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

Les risques hydrologiques font partie des risques dits naturels, on désigne par danger ou risque hydrologique les risques induits par l'eau lorsqu'elle tombe sous forme de précipitations liquides ou solides. Cette classe de dangers/risques est donc relative à des phénomènes variés tels que les débordements de cours d'eau (crue, inondation) et certains écoulements souterrains (remontée de nappe), les crues torrentielles et les avalanches de neige. Les dommages liés aux risques hydrologiques représentent environ 45 % des dommages.

I. LES CRUES ET LES INONDATIONS

Inondation c'est une irruption d'eau sur un terrain normalement sec comme une submersion par l'eau débordant du lit normal d'un cours d'eau, ou comme une accumulation d'eau provenant de drainages, sur des zones qui ne sont pas normalement submergées, Il s'agit d'une situation temporaire dommageable (destruction d'habitations, par exemple).

Les crues torrentielles sont des écoulements d'eau avec un fort transport solide du sédiment grossier par roulement, glissement, saltation le long du lit, qui se produisent dans les torrents et les rivières de montagne ou de piémont

On peut relier les crues et inondations à des scénarios météorologiques. A. Étude climatique

Les éléments climatiques sont les paramètres de base indispensables à connaitre pour conduire une réflexion sur le bilan hydraulique. Les différents éléments caractérisant le climat sont principalement : les précipitations, l'humidité relative de l'air, la température, le vent..., il est important donc de connaitre chacune de ces composantes.

A cet effet, nous aborderons dans cette étude les paramètres intervenant dans le climat. Les données climatiques sont basées sur celles des observations effectuées sur les principales stations hydro-pluviométriques de l'Agence Nationale des Ressources Hydrauliques et l'Office National de la Météorologie dans la région d'Ain El Hdjar durant la période 1981- 2020.

Les conditions climatiques du bassin versant jouent un rôle important dans le comportement hydrologique des cours d'eau (Roche, 1963). Les relevés pluviométriques constituent l'une des données indispensables dans l'étude du climat d'une région. Les précipitations, représentent essentiellement le facteur influençant le régime d'écoulement et le volume d'eau infiltré. Le bassin versant de l'Oued Saïda est soumis à l'influence de deux régimes saisonniers opposés en matière de formation de précipitations. Le premier est méditerranéen dominant, qui agit par des entrées marines, provoquant de fortes précipitations en saison d'hiver. Le second est continental, caractérisé par les effets orageux des saisons estivales (YELES, 2014). La pluviométrie consiste toujours à mesurer une hauteur de précipitations pendant un intervalle de temps. On a l'habitude d'exprimer les précipitations en millimètre par jour. Dans notre cas la pluviométrie et exprimée en mm/mois, mm/an ou mm/j. Elle représente une hauteur d'eau tombée sur le bassin versant considéré et intégrant la distribution spatio-temporelle.

La région de Saïda fait partie des régions de l'Algérie où la moyenne de précipitations annuelles (varie de 200mm à 400mm) est au-dessus de la moyenne de précipitations au niveau national ; un déficit en précipitations semble donc bien marquer la région notamment durant la période post 1981.

Nous avons utilisé les données de précipitations de la station hydrométrique d'Ain El Hdjar (Tableau 3) à cause de sa situation dans l'amont du bassin versant de Saïda et à proximité du périmètre du bassin.

Figure 11 : Localisation des stations pluviométriques et hydrométriques (O.N.I.D, 2010)
(OFFICE NATIONAL DE L'IRRIGATION ET DU DRAINAGE).

Les données de précipitations journalières nous ont permis d'estimer les précipitations intenses et les averses à l'origine du déclenchement des écoulements. Les eaux ruissellent et se concentrent rapidement dans les cours d'eaux, engendrant des crues torrentielles brutales et violentes. Le cours d'eau transporte de grandes quantités de sédiments, ce qui se traduit par une forte érosion du lit et un dépôt des matières transportées. L'imperméabilisation du sol par les aménagements limite l'infiltration de précipitations et favorise le ruissellement. Ceci occasionne souvent la saturation et le refoulement du réseau d'assainissement des eaux pluviales. Il en résulte des écoulements plus ou moins importants et souvent rapides dans les rues. On estime que ce désordre est la conséquence de la sous-estimation du dimensionnement du réseau d'assainissement en milieu urbain.

L'histogramme ci-dessus (Figure 12) représente les précipitations journalières mesurées à l'échelle de la commune de Ain El Hdjar. Nous avons ciblé les précipitations les plus intenses pour pouvoir étudier leur régime à partir des hydrogrammes unitaires qui sont représentés ci-après (Figure 13 - Figure 22).

Figure 13:Hydrogramme de la crue de 19/10/82. Figure 14:Hydrogramme de la crue de 12/11/84

Figure 15:Hydrogramme de la crue de 19/03/89. Figure 16:Hydrogramme de la crue de 13/03/91.

Figure 17:Hydrogramme de la crue de 15/01/04. Figure 18:Hydrogramme de la crue de 13/11/04.

Figure 19:Hydrogramme de la crue de 11/11/05. Figure 20:Hydrogramme de la crue de 13/11/12.

Figure 21:Hydrogramme de la crue de 25/04/13. Figure 22:Hydrogramme de la crue de 05/04/16.

Un grand nombre d'événements extrêmes en risques géologiques surtout les risques hydriques ne peuvent être prévus de manière suffisamment juste assez longtemps d'avance pour que soient prises, en fonction d'une information déterministe, les décisions pertinentes liées à leur manifestation.

