Aspect du risque géologique à l'échelle du bassin versant de Saà¯da (innondation, érosion hydrique et pollution des eaux)

CHAPITRE I

PRÉSENTATION DE LA RÉGION D'ÉTUDE. 1. Cadre géographique

La région de Saïda se trouve dans la zone Nord-occidentale de l'Algérie et dans le Sud du Tel, le bassin versant de l'Oued Saïda fait partie du grand bassin de la Macta qui s'étend au Nord-Ouest de l'Algérie, il est formé par les monts de Tlemcen, de Daya et de Saïda, Il est situé entre l'extrémité des monts de Daya au Nord et la région des hauts plateaux au Sud. Il est entouré par les monts de Daya à l'Ouest (Sidi Ahmed Zeggai), au Sud par la montagne de Sidi-Abdelkader à l'Est par les monts de Saïda avec entre autre le Djebel Tiffrit qui culmine à 1200m. Le bassin versant occupe la partie Sud-Est de la Macta, (Figure 1)

Figure 1 : Situation du bassin versant de l'Oued Saïda (ABH O.C.C 2006).

Le bassin versant de Saïda prend naissance au Sud de Ain El Hdjar où il est alimenté par l'Oued Tebouda (prés de Moulay Abdelkrim), il est alimenté surtout après Saïda par plusieurs petits Oueds sur les deux rives, tels que : Oued Tagment, Oued Bou Hemmar, Oued Massil, Oued Nazreg.

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2. Développement du réseau hydrographique

Le réseau hydrographique est l'une des caractéristiques les plus importantes du bassin versant, il se définit par l'ensemble des cours d'eau naturels ou artificiels, permanents ou temporaires, qui participent à l'écoulement. Les facteurs principaux qui influencent le réseau hydrographique sont :

- La géologie : la lithologie de substratum qui influence évidement sur la forme du réseau. - La pente : les pentes sont de bons indicateurs pour la phase d'érosion ou sédimentation.

- Climat : la densité de réseau hydrographique variée selon le climat, dense dans les régions

humides et disparaitre dans les régions désertiques.

- Cour d'eau : Dans les zones plus élevées, les cours d'eau participent à l'érosion de la roche sur laquelle l'écoulement est présent. Par contre les plaines les cours d'eau s'écoulent sur un lit où la sédimentation prédomine.

Nous avons représenté le développement du réseau hydrographique du bassin versant de Saïda à l'aide de la Figure 2 ; ce qui nous a permis de procéder à l'estimation des principaux paramètres physiographiques caractérisant le bassin versant considéré.

2.1. Densité de drainage

La densité de drainage (Dd) est le rapport de la somme des longueurs des cours d'eau d'un bassin versant (?L) à la superficie du bassin (A), elle est donnée par la formule suivante :

???

Dd = ??

Où : Dd : densité de drainage (Km/Km²).

?L : la somme des longueurs des cours d'eau (Km). A : la surface du bassin versant (Km²).

La densité du bassin étudié est environ de 2.29 Km/Km².

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2.2. Rapport de confluence

Le rapport de confluence et égal au quotient du nombre de talwegs du même ordre par celui des talwegs d'ordre supérieur, il est défini par la relation suivante :

Nn

Rc =
	N(n+ 1)

Où : Rc : rapport de confluence.

Nn : Nombre de cours d'eau d'ordre n.

Le rapport de confluence dans ce bassin est de 2.19.

2.3. Rapport des longueurs

Rapport des longueurs est calculé par la relation suivante :

??L=	L(n+ 1)
	Ln

Où : RL : rapport de longueurs.

Ln : nombre des cours d'eau d'ordre n.

La valeur de rapport des longueurs du bassin versant est de 1.47. 2.4. Fréquence des cours d'eau

Fréquence des cours d'eau elle correspond au nombre de cours d'eau par unité de surface. Elle est obtenue à partir du rapport du nombre de cours d'eau à la surface totale du bassin. Elle est calculée par la relation suivante :

N

Fs=

A

Où : Fs : fréquence des cours d'eau.

N : nombre de talweg.

A : surface du bassin (Km²).

La valeur de la fréquence des cours d'eau du bassin versant est de 0,59.

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2.5. Coefficient de torrentialité

Coefficient de torrentialité est le produit de la densité de drainage par la fréquence des talwegs élémentaires :

????= ???? . F1

Où : Ct : coefficient de torrentialité.

Dd : densité de drainage.

