Etude de variabilité Hydro-Climatologique dans le Bassin Versant de la Soummam pour la période 1902-1992 (cas des séries chronologiques Pluies-Débit)

1er séminaire national sur les Géorisques Jijel, 04 et 05 décembre 2012

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ETUDE DE LA VARIABILITE HYDRO-CLIMATIQUE DANS LE BASSIN

VERSANT DE LA SOUMMAM POUR LA PERIODE 1902-1992 (CAS DES SERIES CHRONOLOGIQUES PLUIES-DEBIT).

Akdim A.1, Remini H.2, Madani K. 3

1 Laboratoire 3BS, université de Bejaia,[email protected] 2Laboratoire 3BS, université de Bejaia, [email protected]

3Laboratoire 3BS, université de Bejaia,[email protected]

Résumé-Les études climatologiques, doivent faire appel à des techniques d’analyses performantes. Pournotre étude nous avons choisis deux paramètres (pluviométrie et débit) pour évaluer les changements climatiques dans le bassin versant de la Soummam(BVS) (De Castro, 1993). Trois séries pluviométriques et une série de débit seront analysées à haute fréquence, le traitement se fera par le logiciel R, selon la méthode des ondelettes, l’interprétation des résultats est faite en fonction des graphiques obtenus par l’analyse statistique. L’efficacité de la méthode utilisée, la comparaison de nos résultats au modèle NAO et l’évaluation de l’impact climatique sur le BVS, seront vérifiées par notre étude.

Mots-clés : pluviométrie, débit, ondelettes, programme R.

Introduction

La première phase du travail consiste à collecter les données de pluviométrie, relevant des stations pluviométriques implantées à l’intérieur du bassin versant de la Soummam, les stations choisies son éparses l’une de l’autre, appartenant aux trois étages bioclimatiques balayant la zone de notre étude.

En deuxième phase, nous allons traiter statistiquement l’ensemble des données, le traitement statistique choisis est cependant une analyse à haute fréquence, approche très performante qui adopte la méthode des ondelettes comme support mathématique, l’outil permettant d’effectuer ce travail est le R, langage informatique, disponible sous forme de logiciel.

La troisième et dernière phase de notre étude est de comparer les résultats obtenus sous forme de graphique, au modèle climatique NAO.

1. Zone d’étude

1.1. Emplacement géographique

Au nord, il est limité par les chaînes de Djurdjura, à l'est par les montagnes de la petite Kabylie et au sud par les montagnes de Bibans et de Djebel Mansourah, (Figure 02). Le bassin versant de la Soummam et délimité par les lignes de partages constituées par le golf de Bougie et par les cours de La Djemaa, de l'Agrioun et de l'El Kebir, tandis qu'au sud-est et au sud, par le Chott El Hodna. A l’ouest et au nord, il est limité par les cours de l’Isser, de Sebaou et de la Daass(Bennabi, 1985).

mailto:[email protected]




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Figure 1. Carte de position du bassin versant de la Soummam.

2. Matériels et méthodes

2.1. Données pluviométriques

Les séries pluviométriques que nous traitons dans notre travail, sont aux nombres de trois (03), représentant trois (03) stations pluviométriques différentes implantées dans le bassin versant de la Soummam.

2.2. Emplacement des stations

Données relatives à la station pluviométrique de Bouira (15 02 04) :

Les valeurs de cette station englobent les prélèvements effectués durant une période de 80 ans allant de 1913 à 1992, faisant apparaitre les précipitations mensuels (la somme des précipitations de chaque mois), et le cumul annuel pour chacune des années.

Données relatives à la station pluviométrique d’Akbou (15 05 03) :

Les valeurs de cette station englobent les prélèvements effectués durant une période de 70 ans allant de 1923 à 1992, faisant apparaitre les précipitations mensuels (la somme des précipitations de chaque mois), et le cumul annuel pour chacune des années.

Données relatives à la station pluviométrique d’El Kseur (15 10 04) :

Les valeurs de cette station englobent les prélèvements effectués durant une période de 90 ans allant de 1913 à 1992, faisant apparaitre les précipitations mensuels (la somme des précipitations de chaque mois), et le cumul annuel pour chacune des années (Benhamiche, 1997).

Figure 3. Implantation des stations pluviométriques dans le bassin versant de la Soummam.

2.3. Données du débit

Le débit est le deuxième paramètre concerné par notre étude, pour cela nous avons pris en considération de choisir un Oued accueillant les eaux du ruissèlement pluvial des sous bassins versants, ayant fournis les séries pluviométriques présentées dans la partie précédentes.


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Figure 4. Zone ayant servis pour la mesure des paramètres du débit.

La période concernée par notre étude de débit, s’étale sur 71 années, à savoir de 1920 à 1992, pour chaque année nous avons quatre (04), données à considérer :

Un débit minimal de l’année ; Un débit maximal de l’année ; Un débit moyen de l’année ; L’apport en volume d’eau de l’année. 2.3. Outils de travail

Logiciel de traitement statistique

Nous avons effectué le traitement de nos données avec le langage R, dont sa dernière version est R 2.13.1.

Modèle climatique ayant servis pour la comparaison

Dans le cadre de notre étude nous avons pris le modèle de NAO comme repére, nous allons essayer de projeter nos résultats sur l’esemble des comportements climatiques dictés par ce modèle.

3. Résultats et discussion

3.1. Traitement des resultats de la serie pluvilmétrique de la Station de Bouira (1913-1992)

Figure 5. Graphique des cumuls pluviométriques annuels pour la série de Bouira (1913-1992).

Les pics les plus remarquables sont ceux de 1969 représentant l’année la plus pluvieuse de la série, et celui de 1987 qui représente l’année la plus sec (moins pluvieuse), les pics du graphique sont plutôt, hétérogènes à l’exception de certaines années présentant des volumes de précipitations annuels proches les uns des autres. Nous remarquons que les années allant de 1961 à 1967 reçoivent le même cumul annuel.


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Figure 6. Graphique en nuances de couleurs des précipitations mensuelles inter annuelles de Bouira pour la période (1913-1992).

Le graphique utilisé (Figure 6), est obtenu par l’interpénétration des trois paramètres années, mois et intensités pluviométriques, la nuance de couleur et cependant le facteur permettant l’interprétation des phénomènes.

Suivant la coloration violacée, nous avons constaté la rupture de la saison sèche durant de cours intervalles répétitifs pouvant être considérer comme étant une cyclicité (trais en pointillés rouge): Premier intervalle de 1933 à 1935 Deuxième intervalle de 1949 à 1950 Troisième intervalle l’année 1952 Quatrième intervalle de 1969 à 1971 Cinquième intervalle de 1991 à 1992 Durant ces intervalles nous remarquons l’absence de mois secs (mois sans pluviométrie) ainsi qu’un cumul pluviométrique annuel important, ce qui assure le prolongement de la saison humide, en créant un rétrécissement de la période de sécheresse.

On observe sur le graphique deux périodes à pluviométrie intenses, c’est ce qui est caractérisé par des colorations vertes à jaunes (cercles en pointillés jaunes) : Première période mois d’Octobre de l’année 1935. Deuxième période mois de Mars de l’année 1969. Ces deux périodes sont considérées comme les plus humides de toute la série pluviométrique de Bouira, elles sont caractérisées par de fortes précipitations et un taux d’humidité relativement haut.

Un autres phénomène climatique est observé sur le graphique, il s’agit du prolongement d’une saison par rapport à une autre, à savoir la saison sèche par rapport à la saison humide, cela est mis en évidence par la coloration violacée dominant l’air des autres colorations bleutée, jaunâtre et verdâtre sur le graphique, on comptabilise six périodes touchées par ce phénomène (cercles en pointillés verts) : Première période de 1920 à 1925 du mois de Janvier au mois de Juin. Deuxième période de 1938 à 1943 du mois de Janvier au mois de Juin. Troisième période de 1952 à 1958 du mois d’Aout au mois de Décembre. Quatrième période de 1957 à 1961 du mois de Janvier au mois de Juin. Cinquième période de 1987 à 1991 du mois d’Aout au mois de Décembre. Sixième période de 1987 à 1992 du mois de Janvier au mois de Mai. Encore, il nous a été permet de constater que, même pour ce phénomène y a lieu de le classer comme étant une cyclicité qui revient marqué certaines périodes de la série chronologique traitée, des intervalles de sécheresse réapparaissent de période en période sans que la durée de persistance soit homogène.


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3.2. Traitement des resultats de la serie pluvilmétrique de la Station d’Akbou (1923-1992)

Les pics les plus remarquables des années sont, 1969 offrant le plus grand cumul faisant de cette année la plus pluvieuse de la série, tandis que 1944 est l’année la plus sec avec le plus faible cumul pluviométrique de l’année. Les autres années de la série présentent une fluctuation entre années pluvieuses et autres moins pluvieuses, à l’exception de celles postérieures aux années 70, d’où une diminution sensible des cumuls. De 1961 à 1967, nous observons les mêmes cumuls annuels pour toutes ces années, ce qui donne les points sur une même droite.

Figure 7. Graphique des cumuls pluviométriques annuels pour la série d’Akbou (1923-1992).

Le graphique si dessus (Figure 8), est la résultante de l’intensité pluviométrique des années de la série chronologie d’Akbou en fonction du volume d’eau précipité durant chaque mois de chacune des années allant de 1923 à 1992, la différenciation de couleur permettra d’interpréter les phénomènes climatiques marquant la période étudiée.

Figure 8. Graphique en nuances de couleurs des précipitations mensuelles inter annuelles d’Akbou pour la période (1923-1992).

Suivant la coloration violacée, nous constatons la rupture de la saison sèche durant de cours intervalles répétitifs pouvant être considérés comme une cyclicité (trais en pointillés rouge): Premier intervalle de 1958 à 1960. Deuxième intervalle de 1990 à 1992. Durant ces intervalles nous remarquons l’absence de mois secs (mois sans pluviométrie) ainsi qu’un cumul pluviométrique annuel important, ce qui assure le prolongement de la saison humide, en créant un rétrécissement de la période de sécheresse. On observe sur le graphique dix périodes à pluviométrie intense, c’est ce qui est caractérisé par des colorations vertes à jaunes (cercles en pointillés jaunes) : Première période englobe les trois mois, Janvier, Février et Mars de chacune des années 1925, 1926, 1927 et 1928. Deuxième période allant du mois de Juillet au mois de Septembre de l’année 1933.


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Troisième période englobe les trois mois, Janvier, Février et Mars de chacune des années 1939, 1940 et 1941. Quatrième période allant du mois de Mars au mois de Mai de l’année 1945. Cinquième période englobe les mois de Janvier, Février et Mars de chacune des années 1950, 1951, 1952 et 1953. Sixième période allant du mois de Septembre au mois de Novembre des années 1957 et 1958. Septième période englobe les trois mois, Septembre, Octobre et Novembre de chacune des années 1957 et 1958. Huitième période touche les mois de Septembre, Octobre, Novembre et Décembre de l’année 1968. Neuvième période englobe les mois de Janvier, Février, Mars et Avril des années 1971, 1972, 1973 et 1974. Dixième période caractérise le mois de Janvier de l’année 1981, suivis des mois de Février, Mars et Avril des années 1984, 1986 et 1987. Toutes ces périodes sont considérées comme les plus pluvieuses de la série chronologique allant de 1923 à 1992, ainsi la pluviométrie relevée est la plus élevée comparée aux autres années, l’humidité relative (H%), quand à elle est la plus importante durant ces même périodes. Un autres phénomène climatique est observé sur le graphique, il s’agit de l’interpénétration entre les différentes saisons, en particulier la saison sèche par rapport à la saison humide, cela est mis en évidence par la coloration violacée dominant l’air des autres colorations bleutée, jaunâtre et verdâtre sur le graphique, on comptabilise trois périodes touchées par ce phénomène (cercles en pointillés verts) : Première période de 1943 à 1945 du mois de Février au mois de Novembre. Deuxième période de 1955 à 1957 du mois de Février au mois de Septembre. Troisième période de 1970 à 1974 du mois d’Avril au mois de Décembre. Nous avons constaté que, même pour ce phénomène y a lieu de le classer comme étant une cyclicité qui revient marquer certaines périodes de la série chronologique traitée. Dans le cas de la série pluviométrique d’Akbou 1923-1992, nous avons observé une anomalie climatique touchant un intervalle réduit de l’ensemble de la série. En effet les années 1961, 1962, 1963, 1964, 1965, 1966 et 1967 présentaient les mêmes valeurs pluviométriques sur l’ensemble de tout les mois, le comportement climatique durant une seule année s’est répété pour toutes les autres années durant cet intervalle de 07 années (zone délimitée par une bulle en blanc sur le graphique).

3.3. Traitement des resultats de la serie pluvilmétrique de la Station d’El Kseur (1902-1992)

Figure 9. Graphique des cumuls pluviométriques annuels pour la séried’El Kseur (1902-1992).

Les pics les plus remarquables sont ceux de 1957 représentant l’année la plus pluvieuse et la plus humide de la série, et celui de 1968 qui représente l’année la plus sec (moins pluvieuse). Les autres années de la série attestent des volumes de pluies annuels très différents les uns des autres.


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Figure 10. Graphique en nuances de couleurs des précipitations mensuelles inter annuelles d’El Kseur pour la période (1902-1992).

Le graphique si dessus (Figure 10), est la résultante de l’intensité pluviométrique des années de la série chronologie d’El Kseur allant de 1902 à 1992, la dégradation des couleurs devra mettre en valeur le comportement climatique de cette période, une anomalie et/ou un phénomène ordinaire seront reconnus d’après les virages de couleurs.

la coloration violacée, nous permet de constater les ruptures des saisons sèches durant de cours intervalles répétitifs, ces derniers peuvent être considérés comme une cyclicité (trais en pointillés rouge): Premier intervalle de 1917 à 1918. Deuxième intervalle de 1956 à 1957. Deuxième intervalle de 1963 à 1966. Durant ces intervalles nous remarquons l’absence de mois secs et un cumul pluviométrique annuel important. Le résultat étant le prolongement de la saison pluvieuse au détriment de la période non pluvieuse. des périodes à pluviométrie intenses apparaissent sur le graphique, c’est ce qui est caractérisé par des colorations vertes à jaunes (cercles en pointillés jaunes) : Première période englobe les mois de Janvier, Février et Mars de la période allant de 1902 à 1940. Deuxième période débute au mois d’Octobre et part jusqu’au mois de Décembre de la période 1902-1955 Troisième période englobe les mois, de Septembre, Octobre, Novembre et Décembre des années 1957 et 1958. Quatrième période allant du mois de Janvier au mois de Mars des années 1971, 1972 et 1973. Toutes ces périodes sont considérées comme les plus pluvieuses de la série chronologique d’El Kseur allant de 1902 à 1992, durant ces périodes la pluviométrie était très intense, marquant des cumuls annuels très importants comparés aux autres années de la même série pluviométrique, l’humidité relative (H%) quand à elle est la plus importante durant ces même périodes. Le prolongement d’une saison par rapport à une autre, aussi appelé allongement saisonnier est un phénomène observé durant la compagne pluviométrique 1902-1992 d’El Kseur, à savoir la saison sèche se prolonge au détriment de la saison humide, cela est mis en évidence par la dégradation de la coloration violacée, on comptabilise trois périodes touchées par ce phénomène (cercles en pointillés verts) : Première période de 1921 à 1922 du mois de Février au mois de Septembre. Deuxième période de 1976 à 1978 du mois de Février au mois d’Octobre. Troisième période de 1989 à 1990 du mois de Janvier au mois d’Octobre. Ce phénomène s’est répété trois fois pendant la série pluviométrique, l’ampleur du phénomène est jugée d’égale importance durant les trois périodes, encore touche les même mois à chaque fois, ceci pourra être considéré comme une cyclicité à faible impact du point de vue modification climatique. Il est à signaler que les périodes d’intenses pluviométrie disparaissent à compter des années 70.