Dans tels cas, une approche probabiliste doit être retenue pour permettre d'intégrer les effets de ces phénomènes lors de la prise de décisions. L'approche fréquentielle probabiliste peut être utilisée pour décrire la probabilité que se produise un événement, ou une combinaison d'événements. Les phénomènes hydrologiques couramment étudiés au moyen de l'approche fréquentielle sont les précipitations et les crues.

Les courbes IDF représentent l'évolution de l'intensité de la pluie en fonction du temps (durée) et de la fréquence de la pluie exprimée en période de retour ; elles sont calculées par la méthode probabiliste double exponentielle de Gumbel.

Les courbes IDF sont à la base de tout modèle pluie-débit entrant dans les études d'inondations, donc leur élaboration présente un outil de première importance dans la planification, la gestion et la prévention du risque pluvial. Ces événements extrêmes ne peuvent être connus, qu'à travers la connaissance des paramètres qui les régissent.

Les courbes IDF sont établies sur la base de l'analyse d'averses enregistrées à une station au cours d'une longue période. Les courbes obtenues peuvent donc être construites de manière analytique ou statistique.

Pour la réalisation de ces courbes il faut traiter les précipitations journalières, le cumul maximal d'une journée, deux jours consécutives, trois jours consécutives jusqu'à cinq jours, dans une période de dix ans. Les résultats de cette approche sont représentés graphiquement et mathématiquement. Dans la représentation graphique nous avons des courbes dans lesquelles on trouve l'intensité en fonction du temps (durée) avec les périodes de retours. Les résultats mathématiques sont résumés sur deux tableaux qui visualisent les lames d'eaux précipitées et les intensités.

L'intensité d'une crue est généralement caractérisée à travers un, deux, ou trois paramètres qui permettent de quantifier la capacité de dommage :

- Pour les crues, les paramètres importants sont : la hauteur de submersion et la vitesse/débit de l'eau.

- Pour les inondations, la hauteur de submersion et la durée de submersion peuvent être un critère important à considérer.

- En zonage d'avalanche ou de lave torrentielle, ce sont surtout la distance d'arrêt (ou plus généralement l'extension) et la poussée/pression d'impact qui servent à spécifier l'intensité de l'écoulement et ses conséquences potentielles.

On définit la période de retour T comme étant l'intervalle de temps moyen entre deux événements, dont l'intensité atteint ou dépasse un certain seuil S. Cela veut dire que sur un intervalle de temps T, il y a eu moins d'événement d'intensité supérieure ou égale à S. T est compté dans une unité de temps arbitraire ; en hydrologie c'est le plus souvent l'année (DEFRANCE, 2009).

D'une façon générale, on postule qu'il existe une relation entre intensité I et période de retour T d'un phénomène hydrologique : plus le phénomène est rare, plus son intensité est potentiellement grande (Christophe Ancey, 2008)

D'après les courbes IDF (Figure 23), les tableaux de la lame d'eau précipitée et l'intensité (Tableau 4 et 5), on distingue que :

L'intensité et la lame d'eau précipitée dans les premières 24h de chaque période de retour sont faibles ; après 48h elles diminuent dans les périodes de retour de 2,5 et 10ans jusqu'à 96h et enfin, elles augmentent dans les dernières 24h où elles atteignent les valeurs maximales.

Concernant les périodes de retour de 20 et 60ans, les courbes ont une tendance d'augmentation dès le premier jour au dernier jour, dans les premières 24h l'intensité et la lame d'eau précipitée sont faibles, au fil des temps, après les 48h elles deviennent importantes jusqu'à le dernier jour où elles atteignent la valeur maximale.

C'est une approche hydro-pluviométrique probabiliste du calcul des débits de crues extrêmes dans les bassins versants où le phénomène prépondérant dans la genèse de la crue est les transformations de la pluie en ruissellement de surface.

Pour l'étude des crues extrêmes par la méthode de GRADEX dans le bassin versant de Saïda, on dispose de précipitations journalières de la station hydrométrique d'Ain El Hdjar de 1981 à 2020. On prend les précipitations journalières maximales annuelles observées dans la série considérée, puis on les traite de la valeur minimale à la valeur maximale ; après on obtient les courbes GRADEX. On constate deux distributions visiblement parallèles (Figure 24).

90



80



	70




60



50




40

	y = 8,5572x	+ 23,943

	R² =	1
30

L'application de la méthode GRADEX nous a mené en premier lieu, à identifier puis à extraire tout événement extrême pluvieux ; on procède à extraire le maximum des pluies journalières annuelles. La Figure ci-dessus, illustre un ensemble de maximal de pluie répartie sur les 39ans de la série ainsi considérée. Dans un premier temps, la Figure montre un grand contraste dans la répartition de précipitations notamment dans la redondance des pluies maximales qui ne semblent pas être rattachées à la saison.

Les valeurs moyennes mensuelles calculées de la période 1981 au 2020 sont bien représentatives. Les variations mensuelles de la distribution de précipitations représentées au tableau ci-dessous (Tableau 6) montrent deux périodes distinctes :

- La période sèche correspondant à la saison d'été. - La période pluvieuse couvre le reste de l'année.

Les précipitations moyennes mensuelles de la période d'observation 1981 - 2020 à la station d'Ain El Hdjar montrent que les valeurs maximales sont marquées dans les saisons d'hiver, l'automne et le printemps qui sont très proches. La répartition de l'indice saisonnier est de type PHAE ; cette distribution se révèle par une diminution des pertes en eau due à l'évaporation et une augmentation des apports contribuant au soutien des écoulements de surface et à la recharge des nappes d'eau souterraines.