N1

F1 =

A

N1 : nombre des cours d'eau d'ordre 1.

A : la surface du bassin versant.

Le coefficient de torrentialité de ce bassin est 1.62. 2.6. Temps de concentration

Temps de concentration c'est le temps que met une particule d'eau provenant de la partie du bassin la plus éloignée pour parvenir à l'exutoire, il se calcule par la formule suivante :

4(A + 1.5??)

1

0.8(???????? - ????????) 2

1

2

Tc=

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Où : Tc : temps de concentration (heure).

A : superficie du bassin versant (km²).

L : longueur du cours d'eau principal (km).

Hmoy : altitude moyenne du bassin versant.

Hmin : altitude minimale du bassin versant.

Le temps de concentration de ce bassin est de 7h28mn.

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Figure 2 : Réseau hydrographique du bassin versant de Saïda. (ANRH) 3. Caractéristiques morpho-métriques

Les caractéristiques physiographiques d'un bassin versant influencent fortement à sa réponse hydrologique, et notamment le régime des écoulements en période de crue ou d'étiage (Musset, 2005). Parmi ces caractéristiques morphologiques :

3.1. La surface

La surface du bassin versant qui est de 522.8 km² et un périmètre de 151 Km (déterminer par logiciel MapInfo Professional 7.5).

3.2. La forme

La forme du bassin qui est relative à l'indice de compacité de Gravelius qui est donnée par la formule suivante :

KG= 0.28 ?? v??

Où : KG : Indice de compacité de Gravelius. P : Périmètre du bassin versant (Km). A : Surface du bassin versant (Km²).

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Dans notre cas, la valeur du coefficient de compacité KG = 1,61 indique que le bassin est de forme plutôt allongée.

3.3. Les altitudes

Les altitudes maximale et minimale, elles sont obtenues directement à partir de carte topographique, L'altitude maximale représente le point le plus élevé (1150m dans notre cas) du bassin tandis que l'altitude minimale considère le point le plus bas (520m dans notre cas).

L'altitude moyenne se déduit directement de la courbe hypsométrique ou de la lecture d'une carte topographique. On peut la définir comme suit :

Ai . hi

A

Hmoy= ?

Où : Hmoy : altitude moyenne du bassin (m).

Ai : aire comprise entre deux courbes de niveau (Km²). hi : altitude moyenne entre deux courbes de niveau (m). A : superficie totale du bassin versant (Km²).

L'altitude moyenne du bassin versant de Saïda est environ 850m tandis que les parties voisines baissent jusqu'à environ 650m dans la partie Nord-Est de la région prospectée.

La Figure ci-dessous (Figure 4) englobe le modèle numérique de terrain (M.N.T) du bassin versant de l'Oued Saïda. Elle donne un aperçu quant à la répartition des altitudes dans le bassin et confirme par ailleurs les informations données par la courbe hypsométrique ci-dessous (Figure 3) :

Tranches d'altitudes	Ai (jm^2)	Ai cum (jm2)	Ai (%)	Ai cum (%)
1150 - 1100	3,60	3,6	0,66	0,66
1100 - 1050	41,70	45,3	7,67	8,33
1050 - 950	118,50	163,8	21,82	30,15
950 - 850	109,17	272,97	20,10	50,25
850 - 750	118,8	391,77	21,87	72,12
750 - 650	95,10	486,87	17,51	89,63
650 - 550	37,37	524,24	6,92	96,55
550 - 520	18,76	543,0	3,45	100

Tableau 1 : Répartition hypsométrique du bassin d'Oued Saïda.

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% Surface cumulée

1150 - 1100

1100 - 1050

1050 - 950

950 - 850

850 - 750

750 - 650

650 - 550

550 - 520

0 5 10 15 20 25 30 35 40

% Surface

25 50 75 100

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Figure 3 : Courbe hypsométrique et histogrammes des fréquences altimétriques du bassin.

La courbe hypsométrique, montre des pentes faibles vers les hautes altitudes ce qui indiquant la présence de zones abruptes en amont du bassin, favorisant ainsi un écoulement torrentiel. Les pentes de la courbe sont importantes vers les basses altitudes et expriment que l'Oued Saïda termine sa course au niveau d'une zone pénéplaine et les risques d'inondation ne sont pas à exclure. L'Oued Saïda, présente bien l'état d'équilibre du bassin, offrant un potentiel érosif moyen à faible.

Figure 4 : Model numérique du terrain du bassin versant de Saïda.

