiblement dirigé Nord – Sud semble avoir recoupé les plis précédents, il est jalonné par des affleurements de deux bondements anticlinaux du Barrémien. Ensuite se produit une série de remblaiement et creusement de la vallée et du bassin de Guelma en relation avec les variations du niveau de l'Oued et de la mer. (Mouassa S., 2007)

I. 6. LES GRANDS ENSEMBLES LITHOLOGIQUES ET LEURS CARACTERISTIQUES HYDROGEOLOGIQUES :

Nous allons tenter de dégager les grands ensembles lithologiques et les caractéristiques hydrogéologiques de ces unités géologiques par sous-bassin. Si cette division en bassins partiels ne met pas toujours en évidence la relation entre roches perméables et zones d'infiltration des eaux superficielles, en revanche, elle permet de mettre en relation le transport solide et la dégradation spécifique avec la lithologie.

I.6.1. Le bassin de Guelma : La région de Guelma est constituée de terrains sédimentaires d'âge Crétacé Oligocène, Mio-

Pliocène et Quaternaire. Le fond du bassin occupé par une plaine alluviale correspond à un synclinal comblé par des argiles, des conglomérats marno-calcaires, des grès numidiens et des calcaires lacustres. Les formations numidiennes se développent largement au sud de Guelma en occupant la partie montagneuse jusqu'au Sedrata. Ce sont surtout les calcaires yprésiens qui dominent, viennent en suite les grès numidiens du flanc de Mahouna; les séries de marno-calcaires et les argiles. L'ensemble est fortement tectonisé. Il en résulte des facteurs qui favorisent la présence de plusieurs unités aquifères dans les marno-calcaires (Crétacé supérieur). L'oued Seybouse a creusé dans la même série et a mis à jour trois petites sources, c'est l'indice de la présence d'une nappe à faibles ressources. Les bandes de calcaire Yprésien de la région sud de Guelma, affleurent largement jusqu'au environ de Sedrata. Ces calcaires sont fortement fissurés. Ce qui permet la constitution de ressources aquifères importantes, mais rapidement restituées. La formation numidienne dans la région sud de Guelma est constituée d'une alternance d'assises gréseuses et de séries argileuses ou argilo-gréseuses. Les grès de Numidie sont fissurés et diaclases. Au Nord de Héliopolis, d'El Fedjouj et de Guelâat Bou Sbâa, affleurent des formations marneuses et schisteuses pauvres en eaux souterraines, alors qu'à l'Ouest de cette zone, s'élèvent les calcaires sénoniens au Djebel Debagh et Taya où l'infiltration est probablement importante.

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Le centre du bassin est occupé par de dépôts quaternaires dont lesquels on peut distinguer plusieurs terrasses.

Quant à la dépression de Bouchegouf, elle est encadrée à l'Ouest et au Nord de grès, au Sud par des formations triasiques marneuses et gypseuses, au centre, elle est comblé par les alluvions déposées par la Seybouse et qui forment trois niveaux : Haute, moyenne et basse terrasse. Les alluvions de cette dernière peuvent receler une nappe souterraine alimentée par l'oued Seybouse là où elles ne sont pas trop argileuses. Au total, le bassin de Guelma présente plusieurs ensembles lithologiques qui impliquent des zones hydrogéologiques différentes. Au sud, un matériel permettant une importante accumulation en eau souterraine mais fracturée ce qui favorise l'infiltration et défavorise la formation des nappes aquifères. Sur la rive gauche de la Seybouse, on rencontre des formations pour lesquelles l'infiltration se fait très difficilement. Enfin, au centre, les alluvions quaternaires (poudingues, graviers, galets, limons…) à forte perméabilité renferment une nappe très importante. (Fig. n°07)

I.6.2. Le bassin de Mellah : Il est dominé par trois grands ensembles lithologiques qui ne correspondent pas toujours aux zones hydrogéologiques. Au contact des calcaires et des assises marneuses, une réserve aquifère s'est constituée, comportant un niveau d'émergence à leur base. Ces bancs calcaires sont suffisamment importants et perméable pour assurer une régularisation des niveaux aquifères en dépit de leur forte fissuration, le secteur amont de Mellah peut être considéré comme "le château d'eau" de la région. Au centre le trias domine, il est constitué d'argiles et de gypses broyés. Il joue un rôle fondamental de par son extension et sa forte teneur en sel. En effet, la fréquence de cet élément dont l'incidence sur la qualité des eaux de ruissellement et d'infiltration est très néfaste ne permet pas l'utilisation de l'eau de l'oued Seybouse en saison sèche au cours de la quelle les besoins sont accrus; seule la source de Châabet Oued Cheham à un débit sensible. Elle est captée pour l'alimentation en eau potable de Bouchegouf. Les alluvions des terrasses de Bouchegouf semblent plus angulaires que celles de Guelma. Elles sont moyennement perméables. En résumé, le bassin de Mellah est considéré comme "une éponge" dans sa partie supérieure. Ceci est mis en évidence par l'importance du débit des sources et son extrême régularité. Malheureusement, cette eau est rapidement contaminée par le sel de sa traversée du massif triasique du Nador. (Fig. n°07)

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N

Fig. n° 7 : Les zones hydrogéologiques du bassin versant de la Seybouse à partir de Guelma (d’après Ghachi, 1982)

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I.7. CONCLUSION :

En se basant sur la description géologique des terrains ainsi que les caractéristiques

hydrogéologiques de chaque formation, on a pu établir le tableau suivant, qui synthétise et combine

les caractéristiques géologiques et hydrogéologiques de chaque étage.

Le couplage des caractéristiques géologiques et hydrogéologiques des formations de la région

d’étude, a permis de distinguer un ensemble du remplissage mio plio-quaternaire, capable de

constituer deux réservoirs d’eau :

- le réservoir de la nappe superficielle, représenté par des alluvions, constituées essentiellement par

des sables, cailloutis, galets, limons et conglomérats ;

- le réservoir de la nappe des hautes terrasses, représenté par des galets, conglomérats, limons

et sable.

18


Tab. n° 01 : Description géologique et hydrogéologique des formations de la région d’étude

(D’après S. Mouassa, 2007). Intérêt hydrogéologique

Ere

Syst

ème

Lithologie Epaisseur

(m) perméabilité type de nappe

réce

nt

-Alluvions actuelles :

galets, calcaires,

limons, travertins

-Alluvions anciennes :

1. Basse terrasse : sables,

cailloutis, limons.

2. Moyenne terrasse : sables,

cailloutis, galets, limons,

conglomérats.

3. Haute terrasse : galets,

conglomérats, limons. sables

15

30 - 50

100

Perméables

− Nappe de la basse

terrasse

− Nappe de la moyenne

terrasse

− Nappe de la haute

terrasse

Qua

tern

aire

anci

en

Tufs calcaires - Perméable /

Mio

-

Plio

cène

Argile à gypse - Imperméable Substratum

Ter

tiair

e

Plio

cène

Travertins - Perméable Nappe des travertins

19

Chapitre 2 : Hydroclimatologie

20

CHAPITRE II :

HYDROCLIMOTOLOGIE

A. CLIMATOLOGIE

La connaissance du climat est devenue primordiale au cours de ces dernières années car les changements climatiques enregistrés ont bouleversées l’ordre établi jusqu'à présent. Cette étude ne peut et ne doit se faire qu’avec des données fiables en se rapportant à plusieurs stations, ce qui permettra d’approcher l’état du climat de la région. II.A.1. INTRODUCTION :

L'étude climatique permet la détermination des termes du bilan hydrique par la connaissance notamment des précipitations, des températures, de l'évapotranspiration, du ruissellement et de l'infiltration. Ce dernier facteur associé à la superficie de la zone peut donner le volume d’eau infiltré dans la nappe.

Dans les mécanismes de pollution l’infiltration efficace et le ruissellement entraînent de manière très différente les polluants, aussi dans le domaine agricole l’infiltration permet l’entraînement en profondeur des fertilisants et des pesticides. Dans le cas du ruissellement, les déchets liquides sont entraînés vers les cours d’eau (l’oued) avec une dilution proportionnelle aux précipitations efficaces

Le choix de ces stations de mesure est basé sur la représentativité de la zone d'étude et l'existence de séries complète. Pour réaliser notre travail nous avons utilisé les données collectées aux stations suivantes : Station du barrage Hammam Debagh, la station de Belkheir à Guelma et celle de Bouchegouf, qui couvre une période de 16 ans pour la première et une période de 21 ans pour les deux autres; dont les caractéristiques sont portées dans le tableau n° 02.

Tab. n° 02 : Les caractéristiques des stations de mesure

(Guelma, Bouchegouf, et Barrage H. Debagh).

Station Longitude Latitude Altitude (m) Période d'observation

Guelma 07° 28’ E 36° 28’ N 227 1985-2006 Bouchegouf 07° 44’ E 36° 28’ N 480 1985-2006

Barrage H. Debagh 07° 15’ E 36°27’ N 350 1990-2006


21

Fig. n° 08 : Carte de localisation des stations pluviométriques de mesure dans la région d’étude.


22

II.A.2. TYPE DE CLIMAT : II.A.2.1. Diagramme pluvio-thermique :

Le diagramme pluvio-thermique établi, montre l’existence deux saisons bien distinctes : - Une saison sèche et chaude qui s'étale du mois de Mai (19.5°c à Guelma), jusqu'au mois de Septembre (22.8°c à Guelma). Cette saison n’excède pas cinq mois. - Une saison humide plus longue qui dure environ sept mois et s'étale du mois de Septembre jusqu'au mois de Mai.

Fig. n°09 : Diagramme pluvio-thermique de la station de Guelma (1985/2006). II.A.2.2. LES PRECIPITATIONS :

Les précipitations sont un facteur essentiel dans l’étude du climat d’une région. Pour avoir une idée sur les précipitations de la région nous nous sommes référés à la carte des précipitations de l’Est Algérien (Fig. n°10), établie par J.P LABORDE, l’observation de cette dernière montre que la zone d’étude est caractérisée par des précipitations oscillant entre 500 et 600 mm/an.

Légende :

Saison sèche. Saison humide.

Température (°C). Précipitation (mm).

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00se

ptem

bre

octo

bre

nove

mbr

e

déce

mbr

e

janv

ier

févr

ier

mar

s

avril mai

juin

juill

et

août

Mois

P (m

m)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

T (°

c)

Saison Sèche

Saison Humide

a) Station Guelma


23

Fig. n° 10 : Précipitations annuelles médianes « normales» (1965-95) (D’après ANRH-GTZ ,2003 modifiée) In Azzedine MEBARKI et Jean-Pierre LABORDE.

Les valeurs des précipitations moyennes annuelles enregistrées au niveau des stations sont les suivantes : - Barrage H. Debagh : 624.81 mm de 1990 à 2006. - Guelma : 589.33 mm de 1985 à 2006. - Bouchegouf : 574.85mm de 1985 à 2006. II.A.2.2.1. Précipitations moyennes mensuelles :

Le calcul de la moyenne arithmétique des hauteurs des précipitations du mois considéré sur un grand nombre d'années (16 ans pour H. Debagh et 21 ans pour Guelma et Bouchegouf) ou dite précipitation moyenne mensuelle donne un aperçu sur les variations mensuelles pluriannuelles des précipitations.

Les précipitations moyennes annuelles pour les 03 stations sont les suivantes : - Barrage H. Debagh : 624.81 mm. - Guelma : 589.33 mm. - Bouchegouf : 574.85mm. Les précipitations sont résumées dans le tableau suivant :

Tab. n° 03 : Les précipitations moyennes mensuelles (en mm).

Mois Station S O N D J F M A M J J A Total

(mm) Guelma 38.96 40.32 72.92 85.14 80.04 67.49 52.31 66.31 50.65 18.71 3.53 12.94 589.33

Bouchegouf 38.95 39.93 61.69 88.10 87.60 60.54 56.19 60.76 47.32 16.49 3.17 14.20 574.95 H. Debagh 36.28 39.63 69.56 112.77 86.25 75.32 59.81 52.36 47.24 24.36 9.19 12.04 624.81


24

Fig. n°11 : Les histogrammes des précipitations moyennes mensuelles des stations de Guelma, Bouchegouf, et du barrage.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

sept

embr

e

octo

bre

nove

mbr

e

déce

mbr

e

janv

ier

févr

ier

mar

s

avri

l

mai

juin

juill

et

août

Mois

P (m

m)

P mensuelle Pmoy

Pmoy= 49.11 mm

Pmax= 85.14mm

Pmin= 3.53mm

a) Sation Guelma

0,00

10,0020,00

30,00

40,0050,00

60,00

70,00

80,0090,00

100,00

sept

embr

e

octo

bre

nove

mbr

e

déce

mbr

e

janv

ier

févr

ier

mar

s

avri

l

mai

juin

juill

et

août

Mois

P (m

m)

P mensuelle Pmoy

Pmoy= 47.91 mm

Pmax= 88.1mm

Pmin= 3.17mm

b) Station Bouchegouf

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

sept

embr

e

octo

bre

nove

mbr

e

déce

mbr

e

janv

ier

févr

ier

mar

s

avri

l

mai

juin

juill

et

août

Mois

P (m

m)

P mensuelle Pmoy

Pmoy= 52.07 mm

Pmax= 112.77mm

Pmin= 9.19mm

C) Station Hammam Debagh


25

- La figure n°11 montre les variations de la distribution des précipitations d'un mois à un

autre, avec un maximum de l'ordre de 85.14 mm à Guelma, 88.10 mm à Bouchegouf et 112 mm au barrage au cours du mois de décembre, et un minimum de l'ordre de 3.53 mm à la station de Guelma, 3.17 mm à la station de Bouchegouf et 12.04 mm à la station H. Debagh au cours du mois de Juillet. II.A.2.2.2. Précipitations moyennes saisonnières

Le tableau n° 04 récapitule les valeurs des hauteurs saisonnières des 03 stations observées dans cette étude.

Tab. n° 04 : Précipitations moyennes saisonnières (en mm).

P annuelle Automne Hiver Printemps Eté Saison

Station mm mm % Mm % mm % mm %

Indice saisonnier

Guelma 589.33 152.20 25.83 232.68 39.48 169.27 28.72 35.18 5.97 HPAE Bouchegouf 574.95 140.57 24.45 236.24 41.09 164.27 28.57 33.87 5.89 HPAE H. Debagh 624.81 145.47 23.28 274.33 43.91 159.41 25.51 45.59 7.30 HPAE

- Il ressort du tableau n° 04 que la saison la plus arrosée pour toutes les stations est l’hiver, et la saison la plus sèche est l’été. Alors, nous constatons que le cycle hivernal l’emporte sur les autres cycles. Par contre l’indice saisonnier est le même HPAE de l’Ouest jusqu’à l’Est de la zone d’étude (in Nouar. T, 2007). II.A.2.2.3. Variabilité des précipitations annuelles:

La variabilité interannuelle des précipitations est exprimée par le coefficient pluviométrique (CP), ce paramètre climatique est très important dans la détermination des années excédentaires et les années déficitaires.

Le coefficient pluviométrique est en relation proportionnelle avec la pluviométrie. Il est calculé par le rapport de la pluviométrie de l’année considérée sur la pluviométrie moyenne de la série observée à une station donnée (voir tab. n°05 et Fig. n°12).

PPCP =

Avec : CP : Coefficient pluviométrique. P : Hauteur des pluies annuelles (mm). P : Moyenne annuelle pluviométrique (mm).

Nous avons deux (02) cas : Si : - CP > 1 ⇒ on a une année excédentaire.

- CP < 1 ⇒ on a une année déficitaire.


26

Tab. n° 05 : Précipitations interannuelles de la station de Guelma, Bouchegouf (1985/2006) et H. Debagh (1991/2006).

Station Guelma Station Bouchegouf Station H. Debagh Année

Hydrologique CP Remarque CP Remarque CP Remarque 1985-1986 0.69 An. Déf. 0.65 An. Déf. - -1986-1987 1.42 An. Exc. 1.21 An. Exc. - -1987-1988 0.65 An. Déf. 0.62 An. Déf. - -1988-1989 0.80 An. Déf. 0.72 An. Déf. - -1989-1990 0.85 An. Déf. 0.92 An. Déf. - -1990-1991 1.16 An. Exc. 1.07 An. Exc. 1.17 An. Exc.1991-1992 1.17 An. Exc. 0.83 An. Exc. 1.26 An. Exc.1992-1993 1.13 An. Exc. 0.99 An. Exc. 1.19 An. Exc.1993-1994 0.88 An. Déf. 0.59 An. Déf. 0.78 An. Déf.1994-1995 0.91 An. Déf. 0.84 An. Déf. 1.07 An. Exc.1995-1996 1.43 An. Exc. 1.42 An. Exc. 1.19 An. Exc.1996-1997 0.50 An. Déf. 0.64 An. Déf. 0.51 An. Déf.1997-1998 1.26 An. Exc. 1.46 An. Exc. 0.99 An. Déf.1998-1999 1.20 An. Exc. 1.20 An. Exc. 1.06 An. Exc.1999-2000 0.93 An. Déf. 0.98 An. Déf. 0.83 An. Déf.2000-2001 0.81 An. Déf. 0.92 An. Déf. 0.66 An. Déf.2001-2002 0.59 An. Déf. 0.68 An. Déf. 0.55 An. Déf.2002-2003 1.13 An. Exc. 1.63 An. Exc. 1.38 An. Exc.2003-2004 1.48 An. Exc. 1.41 An. Exc. 1.35 An. Exc.2004-2005 1.22 An. Exc. 1.21 An. Exc. 1.13 An. Exc.2005-2006 0.82 An. Déf. 0.98 An. Déf. 0.87 An. Déf.

Fig. n°12 : Variation annuelle des précipitations : Station de Guelma (1985 – 2006).

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

800,00

900,00

1000,00

1985

/198

6

1987

/198

8

1989

/199

0

1991

/199

2

1993

/199

4

1995

/199

6

1997

/199

8

1999

/200

0

2001

/200

2

2003

/200

4

2005

/200

6

Année

P (m

m)

Pmax =866.10 mm

Pmin =291.70 mm

Pmoy = 586.17 mm

a) Station Guelma

Année Excédentaire Année Déficitaire

P moyenne interannuelle (mm) P inter-annuelle (mm)

Légende :


27

L’étude des variations annuelles des précipitations pour les deux stations : Guelma et H. Debagh montre une grande différence entre l’année la plus arrosée (2003-2004) avec respectivement 866.4mm/an et 866.10mm/an alors que l’année la plus sèche (1996/1997) avec respectivement 291.70mm/an et 296.17mm/an. Pour la station de Bouchegouf , l’étude des variations des précipitations montre aussi une grande différence entre l’année la plus arrosée (2003-2004) avec 938mm/an et l’année la plus sèche ( 1987-1988 ) avec 340.8mm/an. II.A.2.3. LES TEMPERATURES :

La température est un facteur très important dans l'évolution du déficit d'écoulement qui entre dans l'estimation hydrogéologique, ce paramètre est indispensable à la climatologie, vu de son pouvoir évaporateur qu'il exerce sur les surfaces mouillées, et qu'il est à l'origine du bon fonctionnement du cycle de l'eau. II.A.2.3.1. Températures moyennes mensuelles :

Les données sur la température dont on dispose, sont des valeurs moyennes mensuelles mesurées en trois stations sur une période de 16 ans pour la station du barrage (1990-2006), et une période de 22 ans pour les deux stations (1985-2006).(Voir tableau ci-dessous).

Tab. n° 06 : Températures moyennes mensuelles (en °c).

- Les histogrammes des températures moyennes mensuelles (Fig. n°13, 14 et 15) nous montre une différence assez proche entre les températures des trois stations. On remarque aussi que le mois le plus chaud est le mois d'août (avec une température de l'ordre de 27.58°c à Guelma et de 27.74°c à Bouchegouf) et juillet à la station du barrage H. Debagh avec 30.11°c alors que le mois le plus froid est le mois de janvier avec 9.67°c à la station de Guelma et 10.04°c à Bouchegouf et le mois de février avec 10.30°c à la station du barrage. - Les températures moyennes annuelles observées sur une période de 21 ans pour les stations de Guelma et Bouchegouf sont respectivement 17.79°C et 18.13°C et sur une période de 16ans pour la station de Hammam Debagh avec 19.66°C.

Mois Station Sep. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil Août Moyenne

Guelma 24.07 20.18 14.66 11.04 9.67 10.22 12.43 14.69 18.73 23.24 27.03 27.58 17.79 Bouchegouf 24.31 20.40 15.04 11.36 10.04 10.70 12.70 15.10 19.05 23.92 27.16 27.74 18.13 Barrage H.

Debagh 25.69 20.99 14.06 10.38 15.91 10.30 13.34 16.54 21.89 26.73 30.11 30.09 19.66


28

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

sept

embr

e

octo

bre

nove

mbr

e

déce

mbr

e

janv

ier

févr

ier

mar

s

avri

l

mai

juin

juill

et

août

Mois

Tem

péra

ture

s (°C

)

Station de Guelma

T°moy

T°moy= 17,79°C

Fig. n° 13 : L'histogramme des Températures moyennes mensuelles de la station de

Guelma (1985-2006).

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

sept

embr

e

octo

bre

nove

mbr

e

déce

mbr

e

janv

ier

févr

ier

mar

s

avri

l

mai

juin

juill

et

août

Mois

Tem

péra

ture

s (°C

)

station Bouchegouf

T°moy

T°moy= 18,13°C

Fig. n° 14 : L'histogramme des Températures moyennes mensuelles de la station de

Bouchegouf (1985-2006).

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

sept

embr

e

octo

bre

nove

mbr

e

déce

mbr

e

janv

ier

févr

ier

mar

s

avri

l

mai

juin

juill

et

août

Mois

Tem

péra

ture

s (°C

)

Station barrage H.DebaghT°moy

T°moy= 19,66°C

Fig. n° 15 : L'histogramme des Températures moyennes mensuelles de la station du

barrage H. Debagh (1990-2006).


29

II.A.3. INDICES CLIMATIQUES :

Le calcul des indices climatiques donne un aperçu sur les caracéristiques du climat de la région. Nous calculons en premier l’indice de De Martonne, qui va nous renseigner sur les caractéristiques régionales du climat. II.A.3.1 Calcul de l’indice d’aridité

Défini par la formule et la classification suivantes :

II.A.3.1. 1. L’indice climatique de De MARTONNE (1923):

La formule climatique de De Martonne est appelée indice d’aridité, il est en fonction de la

température et de la précipitation :

10+=

TPA

Avec : P : précipitation moyenne annuelle en (mm). T : température moyenne annuelle en C°. A : indice d’aridité annuelle. Selon De Martonne : -si A< 5⇒ le climat est hyperaride. -si 5< A< 7.5 ⇒ le climat est désertique. -si 7.5< A< 10⇒ le climat est steppique.

-si 10< A< 20⇒ le climat est semi-aride. -si 20< A< 30 ⇒ le climat est tempéré.

-si A> 30 ⇒ l’écoulement est abondant (climat humide). Tab. n°07 : Indice annuel d’aridité (A)

Stations P (mm) T (°C) A Observation Guelma (85/86-05/06) 589.33 17.79 21.21

Bouchegouf (85/86-05/06) 574.95 18.13 20.44

H. Debagh (90/91-05/06) 624.81 19.66 21.73

Climat Tempéré

Les trois stations montrent un climat tempéré, où l'on note que la station du barrage H. Debagh

est la plus tempérée que celles de Guelma et Bouchegouf.

Fig. n°16: Abaque de l’Indice d’aridité Annuel de DE Martone, 1923.

Guelma Bouchegouf

H. Debagh

1000

600

200

2000

1200

400

2400

1600

800

2200

1400

1800

2600

0 14 24 6 10 8 12 2 16 4 22 26 28 30 32 34 36 38 18 20 40

80 70 60

Préc

ipita

tions

(mm

)

Températures (C°)

10

20

30

40

50

10+=

TPI

Ecoulement abondant

Ecoulement Exoréique

Régime semi-aride Ecoulement temporaire Formations herbacées

Régime désertique, écoulement temporaire, drainage intérieur Endoréisme, hyperaridité, aréisme

Zone tempérée, drainage extérieur, irrigation indispensable


30

Août

Janvier

Février Mars

Avril Mai

Juin

Juillet

Septembre Octobre

Novembre

Décembre

Régime désertique, écoulement temporaire, drainage intérieur Endoréisme, hyperaridité, aréisme

Zone tempérée, drainage extérieur, Irrigation indispensable

1000

600

200

2000

1200

400

2400

1600

800

2200

1400

1800

2600

0 14 24 6 10 8 12 2 16 4 22 26 28 30 32 34 36 38 18 20 40

80 70 60

Préc

ipita

tions

(mm

)

Températures (C°)

10

20

30

40

50

1012+

=t

Pi Ecoulement abondant

Ecoulement Exoréique

Régime semi-aride Ecoulement temporaire Formations herbacées

La région d’étude est soumise à un climat Méditerranéen, caractérisé par deux saisons

d'inégales durées : - Un hiver doux et humide allant de Septembre à Mai. - Un été chaud et sec relativement court durant les mois de : Juin, Juillet et Août.

II.A.5.1.2. L’indice d’aridité mensuel de De MARTONNE (1923)

L’indice mensuel (i), donné par la formule :

1012+

=T

PI

Avec : P : moyenne mensuelle des précipitations en mm T : moyennes mensuelle des températures en c° Cette équation définit l’évolution des conditions climatiques au cours de l’année, donne les résultats des stations de mesures qui sont présentés dans le tableau suivant :

Tab n°08 : Indice mensuel d’aridité (I)

Mois S O N D J F M A M J J A

Guelma 13.72 16.03 35.48 32.92 48.83 40.05 27.98 32.23 21.16 6.75 1.14 4.13 Bouchegouf 13.62 15.76 29.56 49.49 52.45 35.1 29.70 29.05 19.55 5.83 1.02 4.52 H. Debagh 12.10 15.35 34.69 66.40 39.95 44.52 30.75 23.67 25.90 7.96 2.75 3.60

Moyenne (I mensuel) 13.15 15.71 33.24 49.60 47.08 39.89 29.48 28.32 22.20 6.85 1.64 4.08

- Pour l’ensemble des stations les mois de juillet et août présentent un climat hyperaride, le

mois de juin un climat désertique, les mois de septembre, octobre et mai jouissent d’un climat semi-aride alors que le climat humide marque le reste des mois de l’année.