Figure 26 : Régimes saisonniers de précipitations. 1.2.1. Indice standardisé de précipitations

L'indice standardisé « SPI » (Standardized précipitation index) a été développé en vue de caractériser les déficits de précipitations pour une période donnée (McKee et al., 1993). Il prend en considération l'importance du temps dans l'analyse de la disponibilité des ressources en eau. En effet, la période de temps sur laquelle le déficit de précipitations est accumulé devient extrêmement importante pour séparer entre les différents types de sécheresse (McKee et al., 1995). Il peut être calculé à différentes échelles de temps (1, 3, 6, 12, 24, 48 mois) afin de refléter l'impact de la sécheresse sur les différentes ressources en eau.

- La transformation de la valeur de précipitations en indice de précipitations normalisées a pour but :

Lorsqu'on atteint ces objectifs, l'indice de précipitations standardisé peut être interprété comme une moyenne de 0 et un écart-type de 1.

La moyenne est calculée comme Moyenne = MOYENNE (premier : dernier) - L'écart type de précipitations est calculé comme suit :

- Les précipitations sont converties en valeurs colonne-normales et les statistiques U, forme et les paramètres d'échelle de la distribution gamma sont calculés :

Les équations sont calculées à l'aide des fonctions intégrées fournies par le logiciel EXCEL. Les paramètres résultants sont ensuite utilisés pour trouver la probabilité cumulée d'un événement de précipitations. La probabilité cumulée est donnée par :

Puisque la fonction gamma n'est pas définie pour x = 0 et qu'une distribution de précipitations peut contenir zéros, la probabilité cumulée devient :

La probabilité cumulative H(x) est ensuite transformée en la variable aléatoire normale standard Z avec une moyenne de zéro et une variance de 1, qui est la valeur du SPI suivant Edwards et McKee (1997) ; nous utilisons la conversion approximative fournie par Abromowitz et Stegun (1965) comme alternative

Les valeurs de C0 C1 C2 d1 d2 d3 données sont des constantes largement utilisées pour le calcul SPI (Abramowitz et Stegun, 1965).

Le système de classification présenté dans le tableau (Tableau 7) des valeurs de l'indice SPI définie l'intensité des épisodes de sécheresse en fonction de la valeur de l'indice.

Tableau 7 : Classification des sécheresses selon les valeurs de SPI. 1.2.4. Avantages de la méthode SPI

> L'indice SPI offre une bonne souplesse d'utilisation : il est possible de le calculer pour de multiples échelles de temps.

> Quand il porte sur un laps de temps relativement court, entre 1 et 3 mois par exemple, l'indice SPI permet de détecter rapidement les situations de sécheresse

> L'indice SPI présente une bonne cohérence spatiale, ce qui permet d'établir des comparaisons entre des zones différentes soumises à des climats différents.

> Sa nature probabiliste le place dans un contexte historique, ce qui convient bien à la prise de décision.

> Le bilan hydrique du sol n'étant pas pris en compte, l'indice ne permet pas le calcul du rapport évapotranspiration/évapotranspiration potentielle (ET/ETP).

Après l'application de l'indice SPI dans le bassin versant étudié, nous avons obtenu les résultats consignés au tableau ci-dessous (Tableau 8) :

Valeur SPI	>2	1,5 à 1,99	1 à 1,49	0,99 ;-0,99	-1 à -1,49	-1,5 à -1,99	< -2
Séquence de sécheresse	Extrêmement Humide	Très Humide	Modérément humide	Proche de normale	Modérément sec	Très sec	Extrêmement sec
Septembre	0	0	0	36	0	0	0
Octobre	0	0	6	33	0	0	0
Novembre	0	0	3	36	0	0	0
Décembre	0	0	3	35	0	0	4
Janvier	0	0	2	36	0	1	0
Février	0	0	6	33	0	0	0
Mars	0	1	3	35	0	0	0
Avril	0	0	5	34	0	0	0
Mai	0	0	4	35	0	0	0
Juin	0	0	6	33	0	0	0
Juillet	0	2	5	32	0	0	0
Aout	0	0	5	34	0	0	0

Tableau 8 : Résultats des valeurs d'indice SPI du bassin versant de Saïda.

D'après les valeurs SPI obtenues sur la base des données afférant à la station d'Ain El Hdjar, On remarque que les fréquences les plus abondantes se trouvent dans la séquence proche de la normale, aussi la présence des faibles valeurs qui caractérisent une classe modérément humide.

Au niveau de la station de Ain El Hdjar les précipitations moyennes annuelles enregistrées sont de l'ordre de 459mm au cours de la période allant de 1981 à 2020 (Figure 27). Cependant, l'évolution de précipitations est caractérisée par une irrégularité bien marquée à l'échelle interannuelle.

Dans cette station, un minimum de 285.27mm a été enregistré en 1983 - 1984, et le maximum de 709.67mm en 2008 - 2009.

Dans la période de 1981 au 2003 les précipitations sont inférieures à la moyenne interannuelle, au-delà toutes les valeurs sont supérieures à la moyenne avec des petites chutes temporaires.

Étant donné la très grande variabilité du climat, manifestée par la hausse relative de la fréquence et de l'intensité des phénomènes extrêmes, l'étude du dessèchement et de la sécheresse peut constituer un très bon outil de mise en place de mesures adéquates pour réduire et combattre leurs effets négatifs sur la population et les activités humaines. Parmi ces effets, la tendance à l'aridité du climat est l'un des phénomènes climatiques actuels les plus suivis et étudiés, aux niveaux global et régional, surtout à cause des influences insidieuses à long terme sur les communautés humaines et sur l'économie.