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3.4. Traitement des resultats des series de débits de Sidi Ali Levher (1920-1992)

Figure 11. Graphique des débits minimaux annuels de Sidi Ali Levhar pour la compagne (1920-1992).

La lecture du graphique nous permet d’observer, que le débit minimal le plus élevé a été enregistré durant l’année 1935, le débit minimal le plus faible a été enregistré durant l’année 1962, pour les autres années de la série nous constatons que la différence des débits minimaux est très grande mais insignifiante (Figure 11).

Les années comprises dans le cercle en pointillés rouge sur le graphique (Figure 11), présentent une diminution des débits maximaux.

Figure 12. Graphique des débits maximaux annuels de Sidi Ali Levhar pour la compagne (1920-1992).

Le graphique ci-dessus (Figure 12), est marqué par le débit maximum le plus haut enregistré durant l’année 1949, par contre le débit maximum le plus faible est enregistré en 1989. Les autres années de la série, présentent des débits maximaux différents et contrastants, mais restent insignifiants. Les années comprises dans le cercle en pointillés rouge sur le graphique (Figure 12), présentent une diminution des débits maximaux.

L’année 1949 était marquée par le débit moyen le plus élevé, 1986 est l’année dont le débit moyen est le plus faible de la série. Les autres années présentaient des débits moyens hétérogènes. L’affaiblissement des débits moyens devient significatif à partir de 1980 (Figure 13).


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Figure 13. Graphique des débits moyens annuels de Sidi Ali Levhar pour la compagne (1920-1992).

Figure 14. Graphique des apports de débits annuels de Sidi Ali Levhar pour la compagne (1920-1992).

L’apport annuel plus important était enregistré durant l’année 1974, par contre l’apport le plus faible est celui de l’année 1985. Les apports annuels des autres années de la série de Sidi Ali Levhar sont très différents marquant des hauts et des bas durant la compagne 1920-1992 (Figure 14). Il est important de signaler qu’à partir de 1980 ces apports annuels diminuent et de manière régulière.

Figure 15. Graphiques superposés des débits maximaux, minimaux, moyens et des apports annuels de Sidi Ali Levhar

D’après le graphique ci-dessus (Figure 15), l’évolution des débits présentaient une variabilité très hétérogène les pics hauts et les pics bas des graphiques, correspondent aux mêmes années pour les

différents types de débits. La régression des débits à partir de 1980 est une observation commune pour les quatre types de graphique.


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3.5. interprétation

Il s’est avéré que la diminution de la pluviométrie à partir des années 70, les anomalies météorologiques, la concentration des mois les plus secs durant les années ultérieures à celle de 1970 et la concentration des mois les plus pluvieux, pendant les années postérieures à 1970, sont tous des facteurs à impact direct sur le débit de l’Oued Soummam (Hontarrède et Stephenson, 2000).

Conclusion La série pluviométrique de la station de Bouira nous a permet d’observer ce qui suit:

Cinq (05) intervalles de rupture de la saison sèche (1933-1935), (1949-1950), (1952), (1969-1971) et (1991-1992). Deux (02) périodes à pluviométrie intenses, Octobre 1935 et Mars 1969. Six (06) périodes d’interpénétration saisonnière / décalage saisonnier, (1920-1925), (1938-1943), (1952-1958), (1957-1961), (1987-1991) et (1987-1992). La série pluviométrique de la station d’Akbou nous a permet d’observer ce qui suit: Deux 02 intervalles de rupture de la saison sèche (1958-1960) et (1991-1992). Dix (10) périodes à pluviométrie intenses, (Janvier, Février et Mars de chacune des années 1925, 1926, 1927 et 1928), (de Juillet au mois de Septembre de l’année 1933), (Janvier, Février et Mars de chacune des années 1939, 1940 et 1941), (Janvier, Février et Mars de chacune des années 1950, 1951, 1952 et 1953), (Janvier, Février et Mars de chacune des années 1950, 1951, 1952 et 1953), (du mois de Septembre au mois de Novembre des années 1957 et 1958), (Septembre, Octobre et Novembre de chacune des années 1957 et 1958), (Septembre, Octobre, Novembre et Décembre de l’année 1968), (Janvier, Février, Mars et Avril des années 1971, 1972, 1973 et 1974) et (Janvier de l’année 1981, suivis des mois de Février, Mars et Avril des années 1984, 1986 et 1987). Trois (03) périodes d’interpénétration saisonnière ou de décalage saisonnier, (1943-1945), (1955-1957) et (1970-1974). La série pluviométrique 1923-1992, nous permet d’observer l’intervalle 1961-1967, le volume de pluies précipitées, durant ces années été le même durant chacun des mois de l’année, donnant ainsi des cumuls annuels très proches. La série pluviométrique de la station d’El Kseur nous a permet d’observer ce qui suit: Trois (03) intervalles de rupture de la saison sèche (1917-1918), (1956-1957) et (1963 -1966). Quatre (04) périodes à pluviométrie intenses, (Janvier, Février et Mars de la période allant de 1902 à 1940), (d’Octobre et part jusqu’au mois de Décembre de la période 1902-1955), (Septembre, Octobre, Novembre et Décembre des années 1957 et 1958), (de Janvier au mois de Mars des années 1971, 1972 et 1973). Trois (03) périodes d’interpénétration saisonnière ou de décalage saisonnier, (de 1921 à 1922), (de 1976 à 1978) et (de 1989 à 1990). Bibliographie Barnston, A. G., et R. E. Livezey, 1987 : Classification, seasonality, and persistence of the low-frequency atmospheric circulation patterns, Monthly Weather Review115, 1083-1126. BenhamicheN., 1997 : Modélisation de la relation pluie-relief en vue de la cartographie par krigeage : cas du bassin versant de la Soummam. Thèse de Magister en Sciences Agro. Opt. Aménagement et mise en valeur. INA, Alger, 158p. Bennabi M.S., 1985 : Contribution à l’étude hydrogéologique de la vallée de l’oued Sahel-Soummam (Algérie). Thèse de Doctorat 3ème Cycle en Géologie Appliquée, opt. Hydrogéologie,Univ. Scienc. Et Medec, Grenoble, 156p. Chenni Y., 2005 : Synthèse des études réalisées sur l’oued Soummam et contribution à la connaissance de sa faune ichtyaire. Mém. Ing. D’Etat en Ecol. et Env., opt. Ecosyst. Aquatiques.,Univ. De Béjaia, 68p. Hontarrède, M., et D. B. Stephenson, 2000 : L'oscillation nord-atlantique. METMAR186, 8-11. De Castro M., 1993: The climate of the Mediterranean basin: its sensitivity to global change. Mamouri B., 2007 : Contribution à l’étude comparative entre la ripisylve de l’oued Soummam et celle de l’oued Acif El-Hammam. Mémoire de DEUA en Sciences biologiques, opt. Ecobiologie, Univ. De Béjaia, 38p.


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EVALUATION DES CONSEQUENCES DANS LA ZONE AVAL EN CAS DE RUPTURE DU BARRAGE ZARDEZAS

Oussama Derdous1, Lakhdar Djemili2

1 Etudiant chercheur, Université Badji-Mokhtar, Annaba, Algérie 2 Maître de conférences A, Université Badji-Mokhtar, Annaba, Algérie

Résumé- Les barrages et les retenues d’eau qu’ils accumulent de leur coté amont constituent un danger potentiel pour la zone fluvial en aval. Au cours de l’histoire, de maints incidents se sont produits lors de la construction des barrages. Certains de ces incidents ont fini même par la rupture du barrage, due à de différentes raisons. Ces incidents et ruptures de barrages se sont traduits par des conséquences de différente envergure, allant des conséquences mineures à celles catastrophiques. Dans ces derniers temps les autorités et le public dans le monde entier sont devenus beaucoup plus conscient du fait que la rupture de barrage pouvait provoquer des inondations catastrophiques et que les barrages constituent un danger potentiel. Le barrage de Zardezas qui se trouve dans la wilaya de Skikda, au Nord Est de l’Algérie, a été surélevé de 12 m entre 1971 et 1974 en raison de l’envasement, est menacé par une rupture progressive ou instantanée. L’ingénierie assistée par ordinateur a permis la mise au point de méthodes de calcul et d'analyse plus complètes pour aider à ces évaluations et à l'établissement des mesures d'urgence locales. La simulation réalisée par le logiciel HEC-RAS nous a permis de créer les plans d’action en cas de catastrophe. L’objectif de ces plans et principalement d’expliquer au mieux le danger potentiel que le barrage constitue, d’évaluer les effets dans la zone aval en cas de rupture de barrage et de prévoir les démarches appropriées à entreprendre pour empêcher ou au moins diminuer les conséquences de tels incidents. Mots-clés: Barrage, Danger, Incident, Rupture

1. Introduction De toute antiquité, l’homme, s’inspirant peut-être de la technique du castor pour la protection de ses cités lacustres, a du constituer des réserves d’eau, soit pour l’arrosage, l’irrigation, puis ses besoins se développant ; la régularisation de ses fleuves, l’alimentation de ses canaux, la suppression des crues, l’atténuation des étiages, la navigation fluviale, sans compter ses besoins en eau industrielle. Les réservoirs intéressant, ou menacent, la sécurité publique, par la masse de dizaines ou centaines de millions de mètres cubes qu’ils suspendent à des dizaines de mètres cubes au dessus du niveau normal de leur cours. En cas de rupture, il faut prévoir une crue dont la hauteur, tout au moins à son origine, est égale à celle du barrage, plusieurs dizaines de fois supérieure aux crues naturelles, et se propageant avec une célérité très supérieure : on risque d’effroyables destructions dans la vallée dominée. Le but des études de rupture de barrage est de donner aux personnes et aux organismes responsables de la sécurité et de la protection des populations une description aussi fiable que possible de ce qui pourrait se produire sur le territoire si une rupture survenait. [1] La rupture du barrage Fergoug en1927 à cause de l’insuffisance du déversoir, montre que les premiers barrages Algériens ont connu des problèmes de conception du fait que les techniques de réalisations des barrages n’étaient pas alors maîtrisées. Aujourd’hui, le nombre de barrages vieillissant en Algérie est important et ces barrages sont touchés par de sérieux problèmes tels que l’envasement, problèmes de fondation, fuites …………… Par conséquent, nous essayons à travers ce travail d’étudier l’impact d’une éventuelle rupture du barrage de Zardezas alimentant la ville de SKIKDA et ses environs. Ce barrage est actuellement victime d’un état critique d’envasement (environ 25 m au dessus du fond initial de l’oued). Pour ce faire, nous avons utilisé le modèle HEC-RAS 4.1, un modèle unidimensionnel d’écoulement non permanent développé par le Hydrologic Engineering Center (HEC).


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2. Présentation du site

2.1. Description de l’ouvrage Situé dans la wilaya de Skikda au Nord Est de l’Algérie, le barrage Zardézas est un barrage poids en béton mis en service en 1936.Il est surélevé de 12 m en 1974 pour atteindre 42 m. Le barrage retient les eaux de l’oued Safsaf et son principal affluent, l’oued Bou Adjeb qui drainent un bassin montagneux à fortes pentes, situé au nord-est de la ville de Constantine.

Figure 1. Différentes vues du barrage Les caractéristiques principales de l’ouvrage à l’étude sont :

Tableau1. Caractéristiques principales du barrage Zardézas Surface du B.V 345 Km2

Altitude moyenne du B.V 640 NGA Volume à la cote du NNR 18.1 Mm3 Tranche morte 11.9 Mm3 Fondation du barrage 157 NGA Cote de retenue normale 197 NGA Cote recommandée 193 NGA Crète de barrage 199 NGA longueur en crête 242 m épaisseur à la base 44 m Crue de projet (10000 ans) 2864 m3/s

2.2. Centres urbains situés en aval du barrage Le village Zardézas situé à environ 300 m du barrage. Le village Saïd Bousbaa situé à 5.34 Km du barrage. La ville El Harrouch situé à 8.39 Km du barrage. La société ONAB PREMIX OUEST qui produit des aliments pour le bétail. La cité rurale Djebel Meksen à 12.43 km de la digue. Le village Salah Bouchaour situé à 16.49 Km du barrage. La cité rurale Sahki Ahmed situé à 20.8 Km du barrage. Les reseaux viaires implantés transversalement à la valée sont constitués par 5 ponts.

3. Prévision des paramètres de la brèche Les paramètres de la brèche constituent l’élément clé de l’étude de la propagation de la crue de rupture car le débit maximal de rupture est calculé en fonction des dimensions de la brèche.


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Selon les normes utilisées à NWS (USA) les paramètres de la brèche retenue pour la simulation sont illustrés dans le tableau qui suit :

Tableau 2. Paramètres de la brèche Paramètre de la brèche Valeur Largeur (m) 158.5 Hauteur (m) 24 Temps de formation (hr) 0.1

4. Estimation du débit de rupture Plusieurs travaux de recherche ont évalué le débit maximal de rupture d’un barrage à partir de données déduites de ruptures observées :

Tableau 3. Comparaison des débits de rupture obtenus par plusieurs méthodes Formules Flow (m3/s) Ritter 17959 Costa 8445 Hagen 14928 Molinaro 17212 HEC-RAS 17681 (après la simulation)

On remarque que le débit de rupture donné par Hec-Ras "après simulation", est très proche des débits maximums donnés par les formules de Ritter et de Molinaro. 5. propagation de l’onde de rupture

5.1. Logiciel utilisé

Le logiciel utilisé pour la modélisation numérique est le Logiciel HEC-RAS. Ce logiciel a été développé aux Etats Unis par le Hydrologic Engineering Center (HEC) à partir de 1995, en remplacement de l'ancienne version HEC2. Il permet de réaliser des calculs d'hydraulique 1D dans les rivières, en régime permanent ou transitoire pour des conditions d'écoulement fluviales ou torrentielles. Le logiciel permet également de simuler des ruptures de barrage. Il est particulièrement bien adapté à l'étude du barrage Zardézas qui présentent des pentes localement fortes avec des changements fréquents de régime. La version utilisée est la version 4.1, datée de Janvier 2010. 5.2. Géométrie du modèle La vallée a été représentée par une série de profils en travers.

Figure 2. Emplacement des sections en travers


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5.3. Modélisation des barrages Les principales caractéristiques requises des barrages dans les simulations sont les suivantes : -La géométrie du barrage. -L’évacuateur de crue (constitué d’un déversoir de type Creager et de 5 vannes à crête arrondie). -Les paramètres de la brèche. - le niveau d'eau initiant la rupture. 5.4. Les données hydrauliques Les conditions initiales de rupture considèrent le niveau des plus hautes eaux (PHE) soit 199 NGA, et que la rupture se produit avec la sollicitation hydraulique maximale liée à la crue décamillénale de projet. 6. Résultats et discussion :

6.1. Débit maximal atteint L’histogramme suivant montre le débit maximal à chaque endroit étudié (de l’amont vers l’aval).