Fig. n°17 : Abaque de l’Indice d’aridité Mensuel de DE Martone, 1923.


31

II.A.6. NOTION DU BILAN D'EAU :

Le bilan d'eau global correspondant à une équation d’équilibre entre les apports et les pertes qui influent directement sur la variation des réserves. Ainsi pour déterminer le bilan de la zone d'étude, il est indispensable d'évaluer ses composantes (infiltration, ruissellement et évapotranspiration). Pour cela, on va se baser sur les données des stations : de Guelma, Bouchegouf et H. Debagh qui possèdent respectivement des séries d'observations homogènes et continues de 22 ans pour les deux premières (1985-2006) et de 16 ans (1990-2006). II.A.6.1. Etude de l'évapotranspiration :

L'évaporation constitue l'élément le plus important du bilan hydrologique après les précipitations. Représenté par une quantité d'eau est restituée à l'atmosphère sous forme de vapeur, l'évapotranspiration englobe l'ensemble de 02 phénomènes :

o L’évaporation : c’est un phénomène physique de la transformation d’eau en vapeur d’eau, à partir d’une surface d’eau libre (mer, lac, marécage, cours d’eau,…...) et du sol.

o La transpiration : la transpiration est un phénomène biologique lié à la couverture végétale, à son stade de développement et à sa nature.

On distingue :

a) L'évapotranspiration potentielle (ETP). b) L'évapotranspiration réelle (ETR).

II.A.6.1.1. Estimation de l'évapotranspiration réelle (ETR) :

L'évapotranspiration réelle s'identifie au déficit d'écoulement et peut se calculer à partir de nombreuses formules qui induisent l'utilisation de deux paramètres climatiques à savoir : la pluviométrie et la température. L'évapotranspiration réelle est en fonction de la quantité de pluie tombée dans le bassin de la réserve maximale en eau du sol. a) Formule de Turc :

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=

2

2

LP9.0

PETR : L = 300 + 25t + 0.05t2

Avec : ETR : Evapotranspiration réelle annuelle en mm. P : Précipitation annuelle en mm. T : Température moyenne annuelle en °C. L : Pouvoir évaporant.

Les résultats sont portés dans le tableau ci-dessous.

Tab. n° 09 : L’ETR annuelle selon la méthode de Turc.

Paramètre Station P (mm) T (°C) L ETR (mm/an)

Guelma 589.33 17.79 760.57 481.13

Bouchegouf 574.95 18.13 769.68 476.16 H. Debagh 624.81 19.66 810.82 511.22


32

b) Formule de Coutagne : ETR = P- λP2.

Cette formule n'est valable que si la quantité des précipitations en m répond à la condition suivante :

λ<<

λ 21P

81 Pour

T14.08.01

+=λ

A.N :

λ= 0.3 ⇒3.02

13.08

1×

<<×

P ⇒ 666.1416.0 << P

Ce qui nous amène à dire que la condition est vérifiée puisque la précipitation annuelle dans la région d’étude varie entre 0.575 à 0.625m Avec : ETR : L'évapotranspiration réelle. P : Précipitation moyenne annuelle en m. T : Température moyenne annuelle en °C.

- Ces valeurs permettent de déterminer les valeurs de l'ETR pour les trois stations pour les quelles on a mis le tableau ci-dessous.

Tab. n° 10 : L’ETR selon la méthode de Coutagne.

Paramètre Station P (m) T (°C) λ ETR

(mm/an)

Guelma 0.589 17.79 0.3 484.9

Bouchegouf 0.575 18.13 0.3 475.8 H. Debagh 0.625 19.66 0.28 515.63

c) Formule de Thornthwaite

Pour l’établissement du bilan hydrique on utilise l’évapotranspiration potentielle et réelle

moyenne par la méthode de C.W. Thornthwaite.

Ce bilan repose sur l’hypothèse suivante : - la satisfaction de l’ETR est prioritaire sur l’écoulement. - Le calcul de l’ETR peut s’effectuer suivant deux cas : 1er cas : P>ETP⇒ ETR = ETP on a alors un excèdent. 2emecas: P<ETP⇒ ETR= P+RFU.

L'utilité de la comparaison réside dans les écarts décelés lors de l'application des trois

méthodes (tableau n° 11) pour aboutir à une meilleure approche de l'ETR. Ce qui par la suite fera ressortir la formule la mieux appropriée à notre région d'étude.

Etant donné, que les formules élaborées chacune en un lieu différent, il est claire que : - La formule de Thornthwaite convient aux régions humides de la zone tempérée,

contrairement à celle de Turc qui présente un caractère universel. - ETR est surestimé pour tous les mois de l'année par ailleurs, Thornthwaite et Coutagne

présentent des résultats assez convaincants (donnent des valeurs très proche de l'ETR)


33

Donc on peut dire que la méthode de Thornthwaite s'avère plus adaptée, en plus il y a similitude des conditions dans lesquelles elle a été émise avec celle qui règnent dans notre région d'étude, elle admet un coefficient de correction K. A noter qu'il n'y a pas pratiquement une grande différence entre les résultats des trois stations. Il apparaît que les valeurs de l’évapotranspiration réelle d’après Coutagne et Turc sont assez proches, alors que celles de Thornthwaite sont faibles par rapport aux valeurs de Turc et Coutagne, mais restent acceptables et n’excluent en rien la fiabilité de ces résultats. L’ETR évaluée aux stations de Guelma, Bouchegouf et H. Debagh selon la méthode de Thornthwaite sont assez proches ceci est liée que ces régions appartiennent au même zonage climatique (tempéré)

Tab. n° 11 : Corrélation des climats Résultats du calcul de l’ETR selon Turc, Coutagne et Thornthwaite.

Méthode Station Guelma Bouchegouf H. Debagh

Thornthwaite 440.4 439.0 442.9 Coutagne 484.9 475.8 515.63

Turc 481.13 476.16 511.12 II.A.6.1.2. Estimation de l'évapotranspiration potentielle (ETP) :

On appelle évapotranspiration potentielle (ETP), exprimé en hauteur de lame ou tranche d’eau évaporée, la somme des quantités d’eau pouvant s’évaporer et transpirer sur une surface donnée et pendant une période bien définie, en considérant des apports d’eau suffisants.

Pour l’estimation de l’évapotranspiration potentielle nous avons utilisé la formule de Thornthwaite qui a établi une correction entre la température moyenne mensuelle et l’évapotranspiration

mensuelle, cet auteur définit d’abord un indice thermique mensuel ( i ), où : i =5.1

5⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ T

,

I = ∑12

ii , a =

5.01006.1+

I

K.IT10.16ETP

a

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

ETP : Evapotranspiration potentielle du mois considéré en mm. T : Température moyenne du mois considéré en °C. K : Coefficient d'ajustement mensuel. i : Indice thermique mensuel. - Les résultats obtenus sont portés dans les tableaux n° 12; 13 et 14.

II.A.6.1.3. Estimation des réserves facilement utilisables (RFU):

Elle présente la quantité d’eau emmagasinée dans le sol, son degré de saturation dépend de plusieurs facteurs : - la nature, la lithologie et l’épaisseur de la couche superficielle - la profondeur du niveau piézoélectrique de la nappe aquifère - le climat de la région - le type de la couverture végétale La RFU pour la région d’étude, en tenant compte de tous ces facteurs varie entre 80 à 100mm.


34

Tab. n° 12 : Bilan Hydrique de Thornthwaite de la station de Guelma (1985-2006).

Mois T (°C) i K ETPC P (mm) BH RFU ETR DEF EXC S 24.07 10.8 1.03 113.6 38.96 -74.7 0.0 39.0 74.7 0.0 O 20.18 8.3 0.97 76.9 40.32 -36.6 0.0 40.3 36.6 0.0 N 14.66 5.1 0.86 37.4 72.92 35.5 35.5 37.4 0.0 0.0 D 11.04 3.3 0.81 20.7 85.14 64.4 99.9 20.7 0.0 0.0 J 9.67 2.7 0.87 17.3 80.04 62.7 100.0 17.3 0.0 62.6 F 10.22 3.0 0.85 18.8 67.49 48.7 100.0 18.8 0.0 48.7 M 12.43 4.0 1.03 32.9 52.31 19.4 100.0 32.9 0.0 19.4 A 14.69 5.1 1.10 48.1 66.31 18.3 100.0 48.1 0.0 18.3 M 18.73 7.4 1.21 83.4 50.65 -32.7 67.3 83.4 0.0 0.0 J 23.24 10.2 1.22 126.0 18.71 -107.3 0.0 86.0 40.0 0.0 J 27.03 12.9 1.24 170.1 3.53 -166.5 0.0 3.5 166.5 0.0 A 27.58 13.3 1.16 165.2 12.94 -152.3 0.0 12.9 152.3 0.0

Annuel 17.8 86.0 - 910.4 589.3 -321.1 - 440.4 470.1 149.0

Tab. n° 13 : Bilan Hydrique de Thornthwaite de la station de Bouchegouf (1985-2006).

Mois T (°C) i K ETPC P (mm) BH RFU ETR DEF EXD S 24.31 11.0 1.03 114.4 38.95 -75.5 0.0 39.0 75.5 0.0 O 20.4 8.4 0.97 77.1 39.93 -37.1 0.0 39.9 37.1 0.0 N 15.04 5.3 0.86 38.1 61.69 23.5 23.5 38.1 0.0 0.0 D 11.36 3.5 0.81 21.0 88.1 67.1 90.6 21.0 0.0 0.0 J 10.04 2.9 0.87 17.8 87.6 69.8 100.0 17.8 0.0 60.4 F 10.7 3.2 0.85 19.7 60.54 40.9 100.0 19.7 0.0 40.9 M 12.7 4.1 1.03 33.1 56.19 23.1 100.0 33.1 0.0 23.1 A 15.1 5.3 1.10 49.2 60.76 11.6 100.0 49.2 0.0 11.6 M 19.05 7.6 1.21 84.3 47.32 -37.0 63.0 84.3 0.0 0.0 J 23.92 10.7 1.22 131.4 16.49 -114.9 0.0 79.5 51.9 0.0 J 27.16 13.0 1.24 170.2 3.17 -167.1 0.0 3.2 167.1 0.0 A 27.74 13.4 1.16 165.8 14.2 -151.6 0.0 14.2 151.6 0.0

Annuel 18.1 88.2 - 922.1 574.9 -347.2 - 439.0 483.2 136.0

Tab. n° 14 : Bilan Hydrique de Thornthwaite de la station de Hammam Debagh (1990-2006)

Mois T (°C) i K ETPC P (mm) BH RFU ETR DEF EXC S 25.69 11.9 1.03 119.5 36.28 -83.2 0.0 36.3 83.2 0.0 O 20.99 8.8 0.97 73.6 39.63 -34.0 0.0 39.6 34.0 0.0 N 14.06 4.8 0.86 28.1 69.56 41.5 41.5 28.1 0.0 0.0 D 10.38 3.0 0.81 14.0 112.8 98.8 100.0 14.0 0.0 40.2 J 15.91 5.8 0.87 36.9 86.25 49.4 100.0 36.9 0.0 49.4 F 10.3 3.0 0.85 14.4 75.32 60.9 100.0 14.4 0.0 60.9 M 13.34 4.4 1.03 30.1 59.81 29.7 100.0 30.1 0.0 29.7 A 16.54 6.1 1.10 50.6 52.38 1.8 100.0 50.6 0.0 1.8 M 21.89 9.4 1.21 100.3 47.24 -53.0 47.0 100.3 0.0 0.0 J 26.73 12.7 1.22 153.8 24.36 -129.4 0.0 71.3 82.5 0.0 J 30.11 15.2 1.24 200.8 9.19 -191.6 0.0 9.2 191.6 0.0 A 30.09 15.1 1.16 187.6 12.04 -175.5 0.0 12.0 175.5 0.0

Annuel 19.7 100.1 - 1009.6 624.8 -384.7 - 442.9 566.7 182.0


35

020406080

100120140160180

S O N D J F M A M J J AMois

P, E

TP e

t ETR

en m

m

Fig. n°18 : Représentation graphique du bilan de Thornthwaite Station de Guelma (1985-2006)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

S O N D J F M A M J J A

Mois

P, E

TP

et E

TR

en

mm

Fig. n°19 : Représentation graphique du bilan de Thornthwaite Station de Bouchegouf

(1985-2006).

Fig. n°20 : Représentation graphique du bilan de Thornthwaite Station de H. Debagh

(1990-2006).

020406080

100120140160180200220

S O N D J F M A M J J AMois

P, E

TP e

t ETR

b) Station Bouchegouf

SE DA

DAES

RE

SE

DADA

ES

RE

c) Station Hammam Debagh

b) Station Guelma

SE

DADA ES

RE


36

Avec : P : Précipitation moyenne mensuelle en mm. T : Température moyenne mensuelle en °C. ETP : Evapotranspiration potentielle en mm. ETR : Evapotranspiration réelle en mm. RFU : Réserve facilement utilisable (RFU=100mm). Pour le calcul du Bilan la valeur de la RFU a été choisie en fonction de la nature du sol. EXC : Excédent en mm. DA : Déficit agricole en mm. -Formules de vérification :

Station de Guelma: ∑ ∑+= EXETRP ; ∑ ∑+= DAETRETP

A.N. : P= 440.4 +149= 589.4 mm. ETP= 456.5 + 443,8=900.31 mm.

Station de Bouchegouf: ∑ ∑+= EXETRP ; ∑ ∑+= DAETRETP

A.N. : P= 439 + 136=574.9 mm. ETP= 439 + 483.2=922.1 mm.

Station de H. Debagh: ∑ ∑+= EXETRP ; ∑ ∑+= DAETRETP

A.N. : P= 442.9 + 182= 624.8 mm. ETP= 442.9+566.7=1009.6 mm.

Nous constatons que les résultats issus des bilans hydriques sont vérifiés. II.A.6.2. Interprétation des graphiques du bilan hydrique :

D'après les graphiques du bilan hydrique dans les trois stations (Figures 18,19 et 20) calculés par la méthode de Thornthwaite, nous constatons que la RFU (réserve facilement utilisable) commence à se reconstituer à partir du mois d'Octobre pour atteindre son maximum (100 mm) de Décembre à Avril pour Bouchegouf et de Janvier à Avril pour la station de Guelma et H. Debagh, période pendant laquelle il y a un surplus d'eau se manifestant par un écoulement. Elle diminue à partir du mois d’avril (Guelma, Bouchegouf) jusqu'à ce qu'elle soit totalement épuisée au mois de Mai pour Guelma et Bouchegouf et le mois de Mai pour H. Debagh, où on observe l'apparition du déficit agricole (DA) qui se poursuit jusqu'à Octobre.

Légende :

Déficit agricole

DA (mm) RFU (mm) EXC (mm)

Recharge du stock

Surplus d’eau

Épuisement du sol en eau


37

II.A.7. ESTIMATION DE LA LAME D'EAU ECOULEE : II.A.7.1. Le ruissellement :

Pour déterminer le bilan hydrologique. Il est nécessaire d'évaluer le ruissellement dans le but d'apprécier l'importance de l'érosion mécanique et chimique qui affecte la surface de la terre. Le ruissellement (R) peut être calculé par la formule Tixeront Berkallof : Avec la condition de P < 600 mm

( )2

3

3 ETPPR

×=

Avec : P : Précipitation moyenne en m. R : Ruissellement en m. ETP : Evapotranspiration potentielle en m.

Les précipitations enregistrées avoisinent 600mm ou sont inférieurs à 600 mm, ce qui nous amène à utiliser la formule de Tixeront Berkallof, donnant ainsi une estimation avec une erreur de 10 %, les résultats obtenus peuvent être majorés ou diminués de 10 %.

La lame d’eau ruisselée des précipitations des trois stations est reportée sur le tableau qui suit :

Tab. n° 15 : Ruissellement selon la formule de Tixiront-Berkaloff.

Paramètre Station P (m) ETP (m) R (m)

Guelma 0.589 0.910 0.082

Bouchegouf 0.574 0.922 0.064

Barrage H. Debagh 0.624 1.010 0.079 ± 0.008 - A l'issue de cette étude climatologique, on peut maintenant établir le bilan hydrologique

à partir des différents facteurs déjà calculés. P= ETR + R + Ie. Avec : P : Précipitation moyenne annuelle en mm/an. ETR : Evapotranspiration réelle en mm/an. Ie : Infiltration efficace en mm/an. II.A.7.2. Infiltration efficace : La disponibilité des différents facteurs régissant l’équation du bilan hydrologique nous permet de déterminer l’infiltration efficace (Ie) qui s'écrit comme suit : Ie= P- ETR – R.


38

Tab. n° 16 : Les valeurs de l'infiltration efficace.

Paramètre

Station P (mm/an) ETR (mm/an) R (mm/an) Ie (mm/an)

Guelma 589.3 440.4 82 66.9 Bouchegouf 574.9 439.0 64 71.9

Barrage H.Debagh 624.8 442.9 79± 8 102.9± 10.3

II.A.7.2.1. Estimation de l’infiltration efficace mensuelle (Schoeller,Berkallof 1960) :

En vue d’estimer l’infiltration efficace, on a fait recours à la méthode des chlorures mise au point par Scholler (1962). C’est une méthode basée sur la reconcentration par évapotranspiration des apports en chlorures par les précipitations, et consiste à comparer les concentrations en chlorures dans les eaux de pluie et dans les eaux souterraines. L’utilisation de cette méthode est conditionnée par l’absence de roches salines pouvant se dissoudre, des chroniques d’eau de pluie suffisantes afin d’avoir une composition moyenne représentative, et une origine des chlorures uniquement due aux précipitations. Pour déterminer l’infiltration efficace, Scholler& Berkallof ont développé un ensemble d’équations dont les principales lient les concentrations en chlorures de l’eau de pluie, des eaux souterraines et les quantités de pluie. Si le coefficient de ruissellement n’est pas négligeable :

100ln

)1(100 ×−=×CClpr

PIe

Si le coefficient de ruissellement est faible :

lnCClpPIe ×

=

Avec : P : Pluie (mm) r : Coefficient de ruissellement (mm) Ie : Infiltration efficace (mm) Clp : Concentration en chlorure de l’eau de pluie (meq/l) Cln : Concentration en chlorure de l’eau souterraine (meq/l)

Etant donnée qu’on est en zone de plaine, ce qui se traduit par un ruissellement faible donc négligeable, on a appliqué la deuxième équation (D’après Hadj Saïd, 2007). Les résultats de l’infiltration efficace mensuelle ainsi calculée sont représentés aux tableaux n°17 et 18.

Tab. n°17 : Calcul de l’infiltration mensuelle efficace (mm) du mois de Février.

Point de prélèvement Eau souterraine Cl-(meq/l)

Eau de pluie Cl-(meq/l) Pm (mm) Ie (mm)

P1 6.25 0.74 51.5 6.10 P2 6.60 0.95 51.5 7.41 P3 7.25 1.14 51.5 8.09


39

Tab. n°18 : Calcul de l’infiltration mensuelle efficace (mm) du mois de Mars.

Point de prélèvement Eau souterraine Cl-(meq/l)

Eau de pluie Cl-(meq/l) Pm (mm) Ie (mm)

P1 6.11 0.65 231.9 24.67 P2 6.34 0.52 231.9 19.02 P3 6.94 0.80 231.9 26.73

- D’après les valeurs calculées de l’infiltration efficace mensuelle (Tableaux n°17 et 18), on remarque que Ie calculée au mois de mars est supérieur à celle de février ceci est due aux précipitations importantes de l’ordre de 231.9mm par rapport à février de l’ordre de 51.5mm. II.A.9. CONCLUSION :

La synthèse des données climatiques nous permet de distinguer que la région d’étude est soumise à un climat méditerranéen, elle est caractérisée par deux saisons distinctes, l’une pluvieuse humide à précipitations relativement élevées et des températures basses, l’autre sèche moins pluvieuse et avec des températures relativement élevées. La température moyenne annuelle varie entre 17.79°c et 19.66°c, elle est assez régulière, par contre, la moyenne annuelle des précipitations est de 589.33mm à Guelma, 574.85mm à Bouchegouf et 624.81mm au barrage H. Debagh.

L'étude du climat en utilisant l’indice d’aridité de De Martonne a montré que notre secteur d'étude est en zone tempérée, elle est marquée par une évapotranspiration réelle (ETR) de 74.73% (station des Guelma), 76.36% (station de Bouchegouf) et de 70.89% (station du barrage) des précipitations, alors que la lame d’eau ruisselée constitue 13.92%, 11.13% et 12.64% de la lame d’eau précipitée respectivement à Guelma, Bouchegouf et H. Debagh.

L’infiltration efficace varie entre 11.35% à 16.46% des précipitations qui pourra joué un rôle important dans la recharge des nappes d’eau souterraines.


40

B. HYDROLOGIE

L’étude hydrologique, qui constitue un complément de l’étude climatique, elle renseigne sur les écoulements au niveau des Oueds et de leur intensité. Au niveau de la zone amont l’Oued Seybouse résulte de la confluence du Charef et du Bouhamdane (Fig. n° 21)

Fig. n° 21 : Confluence des Oueds Charef et Bouhamdane donnant la Seybouse. (1- Vue satellitaire Google Earth 2- Photos numérique)


41

Après la mise en eau du Barrage Hammam Debagh, nous remarquons que seules les eaux de l’oued Charef alimentent la Seybouse. La construction de cet ouvrage a entraîné une diminution des apports à la Seybouse, ce qui explique l’absence de jaugeages au niveau des Oueds. Pour palier à cette lacune nous avons axés notre travail sur le traitement des données hydrométriques anciennes, de ce fait il importe donc d’examiner les débits de chaque station de jaugeage répartie sur la région d’étude ainsi que le bilan hydrologique à l’issue de chaque bassin partiel.

II.B.1. INTRODUCTION

La disponibilité potentielle de l'eau et étroitement liée au comportement hydrologique d'un cours d'eau ou au régime pluvial. Ce chapitre se penche sur l'étude du fonctionnement du réseau hydrographique et le comportement du système d'écoulement au sein du bassin de la région d'étude.

Cette étude a pour but de connaître le régime des cours d’eau, leur alimentation, la variation de leur débit et l’influence qu’ils ont sur l’alimentation des nappes souterraines. II.B.2. LE RESEAU HYDROGRAPHIQUE

Il est constitué principalement du cours d’eau principal l’Oued Seybouse (57,15 km) et ses majeurs affluents dont l’écoulement général est d’Ouest en Est pour l’oued Bouhamdane et du Sud vers le Nord pour l’oued Cherf, L’oued Maiz, l’oued Zimba, l’oued Boussora, l’oued H’lia et l’oued Mellah. L’oued Bouhamdane et l’oued Cherf drainent respectivement des sous bassins de 1105km²

et 2845km² à la station de Medjez Amar, point de confluence et naissance de l’Oued Seybouse. (Fig. n° 22) Le réseau hydrographique emprunte surtout les axes des principaux plissements dans les couches marneuses facilement érodables. D’autres affluents suivent le sens des failles affectant les formations mio-pliocènes. Le relief montagneux prédominant entoure trois dépressions importantes : la dépression de Tamlouka au Sud, celle de Guelma au centre (occupant la majeur partie de la zone d’étude) et la dépression de Bouchegouf au Nord –Est.

la Seybouse :محذوف

la :محذوف


42

II.B.3. LE BASSIN VERSANT DE L'OUED SEYBOUSE

Les données morphomètriques de l'oued Seybouse sont représentées dans le tableau ci dessous.

Tab. n°19 : Paramètres morphomètriques du bassin de la Seybouse.

Paramètre Station Cherf à M.

Bouhamdane à M. Amar II

Mellah à Bouchegouf

Code de la station 14-02-02 14-03-01 14-05-01

Superficie (km2) 1710 1105 550

Coefficient de compacité 1.67 1.64 1.85

Altitude max. (m) 1543 1325 1390

Attitude min. (m) 740 295 96

Altitude moyenne (m) 904 787 619

Pente moyenne (m/km) 45 175 240

Dénivelée spécifique (m) 132 266 303

Temps de concentration (h) 25 15 10

Densité de drainage (km/km2) 1.8 2.6 3.2

II.B.4. RESEAU HYDROMETRIQUE

Pour mieux cerner la multitude des affluents alimentant les cours principaux de l'oued Seybouse, nous présentons ci-dessous (Tab. n°20) les caractéristiques des différentes stations de jaugeages.

Tab. n° 20 : Stations hydrométriques du bassin versant de la Seybouse.

Coordonnées

Nom de la station Oued Code X Y Z (m)

Superficie (Km²)

Moulin Rochefort Cherf 14-02-02 922.350 319.800 710 1710 Medjez Amar II Bouhamdane 14-03-01 912.225 358.850 270 1105

Bouchegouf Mellah 14-05-01 949.600 362.100 105 550


43

Fig. n° 22 : Carte montrant le réseau hydrographique du bassin de la Seybouse et la répartition des stations hydrométriques.

