CHAPITRE II : La région d’étude
III- 4) Caractérisation physique des stations
L’écoulement des eaux aboutit à un profil longitudinal du cours d’eau qui se rapproche d’un profil d’équilibre où l’ensemble de paramètres hydrauliques, morpho-métriques, physiques et chimiques ont des valeurs qui varient régulièrement de l’amont vers l’aval, et que ces paramètres sont par conséquent corrélés. Dans un hydrosystème, les biotopes et leurs habitats, présentent une grande diversité de structures et, leur répartition spatial varie selon leur position le long du continuum fluvial (Fig. 18) (Illies & Botosaneanu, 1963; Verneaux, 1976; Vannote et al., 1980).
Pente, courant, granulométrie du substrat, température, alcalinité, conductivité, pH sont des facteurs écologiques susceptibles d’intervenir dans la répartition des organismes ; leurs valeurs croissent et décroissent régulièrement sur un profil longitudinal.
Le courant (liée à la pente) et la température sont les deux facteurs essentiels qui conditionnent les possibilités d’existence des organismes en fonction de leurs limites de tolérance. Ce sont des facteurs dits limitants (Angelier, 2000).
D’autres facteurs écologiques tels que la végétation (ripisylve et végétation aquatique), la distance à la source, l’orientation et le mode d’alimentation des cours d’eau ainsi que les influences humaines ont également une certaine importance car ils agissent sur les facteurs fondamentaux et par conséquent, ils ont une influence indirecte sur la faune.
D’autres travaux montrent l’importance des paramètres conditionnant l’occupation spatiale et temporelle des différents habitats. Certains d’entres-eux, comme la nature du substrat et la vitesse du courant, sont habituellement considérés comme facteurs écologiques majeurs
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susceptibles d’influencer directement la répartition de la faune benthique (Hynes, 1970; Minshell & Minshell, 1977).
Pour chacune des stations prélevées, plusieurs paramètres ont été déterminés afin de caractériser au mieux les conditions environnementales adjacentes.
Les paramètres non conservatif (tel que : température, pH, conductivité, oxygène dissous) ont pu être mesurés in-situ à l'aide d'un appareillage électrique et des techniques simples.
Al : Altitude, P : Pente, LLMj : Largeur de Lit Majeur, LLMn : Largeur de Lit Mineur
Station Localisation Al Caractéristiques (m) P (%)
LLMj (m)
LLMn
(m) Substrat Facteurs de perturbation
S1
100 m en amont du pont qui relie les deux communes Bazoul et El Kennar, sur la route nationale N43
5 0,5 60 7 à 12 argiles, sables, limons, débris végétaux
terrains agricoles, pompage clandestin et rejet d’agglomération à 900 m en amont de S1.
S2 1,35 Km en amont de la première station 8 0,46 25 1 à 8 sables, graviers, débris végétaux terrains agricoles, pompage clandestin
S3 50 m en amont du pont qui relie Bazoul et Jimar
sur la route wilayale W149 12 0,49 25 2 à 8
sables, graviers, cailloux, débris végétaux
terrains agricoles, rejet
d’agglomération, pompage clandestin S4 1,948 Km en amont de la station S3 18 0,33 30 2 à 7 limons, sables, graviers, cailloux,
détritus organique Terrains agricoles, pompage clandestin S5 277 m en amont du pont qui relie Taher et le
lotissement Adouir sur la route wilayale W135 25 0,55 35 2 à 6
sables, graviers, cailloux, détritus organique
terrains agricoles, pompage clandestin et une décharge de déchets d’abattoirs
S6 1,47 Km en amont de la station S5 30 0,52 35 2 à 7 graviers, cailloux, débris
végétaux terrains agricoles, pompage clandestin
S7 50 m en aval du pont qui mène à Sebat et
Achocha 39 0,6 30 1,5 à 4 sables, graviers, cailloux
terrains agricoles, rejet
d’agglomération, rejet d’ordure et prélèvement de sable (sablière)
S8 2.23 Km en amont de la station S7, au niveau de
la région de Sebat 55 1,3 40 2 à 3 graviers, cailloux, pierres. /
S9 1,21 Km en amont de la station S8 67 1,3 60 2 à 5 gravier, cailloux, pierres, débris
végétaux /
S10 2 Km en amont de la station S9 92 1,8 27 2 à 4 gravier, cailloux, pierres, débris
végétaux /
Chapitre III
: Milieu d’étude &
Méthodologie
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Figure 18 : zonation amont – aval et évolution des caractéristiques morpho – sédimentaires et physico – chimiques (modifier d’après Vannote et al., 1980 ; Rosgen 1996).
37 III-4-1) La température de l’eau
La température de l’eau est un facteur important dans l’environnement aquatique du fait qu’elle régit la presque totalité des réactions physiques, chimiques et biologiques (Chapman & Kimstach, 1996). Elle agit sur la densité, la viscosité, la solubilité des gaz dans l’eau, la dissociation des sels dissous, de même que sur les réactions chimiques et biochimiques, le développement et la croissance des organismes vivant dans l’eau et particulièrement les microorganismes (W.H.O, 1987).