Figure. 3 Débits de pointe induits par la rupture

Dans toutes les simulations de rupture qui ont été réalisées, l'onde qui déferle dans le cours El Safsaf induit des débits qui dépassent largement les crues de projet utilisées pour la construction des ponts ou du barrage 6.2. vitesses et hauteurs d’eau maximales au niveau des structures Les vitesses d’écoulement et les hauteurs d’eau entrent dans le calcul de l’impact sur les structures. Elles montrent la violence de l’écoulement et contribuent dans l’estimation de la quantité de mouvement régit principalement par les équations de Saint Venant. Le tableau suivant illustre la vitesse d’écoulement et la hauteur d’eau pour chaque endroit considéré à risque

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

100009768,27

7820,14

6414,11

5446,09 5269,734617,914580,04

3487,993153,442939,35 2900,86 2768,91

Débit (m3/s)


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Tableau 4. vitesses d’écoulement et hauteurs d’eau à chaque endroit étudié Location Vitesse Hauteur d’eau Zardezas 3.35 12

Pont 1 1.13 16.62 Pont 2 1.21 17.14 Pont 3 6.07 2.03

Said Bousbaa 3.7 7.53 ONAB 0 0 Pont 4 4.43 0.51

El Harouche 0.68 2.8 Djebel Meksen 1.41 1.73

Pont 5 4.28 0.23 Salah Bouchaour 1.17 0.41

Sahki Ahmed 0 0 L’OFEN a fourni des critères pour distinguer différentes classes de danger, basées sur les critères lors d'inondations : v = vitesse d'écoulement [m/s]; h = hauteur d'eau [m]; v×h = intensité de submersion [m2/s] v×h>2 danger élevé (Zardezas ,Said Bousbaa ,Djebel Meksen ,ponts 1,2,3,4) 2 ≥ v×h > 1 m2/s danger moyen (El Harouche) 1 ≥ v×h > 0,5 m2/s danger modéré (pont 5) v×h ≤ 0,5 m2/s danger faible (ONAB, Salah Bouchaour, Sahki Ahmed)

6.3. Zone d’inondation

La simulation réalisée par le logiciel HEC-RAS nous a permis de créer La carte de la zone maximale

d’inondation

Figure 4. Carte d’inondation

7. Conclusions Les études de rupture constituent des éléments fondamentaux de l’analyse de sécurité d’un barrage .elles donnent une idée précise des écoulements qui se propageraient vers l’aval,des zones qui receveraient l’eau de la crue et du temps dont pourraient disposer les population pour s’en protéger. Ce travail a permis de tracer la carte de la zone d'inondation et d’évaluer l’impact de la rupture du barrage Zardezas à chaque endroit estimé en risque. Les résultats obtenus vont permettre aux autorités de préparer des plans d’évacuation et de mesures d’urgence pour les territoires affectés.


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Réferences

[1] Marche C, Barrages, “crues de rupture et protection civile”, presses Internationales polytechnique, Canada(2008) [2] US Army Corps of Engineers, “ Hec-Ras 4.1. Application. Guide” (2010) [3] US Army Corps of Engineers, “Hec-Ras 4.1. Reference Manual” (2010) [4] US Army Corps of Engineers, “Hec-Ras 4.1, User’s Manual” (2010)


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RISQUE D’INONDATION : TALA KHALED (BEJAIA), UN VILLAGE CONSTRUIT SUR UN LIT D’OUED.

HALLAL Nassim1, BOUGDAL Rachid2

[email protected] (N. HALLAL).

1-2 Département de géologie. Université Houari Boumediene (USTHB), Alger.

Résumé- Dans la région de Béjaïa, les phénomènes d’inondation sont assez fréquents néanmoins, il existe des oueds dont les crues sont destructrices, pouvant entrainer des pertes et des dommages économiques considérables. ; c’est le cas des oueds : Soummam, Djemaa, Zitouna et Aguerioun. Les collectivités locales, confrontées à une multitude de problèmes sociaux ont occulté l’aspect urbanistique et sécuritaire dans le village de Tala Khaled (Aokas). La prolifération des constructions illicites, l’absence de mission de contrôle d’une police d’urbanisme et d’architecture ont déstructuré le cadre urbain et accentué la vulnérabilité au risque d’inondation. L’inondation de l’oued Zitouna en 1998 a causé des dégâts considérables. L’analyse de l’aléa et la cartographie du risque d’inondation par les crues de ce cours d’eau (bassin versant d’Oued Zitouna) est l’objectif de cette étude.

Mots clés : Oued Zitouna, Inondation, Aléa, Vulnérabilité, Risque, Cartographie.

Introduction

Dans la région de Béjaïa, les phénomènes d’inondation sont assez fréquents néanmoins, il existe des oueds dont les crues sont destructrices, pouvant entrainer des pertes et des dommages économiques considérables. C’est le cas des oueds Soummam, djemaa, Zitouna et Aguerioun. L’inondation provoquée par l’oued Zitouna en 1998 a causé des dégâts considérables. L’analyse et la cartographie du risque d’inondation du village Tala Khaled par les crues de l’oued Zitouna est l’objectif de cette étude.

Situation géographique

Dans la zone côtière, en rive droite de l’oued Soummam, le réseau hydrographique fait partie du bassin côtier constantinois. Le bassin versant de l’oued Zitouna est situé dans la région d’Aokas et s’étale sur le territoire des communes de Tichy et Tizi n’Berber. Il est situé dans la zone tellienne montagneuse (chaîne des Babors) caractérisée par des altitudes élevées (1700m). Au nord, l’exutoire de l’oued Zitouna traverse la plaine côtière enserrée entre des massifs montagneux orientés SW-NE.

: Limite de bassin versant

Figure II.1.Carte de localisation de bassin versant d’oued Zitouna.


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III- Climatologie

III.1. Le climat

Selon l’étude climatique de BACHA M. (2003), Béjaïa occupe l’étage bioclimatique sub-humide à hiver chaud. Le climat de la région est de type méditerranéen se caractérisant par deux saisons bien distinctes : une saison humide s’étalant sur six mois suivie d’une saison sèche.

III.2. Les précipitations

La région de Béjaïa est l’une des régions les plus pluvieuses d’Algérie avec une pluviométrie moyenne de 900 mm/an. Les données disponibles dans la région sont sélectionnées à partir du réseau d’observation de l’A.N.R.H et de l’O.N.M. Elles sont recueillies sur une période de 35 ans, allant de 1970 jusqu'à 2005 sur trois stations différentes : Tifra (151007), Domaine Maouchi (151004) et Béjaïa-Aéroport (1510).

III.2.1. Les précipitations mensuelles Les hauteurs moyennes des précipitations mensuelles enregistrées dans les trois stations, sont représentées dans la figure III.2.1.1.

III.3. Les températures Pour les températures, seules les données des dix dernières années sont mises à notre disposition par la station de Béjaïa-Aéroport. Elles sont représentées dans la figure III.3.1.

III.4.Interprétation des résultats

La répartition des pluies dans le cycle annuel (Fig. III.2.1.1) est très inégale. Elle est fortement influencée par le facteur saisonnier. Le maximum des pluies, est atteint entre octobre et avril et culmine à plus de 150 mm au mois de décembre enregistrée dans la station de Tifra. Le minimum des pluies, quant à lui, est relevé entre mai et septembre avec une hauteur de 1,2 mm au mois de juillet, enregistrée dans la station du Domaine Maouchi.

Il ressort aussi de toutes ses données, que le mois de décembre est le plus pluvieux pour les trois stations, alors que le mois de juillet est le plus sec.

L’interprétation du graphe (fig.III.3.1) ci-dessus, laisse constater que les trois courbes suivent une trajectoire ondulaire, cela s’explique par l’effet régulateur de la mer et du couvert végétal.

Par ailleurs, la courbe présente deux périodes opposées, à savoir :

-Une période chaude : qui s’étale du mois de juin jusqu’au mois de septembre avec un maximum de 28°c en août.

Figure III.2.1.1. moyennes mensuelles des précipitations dans les stations de : Tifra, Domaine Maouchi et Béjaïa-Aéroport, période 1970-2005.

Figure III.3.1. Variations mensuelles des températures, station de Béjaïa-Aéroport (1999-2008),(T°c) :


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-Une période froide : qui s’étale d’octobre jusqu'à mai. Elle marque une température minimale de 8°c en janvier.

III.5. La courbe ombrothermique

Les moyennes mensuelles des précipitations et des températures (1999-2008) mesurées à la station de Béjaïa-Aéroport sont représentées par le graphe suivant (Fig.III.5).

Figure III.5. Courbe ombrothermique (1999-2008).

III.1. Interprétation

La courbe ombrothermique (Fig. III.5) indique une répartition temporelle inverse entre les précipitations et la température. L’analyse de cette courbe, nous permet de déterminer une période sèche (début mai- fin octobre) avec un minimum de pluies estimé à 5,5 mm au mois de juin et une période humide (début novembre-fin avril) ou les précipitations atteignent leur paroxysme (160 mm) au mois de décembre.

Caractéristiques géomorphologiques

Le domaine tellien des Babors, édifice tectonique complexe, est constitué d’unités charriées, préalablement plissées et écaillées. Du point de vue de leur position structurale, Obert (1984) [3], classe ces unités en quatre catégories qui sont du nord vers le sud :

Unités Baboriennes internes (unité de Brek-Gouraya et Barbacha). Unités Baboriennes médianes (unité de Béni Abdallah-Draa-El-Arbaa- Erraguene). Unités Baboriennes externes (Unité de Béni-Ouartilane). Unités Bibaniques (Unité Bouhamza et zone bibanique).

La phase miocène est reconnue comme une phase très importante dans la région. Au Langhien a eu lieu la phase paroxysmale responsable des charriages des nappes. Cette phase a été précédée par une période de tectonisation où les flyschs ont glissé par-dessus le domaine kabyle. En outre, Leikine (1971) [2], distingue trois phases tectoniques dans le Miocène :

Une phase aquitanienne et anté- burdigalienne supérieure qui a engendré des failles inverses à plongement nord. Une phase burdigalienne supérieure engendrant une famille de failles inverses à plongement nord ou nord-ouest et des décrochements NE-SW. Une phase tardive post-helvétienne qui a plus au moins décollé le Miocène de son substratum.

Les Babors sont affectés par un accident NE-SW, décrochant, qui reprend le contact chevauchant de l’unité Brek Gouraya ; de jeu senestre et à vergence Ouest. (D. Obert, 1981) [3].


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Figure IV.1. Log lithostratigraphique de l’unité de Barbacha. (Obert, 1981).

Le tracé actuel de l’oued Zitouna et ses principaux ravins est le résultat d’une évolution morphologique causée principalement par l’activité tectonique du Tertiaire marquée par une zone montagneuse. La disparition de la végétation entraîne un accroissement de la vitesse de ruissellement, puis sa concentration, entrainant des phénomènes d’érosion importants et de glissements de terrain. L’oued Zitouna prend naissance sur le coté ouest dans Adrar N’ait Guendouz, à une altitude de 1300m et sur le coté Sud dans djebel Yousef et Adrar Tallouin à une altitude moyenne de 1500 m. Sur le coté Est, il provient des massifs : Adrar Djemaa Nsiah, Adrar Enfal, djebel Ali et Adrar Icherbane à une altitude moyenne de 1300 m. Il est découpé par un réseau hydrographique très dense avec une pente très forte de 10,65% entre l’altitude 100 et 1600 m et une pente moyenne de 1,35% entre l’altitude 0 et 100m. On distingue de l’aval vers l’amont :

-Des plages caractérisées par des pentes faibles (moins de 2%). Leur altitude varie entre 0 et 5 m. Leur largeur est variable. Elles s’amincissent dès qu’on atteint les abords de la falaise du Cap d’Aokas.

-Une plaine côtière étroite d’une centaine de mètres de large avec une longueur de 1000 m approximativement. Elle présente une légère pente décroissante vers le Nord.

-Des terrasses alluviales d’âge quaternaire, enserrées entre les massifs montagneux, qui leur confèrent une orientation générale NE-SW. Elles se caractérisent par des pentes douces.

La répartition altimétrique représentée sur la carte des reliefs (Fig.IV.3) montre la prédominance de l’altitude comprise entre 300 m et 1300 m, qui occupe près de 83 % de la surface du bassin. Cette tranche d’altitude qui est concentrée à l’amont du bassin versant, favorise un écoulement torrentiel lors de précipitations intenses. La tranche d’altitude comprise entre 0 m et 300 m représente un pourcentage assez faible de la surface totale.

Légende : c5 : Campanien. n7- c1 : Vraconien-Sénonien inferieur. n4-6 : Barrémien- Albien. n1-3 : Néocomien.


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Fig. IV.2 : Modèle numérique de terrain du bassin versant de l’oued Zitouna et ses alentours.

Fig. IV.3 : Carte du relief du bassin versant de l’oued Zitouna.

Le bassin versant de l’oued Zitouna est caractérisé par la prédominance des pentes : 10% à 15% et 20% à 25% qui concernent une grande surface surtout vers l’amont.

Les fortes pentes (> 30%), caractérisent les aires les plus élevées qui occupe une superficie assez importante aussi.

Paramètres physiques

L’indice de compacité de Gravellius (Kc), permet d’avoir une idée sur l’écoulement de surface et sur la caractéristique de forme du bassin versant ainsi que son exposition à l’érosion.

La valeur Kc = 1,59 caractérise un bassin versant allongé. Le temps de concentration (Tc) pour le bassin versant de l’oued Zitouna est très courte. Chaque goutte d’eau qui tombe à Boukhlifa , arrive à l’exutoire de l’oued Zitouna après 3,96 h. La vitesse de ruissellement calculée montre que pour une heure, une goutte d’eau parcourt 5,4 km.


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Paramètres physiques Bassin versant Oued Zitouna

Superficie du bassin versant de oued Zitouna (S BV) Km2 83,45 Km2

Périmètre du bassin versant de oued Zitouna (P BV) Km 51,76 Km

Largeur moyenne du BV, L Bv = S / L bv 4,71Km Longueur du talweg (L) Km 21,47 Km Indice de compacité (Kc) 1,59 Altitude moyenne m, H = Ʃ Ai . Si / S 716,06 m Indice de pente global (Ig) = (H5% - H95%)Ʃ Li 0,5525% Dénivelée spécifique Ds = Ig√𝐴𝐴 504,71m Densité de drainage Dd = Ʃ Li / S 3,91 Km-1 Coefficient de torrentialité Ct=Dd*ƩNi / S 34,77 Coefficient de sinuosité = L / l 1,37 Temps de concentration (Tc) 3,96 h Vitesse de ruissellement (Vr)= L /Tc 5,4 Km/h

Précipitation L’examen de la série des données moyennes annuelles, montre que 84,35% des pluies tombent entre octobre et avril, dont 64,6% entre décembre et mars. Pour les données journalières maximales, la valeur maximale enregistrée est de 134,4 mm au mois de septembre 1994.

L’estimation de la période de retour a été effectuée à l’aide de logiciel « HYDROLAB » [1], qui par une loi d’ajustement, indique la période de retour d’une valeur quelconque de l’événement.

L’ajustement à une loi normale appliqué pour la pluviométrie annuelle est donné sur la Fig.VI.1.

Figure VI.1. Pluviométrie annuelle. -Station BOUKHLIFA-

L’ajustement à la loi de Gumbel (Fig.VI.2) a été appliqué pour les précipitations journalières maximales de la station de BOUKHLIFA.