MIRBECK 14-06-01

AIN BERDA 14-06-02

MEDJEZ AMAR II 14-03-02

BORDJ SABATH 14-03-01

BOUCHEGOUF 14-05-01

MOULIN ROCHEFORT 14-02-02

N


44

II.B.5. LE PROFIL EN LONG DE L'OUED SEYBOUSE (Fig. n° 23)

L’étude du profil en long, montre des ruptures de pente que l’on peut expliquer autrement que par des captures ou par des feuils rocheux particulièrement résistants à l’érosion (gorges amont de Medjez Amar). Le matériel très résistant est profondément entaillé par la Seybouse, cas de la partie terminale de l’oued Charef en travers des grès par exemple. Les différents changements de pente observés sur le profil en long de la Seybouse peuvent être assimilés à divers niveaux de base anciens. Le bassin de Guelma est une dépression fermée, et tant que l’oued coule dans un bassin fermé le niveau de base devient celui du fond de cette cuvette, lorsqu’il y a capture, le niveau de base devient celui de la cuvette suivante ou bien celui de la mer, et il y a reprise de l’érosion et retouche du profil d’équilibre, si celui-ci avait été atteint. En tout cas, l’irrégularité de la courbe et l’accentuation des pentes en amont de Medjez Amar ont mis en évidence la puissance de l’érosion verticale, d’où un encaissement du lit et absence du champ d’inondations au niveau de la confluence oued Charef- oued Bouhamdane, il existe une nette relation entre le changement brusque de direction Est- Ouest de la Seybouse. Ceci s’explique par l’inadaptation du réseau hydrographique à la structure. La chaîne numidique d’orientation Est-Ouest impose sa direction à l’oued Charef qui coule du Sud au Nord. Le profil en long du Mellah se traduit par une courbe à très forte pente et révèle le caractère torrentiel de cet affluent. En revanche, l’oued Bouhamdane présente un profil en long assez régulier, interrompu par quelques légères ruptures de pente, il annonce déjà les cours d’eau de hautes plaines semi-arides. En résumé, la haute Seybouse présente des pentes faibles inférieures à 7.5%. La moyenne Seybouse et ses affluents descendants de l’Atlas tellien donnent des gorges profondes qui renforcent la vitesse des eaux. Ces dernières sont à l’origine des crues parfois catastrophiques dans le bassin de Guelma et la plaine de Annaba. A la sortie des gorges de Nador, la pente redevient très faible en pénétrant dans la plaine de Annaba, sa valeur tombe à 3% ; à l’approche de la mer, elle s’infléchit à 0.5%. Ainsi, le profil en long de la Seybouse offre un tracé très régulier entre Medjez Amar et l’embouchure, car la Seybouse est encore à un stade de jeunesse. A la sortie de la station hydrométrique de Mirebeck, à 12 Km de l’embouchure, le lit de la Seybouse n’est qu’à 12m d’altitude. A l’ancienne station hydrométrique de Boudaroua, 60 Km du littoral, le chenal d’écoulement est à 73 m d’altitude, au pont de Guelma le lit est à 191m, à la confluence de Medjez Amar la Seybouse est à 270m, l’oued Charef au Moulin Rochefort est à 750m d’altitude. L’oued Bouhamdane à oued Zenati est à 617m. Ces différents points d’altitude montrent combien le régime de la Seybouse et ces affluents est encore fortement torrentiel. Ce caractère fougueux des oueds dévalant l’Atlas tellien est observé surtout dans le bassin moyen de la Seybouse et peut être mieux perçu encore par la densité de drainage. (In L. Djabri, 1996)


45

Fig. n°23 : Profil en long de l’Oued Seybouse (d’après A. Ghachi, 1982, in L. Djabri, 1996)

II.B.6. LES DENSITES DE DRAINAGE

La densité de drainage est définie pour un bassin donné de superficie (A), comme la longueur totale (L) des cours d’eau de tous ordres sur la surface drainée, soit:

ALDd =

Les morphologues l’appellent densité de Talwegs, correspond à la dissection du relief. Le tableau ci-dessous résume les résultats obtenus pour la densité de drainage globale permanent et temporaire, d’une part au niveau de chaque bassin partiel et d’autre part à l’échelle de deux grands ensembles: • La moitié Sud du bassin présentant une densité de drainage généralement faible. • La moitié Nord, dotée d’une densité relativement dense. Toutefois, il faut signaler que ces valeurs de densité de drainage du chevelu hydrographique sont approximatives vu l’échelle de la carte au 1/20.000 (A.Ghachi, 1982, in L. Djabri, 1996).

Tab. n° 21: Les densités de drainage global permanente et temporaire.

Bassin Dd Ddp Ddp /Dd (%) Ddt Ddt /Dd (%) Charef amont à moulin Rochefort 0.48 0.22 46 0.26 54 Cherf aval à Medjez Amar I 0.80 0.43 53 0.56 47 L’ensemble des bassins amont : (réseau hydrographique faible) 0.56 0.25 44 0.32 56

Bouhamdane à Medjez Amar II 0.92 0.56 60 0.37 40 Seybouse à Nador 0.84 0.83 98 0.23 2 Mellah à Bouchegouf 0.72 0.63 87 0.13 18 Seybouse à Mirbeck 0.72 0.41 56 0.32 44 L’ensemble des bassins aval (réseau hydrographique dense) 0.84 0.48 57 0.36 43

Ensemble du bassin de la Seybouse 0.72 0.41 56 0.32 44 Avec: Dd= densité de drainage, Ddp = densité de drainage permanente, Ddt= densité de drainage temporaire.


46

La densité de drainage temporaire est élevée dans le bassin du haut Charef. Elle est de 0.26 au

moulin Rochefort et passé à 0.56 sur Charef aval à Medjez Amar I. Pour l’ensemble se ces deux bassins la densité de drainage permanent est de 0.25, alors que la densité de drainage temporaire est de 0.32. Cette situation est inversée pour l’ensemble des bassins aval, les valeurs sont respectivement de 0.48 et 0.36. Ainsi le bassin de la Seybouse appartient bien à deux grands domaines hydroclimatiques différents, à un écoulement faible et temporaire, lié à une lithologie perméable et à une pluviométrie faible, s’oppose le drainage permanent, élevé dans la partie Nord du bassin traduisant l’abondance pluviométrique et une perméabilité généralement faible (A. Ghachi, 1982)

Tab. n° 22: Les caractéristiques morphomètriques du bassin de la Seybouse.

Périmètre

P (Km)

Coefficient de Gravelus

C

Altitude Moyenne

(m)

Indice de pente

Indice de pente global

(m/km)

Dénivelée spécifique

(m)

Superficie (km2)

960 3.34 955.8 0.071 4.18 335.69 6471

La deuxième classification de l’ORSTOM, appliquée à tout bassin quel que soit sa superficie,

place la dénivelée spécifique du bassin de la Seybouse dans un relief fort (R6 : 250m<Ds<500m) (in L. Djabri, 1996).

II.B.7. ETUDE DES DEBITS :

Le régime des débits d'un cours d'eau durant une période déterminé est le seul paramètre du bilan hydrologique d'un bassin qui puisse être mesuré dans son ensemble avec une bonne précision, les autres éléments de ce bilan tel que la précipitation, l'évapotranspiration (ETP, ETR),…etc, ne peuvent être estimé qu'à partir des échantillons prélevés ou déduits des formules hydrologiques toujours approximatives. Dans l'intérêt d'un suivi garantissant un résultat satisfaisant, on s'est penché sur l'étude des débits jusqu'aux affluents, qui sont à l'origine de l'alimentation des cours principaux, cette notation concerne tout particulièrement, la Seybouse.

II.B.7.1. Débits caractéristiques des oueds

L’analyse des débits journaliers permet de mettre en lumière le régime des cours d’eau et leurs variations mensuelles et annuelles. Pour mieux appréhender ce régime, l’analyse a porté sur trois années reflétant chacune le comportement hydrologique des bassins, l’une en année excédentaire, l’autre en année moyenne, la dernière enfin en année déficitaire (tab. n° 07).


47

Tab. n°23: Débits caractéristiques de l’oued Seybouse et de ses principaux affluents (m3/s)

(D’après Khanchoul et al, 2000)

Les valeurs du débit caractéristiques maximal (DCM), ou débit dépasse 10 jours par an, varient de façon importante selon les années. Quand au débit caractéristique d’étiage (DCE), défini par le débit dépassé 355 jours par an, il est relativement insignifiant pour tous les oueds en année humide. En année déficitaire, il est presque toujours nul, sinon très faible. (In Khanchoul et al, 2000)

II.B.7.2. Débits spécifiques des oueds

Les débits spécifiques de chacun des oueds caractérisent mieux les variations spatiales de l’écoulement. Dans le bassin de l’oued Cherf la valeur moyenne du débit spécifique (0.36 l/s/km2), calculée à partir d’une série de 19 ans d’observations (1975/76-1993/94), est faible en raison des conditions morphologiques, pluviométriques et thermiques, le plus souvent défavorables à l’écoulement superficiel. Les apports spécifiques des oueds Bouhamdane et Mellah, bassins intermédiaires, s’élèvent, respectivement à 2.10 l/s/km2 et 5.37 l/s/km2, en raison d’une augmentation sensible des précipitations à la sortie des hautes plaines et des pentes fortes qui affectent les versants dans les secteurs montagneux.

Le débit spécifique moyen d’étiage, insignifiant dans le bassin de l’oued Cherf, est un peu plus conséquent sur les oueds Bouhamdane et Mellah (0.07 et 0.18 l/s/km2). Ceci traduit le rôle régulateur des nappes d’eau souterraines qui soutiennent ici le débit de base en basses eaux.

Débit Type d’année Cherf Bouhamdane Mellah DEFICITAIRE 1987-1988 1987-1988 1987.1988

MOYENNE 1980-1981 1992-1993 1980-1981 Année

EXCEDENTAIRE 1986-1987 1983-1984 1986-1987

DEFICITAIRE 0.00 0.00 0.00 MOYENNE 0.10 0.00 0.00 Qmin

EXCEDENTAIRE 0.00 001 0.13

DEFICITAIRE 9.26 6.66 0.41 MOYENNE 36.70 12.83 10.20 Qmax

EXCEDENTAIRE 124,40 61.10 30.14

DEFICITAIRE 0.58 0.20 0.01 MOYENNE 294 0.62 0.34 Qmoy

EXCEDENTAIRE 7,41 1.41 1.27

DEFICITAIRE 2.32 0.56 0.02 MOYENNE 13.50 3.94 2.08 DCM

EXCEDENTAIRE 46.40 8.55 8.59

DEFICITAIRE 0.02 0.001 0.00 MOYENNE 0.10 0.00 0.00 DCE

EXCEDENTAIRE 0,13 0.01 0,00


48

II.B.7.3. Débits mensuels

Le régime d'un cours d'eau est définit par le coefficient moyen des débits correspondant aux rapports des débits mensuels au module de la période considérée. Il s'exprime mathématiquement par :

CMD = QQi

Avec :

iQ : Débits moyens mensuels en m3/s.

Q : La moyenne.

En effet, les coefficient moyen des débits (CMD) est, soit supérieur à la valeur 1 qui est le module, dans ce cas, il correspond à la période des hautes eaux. Et si le CMD est inférieur à 1, donc c'est la période de basses eaux.

La représentation graphique des Coefficients Mensuels de Débits (CMD), établie pour les différentes stations, permet de visualiser le régime de la Seybouse et de ses principaux affluents (Fig. n° 24). En effet, le régime, à alimentation essentiellement pluviale de tous les oueds, souligné par des courbes en cloche dont le maximum se situe le plus souvent en février, comporte des hautes eaux de décembre à avril et des basses eaux de mai à novembre. Ce n’est cependant pas le cas pour l’oued Cherf, en raison d’une poursuite de l’écoulement durant la période d’étiage (Juillet-Octobre). Les données relatives aux débits mensuels enregistrés aux différentes stations du bassin versant de l’oued Seybouse mettent en valeur les fortes disponibilités en eau en hautes eaux. (In Khanchoul et al, 2000)


49

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00


Mois

CM

D m

3/s

Station Moulin Rochefort

Hautes eaux

Basses eaux

(1)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50


Mois

CM

D m

3/s

Station Medjez Amar II

Hautes eaux

Basses eaux

(2)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00


Mois

CM

D m

3/s

Station Bouchegouf

Hautes eaux

Basses eaux

(3)

(1) Oued Charef à moulin Rochefort: 1971/72—1996/97 (2) Oued Bouhamdane à Medjez Amar II: 1981/82 — 2001/02 (3) Oued Malleh à Boucheguf: 1970/71 — 1995/96

Fig. n° 24 : Courbes des coefficients moyens des débits (CMD) de l'oued Seybouse et ses principaux affluents.

II.B.7.4. Débits annuels

L’irrégularité interannuelle de l’écoulement peut être mesurée par les variations de l’hydraulicité exprimée par le coefficient annuel au module moyen calculé sur une période assez longue. D’une façon générale, les années hydrologiques déficitaires sont les mêmes pour toutes les stations.

Tab. n° 24 : Variabilité des apports en eau mensuels et annuels dans le bassin de la Seybouse. (D’après Khanchoul et al, 2000)

Sep. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Jul. Août ANNUEL

Oued Cherf à Moulin Rochefort (1975/1976— 1993/1994) Q (m3/s) 0.43 0.39 0.31 0.63 1.03 1.39 0.89 0.86 0.64 0.33 0.16 0.30 0.61

q (l/s/km2) 0.25 0.21 0.18 0.37 0.60 0.81 0.52 8.50 0.37 0.19 0.09 0.18 0.36 V (hm3) 1.12 1.04 0.82 1.70 2.60 3.40 2.40 2.30 1.70 0.66 0.43 0.80 19.0 CV (%) 100.3 147O 73.3 91.4 111.7 151.4 90.0 86.9 1260 128.0 l93.7 270.6 48.7 Crues 15 10 5 16 31 38 16 16 16 6 4 7 180

P (mm) 27.2 23.1 22.0 32.3 24.7 26.8 30.8 32.9 39.8 15.0 9.5 10.0 294.1

Oued Bouhamdane à Medjez Ammar II (1969/1970— 1993/1994)


50

Q (m3/s) 0.301 0.42 0.97 5.16 6.57 4.54 4.97 3.98 0.80 0.28 0.14 0.18 132 q (l/s/km2) 0.28 0.38 0.88 4.66 5.95 4.11 4.50 3.24 0.73 0.25 0.13 0.17 2.10

V (hm3) 0.80 1.13 2.52 13.8 17.6 11.00 13.3 9.29 2.20 0.73 0.40 0.50 73.00 CV (%) 1372 128.1 274.3 234.9 150.5 145.0 156.7 126.8 90.0 75.1 65.5 200.5 103.2 Crues 2 1 5 16 42 31 25 16 0 0 0 0 138

P (mm) 25.3 50.5 53.6 79.4 72.6 66.5 66.1 52.1 43.5 16.4 4.3 5.5 535.8

Oued Mellah à Bouchegouf (1975/1976 — 1993/1994) Q (m3/s) 0.21 0.51 1.98 4.36 6.04 7.74 6.22 5.81 2.56 0.68 0.28 0.22 2.95

q (l/s/km2) 0.38 0.93 3.60 7.92 11.00 14.08 11.31 10.57 4.72 1.24 0.51 0.40 5.37 V (hm3) 0.52 1.40 8.13 11.7 16.2 18.9 16.7 15.07 7,00 1.80 0,70 0.60 96.00 CV (%) 54.8 88.9 222.8 148.5 109.7 130.8 73.7 104.0 112.1 79.9 71.1 87.7 98.4 Crues 0 0 5 19 23 24 13 20 5 0 0 0 109

P (mm) 34.4 76.2 95.0 76.1 101.1 112.1 136.7 104.8 70.5 23.0 1.7 4.5 836.1

(*) Nombre de crues journalières (Q > 8 modules) enregistrées durant la période d’observation indiquée.

II.B.7.5.Variation des débits moyens annuels

Les figures des débits moyens annuels des différents sous bassins de la Seybouse (Fig. n° 25) montrent une nette variabilité du régime d’écoulement du Sud vers le Nord. Ainsi à la haute Seybouse (Station Moulin Rochefort) où le climat est aride on note pour la période 1975-1994 un maximum en 1983. Au moyen Seybouse (Station Medjaz Amar et Bouchegouf) on observe une nette irrégularité dans le régime hydrologique : Alternance des périodes sèches et des périodes humides. Pour la période 1982-2004, la période sèche s’installe de 1988 à 1992. Le maximum du débit est atteint en 1984 à la station de Bouchegouf. Pour la période 1985-1995, la période sèche s’étale de 1987 à 1989, le maximum du débit est atteint en 1986. A la basse Seybouse les histogrammes montrent une alternance de périodes humides et des périodes sèches. L’apport annuel moyen évolue du Sud vers le Nord : 20 hm3 dans la haute Seybouse, 7.9 à 9.9 hm3 dans la moyenne Seybouse, dans la basse Seybouse l’apport est modeste, il est de 12.5 hm3.


51

Fig. n° 25 : Variation des débits moyens annuels de l’oued Seybouse et ses principaux affluents.

A. Station Moulin Rochefort

B. Station Medjaz Amar

C. Station Bouchegouf

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

Année

Q(m

3/s)

Q moy= 19.51

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

Année

Q(m

3/s)

Qmoy= 2.86

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

Année

Qm

oy(m

3/s)

Qmoy= 3.18


52

II.B.8. SITUATION DE L’OUED SEYBOUSE AVANT ET APRES LA CONSTRUCTION DU BARRAGE H.

DEBAGH

• Avant la construction du barrage : La Seybouse dispose d'une aire de réception de l'ordre de 6471 Km2, La station de Mirbek

donne le débit de la Seybouse avant son arrivée à la mer. En réalité les débits mesurés montrent un accroissement progressif de l'amont vers l'aval. La Seybouse à Mirbek débite 13.2 m/s. les Oueds Cherf et Bouhamdane, transitent respectivement un débit de 2.27 m3/s (17% du débit total) pour un basin partiel de 1104 Km2 et 3.79 m3/s, soit 28.6％ pour une surface drainée de 1194 Km2. L'oued Mellah à Bouchegouf a des caractères nettement différents du Charef et du Bouhamdane, ç'est un petit bassin de montagne (542 Km2), il affiche un débit de 3.41 m3/s, soit 25.7％ du débit globale. L'apport moyen annuel de l'Oued Mellah est le plus important après celui de l'oued Charef. Mais ce dernier a une surface de drainage deux fois plus grande que celle de l'Oued Mellah.

• Après la construction du barrage de Bouhamdane :

La construction du barrage entraîne automatiquement une perte d'eau conséquente pour l'Oued. A titre indicatif, les eaux de l'Oued Bouhamdène n'alimentent plus la Seybouse. Par ailleurs, la basse des précipitations remarquées ces dernières années sur la région d'étude entraîne une perte conséquente des débits de l'Oued ce qui a favorisé la dégradation de la qualité des eaux des cours d'eaux. En réalité l'Oued reçoit également des eaux usées des villes et villages limitrophes (Guelma, Bouchegouf, Drean, El Hadjar…) et les rejets industriels. Les eaux polluées étant plus importantes en quantité font que les phénomènes de dilution ne se produisent pas et se traduisant par une dégradation de la qualité des eaux. (D’après L. Djabri et al, 2004)

Tab. n° 25 : Moyenne annuelles et mensuelles interannuelles des débits en m3/s

(1981/1982-1996/1997).

Le tableau ci-dessus montre les résultats des jaugeages des oueds (débits mensuels et annuels) sur une longue période. Ces résultats nous permettent d'étudier les régimes des débits.

La Seybouse écoule 6.44 m3/s pour une superficie de drainage, résultat de la somme des deux bassins d'affluent (Charef et Bouhamdène), elle est estimé à 4049 km2, alors que oued Mellah débite 49% du module de la Seybouse à Medjez Ammar. La Seybouse prend naissance à cette confluence moyennant un débit de 9.47 m3/s sur une aire de 4849 km2, Arrivé à Mirbek, la Seybouse génère 11.4 m3/s. On n'a malheureusement pas pu continuer la procédure (jaugeage). De ce fait la différence de 1.93 m3/s accusant la dernière augmentation a été attribuée aux nombreux petits chenaux et affluent, infestant le long de la rive gauche et droite (Meboudja…etc.) issus pour la plus part du coté septentrional de l'Atlas Tellien bénéficiant largement des influences du Nord-Ouest.

Oued Mois S O N D J F M A M J J A Moyenne

annuelle Bouhamdène 0.3 0.42 0.97 5.15 6.57 7.96 4.97 3.58 0.80 0.28 0.19 0.18 2.60

Mellah 0.20 0.51 1.97 4.53 6.04 7.74 6.22 5.51 2.60 0.70 0.28 0.22 3.03 Ressoul 0.00 0.06 0.42 0.72 0.81 1.05 0.80 0.62 0.14 0.02 0.00 0.00 0.39

Seybouse 3.04 3.70 7.15 14.60 25.3 24.7 25.5 19.5 7.11 2.94 1.78 1.94 11.40 Moyenne mensuelle

(m3/s) 0.88

5

1.17

2

2.62

7

6.25

9.68

10.3

6

9.37

7.30

2.66

1.03

0.56

2

0.58

5

-


53

II.B.9. LOCALISATION ET CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DU BARRAGE DE HAMMAM DEBAGH Le périmètre de Guelma-Bouchegouf à une superficie de 10000 à 12000 Hectares. Il peut être irrigué soit par l'oued Cherf, soit par l'oued Bouhamdane. Mais du fait de l'existence d'autre besoins d'eau dans le bassin de l'oued Cherf (périmètre de Sedrata), il a été jugé préférable de ne considérer que la mobilisation des eaux de l'oued Bouhamdane pour la wilaya de Guelma et les autres périmètres de la Seybouse. Le barrage de Hammam Debagh sur l'oued de Bouhamdane est situé dans la wilaya de Guelma à 20 Km à l'Ouest de la ville. Il est implanté à 3 Km à l'amont de la localité de Hammam Debagh (ex Hammam Meskhoutine). Ces coordonnées Lambert sont (x = 906.700, y = 360.700). (Voir photos n°02) (Fig. n°22) Le barrage est destiné principalement à l'irrigation du périmètre du Guelma-Bouchegouf d'une superficie de 13000 hectares et à plus long terme à l'alimentation en eau de la wilaya de Guelma.

Le barrage a été prévu en terre à noyau central. La retenue crée par le barrage aura une capacité totale de 220 Hm3 permettant une régularisation annuelle de 55 Hm3 à 60 Hm3.

Le bassin versant du barrage s'étend sur 1070 Km2 donnant un apport interannuel de 69 Hm3. La crue maximale retenue par le projet est de 3500 m3/s. Les tableaux n°26 et 27 ci-dessous récapitulent la fiche technique ainsi les différentes caractéristiques du bassin versant du barrage.

Tab. n° 26 : Fiche technique du barrage Hammam Debagh de Guelma.

Wilaya Guelma Oued Bouhamdane Type En terre avec noyau central

Capacité En 1988 ≈ 200 hm3 En 2004 ≈ 184.347 hm3

Apport moyen annuel 63 hm3 Volume régularisé 55 hm3 Année mise en eau Décembre 1987

Envasement moyen annuel 0.53 hm3

Tab. n° 27 : Les caractéristiques du bassin versant du barrage de Hammam Debagh Guelma.

Caractéristiques du bassin Valeurs Superficie 1070 km2 Périmètre 142 km Longueur 49.3 km Largeur 21.7 km Alt. Max 1282 m Alt. Min 295 m Alt. Moy 800 m

Indice de pente 0.1 Thalweg principal 80 km

Pluie moyenne annuelle 652 mm Apports solides 535000 t/an


54

Photos n°01 : Photos du barrage Hammam Debagh Guelma (N. Mouchara, 2007)

II.B.10. CONCLUSION

L'étude hydrologique a été abordée par la quantification des débits au niveau de chaque station. L'apport de l'oued Mellah semble de loin le plus important. On note également un accroissement de la lame d'eau d'amont en aval.

Les principaux cours d'eau présentent des particularités à système pluvial méditerranéen dans l’ensemble, régis par des modes d'alimentation, et des conditions de rétentions restitution qui sont à l'origine des écarts entre les impulsions de débits et les hauteurs de pluies.

Le volume régularisé annuel du barrage Hammam Debagh est estimé environ 55 hm3 et sa capacité importante de l’ordre de 184.38 hm3 pourront jouer un rôle essentiel pour satisfaire les besoins en eau dans le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf et en AEP pour la Wilaya de Guelma.

Chapitre 3 : Aperçu hydrogéologique

CHAPITRE III :

APERÇU HYDROGEOLOGIQUE

Nous avons établie ce chapitre afin d'étudier l'écoulement souterrain, et déterminer la géométrie de l'aquifère superficiel qui fait par sa faible profondeur l'objet d'un risque de pollution élevée.

III.1. INTRODUCTION

L'étude hydrogéologique d'un bassin est nécessaire pour la détermination des différents aquifères existants et pour une meilleure connaissance des différentes formations qui les constituent. L'essai d'identification des aquifères et la détermination de leurs caractéristiques hydrogéologiques, permet de reconnaître les potentialités en eau souterraine de la région. Dans le système hydrogéologique de la plaine de Guelma, l'Oued Seybouse coule entre deux seuils imperméables : les marnes du Crétacé à l'Ouest et les marnes du Trias à l'Est (au niveau du Nador). Il s'agit d'une zone d'effondrement remplie par des dépôts du Miocène (argile et marnes à gypse) et Quaternaire (alluvions hétérogènes sous forme de terrasses). Ces alluvions souvent très perméables et surtout très épaisses contiennent une nappe importante alimentée par les infiltrations des eaux de pluies et par les apports latéraux du bassin versant de la Seybouse. Le système hydrogéologique de la plaine de Bouchegouf est complexe du point de vue structural, lithologique, et hydrodynamique. Ce système pourrait être schématisé de la façon suivante :

Des aquifères superficiels exploités en grande partie par des puits domestiques et dont la lithologie varie d'une zone à l'autre.