La température des eaux courantes varie régulièrement sur le profil longitudinal d’un cours d’eau, en fonction de la température atmosphérique. En chaque point du cours d’eau, la température est fonction de l’altitude, la saison, l’insolation, la température de la source, la distance entre celle-ci et le point de mesure, et le temps de transit de l’eau entre ces deux points (Angelier, 2000).
Les variations de la température de l’eau ont une grande influence sur la vie aquatique, en particulier sur les phénomènes respiratoires. Une pollution thermique va souvent modifier le cycle de développement des organismes. Dans le cas des insectes, un réchauffement du milieu entraîne souvent des émergences précoces et les imagos ne trouvent pas nécessairement dans le milieu aérien les conditions de température propices à l’accouplement et à la ponte. Il en résulte alors une rupture dans le cycle et la disparition de certaines espèces (Champiat & Larpent, 1994).
Les relevés de la température de l’eau des stations ont été effectués à l’aide d'une sonde multi-paramètre de type CONSORT C 561.
III-4-2) Le potentiel hydrogène de l’eau (pH)
Ce paramètre mesure la concentration des protons H+ contenus dans l’eau, et donc l’acidité ou l’alcalinité de l’eau sur une échelle logarithmique de 0 à 14. Il influence la plupart des mécanismes chimiques et biologiques dans les eaux. Habituellement, les valeurs du pH se situent entre 6 et 8,5 dans les eaux naturelles (Chapman et al., 1996).
Il diminue en présence des teneurs élevées en matière organique et augmente en période d’étiage, lorsque l’évaporation est importante (Meybeck et al., 1996).
L’activité photosynthétique provoque dans les milieux aquatiques d’importantes variations diurnes de pH, pendant la journée l’absorption intense de gaz carbonique entraîne une élévation du pH et une précipitation des carbonates, le mécanisme inverse intervient pendant la nuit. Le bicarbonate de calcium donne aux eaux naturelles un pouvoir tampon permettant le rétablissement des conditions initiales en cas de pollution par des déversements acides (Pesson, 1980).
38 III-4-3) L’oxygène dissous (OD)
Les concentrations en oxygène dissous constituent , avec les valeurs de pH, l’un des plus importants paramètres de qualité des eaux pour la vie aquatique.
L’oxygène dissous dans les eaux de surface provient essentiellement de l’atmosphère et de l’activité photosynthétique des algues et des plantes aquatiques. La concentration en oxygène dissous varie de manière journalière et saisonnière car elle dépend de nombreux facteurs tels que la pression partielle en oxygène de l’atmosphère, la température de l’eau, la salinité, la pénétration de la lumière, l’agitation de l’eau et la disponibilité en nutriments. Cette concentration en oxygène dissous est également fonction de la vitesse d’appauvrissement du milieu en oxygène par l’activité des organismes aquatiques et les processus d’oxydation et de décomposition de la matière organique présente dans l’eau.
Exprimé en mg/L, l'oxygène dissous a été mesuré sur le terrain à l’aide d’un oxymètre de type cyberscan woterproof, Dissolved oxygène /C0/F0/data mètre (DO300 série).
III-4-4) La vitesse d’écoulement de l’eau
La vitesse d’écoulement de l’eau dépend essentiellement du débit et de la pente. A une échelle plus fine, elle dépend localement de la configuration du fond, de la largeur et de la profondeur du lit du cours d’eau.
Le courant, transporte, dépose et ramène les éléments constituants le substrat, déterminant ainsi la structure du fond et par suite la distribution des communautés. Il facilite les échanges gazeux, le renouvellement des substances dissoutes, l’apport des particules alimentaires et assure l’évolution rapide des produits de déchets. Par son action mécanique, le courant, tend à entraîner les êtres vivant ver l’aval, ces derniers sont adaptés à cette action par leur morphologie.
La vitesse du courant est mesurée à l’aide d’un flotteur et d’un chronomètre. On lâche le flotteur sur une distance de 10 mètres en même temps le chronomètre est déclenché, le temps obtenu est ramené à l’unité (cm/s) puis comparé à la classification de Berg (1948); dans Decamps (1967), qui distingue cinq classes de vitesse.
Tableau 4: Classification de vitesse du courant d’après Berg (1948) ; dans Decamps (1967).
Vitesse Courant Inférieur à 10 cm/s Très lent De 10 à 25 cm/s Lent De 25 à 50 cm/s Moyen De 50 à 100 cm/s Rapide Supérieur à 100 cm/s Très rapide
39 III-4-5) Le régime
Le régime d’un cours d’eau est la résultante des conditions climatiques (précipitations, température) et des caractéristiques physiques du bassin versant (altitude, pente, pédologie, géologie, hydrogéologie, etc.), auxquelles s’ajoutent les activités humaines (occupation des sols, retenues, prélèvements, etc.).