Tableau VI.1. Période de retour des pluies journalières maximales (PJ. Max).

Période de retour 45 ans 100 ans 200 ans 1000 ans Fréquence 0,9 0,99 0,995 0,999 PJ. Max en mm 113,74 167,93 183,97 221,14

Tableau V.1. Tableau récapitulatif des paramètres physiques du bassin versant de l’oued Zitouna.


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Fig.VI.2 : Précipitation journalière maximale VII. Transport solide

L’absence d’observation hydrométrique sur le bassin versant de l’oued Zitouna nous contraint d’estimer le transport solide (Ts) par les méthodes empiriques.

Formule de TIXERONT

Ts = B * LeA (T/Km2/an)………………………………………..(A) B : coefficient de perméabilité du sol = 350. A : 0,15 Le : A/S ; A = S*Lr 10-3 S : surface de bassin versant. Lr : lame ruisselante en mm. Pour le calcul de la lame ruisselante on utilise la formule de SAMIE et la formule Algérienne.

Formule de SAMIE :

Lr = Pm2 * [293- 2,2√𝑆𝑆] / Pm : précipitation inter annuelle. S : surface de bassin versant. = 226,93 mm ……………………………………………………(1) Formule Algérienne :

Lr = Pm* (1- 10-k*pm ) = 300,79 mm……………………………………………………..(2) K= a – 0,01 Log S A= 0,18 (donnée) Pm : Pluie inter-annuelle. S : surface de bassin versant. Lr moyenne = (1)+(2) / 2 = 283,86 mm…………………………………………. (3)

Après avoir calculé la lame ruisselante, on calcule le transport solide (Ts)

Ts = 350 * LeA ( T/Km2/an) Le = A/S ; A = S*Lr 10-3 = 23, 69 Hm3. Le = 284mm…………………………………………………………(4) On remplace (4) dans (A): Ts = 817 T/Km2/an……………………………………………. (A’) Formule de FOURNIER

Ts = 52,5*(Pa2 max/Pan) – 513…………………………………….(B) Pa max : pluie moyenne mensuelle du moi le plus pluvieux.

Pa max= 165, 36 mm…………………………………………...(5) Pan : pluie annuelle (mm)


32

Pan = 989,26 mm……………………………………………….(6) On remplace (5) et (5) dans (B):

Ts = 938,14 T/Km2/an……………………………………………(B’) A partir de (A’) et (B’) on calcule Ts moyenne :

Ts moyenne = 877,42 T/Km2/an.

VII.1. Apport annuel en matériaux solides

Vms = (Ts / γ s) * S (m3/an).

Vms : apport annuel en matériaux solides Ts : transport solide γ s : poids spécifique des matériaux en suspension = 1,8 T/m3 S : Superficie Vms = 40 678 m3 /an.

Calcul du débit de crue

Pour le calcul du débit de crue, nous avons utilisé les deux formules de SOKOLOVSKY et GIANDOTTI pour les quatre périodes de retour (43, 100, 200 et 1000 ans).

Formules Définition des paramètres Périodes de retours (ans)

43 100 200 1000

TURAZZA (A)

𝑄𝑄 =C. Ptc. S3,6. TC

Q : débit max. a : coefficient de ruissellement= 0,6. S : surface du BV. TC : temps de concentration. P : pluies durant le temps de concentration.

241,46 271,91 297,8 357,82

GIANDOTTI (B)

𝑄𝑄 =K. S. h.√H

4.√S + 1,5L

K : coefficient topographique=0,16. Q : débit max. S : surface du BV. L : longueur de talweg le plus long. h : pluie durant le temps de concentration. H : H moy – H min= 561,05.

316,2 356,17 390,08 468,7

Moyenne (m3/s) + (B) / 2 278,87 314,04 343,94 413,26

Tableau VIII.1. Estimation du débit pour différentes périodes de retour du bassin versant de l’oued Zitouna.

Cartographie des zones inondables

Le bassin versant de l’oued Zitouna subit actuellement un appauvrissement de sa végétation qui entraine un accroissement de la vitesse de ruissellement qui génère des phénomènes d’érosion importants.

Facteurs naturels

Lors d’une forte pluie, la quantité d’eau mesurée en un laps de temps court est suffisante à la fois pour humidifier le sol, provoquer un ruissellent intense et une érosion maximale. Les formations géologiques de la région [2] telles que les calcaires, calcaires marneux, les marnes et les schistes (Fig.IV.1) se gorgent d’eau lors des fortes précipitations. Cette variation de la teneur en eau change leurs caractéristiques physiques et mécaniques. Les couches altérées sont alors soumises au phénomène d’érosion hydrique. Par conséquent l’accentuation de la pente accélère le creusement et augmente la vitesse des écoulements, ce qui entraine une érosion importante. Les talwegs des versants de forte pente donnent des vitesses d’écoulement très importantes et des concentrations rapides des eaux.


33

Facteurs anthropiques

Les dégâts causés par le déboisement et les fréquents incendies de forêts, en été, provoque un déséquilibre du drainage naturel. La vitesse des eaux de surface s’accroît et conduit à d’intenses érosions. Le facteur anthropique constitue ainsi une véritable menace dans l’équilibre du bassin versant. A partir de la mer et jusqu'à l’extrémité sud-ouest du village Tala Khaled, l’urbanisation est développée sur la rive droite de l’oued en occasionnant une diminution de la largeur du lit majeur de l’oued initialement à vocation agricole. Le lit mineur de l’oued Zitouna a lui aussi, subi les effets d’une urbanisation accélérée par une progression des constructions qui viennent se fixer sur les berges de l’oued. Les facteurs relevés sur le terrain sont :

- Une urbanisation qui occupe presque tout l’espace du lit de l’oued au niveau du village Tala Khaled. - Des terrassements avec déversement anarchique de remblais sur les versants et dans les talwegs. L’analyse des paramètres climatiques, morphologiques et lithologiques a permis de définir le niveau d’intensité, l’extension, la période de retour et la fréquence des inondations. La combinaison de ces résultats avec les facteurs a ensuite permis de délimiter des zones de niveau d’aléa différent pour le bassin versant de l’oued Zitouna et en particulier le village Tala Khaled .

IX.1.Cartographie du risque

La cartographie du zonage du risque consiste à établir des zones homogènes en fonction de l’importance du risque. Trois classements ont été distingués en fonction du niveau d’aléa, ainsi que pour la vulnérabilité. Niveau 1 (Aléa très faible), Niveau 2 (Aléa moyen), Niveau 3 (Aléa fort) Pour un site donné, en multipliant, le niveau d’aléa par celui de vulnérabilité, on obtient un chiffre qui matérialise le degré de risque en ce site. Sur le plan de la vulnérabilité, le village de Thala Khaled présente une forte urbanisation est le plus exposé au risque d’inondation.

Figure IX.1. Carte d’aléa inondation de bassin versant de l’oued Zitouna.

Aokas

Tichy

Boukhlifa

Tizi N’berber Bassin versant de l’oued

Zitouna

Oued Zitouna

Aléa très faible Aléa moyen Aléa fort


34

Figure IX.1.1. Diagramme du risque en fonction de l’aléa et la vulnérabilité

Figure IX.1.2. Carte d’occupation du sol du bassin versant de l’oued Zitouna.

: Foret et bois

: Cadre bâti : Rocher : Oued principal : Plage : Terrains agricoles

Aokas

Tichy

Boukhlifa

Tizi N’berber Bassin versant de l’oued

Zitouna

Oued Zitouna

Village TALA KHALED


35

.

Figure IX.1.3. Carte de synthèse, risque d’inondation / occupation du sol, du Village Tala Khaled

3Km 1 Echelle :

Aokas

Tichy

Boukhlifa Tizi N’berber

Bassin versant de l’oued Zitouna

Oued Zitouna

Risque très faible Risque moyen Risque fort

Figure IX.1.2. Carte de synthèse, risque d’inondation / occupation du sol, du bassin versant de l’oued Zitouna

Village TALA KHALED

: Foret et bois

: Cadre bâti : Oued principal : Plage : Terrains agricoles

Risque très faible Risque moyen Risque fort

Village TALA KHALED

1Km 0 Km

N


36

Conclusion

Les paramètres morphologiques, climatiques et géologiques du bassin versant de l’oued Zitouna, exposent les zones les plus basses, proches de l’exutoire, au risque élevé d’inondation. Ce caractère naturel est amplifié par l’urbanisation et l’occupation des zones les plus proches du cours d’eau, qui font du village de Thala Kaled, une zone très vulnérable à cet aléa.

l’oued Zitouna charrie, par ailleurs, une importante charge solide qui est de l’ordre de 41000m3/an. Son débit de crue est important et de l’ordre de 413m3/s.

L’urbanisation et les constructions sur le lit de l’oued Zitouna au niveau de village Tala Khaled augmentent le risque d’inondation. L’étude effectuée permet de définir deux zones considérées comme les plus vulnérablex au risque d’inondation : une zone rouge à risque élevé et une zone bleue à risque moyen.

La réduction du risque d’inondation du village de Thala Khaled et ses environs consiste à réaliser des travaux d’aménagement de l’oued Zitouna. Il s’agit en particulier de réaliser la protection de ses berges et de le curer régulièrement pendant la période sèche. L’urbanisation doit être strictement réglementée afin de ne pas accentuer l’imperméabilisation du terrain qui accentue le risque d’inondation en rendant les espaces construits très vulnérables.

La construction à proximité des berges de l’oued Thala Khaled et ses affluents doit être prohibée. Les aménagements les plus importants menés actuellement, concernent le traitement des affluents par des travaux de corrections de torrents et la protection de leurs berges. Références

Cartes géologiques au 1/50.000, de Ziama (1920 à 1922), M. F. Ehrmann. Cartes géologiques au 1/50.000, d’Amizour. (1952), Service géographique de l’Armé. Carte topographiques de Bejaia au 1/250.000. [1].LABORDE, J.P.1998.HYDROLAB. Logiciel de traitement statistique des données. Université de Nice- Sophia Antipolis. [2].Leikine M, ‘‘Etude géologique des Babors occidentaux’’ (Algérie). 1971. [3].OBERT. D., 1984. Revue de géologie dynamique et de géographie physique : vol : 25, FASC, 2, p, 99- 117, Paris.


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MODELISATION ET ESTIMATION DES CONSEQUENCES D’UNE EVENTUELLE RUPTURE DU BARRAGE CHEFFIA. EL-TAREF

Ali HERAGMI1, Lakhdar DJEMILI2

1Etudiant chercheur, Département d’Hydraulique, Université Badji-Mokhtar, Annaba, Algérie

[email protected] 2Maître de conférences, Département d’Hydraulique, Université Badji-Mokhtar, Annaba, Algérie

[email protected]

Résumé - L’exploitation sécuritaire des barrages nécessite une bonne appréciation des conséquences de leur rupture.Les conséquences directes sont souvent considérées comme limitées à la zone d’inondation maximale engendrée en aval. Notre étude de rupture s'appuie sur un travail de terrain exhaustif et sur une modélisation numérique des écoulements à l'aval du barrage, Pour effectuer cette modélisation, nous avons utilisé un logiciel de simulation unidimensionnel des écoulements (HEC-RAS); sa principale utilisation est la modélisation hydraulique des écoulements à surface libre en rivière et en canaux. Ce logiciel nous a permet de modéliser l’effet de l’onde de submersion à l’aval du barrage suscité et nous a donné des résultats tels que la hauteur de la ligne d'eau, les vitesses ainsi que les zones inondables. Dans notre cas, les dégâts peuvent être seulement matériels si les autorités tiennent compte des recommandations présentées dans ce travail. Mots clés : Modélisation hydraulique, Onde de submersion, Recommandations, Hec-Ras, Zone d’inondation.

1. Introduction

Bien que les ruptures des barrages sont des événements rares, on a recensé plus de 2000 cas depuis le XII siècle, il se produisait entre 10 et 40 ruptures chaque décennie. Les données les plus récentes indiquent que le nombre de ruptures de grands barrages tend vers 1.5 par année. Si l’on met en relation ces ruptures avec le nombre de barrage en service pendant la même période, on constate néanmoins un recul progressif du taux de rupture. Souvent les conséquences de ces ruptures sont énormes : on leur attribue plus de 8000 pertes de vie depuis 1900, ainsi que des pertes économiques considérables et des destructions significatives [CLAUD Marche 2004]. Le type de rupture dépend des caractéristiques propres du barrage, ainsi elle peut être : - progressive : dans le cas des barrages en remblais, par érosion régressive, suite à une submersion de l’ouvrage ou à une fuite à travers celui-ci. - brutale dans le cas des barrages en béton, par renversement ou par glissement d’un ou plusieurs plots. Une rupture de barrage entraîne la formation d’une onde de submersion se traduisant par une élévation brutale du niveau de l’eau à l’aval. Des ruptures de barrage majeures ont eu lieu dans un certain nombre de pays et ont parfois donné lieu à des enquêtes minutieuses et à des bilans précis. Nous en présentons plusieurs ici parce qu’elles reflètent des types d’ouvrages, et donc de ruptures différentes. BarrageSouth Fork Dam (Johnstown), une des plus anciennes ruptures de barrage s’est produite au XIXe siècle en Pennsylvanie, aux Etats-unis. En 1852, le barrage était prêt. Il était construit en terre et en enrochement, mesurait environ 22m de hauteur et 256m de longueur et pouvait retenir un volume de 18.5 million de mètres cubes d’eau. L’ouvrage a subi en fait deux ruptures dont une première, partielle, en 1862. Le 1er janvier 1889, lors des fortes pluies, l’ouvrage fut submergé. Il a rapidement laissé s’échapper une énorme quantité d’eau par une brèche dont la largeur en crête atteignait 128m. La crue de rupture a dévalé vers Johnstown par une vallée étroite et a déferlé sur les quartiers bas de la


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ville, densément peuplés. On a rapporté plus de 2200 morts et une centaine de millions de dollars de dommages. [CLAUD Marche 2004]. Barrage de Sweetwater et Swift : la rupture de barrage de Sweetwater (en maçonnerie de hauteur > 30 m) aux USA, par l’effondrement due à la submersion provoquée par un séisme de magnitude 6.7 Mw. La deuxième catastrophe la plus meurtrière aux États-Unis a eu lieu à St. Francis en mars 1928, un barrage poids courbe en béton de 62m de hauteur et de 213m de longueur coupait l’oued de San Francisco à Saugus, en Californie. Le 12 mars, juste avant minuit, par suite de défectuosités dans sa fondation, le barrage s’est partiellement fragmenté dispersant des blocs, certains de 10000 tonnes environ sur plus de 100m en aval. La rupture a causé la mort de 450 personnes. Enfin, la rupture de Teton Dam, prés de Wilford en Idaho (USA), a été soigneusement observée [Malika Bouhlali 2006]. En Algérie ; Il y a deux événements de rupture de barrage de Fergoug à Perrégaux : Le 10 mars 1872 : une crue exceptionnelle estimée à 700 m3/s provoqua la rupture du déversoir. Le 15 décembre 1881 : une crue de 850 m3/s emporta 125 mètre du barrage sur la rive droit. 250 personnes furent noyées, ponts, et maisons emportés par les flots déchaînés. La reconstruction du barrage dura deux années, de 1883 à 1885, avec modification du profil. Le 25 novembre 1927, le niveau de l’eau ne cessait de monter obligeant les responsables du barrage à ouvrir les vannes d’évacuation à leur débit maximum. Le samedi matin, à 10 h. 45, le barrage de l’Oued - Fergoug, de 32 m de hauteur, se mettait à vibrer. Soudain le barrage fléchissait dans son milieu, s’ouvrait, et une énorme trombe d’eau jaillissait au point de rupture [Malika Bouhlali 2006]. Parmi les 52 grands barrages en exploitation en Algérie, le débit de fuite de certains dépasse largement la normale, tel que le cas de Hammam Grouz, dont le débit moyen de fuite voisin de 50000 m3/j, pour récupérer ce volume, les services de l'hydraulique ont réalisé des bassins d'accumulation. Cette solution reste efficace pour le moment, mais ne représente pas une solution finale puisque le barrage est menacé par une rupture progressive ou instantanée [B .Remini et A. Toumi 2006]. 2. Présentation Du Barrage Le barrage Cheffia sur l’Oued Bounamoussa est situé à 40 Km au sud-est à l’amont de la ville de ANNABA.