L'indice d'aridité de Martonne est un indicateur utile pour caractériser le phénomène d'aridité, il est calculé par la formule suivante :

Tableau 9 : Classification climatique selon l'indice d'aridité De Martonne.

La valeur de l'indice d'aridité du bassin versant de Saïda est de 15.42 dans l'an 2020, ce qui confirme que la région de Saïda se situe dans une zone semi-aride.

La température est un facteur du climat très important, car elle conditionne l'évapotranspiration. Les données des températures dans la zone d'étude sont groupées au tableau ci-dessous (Tableau 10) :

Où : TMin : températures moyennes de tous les minimas observés pour chaque mois. TMax : températures moyennes de tous les maximas observés pour chaque mois. TMoy : températures mensuelles moyennes.

L'analyse de ces données met en évidence que les minimas correspondent à la période hivernal (Décembre, janvier et février), tandis que les maximas coïncident avec le début de la saison sèche (estivale) qui commence pratiquement au mois de Mai jusqu'à ce qu'ils atteignent leur maximum au mois de Juillet et Aout qui est le plus chaud. La moyenne mensuelle la plus élevée correspond au mois d'Juillet 27,07 °C, tandis que la plus basse correspond au moins de Janvier 6,28 °C. La température moyenne interannuelle est de 16.11 °C.

C'est un élément important du cycle hydrologique contrôlant l'évaporation du sol et la couverture végétale et qui représente la quantité réelle de vapeur d'eau contenue dans l'air par rapport à celle que l'air pourrait contenir s'il était saturé à la même température.

L'humidité relative mensuelle moyenne pour la station de la région est présentée au tableau suivant (Tableau 11):

D'après ces résultats, les maximums d'humidité relative moyenne sont observés en Octobre jusqu'à Mai, tandis que le minimum se produit en Juillet - Aout avec une humidité moyenne annuelle de 54.72%

Le vent est un élément caractéristique du climat, car il favorise l'évapotranspiration ; leur étude nous permet de voir leur influence sur l'évapotranspiration potentielle.

Le sirocco est un vent chaud et sec qui souffle du Sahara vers le littoral. Les vents dominants sont particulièrement du Nord - Ouest.

La fréquence moyenne interannuelle des vents par leur direction à la station de Rebahia le tableau suivant (Tableau 12)

Tableau 12 : La fréquence moyenne interannuelle des vents par leur direction.

Les moyennes mensuelles des vitesses des vents déterminés aux différentes stations sont résumées au tableau suivant (Tableau 13) :

Les valeurs de l'évaporation du plan d'eau libre sont adoptées d'après les données observées, elles sont données par le tableau ci-dessous (Tableau 14) :

D'après le tableau nous constatons que l'évaporation totale annuelle est élevée.

On remarque aussi que l'évaporation est importante aux mois de juin, juillet et aout, tandis qu'elle est faible aux mois de novembre, décembre, janvier et février.

L'érosion est un processus qui tend à réduire à la surface des continents l'épaisseur des sols et des roches, en arrachant physiquement les particules solides qui sont exportées en suspension par le ruissellement superficiel vers les Oueds où elles peuvent être transportées jusqu'aux mers et aux océans (Probst, 1992). L'érosion des sols est caractérisée par trois étapes, correspondant d'abord au détachement des particules de sol puis au transport par différents agents (vent, eau, glace, gravité), de leur emplacement d'origine à un endroit de dépôt en aval ; ces mouvements de sols sont des processus complexes et discontinus à fortes variations spatiotemporelles.

Les précipitations constituent l'agent essentiel de l'érosion hydrique. L'érosivité de la pluie dépend surtout de l'intensité de la pluie ou son énergie cinétique. Le premier effet morphologique de la pluie est celui de la goutte d'eau qui frappe le sol « effet splash » (Figure 32). Le choc de la goutte est particulièrement important sur les terres car il disloque les agrégats et les mottes de sol dont les particules sont projetées à distance. Ainsi l'effet de tassement rend compacte et imperméable la surface ce qui diminue la capacité d'infiltration du sol et favorise le déclenchement du ruissellement.

La couverture pédologique joue un rôle essentiel sur les processus de ruissellement et d'érosion au travers de sa capacité d'infiltration et son érodibilité. La capacité d'infiltration d'un sol est le flux d'eau maximal qu'il peut infiltrer dans des conditions hydriques initiales du sol et de ses caractéristiques intrinsèques, comme la succession et les propriétés hydrodynamiques de ses horizons. L'horizon de surface joue le rôle d'obstacle principal à l'infiltration lorsque sa structure est dégradée par les conditions mécaniques et hydriques. L'érodibilité du sol dépend surtout de sa stabilité structurale qui est un indicateur de la cohésion (la texture et la teneur en matière organique), des agrégats et de leur résistance à la dégradation sous l'effet de la pluie.

A long terme il s'agit du mode d'occupations des sols, en augmentant la dimension des parcelles agricoles et en supprimant les obstacles au ruissellement.

A moyen terme il s'agit du choix de système de culture qui implique un raisonnement de l'assolement sur plusieurs années. A court terme il s'agit du choix des types d'outils ou des dates d'interventions qui permettent de modifier l'état de surface du sol à un moment donné. L'agriculture joue ainsi un rôle majeur dans le contrôle du ruissellement et de l'érosion.

- La topographie notamment la pente et la longueur de pente définie par les limites du bassin versant qui détermine le régime d'écoulement des eaux sur les versants et donc le transport et l'arrachement des particules du sol.