Une nappe profonde reconnue par les forages profonds. III.2. IDENTIFICATION DES NAPPES : III.2.1. Nappe de Guelma : Elle se présente sous forme de cuvette qui s'étend depuis Medjez Amar au Nord-Ouest à Nador au Sud-Est sur près de 50 Km2. elle est constituée essentiellement par un remplissage de matériaux alluvionnaires et détritiques de la haute terrasse. L'orientation, Nord-Ouest_Sud-Est, de ces formations correspond à l'écoulement de l'ancien lit de l'oued Seybouse. Il convient de noter que les meilleures zones aquifères apparaissent comme centrées entre Guelma et l'oued Boussorra ce qui témoigne de l'intense activité de certains affluents de la Seybouse (Oued Maïz, Oued Zimba et Oued Bousorra) qui ont formé de véritables cônes de déjection à leur débouché. Le substratum des formations alluvionnaires est constitué essentiellement par des marnes gypseuses d'âge Miocène. III.2.2. Nappe de Bouchegouf

La nappe alluvionnaire de Bouchegouf est partagée en deux zones, au dessous de la surface du sol, représentées schématiquement dans la figure n°26 d’après les colonnes stratigraphiques. La première est la zone non saturée marquée par la présence d’une couche argileuse de 4 mètres

55


d’épaisseur suivie par des galets et des graviers où les trois phases constituant cette zone (liquide, solide et air).

La seconde est la zone saturée système de deux phases: liquide (eau) et solide (formations alluvionnaires) d’épaisseur varie de 40 m à 150 m avec un niveau piézométrique de 11m. (W. Chaoui ; 2008)

Fig. n°26 : Coupe schématique illustrant la limitation de la Zone non saturée et la zone saturée dans la plaine de Bouchegouf. (W. Chaoui ; 2008)

III.2.3. Identification des différents assemblages hydrogéologiques : Le bassin de la Seybouse présente deux plaines alluviales d'altitudes différentes : la plaine de la vallée actuelle et la plaine de la vallée ancienne. • La première appelée aussi les basses terrasses, elles se trouvent à des altitudes varient entre

200 m à l'Ouest et 120 m à l'Est; • La seconde appelée aussi les hautes terrasses, elles dominent la vallée actuelle de 60 à 100 m,

elles s'étendent vers le Sud sur des altitudes moyennes de l'ordre de 230 à 280 m. Pour une meilleure connaissance des différentes formations constituants les aquifères et leur géométrie, on a établi quatre coupes hydrogéologiques à partir des données de forages mécaniques et piézométriques. III.2.3.1. L'établissement des coupes hydrogéologiques : L'établissement d'une coupe hydrogéologique a pour but de reconstituer la géométrie de l'aquifère, le type et la nature des nappes aquifères, ainsi que l'évolution latérale de la nappe, tout en se référant aux colonnes stratigraphiques des forages, leur profondeur, l'altitude topographique et les distances entre eux. Trois coupes hydrogéologiques de différentes directions sont établies dans la région de Guelma et une coupe dans la région de Bouchegouf.

56


III.2.3.2. Interprétation des coupes hydrogéologiques : III.2.3.2.1. Région de Guelma :

Haute TerrasseMoyenne TerrasseBasse Terrasse

Oued SeybouseP5

P3P9

Oued Zimba

F 502300

250

200

150

100

Alti

tude

(m)

0 2 Km

Echelle :Limons et argiles

Alluvions fins du Quaternaire

Alluvios grossiers

Marnes à gypse (Miocène)

Légende :

0

N S

Niveau piézométrique Sens d'écoulement

Fig. n°27 : Coupe hydrogéologique N° 1 dans la plaine de Guelma (d’après B. Gaud, 1974) a) Coupe hydrogéologique n° I (Fig. n°27) :

Cette coupe n0 1 , localisée à l’Est de la ville de Belkheir, d’orientation Nord-Sud montre la

liaison entre la basse terrasse et la nappe de la haute terrasse qui se fait par la moyenne terrasse. On y observe presque les mêmes ensembles aquifères qui se prolongent vers le Sud. Cependant on peut faire les remarques suivantes:

1) - Les alluvions grossières (cailloutis, sable) qui forment les basses terrasses sont plus

épaisses (15 m environ). 2) - Les moyennes terrasses sont formées de sables fins d'une épaisseur de 25 à 35 m, mais

cette fois-ci on remarque la présence d'un horizon argileux d'une épaisseur moyenne de l'ordre de 8 m qui s'intercale dans les alluvions.

3) - Les hautes terrasses sont plus importantes 100 m d'épaisseur en moyenne (elles atteignent 110 m au piézomètre. Cette couche est formée de dépôts plio-quaternaires grossiers. Il s'agit de cailloutis et de graviers avec des petites lentilles d'argile de faible épaisseur.

4) - Le substratum est toujours Miocène marneux et présente un sous bassement au centre de la plaine (c'est l'ancien lit probable de la Seybouse).

5) - Les calcaires travertineux sont absents et reculent au Sud de la plaine vers les monts de Mahouna.

57


300

250

200

150

100

0

E3BA7

E9BA5

O. BoussoraO. MekloukO. ZimbaO. Maiz

EW

Alluvions fins du quaternaire

Alluvions grossiers (gravier, galets, sables)

Calcaires travertineux

Substratum imperméable

Niveau piézométrique

0 2 Km

Echelle :Légende :

Sens d'écoulement

Fig. n°28 : Coupe hydrogéologique N° 2 dans la plaine de Guelma (d’après B. Gaud, 1974) b) Coupe hydrogéologique n° II (Fig. n°28) :

D’orientation W - E, cette coupe transversale, met en évidence le contact direct entre les travertins à l’Ouest de la ville de Guelma et les alluvions de l’ancienne terrasse. On remarque que la lentille d’argile est plus importante dans le côté Est, et plus faible au centre (piézomètre G9).

On s’aperçoit que, comme pour les coupes précédentes, la succession du matériaux

Pliocène en profondeur, lentilles d’argile et les alluvions Quaternaires fins, en couverture se poursuit d’Est en Ouest, jusqu'à l’arrivée aux travertins, se qui confirme la continuité du faciès dans toute la plaine. C’est la topographie du substratum et l’érosion hydrique qui fait différencier l’épaisseur de la couche des alluvions. Cette dernière atteint le maximum au niveau du forage BA5 avec 110 m en total (en négligeant la mince lentille d’argile)

58


Haute TerraseMoyenneBasse Terrase Travertins

Oued Seybouse

Piézomètre 3Aérodrome 1R. N. 20

G 3

0 2 Km

Echelle :

Source O. Maiz

Terrase

Limons

Alluvions fins du Quaternaire

Alluvios grossiers

Marnes à gypse (Miocène)

Légende :

300

250

200

150

N S

Travertins Niveau piézométrique Sens d'écoulement

Fig. n°29 : Coupe hydrogéologique N° 3 dans la plaine de Guelma (d’après B. Gaud, 1974) c) Coupe hydrogéologique n°III (Fig. n°29) :

Cette coupe est localisée à l'Ouest de la ville de Belkheir d'orientation Nord – Sud. On y distingue du Nord au Sud quatre nappes aquifères différentes:

1) – Au Nord, c'est la nappe des basses terrasses ou de la vallée actuelle de la Seybouse.

Elle est constituée de matériaux déposés dans le lit majeur du cours d'eau. Ce sont essentiellement des alluvions grossières d'une épaisseur moyenne de l'ordre de 10 m reposant sur un substratum marneux à gypse.

2) – La moyenne terrasse est constituée d'un matériel détritique relativement fin en

alternance avec des passées argileuses. Le substratum est toujours marneux à gypse. On remarque que l'épaisseur est plus importante (40 m environ).

3) – Les hautes terrasses sont de loin les plus intéressantes du point de vue épaisseur.

Il s'agit d'un remplissage alluvionnaire qui dépasse 90 m, formé essentiellement de sables, de graviers et de cailloutis avec des petites intercalations argileuses. La forme du substratum marneux témoigne de l'ancien trajet de la Seybouse qui était plus au Sud que son parcours actuel. Ce seuil de marnes à gypse du Miocène joue le rôle d'un isolant qui sépare les aquifères de la vallée actuelle et de la vallée ancienne.

4) – La partie Sud est occupée par les calcaires travertineux du Pliocène en contact direct

avec les alluvions des hautes terrasses. D'après les données du piézomètre 03, il s'agit là de faciès variables: tufs vacuolaires ou spongieux, calcaires blancs crayeux fissurés avec de nombreuses recristallisations de calcite. (Zeddouri A., 2003)

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III.2.3.2.2. Région de Bouchegouf:

Légende:

Argiles (toit) Grés, galets (nappe aquifère)

Marnes (substratum) Niveau piézomètrique

110

100

90

80

70

Alti

tude

(m)

60

50

40

30

20

SO NEBS4

BS2 B1B2

B4

215185

105120

150m 775m 775m 335m

10

Echelle:0 150 300m

Distance (m)

Sens d'écoulement

Fig. n° 30 : Coupe hydrogéologique n° 4 dans la région de Bouchegouf

a) Coupe hydrogéologique n° IV (Fig. n°30) : La coupe hydrogéologique n° 4 de la région de Bouchegouf de direction SO-NE indique l’évolution suivante :

Le forage BS4 indique l’existence de deux nappes captives d’épaisseur à peu prés égale. Le matériel constituant ces nappes est identique. Les lentilles d’argile divisent la nappe captive devenant libre en plusieurs nappes captives au niveau du forage BS2.

Vers l’aval, les mêmes nappes captives d’épaisseur 61 m pour la première et 83 m pour la deuxième rencontrées au niveau du forage B1 sont rencontré au niveau des forages B2 et B4, avec des épaisseurs différentes.

60


Ces nappes sont formées essentiellement de sable, grés et galets, le toit est formé d’argile imperméable et le substratum des marnes. On peut dire qu’il s’agit d’une seule nappe captive avec des passages des lentilles d’argile intermédiaires d’épaisseur différents, l’absence de ces dernières permet la communication entre les nappes. (D’après W. Chaoui, 2007)

III.3. LES CARACTERISTIQUES HYDRODYNAMIQUES DE L’AQUIFERE : On dispose des données hydrodynamiques de 28 forages implantés à travers la plaine de Guelma et Bouchegouf. Le tableau suivant récapitule les valeurs de transmissivité des différents forages (Tab. n° 28) :

Tab. n° 28: les résultats des essais de pompage

Points d'eau X Y T 10-3 (m²/s) E3 924.9 360.75 0.18 G1 930.318 360.41 4.5

G1bis 930.32 360.41 4.5 G2 928.4 361.2 1,0 G3 926.81 363.485 5,0

G3bis 926.81 363.5 5,0 G4 928.35 361.2 1,3

G4bis 928.3 361.205 1,3 F3 926.65 361.55 4,3

F10 925.05 361.9 4,3 F11 925.25 362 1,3

G6bis 926.2 361.7 1,0 BA1bis 931 361.45 0.17

BA2 925.5 358.5 0.91 BA3 929.3 360.4 1,1 P36 940.15 358.6 0.66 P35 938.1 360.65 1,1 BK1 926.25 360.5 097 P7 939.5 360.5 0.51

P56 921.5 363.5 0.7 P42 931.5 363.5 0.23 PR1 937.75 360.5 0.5 PDj1 938.1 360.65 1.1 PG1 921.025 361.3 0.7 PF1 921.6 363.3 0.9 PF2 921.6 365.9 0.9 PF3 921.15 366.45 0.9 OM 926.8 361.6 0.23

Les valeurs des transmissivités sont assez homogènes, elles sont de l’ordre de 10-3 m2/s.

cependant, les fortes valeurs se trouvent au Nord de l’axe Belkheir – Boumahra de l’ordre de 5.10-3 m2/s et diminue d’Ouest en Est et de Nord en Sud sans descendre au dessous de la valeur 1.10-3 m2/s. Cette décroissance serait sans doute liée à la granulométrie des alluvions et de la trame

61


argileuse. Au Nord les ouvrages captent des alluvions grossiers (galets et graviers) dépourvues de la matrice argileuse. Cette nature de formation fait augmenter la perméabilité et par conséquent la transmissivité. L’augmentation de la perméabilité serait probablement due au lessivage permanent des alluvions par les eaux causées par drainage de la nappe par l’oued. Au Sud, les valeurs de transmissivité et perméabilité se voient leurs valeurs diminuer (K : de l’ordre de 10-5 m/s). Cette diminution est influencée par la trame argileuse et les épaisseurs mouillées importantes. (D’après Benmarce K, 2007) III.4. IDENTIFICATION DES AQUIFERES

L'interprétation des coupes hydrogéologiques a permis d'identifier et de dégager les structures suivantes: - Structure de la vallée actuelle : c’est une nappe formée par des graviers, des sables et des galets. On peut constater que le substratum de cette vallée est constitué de marnes à gypse et d'argiles dans la partie Ouest de la plaine; d'argiles et de grés numidiens dans sa partie Est. L'épaisseur de cette nappe croît vers l'Est; elle est de l'ordre de 8 m au nord de la ville de Guelma et atteint 16 m au Nord –Est de Boumahra. - Structure de la vallée ancienne : se trouvant au Sud du cours actuel de la Seybouse, cette structure est formée d'alluvions plio-quaternaires (galets, grés, graviers, sables et quelques niveaux plus argileux). La couche superficielle montre une affinité argileuse nette tandis que les alluvions du Quaternaire sont plus grossières et moins colmatées que celles du Pliocène. Par contre les formations qui constituent le substratum font partie presque toutes du Miocène. L'épaisseur moyenne de cette nappe est de l'ordre de 100 m. III.4. LA PIEZOMETRIE :

On a établie une carte piézométrique de la période des basses eaux (Septembre) de l’année 2007, en parallèle avec la saison d’irrigation, pour avoir une idée sur la surface piezométrique (la forme, et l’espacement des isopièzes), ainsi que la détermination du sens d’écoulement des eaux souterraines et du gradient hydraulique et enfin, de déduire les zones d’alimentation ou de drainage et la relation entre la nappe et l’oued.

L’établissement de cette carte est basé sur la mesure du niveau piézométrique des points d’eau et leur report sur la carte topographique. Les courbes ainsi dessinées représentent les équipotentielles de la surface piézométrique de la nappe.

La carte piézométrique dressée (Figure n° 31), montre que les rives Sud et Nord de l’oued Seybouse, l’écoulement se fait généralement du Sud vers le Nord et du Nord vers le Sud; c'est-à-dire de la nappe vers l’oued.

D’après la morphologie des isopièzes, qui se resserrent parallèlement dans la partie Sud-

Ouest de la ville de Guelma (zone des travertins) on peut déduire que la nappe des travertins alimente celle des alluvions. Ce resserrement signale l’importance du gradient hydraulique dans cette zone qui prend des valeurs de l’ordre de 0.06.

La partie centrale de la plaine de Guelma (entre Boumahra et Belkhier) est marquée par une augmentation de l’espacement entre les isopièzes impliquant une diminution sensible du gradient hydraulique qui passe à des valeurs moins de 0.025. Le sens d’écoulement est toujours du Sud vers le Nord.

Dans l’extrémité Sud- Est, une zone d’alimentation apparaît aux limites de la plaine des alluvions avec la mollasse argilo- gréseuse mais les valeurs du gradient sont moyennes de l’ordre de 0.04.

62


Dans les alluvions situées sur la rive Nord de l’oued Seybouse, le sens d’écoulement est Nord- Sud c-à-d à partir du piémont du Djebel Houara vers l’oued Seybouse. D’après la forme des courbes, on constate l’existence de trois axes de drainage d’orientation générale Nord –Sud situés le long des affluents principale de l’oued Seybouse (O. Boussora, O. Zimba et O. Maiz). Cependant, il y a deux lignes de partage des eaux essentielles : la première située au Sud de Boumahra entre chaabat Meklouka et oued Boussora , la deuxième entre oued Zimba et oued Maiz et la troisième située à l’Ouest de la ville de Guelma séparant ainsi les travertins des alluvions.

Dans la rive Nord de l’oued Seybouse, ce sont les poudingues pliocènes, situés au Nord-Est, qui alimentent la nappe de l’actuelle vallée, au niveau de mechtet Regrig. Dans cette partie, les gradients sont faibles de l’ordre de 0,018.

Fig. n° 31 : Carte piézométrique des basses eaux (Septembre 2007) de la région d’étude.

63


III. 8. CONCLUSION

L’étude hydrogéologique a été abordée dans le but d’étudier la relation entre les eaux de

surfaces et souterraines l’interprétation d’une carte piézométrique été la dernière étape dans cette partie. La conclusion obtenue a montré des apports par les bordures latérales de l’oued Seybouse, des échanges hydrauliques entre la nappe et l’oued sont à noter, particulièrement au niveau du secteur de Guelma et Bouchegouf.

La nappe alluviale de Guelma et Bouchegouf restent très vulnérables à la pollution suite au contact direct entre nappe - Oued et à l’existence des formations alluvionnaires qui laissent les polluants chimiques s’infiltrer vers la nappe et leur faible profondeur surtout celle de la basse terrasse exploitées par des puits domestiques des agriculteurs de la région pour irriguer leurs cultures.

64

Chapitre 4 : Présentation du périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf

CHAPITRE IV :

PRÉSENTATION DU PÉRIMETRE D’IRRIGATION GUELMA - BOUCHEGOUF

IV.1. INTRODUCTION

Le périmètre d'irrigation de Guelma-Bouchegouf dispose d'une superficie équipée de 9985 ha et d'une superficie irriguée de 9250 ha. Il s'étend sur environ 80 Km, depuis la confluence des oueds Bouhamdane et Cherf, donnant naissance à l'oued Seybouse jusqu'au nord de Drean. Le périmètre est situé de part et d'autre de l'oued Seybouse.

IV.2. LE PERIMETRE D’IRRIGATION GUELMA-BOUCHEGOUF

Le périmètre, d'une surface initiale de 12900 ha, est organisé en secteurs; il se divise en cinq

(05) secteurs allant de 605 ha (secteur Cherf) pour le plus petit secteur à 3500 ha (secteur Guelma) pour le plus grand. Ils sont autonomes sur le plan de la desserte en eau voir la carte de la Figure n° 24, (Tableau n° 29). Chaque secteur dispose d'un seuil de prise, d'une station d'exhaure qui refoule l'eau à partir de l'oued vers un bassin de dessablage, et d'une station de relèvement qui refoule l'eau vers un réservoir de compensation et de là vers le réseau de distribution.

Tab. n°29 : Superficies des secteurs irrigués et leurs situations

Superficies (ha) N° Secteurs

Equipée Irriguée Situation

1 Guelma 3500 3255 2 Cherf 605 565 3 Boumahra 2600 2420 4 El-Fedjouj 2355 2190

Plaine Guelma

5 Bouchegouf 880 820 Plaine Bouchegouf 6 Dréan 2960 0 Dréan

Total 12900 9250 Source: ONID Guelma

L'alimentation en eau de ce périmètre est assure par : • Le barrage de Hammam Debagh 30 à 55 millions m3/an. • Les apports non régularisés de l'oued Seybouse 16 millions m3/an.

Les réseaux du périmètre sont conçus pour assurer une irrigation par aspersion à la demande, mais actuellement les secteurs sont irrigués au tour d'eau. Les superficies et années de mise en exploitation des secteurs sont données dans le tableau suivant :

65


66

Tab. n° 30 : Superficies et années de mise en exploitation des secteurs

Secteurs Superficies équipées (ha)

Date d'achèvement de travaux

Année de mise en exploitation

Guelma-centre 1. Bas service

2. Haut service

3500 2100 1400

09/1995 12/1997

04/1996 08/1998

Cherf 605 02/2000 05/2000 Boumahra A. 2600 08/2001 08/2001

El-Fedjouj 2355 Fin 2003 05/2004 Bouchegouf 880 08/2001 08/2001

Source: ONID Guelma

Une partie du volume d'eau initialement affecté au périmètre (secteur de Dréan, 2600 ha) a été affectée à l'A.E.P. de Guelma.

IV.2.1. La mise en valeur des sols du périmètre

Le sol est la formation naturelle de surface à structure meuble et d'épaisseur variable, résultant de la transformation de la roche mère sous-jacente sous l'influence de divers processus physiques, climatiques et biologiques (Demolon, 1986). L'étude pédologique du périmètre a pour objectifs: • D'apprécier les potentialités naturelles des terres vis-à-vis de l'irrigation. • De fournir un premier aperçu sur le choix judicieux des cultures à mettre en place. • D'apporter les données fondamentales caractérisant les relations entre le sol et l'eau qui conditionnent la conduite et l'organisation des arrosages (Clément et Galand, 1979)


67

Fig. n° 32: Carte de localisation des différents secteurs du périmètre d’irrigation Guelma- Bouchegouf. (Mouchara N., 2008)

Les plaines de Guelma et Bouchegouf sont équipées en installation hydraulique qui assure une

irrigation moderne de ses terres agricoles. Les cinq seuils d’irrigation :Charef, El fedjoudj, Guelma, Boumahra et Bouchegouf, fournissent les eaux d’irrigation à ces terres.

L’eau d’irrigation du périmètre est acheminée aux différents secteurs par l’oued Seybouse. Le barrage de Hammam Debagh réalisé à 20km à l’amont et souvent le barrage de Foum El Khenga situé sur l’oued Charef , fournissent l’eau d’irrigation à la demande de l’Office du Périmètre Irrigué (OPI) actuellement l’Office Nationale d’Irrigation et de Drainage (ONID). La desserte en eau retenue consiste en des lâchers de barrage suivant les besoins en eau d’irrigation dans les périmètres.

La technique d’irrigation envisagée est l’irrigation par aspersion, son principe est un système d’arrosage qui consiste à distribuer l’eau sous forme de pluie sur le sol.


68

IV.2.2. Le principe de fonctionnement des installations

IV.2.2.1. Seuil fixe –prise d’eau-

Il s’agit d’un barrage en enrochements bétonnés d’une faible hauteur de 2,5m et d’une largeur de 4m. Il est implanté en travers du lit de l’oued Seybouse. Il a pour but de relever le plan d’eau et de maintenir le niveau de pompage nécessaire pour le bon fonctionnement des pompes d’exhaure. IV.2.2.2. Station d’exhaure

Elle contient des groupes électropompes qui refoulent l’eau chargée vers des bassins.

IV.2.2.3. Bassins de dessablement

Avec des bâches de reprise, cet ouvrage situé entre la station d'exhaure et la station de pompage de façon à permettre le fonctionnement normal de cette dernière.

IV.2.2.4. Station de reprise

C’est une station de pompage, abritant un groupe de pompes, cette station travail à la demande. C'est-à-dire qu’elle assure le remplissage d’un réservoir de stockage et assure en même temps la distribution.

V.2.2.5. Réservoirs

Ils ont pour rôle de fournir l’appoint pour le réseau d’irrigation en période de pointe.

IV.2.2.6. Réseau de canalisation

Le réseau de canalisation pour chaque secteur comprend : - Une conduite de refoulement. - Des conduites principales. - L’appareillage hydromécanique. - Les ouvrages en ligne de protection de l’appareillage hydromécanique.

IV.2.2.7. Réseau d’assainissement Comprend pour chaque secteur : des fossés d’assainissement, des ouvrages d’art de

franchissement, des raccordements de fossé et d’accès aux parcelles ainsi que des pistes d’exploitation en TVO compacté.


69

Photos n°02 : Seuil d’irrigation de Boumahra Ahmed (N. Mouchara, 2007) IV.3. L’EVOLUTION DES SUPERFICIES IRRIGUEES DANS LE PERIMETRE GUELMA-BOUCHEGOUF EN FONCTION DU TEMPS

Les secteurs de Charef, El Fedjoudj, Guelma, Boumahra et Bouchegouf qui font partie du périmètre Guelma-Bouchegouf, possèdent sa prise d’eau dans l’oued Seybouse.

On observe que l’année 2002, présente la plus grande superficie des terres irriguées. Il est important de rappeler que les secteurs de Boumahra et Bouchegouf ont été mis au service. On note que pour les deux années 2001 et 2002, les superficies irriguées ont dépassées les 2500 ha (Fig. n° 35), car l'année hydrologique (2001/2002) était une année déficitaire, les précipitations enregistrées, durant cette année étaient inférieures à 350mm. L’évolution annuelle des superficies irriguées par groupes de culture, est représentée dans le tableau n° 31.

Tab. n°31 : Evolution des superficies irriguées en ha par groupe de culture dans le périmètre

d’irrigation Guelma-Bouchegouf Compagne (1996/2007) Compagne Groupe de

culture 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Pomme de terre 226 423 454.49 628.09 1383.43 1324 2028 1130 990 841 726 866

Cultures maraîchères 132.5 307 426 759.30 851.20 1157 1001 1243 1560 1367 1572 1528 .65

Arboriculture 81 61 91.83 83.37 128.40 136 350 255 249 278 416 442.53

Culture industrielle 55.50 63 145.29 238.83 271.24 337 648 555 688 800 656 595.47

Culture Fourragère 45 15 126.33 12.40 144.40 106 214 30 23 91 301 25.85

Superficie Totale 540 871 1244 1722 2779 3060 4241 3213 3510 3377 3671 3460

Source : ONID Guelma


70

0500

10001500200025003000350040004500

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Année

Supe

rfic

ies i

rrig

uées

en

ha

Fig. n° 33: Evolution des superficies irriguées totales (en ha) du périmètre d’irrigation

Guelma- Bouchegouf.