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3.4. La pente

Indice de pente du bassin versant est établi à partir de la formule suivante :

??h . ?? . 100

P % = Où : Lh : longueur des courbes de niveau. d : dénivelée. S : surface du bassin versant.
	??

La pente du bassin en pourcentage est de 9.5% environ, elle permet un faible ruissellement des eaux pluviales donc une infiltration importante dans les terrains perméables, alors un contact direct avec la nappe et dans le cas de présence d'un polluant (rejets industriels, décharges...) il provoque une contamination rapide et directe.

On peut aussi calculer la pente moyenne de l'Oued d'après la formule suivante :

I =	?????????????? - ???????? X 1000 ??????????

Où : Hsource : altitude de la source. Hemb : altitude de l'embouchure. LOued : longueur de l'Oued.

La pente de l'Oued étant très faible 1%; elle permet au cours des périodes des averses le transport de matières polluantes de l'amont à l'aval ainsi que leur infiltration au passage sur les terrains perméables.

La carte des aspects ci-dessous montre l'orientation des pentes par rapport au Nord et leur degré de pente dans le bassin versant considéré.

3.4.1. Carte des aspects

La carte des aspects (Figure 5), donne une orientation du relief (pente) par rapport au Nord et conduit à évaluer l'influence de l'orientation de la pente sur le comportement hydrologique du

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bassin. Elle montre les orientations de la pente en degrés par rapport au Nord pour le cas du bassin étudié.

Figure 5 : Carte des aspects du bassin versant de l'Oued Saïda (Yeles, 2014).

4. Conclusion

D'après l'étude des caractères morpho-métriques et le calcul des paramètres hydrographiques du bassin versant de Saïda, nous avons réuni au tableau ci-dessous (tableau 2) l'ensemble des résultats obtenus.

Il s'avère que le bassin versant est bien drainé selon les valeurs de la densité de drainage et la fréquence des cours d'eau, et que le réseau hydrographique est bien organisé d'après le rapport de confluence. La faible valeur du coefficient de torrentialité indique que les précipitations sont faibles et irrégulières où encore une perméabilité importante des formations géologiques centrées à l'échelle du bassin versant.

Enfin, le temps de concentration se constate assez important en raison de la forme et du relief qui caractérisent le bassin.

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Caractéristiques	Paramètres	Symbole	Unités	Valeurs
	La densité de drainage.	Dd	Km/km^2	2.29
	Le rapport de confluence.	Rc	-	2.19
Réseau
hydrographique	Rapport de longueurs.	RL	-	1.47
	Fréquence des cours d'eau.	Fs	-	0,59
	Coefficient de torrentialité.	Ct	-	1.62
	Temps de concentration.	Tc	Heure	7h.28min
	Surface	A	Km^2	522.8
Morphologie du	Périmètre	P	Km	151
bassin versant	Coefficient de Gravelius	KG	-	1.61
	Altitude maximale	HMax	m	1150
	Altitude minimale	HMin	m	520
Relief	Altitude moyenne	HMoy	m	850
	Pente du bassin versant	P	%	9.5
	Pente de Oued	I	%	1

Tableau 2 : Résultats des paramètres hydrographiques et morpho-métriques du bassin étudié. 5. Cadre géologique

La région de Saïda appartient à la zone la plus externe de la chaine alpine Nord MAGHERÉBINE, C'est une zone monotone peu déformée appartenant à la Meseta Oranaise, elle est constituée de deux grands domaines structuraux :

1) Un socle autochtone d'âge Hercynien qui affleure dans la région de Tiffrit.

2) Une couverture formée par des formations du Trias jusqu'au Quaternaire actuel, cet ensemble forme les monts de Daïa.

La connaissance de la géologie d'un bassin versant est très importante pour savoir leur influence sur l'écoulement de l'eau souterraine et sur le ruissellement de surface.

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6. Étude Litho-stratigraphique

Elle est basée surtout sur les travaux effectués par AUCLAIR D. et BIECHLER J (1965), l'étude est réalisée par des sondages ainsi que les observations et l'étude sur les formations affleurantes.

A. Primaire

1. Socle calédonien

Il est composé par des roches fortement métamorphisées

2. Socle hercynien

Il est constitué par un complexe de roches faiblement métamorphisées représentées par des grés, schistes argileux et de schistes calcareux, ce complexe de roches a été aussi en évidence par les sondages effectués sur la région étudiée.