- La nature des matériaux sous-jacents du sol, qui pourront créer une interface modulant l'érodibilité du milieu.

C'est le stade initial de la dégradation du sol par érosion, du fait de l'impact des gouttes de pluie sur le sol et le transport des éléments détachés par le ruissellement en nappe (Roose, 1994). Cette forme d'érosion, sous l'influence du travail du sol par les outils, engendre la remontée des particules à la surface du sol. En Algérie, la valeur des pertes par ce type d'érosion est évaluée de 0,10 jusqu'à 20 t/ha/an.

Elle se manifeste lorsque la concentration des eaux conduit à la formation des chenaux de dimensions croissantes.

L'érosion en griffes décape et transporte généralement toutes les particules rencontrées : elle n'est donc pas sélective mais les dépôts sont souvent triés. Elle manifeste souvent un degré de dégradation bien plus élevé du milieu (Roose, 1985).

On parle d'érosion en rigoles lorsque les petits canaux présentent des profondeurs supérieures à 10cm (Roose, 1984 et Al-Kaisi et al, 2009).

Les ravines suivent la ligne de plus grande pente des versants. Lorsque le sol est peu perméable, saturé et peu couvert, le ruissellement est abondant. Ce dernier creuse des ravines et augmente les pointes de crue des Oueds, ce qui favorise le sapement des berges et les glissements de terrain.

En Algérie, l'ordre de grandeur des concentrations moyennes des sédiments transportés par l'eau des Oueds varie de 50 à 150 g/l avec des valeurs maximales qui peuvent atteindre parfois les 600 g/l (Medjber, 2011). L'approche utilisée pour estimer le transport solide dans le bassin versant de l'Oued Saïda est du type déterministe et utilise des modèles régressifs simples dont l'objectif est de trouver une ou plusieurs relations entre la concentration en matières en suspension et le débit liquide. L'analyse porte sur les valeurs des débits liquides (exprimés en m³/s) et des débits solides (en kg/s), mesurés au niveau de la station hydrométrique de Sidi Boubkeur ; celle-ci étant la dernière station avant l'exutoire du bassin versant d'Oued Saïda. Les données de la série ainsi considérée couvrent la période de 1980 à 2010.

La relation de la série complète utilisée d'après la droite (Figure 34) d'ajustement est de la forme suivante :

Figure 34 : Relation entre les débits solides et les débits liquides instantanés (Oued Saïda -Station

On remarque d'après la (Figure 35), que pour des faibles débits liquides environ 0,001 m³/s peuvent être associés de forts débits solides (près de 0,010 Kg/s) déclenchés probablement à la suite d'orages violents ou de remobilisation de sédiments issus d'une crue précédente et fraîchement déposés dans le lit de l'Oued. De même, de fortes valeurs des débits liquides n'ont engendré qu'un faible transport solide dû probablement à la vidange des nappes survenue à la suite d'une crue importante (YELES,2014).

Figure 35 : Variations interannuelles des apports solides et apports liquides.

	P(mm)	Sept.	Oct.	Nov.	Déc.	Jan.	Fév.	Mar.	Avr.	Mai.	Jui.	Juil.	Ao.	AS(t)	AS(t/km²/an)
80/81	332	4963	14040	8755	1015	2125	1132	5124	1230	100	485	23	8	39000	72
81/82	328	11369	9264	12155	4211	3001	3741	4532	795	385	17	20	10	49000	91
82/83	326	30062	36143	44176	4324	7032	8347	8404	2215	9207	11	4	75	150000	276
83/84	392	1612	3987	4324	1541	618	536	2216	479	64	0	5	18	150000	29
84/85	456	9511	9032	5236	994	2668	1257	3605	0	5	8157	21	14	40000	75
85/86	354	1849	3941	3221	102	101	67	1124	840	27	0	0	28	1000	20
86/87	250	6287	5800	3132	540	2304	51	977	5012	71	9	3297	1	27000	50
87/88	229	913	1400	1542	124	59	9	11	0	48	15	7	2	4000	8
88/89	207	3677	1497	3020	658	67	42	761	470	5	26	53	24	10000	19
89/90	235	4225	10140	9820	350	1700	1015	3225	376	128	45	13	3	31000	58
90/91	263	1718	3715	3621	166	882	0	9	511	12	1	33	42	10000	19
91/92	236	956	1825	1783	5436	838	0	521	3	28	0	0	10	11000	21
92/93	161	3418	2911	1542	465	98	41	1084	0	9	0	10	2	9000	18
93/94	234	9276	12216	14327	2100	3282	1084	4716	3621	632	26	20	0	51000	94
94/95	308	1283	2100	1998	62	28	0	1802	8	11	18	34	56	7000	14
95/96	242	4390	8004	8262	1100	1244	2450	3479	2700	53	0	2	810	32000	60
96/97	177	490	197	442	100	19	46	0	0	4	3	70	29	1000	3
97/98	160	1507	1432	828	65	70	4	3	55	2	0	8	25	40000	7
98/99	144	183	123	153	30	148	2	7	1	3	0	262	18	1000	2
99/00	209	4078	7250	7551	806	1664	316	4	4632	75	0	21	3	26000	48
00/01	275	15130	18382	12447	960	4105	3120	5325	4013	8424	4200	0	0	76000	140
01/02	292	3787	6329	6207	980	41	4	35	368	236	0	13	0	18000	33
02/03	310	1978	1135	2076	19	29	1	18	3	10	30	1	0	5000	10
03/04	296	3040	2742	3856	127	7	0	29	2	97	0	0	0	9000	18
04/05	283	1519	3502	3853	1500	652	0	22	5120	24	0	0	8	16000	30
05/06	266	1668	1438	1066	1	4	6	95	0	7	0	215	0	4000	8
06/07	247	3215	1901	3410	641	29	10	2675	2	87	0	30	0	12000	22
07/08	288	21286	29871	24536	7096	7211	6204	7215	2890	45	22	5611	13	112000	206
08/09	530	25942	23225	15688	2858	5287	2304	8347	2624	1015	310	0	0	87000	161
09/10	330	3050	4042	3013	299	17	11	785	1800	6	575	101	1	13000	24
Moy	282	6165	7388	7180	1289	1518	1060	2205	1338	691	465	328	40	29600	55