Tab. n° 32 : Evolution des volumes d’eau consommés par groupe de culture (Hm3) dans le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf Compagne (1996/2007)

Compagne Groupe de culture 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Pomme de terre 0.88 1.6 1.99 3.06 6.77 6.37 12.16 5.53 4.85 4.35 3.55 5.19

Cultures maraîchères 0.66 0.50 0.62 0.62 0.96 1.27 3.29 6.21 7.32 6.50 7.62 8.24

Arboriculture 0.33 0.12 0.02 0.02 0.33 0.30 0.60 0.50 0.65 0.45 0.70 1.08

Culture industrielle 0.29 1.6 4.48 4.48 5.03 9.05 4.44 4.49 4.65 5.20 4.65 4.70

Culture Fourragère 0.24 0.28 1.02 1.02 1.16 1.51 2.92 3.87 2.13 2.07 2.25 0.18

Superficie Totale 2.4 4.1 6.1 9.2 14.2 18.5 23.4 20.6 19.6 18.57 18.77 19.39



71

0

5

10

15

20

25

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Année

Vol

umes

con

som

més

en

Hm

3

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Supe

rfic

ies i

rrig

uées

en

ha

Superficies irriguées (ha) Volumes consommés en (Hm3)

Fig. n° 34 : Evolution des volumes consommés en Hm3 du périmètre d’irrigation

Guelma- Bouchegouf. (1996/2007)

Photos n°03 : Parcelle de pomme de terre irriguée par aspersion dans le périmètre de Boumahra

(ONID)

IV.3.1. Volumes d’eau pompés de l’oued Seybouse

IV.3.1.1. Evolution annuelle des volumes pompés

Les volumes d’eau pompés de l’oued Seybouse pour l’irrigation à partir de 1996 à 2007, sont variables d’une année à une autre (Tab. n° 33). On note que durant l'année 2002, on a pompé le plus grand volume (23.3 hm3) (Fig. n° 35), correspondant à la plus grande superficie de terres cultivée durant cette année (4241ha).


72

Tab. n° 33 : Volumes d’eau pompés de l’oued Seybouse pour les besoins en eau d’irrigation dans le périmètre Guelma-Bouchegouf Compagne (1996 - 2007)


Année 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Volume pompé

(hm3) 2.4 4.1 6.1 9.24 14.2 18.5 23.3 20.6 18.4 18.57 18.77 24.67

0 5 10 15 20 25 30

1996

1998

2000

2002

2004

2006

Ann

ée

Volume d'eau consommé en hm3

Fig. n° 35 : Evolution des volumes d’eau consommés pour les besoins d’eau d’irrigation dans le périmètre Guelma-Bouchegouf. (1996/2007)

Tab. n° 34 : Débits prélevés par les seuils de pompage par secteur de l’oued Seybouse

(ONID, 2007)

Secteur Secteur Guelma centre

Secteur Boumahra A.

Secteur Bouchegouf

Secteur Cherf

Secteur El Fedjouj Total

Débit (l/s) 1800 1570 428 309 1210 5317



73

Secteur Boumahra Ahmed 1570

Secteur Guelma 1800

Secteur El Fedjoudj 1210

Secteur Cherf 309

Secteur Bouchegouf 428

Secteur Guelma Secteur Boumahra Ahmed Secteur Bouchegouf Secteur Cherf Secteur El Fedjoudj

Fig. n° 36 : Débits prélevés des seuils de pompage par secteur dans le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf en l/s.

IV.3.2. Les lâchées d’eau du barrage de Hammam Debagh

Les besoins en eau d’irrigation sont demandés directement par le gestionnaire du périmètre (ONID ex OPI), au service du barrage de Hammam Debagh, qui a été construit sur l’oued Boumandane, situé à 20Km à l’Ouest de la ville de Guelma. Les lâchées périodiques à partir du barrage de Hammam Debagh sur l’oued Seybouse Via oued Bouhamdane, apportent l’appoint pour l’irrigation en période de pointe, lorsque les ressources de cette oued et les apports de ses affluents ne suffisent pas aux besoins de l’irrigation. IV.3.2.1. Evolution mensuelle des lâchées du barrage de Hammam Debagh

Les plus importants volumes des lâchées d’eau, se font durant les mois de juillet, août et septembre, correspondant à la période d’irrigation de pointe et le manque de précipitations tel que constaté ces dernières années (Fig. n° 37). L’irrigation se prolonge jusqu’au mois de novembre (arrière saison d’irrigation), où les volumes des lâchées commencent à diminuer et s’arrête au mois de Décembre début de la saison hivernale.


74

0

1

2

3

4

5

6

Sep.

Oct

.

Nov

.

Déc

.

Jan.

Fév.

Mar

s

Avr

.

Mai

Juin

Jui.

Aoû

t

Mois

Vol

ume

moy

en la

ché

en H

m3

Fig. n° 37 : Evolution mensuelle des lâchées du barrage Hammam Debagh. (1996/2007)

IV.3.2.2. Evolution interannuelle des lâchers de barrage Hammam Debagh

Les lâchées du barrage ont augmenté sensiblement durant ces dernières années (Fig. n° 38), et même en 2003 malgré que cette année fut excédentaire, cela est du à l’augmentation de la demande des agriculteurs, et la mise en marche des secteurs de Boumahra et de Bouchegouf (fin 2001).

Photos n°04 : Les lâchées de barrage H. Debagh (Photos prise le 19/06/2007)


75

Tab. n° 35 : Bilan interannuel des lâchées mensuels du barrage Hammam Debagh en Hm3 Compagne (1996-2007)

Mois

Année Sep. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Jui. Août Totale

96/97 0.405 1.395 0.36 - - - - - 1.765 2.149 2.17 1.61 9.854 97/98 0.7 0.28 - - - - - - - 1.978 2.666 2.666 8.29 98/99 2.58 2.666 1.806 - - - - - 1.978 2.58 3.909 4.805 20.324 99/00 4.34 2.015 0.93 - - - - 2.322 2.064 2.015 5.016 5.332 24.034 00/01 5.16 3.784 2.838 - - - 0.344 2.408 2.494 4.305 4.805 4.805 30.943 01/02 4.65 4.495 3.433 - - - - 1.717 3.387 3.3 3.836 4.26 29.078 02/03 4.168 4.622 0.432 - - - - - - 3.885 8.865 9.362 31.334 03/04 7.681 0.57 - - - - - - - - 0.5 2.035 10.786 04/05 3.375 3.6 0.24 - - - - - - - 1.763 4.767 13.745 05/06 8.29 8.855 5.306 - - - - - 1.383 4.341 4.557 6.573 39.305 06/07 7.77 5.397 - - - - - - 1.717 6.48 6.95 6.63 34.944 07/08 5.80 4.58 - - - - - - / / / / /

Moyenne 4.47 3.43 1.92 - - - 0.34 2.15 2.11 3.45 4.1 4.8

Source : Direction du Barrage H. Debagh

05

101520

2530354045

1996

/199

7

1997

/199

8

1998

/199

9

1999

/200

0

2000

/200

1

2001

/200

2

2002

/200

3

2003

/200

4

2004

/200

5

2005

/200

6

2006

/200

7

Année hydrologique

Lac

hees

du

barr

age

en H

m3

Fig. n° 38 : Evolution inter annuelle des lâchées du barrage Hammam Debagh.

Compagne (1996/2007)

IV.4. CONCLUSION

Le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf, est constitué de cinq secteurs autonomes sur le plan d’aménagement et de desserte en eau. Les secteurs irrigués qui intéressent l'étude et font partie des plaines de Guelma et Bouchegouf sont ; le secteur Charef, El Fedjoudj, Guelma, Boumahra et Bouchegouf. L’irrigation du périmètre se fait à partir du réseau d’irrigation, celui-ci est un dispositif composé d’organes permettant la répartition, la prise en charge et la distribution de l’eau à chaque exploitation agricole. Le mode d’irrigation est par aspersion. La desserte en eau retenue consiste en des lâchées suivant les besoins du périmètre à partir du barrage Hammam Debagh dans l’oued Seybouse. Cette eau est récupérée au niveau des seuils, qui


76

sont des ouvrages spéciaux, interceptant l’oued Seybouse et refoulent ses eaux vers des ouvrages de régulation et de stockage, distribuée au niveau du réseau de borne d’irrigation aux agriculteurs pour irrigué leur parcelles sans aucun traitement préalable.

Chapitre 5 : Etude hydrochimique

77

CHAPITRE V :

ETUDE HYDROCHIMIQUE

Les caractéristiques hydrochimiques des eaux superficielles et des eaux souterraines dépendent du mélange de deux types d'eaux : brute et polluée. L'eau brute dépend essentiellement d'un équilibre entre l'eau d'infiltration et les minéraux présents dans le sol. L'eau polluée est issue des altérations des eaux qui sont utilisées par l'homme pour de multiples activités et sont rejetées dans l'oued et dans le sous-sol. Nous allons après un constat objectif de la qualité des eaux, essayer de montrer les causes de dégradation de ces dernières.

A. POLLUTION DES EAUX La pollution de l’eau est une dégradation physique, chimique et biologique de ses qualités

naturelles, provoquée par l’homme et ses activités. Elle perturbe parfois considérablement la composition physico- chimique des eaux de surface (cours d’eau), ces dernières sont le vecteur principal de transport de ces substances dans les nappes souterraines. Elle change les conditions de vie de la flore et de la faune aquatiques, aussi compromet-t-elle les utilisations de l’eau et l’équilibre du milieu aquatique.

V.1. LES PRINCIPAUX TYPES ET ORIGINES DE POLLUTIONS DANS LA ZONE D’ETUDE :

La pollution des eaux superficielles et souterraines peut avoir diverses origines. Selon les activités des différents secteurs, elle peut être d’origine domestique, industrielle ou agricole. Dans la zone d’étude le diagnostique a été établi après enquête et inspection des lieux.

V.1.1. Pollution domestique:

Cette dernière constitue une source de pollution importante, en effet toutes les agglomérations situées le long du cours d'eaux déversent leurs eaux usées à l'Oued Seybouse ou ses affluents sans traitement préalable sauf pour la ville de Guelma ou on a une station d’épuration récement mise en service.

Dans le cas d‘assainissement, collectif ou individuel défectueux ou en contact hydraulique avec les nappes, les substances indésirables contenues dans les eaux vannes et les eaux ménagères (matières organiques, solvants, détergents micro-organismes, anti-biotiques…), peuvent être transférées dans la nappe.

Dans la zone d’étude, les eaux usées des agglomérations déversent dans les affluents des principaux cours d’eau. En effet l’oued Skhoune, l’oued Maïz, l’oued Zimba, chaabat Maamoura, oued Boussora et oued Hlia et d’autres affluents drainant des volumes importants des eaux usées des principales agglomérations tels que : Guelma, Héliopolis, Oued Zenati, Bouchegouf, Belkheir et Boumahra traversent la nappe alluvionnaire avant d’atteindre l’oued Seybouse via ses affluents (Voir Tab. n° 36). Dans le tableau n° 37, les valeurs des différents paramètres des rejets d’eau usée témoignent du degré de pollution qui pourront transiter dans la nappe.

Les trois décharges publiques existant sur les deux rives de l'oued Seybouse contribuent aussi à cette pollution par leur lessivât. La première au Nord de Guelaât Bou Sbâa, la deuxième à l'Est d'Héliopolis et qui revêt le caractère d'un C.E.T classe II (Centre d’Enfouissement Technique) compte tenu de la quantité et de la diversité des polluants reçus quotidiennement et la troisième à Djebel Hallouf au Sud de la ville de Guelma et à l’amont de l’ancienne terrasse de la nappe alluvionnaire sans citer un certain nombre de décharge sauvage dispersés à différents endroits de la zone d’étude.


78

Tab. n°36 : Actualisation de l'enquête d'assainissement dans la Wilaya de GUELMA.

DAIRAS COMMUNES Pop. 2006

Pop. 2020

Pop. 2050

Dotation (l/j/hab.)

V. Rejeté (m3/j)

Nbre de

rejets Type Lieu de rejet

Guelma GUELMA 135684 173224 292362 96 13026 4 Urb O. Seybouse

BEN DJARAH 5093 6502 10974 96 489 2 s/urb Chaâbat

G B S

GUELAAT B. S. 5826 7438 12553 96 559 1 s/urb Chaâbat NECHMAYA 10971 14006 23640 96 1053 3 s/urb Chaâbat BELKHEIR 18057 23053 38908 96 1733 2 urb Chaâbat

BOUMAHRA A. 18423 23520 39697 96 1769 3 urb O. Seybouse DJEBALLAH K. 4672 5965 10067 96 449 2 s/urb Chaâbat BENI MEZLINE 5407 6903 11651 96 519 2 s/urb Chaâbat

Bouchegouf

BOUCHEGOUF 25878 33038 55760 96 2484 3 Urb O. Seybouse AIN BEN BEIDA 10655 13603 22959 96 1023 2 s/urb Chaâbat OUED FRAGHA 8083 10319 17417 96 776 2 s/urb O. Seybouse

MEDJEZ SFA 9080 11592 19565 96 872 2 s/urb Oued Malleh

Oue Zenati OUED ZENATI 34014 43425 73291 96 3265 8 Urb Oued zenati AIN REGADA 8871 11325 19115 96 852 4 s/urb Oued zenati

BORDJ SABAT 11968 15279 25788 96 1149 4 s/urb Oued zenati

Ain Makhlouf

AIN MAKHLOUF 13595 17356 29294 96 1305 3 Urb Chaâbat AIN LAARBI 9448 12062 20358 96 907 3 s/urb Chaâbat TAMLOUKA 20471 26135 44109 96 1965 3 Urb Chaâbat

Ain Hassainia

AIN HASSANIA 7663 9783 16512 96 736 9 s/urb Oued Charef MEDJEZ AMAR 7768 9917 16738 96 746 4 s/urb O. Seybouse

S-ANNOUNA 3622 4624 7804 96 348 2 s/urb Chaâbat RAS EL AKBA 2940 3753 6335 96 282 2 s/urb Chaâbat

Khezaras KHEZARAS 9867 12597 21261 96 947 6 s/urb Chaâbat

BOUHACHANA 6771 8644 14590 96 650 3 s/urb Chaâbat AIN SANDEL 6142 7841 13234 96 590 3 s/urb Chaâbat

Héliopolis HELIOPOLIS 27294 34845 58811 96 2620 2 Urb O. Seybouse BOUATI M. 10445 13335 22506 96 1003 3 s/urb O/El Hammam

EL FEDJOUDJ 9133 11660 19679 96 877 1 s/urb Chaâbat

H,Debagh H. DEBAGH 16429 20974 35400 96 1577 5 Urb O. Bouhamdane

ROKNIA 12178 15547 26240 96 1169 2 s/urb Chaâbat BOUHAMDANE 5459 6969 11763 96 524 5 s/urb O. Bouhamdane

H. N'Bail HAMMAM N'BAIL 19316 24660 41621 96 1854 2 Urb O/H/Nbail

DAHOUARA 9396 11996 20246 96 902 2 s/urb O/H/Nbail OUED CHEHAM 14277 18227 30763 96 1371 3 Urb Chaâbat

Total Wilaya 524896 670120 1131008 - 50390 107 - -

Source : DHW Guelma 2007


79

Tab. n° 37: Les caractéristiques des eaux usées domestique dans la wilaya de Guelma (Juillet 1997).

Paramètres Valeurs Moyennes

Oued Skhoune Oued Maïz

Débit Q (l/s) 0,45 0,87

T° C 28,7 27,50

pH 7,30 7,30

Mat. organique (mg/l) 58,75 46,00

DBO5 114 150

MES (mg/l) 56,66 17,90

Fer (Fe) mg/l 0,15 0,21

Chrome (Cr) mg/l 0,15 0,05

Nickel (Ni) mg/l Traces 0,05

Plomb (Pb) mg/l 0,80 -

Zinc (Zn) mg/l Traces 0,10

Photos n°05 : Rejets d’eaux usées d’oued Maiz (N. Mouchara, 2007)


80

V.1.2. Origine Industrielle :

La deuxième source de pollution des eaux de surface est les eaux résiduaires industrielles. Ces rejets sont spécifiques de l’industrie concernée et donc très variables d’une activité industrielle à l’autre.

Les installations classées de la wilaya de Guelma, recensées par l’Inspection de l’Environnement pour l’année 2006, sont présentées dans le tableau 20, après une enquête faite au près des services de l’assainissement, on a pu connaître l’endroit de déversement (affluent) pour chaque installation classée, car cette information nous sera d’une grande utilité pour interpréter les teneurs des différents polluants dans les eaux d’irrigation, qui sont l’exutoire de tous ces rejets, et leur relation avec les apports polluants des affluents de l’oued Seybouse, étant donnée qu’ils sont les milieux récepteurs des rejets liquides.

Les polluants d‘origine industrielle sont très variés selon le type d‘activité, ils peuvent être; des substances organiques, sels minéraux, des métaux lourds, des produits organiques de synthèse.

Dans notre zone d'étude, ces types de pollutions existent éventuellement (Tableaux n° 38 et 39 et Fig. n°41) :

Les zones industrielles au nombre de trois situées respectivement à l’amont de oued Zimba (zone d’alimentation de la nappe alluvionnaire), sur la rive gauche de oued Maïz (cité frères Rahabi ) et au sud d’El Fedjoudj sur la rive gauche de l’oued Seybouse.

Les stations de lavage et de carburants au nombre de quinze (15) concentrées sur l'axe

H.Debagh-Guelma-Belkeir-Boumahra.A-Bouchegouf et les unités industrielles (Sogedia et Céramique, briqueterie et unité de marbre et de carreaux), déversent dans les affluents de l'oued Seybouse (O. Skhoune, O. Maïz, O. Zimba et O.Boussora) (Tab. n° 38).

Tab. n° 38 : Les installations classées de Guelma et les milieux récepteurs de leurs rejets

nature de l’activité nombre milieu récepteur caractéristiques du rejet

Raffinerie de sucre 1 Oued Maïz Forte concentration en matière organique dissoute et en suspension

Fabrication de la céramique vaisselle (Céramique)

1 Oued Maïz Teneur élevée en MES, Kaolin. Cd, Pb, Cr.

Fabrication de marbre et /ou de carrelage

5 Oued Maïz

Oued Seybouse chaâbet Maâmora

Oued Boussora

Teneur élevée en MES, ciments blancs

Fabrication de faïence 1 Oued Maïz Teneur élevée en MES, Pb, Cd

Fabrication de vélo et motocyclette (CYCMA)

1 Oued Maïz Ni, Cr, Fe

Boissons gazeuses 7 Oued Skhoûne Oued Maïz

Alcalinité élevée, teneur en MES, détergents, DBO

Station de lavage et

graissage 15

Oued Bouhamdane Oued Skhoûn

Oued Maïz Oued Zimba

Oued Seybouse

graisse, Pb

Imprimerie 8 Oued Skhoûn Oued Maïz


81

Abattoir 1 Oued Skhoûne Forte concentration en matière organique dissoute et en suspension

ORAVIE 1 chaâbet Maâmora Forte concentration en matière organique, germes pathogènes

Laiterie «La Guelmoise » 1 Oued Seybouse Forte concentration en matière organique dissoute

Conserverie de tomate 1 Oued Seybouse Teneur élevée en MES, matières organiques dissoutes, pH parfois alcalin

Moulin 3 Oued Seybouse Oued Zimba

Teneur élevée en MES

Fabrication de l’eau de javel

2 Oued Skhoûne

Oued Maïz Chlorure

Tab. n° 39 : Les installations classées de Guelma et leur besoins en eau

(Source : ABH-CSM, 2004 actualisé)

Sous Bassin

Lieu implantation Commune Wilaya

CARACTÉRISTIQUES A.E. Industrielle

Nom Nature/Type Besoin (m3/j)

Vol. alloué (m3/j)

Vol. recyclé (m3/j)

1404 Boumahra Boumahra Ahmed 24

E.R.C. Boumahra

(O.R.A.V.I.E. ) Elevage Avicole 160 144 0

1404 Guelma Guelma 24 ECVE Production de céramique réfractaire 500 300 0

1404 Guelma Guelma 24 EN-CYCMA Fabrication et

commercialisation des Cycles et Motocycles

350 300 262,5

1404 Guelma Guelma 24 ENA Sucre Raffinage de sucre 2000 1500 206 1404 Bouchegouf Bouchegouf 24 ERIAD Semoules -1 4 0

1404 Héliopolis Héliopolis 24 ERIAD

FILIALE Mermouma

Semoulerie Blé dur -1 20 0

1404 Z.I El Fedjoudj

El Fedjoudj 24 EURL Beni

Foughal

Production et commercialisation du

lait et dérivés 20 2,25 0

1406 Bouchegouf Bouchegouf 24 EPE-SPA Les levures de l'Est

Fabrication de levures sèches et fraîches -1 482 100

1406 Bouchegouf Bouchegouf 24 ERIAD Dépôt DEPOT DE SEMOULE -1 1 0


82

Tab. n° 40 : Les caractéristiques des eaux industrielles dans la wilaya de Guelma (Juillet 1997) Unité industrielle CERAMIQUE SOGEDIA

Paramètres Valeurs Moyennes T° C 30 29,70

pH 7,4 7,21

Matière organique (mg/l) 19,70 560

DBO5 70 275

MES (mg/l) 0,05 12,15

Fer (Fe) (mg/l) 0,19 0,10

Chrome (Cr) (mg/l) 0,10 0,04

Nickel (Ni) (mg/l) 0,60 0,04

Plomb (Pb) (mg/l) 0,70 < 0,10

Zinc (Zn) (mg/l) 0,30 0,04

Photos n°06 : Rejets d’unité de carreaux à oued Maiz (N.Mouchara, 2007)

D’après le tableau n° 40, les valeurs des paramètres sont supérieures aux normes algériennes des rejets des installations classées et dans des cas acceptables et sont inférieures aux normes. Mais il y’a lieu de souligner que ces polluants sont en permanence déversés vers l’oued Seybouse et de là vers la nappe alluvionnaire par le biais de l’irrigation.

A ces polluants s’ajoutent, les rejets provenant des stations de lavage, des unités industrielles (voir tableaux n° 38 et 41) et des deux zones industrielles.

De la, nous pouvons constater que la nappe alluviale est largement exposée à des pollutions de diverses origines et natures.

La mise en service des deux stations de relevage situées sur Oued Skhoune et Oued Maïz retranchera éventuellement une grande partie des pollutions acheminées par ces cours d’eau vers l’oued Seybouse et donc vers la nappe alluviale. Néanmoins, les rejets de la zone industrielle située à l’amont de l’oued Zimba et les lexisiviats provenant de la décharge publique de Djebel Hallouf, située à l’amont de O. Maïz, et le centre d’enfouissement technique de Ain Gueguour situé prés de


83

Héliopolis sur la rive gauche de Oued Seybouse continueront toujours de polluer la haute terrasse de la nappe alluvionnaire.

Les stations de carburant particulièrement, celles assurant le lavage et la vidange des véhicules sont des sources de pollution potentielle. Il convient donc de les considérer comme tel. Le tableau suivant donne un aperçu sur la répartition des stations de lavage et vidange à travers la zone d’étude. (Voir Fig. n° 31)

Tab. n° 41 : La répartition des stations de lavage et vidange à travers la zone d’étude.

Région Hammam Debagh

EL Fedjoudj Héliopolis

Guelma

Belkheir Boumahra

A . Bouchegouf

station lavage et vidange

1

1

2

7

2

1

1

Photos n°07 : Rejets d’une station de lavage et de carburant sur la route de Belkeir-Boumahra déversant à Oued Zimba (N.Mouchara, 2007)

V.1.3. Pollution d’origine agricole :

Les pratiques actuelles des cultures et de l’élevage influencent fortement le régime et la

qualité des eaux. L’utilisation massive des engrais et des produits chimiques de traitement des plantes détruit la vie dans les rivières et rend impropre à la consommation humaine et parfois animale les eaux superficielles et souterraines. Le transfert des engrais et pesticides vers la nappe se fait soit par infiltration sur l’ensemble de la surface cultivée, soit par rejet dans les puits perdus et gouffres. Une enquête auprès des fermes pilotes, a permis d’identifier et quantifier les types d’engrais à base d’azote utilisés à raison de 1,5 q / ha. (Tableau n°42).

Les élevages intensifs des bovins (étables, fermes pilotes) et volailles (poulaillers), produisent une grande quantité de déjections azotées qui peuvent être aussi à l’origine de la pollution des eaux de surfaces et souterraines.

Par ailleurs, les analyses physico-chimiques des eaux souterraines dans la région de Guelma, ont montré des teneurs en nitrate élevées et qui ne peuvent être que d’origine agricole, compte tenu de la nature et des quantités des fertilisants utilisés (tableaux n° 42, 43 et 44), au niveau du périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf qui recouvre une superficie totale de 12000 ha qui


84

peuvent être infiltrés vers la nappe superficielle ou être drainé vers oued Seybouse via ses affluents (Fig. n° 39).

Tab. n° 42 : Types et quantités de fertilisants utilisés au niveau de la nappe alluvionnaire de

Guelma (2004 / 2005) Espèces Objectifs T.S.P 46% Urée 46% 15.15.15

Blé dur 350 ha 525 qx 525 qx -

Orge 100 ha 100 qx 100 qx -

Avoine 50 ha 50 qx 50 qx -

Fève 15 ha - - 30 qx

Tab. n° 43 : Types et quantités de fertilisants utilisés au niveau de la nappe alluvionnaire de

Guelma (2005 / 2006) Espèces Objectifs T.S.P 46% Urée 46% 15.15.15

Blé dur 300 ha 450 qx 450 qx -

Blé tendre 50 ha 75 ha 75 -

Orge 100 ha 100 qx 100 qx -

Avoine 20 ha 20 qx 20 qx 32

Fève 16 ha - - 30 qx

Tab. n° 44 : Identification des engrais utilisés dans la zone d’étude (2004 / 2006)

Types d’engrais Observations

N.P.K :

15.15.15

N P2O5K2O : Azote : 15%

P2O5 : 15%

K2O : 15%

Urée 46% CO(NH2)2: hydrolyse--- ammonification---- nitritation -----

nitratation (NHO3)

U.A.N 32%

Azote total : 32%

Azote ammoniacal : 7%

Azote nitrique : 7,8%

Azote uréique : 16,4%


85

Fig. n° 39 : Carte montrant les différentes sources de pollution dans la zone d’étude (Mouchara N., 2008)


86

B. QUALITE DES EAUX

V.2. INTRODUCTION

Toute étude hydrogéologique doit être complétée par une étude chimique qualitative qui permet de connaître :

- les critères physico-chimiques de la qualité des eaux superficielles pour l'irrigation ainsi qu'à établir la relation géologie-chimie.

