Géologie et caractéristiques physico-chimiques des dunes
A l’origine les massifs argilo-gréseux numidiens et gneissiques furent intensément érodés. Une grande quantité du matériel détritique fut charriée vers la mer puis dégradée en sable. Les éléments furent ensuite déplacés essentiellement par les vents vers l’intérieur et se répartissent uniformément dans les dépressions formant ainsi un matelas dunaire. Les niveaux d’argile en feuillets provenant directement du massif numidien, s’intercalent dans les niveaux sableux. L’état pur, le sable renferme 80 à 90% de silice provenant de la lapidation des grès numidiens et des formations métamorphiques. C’est ce qui se dégage de la carte géologique et structurale établie par Vila (1980) qui montre un lambeau du socle de l’Edough au Nord de Bouteldja. Le sable est donc siliceux, fin et le plus souvent mélangé avec des minéraux tels que le quartz irrégulièrement consolidé par du CaCO3 jaune ou rougeâtre, de tourmaline et de magnétite. Le sable renferme une proportion plus au moins forte d’argile. Il devient très argileux au pied de la chaîne numidienne. La présence de feroxyde donne au sable sa coloration rouge, brune ou jaune .
Qualité des eaux souterraines de la région
Les eaux souterraines, constituent une ressource de qualité généralement meilleure à celle des eaux de surface, grâce à la protection naturelle des couches du sol sus-jacentes et aux pouvoir filtrant des terrains. Elles permettent des échanges physico-chimiques avec le milieu réservoir en provoquant un retard de la matière polluante par sa destruction ou par sa fixation . De point de vu qualité les nappes sableuses (d’origine éolienne) du massif dunaire de Bouteldja et du cordon dunaire, malgré leur proximité de la mer, leurs eaux restent de très bonne qualité chimique, présentants généralement des teneurs en sels dissous inférieures aux normes de l’ordre de 150mg/l, où on enregistre des teneurs inférieures à 70mg /l pour les chlorures et les bicarbonates, inférieures à 10mg/l pour les Ca++ et Mg++, K+, et des valeurs de Na+ inférieures à 30mg/l. les valeurs en nitrates et nitrites sont très faibles ne présentant actuellement pas un risque de pollution. Cependant le faciès chimique est généralement chloruré-sodique pour lequel la pluie et l’évapotranspiration semblent jouer un rôle prépondérant dans la dilution et la concentration en sels dissous. .Par contre les nappes superficielles et profonde d’Annaba présentent une qualité d’eau dégradée surtout dans la partie de Dréan où les concentrations en chlorures dépassent largement les normes(entre 700-900mg/l), le faciès chimique reste toujours chloruré-sodique (origine géologique: due à l’effet du phénomène de régression et transgression de la mer méditerranée dans cette région pendant le Miocène) les valeurs du calcium dépassent les 100mg/l, par contre les teneurs en sodium sont très élevées de l’ordre de 400mg/l au niveau de s Salines et de Dréan.
Application de méthodes d’estimation de la vulnérabilité
Méthode DRASTIC : Cette méthode cartographique de cotation de systèmes paramétriques a été mise au point par l’EPA (Environnemental Protection Agency, 1985), ainsi que par Aller et al. (1987) aux Etats-Unis. Elle a pour but d’estimer le potentiel de pollution des eaux souterraines . Elle permet aussi de déterminer l’indice de la vulnérabilité intrinsèque applicable aux conditions hydrogéologiques rencontrées aux Etats-Unis. Elle a été ensuite modifiée dans le but d’être utilisée dans différentes régions du monde.
Cette méthode comporte sept paramètres, l’ensemble des premières lettres de chaque paramètre constitue le nom de la méthode. Pour chacun des paramètres DRASTIC, une cote est attribuée sur une échelle entière allant de 1 (le moins important) à 10 (le plus important).
Ainsi, chaque paramètre qui a une cote basse implique que la nappe concernée n’est pas vulnérable à la pollution et inversement. L’échelle étant entière, c’est-a-dire discrète, il est donc naturel que les valeurs obtenues pour chacun des paramètres soient regroupées en classes ayant chacune un nombre unique. II s’agit donc de désigner une valeur numérique à chaque paramètre de 1 à 5 qui correspondra au poids et qui augmente selon 1’importance du paramètre dans l’estimation de la vulnérabilité, c’est-à-dire, selon son influence sur la vulnérabilité de la nappe. Ensuite, ces cartes sont superposées pour produire une couche résultante où sera calculé l’indice de la vulnérabilité DRASTIC (ID).