Figure 1. Barrage Hammam Grouz


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L’ouvrage a été réalisé entre Octobre 1960 et Octobre 1964par les entreprises suivantes : La Société des travaux souterrains (Entreprise Pilote) La compagnie Industrielle de travaux (C.I.T.R.A.) La Société Générale d’Entreprises (S.G.E.A.) Les entreprises Brun, Botella et Sotudef. Bureau d’Etudes : SOFRETEN. Mise en eau à partir du mois de Février 1965 et se poursuit jusqu’à 1969 2.1. Destinations Alimentation en eau potable de la ville d’Annaba et daîra de Bouhadjar. Alimentation en eau industrielle de la Sidérurgie d’El-Hadjar. Irrigation du périmètre de Bounamoussa sur 17.000 ha. 2.2 Caractéristiques du barrage Cheffia

Tableau 1. Caractéristiques principales du barrage Cheffia

Surface initiale de la retenue à la R.N 987 ha

Surface actuelle de la retenue à la R.N 1002.7 ha Capacité à la côte PHE soit 167.00 m 1059.69 ha Capacité initiale à la côte R.N 171.992 hm3 Capacité actuelle à la côte R.N 158.827 hm3 Envasement moyen annuel actuel 340.000 tonnes Crue décennale 800 m3/s Crue centennale 1500 m3/s Crue millénale 3000 m3/s Evaporation annuelle moyenne 8 hm3 Pluie moyenne annuelle 900 mm Envasement moyen annuel initial 199.822 tonnes 3. étude des risques de rupture de barrage Chaffia L'objectif est d'évaluer, à l'aide d'outils de modélisation, le danger que peut présenter le barrage Cheffia. Pour cela, nous allons simuler la rupture du barrage. L'objectif est alors d'évaluer la hauteur d'eau du front qui se déplace, ainsi que sa vitesse, pour évaluer les conséquences de la rupture a l’aval du barrage. 3.1 Description du logiciel 3.1.1 Principe de calcul HEC-RAS est un logiciel de résolution d'écoulement à surface libre unidimensionnel. La ligne d'eau est obtenue d'une section à une autre en résolvant l'équation de l'énergie par une méthode itérative. Elle est calculée à partir de l'équation de quantité de mouvement et représente la conservation de la charge hydraulique.


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L'équation résolue par le logiciel est la suivante:

Figure 2. Representation of terms on the Energy Equation (HEC-RAS Reference manual , p 19) 4. résultats de la modélisation La forte pente de Bounamoussa et le caractère encaissé de son cours d'eau déterminent fortement la propagation de l'onde de rupture. L'amortissement de l'onde de rupture le long de Bounamoussa est peu marqué, ce qui a pour conséquence des débits de pointe extraordinaires tout le long de la rivière. Cela s'explique essentiellement par le fait que les rares zones de stockage que l'on pouvait entrevoir ont malheureusement une pente moyenne suffisamment forte pour ne pas écrêter la crue 5. Les ouvrages touches par l’onde de rupture du barrage cheffia

D'après la zone d'inondation on remarque que les instructions qui peuvent être menacés par l’onde de rupture du barrage (fig.2) : -Les villes (Ben M’hidi, Asfour, Zerier, Sidi Abd,Hamaoui) se situent dans la zone d’inondation qui influence sur la sécurité de la population. -Les ponts N°01,02 ,03 et l'autoroute Est Ouest - les traversées de l’oued n°01et 02 de la Conduite Chafia-Annaba -La Station d’épuration Asfour -La Station de pompage ONID

Ou


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Figure 2. Carte d'inondation après la rupture du Cheffia 6. Impact de la crue sur les ouvrages a l'aval

Sur la base des résultats de la simulation, nous présentons l’impact de l’onde de la rupture du barrage sur les différentes constructions existantes à l’aval.

Figure 3. paramètre hydraulique de submersion

Ou H: Hauteur d’eau après la rupture au niveau de la construction. V: Vitesse d’écoulement dans chaque construction. T: Temps d’arrive de l’onde. L: Eloignement du barrage. 7. Débits de pointe Dans toutes les simulations de rupture qui ont été réalisées, l'onde qui déferle dans le cours de Bounamoussa induit des débits qui dépassent largement les crues de projet utilisées pour la construction des ponts ou du barrage Chaffia. La taille finale de la brèche a une influence significative sur les 15 premiers kilomètres. Le volume total d'eau retenu par le barrage au moment de sa rupture a une influence notable. Les débits de l’onde de crue sont représentés dans les figures ci-après.

Pont N°01

L= =4738 m

Hmax=15.33 m

Pont N°02

L= 10062 m

Hmax=13.72 m

Station d’épuration

L=12013 m

Hmax=11.59m

Pont N°03

L= 16363 m

Ville de Ben M’hidi

L= 24204 m


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D’après ces quelques hydrogrammes on observe des valeurs très grandes causées par l’onde de crue. En effet, le débit maximum du à la crue millénaire est de 1500 m3/s, tandis que les débits maximum du à l’onde varient de 9734.21 à 6082.93 m3/s, c'est-à-dire des rapports variant de 4.2 à 6 fois. Ces débits ne sont pas très grands par rapport à ceux des grands barrages qui peuvent être de l’ordre de plusieurs dizaines de milliers de m3/s. Il faut rappeler que l’augmentation du débit dans la rivière provoquera une augmentation de la quantité de mouvement. Par conséquent, la force d’impact sur les structures se trouvant sur le chemin de l’onde sera très grande et sûrement catastrophique. Les vitesses d’écoulement sont très importantes et peuvent produire des dégâts importants même à hauteur d’eau faible. 7. Mesures de prévention et d'atténuation

7.1 Plan d'Alerte

Notons que la rupture d'un barrage comme celui de Chaffia aurait des conséquences humaines, structurelles et économiques qui affecteraient l'ensemble de l'aval du barrage. La mise en place du Plan d'Alerte nécessiterait donc la mobilisation de moyens qui dépassent largement ceux du Maître d'Ouvrage. La finalisation du Plan d'Alerte passera donc nécessairement par l'approbation d'un texte réglementaire (décret ou loi) définissant les responsabilités et les rôles des différents corps d'état, sur la base des propositions faites dans ce rapport.

Fig.4. Hydrogramme d’entrée dans la retenue (section 38) Débit maximum = 1500 m3

Figure 6. Hydrogramme au niveau du pont N°02(section 23) Débit maximum = 6082.93 m3/s

Fig.7. Hydrogramme à l’aval de la zone d’étude (section 01) Débit maximum = 326.25 m3/s

Figure 5. Hydrogramme de la section du barrage (section 28) Débit maximum = 9734.21 m3/s


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7.2. Organisation Générale du Plan d'Alerte 7.2.1. Phasage

Le plan d'alerte passe par deux phases distinctes: La phase préparatoire, au cours de laquelle est mis en place l'ensemble des mesures nécessaires au bon fonctionnement du système d'alerte. La phase opérationnelle, au cours de laquelle les moyens mis en œuvre dans le cadre de la phase préparatoire sont mis à jour ou maintenus en état de fonctionnement.

7.3. Niveaux d'alarme

Le Plan d'Alerte intègre 3 niveaux d'alarme: Alarme Niveau 0 – "Veille": aucun risque avéré de rupture Alarme Niveau 1 – "Vigilance": rupture probable, du fait d'un problème technique ou de phénomènes naturels exceptionnels. Alarme Niveau 2 – "Alerte": barrage rompu. Le passage au Niveau 2 a lieu dès qu'apparaît dans le corps du barrage ou sa fondation une brèche dont l'évolution ne peut être maîtrisée.

8. Recommandations

8.1. Alerte aux autorités lors de la rupture du barrage

Les temps d'arrivée aux endroits importants sont assez respectables pour alerter les pompiers, les forces de l’ordre et la société du chemin de fer afin d’organiser les mesures suivantes : - Fermer la route aux sections 23 ,16 et 03 pendant la crue de rupture sur 100 m de part et d’autre du pont. - Evacuer les habitants de la ville de Ben M’hidi 9. Conclusion Ce travail a permis de tracer la carte de la zone d'inondation et de calculer le temps d’arrivée du front de l’onde à chaque endroit estimé en risque. Nous avons constaté que la rupture provoquera une zone d’inondation de degré moyen car la vallée possède la particularité d’être limitée par des montagnes le long des trente kilomètres de l’étude. Par conséquent, la population de la ville de Souk est complètement protégée. Toutefois, ils existent des infrastructures qui peuvent être totalement détruits (pont, station d’épuration, zone urbaine, etc.…). Des recommandations ont été données pour alerter la population utilisant ces infrastructures pendant une éventuelle catastrophe. Les calculs montrent que les autorités auront un temps respectable pour minimiser les dégâts. Il faut noter que ce travail pourra être amélioré par les moyens suivants : Réaliser une étude topographique sur terrain et ne plus se fier à la carte d’état major. Réaliser une étude de transport solide afin de voir l’impact de la rupture sur le sol de l’oued et des terrains agricoles situés le long de la vallée. Il faut rappeler que l’augmentation du débit dans la rivière provoquera une augmentation de la quantité de mouvement. Par conséquent, la force d’impact sur les structures se trouvant sur le chemin de l’onde sera très grande et sûrement catastrophique.


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Références bibliographiques D.P.R.H, 1981. Etude de faisabilité d'un barrage en enrochement, Ain Dalia, mémoire de fin d'étude à l'ENP, dirigée par le Prof L.ILIE, 96p. Hec-Ras, 2005. Guide de laboratoire, école de technologie supérieure, université de Québec, 19p. Marche C, 2005. Connaître le danger de rupture de barrage, ING, école polytechnique de Montréal, colloque sur la sécurité civile Saint-Hyacinthe, 13p. Marche C, 2004. Barrages, crues de rupture et protection civile, presses Internationales polytechnique, Canada, 388p. Pierre Biedermann ; Olivier Cazaillet.2005. Etude environnementale du barrage du Lom-pange,. Cameron. Bouhlali Malika.2006. Les risques associent du barrage. Mémoire magistère. Université Abou Baker belkaide.p27.p28. A Toumi,B Remini.2006. La problématique de la fuite d’eau du barrage hammam grouz. Larhyss journal. P1. Robin Du Bois.2007. Déchet post catastrophe : risque sanitaire et enviromentaux.p103. Pierre Breuil.2005. Plan particulier d’intervention : barrage du saint Cassien. Bureau du protection civil.france.p32. Alain Perret.2007/2008. Elément d’analyse sur les exercices PPI. P4. Paul Royet ; Robert Chauvet.2000. Etablissement du plan particulier d’intervention de barrage de Bimont et l’information de la population.. Hasan Ozdemir ; Cengiz Akbulak ; Hasan Özcan.2010. Nicolas KREIS.2004. Modélisation des crues des rivières de moyenne montagne pour la gestion intégrée du risque d’inondation. thèse doctorat. Université de louis pasteur.


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MISE EN APPLICATION DU CONCEPT D’ETUDE GEOLOGIQUE APPROFONDI (EGPA) ET TENTATIVE D’EXPLICATION DE LA DEGRADATION

DES BATIS D’ORAN ET D’ES-SENIA

MOUSSA Kacem Maître de Conférences à l’université d’Oran

Expert en études géologiques et minières Expert en environnement

Résumé- Les séries d’effondrement d’ouvrage d’art en général et des habitations en particulier peuvent être expliqués en plus de l’ancienneté du bâti mais aussi et surtout par des problèmes de structure au niveau du sous-sol. En guise d’étude, le choix de sites urbains d’Oran et d’Es-Sénia repose sur le critère de multiplication et de répétition des phénomènes géologiques assez prépondérants, nous en citons les éboulements, effondrements, glissements de terrain etc.

Sur le plan tectonique, la zone d’Oran est connue par sa situation dans une plaque nord-africaine, en pleine confrontation (ou convergence) avec une plaque eurasiatique, représentée par la sous-plaque d’Alboran, relative à l’île d’Alboran qui se situe en Espagne. Cette convergence évaluée à 0.8 mm/an mets en péril notre zone où d’énorme énergie se dissipe à travers décrochements et failles dont celle du port qui influence tout le territoire ouest de la ville, notamment celui du quartier de Sidi El Houari.

Les séismes qui ont augmenté de fréquence et d’intensité depuis quelques années 2000-2007 secouent énormément les fondations d’ouvrages et d’habitations en vulnérabilité, plusieurs effondrements ont été enregistrés juste après des mouvements telluriques, ce qui établit bien ce lien étroit. Les intempéries liées aux fortes pluviométries qui sont passé de 400 mm/an à 40 mm/jour, donneraient un module d’un mois hivernal de l’ordre de 500 mm. Par conséquence le bâti et les roches de la corniche oranaise sont continuellement déséquilibrés, voire très instables.

La construction d’ouvrages et d’habitations établie sur d’anciens remblais comme celui d’oued Rouina mets à la longue en menace fondations du sous-sol et bâtis. L’infiltration d’eaux usée et de pluviométrie permanentes engendre inéluctablement des dégâts et des effondrements tels que ceux constatés à la rue des sœurs Ben Slimane, Garguenta, Rue Bou Tlélis etc. En somme, la construction et la gestion ultérieure de la ville doivent obéir à une démarche intégrée où tous types de risques seraient convenablement bien pris en charge. Pour les villes d’Oran et d’Es-Sénia, nous en avons dénombré à ce jour quatre (04) types, ce sont ;

-les risques sismiques -les risques climatiques -les risques urbains -et enfin géologiques (de terrain)

Mots-clés : ville d’Oran, géologie, risques, aménagement.

Introduction

Actuellement les études géologiques préalables approfondies, notamment celles qui relèvement de la géologie deviennent de plus en plus en vogue (Rousset C, 2008), elles permettent de mieux renseigner sur les causes et origines des phénomènes qui se déroulent en tous domaines environnement, hydraulique, agricole, urbanistique etc. Cette contribution dans le domaine de l’urbanisme et aménagement du territoire se veut un essai qui tente de mettre la lumière sur les vraies causes qui induisent les dégâts et catastrophes, celles qui se révèlent parfois très dramatiques. Le concours des deux grands risques séismotectoniques et climatiques a engendré durant ces dernières années, connues d’intensification tellurique et de réchauffement climatique, de nombreux effondrements et glissements de terrain. Le choix de la ville d’Oran comme application de ce genre d’étude répond au critère d’instabilité continue d’un site urbanistique important au point de vue démographique d’abord et économique,


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cette métropole constitue une très grande base industrielle et économique, par son port qui est de dimension régionale. Géographie de la zone d’étude (Oran et Es-Sénia)

La zone d’étude regroupant la ville d’Oran et celle d’Es-Sénia font partie d’un territoire faisant partie du littoral oranais (Gourinard, 1952a), compris entre les marais de la Macta à l’Est et la plage de Terga à l’Ouest, les dépressions endoréiques comme la Grande Sebkha d’Oran et les Salines d’Arzew le délimitent au Sud. Les anciens géographes (Thinthoin, 1948), le dénommèrent Sahels d’Oran. Pour les géologues géodynamiciens (Perrodon, 1957, Thomas, 1985, Neurdin-Trescartes, 1993 et Moussa 1993 et 2007), il s’agit de l’extrémité ouest du bassin du Bas Chélif. Ce dernier fait partie du grand bassin du Chélif (figure.1) qui lui-même faisant partie des bassins sublittoraux d’Algérie.

