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

Chapitre I : CADRE GEOGRAPHIQUE

I.1. Situation géographique 03

I.2. Hydrographie 04

I.3. Caractéristiques morphométriques 04

I.4. Climat et végétation 05

I.5. Aperçu géomorphologique 06

Chapitre II : CADRE GEOLOGIQUE ET GEOPHYSIQUE

II.1 INTRODUCTION 08

II.2 DESCRIPTION LITHOLOGIQUE DES FORMATIONS 08

II.2.1 TRIAS 08

II.2.2 CRETACE 08

II.2.2.1 Néocomien 08

II.2.2.2 Barrémien 11

II.2.2.3 Aptien 11

II.2.2.4 Albien 11

II.2.2.5 Cénomanien 11

II.2.2.6 Turonien 11

II.2.2.7 Sénonien 11

II.2.3 NEOGENE 12

II.2.3.1 Mio-Pliocène 12

II.2.4 QUATERNAIRE 12

II.3 HYDROGEOLOGIE ET STRATIGRAPHIE 13

II.4 APERCU TECTONIQUE 15

II.5. GEOPHYSIQUE 17

II.5.1. Interprétations des résultats de la prospection électrique 18

II.5.2. Echelle des résistivités 18

II.6 CONCLUSION 21

Chapitre III : HYDROCLIMATOLOGIE

III.1 INTRODUCTION 23

III.2 HOMOGENEITE DES DONNEES 23

III.3 DETERMINATION DU TYPE DE CLIMAT 24

III.3.1 Indice de De Martonne 24

III.3.2 Climagramme de Louis Emberger 25

III.4 ANALYSE DES DONNEES CLIMATIQUES 26

III.4.1 Précipitation 26

III.4.1.1 Variations interannuelles des précipitations 26

III.4.1.2 Variation de la précipitation moyenne mensuelles 27

III.4.2 Température 28

III.4.2.1 variation des températures moyennes annuelles 28

III.4.2.2 variation des températures moyennes mensuelles 28

III.4.3 Diagramme ombrothermique 29

III.4.4 Détermination de l'humidité du sol ( méthode d'Euverte ) 29

III.5 ESTIMATION DE L'ÉVAPOTRANSPIRATION 30

III.5.1 Evapotranspiration potentielle ( ETP ) 30

III.5.1.1 Formule de Thornthwaite 30

III.5.2 Evapotranspiration réelle (ETR) ou déficit d'écoulement ( De ) 31

III.5.2.1 Formule de L. Turc 31

III.5.2.2 Formule de Coutagne 31

III.5.2.3 Méthode deWundt 32

III.6 LE BILAN HYDROLOGIQUE 33

III.6.1 Calcul de l'ETR selon la formule de Thornthwaite 33

III.6.2 Calcul du déficit agricole ( Da ) 33

III.6.3 Détermination du ruissèlement et de l'infiltration 34

III.7. DETERMINATION DES APPORTS LIQUIDES 34

III.8 CONCLUSION 37

Chapitre IV : HYDROGEOLOGIE

IV.1 INTRODUCTION 39

IV.2 GEOMETRIE DE L'AQUIFERE 39

IV.3 PIEZOMETRIE 39

IV.3.1 Carte piézométrique Octobre 2014 40

IV.3.2 Carte piézométrique Avril 2015 42

IV.3.3 Variation du niveau statique en fonction du temps et des précipitations 42

IV.4 CONDITIONS AUX LIMITES 44

IV.5 DETERMINATION DES PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES 45

IV.5.1 Interprétation des essais de pompage 45

IV.6 CONCLUSION 48

Chapitre V : HYDROCHIMIE

V.1 INTRODUCTION. 50

V.2 ECHANTILLONNAGE ET ANALYSE HYDROCHIMIQUE 50

V.2.1 Méthodes d'analyse 51

V.2.1.1 Mesures in situ 51

V.2.1.2 Analyses aux laboratoires 51

V.3 ETUDE DES PARAMETRES PHYSIQUES 51

V.3.1 Température 51

V.3.2 Potentiel hydrogène (pH) 51

V.3.3 La conductivité électrique (CE) 52

V.4 ETUDE DES PARAMETRES CHIMIQUES 53

V.4.1 Cartographie hydrochimique 54

V.4.1.1 Cartes du calcium 54

V.4.1.2 Carte du magnésium 54

V.4.1.3 Cartes du sodium 54

V.4.1.4 Cartes du Bicarbonate 58

V.4.1.5 Cartes du chlorure 58

V.4.1.6 Cartes du sulfate 58

V.4.1.7 Cartes du nitrate 62

V.4.2 Classification chimique des eaux 64

V.4.2.1 Classification des eaux d'après Stabler 64

V.4.2.2 Classification des eaux d'après Piper 64

V.4.2.3 Classification des eaux d'après Schoeller-Berkaloff 66

V.5 L'ORIGINE DU CHIMISME DES EAUX SOUTERRAINES 69

V.5.1 Les éléments Ca²⁺ - HCO3^- - SO4^2- 69

V.5.2 Rapport HCO3^- / (Cl^- + SO4^2-) - Conductivité électrique 69

V.5.3 Couple Ca²⁺ / Mg²⁺ - Conductivité 70

V.5.4 Couple Mg²⁺ - Cl^- 71

V.5.5 Couple Mg²⁺ - SO4^2- 71

V.5.6 Couple SO4^2-- Cl^- 72

V.5.7 Couple SO4^2-/Cl^- - Conductivité 72

V.5.8 Diagramme Ca²⁺ / (HCO3^- + SO4^2-) - Na⁺ / Cl^- 73

V.5.9 Diagramme Mg²⁺ / (HCO3^- + SO4^2-) - Na⁺ / Cl^- 73

V.6 ANALYSE STATISTIQUE (A.C.P) 74

V.6.1 Matrice de corrélation 74

V.6.2 Analyse des plans factoriels F1xF2 75

V.7 QUALITE CHIMIQUE DES EAUX 75

V.7.1 Potabilité des eaux 75

V.7.2 Aptitude des eaux à l'irrigation 76

V.7.2.1 Classification des eaux par la méthode de Richards 76

V.7.2.2 Classification des eaux par la méthode de Wilcox 79

V.8 CONCLUSION 81

CONCLUSION GENERALE et RECOMMANDATIONS 83

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ANNEXES

Liste des abréviations et des paramètres :

ANRH : Agence Nationale des Ressources Hydrauliques

DRE : Direction des Ressources en Eau

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

O.R.S.T.O.M : Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre mer

ETP : Evapotranspiration potentielle (mm)

ETR : Evapotranspiration Réelle (mm)

DA : Déficit Agricole (mm)

I : Infiltration de l'eau dans le sol (mm)

K : Perméabilité (m/s)

R : Ruissellement (mm)

RFU : Réserve Facilement Utilisable (mm)

SAR : Sodium Absorption Ratio

T : Transmissivité (m2/s)

T : Température (°C)

ACP : Analyse en Composantes Principales