Identification des classes de vulnérabilité à la pollution
Les différentes unités hydrogéologiques sont illustrées dans la carte de vulnérabilité à la pollution qui reflète le résultat des principaux travaux réalisés : L’observation de la carte de vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines permet de distinguer quatre classes à différentes échelles de vulnérabilité :
Classe Faible (84-114) : Elle correspond à une zone de vulnérabilité à la pollution faible avec une couverture limono-sableuse, argileuse, reposant sur des formations argileuses, limono-argileuses et des sables argileux. La profondeur de la nappe est variable. Elle atteint les 65m dans la partie Ouest près du lac Mekhrada et au sud Est de Bordj Ali Bey l’est du massif dunaire Cette classe occupe une zone très limitée dans la région.
Classe Moyenne (114-145): Elle représente une zone de vulnérabilité à la pollution moyenne avec un aquifère sableux, argileux et graveleux, avec une couverture sableuse.
La prédominance des fractions sableuses dans les terrains de couverture facilitent la recharge de la nappe qui est de l’ordre de 34%. Ainsi ces paramètres favorisent l’infiltration des polluants vers les eaux souterraines du massif dunaire, où le toit de la nappe se situe entre 10 et 60m dans la partie Ouest et elle ne dépasse pas les 15m dans la partie Est du massif dunaire.
Classe Elevée (145-175) : Cette classe occupe presque toute la partie centrale du massif dunaire (Sébaa, Righia, Borj Ali Bey) présentant une couverture sableuse, ou limoneuse sableuse avec un aquifère continu dans des graviers, sables et argiles avec une zone non saturée de type sables argileux.
La profondeur de la nappe est faible, elle ne dépasse pas les 5m. La prédominance des terrains à forte proportion de sables et une profondeur faible de la nappe déterminent une zone de vulnérabilité à la pollution élevée.
Interprétation de la carte de vulnérabilité à la pollution des eaux, établie par la méthode GOD
La cartographie de la vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines de la région de Bouteldja par la méthode de GOD a permis de trouver 3 classes :
classe à vulnérabilité très faible : elle occupe la partie sud de la plaine du massif de Bouteldja, présente des couches de la zone non saturée formées essentiellement par des argiles qui limitent le risque d’infiltration des polluants vers la nappe souterraine. Cette classe est caractérisée par des profondeurs importantes allant de 50 à78m, ainsi les polluants prennent un temps de séjour plus long pour atteindre la nappe souterraine. L’indice total est l’ordre de 0.1.
classe à vulnérabilité faible : cette classe est caractérisée par des formations sableuses et argileuses, où l’indice global est compris entre 0.1et 0.3 avec des profondeurs des niveaux piézométriques de l’ordre de 20m. Cette classe occupe la partie centrale de la zone d’étude ainsi qu’au voisinage de l’Oued Mafragh. classe à vulnérabilité moyen : cette classe située dans la partie Nord du massif dunaire, la prédominance des fractions sableuse à graveleuse facilite l’infiltration des polluants vers la nappe souterraine, l’indice globale varie de 0.3 à 0.5 avec des faibles profondeurs de la nappe/sol.
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE.I: Cadre général de la région d’étude
I .1- Situation géographique
I.2- Caractéristiques géomorphologiques
Le complexe alluvial de la vallée de l’oued Kébir Est
Les marécages et les lacs
Les oueds
Les montagnes
La plaine d’Annaba
La plaine d’El Hadjar
La plaine d’El Tarf
La plaine alluviale de Bouteldja
La plaine d’El Asfour
Les collines
I.3- Le couvert végétal
I.4-Aperçu Socio- économique
I.4.1-La Population
