Géométrie et caractérisation hydrochimique d’un système aquifère en zone semi-aride. Application à l’aquifère de Hammam Bradaa, région de Guelma, Algérie nord orientale.
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Date
2024
Authors
KHADRI Rahma
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Abstract
La recherche développée dans cette thèse se concentre sur la région de Guelma au Nord-Est
de l'Algérie, analysant la géologie, l'hydrogéologie, et la qualité des eaux souterraines, en
mettant un accent particulier sur le champ captant de Hammam Bradaa qui est un maillon
important dans le système d’alimentation en eau potable de la ville de Guelma et aussi la ville
de Annaba. Les eaux sont captées dans un aquifère constitué des calcaires néritiques qui
forment le Djebel Débagh (Sud-Est de Guelma). Il s’agit de structures profondes de système
de grabens et de horsts dont l’identification a été possible en utilisant plusieurs méthodes de
prospection électriques et de gravimétrique. Géologiquement, elle fait partie du domaine
externe des Maghrébides, présentant une variété de terrains du Trias au Quaternaire.
L’objectif principal de cette recherche est d’arriver à dessiner une image synthétique de la
géométrie de l’aquifère très affecté par la tectonique, de préciser les structures et la répartition
des formations géologiques du sous-sol en utilisant l’outil géophysique ainsi que la
caractérisation hydrochimique des eaux étudiées et l’identification d’une éventuelle
connexion entre la nappe du néritique et superficielle.
Les résultats obtenus sont concluants et indiquent que la région d’étude présente un bassin
subsident limitée par des failles d’une orientation Sud-Ouest, Nord-Est, formant un ensemble
complexe de Horsts et de Grabens. La détection de contours multi-échelles des données de
gravité, connue sous le nom de "worms", a permis de mettre en évidence les principales
linéaments à travers la zone d'étude qui peuvent contribuer à la recharge de l'aquifère de
Hammam Bradaa. L'inversion gravimétrique 3D a permis de cartographier la configuration
spatiale des calcaires qui se caractérisent par un contraste de gravité positif par rapport aux
roches hôtes. Une coupe de densité verticale extraite de l'inversion gravimétrique 3D,
s'étendant sur une longueur de 14 km du nord au sud, révèle une épaisseur significative de
calcaire sous Hammam Bradaa, suggérant un fort potentiel en ressources en eau souterraine.
La section géo-électrique, construite à partir de l'interprétation des données du SEV et
calibrée avec la lithologie des forages, a permis de cartographier la profondeur jusqu'au
sommet du calcaire sous les alluvions conductrices et les marnes.
Par ailleurs, la caractérisation hydrochimique des nappes profonde et superficielle révèle des
facies chimiques distincts ; bicarbonaté à 100% dans la première et essentiellement
évaporitique avec 61% dans la deuxième, avec des indices de qualité dépassant parfois les
normes de l'OMS, indiquant une possible pollution agricole. Les eaux sont bonnes à la
consommation humaine et à l'irrigation, bien que des préoccupations liées aux teneurs de
nitrates soient soulevées. Le suivi de l’état des eaux par rapport à la pollution a mis en
évidence des traces d’une contamination par NO3, NO2, PO4 dans la nappe superficielle. Les
résultats indiquent que cette contamination ne touche pas la nappe profonde. Une tentative de
vérification d’une éventuelle connexion entre les deux nappes, en utilisant plusieurs outils,
montre une alimentation du bas vers le haut notamment en période de basses eaux. Les
données isotopiques confirment une origine commune des eaux des deux nappes, liée aux
précipitations de la mer Méditerranée.