- L'origine des eaux souterraines, ainsi que leur potabilité et leur degré de pollution. L'analyse hydrochimique et bactériologique qui constitue la partie principale de notre travail

est basée sur les analyses effectuées au niveau du barrage de H. Debagh, au niveau des seuils d’irrigation du périmètre Guelma-Bouchegouf et le long de l'oued Seybouse et ses principaux affluents ainsi sur les eaux souterraines de la nappe alluviale.

L'interprétation a pour but d'effectuer des comparaisons spatio-temporelles et de mettre en évidence les différents éléments pouvant jouer un rôle primordial dans leur répartition.

Parmi les paramètres chimiques généralement étudiés, on site : A- Paramètres physico-chimiques mesurés in situ :

- L'oxygène dissous (O2 dissous). - La température (T°). - Le potentiel d’Hydrogène (pH). - Le potentiel d'oxydo-réduction (Eh). - La conductivité électrique (CE)

B- Les éléments majeurs : • Les cations : Ca+2, Mg+2, K+, Na+. • Les anions: HCO3

-, SO4-2, Cl-, NO3

-. C- Les éléments de pollution: • Les éléments en traces métalliques (ETM) : Zn+2, Ni, Mn, Cr, Cu+2, Pb2+. • Les éléments nutritifs : NO3

-, NO2-, NH4

+, PO43-

Pour bien interpréter ces analyses, on utilise les courbes, les histogrammes et les diagrammes qui peuvent mettre en évidence l'évolution des différents éléments chimiques et leurs origines. V. 3. LES ANALYSES DE L'EAU

Les analyses de l'eau ont pour but de déterminer les constituants de l’eau selon leur grandeur. Ce qui mettra en évidence le type d’eau. Cette analyse pourra s’effectuer in situ et concernera les paramètres physiques : Température (T), potentiel d'hydrogène (pH), le potentiel Redox (Eh), conductivité électrique (CE) l'oxygène dissous (O2) et au laboratoire elle portera sur les éléments majeurs (Cations : Ca2+, Mg2+, Na+, K+ et Anions : Cl-, SO4

2-, HCO3-) , les éléments

nutritifs : NO3-, NO2

-, NH4+ et les éléments en trace métallique (ETM): fer (Fe), chrome (Cr),

plomb (Pb2+), cuivre (Cu2+) et zinc (Zn2+).

V. 3. 1. Prélèvements :

Ces derniers ont portés sur les eaux de surface et les eaux souterraines (la nappe alluviale superficielle). Le mode de prélèvement suivant a été suivi :

- Les eaux de surface sont échantillonnées en 14 stations (huit au niveau des ponts traversant L’oued Seybouse et cinq sites situés sur les affluents. Les stations se situent à l’entrée ou la sortie d’une zone industrielle ou agricole ; et 05 stations au niveau des 05 seuils d’irrigations du périmètre Guelma-Bouchegouf.


87

- Les eaux de la nappe superficielle : 03 puits ont fait l’objet de prélèvements et s’étalent dans l’espace entre Medjez Ammar, Guelma et Bouchegouf. Ce qui nous permettra de suivre l’évolution des éléments chimiques dans le temps et dans l’espace (Voir Fig. n° 40).

Fig. n° 40 : Carte de localisation des points de prélèvement dans la région d’étude. (Mouchara N., 2008)

V.3.1. Les paramètres physico-chimiques (mesure in situ)

Il s’agit des paramètres mesurés sur site, pouvant donner les premières indications sur la qualité des eaux : 1. Température (T) La température de l'eau dépend des échanges thermiques avec l'air ambiant et du rayonnement solaire. La température influence des paramètres comme (l’oxygénation, la conductivité, la solubilité de différentes substances, …etc.). La température joue un rôle important dans l’augmentation de l’activité chimique, bactérienne et de l’évaporation des eaux. Elle varie en fonction de la température extérieure (l’air), des saisons, de la nature géologique et de la profondeur du niveau d’eau par rapport à la surface du sol. Les valeurs de la température observées sont résumées dans le tableau ci-après.


88

Tab. n° 45: Variations de la température durant la période de Février à Juin 2007.

Paramètres Eau de surface Eau souterraine O.Seybouse O. Charef O.Bouhamdane O. Malleh

Paramètres statistiques

Max 28.8 30.2 21.9 29.6 31.3 Moy 21.55 15.3 15.3 12.6 23.65 Min 14.3 22.75 18.6 21.1 16

Normes <25

Au niveau de la nappe superficielle, la température moyenne atteint 23.65 °C, qui reste inférieure à la norme (< 25°C). A l’exception du puits P1 et en saison estivale (mois de Juin) ses eaux atteignent une température de l'ordre de 31.3°C.

Au niveau des eaux de surface par contre, les températures peuvent aller jusqu’à 30.2°C sous l'influence des conditions externes (Fig. n° 43) Ces variations sont directement liées au jour et à l’heure du prélèvement effectué entre 08h 30 et 17h. La température de l’eau est principalement fonction de celle ambiante .Elle se rapproche de la température minimale de l’air ambiant.

0

5

10

15

20

25

30

35

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

Ch Bh Mz Zb Mh P1 P2 P3

Tem

péra

ture

(°c)

T° max Norme T° Min

EAU DE SURFACE EAU SOUTERRAINE

Fig. n° 41 : Variation de la température (°c).

2. Conductivité électrique (CE) La conductivité dépend à la fois de la quantité d'ions présents dans le milieu et à la présence des espèces ioniques en solution. En mesurant la conductivité, nous essayons d’avoir une estimation de la quantité de sels ionisables dissous. Les valeurs de la conductivité traduisent l’état des milieux.

Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau suivant. Notons que la conductivité mesurée est ramenée à 25 °C, température standard.


89

Tab. n° 46 : Variations de la conductivité durant la période de Février à Juin 2007.

* Norme pour irrigation.

Les valeurs de conductivité dépassent largement la norme recommandée pour les eaux de boisson (400 µs/cm) et pour certaines valeurs la norme des eaux d’irrigation 2000 µs/cm.

La nappe superficielle présente des valeurs allant jusqu’à 2930 µs/cm, traduisant ainsi un lessivage des minéraux, engendré par le contact eau-roche.

La conductivité des eaux de surface est élevée (5110 µs/cm). Au niveau de l’oued Malleh, cette minéralisation serait due au lessivage des formations géologiques triasiques gypsifères dans la région de Bouchegouf.

Cette conductivité atteint des faibles valeurs au cours de la période pluvieuse. Elle était de l’ordre de 740 µs/cm pour les eaux de l'oued Bouhamdane pendant les lâchées de Barrage Hammam Debagh (Fig. n° 42).

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8


Con

duct

ivité

elé

ctriq

ue C

E (µ

s\cm

)

CE Max Norme potabilité Norme Irrigation CE Min

EAU

EAU SOUTERRAINEEAU DE S URFACE

Fig. n° 42 : Variations de la conductivité électrique (en µS/cm).

3. Potentiel d’Hydrogène (pH) Le pH permet de mesurer l'acidité de l'eau et la concentration en ions H+. L'alcalinité mesure donc l'ensemble des substances susceptibles de réagir avec les ions hydrogènes, en particulier, les ions carbonates et bicarbonates. Pour la dureté, elle mesure la quantité d'ions calcium et magnésium présents.

Paramètres Eau de surface Eau souterraine O.Seybouse O. Charef O. Bouhamdane O. Malleh


Max 2040 2180 1687 5110 2930 Moy 1526 1618 1213.5 3012 2480 Min 1012 1056 740 914 2030

Normes <400 OU <20000*


90

Tab. n° 47 : Variations du pH durant la période de Février à de Juin 2007.



Max 8.47 8.57 8.15 8.17 7.47 Moy 8.01 8.36 8.03 8.03 7.18 Min 7.55 8.15 7.9 7.88 6.89

Normes 6,5 – 8,5 Le pH des eaux de surface de l’Oued Seybouse fluctue entre 7.55 et 8.47, le pH de l’eau alcalin lors des cinq compagnes de prélèvement est favorable à la vie aquatique riche et diversifiée (Nisbet et Verneaux ,1970) et on ce qui concerne les valeurs du pH des affluents : Oued Charef, oued Bouhamdane et oued Malleh varient entre 7.88 et 8.57

Les eaux souterraines (la nappe alluviale) présentent des valeurs de pH variant entre 6.89 à 8.58, ne dépassants pas les normes requises (6.5 à 8.5).

Ces valeurs dépendent de la conductivité : les eaux les plus minéralisées ont un pH élevé dans les eaux naturelles ; il dépend de la nature géologique des terrains traversés. Le pH est un facteur qui influence énormément la cinétique des réactions chimiques (ammonification ; nitrification ; dénitrification) .La dénitrification est complète lorsque le pH est supérieur à 7 avec une vitesse de réaction optimale au pH 8 à10.

La figure n° 45, donne un aperçu sur les variations du pH, au niveau des points mesurés. On remarque que cette variation n’est pas homogène mais elle est fonction de la nature de l’eau et de son origine.

0

12

3

4

56

7

89

10

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8


pH

pH Max Norme Min Norme Max pH Min


Fig. n° 43 : Variation des valeurs du potentiel d’Hydrogène (pH)

4. Potentiel d’oxydo-réduction (Eh) L'eau peut participer à des réactions d'oxydo-réduction, suivant les deux réactions :

22 442 OHeOH +−− + ……………….. (1)

22 222 HOHeOH +−+ − ……………… (2)


91

Par définition, les phénomènes d'oxydo-réduction ont une importance aussi grande en chimie minérale qu'en chimie biologique. Tout comme le pH, le potentiel d'oxydo-réduction (exprimé en Volts ou milliVolts) permet de mesurer l'état d'oxydo-réduction de l'eau. Connaissant cette valeur et le pH, il est possible de déterminer les formes chimiques présentes dans le milieu. Ce paramètre, nous permet de prévoir l’état des ions chimiques dans l’eau et la direction des réactions chimiques (oxydation ou réduction). Tab. n° 48 : Variations du potentiel d’oxydo-réduction durant la période de Février à Juin 2007.



Max -54 -81 -63 -63 - 9 Moy -75 -90.5 -71 -70.5 - 44 Min - 96 -100 -79 -78 - 79

Normes - Les valeurs du potentiel redox au niveau des eaux de surfaces (cours d’eau) et des eaux souterraine (puits) des cours d’eau ont été mesure in situ et elles sont exprimées en (mV).D’une façon globale nous notons que le milieu est réducteur d’ou les valeurs négatives de -100 à -9 mV.

Une croissance extensive de microorganismes consommant tout l’oxygène disponible qui influe négativement sur le potentiel redox. Ce phénomène est observé dans les écosystèmes hautement pollués (Dugan, 1972)

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

Ch

Bh Mz

Zb Mh

P1 P2 P3

Pote

ntie

l d'o

xydo

-réd

uctio

n (E

h)

Eh Max Eh Min

EAU DE SURFACE EAU S OUTERRAINE

Fig. n° 44 : Variation des valeurs du potentiel d’oxydo-réduction (Eh)

5. Oxygène dissous (O2) L'oxygène est présent dans l'eau sous forme dissoute ou gazeuse. A une température et une pression données, il existe une quantité maximale d'oxygène sous forme dissoute. C'est la teneur en O2 pour laquelle l'eau est saturée à 100%. D’autre part, la présence de l'oxygène dans l'eau résulte d'une diffusion à partir de l'air au niveau de la surface et surtout de l'activité photosynthétique des végétaux aquatiques, notamment des algues du phytoplancton. Il faut savoir que la quantité d’oxygène en solution dans une eau régit les réactions d’oxydo-réduction et présente une évolution identique à celle du Eh. Le tableau n°49 résume les différentes concentrations avec une précision des mesures qui est de ± 0,01 mg/l.


92

Tab. n° 49 : Variations de l’oxygène dissous durant la période de Février à Juin 2007.



Max 7.19 7.73 5.67 6.43 4.15 Moy 4.62 5.01 4.03 4.22 2.82 Min 2.04 2.28 2.38 2 1.49

Normes 5

Les teneurs les plus élevées sont observées au niveau des eaux de surface de l’oued Charef et Oued Seybouse qui sont respectivement de l’ordre de 7.73 et 7.19 mg.l-1. Les valeurs les plus basses sont observées au niveau de l’oued Malleh avec une valeur de 2.00 mg.l-1. Les rejets industriels diminuent les teneurs en O2 dissous. Par contre, la nappe superficielle proche de la surface du sol, les teneurs oxcillent entre 1.49 et 4.15 (Fig. n°45).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

Ch

Bh Mz

Zb Mh

P1 P2 P3

Oxy

gène

dis

sous

(mg/

l)

O2 Max Norme O2 Min

EAU DE S URFACE EAU SOUTERRAINE

Fig. n° 45 : Variation de l'oxygène dissous (mg/l).


93

V.3.2. Les éléments majeurs 1. Calcium (Ca++) La présence des ions Ca++ dans l’eau est liée principalement à deux origines naturelles : Soit la dissolution des formations carbonatées (CaCO3), soit la dissolution des formations gypseuses (CaSO4).

Les teneurs sont très variables, elles varient d'une valeur minimale de 51 mg/l au point S4 (oued Seybouse) à une valeur maximale de 279.1 mg/l au niveau des eaux de la nappe alluviale au puits P3. 2. Magnésium (Mg++) Ayant des origines comparables à celle du calcium, cet élément provient de la dissolution des formations carbonatées à fortes teneurs en magnésium (magnésite et dolomite).

Magnésite: −−++ += 33 COMgMgCO …………………………… (3)

Dolomite: ( ) −−++++ ++= 323 2COMgCaCOCaMg ………… (4)

La figure n° 46 montre que la plupart des points d’eau de l'oued Seybouse présentent des

valeurs importantes allant jusqu’à 31.98 mg/l enregistrés au point Sb8. Les eaux de l'oued sont influencées par la dissolution des formations dolomitiques dans la région. Les affluents à leur tour, présentent des valeurs qui ne sont pas très éloignées de celles observées au niveau de l’oued Seybouse.

Les teneurs en Mg, au niveau des eaux souterraines sont plus importantes ou on a la valeur maximale observée au puits n° 2 avec 117.6 mg/l situé dans la plaine de Guelma.

3. Chlorure (Cl-) et Sodium (Na+) L’origine de ces éléments est liée principalement à la dissolution des formations évaporitiques (salifères) et à l’effet de la salinité marine. La dissolution des minéraux salifères se fait selon la relation suivante :

−+ += ClNaNaCl ………….. (5)

Dans les eaux de l’oued Seybouse, l’existence de ces deux éléments est liée à la dissolution des formations évaporitiques existant à l’aval de la région d’étude dans la région de Bouchegouf. Au niveau de l’oued Malleh, leur existence est liée aux formations triasiques gypsifères qui caractérise cette zone.

Les teneurs du sodium et du chlorure présentent en général des valeurs variables parfois supérieures aux normes de potabilité avec une teneur variant entre 235.25 et 437.55 mg/l pour les chlorures et 182.5 et 374.53 mg/l pour le sodium, ces chiffres indiquant l’existence de forts apports salifères à partir des formations géologiques triasiques (Fig. n° 46).


94

4. Potassium (K+) Le potassium provient de l’altération des roches silicatées (gneiss, schiste), des argiles potassiques et de la dissolution des engrais chimiques (NPK, a base d’Azote, Potasse et Phosphore).

Les valeurs les plus élevées sont observées au niveau des affluents (oued Malleh, et oued Maiz) avec les valeurs 11.28 mg/l et 12.01 mg/l respectivement.

Les valeurs observées dans la nappe alluviale montrent que tous des points ont des concentrations inférieures à la limite de potabilité.

5. Sulfates (SO4

--)

La présence des ions sulfates dans l’eau est liée à la dissolution des formations gypseuses.

Les sulfates présents à des faibles concentrations dans les eaux de surface, cet élément est en dessous des normes (250 mg/l). La valeur maximale est de 230 mg/l, elle est observée au niveau de S8 situé à l'oued Seybouse dans la plaine de Bouchegouf.

6. Bicarbonates (HCO3-)

La présence des bicarbonates dans l’eau est due à la dissolution des formations carbonatées (cipolin, calcaire) par des eaux chargées en gaz carbonique. La somme des équations de dissolution est donnée comme suit :

( ) ( ) ( ) ++− +=++ CaHCOgCOLOHSCaCO 3223 2 ………………. (6)

Les teneurs sont très variables, elles varient d'une valeur minimale de 167.14 mg/l au point S1 (oued Seybouse) et un maximal de 445 mg/l au point P2 au niveau de la plaine de Guelma. La présence de cet élément dans les eaux de l’oued Seybouse, elle est liée à la dissolution des formations calcaires existant dans la région de Guelma.


95

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

CH

BH MZ

ZB MH P1 P2 P3

Tene

ur e

n C

l (m

g/l)


0

20

40

60

80

100

120

140

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

CH

BH MZ

ZB MH P1 P2 P3

Tene

ur e

n M

g (m

g/l)


0

200

400

600

800

1000

1200

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

Ch

Bh Mz

Zb Mh

P1 P2 P3

Tene

ur e

n N

a (m

g/l)


0

50

100

150

200

250

300

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

CH

BH MZ

ZB MH P1 P2 P3

Tene

ur e

n C

a (m

g/l)


0

50

100

150

200

250Sb

01

Sb02

Sb03

Sb04

Sb05

Sb06

Sb07

Sb08 Bh C

h Mz

Mh

P1 P2 P3

SO4-

(mg/

l)

EAU DE SURFACE EAU SO UTERRAINE

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

CH

BH MZ

ZB MH P1 P2 P3

Tene

ur e

n H

CO

3(m

g/l)


0

2

4

6

8

10

12

Sb1

Sb2

Sb3

Sb4

Sb5

Sb6

Sb7

Sb8

Ch

Bh

Mz

Zb

Mh

P1 P2 P3

Tene

ur e

n K

(m

g/l)


Fig. n° 46 : Variation des éléments majeurs (des cations et des anions) dans la région d’étude.


96

V.3.3. Eléments de pollution

V.3.1. Les nutriments : V.3.1.1. Cycle de l’Azote

C’est un élément essentiel de la matière vivante. La quantité et la forme chimique de cet élément dans le milieu aquatique y conditionnent le développement de la vie. Il peut se présenter sous deux formes :

• une forme organique non oxydée et peu soluble (protéines, acides aminés, urée...) ; • une forme minérale soluble, résultant de la dégradation de la forme organique par hydrolyse. L’azote minéral se présente en solution ionique dans l’eau sous 3 formes principales :

• l’azote ammoniacal (ammoniac NH3

+ et ammonium NH4+);

• les nitrites NO2- ;

• les nitrates NO3- azote ammoniacal et nitrites sont oxydables. Les nitrates constituent

la forme oxydée finale. L'azote est présent tout le long du cours d’eau sous sa forme minérale et cela sous les trois formes chimiques (nitrates, nitrite et ammonium) :

a- les Nitrates NO3-, représentent la forme la plus oxygénée de l’azote. C’est une forme très

soluble. Sa présence est liée à l’utilisation intensive des engrais chimiques. Sous cette forme, l’azote est un sel nutritif utilisable par la majorité des végétaux.

Les concentrations moyennes en nitrates, au niveau des eaux de l’oued Seybouse sont inférieures à la norme des eaux de surface. Par contre au niveau des eaux souterraines, seules les eaux des puits présentent des teneurs élevés mais restent inférieurs à la norme. De ce fait, les eaux de l’oued Seybouse et de ses affluents ne peuvent être la source de pollution des eaux de la nappe et les engrais chimiques sont la principale source des nitrates dans les puits.

b- les Nitrites NO2- ou Azote Nitreux, représentent une forme moins oxygénée et moins

stable représentant ainsi la forme du passage entre les nitrates et l’ammonium. Il s’agit d’une forme toxique.

Les valeurs moyennes les plus élevées sont observées au niveau de l’oued Seybouse S3 (3.40 mg/l). Elles sont dues à l’effet de l’oxydation de la forme ammonium. Dans l’ensemble de la région, les valeurs sont supérieures à la norme (0,1mg/l) avec des concentrations élevées.

c- l’Ammonium (NH4+) est la forme d’azote la plus toxique. Sa présence dans l’eau est liée

soit aux rejets urbains et industriels dans les oueds qui donnent les concentrations les plus élevées au niveau des affluents, atteignant 3.7 mg/l à l’oued Maiz, soit par réduction des formes azotées (nitrates et nitrites) en conditions réduites. Par contre, au niveau de l’oued Seybouse, les concentrations sont élevées, on observe une dilution de l’ammonium par les apports de l’oued Seybouse.

Dans les eaux souterraines on a un maximum de 2.1 mg/l au niveau du puit P2 dépassant largement les normes recommandés par l’OMS. d- les Phosphate (PO4

3-) L'origine de l'existence des phosphates dans les eaux serait liée aux rejets urbains ou à la dissolution des engrais chimiques (NPK).

Dans les eaux de surface sa teneur est variable et ne dépasse pas la norme des eaux superficielles (10 mg/l) (Fig. n° 48-d).


97

Les concentrations maximales sont observées au niveau de l’oued Maiz, et oued Seybouse à la station Sb6 (4.65 et 3.35mg/l), les teneurs élevées dans les affluents de la Seybouse sont liées à l’effet des rejets urbains.

Par contre dans les eaux souterraines les valeurs sont faibles qui varient entre 0.54 et 0.70 mg/l et qui restent inférieures aux normes admises. V.3.1.1. Schéma de transformation des éléments nutritifs (NO3

- ; NO2- et NH4

+)

Le transfert naturel de l’azote dans les eaux se fait selon les conditions d’oxydoréduction et les réactions biologiques suivantes :

Fig. n° 47: Cycle de l’Azote (D’après Debièche ; 2002)

Le transfert de la forme ammonium vers les nitrites et les nitrates se fait par oxydation, cette réaction est rapide en présence de l’oxygène. La forte teneur en CO2 et la faible teneur en oxygène accroissent la concentration en ammonium dans l’eau.


98

0

5

10

15

20

25

30

Sb01

Sb02

Sb03

Sb04

Sb05

Sb06

Sb07

Sb08 Bh C

h Mz

Mh

P1 P2 P3

NO

3- (m

g/l)


00,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Sb01

Sb02

Sb03

Sb04

Sb05

Sb06

Sb07

Sb08 Bh C

h Mz

Mh

P1 P2 P3

NO

2- (m

g/l)


00,5

11,5

2

2,5

33,5

4

Sb01

Sb02

Sb03

Sb04

Sb05

Sb06

Sb07

Sb08 Bh C

h Mz

Mh

P1 P2 P3

NH

4+ (m

g/l)


00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

5

Sb01

Sb02

Sb03

Sb04

Sb05

Sb06

Sb07

Sb08 Bh C

h Mz

Mh

P1 P2 P3

PO4-

(mg/

l)


Fig. n° 48 : Evolution des éléments nutritifs (NO3-, NO2

-, NH4+, PO4

3-) dans la région d’étude.

b

a

c

d


99

V.3.1.2. Diagramme Nitrate-Ammonium L'orientation des axes dans le diagramme Nitrate Ammonium montre les différentes formes

de pollution. L'établissement de diagramme ammonium nitrate a permis d'attribuer un apport d'engrais à la contamination de la zone d'étude et production de l'ammonium a partir des nitrates.

Fig. n° 49 : Diagramme Nitrate-Ammonium des eaux de surface.

V. 3.2. La toxicité des éléments en trace métallique (ETM) :

Le terme de « métaux lourds » a une définition assez large. Actuellement, ce terme désigne tous les métaux ayant une toxicité pour l’Environnement. Auparavant la classification des éléments sous le terme de « métal lourd » se faisait essentiellement selon un critère de densité qui a lui aussi évolué. En effet, la densité minimale pour laquelle un métal était qualifié de lourd était de 4, Lapedes l’a fait passer à 5 en 1964. Ensuite ce terme de « métaux lourds » est passé dans le langage courant et a été utilisé pour qualifier les éléments de densité élevée et ayant une toxicologie reconnue. La toxicité de l’élément prend alors le pas sur la densité et des métaux plus légers comme le Béryllium (densité 1,85) sont reconnus comme « lourds » (Boudene, 1993). Certains de ces métaux lourds sont des oligo-éléments qui à faibles doses sont bénéfiques mais qui ont des caractères toxiques à doses trop élevées ; c’est le cas du Cuivre, du Zinc, du Manganèse, du Sélénium (Baize, 1997),…etc. Par contre le Cadmium, le Plomb, le Mercure, l’Arsenic, le Chrome, le Nickel, le Titane et l’Etain sont toxiques au-delà d’une certaine dose et n’ont pas de caractère indispensable pour le bon fonctionnement d’un organisme (Blum, 1990; Baize, 1997).

Ces métaux qualifiés de lourds de part leur caractère toxique pour l’Environnement et l’Homme sont présents partout. Les voies de contaminations pour l’Homme sont l’inhalation, l’ingestion et l’exposition cutanée.

Par leur caractère cumulatif, les métaux lourds présents dans l'eau se concentrent principalement dans le système digestif provoquant des troubles de celui-ci, nausées, vomissement, perte d’appétit et de poids et des cancers (Hamamoto, 1955; Morris et al., 1974; Datta, 1976; Venugopal et Luckey, 1978; Shigematsu et al., 1981; Letourneau, 1995; Irwin et al., 1997; INSERM, 1999). Ces composés toxiques sont responsables de bons nombres de maladies tristement célèbres comme le saturnisme pour le plomb (Miquel, 2001). Beaucoup de métaux lourds ont des propriétés mutagènes et agissent par exemple sur l’appareil reproducteur pour le plomb. L’arsenic et le zinc provoquent également des lésions cutanées très graves (Sax, 1984; Hindmarsh et Mc Curdy, 1986; EPA, 1987; EPA, 1987b).

