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

DE LA CÔTE ORIENTALE

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Le tableau 4 donne les prélèvements par périodes de temps.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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