Tableau 15 : Répartition mensuelle et annuelle des apports solides en suspension (en tonnes) et des
dégradations spécifiques en (t/km² /an) dans le bassin versant de Saïda.

Station hydrométrique de Sidi Boubkeur Saïda (1980/1981 à 2009/2010) ; YELES, 2014.

Les résultats obtenus montrent que les années qui se caractérisent par des crues exceptionnelles en volume et en durée génèrent des apports solides très importants ; on peut citer quelques exemples : la crue de novembre 1983 (44176 tonnes), la crue d'octobre 2001 (18382 tonnes), la crue d'avril 2005 (5120 tonnes), la crue d'octobre 2008 (29871 tonnes) et la crue de septembre 2009 (25942 tonnes). Le transport solide dans le bassin versant de Saïda est important dans les saisons d'hiver

et de printemps à cause de la forte turbulence due aux débits des crues durant ces saisons qui sont caractérisées par une concentration importante des matières en suspensions.

La réalisation de la carte de vulnérabilité des sols à l'érosion hydrique utilise la superposition des cartes thématiques et une hiérarchisation des paramètres intervenant dans l'érosion hydrique. Il s'agit des cartes : d'occupation des terres, de pente et de la lithologie. L'ensemble de ces données est intégré dans un SIG (système d'informations géographique) pour une meilleure gestion de l'information. La combinaison de ces cartes a permis de produire une carte thématique appelée carte de vulnérabilité d'érosion hydrique (Figure 36).

Figure 36 : Carte de vulnérabilité des sols à l'érosion hydrique du bassin versant de Saïda. La carte montre trois classes des zones :

- Zone à forte vulnérabilité à l'érosion représentant 35 % de la superficie totale.

- Zone à vulnérabilité moyenne à l'érosion représentant 25% de la superficie totale. - Zone à faible vulnérabilité à l'érosion représentant 40% de la superficie totale.

A partir de la carte, on distingue que le Sud du bassin versant est très favorable au phénomène d'érosion hydrique, à cause de la forte pente et l'absence de la couverture végétale ; cette bande constitue ainsi les zones émettrices des apports solides. Par contre les parties à vulnérabilité faible à moyenne montrent une pente plus ou moins faible (pente <10°).

Selon l'ANRH des tronçons importants d'Oueds sont déjà pollués. Une carte thématique sur la qualité des eaux superficielles, établie en 1997 indique des concentrations importantes de phosphore et d'azote. Ceci explique les phénomènes d'eutrophisation, à savoir l'enrichissement d'une eau en sels minéraux entraînant des déséquilibres écologiques comme la prolifération de la végétation aquatique ou l'appauvrissement en oxygène. Ce processus concerne les lacs, certaines rivières, le niveau des plans d'eau (barrages, retenues) et des principales zones de débouchés maritimes.

Les études menées montrent également que plusieurs barrages en Algérie sont actuellement pollués. Parmi ces barrages celui de Wizert (Wilaya de Mascara) pollué par les déchets de la ville de Saïda.

La vulnérabilité dépend du type de nappe, libre ou captive, et du mode de circulation de l'eau dans l'aquifère. Les nappes libres sont les plus vulnérables, les polluants d'origine superficielle peuvent diffuser librement dans le sol et la zone non saturée jusqu'au niveau piézométrique; d'autre part, la fluctuation verticale saisonnière du niveau piézométrique aboutit à rincer les particules de la zone non saturée et entraîner les substances qui y sont adsorbées.

Les nappes captives en revanche sont mieux protégées par les couches imperméables qui les surmontent. Leur alimentation en eau superficielle est plus circonscrite, donc plus aisée à protéger. Leur pollution apparaît lorsque le niveau protecteur imperméable est percé par un ouvrage.

La percolation de l'eau dans un milieu poreux peut produire une fixation des substances sur les particules et donc une épuration de l'eau. Ce phénomène d'autoépuration n'existe pas dans les milieux fissurés où la circulation est bien plus rapide.

Pour atteindre une nappe libre en milieux poreux les polluants transportés par les eaux d'infiltration doivent franchir de nombreux obstacles : sol, zone non saturée et zone saturée.

L'activité chimique et microbiologique est intense (oxydation, réduction...). De nombreux corps sont modifiés chimiquement, les polluants organiques peuvent être métabolisés et minéralisés. Néanmoins, cette biodégradation peut aboutir à des métabolites au moins aussi toxiques que les

polluants d'origine. Les complexes argilo-humiques peuvent fixer de nombreux corps minéraux et

Comme le sol, elle joue un rôle dans la filtration et la rétention de certaines substances. Cette action

La filtration se poursuit dans le milieu poreux de la nappe et le polluant est dilué dans la masse

Le risque de pollution de la nappe du Bajocien provenant des déchets liquides solides ménagers et

industriels est un problème qui a amené les divers responsables à fixer leur choix sur site à

Cependant, il nous a été donné de constater plusieurs zones névralgiques (Bajocien affleurant)

L'inexistence d'une zone imperméable sur ces lieux de décharge favorise la pollution directe par

lessivage de la nappe suite à la perméabilité relativement élevée du karst.