L’existence de métaux lourds dans l’eau tel que : Pb, Zn, Cu, Cr, Fe indique généralement qu’on est en présence d’une pollution industrielle.


100

a) Chrome (Cr) :

Dans la nature, le chrome se retrouve dans les roches basiques avec des teneurs plus importantes et sous forme de traces dans les silicates (pyroxène et grenat). Son origine industrielle est liée à la galvanoplastie, tannerie, raffinerie, métallurgie, colorants, textile et peinture. Dans les eaux, le chrome se présente sous deux formes chimiques : la forme hexavalente (Cr VI) et la forme trivalente (Cr III). Le chrome VI représente la forme la plus toxique pour l’homme.

Les teneurs en chrome, dans les points de prélèvement, sont inférieures à la norme limite fixée pour les eaux de surface à 0,25mg/l. La plus grande teneur est observée à l’oued Charef et le point Sb6 (0,01mg/l), mais reste toujours inférieure à l'intervalle des teneurs considérées comme naturelles observées dans la basse Seybouse (0-0,05mg/l) (Debieche, 2002).

La concentration la plus élevée dans les affluents, est observée à oued Maïz (0,03mg/l), l’origine industrielle du chrome est la peinture, utilisée dans la fabrication de la faïence et du marbre, où plusieurs unités déversent leurs effluents liquides dans cet oued.

b) Zinc (Zn2+) :

Le zinc est un métal très répandu sur le globe. Il entre dans les alliages, la galvanisation des pièces métalliques et dans la fabrication des pigments pour la teinture.

Les concentrations sont inférieures à la norme du CEE, pour les eaux de surface, fixée à 5mg/l.

Le zinc est absent au niveau de la majorité des points de la Seybouse avec une valeur maximale de 0.03 mg/l à Sb1 et Sb3.

La plus grande teneur est enregistrée au niveau de l’oued Maiz avec une valeur qui atteint (0,6 mg/l),

c) Plomb (Pb2+) :

Le plomb se présente sous la forme de sulfures (galène), de carbonates (cérusite) et phosphates (pyrophosphite). Dans l’industrie, on le trouve dans la fabrication des accumulateurs acides, de la soudure et des pigments.

Les teneurs en plomb au niveau de l’Oued Seybouse sont inférieures à la norme fixée

aux eaux de surface (0,25mg/l), cependant, pour la station Sb3, on note une teneur élevée (0,23 mg/l) par rapport à l'intervalle des teneurs considérées comme naturelles, observées dans les eaux de l'oued Seybouse (basse Seybouse), qui est entre 0,01 et 0,04mg/l (Debieche, 2002).

Le plomb se trouve dans les affluents avec des concentrations élevées et excèdent les teneurs correspondant aux normes (0.25 mg/l). Ainsi, la teneur la plus élevée est observée aux points Mz et Zb situés à l’oued Maiz et l'oued Zimba, où elles atteignent les valeurs 0.30 et 0.38 mg/l respectivement. Par contre dans les eaux de la nappe les valeurs restent supérieures à la norme 0.05 mg/l. Il est probable que ce soit les retombées atmosphériques du plomb qui provient des axes routiers qui sont à l'origine de cette pollution, combinée aux apports des rejets des stations de lavage et carburants situées sur les deux rives de l’Oued.

d) Cuivre (Cu2+) :

Il est très employé dans les alliages (laiton, bronze, maillechort), l’industrie électrique, le traitement de surface, la galvanoplastie ainsi que dans les traitements agricoles

Les teneurs en cuivre, dans les eaux de l’oued Seybouse sont faibles et inférieures à la norme fixée à 1 mg/l pour les eaux de surface. La plus grande teneur, est observée à la station Sb8 (0,12 mg/l).

A l'oued Maiz, on a enregistré la plus grande teneur (0,3 mg/l)


101

e) Manganèse (Mn)

La présence du manganèse dans l’eau, du point de vue industriel, est lié à la métallurgie, l’industrie électrique et l’industrie chimique. Dans les eaux bien aérées, les concentrations de cet élément sont souvent faibles. En revanche dans les eaux peu aérées (nappe captive), on observe de fortes concentrations. Le manganèse peut apparaître dans l’eau à un potentiel Redox plus élevé.

Les concentrations les plus élevées sont observées au niveau des eaux de surface (l’oued

Maiz et l’oued Zimba) au niveau des stations Mz, et Zb, avec des concentrations qui atteignent 3,4 mg.l-1 pour le manganèse.

La teneur la plus élevée en Mn est observée au niveau de l’oued Charef, et au point Sb5 de l’oued Seybouse. Les teneurs sont inférieures à la norme fixée à 0,1 mg/l pour les eaux de surface.

f) Nickel (Ni)

Le nickel présente une large gamme d’utilisations dans le domaine industriel (alliages, revêtement, céramique, verre). Les concentrations observées au niveau de la région d’étude sont présentées dans la figure n°50.

La présence du nickel au niveau des eaux de la nappe superficielle est très élevée

(supérieur à la norme 0,07 mg.l-1) sauf pour le point P2 qui reste inférieure avec la valeur de 0.06mg/l.

Par contre au niveau des eaux de surface, les moyennes sont supérieures aux teneurs naturelles et inférieures aux normes d’irrigation, mais avec des concentrations plus importantes dans l’oued Maiz et oued Zimba que celles de l’oued Seybouse.


102

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

Tene

ur e

n C

u (m

g/l)


0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035Te

neur

en

Cr (

mg/

l)


0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

Tene

ur e

n M

n (m

g/l)

EAU DE SURFACEEAU SO UTERRAINE

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

Tene

ur e

n Pb

(mg/

l)


0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Tene

ur e

n Zn

(mg/

l)


0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

Tene

ur e

n N

i (m

g/l)


Fig. n° 50 : Variation des éléments en traces métalliques (Cr, Zn2+, Pb2+, Cu2+, Mn , Ni) dans la

région d’étude.

b

a

c

d

f

e


103

V. 4. ANALYSE MULTIDIMENSIONNELLE V. 4. 1. L'analyse en composantes principales (ACP)

L'analyse en composantes principales (ACP) est une méthode statistique essentiellement descriptive ; son objectif est de présenter, sous une forme graphique, le maximum de l'information contenue dans un tableau de données (Diday & al. 1982 ; Philipeau, 1992). Ce tableau doit être constitué, en lignes, par des individus sur lesquels sont mesurées des variables quantitatives (Gaudin, 1982 ; Diday & al.1982 ; Philipeau, 1992 ; Dervin, 1992).

Pour des raisons évidentes de faciliter la visualisation des individus, l'ACP réduit les dimensions des espaces. Les espaces retenus seront donc à une dimension (c'est-à-dire des droites) ou, et c'est le cas le plus fréquent, à deux dimensions (c'est à dire des plans) (Philipeau, 1992).

Les droites et les plans issus d'une ACP ne seront pas réalisés avec les variables initiales mais avec des indices synthétiques obtenus par combinaison linéaire de variables initiales. La méthode cherche d'abord l'indice pour lequel la variation des individus est maximale : cet indice est appelé première composante principale ou premier axe principal.

Ensuite, une seconde composante est recherchée et ceci sous deux conditions : - Avoir une corrélation nulle avec la première. - Avoir, à son tour, la plus grande variance.

Ainsi, cette deuxième composante fournit la plus grande information non expliquée par la première (Dervin, 1992 ; Philipeau, 1992). Le processus se déroule ainsi jusqu'à l'obtention de la dernière composante principale, la part d'information expliquée par chacune d'elle devenant de plus en plus faible (Diday & al. 1982 ; Philipeau , 1992).

V. 4. 2. Interprétations et discussions des résultats :

Pour réaliser cette partie du travail, nous avons utilisé le logiciel SPAD, La matrice des données comporte 11 variables et 11 individus. Le traitement réalisé a donné une inertie totale de 74.99 % pour les deux axes F1 et F2. (Fig. n° 51)

Le facteur FI (49.74%) montre une opposition entre l'ammonium, le phosphate et le potassium dont l’origine serait liée à une pollution des eaux par les rejets urbaines et industrielles. Les nitrates et les nitrites, caractérisant la partie négative de l’axe F1, indiquent probablement une pollution d’origine agricole. La partie négative de l’axe indique aussi une forte minéralisation, caractérisée par un excès en Na, Ca, Mg, So4 et Cl, ces éléments semblent avoir la même origine (centre de la plaine). Par opposition les bicarbonates qui s’opposent semblent indiquer une origine externe à la plaine, ils proviendraient éventuellement des zones amont.

Le facteur FII avec 19.30%, indique une opposition entre les eaux fortement minéralisées et polluées par les nutriments et le phosphate aux eaux de bonnes qualités.


104

Le premier axe principal a une valeur propre égale à 3,07 il explique 46.21 % de la variation totale, la seconde composante égale à 1,69 explique 19.80 % de la variance totale. Les pourcentages de variation sont assez élevés pour les deux premiers axes avec un cumule de 66.01 %. Nous allons donc nous limiter à ces deux axes pour nos interprétations. V. 4. 2.1. Eléments traces métalliques

Le traitement réalisé a donné une inertie totale de 71.27 % pour les deux axes F1 et F2. Le cercle ACP, selon l’axe F1 (53.20 %), qui ne met pas en des oppositions entre les éléments car elle sont tous situé dans la partie positive de l’axe F1. Selon l’axe F2 (18.07 %), on remarque une opposition entre les élément traces métalliques (Ni, Cu, Zn, Mn, et Cr) qui peuvent être d’origine industrielles ou domestiques et les éléments nutritifs (NO3, NO2, NH4 et PO4) qui peuvent avoir une origine agricole.

Fig. n° 51: Cercle ACP des eaux de surface et souterraines (Eléments traces métalliques et les éléments nutritifs).


105

V. 4. 1. 3. Les eaux de surface

Les analyses chimiques des eaux de surface de l’Oued Seybouse et ses affluents : Oued Charef, Bouhamdane, Maiz, Zimba et Malleh ont été effectuées sur 26 observations se rapportant à deux campagnes d’échantillonnages (Février et juin 2007). V. 4. 1. 3.1. Eléments majeurs V. 4. 1. 3.1.1. Statistiques élémentaires Les concentrations observées au niveau des eaux de surface (Oued Seybouse et ses affluents : Oued Charef, Bouhamdane, Maiz, Zimba et Malleh) sont reportées dans le tableau ci-après (tab. n° 50).

Tab. n° 50: Variations des concentrations des éléments majeurs des eaux de surface.

Libellé de la variable Effectif Poids Moyenne Ecart-

type Minimum Maximum

Ca 13 13,00 146,178 19,895 94,000 180,320 Mg 13 13,00 25,976 11,165 3,760 50,800 Na 13 13,00 224,385 272,524 65,000 1127,000 K 13 13,00 5,160 2,259 3,510 10,920 Cl 13 13,00 322,487 265,761 156,200 1223,800 HCO3 13 13,00 236,362 59,981 167,140 408,700 SO4 13 13,00 124,705 54,025 79,600 230,000 CE 13 13,00 2092,230 912,473 1213,000 5110,000

On remarque qu’au niveau des cations le sodium domine tandis que pour les anions il y a les chlorures qui dominent. V. 4. 1. 3.1.2. Matrice de corrélation La matrice de corrélation (Tab. n° 35) présente les différentes corrélations entre les variables prises deux à deux, elle nous permet de dégager les associations suivantes :

CE---Ca+2, r= 0.54 CE---Cl-, r= 0.99 CE---Na+2, r= 0.93 Ca+2---Cl-

, r= 0.51 Na+---Cl-, r= 0.97

Tab. n° 51: Matrice de corrélation des eaux de surface.

Ca Mg Na K Cl HCO3 SO4 CE Ca 1,00 Mg -0,35 1,00 Na 0,34 0,35 1,00 K 0,20 0,25 0,78 1,00 Cl 0,51 0,23 0,97 0,69 1,00 HCO3 -0,18 -0,05 -0,05 0,45 -0,15 1,00 SO4 -0,39 0,32 0,18 0,06 0,06 -0,34 1,00 CE 0,54 0,15 0,93 0,62 0,99 -0,24 0,11 1,00


106

V. 4. 1. 3.1.3. Observation du cercle ACP

Le cercle réalisé par les deux F1F2, montre selon l’axe horizontal F1 (47.58 % de la variance), une opposition entre les eaux fortement minéralisées (riches en chlorures, magnésium et sodium) et occupant la partie positive de l’axe F1 et s’opposent aux eaux faiblement minéralisées caractérisant la partie négative de l’axe F1. Selon l’axe F2 (21.88 % de la variance) on observe une opposition entre les sulfates, le magnésium et le calcium (Ca+2) et les bicarbonatés (HCO3

-) qui caractérisent les points situés dans la région de Guelma en provenance des formations dolomitique et calcaires qui caractérisent cette zone (Fig. n°52).


107

Fig. n° 52 : Cercle ACP des eaux de surface (Eléments majeurs).


108

V.7. CLASSIFICATION DES ELEMENTS NUTRITIFS DANS LA REGION D’ETUDE : Nous disposons des analyses chimiques ses eaux souterraines et de surface (Barrage et cours

d’eau) effectuées dans la région d’étude.

Les mesures concernent les paramètres physico-chimiques des prélèvements effectués au niveau du barrage Hammam Debagh, le long de l’Oued Seybouse et ses principaux affluents, et au niveau des puits de la nappe alluviale. Nous ne prendrons en compte que les paramètres de pollution (No3, No2, NH4 et PO4) pour les eaux souterraines et les eaux de surface. V.7. 1- Les eaux souterraines :

Tab. n° 52 : Grille de Qualité des eaux souterraines (d’après ABH-CSM 2004)

Paramètre / Classe de qualité UNITE EXCELLENTE BONNE PASSABLE MAUVAISE

Ammonium mg/l NH4 < 0.05 0.05 à 0.5 0.5 à 4 > 4 Nitrate mg/l NO3 < 10 10 à 20 20 à 40 > 40 Nitrite mg/l NO2 < 0.01 0.01 à 0.1 0.1 à 3 > 3

Phosphate mg/l PO4 < 0.01 0.01 à 0.1 0.1 à 3 > 3

0 5 10 15 20 25 30

P1

P2

P3

Puits

Concentrations en mg/l

NO3- NO2- NH4+ PO4-

Fig. n°53 : Variation des teneurs au niveau des eaux souterraines (puits)

Dans la partie amont de la zone d’étude (à Medjez Ammar), les valeurs de nitrates, nitrites et

phosphates sont classées dans la catégorie passable sauf pour l’ammonium qui est dans la catégorie bonne. Au niveau de la partie centrale de la zone d’étude (plaine de Guelma), on observe que les nitrates sont dans la classe excellente alors pour le reste des éléments (NO2, NH4 et PO4.) sont de qualité passable selon la grille de qualité des eaux souterraines (d’après ABHCSM, 2004). A l’aval au niveau de Bouchegouf les concentrations mesurées des éléments nutritifs sont toutes de la classe passable.


109

V.7. 2. Les eaux de surfaces :

Tab. n° 53 : Grille de qualité des eaux de surface (d’après ABH-CSM 2004)

Paramètre / Classe de qualité UNITE EXCELLENTE BONNE PASSABLE MAUVAISE

Ammonium mg/l NH4 < 0.1 0.1 à 0.5 0.5 à 8 > 8 Nitrate mg/l NO3 < 5 5 à 50 50 à 80 > 80 Nitrite mg/l NO2 < 0.1 0.1 à 0.3 0.3 à 2 > 2

Phosphate mg/l PO4 < 0.5 0.5 à 1 1 à 2 > 2

0

5

10

15

20

25

Sb01 Sb02 Sb03 Sb04 Sb05 Sb06 Sb07 Sb08 Bh Ch Mz Mh

Puits

Con

cent

ratio

ns e

n m

g/l

NO3- NO2- NH4+ PO4-

Fig. n°54 : Variation des teneurs au niveau des eaux de surface (cours d’eau)

L’interprétation des résultats d’analyse montre que la qualité des eaux de l’oued Seybouse dans l’ensemble des paramètres est dans la classe bonne à l’amont (absence des activités industrielles et une agriculture peu dense). L’existence d’une eutrophisation au niveau des zones industrielles de Guelma qui subissent l’influence des divers rejets non traités. Par contre au niveau de l’aval et la partie moyenne de la Seybouse la qualité des eaux est bonne à passable, avec cependant des valeurs élevées au niveau des affluents tel que oued Maiz qui constitue un milieu récepteur des différents rejets urbains et industriels. (Voir Fig. n°55)


110

Fig. n°55 : Carte récapitulative de la qualité des éléments nutritifs dans la région d’étude


111

V. 7. CONCLUSION :

Après l'interprétation des différents résultats (à la sortie du barrage de Hammam Debagh et

le long de l'oued Seybouse), on peut citer les remarques suivantes : • Une différence considérable des concentrations de certains éléments chimiques, cette

différence observée notamment après la construction du barrage. • Une évolution progressive des valeurs de certains éléments chimiques le long de l'oued

Seybouse. • Cet aperçu hydrochimique, montre que la pollution des eaux peut avoir diverses

origines, celle observée au niveau de la zone d'étude est engendrée par les eaux usées et les rejets industriels et à un moindre degré par l'agriculture.

Chapitre 6 : Estimation de la qualité des eaux d’irrigation

CHAPITRE VI :

ESTIMATION DE LA QUALITÉ DES EAUX D’IRRIGATION DU PÉRIMETRE GUELMA-BOUCHEGOUF

VI.1. Introduction :

L’Organisation Mondiale de la Santé estime, en effet que 80% des maladies qui affectent la

population mondiale sont directement associées à l’eau (Sagik et Moore, 1992 cités par Hassen et al, 1999).

Cependant, l’utilisation des eaux de l’oued Seybouse pour l’irrigation des terres agricoles impose la prise en considération des risques sanitaires liés à la présence potentielle de composées chimiques toxiques et de germes infectieux, qui peuvent dégrader la qualité des sols et des eaux souterraines ainsi sur les cultures irrigués par ces eaux et par la suite la santé des consommateurs.

De ce fait, il est important de connaître la qualité de ces eaux d’irrigation et de chercher le degré de chaque type de pollution et de diagnostiquer les origines et les sources responsables de ces apports anthropiques, dans les limites de la région d’étude. VI.2. Aptitude des eaux de l’oued Seybouse à l’irrigation

Le déversement continu des effluents non épurés dans l’oued Seybouse, pourrait à long terme dépasser son pouvoir d’autoépuration et par conséquent la qualité de ces eaux sera de plus en plus dégradée, ce qui nous poussent à s’interroger si ces eaux de surface sont conformes ou non aux normes et est-ce qu’elles peuvent être utilisées pour l’irrigation des terres agricoles sans aucun risque pour les cultures, les sols, et surtout les eaux souterraines? Il y’a quatre critères majeurs à considérer lors de l’évaluation de la qualité des eaux d’irrigation:

1. La concentration en sels dissous (risque de salinité) 2. La quantité de sodium dans l’eau comparé à d’autres cations (risque de sodicité). 3. La concentration des éléments toxiques qui inhibe la croissance des plantes où devient un

danger environnemental. 4. Le bénéfice nutritionnel résultant de nutriments (nitrates, phosphates et sulfates (HACH

Company, 1993). VI. 3. Qualité des eaux d'irrigation VI.3.1. Matériels et méthodes VI.3.1.1. Stratégie et but de l'échantillonnage A. Analyse chimique

L’irrigation des terres agricoles du périmètre Guelma-Bouchegouf, est assurée par cinq

stations de pompage et qui correspondent aux cinq secteurs constituant le périmètre irrigué, qui sont respectivement de l’amont à l’aval : station Charef, station El Fedjoudj, station Guelma, station Boumahra Ahmed et station Bouchegouf.

- Pour le suivi de l’évolution de la composition chimique des eaux d’irrigation, on a fait l’échantillonnage au niveau des cinq seuils de pompage. En parallèle un prélèvement s’est fait au niveau des affluents de l’oued Seybouse qui reçoivent des débits importants d’eau usée urbaine et industrielle :

Au mois de Mai et Juin, on a prélevé les eaux de l’oued Skhoûn, oued Maïz, oued Zimba et oued Malleh. Dans le but de voir leur influence sur la qualité des eaux de l’oued Seybouse.

112


L’échantillonnage s’est fait en deux périodes ; au mois de Mai (avant la saison d’irrigation) et au mois de juin, après les lâchées du barrage de Hammam Debagh.

L’échantillonnage s’est fait au niveau des seuils de pompage : Charef, El Fedjoudj, Guelma, Boumahra Ahmed et Bouchegouf ; aussi au niveau des affluents de l’oued Seybouse : oued Skhoûn, oued Maïz, oued Zimba et oued Malleh, au mois de Mai et Juin (Fig. n°57).

B. Analyse bactériologique

Les prélèvements effectués avaient pour buts : - Connaître la quantité de la charge bactérienne au niveau des seuils d’irrigation pour pouvoir

la comparer aux normes (OMS, Canadienne, USA). - Détecter les sources les plus polluantes, en connaissant l’apport des affluents, récepteur de

rejets domestiques, les plus polluants de l’oued Seybouse. - Connaître les effets des lâchées du barrage de Hammam Debagh, et le degré de

l’amélioration qualitative apportée par ces volumes d’eau. Pour cela ; sept stations de prélèvement ont été choisis (Fig. n°56) ; au niveau des seuils d’irrigation (la station Charef ; située plus à l’amont de la région d’étude, la station El Fedjoudj, la station Guelma, la station Boumahra et la station de Bouchegouf), et au niveau des affluents qui sont les milieux récepteurs des rejets domestiques et industriels ; à savoir de l’amont à l’aval : oued Skhoûn, oued Maïz.

Les prélèvement ont été faits au mois de Mai (avant les lâchées du barrage Hammam Debagh) et au mois de Juin (après les lâchées du barrage Hammam Debagh).

Fig. n° 56: Situation des points de prélèvement des eaux pour l’analyse bactériologique dans le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf. (Mouchara N., 2008)

113


VI.3.1.2. Le risque de salinité A coté de la rareté et la répartition temporelle défavorable du facteur de production eau, la salinité est devenue une problématique typique des régions arides et semi-arides. L’accumulation des sels dans le sol occasionne des effets nocifs sur les végétaux et sur le sol. Il s’en suit une diminution des rendements et à long terme une stérilisation du sol. En plus de la dite salinité primaire, due en particulier à des inondations périodiques par une eau de mauvaise qualité, et à la remontée d’une nappe phréatique, la salinité est dite secondaire lorsqu’elle est induite par l’activité humaine, liée souvent à des pratiques d’irrigation (Mansouri, 2003).

Les plantes et l’évaporation prélèvent l’eau du sol en y abandonnant une large part des sels apportés par l’eau d’arrosage, ce qui conduit à augmenter la salinité de l’eau du sol. La pression osmotique de l’eau du sol augmentant avec sa concentration en sels dissous, la plante consacre alors l’essentiel de son énergie non pas à se développée, mais à ajuster la concentration en sel de son tissu végétal de manière à pouvoir extraire du sol l’eau qui lui est nécessaire (Faby et al, 2000). VI.3.1.3. Evolution temporelle et spatiale de la salinité

Richards, en 1969 a établi une échelle de qualité des eaux d’irrigation en fonction de leur salinité évaluée par leur conductivité électrique (D’après Faby et al, 2000).

Tab. n° 54 : Classe de salinité selon Richards (Faby et al, 2000).

Classe Conductivité de l’eau (mmhos/cm)

Sels correspondants estimés en Na Cl (mg/l)

I- Excellente <0,25 <160 П- Faible salinité 0,25-0,75 160-500 Ш- Forte salinité 0,75-2,25 500-1500 IV- Très forte salinité 2,25-5 1500-3600 • Au mois de Mai ; les eaux d’irrigation au niveau des seuils de pompage ; montrent

globalement les mêmes concentrations en Na+Cl. D’après la figure n° 58, les cinq seuils d’irrigation, Charef, El Fedjoudj, Guelma, Boumahra Ahmed et Bouchegouf ainsi Oued Bouhamdane, Oued Maïz et Oued Zimba présentent une faible salinité, les sels solubles estimés en Na Cl correspondant sont compris entre 160 et 500 mg/l. Cependant, les eaux des affluents de l’oued Charef et oued Malleh montrent à leur tour une forte salinité, la plus élevée est observée au niveau de l’oued Malleh avec une valeur de Na+Cl de l’ordre de (2350 mg/l).

0

500

1000

1500

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2500

Sec

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Station

Con

cent

ratio

ns N

a+C

l (m

g/l) Avant les lachées (Mai) Après les lachées (Juin)

Fig. n° 57 : Evolution spatio- temporelle de la conductivité des eaux d’irrigation.

114


• Au mois de Juin, les concentrations sont les même au niveau des seuils d’irrigation, on note la diminution des valeurs par rapport au mois de Mai, cela est du aux eaux des lâchées du barrage, dont les volumes apportés jouent le rôle de diluant. D’après le tableau n° 54, les eaux des seuils de pompage présentent une faible salinité. Au niveau des affluents ; oued Zimba, oued Maïz et oued Bouhamdane ; on note des valeurs inférieures à celles des eaux d’irrigation. De ce fait, les eaux des affluents ne contribuent pas à augmenter la salinité de ces dernières sauf pour oued Charef et oued Malleh qui ont des valeurs élevées.