I.4.1.1- L’industrie
I.4.1.2- L’Agriculture
I.4.1.3-Tourisme
I.4.1.4-La Pêche
I.5-Conclusion
CHAPITRE.II: Cadre lithostratigraphique
I.1-Cadre lithostratigraphique
II.1.1-Introduction
II.1.2- Le Mésozoïque
II.1.3- Le Cénozoïque
a)L’Eocène inférieur
b)L’Oligocène
c) Le Mio
-Pliocène
faciès fluviatil
faciès marin (Plaisancien)
faciès continental
d) L’ Quaternaire
Quaternaire ancien (hautes terrasses)
Quaternaire récent
La moyenne terrasse
Basse terrasse
Quaternaire actuel
Les alluvions
Le cordon dunaire
II.2-Géologie et caractéristiques physico-chimiques des dunes
CHAPITRE.III : Géométrie du système aquifère
III-1/ Aquifère superficiel
III.1.1/ La nappe des gneiss altérés
III.1.2/ La nappe du cordon dunaire
III.1.3/la nappe libre du massif dunaire
III.1.4/La nappe des terrasses
III.1.5/La nappe des alluvions récentes et actuelles
III-2/ Aquifère profond
III-2.1/ nappe des cipolins
III-2.2/ La nappe profonde des graviers
III-2.3/La nappe captive d’El-Tarf
III-3-La carte piézométrique
III-3-1-Etablissement des cartes piézométriques
III-3-1-1-La nappe profonde d’Annaba
III-3-1-2-La Nappe Superficielle d’El-Hadjar
III-3-1-3-Le massif dunaire de bouteldja
III-3-1-4-La Nappe libre du Cordon Dunaire
III-3-1-4-La Nappe d’El-Tarf
III-4-Conclusion
CHAPITRE IV : Caractéristiques hydroclimatologiques
IV.1. Introduction
IV.2. Climatologie de la zone d’étude
IV.2.1. Les facteurs climatiques
IV.2.1.1. Les précipitations
Les précipitations mensuelles
IV.2.1.2 La Température
IV.2.1.3. L’humidité
IV.2.1.4. Le vent
IV.3. Le bilan hydrique
IV.3.1. Estimation de l’évapotranspiration potentielle et réelle
III.3.1.1. Formule de Turc
III.3.1.2. Formule de Coutagne
III.3.1.3. Formule de Thornthwaite (bilan d’eau)
IV.3.2 Le ruissellement
IV.3.3 L’infiltration
IV.4-Conclusion
CHAPITRE.V : Vulnérabilité à la pollution
V.1-Introduction
V.2-Objectif du travail
V.3-Qualité des eaux souterraines de la région
V.4-Application de méthodes d’estimation de la vulnérabilité
V.4-1 .Méthode DRASTIC
V.4-1-1.Description des paramètres et réalisation des cartes thématiques
V.4-1-1-1. Nappe d’Annaba
a. Le paramètre ‘’profondeur de l’eau (D)’’
b. Le paramètre ‘’Recharge nette (R)’’
d. Le paramètre ‘’ Lithologie de l’aquifère (A)’’
d. Le paramètre ‘’Nature du sol (S)’’
e. Le paramètre Topographie (T) ou pente des terrains
f. Le paramètre ‘’ Zone non saturée (I)’’
g.Le paramètre ‘’Conductivité Hydraulique (C)’’
h. Niveau de vulnérabilité de la nappe d’ANNABA selon DRASTIC
V.4-1-1-2. Le Massif Dunaire de Bouteldja :
a. Le paramètre ‘’profondeur de l’eau (D)’’
b. Le paramètre ‘’Recharge nette (R)’’
c. Le paramètre ‘’Nature lithologique de l’aquifère (A)’’
d. Le paramètre ‘’Nature du sol (S)’’
e. Le paramètre Topographie (T) ou pente des terrains
f. Le paramètre ‘’ Zone non saturée (I)’’
g. Le paramètre ‘’Conductivité hydraulique (C)’’
h. Identification des classes de vulnérabilité à la pollution
V.4-1-1-3. Le cordon dunaire d’Echatt
a.Le paramètre ‘’profondeur de l’eau (D)
b.Le paramètre ‘’Recharge nette (R)’’
c. Le paramètre ‘’Nature lithologique de l’aquifère (A)’’
d. Le paramètre ‘’Nature du sol (S)’’
e. Le paramètre Topographie (T) ou pente des terrains
f. Le paramètre ‘’ Zone non saturée (I)’’
g. Le paramètre ‘’Conductivité hydraulique (C)’’
h. Interprétation de la carte de vulnérabilité à la pollution selon DRASTIC
V.4-1-1-4. La Nappe d’El-Tarf :
a.Le paramètre ‘’profondeur de l’eau (D)’’
b.Le paramètre ‘’Recharge nette (R)’’
c. Le paramètre ‘’Nature lithologique de l’aquifère (A)’’
d. Le paramètre ‘’Nature du sol (S)’’
e. Le paramètre Topographie (T) ou pente des terrains
f. Le paramètre ‘’ Zone non saturée (I)’’
g. Le paramètre ‘’Conductivité hydraulique (C)