Au niveau de la commune d'Ain El Hadjar : les ordures ménagères industrielles etc.... sont rejetées

directement à la surface des affleurements des dolomies parsemées de Figures de dissolutions du

En ce qui concerne la commune de Saïda, l'Oued Saïda est utilisé aussi comme lieu de décharges

L'implantation de carrière de pierre et de graviers proches des terrains karstiques contribue à

accélérer la poussée de pollutions par une augmentation de la dilution. Aussi, cette pratique doit

Le non-fonctionnement de la station d'épuration de Saïda oblige le consommateur à rejeter des eaux usées directement dans l'Oued Saïda or les relations des nappes profondes - Oued n'ont pas pu être mis en évidence technique. N'en reste pas moins que le risque exister surtout au niveau de Saïda ville où les formations des calcaires du Bathonien affleurent.

La station d'épuration se situe plus en aval et il serait souhaitable de prévoir les installations adéquates au niveau du secteur suscité.

On estime le débit journalier des eaux usées transitant dans l'Oued à environ 80 l/s.

Figure 37 : Carte des rejets d'eaux usées dans la wilaya de Saïda (ANRH 2017).

La pollution de type industriel est caractérisée par l'existence de rejets au niveau des unités réparties entre Saïda et Rebahia. A ce niveau, l'Oued Saïda est utilisé dans sa quasi-totalité pour le rejet des déchets industriels.

Les seules conséquences probables de pollution pour la nappe sont évidemment les forages captant la formation du Bathonien et où le risque de contamination peut se manifester par les infiltrations.

Les stations d'épuration sont rares (sauf pour la SONIC). Certaines unités préfèrent utiliser des procédés de neutralisation, mais la qualité de l'eau rejetée dans l'Oued reste suspecte.

Différents types d'effluents rejetés dans l'Oued Saïda ont pour origine, la zone industrielle. Celle-ci se présente comme la principale zone d'activité de Saïda datant du plan spécial de 1972 ; elle se situe à l'entrée de la ville de Saïda (secteur Nord-Ouest) et s'étend sur plus de 86 ha.

Vu la vulnérabilité de la zone menacée par le risque des rejets, une enquête de l'impact de la pollution des différentes unités s'impose afin d'avoir une idée exacte sur les différents types de rejets de chacune d'elles.

Les différents types d'effluents liquides issus de la zone industrielle installée sur le bassin selon le type d'activité, que se soient de nature biodégradable (urbaines) ou non biodégradable (industrielles), sont déversés directement dans l'Oued, ce qui entraîne la pollution des eaux superficielles véhiculées par l'Oued.

Le tableau ci-dessous (Tableau 16) représente les différentes unités et leurs produits utilisés dans la production. Les décharges des usines sont à proximité de l'Oued Saïda. Cette situation entraîne une pollution mixte qui touche aussi bien les eaux de surface que les eaux souterraines.

Tableau 16 : Les différents produits utilisés par les unités industrielles. 2.3. Pollution bactériologique

La pollution bactérienne est liée à la décomposition des matières organiques.

Les points prélevés se sont surtout attachés au débit important des points d'eau à leur utilisation et surtout leur relation avec le Karst. Vingt-sept échantillons sont prélevés (1986), certains points d'eau sont utilisés pour la consommation en eau potable de la population et d'autres sont utilisés par la collectivité locale. L'échantillonnage a été effectué par prélèvement dans des flacons stérilisés in-situ par les soins de ANRH. La pollution de la nappe karstique si elle n'est pas freinée

par une réglementation stricte, elle risque de se généraliser et condamner à jamais l'alimentation à partir de cette nappe.

Nom du point d'eau	Cordonnées		Résultats
Nom du point d'eau	X	Y	Résultats
Forage F27 (SONIC)	266.850	179.350	Eau polluée bactériologique
Forage F4 (SONIC)	267.650	180.050	Très bonne qualité bactériologique
Forage F62 (A.E.P)	267.000	179.650	Très bonne qualité bactériologique
Piezo 16 (Na3) Puits	269.000	178.000	Mauvaise qualité bactériologique
Source du poirier	272.100	178.000	Mauvaise qualité bactériologique
Forage NA5	268.800	178.200	Eau suspecte à traiter
Forage Douithabet	265.950	173.600	Très bonne qualité bactériologique
Ain Terga	274.000	176.300	Eau impropre à la consommation
Forage champs de manoeuvre	266.700	172.800	Très bonne qualité bactériologique
Forage F48	266.750	178.400	Très bonne qualité bactériologique
Puits Tameshoum	273.650	180.350	Eau polluée bactériologique
Ain Soltane	268.200	173.300	Eau polluée bactériologique
Ain Boukhors	266.150	175.950	Très mauvaise qualité bactériologique
Ain Touta	267.800	172.250	Très bonne qualité bactériologique
Ain Nezereg	268.550	177.700	Eau polluée bactériologique
Ain El Hallouf	270.350	174.350	Très mauvaise qualité bactériologique
Source Ronde	266.450	166.800	Eau polluée bactériologique
Ain Messaoud	266.050	197.950	Eau suspecte à traiter
Si-Abdelkrim	263.000	172.000	Eau polluée bactériologique
Ain Si Djelloul	272.400	171.200	Très mauvaise qualité bactériologique
Ain ELHazem	272.300	168.600	Eau polluée
Ain Beida	265.850	168.250	Eau impropre à la consommation
Source Ramos-Pedro	270.700	167.400	Très mauvaise qualité bactériologique
Piscine de Ain El Hdjar	266.650	165.100	Très mauvaise qualité bactériologique
Ain Taga	265.350	169.100	Très mauvaise qualité bactériologique
Ferme Blanche puits	265.200	167.800	Très mauvaise qualité bactériologique
Ferme du syndicat puits	263.700	165.300	Très mauvaise qualité bactériologique

Tableau 17 : Liste des points d'eau inventoriés pour analyses chimiques et bactériologiques,
(Hydraulique de Saïda).