Figure 1. Structure générale du bassin du Chélif.

Ce littoral s’allonge sur une centaine de kilomètres et présente une largeur de 20 à 25 km. Il est caractérisé par une altitude assez élevée où le point culminant au djebel Murdjadjo est de l’ordre de 631m. Des plaines encore subsidentes l’entourent du côté nord, comme la plaine de Bou Sfer et celles de la M’léta et de l’Habra au Sud (figure. 2)

Pour la partie nord, d’Est en Ouest nous distinguons les unités morphologiques et structurales suivantes: - les massifs d’Arzew et l’appendice du Djebel Khar. - la dépression de l’Oued Sidi Hammadi ou la plaine des Andalouses. - le massif des Andalouses prolongé à l’Ouest par l’ensemble volcanique du Djebel Tifaraouine.


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Figure. 2 : Carte de situation géographique de la zone d’étude

Quelques données sur la zone d’étude (Oran et Es-Sénia)

Les deux sites urbains Oran et Es-Sénia (figure. 3) appartiennent à la même zone climatique mais avec de légères différences ; le premier se trouve juste au bord de la mer, donc il reçoit les effets rafraîchissants des courants maritimes, l’autre est beaucoup plus dans une position interne, donc confinée, ce qui fait augmenter l’effet d’aridification climatique de la Sebkha (figure. 4).

Figure 3. Situation géographique des deux sites d’Oran et d’Es-Sénia. Nous pouvons remarquer sur le plan climatique que la température reste relativement constante, mais les précipitations ont connu des variations continues, notamment durant les dernières années où se sont abattues de très grandes quantités d’eau sur la région.


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Figure 4. Bilan de précipitations - températures de l’année 1986 à 2007.

Sur le plan géologique, deux grandes entités se distinguent (figure. 5) ; -un substratum crétacé constitué de roches très friables (schistes et calcschistes) et entièrement fissurées, elles occupent la partie ouest de la ville sous la forme de hauts reliefs marqués par la faille du port d’Oran.


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-une couverture mio-plio-quaternaire constituée de roches de diverses natures lithologiques ; dans le Miocène on a des marnes bleues, à la base des diatomites, parfois du gypse et des calcaires. Le Pliocène étant caractérisé par des marnes et des grès calcaires qui passent latéralement à des grès et argiles rougeâtres. Le Quaternaire est fait d’alluvions où l’on peut distingué de gros galets et des matières sablo-calcaires qui les cimentent.

Cette série qui recouvre le bas fond occupé par la ville d’Oran, le plateau qui surplombe la ville et la zone de la Sénia où de récents sédiments se surajoutent à la série, il s’agit essentiellement des alluvions rouges recouverts de limons gris.

Ce qui caractérise le secteur d’Es-Sénia par rapport à la zone d’Oran c’est bien la mise en place d’épaisses couches (40 m) de gypse qui s’étalent sous les sédiments quaternaires de la Sénia, la Sebkha d’Oran, El Kerma et Daya Morsly.

Figure 5. Esquisse géologique de la région d’Oran Sur le plan morphologique, les deux sites divergent ; celui d’Oran occupe une paléo vallée, engendrée par le graben (figure. 4) qui s’est créé corrélativement à la montée du Murdjadjo (Gourinard, 1952) au Miocène supérieur, sa délimitation par rapport au mont de ce massif étant marqué d’une faille, dite faille du port d’Oran (figure. 6). La topographie est inclinée depuis le Sud de la ville (nouvelle ville, plateau) et Sud-Est (Bel Air, Carteau et Es-Seddikia) vers le Nord (port d’Oran), il s’agit donc d’une cuvette ouverte à la mer.

Le site d’Es-Sénia, lui se situe sur une pédiplaine par rapport aux reliefs environnants (Murdjadjo et Tessala), mais il peut être considéré comme terrain prolongeant le plateau d’Oran (figure. 4). La morphologie générale étant une vaste plaine contenant des sédiments très récents, faits de limons gris dans son vaste axe de drainage et des alluvions rouges au niveau de ses larges berges.


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Figure 6. Photo montrant la faille du port d’Oran.

IV. Analyse des risques Selon l’ordre que nous avons établi, le risque sismo-tectonique occupe la place la plus prépondérante, dans la mesure où se sont les mouvements telluriques qui engendrent la plus grande part des effondrements, éboulements et glissement de terrain.

1) Risque sismo-tectonique

Il y a lieu de distinguer trois types de mouvements tectoniques ; ceux qui sont générés par le mouvement de convergence des deux plaques eurasienne et nord africaine et ceux qui sont générés par les réajustements isostatiques comme l’a si bien indiqué Gourinard (1952), qui implique une surrection continue des monts du Murdjadjo.

Pour ce qui est du premier cas, il s’agit de la région d’Oran Est, située dans une plaque nord-africaine, en pleine confrontation (ou convergence) avec une plaque eurasiatique, représentée par la sous-plaque d’Alboran, relative à l’île d’Alboran qui se situe en Espagne (figure. 7).


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Figure7. Situation régionale du secteur d’étude.

Cette convergence évaluée à 0.8 mm/an (figure. 8) met en péril notre zone où d’énorme énergie se dissipe à travers décrochements et failles dont celle du port d’Oran qui influence tout le territoire ouest et est de la ville d’Oran, notamment ceux des quartiers de Sidi El Houari et de Gambetta. C’est le mouvement tectonique le plus redoutable, et dont les conséquences sont catastrophiques, puisque nous avions remarqué qu’après chaque séisme de nombreux ouvrages se mettent en péril, notamment les habitations anciennes.

Figure 8. Convergence plaque Européenne – Afrique du Nord (Thomas, 1985)

Plus il y a des séismes plus les dégâts sont importants, ce qui explique ce fait est que la fréquence des séismes des dernières années (2000-2007) est assez importante, c’est pourquoi se sont multipliées les catastrophes et dégâts naturels (figure. 9).


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Figure 9. Courbe de fréquence séismique de la région d’Oran. Un tableau résume tous les chiffres des séismes qui ont frappé la région (tableau. 1)

lieu année nombre de séismes oran 1790 3 oran 1791 1 oran 1836 1 oran 1839 1 oran 1864 1 oran 1857 2 arzew 1858 2 oran 1859 1 oran 1861 1 oran 1862 2 oran 1867 1 oran 1871 1 oran 1889 2 oran 1894 1 oran 1897 1 oran 1900 1 oran 1902 1 oran 1903 1 oran 1910 1 oran 1912 1 arzew 1912 5 oran 1913 4 oran 1914 1 oran 1915 2 oran 1916 1 oran 1925 2 sig 1929 2 arzew 1933 1 ain témouch 1940 1 oran 1949 1

1

10

100

1000

10000

oran

oran

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ain

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oran

ain

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localités

nombre de séismes par année

année

nbre de séis


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ain témouch 1950 2 sig 1950 2 oran 1950 1 sig 1951 1 ain témouch 1955 1 oran 1955 1 oran 1956 3 oran 1957 3 oran 1959 1 oran 1967 2 oran 1967 3 ain témouch 1970 1 ain témouch 1980 1 oran 1981 1 oran 1990 1 oran 1991 1 ain témouch 1992 1 oran 1993 1 oran 1994 28 ain témouch 1994 2 oran 1995 4 ain témouch 1995 1 oran 1996 1 ain témouch 1996 2 oran 1997 1 ain témouch 1997 1 ain témouch 1998 1 oran 1998 4 oran 1999 2 ain témouch 1999 13 ain témouch 2000 4 ain témouch 2001 3 oran 2001 1 oran 2002 3 ain témouch 2002 5 oran 2003 5 ain témouch 2003 2 oran 2004 2 ain témouch 2004 1 oran 2005 3 ain témouch 2005 3 oran 2006 2 ain témouch 2006 2 oran 2007 2 ain témouch 2007 2 oran 2008 26 ain témouch 2008 4

Nous remarquons bien qu’au cours des années 2000-2007, en 1999 la ville d’Aïn Témouchent ayant enregistré à elle seule 13 séismes, ce qui prouve un changement significatif de la séismicité de la région. Une carte récente (figure. 10) montre la répartition des séismes qui ont frappé la région.


54

Figure 10. Carte de répartition des séismes récents (2006-2008) Nous pouvons bien constater que ces séismes concernent la bande littorale, en prenant une orientation ouest – est. Ils sont généralement de profondeur moyenne et de moindre intensité. L’autre type de tectonique, qui relève de l’équilibre isostatique est très discret, puisqu’il ne peut livrer de mouvements spectaculaires.

Le troisième type de mouvement tectonique est lié à la remontée diapyrique des formations évaporitiques que nous avons pu relever à travers les sédiments villafranchiens (Moussa, 2006) et que nous avons mis en évidence dans une coupe géologique se situant à la limite (ligne de partage des eaux) du bassin versant de la grande sebkha d’Oran et celui d’Oran, selon un axe Missergin – Aïn El Beïda.

Photo 1. Montrant le diapir villafranchien dans la région de Misserghin.


55

Selon Thomas (1985) la région d’Oran se situe dans un territoire losangique (figure. 11), délimité par deux décrochements, ALR (à l’Ouest) et AKT (à l’Est) d’orientation N20°, un décrochement est-ouest dit FIV, au Sud et de la côte maritime au Nord qui pourrait être affectée d’une faille FV ? ensevelie par les sédiments.

Figure 11. Trame structurale du bassin du Bas Chélif. 2) Précipitations et températures

Ce sont essentiellement les précipitations (figure. 12) qui engendrent des dégâts et catastrophes, genre éboulements, glissements de terrains, effondrement etc. les intempéries ces dernières années intensives et mal réparties, suite au dérèglement climatique ont causé beaucoup plus de dégâts, les précipitations enregistrées en deux jours correspondent à celles d’un mois. Les chiffres qui suivent donnent les valeurs en termes de précipitations et températures annuelles associées de ce qu’on appelle écarts moyens entre précipitations et températures.

Figure 12. Données de précipitations-températures

Ce qui ressort de ces valeurs est que la température n’ayant pas changé au cours de cette décennie, mais d’autres vérifications nous ont permis de remonter aux années cinquante (SOLETANCHE, 1950) où l’on a enregistré la même valeur (18°) dans la région d’Oran.


56

Certaines sources indiquent une augmentation de 1° degré depuis 1900 à 1972 (LEBLAN, 1972), dans le territoire français, ce qui met un peu en contradiction les deux sources, ou bien d’une rive à l’autre de la Méditerranée, les données climatiques changent.

Pour les précipitations, des valeurs très changeantes ont été enregistrées, mais toutefois deux périodes se distinguent, en 2001 avec 40 mm/an et 2007 avec 43 mm/an. L’année la plus faible étant 1998 avec 18 mm/an.

Une tentative d’interprétation climatique a été abordée avec la courbe humidité-sécheresse (figure. 13).

Figure 13. Courbe humidité-sécheresse

Cette courbe renseigne sur la succession de trois périodes ; la première va de l’année 1998 à 2000 où alternent humidité et sécheresse, la seconde de 2001 à 2005 est essentiellement humide et la troisième de 2006 à nos jours accusent un retour d’alternance humidité et sécheresse. 3) Risques urbain et géologique

Par ce terme nous entendons tous les problèmes relatifs au choix de site urbain,pris en en exemple une partie de la ville d’Oran qui est bâtie sur le remblai de l’Oued Rouina et de la ville d’Es-Sénia sur des formations évaporitiques (gypse et sels). Les autres problèmes concernent le choix des normes de construction et la prise en charge des données sismiques, tectoniques, géologiques et pluviométriques fait lors de la collaboration. Pour rendre plus clair cette acception, nous allons se disposer de sondages effectués au Nord (port d’Oran) et au Sud (El Kerma), un troisième sondage a été pris entre les deux sites ciblés, en l’occurrence celui d’El Bahia.

A) sondage de la Mosquée de Pacha (Figure. 14)

De haut en bas, nous distinguons ; -3m de remblai -2m de sable fin et galet -4m d’argile jaunâtre


57

-5m de marne verdâtre à gypse -4m de Marne grise à tripoli -4m de grès argilo-carbonaté 1,5m de sable moyen -3m de conglomérat calcaréo-schisteux

Figure 14.Sondage de la Mosquée de Pacha

Le remblai engendre des problèmes de terrain (glissement, infiltration etc.) pour tous les endroits où il a été déposé. La présence de nappe souterraine entre la profondeur 4m et 5m contribue aussi à la dégradation du bâti géologique.

B) sondage d’El Bahia (Figure. 15) De haut en bas, se présentent les termes suivants ; -0,50 m de croûte gréso-calcaire -2,50 m de sable moyen brunâtre -12 m de grès beige dur à grains moyens, lumachelliques vers le sommet


58

Figure. 15 : Sondage d’El Bahia. Apparemment, il s’agit d’une stabilité de terrains, sauf peut être pour la présence de nappe d’eau, au niveau de la profondeur 11,5m qui peut rendre vulnérable la zone étudiée. Sondage d’El Kerma (figure. 16)

Nous en trouvons de haut en bas ; -0,50m de terre végétale -2m d’argile sableuse brunâtre à gypse -4m de sable argileux à gypse -6m d’argile marneuse brunâtre, gypseuse à passées sableuses par endroits


59

Figure 16. Sondage d’El Kerma

Donc la caractéristique essentielle des dépôts de la zone d’Es-Sénia, c’est la présence des gypses le long de toute la série. La complication des terrains vient aussi du fait qu’il y a alternance d’argiles et de sable.

Conclusion et recommandations

L’instabilité des sous-sols d’Oran et d’Es-Sénia est due aux multiples facteurs ; géologiques, sismo-tectoniques, climatiques et hydriques. Au site d’Oran, le sous-sol est affecté de formations vulnérables et fragiles (argiles, sable etc.), ces terrains en subissant des mouvements tectoniques fréquents, des infiltrations d’eau continues et des pluviométries importantes vont s’ébouler, s’entasser et se compacter pour engendre enfin des effondrements et glissements de terrain. Au site d’Es-Sénia, l’origine des effondrements est due surtout au facteur lithologique des roches du sous-sol, la présence de grandes masses de gypse sous les sédiments actuels rend vulnérable un sous-sol limoneux. La dilution par endroit des masses de gypse crée des vacuités importantes, ceci amènerait à l’effondrement des toits de formations superficielles.

La prise en compte des différents facteurs de risques permet d’envisager des solutions adéquates aux différents types de terrains et des situations géotechniques des sites urbanisables.