VI.3.1.4. Le risque de sodicité

L’accumulation du sodium sur le complexe adsorbant des sols peut dégrader les propriétés physiques des sols. Leur capacité de drainage, donc leur perméabilité, conditionne la productivité des terres irriguées. Un excès de sodium par rapport aux alcalino-terreux (Ca, Mg, …) dans le complexe adsorbant provoque la défloculation des argiles, une destruction du sol qui se traduit par une réduction de la perméabilité et de la porosité des couches superficielles du sol. L’eau d’irrigation stagne alors à la surface du sol et ne parvient plus jusqu’aux racines. D’autre part, à proportion égale de sodium et d’alcalino-terreux dans la solution, la tendance à la sodisation du sol est d’autant plus forte que la concentration en cations totaux dans la solution est plus élevée. Ainsi, le risque de sodisation relatif à une eau d’irrigation est caractérisé par deux paramètres : Le SAR (Sodium Adsorption Ratio) qui rend compte du rapport entre la concentration en sodium et en alcalino-terreux, et la conductivité de l’eau appliquée (Faby et al, 2000). Le SAR qui est défini par la relation

SAR = )/(

2

lmgMgCa

Na+

Les valeurs du SAR sont représentées en fonction de la conductivité électrique de l'eau sur le diagramme de Richards (Fig. n°58). A- Diagramme de Richards

Richards (1954) a élaboré une classification, en se basant sur les deux paramètres à savoir (SAR et conductivité électrique). Les classes de potabilité des eaux (C1S1,...C4S4) (tab. n°55) correspondent, dans le diagramme de Richards (Fig. n° 59) au SAR (en ordonnées pour la lettre S) et à la conductivité (en abscisses pour la lettre C).

Tab. n° 55 : Classification des eaux par degrés d’aptitude à l’irrigation (Méthode du SAR). Degrés Qualité Classe Etat d’utilisation

1 Excellente C1-S1 C1-S2

Utilisation sans danger pour l’irrigation de la plupart des cultures sur la plupart des sols.

2 Bonne C2-S1C2-S2

Convenable aux plantes qui ont une tolérance aux sels, cependant son utilisation peut générer des problèmes

pour les argiles.

3 Admissible C3-S1, C2- S3, C3-S2

La salinité doit être contrôlée, irrigation des cultures tolérables aux sels sur des sols bien drainées.

4 Médiocre C4-S1, C4-S2,

C3-S3

Eau fortement minéralisée, utilisée uniquement pour des plantes très résistantes aux sels dont le sol présente une

bonne perméabilité.

5 Mauvaise C3-S4, C4-S3, C4-S4

Inutilisable.

115


D’après le diagramme de Richards : • Au mois de Mai, ainsi qu’au mois de Juin (après les lâchées du barrage), les eaux

d’irrigation, au niveau des cinq seuils de pompage appartiennent aux mêmes classe d’aptitude à l’irrigation ; classe C3-S2 et C3-S3, elles sont de qualité admissible. En générale, eau convenant à l’irrigation des cultures tolérantes aux sels sur des sols bien drainés, l’évolution de la salinité doit cependant être contrôlée.

Fig. n° 59: Classification des eaux d’irrigation d’après le diagramme de Richards

VI.4. Pollution bactériologique VI.4.1. Qualité bactériologique des eaux d’irrigation

Durant ces dernières années, un débat s’est déclenché autour de la qualité bactériologique des eaux de l’oued Seybouse et leur usage pour l’irrigation. Dans cette partie de l’étude, on essayera de connaître la charge bactérienne au niveau des seuils d’irrigation. Ceci d’une part, d’autre part, on essayera de classer les eaux de l’oued par rapport aux eaux de surface selon les normes existantes. VI.4.2. Les indicateurs de la pollution bactériologique

116


L’analyse bactériologique permet de mettre en évidence la pollution fécale de l’eau. Les

organismes pathogènes sont très nombreux et très variés et ne peuvent donc faire l’objet d’une recherche spécifique. Ainsi, il est préférable de rechercher des germes qui sont dénommés « germes indicateurs de pollution fécale », qui sont les coliformes : coliformes totaux, coliformes thermo-tolérants, Escherichia Coli et aussi les streptocoques fécaux. ●Les coliformes thermo-tolérants Tous les coliformes d’origine fécale sont thermo-tolérants. Ce sont des indicateurs relativement fiables de contamination fécale. ● Escherichia Coli C’est un excellent marqueur de contamination fécale, récente ou rapprochée. ●Les Streptocoques fécaux Ils sont en grande partie d’origine humaine. Ils sont néanmoins considérés comme indicateurs d’une pollution fécale, et leur principal intérêt réside dans le fait qu’ils sont résistants à la dessiccation. Ils apportent donc une information supplémentaire sur une pollution.

VI.4.3. Aptitude à l’irrigation VI.4.3.1. Normes et recommandations

Pour connaître l’aptitude des eaux de l’oued Seybouse à l’irrigation de point de vue qualité

microbiologique, et pour s’orienter vers leur usage pour l’irrigation de spéculations végétales biens précises , ont a affrontées ces eaux :

• Aux recommandations de l’OMS (1989) et à la réglementation californienne ; il s’agit de deux grands groupes standard de normes des eaux usées épurées utilisées à l’irrigation. Cette comparaison est justifiée par le fait que l’oued Seybouse est l’exutoire d’importants rejets domestiques, donc ses eaux peuvent être considérées comme des eaux usées.

• Aux normes canadiennes et celles des Etats-Unis (Enviromental Protection Agency), concernant les eaux de surface utilisées pour l’irrigation.

La réglementation de l’OMS (1989), pour la réutilisation des eaux usées épurées à

l’irrigation, propose de retenir trois catégories de contraintes sanitaires C, B et A exprimant les risques croissant liés aux types d’utilisation projetés et aux modalités d’irrigation, elles ont étaient révisées en 2000 par Blumenthal et coll. (Faby et al, 2000). La réglementation californienne, exprimée dans un document appelé « Title 22 » est une des plus sévères au monde. Elle est basée sur une approche de haute technologie. C’est également une référence mondiale. Elle a servi de modèle aux réglementations d’Israël, de l’Italie, etc. (Faby et al, 2000).

Tab. n° 56 : Recommandations microbiologiques révisées de l’OMS pour les eaux usées avant utilisation en agriculture (Blumenthal et Al., 2000).

117


Cat

égor

ie

Conditions de réutilisation

Groupes exposés

Technique d’irrigation

Coliformes fécaux

nombre/100ml

Nématodes intestinaux

(œuf/1)

A

Irrigation sans restriction A1 pour les cultures maraîchères consommées crues, les terrains de sports, parcs publics

Travailleurs Consommateurs publics

Toutes ≤ 103≤0,1

B

Irrigation restreinte. Céréales, cultures industrielles, fourragères, pâturages et forets

BB1Travailleurs (mais pas les enfants <15 ans, populations alentour BB2 comme B1 BB3Travailleurs dont les enfants<15 ans, population alentour.

par aspersion

par régole d’infiltration ou par gravité

Toutes

≤105

≤ 103

≤ 103

≤ 1

≤ 1

≤ 0,1

C

Irrigation localisée sur des cultures de la catégorie B s’il n y’a pas d’exposition des travailleurs ou des public

aucun goutte à goutte, micro jet,…etc pas de norme pas de norme

Tab. n° 57 : Résumé des recommandations de l’Etat de Californie pour la réutilisation des eaux

usées épurées pour l’irrigation.

Application Techniques d’irrigation Coliformes fécaux ou totaux nombre/100ml

Cultures comestibles consommées crues aspersion < 2,2

Cultures comestibles surface < 2,2 Arbres fruitiers et vignes surface aucune limite Production de fibres végétales et cultures semences surface ou aspersion < 23

Pâturage pour animaux élevés pour leur lait surface ou aspersion < 23

Parcours de golfs, cimetières, bordures de routes et autres espaces avec un accès public similaire

surface < 23

Source : Faby et al, 2000.

Selon les recommandations microbiologiques de l’OMS (1989), les eaux d’irrigation aux niveaux des seuils de pompage ne peuvent pas être utilisées pour l’irrigation des cultures maraîchères consommées crues, étant donnée que les teneurs en coliformes fécaux dans ces stations de pompage, avant et même après les lâchées du barrage de Hammam Debagh, à l’exception de la station de Charef au mois de juillet situé à l’amont de la zone d’étude à 150m de la confluence des

118


Oueds Bouhamdane et Charef, sont supérieures à 103 germes pour100ml. Si la technique d’irrigation envisagée est l'aspersion, comme c’est la pratique au niveau du périmètre d’irrigation, les eaux des seuils de pompage, peuvent être utilisées, pour sans restriction, pour l’irrigation des céréales, cultures industrielles, fourragères, pâturages et forêts.

D’après la réglementation californienne « Title 22 », les eaux d’irrigation au niveaux des stations de pompage, dépassent largement les normes en coliformes fécaux ou totaux (< 2,2 et <23), et ne peuvent être utilisées que pour l’irrigation des arbres fruitiers et vignes, en utilisant la technique de l’irrigation de surface.

Au Canada, les recommandations pour la qualité des eaux d’irrigation ne devraient pas contenir, plus de 103 /100ml pour les coliformes et 102 /100ml pour les coliformes fécaux. Comparant les eaux de l’oued Seybouse, aux niveaux des seuils de pompage à ces recommandations, on s’aperçoit quelles ne sont pas conformes, et que leur charge bactérienne est très élevée, donc ne peuvent pas être utilisées à l’irrigation, à l’exception de la station de Charef, au mois de juin qui coïncide à la période des lâchées du barrage Hammam Debagh.

Aux Etats-Unis, Environnemental Protection Agency et l’Académie des Sciences ont déterminé, en 1973, que les eaux de surface naturelles, y compris les eaux de rivières, utilisées pour l’irrigation, ne devraient pas contenir, au total, plus de 103 coliformes par 100ml, (Faby, 2000), de ce fait, les eaux des stations d’irrigation du périmètre Guelma-Bouchegouf ne peuvent être utilisées pour l’irrigation. VI.4.3.2. Classification de la qualité microbiologique des eaux de l’oued Seybouse

Etant donné que les eaux de l’oued Seybouse, sont des eaux de surface, et dans le but de

savoir leur degré de pollution bactériologique, on les a comparé aux normes canadiennes des eaux de surface (Tab. n° 58).

Tab. n° 58 : Grille de la qualité bactériologique des eaux de surface (Normes canadiennes).

Classe de Qualité Excellente Bonne Moyenne Mauvaise Très mauvaise Coliformes fécaux

(germes/100ml) ≤20 20-2.103 2.103-2.104 >2.104 -

L’évaluation des eaux de l’oued Seybouse par rapport à la classification canadienne, nous a

permis d’obtenir les résultats suivants (Tab. n° 59). Les eaux au niveau de la station d’irrigation de Guelma, semblent de meilleure qualité comparées à celles des autres stations. Les lâchées du barrage, ont amélioré la qualité des eaux de la station de Charef et celle de El Fedjoudj.

Tab. n° 59: Qualité bactériologique des eaux de l’oued Seybouse par apport aux normes canadiennes pour les eaux de surface.

station d’irrigation

Mai (avant les lâchées du barrage)

Juin (après les lâchées du barrage)

Charef Moyenne Bonne El Fedjoudj Moyenne Bonne

Guelma Moyenne Bonne Boumahra A. Mauvaise Mauvaise Bouchegouf Bonne Bonne

On note que le seuil de Boumahra ne s'améliore pas en Juin, malgré les lâchées du barrage, cela est dû aux apports de l'oued Boussora qui est le plus chargé en germes fécaux durant cette période et l’éloignement de cette station d’où l’effet faible des lâchées du barrage.

119


Fig. n° 60: Carte de la qualité bactériologique des eaux d’irrigation du périmètre Guelma – Bouchegouf. (Avant et après les lâchées de barrage)

VI.4.3.3. Evolution de la charge bactérienne des eaux d’irrigation

• Avant les lâchées du barrage en Mai, le seuil de Guelma, est le plus chargé en germes totaux, que les autres seuils, cela est dû aux apports de l’oued Skhoûne, et oued Maïz situés à l’amont de cette station d’irrigation. A la station de Guelma, on note l’absence totale des coliformes fécaux. Les streptocoques fécaux, sont présents en grand nombre, après les lâchées du barrage, au niveau des stations d’irrigation El Fedjoudj et Guelma.

120


0

500000

1000000

1500000

2000000

SecteurCharef

Secteur ElFedjoudj

SecteurGuelma

SecteurBoumahra

SecteurBouchegouf

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l)

avant les lachées après les lachées

05000

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SecteurCharef

Secteur ElFedjoudj

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SecteurCharef

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Secteur

Nom

bre

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00m

l)


Fig. n° 60 : Evolution spatio-temporelle de la charge bactérienne des eaux d’irrigation. VI.4.3.4. Les apports bactériens des affluents

La figure n°61, montre la charge bactérienne au niveau des eaux des affluents, alimentant enfin l’oued Seybouse.

121


0200000400000600000800000

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Rejet Oued Maiz Rejet O. Skhoune

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Rejet Oued Maiz Rejet O. SkhouneNom

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Rejet Oued Maiz Rejet O. Skhoune

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00m

l)


Fig. n° 61: Evolution de la charge bactérienne dans les affluents de l’oued Seybouse.

- Au mois de Mai, l’oued Maïz, qui reçoit les deux tiers des eaux usées de la ville de Guelma est le plus chargé en coliformes fécaux, suivi par l’oued Zimba, ce dernier montre la charge la plus élevée en coliformes fécaux pendant le mois de juin, ce qui explique que le seuil d’irrigation de Boumahra, ne soit pas affecté par l’amélioration apportée par les lâchées des eaux du barrage de Hammam Debagh. La concentration en streptocoques fécaux, au mois de juin ; au niveau des eaux des affluents de l’oued Seybouse, est plus élevée qu’au mois de Mai.

122


VI.4.3.5. Effets des lâchées du barrage sur la qualité bactériologiques des eaux d’irrigation

Le barrage de Hammam Debagh, implanté dans l’oued Bouhamdane, fournit des volumes d’eau importants à l’oued Seybouse pendant la période d’irrigation de pointe.

Au mois de Mai, et avant les lâchées du barrage, la charge bactérienne la plus importante est

observée au niveau de la station de Guelma. L’amélioration quantitative apportée aux eaux de l’oued Seybouse est accompagnée à la fois par une amélioration qualitative. On note la diminution des coliformes fécaux aux niveaux des stations d’irrigation situées à l’amont.

Après les lâchées du barrage au mois de Juin, on note une amélioration de la qualité,

où l’abattement des bactéries est très net à la station de Guelma, la plus proche du barrage. L’amélioration atteint aussi la station de El Fedjoudj. A la station de Guelma, la réduction se fait uniquement pour des coliformes thermo tolérants. On n’observe aucune amélioration à la station de Boumahra, du faite de son éloignement et de l’important apport bactérien de l’oued Boussora et Chaabat Maamoura et l’activité industrielle situé sur la rive droite de l’oued Seybouse.

La réduction des bactéries, indicatrices de pollution fécale, à savoir les coliformes fécaux

et Escherichia Coli, est importante au niveau du seuil d’El Fedjoudj et Charef, où on note des taux d’abattement très élevés, respectivement 98% et 97%.

123

Conclusion générale et recommandations

CONCLUSION GÉNÉRALE ET RECOMMANDATIONS

Au terme de cette étude qui nous a permis de montrer l'impact des lâchers du barrage de

Hammam Debagh sur la qualité des eaux de la vallée Seybouse dans sa partie amont, nous présentons un synthèse des principaux aspects évoqués et des résultats acquis :

La région Guelma – Bouchegouf est constituée essentiellement de deux formations géologiques qui affleurent le long de la région d'étude; les formations mio-pliocène et quaternaires. Ces formations sont constituées essentiellement d’alluvions (graviers, limons, conglomérats, travertins perméables, présents sur l'ensemble du terrain et offre par conséquent un intérêt hydrogéologique, le trias gypsifère qui affleure au Sud de la région de Bouchegouf, qui est à l'origine de la contamination par les sels.

L'étude géomorphologique fait ressortir la très grande diversité lithologique qui entraîne obligatoirement des conséquences sur la stabilité du régime des eaux de surface et souterraines.

La synthèse des données hydroclimatiques nous permet de distinguer que la région d’étude est

soumise à un climat méditerranéen, elle est caractérisée par deux saisons distinctes, l’une pluvieuse humide à précipitations relativement élevées et des températures basses, l’autre sèche moins pluvieuse et avec des températures relativement élevées. La température moyenne annuelle varie entre 17.79°c et 19.66°c, elle est assez régulière, par contre, la moyenne annuelle des précipitations est de 589.33mm à Guelma, 574.85mm à Bouchegouf et 624.81mm au barrage H. Debagh.

L'étude du climat en utilisant l’indice d’aridité de De Martonne a montré que notre secteur

d'étude est en zone tempérée, elle est marquée par une évapotranspiration réelle (ETR) de 74.73% (station des Guelma), 76.36% (station de Bouchegouf) et de 70.89% (station du barrage) des précipitations, alors que la lame d’eau ruisselée constitue 13.92%, 11.13% et 12.64% de la lame d’eau précipitée respectivement à Guelma, Bouchegouf et H. Debagh.

L’infiltration efficace varie entre 11.35% à 16.46% des précipitations qui pourra joué un rôle important dans la recharge des nappes d’eau souterraines.

Les conséquences des changements climatiques sur les ressources en eau seront principalement d'action quantitative. Cette perturbation du potentiel en eau de surface se retournera aussi au niveau de la qualité des eaux des cours d'eaux et des aquifères.

Enfin, les changements de températures et de précipitations pourraient réduire l'humidité des sols et l'écoulement annuel. Donc des conséquences importantes sur les ressources en eau disponibles pourraient avoir lieu avec un impact certain au niveau social, économique et écologique.

L'étude hydrologique a été abordée par la quantification des débits au niveau de chaque

station. L'apport de l'oued Mellah semble de loin le plus important. On note également un accroissement de la lame d'eau d'amont en aval.

Les principaux cours d'eau présentent des particularités à système pluvial méditerranéen dans

son ensemble, régis par des modes d'alimentation, et des conditions de rétentions restitution qui sont à l'origine des écarts entre les impulsions de débits et les hauteurs de pluies.


Le volume régularisé annuel du barrage Hammam Debagh est estimé environ 55 hm3 et sa capacité importante de l’ordre de 184.38 hm3 pourront jouer un rôle essentiel pour satisfaire les besoins en eau dans le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf et en AEP pour la Wilaya de Guelma.

Dans la région d'étude, deux importantes ressources en eaux sont distinguées; les eaux de surface de l'Oued Seybouse utilisées sans contrôle pour l'irrigation, et les eaux souterraines de deux horizons aquifères différents (libre superficielle et profonde captive). La première nappe qui est la plus vulnérable à la pollution, notamment par l'Oued Seybouse est contenue dans des formations sableuses gréseuses, son épaisseur varie de 4 m à 20 m, généralement elle est l'objet de l'utilisation agricole.

La carte piézomètrique de la période des basses eaux, pour l’année 2007, a montré que

l’oued Seybouse draine la nappe, et l’écoulement se fait généralement du Sud vers le Nord. A l’Ouest, la nappe des hautes terrasses se fait alimentée latéralement par les travertins. Les

basses terrasses sont alimentées par la nappe des hautes terrasses, suivant d’un axe de drainage d’orientation Sud Ouest-Nord Est.

Le périmètre d’irrigation Guelma-Bouchegouf, est constitué de cinq secteurs autonomes sur

le plan d’aménagement et de desserte en eau. Les secteurs irrigués qui font partie de la région d’étude sont : le secteur de Charef, le secteur d’El Fedjoudj, Guelma, Boumahra Ahmed et le secteur de Bouchegouf.

L’irrigation du périmètre se fait à partir du réseau d’irrigation, celui-ci est un dispositif

composé d’organes permettant la répartition, la prise en charge et la distribution de l’eau à chaque exploitation agricole. Le mode d’irrigation est par aspersion.

La desserte en eau retenue consiste en des lâchées suivant les besoins du périmètre à partir

du barrage de Hammam Debagh dans l’oued Seybouse. Cette eau est récupérée au niveau des seuils, qui sont des ouvrages spéciaux, interceptant l’oued Seybouse et refoulent ses eaux vers des ouvrages de régulation et de stockage, distribuée au niveau du réseau de borne d’irrigation.

L'interprétation des résultats des analyses chimiques a permis de mettre en évidence

l'évolution des éléments chimiques le long de l'Oued Seybouse et ses principaux affluents ainsi la qualité des eaux de ces cours d'eau. Les histogrammes réalisés, ont montré que les Chlorures et les bicarbonates dominent dans la région d'étude et sont accompagnés du Sodium ou du Calcium. Les concentrations de certains éléments chimiques augmentent progressivement de l'amont vers l'aval.

La région d'étude est considérée polluée à cause des teneurs qui dépassent celles préconisées

par l'OMS, surtout les Chlorures, les bicarbonates. Donc c'est une pollution naturelle provoquée par les formations géologiques de la région d'une part, et par les rejets industriels et l'agriculture d'autre part.

Pour les éléments nutritifs, les résultats obtenus montrent que les eaux de la nappe, pour la

plupart des points prélevés, sont supérieurs à la norme de potabilité, comparées aux eaux d'irrigation, qui ont montrées de faibles teneurs en nitrates, ce qui confirme que l'origine des nitrates dans la nappe sont les engrais chimiques.

Les concentrations des éléments en traces métalliques (ETM) dans les eaux de surface et souterraine, révèle des teneurs en plomb et en nickel, supérieures aux teneurs naturelles observées dans les autres pays, donc le contrôle périodique de la teneur des eaux de surface et des puits en ces


éléments est à suivre, pour éviter d’arriver à un stade de pollution très dangereux pour la santé du consommateur. L'origine de ces éléments dépend très largement des caractéristiques hydrogéologiques de la zone étudiée ainsi que des activités exercées, et les différents rejets industriels.

L'analyse en composantes principales (ACP), nous avons permis de déterminer l’origine

naturelle, industrielle ou urbaine du chimisme (éléments majeurs et éléments en traces métalliques) des eaux de surface (cours d’eau et rejets) et des eaux souterraines (la nappe alluviale) de la région d'étude.

La connaissance de la qualité physico-chimique des eaux d’irrigation, est une étape très importante, dans l’étude de l’impact de cette pratique sur les cultures irriguées par ces eaux et les eaux souterraines.

Les eaux d’irrigation, au niveau des seuils de pompage, qui assurent l’irrigation des secteurs du périmètre Guelma-Bouchegouf, sont menacées en permanence par la pollution, étant donné que l’oued Seybouse est un milieu récepteur de tous les rejets industriels et urbains, déversés à l’état brut en absence de station d’épuration sauf pour la ville de Guelma récemment mise en service (après ce travail). Ces rejets représentent un danger majeur sur la qualité des eaux vu les fortes concentrations en polluants chimiques et leurs débits élevés.

Les analyses chimiques des eaux d’irrigation, au niveau des stations de pompage ont montrées, que ces eaux sont de faible salinité, les sels solubles estimés en Na Cl correspondant sont compris entre 160 et 500 mg/l. Cependant, les eaux des affluents de l’oued Charef et oued Malleh montrent à leur tour une forte salinité, D’après le diagramme de Richards, les eaux de Charef, El Fedjoudj, Guelma, Boumahra et Bouchegouf sont de qualité admissible, en générale, convenant à l’irrigation des cultures tolérantes aux sels sur des sols bien drainés, l’évolution de la salinité doit cependant être contrôlée.

D’après la réglementation californienne « Title 22 », concernant les eaux usées épurées utilisées à l’irrigation, les eaux des stations de pompage, ne peuvent être utilisées que pour l’irrigation des arbres fruitiers et vignes.

Selon Environnemental Protection Agency (Etats-Unis), et l’Académie des Sciences (1973),

les eaux des stations d’irrigation, autant que des eaux de surface, ne peuvent être utilisées pour l’irrigation. Aussi, d’après les recommandations canadiennes, pour la qualité des eaux d’irrigation, les eaux de l’oued Seybouse, aux niveaux des seuils de pompage, ne sont pas conformes à ces normes, et par conséquent ne devraient être utilisées à cet usage.

Les lâchées du barrage de Hammam Debagh, arrivent à réduire la charge bactérienne

(coliformes fécaux), au niveau des stations ; Charef, El Fedjoudj, Guelma et Bouchegouf. Il serait donc, plus prudent d’effectuer ces lâchées avec le début de chaque saison d’irrigation.

Les eaux arrivant du barrage vont entraîner dans leurs déplacements les polluants, ce qui explique l’état de dégradation des eaux de l’oued dans la partie aval de Bouchegouf vers Annaba. En perspectives, pour déterminer avec exactitude l’origine de la pollution, il serait important voire utile pour des études ultérieures de dégager une stratégie menant à la détermination de l’origine des métaux lourds dans les eaux et les sédiments, et de déterminer la véritable nature de cette pollution.

Surtout après la mise en service de la station d’épuration des eaux usées de la ville de Guelma qui va diminuer la pollution de l’oued Seybouse qui reste à confirmer.


Nous recommandons :

Au niveau de l'Oued Seybouse les écoulements n'obéissent pas par endroit à la pente, ce qui provoque une stagnation inexpliquée des eaux, augmentant les risques de pollution. A notre sens un curage de l'Oued s'impose.

Un contrôle rigoureux de la qualité des eaux de l'Oued surtout dans la saison estivale s'impose en liaisant avec les débits lâchés du barrage Hammam Debagh pendant la période d’irrigation.

L'implantation d'une station de traitement des eaux urbaines à la sortie de Bouchegouf et aux agglomérations importantes est souhaitable pour épurer les eaux avant leur rejet.

Une compagne prolongée de vulgarisation sur l'utilisation des engrais est à prévoir. Une incitation auprès des industriels est par ailleurs indispensable pour faire diminuer la

quantité des matières premières qui partent dans les eaux rejetées et prévoir des seuils de rejets conforme aux normes actuellement utilisées par les pays industriels moderne.


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