Sur les 27 points d'eau qui sont pollués bactériologiquement, nous avions conclu que 95% des sources et points d'eau à Saïda ne présentent aucune mesure de protection.

De plus, dans le cas du forage F27 (SONIC) il est à moins de 10m de l'Oued Saïda particulièrement pollué dans cette partie de son cours et à moins de 5m d'une décharge publique non contrôlée, et de plus les fuites occasionnées sur la vanne principale contribuent à favoriser la pollution bactériologique par l'existence d'une mare constante autour du puits.

Figure 38 : Carte des points d'eau et des prélèvements d'échantillons (ANRH).

L'analyse chimique des eaux est réalisée sur les prélèvements qui ont été effectués précédemment au niveau des :

Le choix des critères chimiques s'est porté sur les paramètres suivants : 3.1. Le résidu sec et minéralisation de l'eau

La concentration moyenne de 450mg/l est considérée comme étant celle de la nappe des dolomies, ces taux élevés sont donc dus à la pollution par précipitations des carbonates dus aux mêmes à un processus organo-chimiques.

Il représente la dureté de l'eau en degrés français, si la valeur obtenue est supérieure à 3Ø°, cette eau n'est plus potable, cela est due à la présence de sels de Ca et de Mg.

Il est en fonction de la teneur en bicarbonates et carbonates contenues dans l'eau. Lorsque les eaux ont un PH inférieur à 8.3 le T.A.C est représenté seulement par les bicarbonates, il donne des indications sur l'agressivité de l'eau.

Ils sont de manière générale tant en zone urbaine qu'agricole dues à une pollution domestique (cimetières, égouts, épandage de fumier ou d'engrais azotés)

En général la concentration normalement admise ne doit pas dépasser 250mg/l, ils sont eux aussi dus à la présence de déchets d'origine urbaine.

La limite admise doit se situer en dessous de la teneur de 250mg/l, leur présence est due à la dissolution de sels de sulfates par les eaux de précipitations.

4. Résultats et interprétation des analyses chimiques des eaux 4.1. Le résidu sec

La teneur moyenne varie autour de 450mg/l et elle est due en grande partie aux bicarbonates dans le cas de la nappe de Saïda. Cependant à Ain Boukhors la liaison avec le Lias est évidente vu que la teneur s'élève jusqu'à 1320mg/l. Les zones de concentrations élevées se situent sur les points d'eau à proximité de l'Oued Saïda.

La teneur moyenne varie de 6mg/l à un maximum de 60mg/l. la concentration en nitrates fait apparaitre une augmentation progressive au Sud-Est de Saïda particulièrement dans la zone karstique au Nord de Ain El Hdjar. Néanmoins, on constate une nette diminution vers les points d'eau autour de Rebahia et de l'Oued Saïda. L'absence d'une couverture naturelle d'alluvions Plio-Quaternaire constituant un écran protecteur, entraine un taux élevé des nitrates (supérieur à la teneur normale de 44mg/l). Ces nitrates sont en grande partie issus de l'utilisation d'engrais azotés par l'agriculture, de l'absence d'une couverture végétale et des caractéristiques intrinsèques du sol.

Ils sont associés à la présence d'une pollution urbaine essentiellement ; on observe aussi les teneurs

La forte teneur du puits de Si-Abdelkrim est due à la présence de la décharge publique et du cimetière de Saïda à quelques centaines de mètres seulement. Les valeurs obtenues à la ferme de syndicat sont aussi dues aux décharges non contrôlées.

Les teneurs en chlorures dans les points d'eau situés de part et d'autre de l'Oued Saïda dus à des rejets de sels dans l'Oued mais les valeurs ne sont pas supérieures à la limite de 250mg/l sauf dans le puits de Si-Abdelkrim.

La teneur moyenne dans le secteur étudié varie de 24mg/l à 100mg/l environ, sauf dans le puits de Si-Abdelkrim où la teneur excessive en sulfates est de 2136mg/l ; la moyenne admissible étant de 250mg/l.

Le diagramme de Berkaloff (Figure 39) fait apparaitre nettement l'unité de faciès hydrochimique à savoir :

- Les eaux de l'Oued où les teneurs en sont dictées par les rejets urbains et industriels.

En résumé on peut conclure que les faciès chimiques de la nappe de Saïda sont du type Bicarbonate calcique ce qui est en parfaite conformité avec la formation aquifère carbonatée. Le tableau ci-dessous (Tableau 18) représente la gamme des valeurs relevées.

Tableau 18 : Variation des éléments chimiques. D'après les résultats des analyses chimiques effectuées, il apparait que :

- Une pollution par les nitrates d'origine mixte, urbaine et agricole qui a été mise en évidence dans les zones karstiques particulièrement vulnérables.

- Des taux anormalement élevés en chlorures et sulfates qui sont dus à une concentration des sites de pollutions existants dans un rayon très proche

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

CHAPITRE II

I. LES CRUES ET LES INONDATIONS