Géométrie de l’aquifère karstique

La nappe profonde est contenue dans les formations carbonatées du Jurassique supérieur et du crétacé inférieur. La corrélation de la géologie, la géophysique et les logs des forages réalisés dans la région a bien cartographié l’extension de cet aquifère karstique. Généralement ce grand réservoir carbonaté est caractérisé par :

 Un substratum constitué par des niveaux d’argiles imperméables contenu dans le Jurassique supérieur et le Crétacé inférieur d’âge Néocomien et Cénomanien, cela est éclairci par les logs des forages situés aux piedmonts des massifs (J6, J7 et J8) ;

 Un toit souvent recouvert par les formations détritiques du Mio-Plio-Quaternaire avec passage de calcaires lacustre et éléments grossiers, ce qui laisse jaillir des sources ;

 Les coupes géologiques montrent que ces formations karstiques sont peu profondes dans la plaine de Zana (environ 150 à 200 m de remplissage Mio-Plio-Quaternaire au-dessus des formations carbonatées) et par contre elles s’enfouissent à 500 m de profondeur dans les bassins de subsidences de Gadaïne, Seriana et El Madher ;

 Les limites de cet aquifère s’étend des bordures des massifs du Crétacé inférieur et du Jurassique supérieur des Djebels de Mestaoua, Metrassi au Sud, Djebels Azraouat Nord et Sud au Nord, Tizourite au Nord-Est et l’ensemble Zana-Roknia à l’Ouest.

Aperçu Hydrogéologique

80

Fig. 5.9 : Coupe hydrogéologique interprétative

Aperçu Hydrogéologique V.3 Interactions entre les aquifères

La plaine de Zana est entourée par des formations carbonatées du Crétacé inférieur et du Jurassique supérieur. Ces massifs plongent sous le remplissage du Mio-Plio-Quaternaire et réapparaissent de l’autre côté, par exemple le Djebel Mestaoua plonge vers le Nord-Est sous le recouvrement et apparaît avec ces formations au Djebel Tizourite et Merzeguene. Cette morphologie laisse les deux formations superposées et probablement en communication dans plusieurs endroits ou le substratum du recouvrement est imperméable, Fig. 5.11. Cette superposition et communication permet à l’eau de passer d’un horizon à un autre et instaure une relation drainante nappe profonde-nappe superficielle, Fig. 3.8.

Fig. 5.11 : Coupe en 3D du complexe aquifère de la plaine de Zana

V.4 Conclusion

Au terme de ce chapitre nous pouvons conclure que :

 Le complexe aquifère de la région est formé par deux nappes. Un aquifère superficiel contenu dans le remplissage du Mio-Plio-Quaternaire d’une épaisseur pouvant atteindre les 200m. La nappe est alimentée par les massifs carbonatés qui l’entoure et son exutoire principal est le Chott Saboun et la Merdja de Zana. Un aquifère profond karstique contenu dans les massifs calcaires du Crétacé inférieur et du Jurassique supérieur. Les deux aquifères sont

Aperçu Hydrogéologique

82

superposés et en communication par endroits comme on l’a vu précédemment au chapitre géophysique.

 L’écoulement souterrain se fait, en général, selon une direction convergente, avec un axe de drainage qui coïncide sensiblement avec le Chott Saboun et Merdja Zana.

 L’allure générale des courbes iso-pièzes est restée constante, resserrées au Nord et plus espacées à l’ouest et l’Est, lors des six campagnes piézométriques.

 - L’évolution de la piézométrie dépend de l’intensité de pompage et des conditions climatiques, qui influent sur le battement de la nappe par la recharge, puisage et évaporation.

 L’alimentation se fait à partir des bordures calcaires des massifs de Roknia à l’Ouest, Djebel Azraouat au Nord, Djebel Mestaoua au Sud et Kef Aourir au Sud-Est.

 Les fluctuations saisonnières de la surface piézométrique connaissent une

diminution ressentie surtout à Nord-Ouest et au centre de la plaine. Elles oscillent entre 6.0 et 30 m pour la période 2008-2016. Ces fluctuations sont soumises aux caractéristiques climatiques de la région (faible pluviométrie et forte évaporation) et la surexploitation.

Chapitre 6 :

Hydrochimie

83

Introduction

Dans les régions soumises au climat semi-aride voir plus sec (aride et hyper aride), le seul facteur limitant l’exploitation de la ressource en eau souterraine est principalement le volet qualitatif des eaux que le volet quantitatif. Il est clair que le chimisme des eaux souterraines dépend, particulièrement, de la composition lithologique des couches traversées et du temps de séjour des eaux. L’interaction eau-roche influe directement sur la composition chimique des eaux souterraines. Les teneurs de éléments naturels (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, Cl^-, SO4^2-, HCO3^- , etc.) dans les eaux souterraines sont conditionnées par divers facteurs tels que les conditions climatiques, les activités anthropiques, les échanges entre aquifères superposés en contact et les échanges entre eaux souterraine et les eaux de surface. Il est évident que Les activités anthropiques ont une influence nocive sur la qualité physicochimique des eaux souterraines. L’agriculture, l’industrie et les rejets des eaux usées causent des dégâts collatéraux sur l’environnement et spécialement sur la qualité et la salubrité des eaux souterraines. L’influence est ressentie en agriculture par apports aux éléments K+, Ca2+, NO3^-, SO4^2-, NH4⁺ et PO4^3- et en industries par apports aux métaux lourds et toxiques. De même les rejets des eaux usées apportent les éléments Na⁺, K⁺, NO3^-, Cl^-.

Le présent chapitre sera donc consacré à l'étude de l'origine de la minéralisation et la pollution azotée ressentie dans la région de Zana en s'appuyant sur des arguments géochimiques (Athamena, 2008). Les arguments géochimiques permettent de contribuer à la compréhension de la circulation des eaux souterraines en se basant sur le mécanisme d’acquisition des ions et leur évolutions dans les aquifères (Schöeller, 1962).

Pour atteindre les objectifs assignés dans ce chapitre, nous avons exploité les résultats d’analyses des échantillons prélevés lors des compagnes (2013, 2014, 2015 et 2016). En premier lieu, nous avons cherché à caractériser les propriétés physico-chimiques in-situ (pH, température, conductivité) et à montrer leur variabilité spatio-temporelle. Puis en deuxième lieu, nous avons cherché à déterminer les principales interactions eau-roche qui controlent les mécanismes de l’acquisition du chimisme des eaux souterraines de l’aquifère superficiel de Zana, et d’identifier l’impact de l’activité humaine sur la qualité de ces eaux.

VI.1 Echantillonnage et acquisition des données