60

Références bibliographiques Gourinard Y, 1952a.- Le littoral oranais (mouvements verticaux et anomalies gravimétriques). Publ. XIXè Congr. Géol. Intern., Alger, 9, 21-38. Perrodon A, 1957.- Etude géologique des bassins sédimentaires. Sci. Terre, 16, 2, 195-227. Leblanc J, 1972.- Initiation à la géologie marine, édition, Doin. Moussa K, 1993.- Le Miocène de la bordure Nord des Beni-Chougran. Etude stratigraphique et sédimentologique du secteur Bouziri-Oued El Hammam. Thèse Magister ». Moussa K 2007.-Etude d’une Sebkha ; la Sebkha d’Oran (Ouest algérien). Thèse Es-Sciences, univ. Oran., 205 p., 153 fig., 5 tabl., 12 pl. ph. h. t. (Oran, Algérie). Neurdin-Trescartes J, 1992.- Le remplissage sédimentaire du bassin néogène du Chélif, modèle de référence de bassins intramontagneux. Thèse Es-Sciences, univ. Pau et Pays de l’Adour, 605p. Rousset C, 2008.- Sur l’application de l’étude géologique préalable approfondie ; cas de l’étude de la région de Marseille. 2ème Colloque Internationale « Terre et Eau », Annaba les 17, 18 et 19 Décembre. SOLETANCHE, 1950.- Grande sebkha d’Oran : géologie et hydrogéologie. Entreprise de Fondation et Travaux Hydrauliques, Paris et Alger (document interne). Thinthoin R, 1948.- Les aspects du Tell oranais, essai de morphologie de pays semi-aride, imp. Pouque, 688 p. Thomas G, 1985.- Recherche des grands traits structuraux liés à la compression fini-tortonienne dans le Tell méridional oranais (Algérie). 7ème Réun. Annu. Sci. Terre, Lyon, 442.


61

CONTRIBUTION TO IMPROVING THE SAFETY OF DAMS AGAINST THE RISK OF FAILURE BY IMPROVING THE CAPACITY OF

SPILLWAY (SPILLWAY PKW)

Abderrahmane Noui

Centre for Scientific and Technical Research on Arid Regions CRSTRA, Biskra, Algeria

[email protected]

INTRODUCTION

Labyrinth weirs are interesting alternatives to reduce the risk of dam failure. They are often applied in dam rehabilitation projects when the storage and/or spillway capacity has to be increased. The Piano Key Weir (PKW) is a particularly interesting solution due to its rigid structure and its upstream and downstream flow conditions. The PKW was developed in 2003 (Lempérière & Ouamane 2003). Its geometry is different from the classical labyrinth weir. The keys are rectangular shaped and have an inclined bottom to favor the use of key overhangs. Two different types of PKW are distinguished (Ouamane & Lempérière 2006a, b): Type A is characterized by two overhang keys, one upstream and one downstream. Type B differs from Type A by the lack of the downstream overhangs. The physical modeling tests results obtained on Type B showed that discharge capacity is higher compared to Type A. The study focused on the optimization of PKW. It shows that flow depends on various geometric parameters, which characterize this particular type of spillway. The dimensional analysis of flow allowed the development of mathematical relationships, helpful for PKW design.

SYSTEM OF GEOMETRIC PIANO KEY WEIR

Lempérière and Ouamane (2003) mention the following main PKW characteristics: A rectangular arrangement of keys is similar to the keys of a piano; The alternatively placed inlet and outlet keys have downstream respectively upstream overhangs; Even on small platforms, considerable crest lengths can be achieved; The overhangs reduces the base width of the PKW; The surface of the side walls is reduced due to inclined keys.

EXPERIMENTAL SETUP An upstream channel of a section of 0.75 m to 0.75 m and a length of 3.5 m supplies the squarely shaped basin. It is 3 m wide, 3 m long and 1.1 m deep. The upstream inlet of the basin is equipped with a metal gate and a brick wall that provide uniform upstream flow conditions. A series of pressure taps is placed at different locations in the basin, to define the water column. The PKW models are installed at the outlet of basin. Downstream of the spillway, a 2 m long and 1 m wide channel is located.

Abstract: Labyrinth weirs are adequate solution in dam rehabilitation projects when the storage and\or discharge capacity has to be increased. Piano key weirs (PKW) are particularly interesting due to their structure as well as their upstream and downstream flow conditions. PKW have a different geometrical shape than the classic labyrinth weirs. The keys are rectangular shaped with inclined key bottoms allowing the use of overhangs. Two different types of PKW were defined: Type A shows two overhangs, one upstream and one downstream. Type B does not have the downstream overhangs. Physical modelling tests have showed that the efficiency of Type B is higher than of Type A. The study reveals that flow on the PKW is influenced by different geometrical parameters. The dimensional analysis allowed the development of relations between discharge capacity and the shape of the PKW.


62

Figure 1. Plan view of the experimental device.

RESULTS

The flow coefficient is derived from the universal equation that expresses the flow passes through a weir:

(1)

where Cw = flow coefficient; Q = discharge; W = weir width; and H = upstream head.

The flow coefficient Cw can be defined by the measured flow Q and the upstream head H. It is suitable to represent the flow coefficient as a function of dimensionless parameters. The π theorem of Buckingham allows a dimensional analysis on the discharge capacity of Type B PKW. Following relationships could be developed:

(2) (3)

(4) (5) (6) (7)

where Wo = outlet key width; Wi = inlet key width; L = crest length; and P = total weir height. By combining these parameters, the relationship is obtained:

(8)

To better understand the effect of these dimensionless parameters on the flow of the Type B PKW, ten models were tested.

3 m

3 m

3 m

0,5 m

0,75 m

2 m

1,3 m

1 m

2,4 m

Gate

P.K.Weir

Pump

Upstream channel Downstream channel

2/32 HgWQCW =

2/51 / oWgQ=Π

oWH /2 =Π

oWL /3 =Π

04 /WW=Π

oWP /5 =Π

oi WW /6 =Π

)/,/,/,/( oiW WWPWWLPHfC =


63

Table 1. Geometrical parameters of the tested PKW (Wu width of PKW unit, n = L/W).

Comparison between PKW model A and B

A Type A (Fig. 2) and a

Type B PKW (Fig. 3) have been tested in the test flume.

Figure 2. Model of PKW model A. Figure 3. Model of PKW model B.

The test results show that Type B without downstream overhangs is an appropriate solution for high flow rates. Type A is a symmetric and therefore a very economical solution. Prefabricated elements can be used for construction. It is recommended to design the PKW without downstream overhangs if it is structurally stable during the periods when the level in the reservoir is lower than the threshold weir level.

Model L [cm]

W [cm]

Wu [cm]

P [cm]

n [-]

Wi [cm]

Wo [cm]

B [cm]

L/W [-]

Wu/P [-]

Wi/Wo [-]

A 600 100 16.67 15 6 9 7.5 41 6 1.11 1.2

B01 600 100 16.67 15 6 9 7.5 41 6 1.11 1.2

B02 600 100 16.67 15 6 10 6.5 41 6 1.11 1.5

B03 400 100 25 15 4 15 10 41 4 1.67 1.5

B04 800 100 12.5 15 8 7.6 4.8 41 8 0.83 1.5

B05 600 100 16.67 15 6 6.6 9.9 41 6 1.11 0.7

B06 600 100 25 15 4 15 10 62.5 6 1.67 1.5

B07 400 100 25 20 4 15 10 41 4 1.25 1.5

B08 600 100 16.67 20 6 9 7.5 41 6 0.83 1.2

B09 400 100 25 25 4 15 10 41.2 4 1 1.5


64

Figure 4. Comparison of flow coefficients of PKW model A and B.

Influence of L/W ratio

Two PKW with different L/W ratios were tested. Figure 5 shows that the discharge capacity can be significantly increased by increasing L/W ratio from 4 to 6. This increase is about 15% for H/P = 0.2 and 8% for medium heads of H/P = 0.4.

Figure 5. Flow coefficient depending on L/W ratio.

Influence of W/P ratio

Three models of L/W = 4 have been tested by models B03, B07 and B09 (Fig. 6). The difference between the curves of model B03 (W/P = 1.67) and B07 (W/P = 1.25) is about 7% for low heads of H/P = 0.25 and 4 % for medium heads of H/P = 0.5. The difference between the curves of model B07 (W/P = 1.25) and B09 (W/P = 0.99) is about 9% for low heads of H/P = 0.25 and 6% for H/P = 0.5.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 H/P

Cw

L/W=6 P/B=0.5 Wi/Wo=1.5 L/W=4 P/B=0.5 Wi/Wo=1.5

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 H/P

Cw

L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.2 model A L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.2 model B


65

Figure 6. Flow coefficient depending on W/P ratio.

Influence of key widths Wi/Wo

To achieve the hydraulically optimal ratio between the inlet key width Wi and the outlet key width Wo, three PKW models with the same ratio L/W = 6 were tested (Fig. 7). The comparison between the flow coefficients of the models of Wi/Wo = 1.2 and Wi/Wo = 1.5 shows that the lower Wi/Wo ratio increases the discharge capacity of 5% for low heads and of 3% for medium ones.

Figure 7. Flow coefficient depending on upstream and downstream key widths.

Influence of PKW position

The first test concerning the position of model A was performed with a downstream water level at the same level as PKW base. The second test was performed by raising the position of the PKW by 16 cm. Figure 8 shows flow coefficients of the two tested positions of PKW model A. The two curves are

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 H/P

Cw

L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.2

L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.5 L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=0.67

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 H/P

Cw

L/W=4 W/P=1.67 Wi/Wo=1.5

L/W=4 W/P=1.25 Wi/Wo=1.5

L/W=4 W/P=0.99 Wi/Wo=1.5


66

almost identical. The same performance for both locations was achieved.

Figure 8. Flow coefficient based on PKW position.

Influence of inlet key slope

To determine the influence of the inclination of key bottom on the flow, two models were tested. The first one had horizontal inlet key slopes and inclined outlet keys. The second model was characterized by inclined inlet and outlet keys. Figure 9 shows that the model with strike angles increased the discharge capacity of the PKW by about 12% for H/P > 0.6 compared with the model with zero strike.

Figure 9. Flow coefficient based on the inlet key slope.

Influence of the key length

Side walls with door-to-short overhangs are more stable and easier to implement than door-to-long fakes. Two models of the same ratio L/W = 6 were tested to determine their hydraulic efficiency.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 H/P

Cw

L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.2 without base L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.2 with base

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 H/P

Cw

L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.2 strike angle L/W=6 W/P=1.1 Wi/Wo=1.2 zero strike


67

Figure 10. Flow coefficient based on the sidewall length. Figure 10 shows that increasing length of the sidewalls has no impact on the performance of the PKW as long as H/P is lower than 0.7. For important heads of H/P > 0.7, the model with B = 62.5 cm is by 3% more efficient than the model with B = 41 cm.

Influence of the outlet key outlet

To check the impact of a ski jump at the downstream end of the oulet key on the performance of PKW, two tests were performed on a model with L/W = 4, W/P = 1.25 and Wi/Wo = 1.5. The first test was done without obstacle at the outlet key outlet (Fig. 11). For the second test a ski jump at the downstream end of the outlet key was implemented (Fig. 12). Figure 13 shows that the presence of an obstacle at the downstream end of the outlet key of the PKW reduces the performance of PKW significantly. The reduction is about 20% for H/P < 0.5.

Figure 11: Flow on model without ski jump. Figure 12: Flow on model with ski jump.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 H/P

Cw

L/W=6 W/P=1.67 Wi/Wo=1.5 B=62.5 cm

L/W=6 W/P=1.11 Wi/Wo=1.5 B=41.0 cm


68

Figure 13: Flow coefficient influenced by a downstream ski jump.

CONCLUSION

This study showed that the flow coefficient is related to several dimensionless parameters: (9)

The results of the physical modeling tests with fourteen different PKW models reveal: The PKW is a more efficient solution than the classic Creager weir; The performance of PKW Type B is higher than Type A; The PKW has a higher performance when the H/P ratio is lower. Therefore a PKW should be operated for heads lower than half of the weir height P; For steep key slopes the effect of L/W is very apparent; By increasing the height of the weir, 25% higher performance can be achieved for low heads, for medium heads only 5%; PKW Type B allows a better performance if the width of the inlet key is 1.2 times the width of the outlet one. From a practical and economic point of view this fact is particularly interesting because the concrete volume is the same; The PKW is designed to be placed on gravity dams or in spillway channels of earth dams. Tests have shown that the same performance for both cases of location can be achieved; A ski jump at the downstream end of the outlet key allows avoiding the impact of the water jet on the dam body; however the performance of the PKW decreases.

REFERENCES

Lempérière, F. & Ouamane, A. 2003. The Piano Keys Weir: a new cost-effective solution for spillways, The International Journal on Hydropower & Dams Issue Four. Ouamane, A. & Lempérière F. 2006. New design of weir for increasing the capacity of dams. International Symposium on the protection and preservation of water resources, Blida. Ouamane, A. & Lempérière, F. 2006. Design of a new economic shape of Weir.

)/,/,/,/( oiW WWPWWLPHfC =

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80

Cw

L/W=4 W/P=1.25 Wi/Wo=1.5 without ski jump

L/W=4 W/P=1.25 Wi/Wo=1.5 with ski jump


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CONTRİBUTİON À LA CARTOGRAPHİE DE L’ALÉA İNONDATİON DANS LA VİLLE DE LARDJEM (TİSSEMSİLT, ALGÉRİE)

Sardou Miloud1, Maouche Said2, Missoum Hanifi3 Aibout Farid4

1 Faculté des Sciences et de la Technologie, UMAB, Mostaganem, 27000 Algérie

2 CRAAG BP 63 Bouzaréah 16340 Alger

3 Faculté des Sciences et de la Technologie, UMAB, Mostaganem, 27000 Algérie 4 UMAB, Mostaganem, 27000 Algérie

Résumé- L’Algérie est régulièrement frappée par des inondations dévastatrices et souvent meurtrières. D’après les rapports de la protection civil une commune sur trois est susceptible d’être inondée en partie ou en totalité. Dans ce travail nous nous sommes intéressés à cas particulier d’une ville située en milieux montagneux, il s’agit de la localité de Lardjem, qui a été le siège de nombreuses inondations catastrophiques dans le passé. Par rapport aux mutations importantes qu’a connues cette ville au cours de ces dernières années, elle devient vulnérable face aux inondations. Ce travail consiste en la cartographie des zones inondables dans ce site urbain, et cela à travers l’identification des facteurs naturels aggravant cet aléa dans le bassin versant de Lardjem. Les résultats de cette cartographie constituent un élément fort pour la gestion de la ville, puisqu’il s’agit d’une banque de données géolocalisées sur l’aléa inondation. Mots-clés: Lardjem, Inondation, Bassin versant, cartographie, Aléa. Introduction L’inondation est définie comme la submersion rapide ou lente d’un espace dont les conditions de zone inondable sont réunies. En Algérie elle est considérée comme un risque majeur, où une commune sur trois est susceptible d’être inondée en partie ou en totalité, ainsi ces évènements sont imprévisibles dans le temps et dans l’espace [1]. Les villes en milieu montagneux telle que celle de Lardjem ont connues des mutations importantes ces dernières années, ce qui a augmenté leur vulnérabilité face aux inondations. Dans ce travail nous avons choisi la ville de Lardjem qui se trouve au nord du chef lieu de la wilaya de Tissemsilt dans un contexte montagneux. Cette ville est connue par sa situation problématique à l’exutoire de trois bassins versants (Fig. 1). Cette situation a rendu Lardjem vulnérable aux inondations, elle a été le siège des crues catastrophiques dans le passé qui ont causé dégâts importants sur le plan humain et matériel. L’extension urbaine qui ne cesse pas d’accroitre d’une année à l’autre sur les berges des oueds peut causer des conséquences plus lourdes dans le futur si une inondation surviendra. Ce constat nécessite une évaluation de cet aléa à l’échelle de la ville.