h. Interprétation de la carte de vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines de la nappe d’El Tarf selon DRASTIC
V.4-2. Application de la méthode de « GOD »
V.4-2-1-Description des paramètres et réalisation des cartes thématiques
V.4-2-1-1.Nappe d’Annaba
a.Paramètre « G » type de l’aquifère
b.Paramètre « O » Nature lithologique de la ZNS
c.Paramètre « D » profondeur de la nappe
d. Interprétation de la carte de vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines de la nappe d’Annaba selon GOD
V.4-2-1-2.Le Massif Dunaire de Bouteldja
a.Le paramètre ‘’G ‘’
b.Le paramètre ‘’O’’
c.Le paramètre ‘’D’’
d. Interprétation de la carte de vulnérabilité à la pollution des eaux, établie par la méthode GOD
V.4-2-1-3.La Nappe du Cordon Dunaire
a.Le paramètre ‘’G ‘’
b.Le paramètre ‘’O’’
c.Le paramètre ‘’D’’
d.Interprétation de la carte de vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines établie selon la méthode GOD
V.4-2-1-4.La Nappe de la plaine d’EL-Tarf
a. Paramètre « G » type d’aquifère
b.paramètre « O » nature lithologique de la ZNS
c.paramètre « D » profondeur de la nappe
d.Interprétation de la carte de vulnérabilité à la pollution des eaux selon la méthode de GOD
V.4-3. Application de la méthode de vulnérabilité et risque de pollution (Khérici,2010)
V.4-3-1- Réacteur sol -zone non saturée – nappe
V.4-3-2- Calcul du Pouvoir épurateur
V.4-3-2-1-La nappe du massif dunaire
V.4-3-2-2-Les nappes alluvionnaires d’Annaba-EL Tarf
V.4-3-3-Méthode de détermination de la vulnérabilité et du risque de pollution des eaux (N.Kherici2008).
-Les facteurs naturels
-Les facteurs anthropiques
V.4-3-3-1-Classification des éléments organiques et minéraux
V.4-3-2-1-1-L’indice de contamination Organique ( ICO)
-Classification des éléments organiques
a- La DBO5
b-Nitrates ( NO3)
c-Nitrites (NO2)
V.4-3-3-2-L’indice de contamination Minérale( ICM)
-Classification des éléments minérales
a- Le Chrome
b- Le Plomb
c- Le Manganèse
d- Le Nickel
e- L’Aluminium
f- Le Fer Total
V.4-4–Interprétation de la carte de Vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines
V.4-4-1/Le massif dunaire
V.4-4-2/La nappe libre d’El-Chatt
V.4-4-3/La nappe superficielle
V.4-4-4/La nappe profonde
V.4-4-5/Relation nappe superficielle – nappe des graviers
V.4-4-6/Nappe de la plaine d’El-Tarf
V.4-4-7/Recommandation : après l’application des différentes méthodes d’estimation de la vulnérabilité à la pollution
V.5-Conclusion
CHAPITRE.IV :Choix du Site d’enfouissement
VI.1-Généralités
VI.2-Comment choisir un site
VI.3- Caractéristique du premier Site
VI.3.1-Climatologie
VI.3.2- Géologie
VI.3.3- Hydrogéologie
VI.3.4- Aménagement de territoires
VI.3.5- Recommandation
VI.4- Caractéristique du deuxième Site
VI.4.1- Climatologie
VI.4.2- Géologie
VI.4.3- Hydrogéologie
VI.4.4-Aménagement de territoire
VI.4.5- Recommandation
VI.5- Caractéristique du troisième Site
VI.5.1. Climatologie
VI.5.2- Géologie
VI.5.3- Hydrogéologie
VI.5.4 -Aménagement des territoires
VI.5.5- Recommandation
VI.6- Caractéristiques du quatrième Site
VI.6.1- Climatologie
VI.6.2- Géologie
VI.6.3- Hydrogéologie
VI.6.4 -Aménagement du territoire
VI.6.5 – Recommandation
VI.7- Caractéristiques du cinquième site
VI.7.1 – Climatologie
VI.7.2 – Géologie
VI.7.3 – Hydrogéologie
VI.7.4 – Aménagement du territoire
VI.7.5 – Recommandation
VI.8 – Caractéristique du sixième site
VI.8.1- Climatologie
VI.8.2- Géologie
VI.8.3-Hydrogéologie
VI.8.4-Aménagement du territoire
VI.8.5- Recommandation
VI.9-Caractéristiques du Septième site
VI.9.1- Climatologie
VI.9.2- Géologie
VI.9.3- Hydroéologie
VI.9.4-Aménagement du territoire
VI.9.5- Recommandation
VI.10-Conclusion
Conclusion Générale
Références Bibliographiques