En conséquence, il est possible de caractériser un bassin versant et son écoulement en adoptant une classification du régime des cours d'eau basée d'une part sur l'allure de la fluctuation saisonnière systématique des débits qu'il présente, et d'autre part sur son mode d'alimentation, c'est-à-dire, la nature et l'origine des hautes eaux (pluviale, nivale ou glaciaire). La répartition mensuelle des débits est alors utilisée pour classifier le régime d'écoulement d'un cours d'eau appelé le régime hydrologique.
Une des classifications des régimes hydrologiques des rivières les plus simples est celle de Pardé (1939), qui distingue trois types de régimes :
Régime simple: caractérisé par une seule succession annuelle de hautes et de basses eaux (un seul maximum et un seul minimum), et, en général, par un seul mode d'alimentation (régime glaciaire, nival ou pluvial).
Régime complexe originel (mixte) : Il se caractérise par deux maxima et deux minima des coefficients mensuels au cours de l'année hydrologique, cette complexité se manifestant dès le cours supérieur. Suivant les modes d'alimentation principaux on distingue le régime nivo-glaciaire, glacio-nival, nivo-pluvial, pluvio-nival
Régime complexe changeant : Le régime complexe est généralement rencontré sur les grands fleuves, dont l’hydrologie saisonnière change d’amont en aval, à mesure que le dosage des facteurs, dans l’ensemble de la surface réceptrice, se modifie.
Le bassin versant d’Oued Nil est caractériser par un régime simple dépend des pluies de quelques sources permanentes. En période estivale ; correspond à la période de basses eaux, les faibles précipitations, les fortes évaporations et l’infiltration des eaux dans le sous-sol, expliquent la réduction de l’écoulement de l’Oued Nil et/ou l’assèchement de quelques stations.
III-4-6) Le débit
Le débit est le volume d’eau en mouvement auquel peut être rattaché une quantité de matière transportée organique ou minérale, inerte ou vivante, endogène ou exogène. Il dépend des précipitations, de la présence de neige en amont, de l’altitude, de la distance à la source la plus en amont et de la nature des terraines traversés.
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Les reliefs de la petite Kabylie ont un régime hydrologique caractérisé par un haut débit durant la saison des pluies correspondent à la fonte du manteau neigeux au printemps, et augmentés par les apports en pluies souvent abondantes à cette période de l’année. Les crues sont soudaines et violentes, les étiages prononcés.
Ces précipitations abondantes, donnant lieu à d’importants écoulements en eaux superficielles, favorables : à la pratique d’une agriculture pluviale et au développement d’une végétation naturelle luxuriante, à la recharge des nappes phréatiques et à la réalisation d’ouvrages hydrauliques.
III-4-7) Le substrat
La nature du substrat, définie principalement par la granulométrie ; les caractéristiques granulométriques du substrat des cours d’eau sont fonction de la géologie du bassin versant et de l’histoire climato-géologique récente (quaternaire et holocène). Elles sont liées aussi au degré d’altération du substratum géologique et au type d’utilisation des sols qui conditionnent la fourniture de sédiments (Wasson et al, 1998)
D’une manière générale, plus on s’éloigne des zones de montagne ou des têtes de bassin, plus le diamètre des éléments diminue et plus leur classement granulométrique augment. Celui-ci est essentiellement fonction du type d’écoulement et de la variabilité des vitesses, liés tous les deux globalement à la pente. A l’échelle du tronçon, le substrat est donc à la fois une variable indépendante (Schumm, 1977) liée aux caractéristiques du bassin et à la distance aux sources, et une variable de réponse car la granulométrie peut s’ajuster en fonction des variables de contrôle.
On note pour chaque prélèvement le substrat dominant en suivant le code donné dans le tableau suivant :
Tableau 5 : Echelle granulométrique de Wentworth modifiée.
Classe Appellation Code Diamètre (mm)
1 Limons et Argiles L-A [0 - 0,0625[
2 Sables (fins et grossiers) S (SF, SG) [0,0625 – 2[
3 Graviers (fins et grossiers) G (GF, GG) [2 - 16[
4 Cailloux (fins et grossiers) C (CF, CG) [16 - 64[
5 Pierres (fins et grossiers) P (PF, PG) [64 - 256[
6 Blocs B [256 – 1024[
41 III-4-8) La pente
C’est une caractéristique importante des bassins versants qui renseigne sur la topographie du bassin. La pente moyenne du cours d’eau détermine la vitesse avec laquelle l’eau rend à l’exutoire du bassin donc le temps de concentration. Elle influence sur l’état d’écoulement du cours d’eau au niveau du bassin versant. En effet, plus la pente est forte, plus la durée de concentration des eaux de ruissellement dans les affluents et le cours principal est faible, par conséquent le bassin réagir d’une façon rapide aux averses. Les pentes fortes à très fortes peuvent produire des écoulements de nature torrentielle qui sont à l’origine des crues dévastatrices (Riad, 2003).
La partie du bassin étudiée est caractérisée par des très faibles pentes qui varient de 0,33 % (S4) à 1,8% au niveau de la station S10.