70

Figure 1. Limites naturelles de la zone d’étude 2. Les crues historiques à Lardjem

Les inondations qui se sont produites ces dernières années à Lardjem, notamment celles de 1994 et de 2000 montrent que les crues catastrophiques peuvent avoir lieu sur des périodes de retour assez courtes. Pendant ces deux crues la lame d’eau a atteint une hauteur de deux à cinq mètres (Bnéder, 2001). En plus des dégâts matériels (Fig. 2), elles ont entraîné la mort d’une dizaine de personnes. Dans l’objectif de visualiser le risque d’inondation dans la ville de Lardjem, ainsi que, pour localiser les zones inondables, nous avons réalisé la carte des zones inondées par le passé en se basant sur les photos disponibles de la dernière crue d’octobre 2000, les archives et les témoignages des habitants de cette ville (Fig.3).

Figure 2. Les dégâts causés suite aux inondations du 22-23 octobre 2000 à Lardjem


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Figure 3. Les zones inondées pendent la crue du 22 et 23 octobre 2000 dans la ville de Lardjem

3. Facteurs aggravant l’aléa inondation

3.1. Les précipitations

Figure 4. Précipitations moyennes annuelles pour la période 1996-2005.

D’après la figure ci-haut la période pluvieuse s’étale sur quatre mois de l’année (novembre à février où plus de la moitié des précipitations sont enregistrées pendant quarantaine de jours (centrée sur le mois de décembre). De part leur volume, ces précipitations semblent être importantes mais en réalité elles représentent un caractère torrentiel pernicieux à l’origine des crues dans la région de Lardjem.


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Nom

bre

de jo

urs

- Les pluies torrentielles 35 30 Bordj Bounaâma 25 El Nouadeur 20 15 10 5 0

Figure 5. Histogramme fréquentiel des pluies torrentielles.

Ces résultats reflètent bien l’importance des pluies torrentielles dans le domaine montagneux (monts de l’Ouarsenis). Il ressort selon ces données que la très forte intensité de pluies dans ces montagnes hautes, disséquées et à grandes pentes, où la couverture végétale est peu dense et dégradée, semble être à priori à l’origine de l’érosion des sols et des inondations qui se produisent en aval au niveau de la ville de Lardjem

3.2. Formations lithologiques et phénomène d’érosion

Figure 6. Résistance des formations lithologiques à l’érosion dans le bassin versant de Lardjem.

D’après la figure 6 la classe des roches peu résistantes regroupe les marnes, les argiles, les gypses ainsi que les alluvions quaternaires récentes, leur superficie 71,6 % de la superficie globale. Quant à la classe des roches moyennement résistantes elle comporte les roches marno-calcaires, des flyschs et des alluvions consolidées. Elles s’étendent 17,6 % de la superficie totale. Les roches résistantes regroupent le calcaire, les grès et les conglomérats poudingues entrent dans cette catégorie qui s’étale sur 10,8 % de la superficie totale. Ce constat montre la forte érosion dans la région, ce qui augmente le transport solide en cas de crues.


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3.3. la pente

Figure 7. Classes des pentes dans le bassin versant de Lardjem.

Au vue de la figure 7, on voit la dominance des pentes supérieures à 12,5 %, où elle occupe près de 76,49 % de la superficie totale du bassin versant, ce qui en relation avec le caractère montagneux de la zone d’étude, ce qui montre l’influence du facteur « pente » sur la vitesse d’écoulement des eaux.

4. Paramètres de l’aléa inondation

4.1. Vitesse de ruissellement

L’oued Bouzegza est le plus menaçant où il présente la plus haute valeur (1,26 m/s). Même s’il ne draine qu’une faible surface (6865,3 ha), la morphologie des reliefs assez forts fait que cette vitesse est importante. La menace que pourrait constituer l’oued Bouzegza est d’autant plus grande qu’il constitue le principal affluent de l’oued Mellah. Ensuite, l’oued Mellah qui peut également provoquer des inondations sur la ville dans la mesure où il enregistre une valeur intermédiaire (1,17 m/s) qui le place juste derrière l’oued Bouzegza sur le plan de la menace. Enfin, l’oued Tamellahet qui est donc le moins menaçant, avec une valeur soit de (0,90 m/s). Même s’il draine la plus grande superficie (20100 ha), (Fig. 8).

Figure 8. Vitesse d’écoulement des oueds Tamellahet, Mellah et Bouzegza 4.2. Débit périodique des oueds


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Le bassin versant de l’oued Tamellahet enregistre la plus grande valeur avec 355 m3/s, pour une période de retour de 100 ans, par conséquent il est le plus dangereux sur la ville de Lardjem. Le bassin versant de l’oued Mellah atteint une valeur de 282 m3/s, cette dernière le place derrière le bassin versant de Tamellahet du point de vu dangerosité, et enfin le moins menaçant est celui de l’oued Bouzegza avec 161 m3/s, (Fig. 9).

Figure 9. Débits périodiques des oueds Tamellahet, Mellah et Bouzegza

4.3. Transport solide

Pour la zone considérée, on obtient un apport solide total moyen s’élève à 337086 tonnes/an. Le bassin versant de l’oued Tamellahet enregistre le plus grand pourcentage avec d’environ 46 %, il est donc le plus menaçant, ensuite le bassin versant de l’oued Mellah par 38 %, qu’il peut générer un danger sur la ville de Lardjem, et en dernier le bassin versant de l’oued Bouzegza avec 16 %, (Fig. 10).

5. Carte de l’aléa inondation

Vu la difficulté du zonage des déférentes classes d’intensité de l’aléa inondation au niveau de la ville de Lardjem, à cause de l’indisponibilité d’un fond topographique détaillé de la ville de Lardjem d’une part et la modification des lits moyens et majeurs à force de l’extension de la ville. Nous avons essayé de tracer une carte des zones favorables à l’inondation (Fig. 10) en se basant sur: - Les paramètres d’aléa inondation (Fig. 8, Fig. 9 et Fig. 10), - La géométrie des oueds qui traversent la ville (la largeur et les méandres), - Les obstacles artificiels tels que les ponts.


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Figure 10. Transport solide des oueds Tamellahet, Mellah et Bouzegza

Figure 11. Carte des zones favorables à l’inondation dans la ville de Lardjem


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6. Conclusion

Le cadre naturel du bassin versant de Lardjem montre l’influence des précipitations et en les pluies torrentielles sur l’écoulement superficiel des eaux et par conséquence sur le déclanchement des crues en aval du bassin versant (ville de Lardjem). Ainsi la dominance du phénomène d’érosion qui augment le transport solide des oueds vers la ville de Lardjem, cette dernière présente le dépôt de tous les oueds cela augmente les effets des crues chargés par les laves torrentielles. La carte des zones favorables à l’inondation (Fig .11) montre le risque potentiel qu’encours chaque oueds et confirme les paramètres estimés. Nous avons remarqué que oued Tamellahet a une grande probabilité de submersion parce qu’il possède un transport solide et un débit centennale des eaux importants. Par conséquent oued Bouzegza a une forte probabilité du changement du tracé et cela en fonction de sa vitesse d’écoulement importante par rapport aux autres oueds. Malgré que le zonage ne se fait pas avec une telle précision mais l’aléa inondation est devenu visible à l’échelle de la ville de Lardjem et sa va servir un socle pour évaluer le risque d’inondation dans cette ville. Bibliographie BNEDER -BUREAU NATIONAL D’ETUDES POUR LE DEVELOPPEMENT RURAL- (2001). Etude de protection de la ville de Lardjem contre les inondations, analyse-diagnostic de la situation actuelle, volet 2-phase I, rapport provisoire, Direction de l’Hydraulique de la wilaya de Tissemsilt, octobre 2001, 59 p. CENTRE D’ETUDES ET DE REALISATION EN URBANISME URBA-TIARET, (2009). Révision du Plan Directeur d’Aménagement et d’Urbanisme (PDAU) de la commune de Lardjem, rapport phase I, Wilaya de Tissemsilt, 43 p. NATIONALE EAU ET ENVIRONNEMENT, (juin, 2002). Etude de protection de la ville de Lardjem contre les crues, rapport d’expertise, Direction de l’Hydraulique de la wilaya de Tissemsilt, 48 p.


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ANALYSE GEO-SPATIALE ET SIRS DE L’ALEA STAGNATION DES EAUX DE PLUIE DANS UNE REGION MEDITERRANEENNE SEMI-ARIDE : CAS DU

BASSIN VERSANT DE L’OUED TINN (NORD-OUEST DE L’ALGERIE)

AIBOUT Farid1, CHOUIEB Mohamed1, BAGHDADI Djilali2, BENARADJ Abdelkrim3 et SARDOU Miloud4

1 Laboratoire Biodiversité et Conservation des Eaux et des Sols, Université Abdelhamid IBN BADIS de Mostaganem, Algérie.

2 Institut National de la Recherche Forestière INRF, Station de Ténès - Chlef, Algérie. 3 Laboratoire de Recherche sur les Systèmes Biologiques et la Géomatique, Université Mustapha STAMBOULI

de Mascara, Algérie 4 Laboratoire de Gestion des Risques Majeurs, Université Abdelhamid IBN BADIS de Mostaganem, Algérie.

E-mail : [email protected]

Résumé- La maîtrise du milieu physique du bassin versant de l’Oued Tinn et du comportement hydro-morphologique permet avec la connaissance de la variabilité spatiale de ces caractéristiques, une approche sur la caractérisation du risque lié à l’eau. L’accès à ces informations physico-écologiques est facilité en utilisant des outils techniques, méthodologiques et théoriques opérationnels qui permettent de gérer et d’exploiter les informations multi-sources. La mise en place d’un Système d’Information Géographique (S.I.G), permet l’assemblage, l’organisation des données du risque lié à l’eau dans le bassin versant de l’Oued Tinn. Les différentes analyses des sédiments permettent d’affiner le diagnostic de l’état actuel de ce dernier par des traitements statistiques et la corrélation entre les différents facteurs. L’analyse spatiale multicritère, réalisée dans un SIG a permis la cartographie des zones à risque lié à l’eau. Cette carte comporte quatre classes allant du faible risque au très fort risque. Elle peut être utilisée non seulement pour la prévention des risques liés à l’eau mais aussi pour la gestion des ressources naturelles dans le bassin versant de l’Oued Tinn. Les applications à référence spatiale déduites de cette analyse confirment encore l’intérêt de l’outil S.I.G pour l’évaluation des risques naturels liés à l’eau et la caractérisation des phénomènes causant les inondations et la vulnérabilité des écosystèmes et garantir un développement durable du milieu naturel et ses ressources.

Mots clés : risque inondation, bassin versant, SIG, analyse spatiale, Nord-ouest de l’Algérie

1. Introduction

Le bassin versant de l’Oued Tinn est un grand bassin qui caractérise la région de la Macta. La partie de l’aval, très aplatie, était soumise à un rythme naturel d’inondation, responsable d'importants dépôts alluviaux. Les populations avaient su exploiter ce comportement hydro-géomorphologique pour élaborer un système de mise en valeur qui alternait et associait une agriculture de retranchement et un élevage transhumant entre les zones basses inondables et les semi montagnes, suivant un calendrier hydro-agricole spécifique.

L’évaluation et la cartographie des zones à risque d’inondation constituent l’objet principal de cet article. L’approche méthodologique utilisée est fondée sur le couplage des données des modèles numériques d’altitude (MNA) et des données complémentaires (occupation du sol, lithologie, morpho-structure, …etc.) du bassin versant de l’Oued Tinn. Elle permet de créer de nouvelles couches d’informations thématiques, qui sont ensuite, intégrées dans un Système d’Information Géographique (SIG).

Le risque pouvant être interprété comme la confrontation de l’aléa avec la vulnérabilité, en un lieu donné et à un moment donné (ISMAP, 1993). L’aléa quant à lui est considéré comme la probabilité d’occurrence d’un phénomène naturel potentiellement dangereux et susceptible de causer des dommages aux biens et aux hommes. La vulnérabilité est l’importance des dégâts ou des pertes


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résultant de l’occurrence d’un phénomène naturel donné (Flageollet, 1989 cité par Bechler-Carmaux et al., 2000).

Les attributs topographiques et la géomorphologie représentés par les MNA, permettent de déterminer des paramètres descriptifs de l’environnement, pouvant être utilisés dans les analyses des états de surface. En effet, les MNA sont porteurs de la géomorphologie du terrain et peuvent donc renseigner l’espace

hydrographique (Puech, 2000). L’utilisation des MNA en géologie et en géomorphologie permet la cartographie de certains indicateurs morphométriques du bassin versant telles que la pente, l’exposition, la convexité horizontale, les courbures minimales et maximales, …etc. (Chorowicz et al., 1989 ; Deffontaines, 1990, 2000).

L’analyse croisée des facteurs relatifs à la vulnérabilité du terrain à l’inondation et des facteurs hydro-morphologiques à l’intérieur d’un SIG a permis de cartographier les zones à risque d’inondation par stagnation des eaux pluviales. La carte obtenue présente des intérêts socio-économiques et environnementaux et doit servir de support non seulement à la prévention des risques d'inondation mais aussi à la gestion intégrée des ressources en eau dans le bassin versant. L’utilisation et l’intégration des MNA et des données multi-sources dans un SIG, sont indispensables pour des études détaillées dans un milieu naturel caractérisé par des zones vulnérables.

2. Données et matériels mises en œuvre :

Les données utilisées dans cette étude sont issues des sources diverses : Les cartes topographiques de la région couverte par six (06) coupure au 1/50 000

ème publiées par l’Institut National de Cartographie en 1989 et de projection UTM Ellipsoïde Clarke 1880. elles sont numérisées (équidistance des courbes de niveau 20 m). La carte géologique de Bosquet-Mostaganem à l’échelle du 1/200 000

ème, publiée en 1969 par la Direction des Mines et de la Géologie de l’Algérie. Le modèle numérique d’altitude (MNA) du bassin versant de l’Oued Tinn est dérivé de l’interpolation par TIN (Triangulated Irregular Network). Des observations effectuées sur le terrain et des analyses du sol au laboratoire. Les logiciels utilisés sont : MapInfo, Vertival Mapper, RiverTools, Excel, Statistica.

3. Méthodologie :

L’étude du phénomène d’inondation par stagnation des eaux pluviales est complexe et il apparaît utile de préciser les paramètres pris en compte dans le bassin versant de l’Oued Tinn.

Ces paramètres sont constitués des variables environnementales et naturelles dont la susceptibilité à produire une inondation est effective. Il s’agit des modelés, des systèmes de pentes, de la lithologie, du réseau hydrographique, de l’occupation du sol (Saley et al., 2005). Une analyse de ces facteurs conduit à définir deux descripteurs de l’inondation : la vulnérabilité du terrain à l’inondation et l’aléa. Dans ce travail, les facteurs sont considérés comme ayant la même importance et, par conséquent, interviennent avec la même pondération lors des croisements dans le SIG. D’après Mulders (2001), l’utilisation d’une approche multicritère permet la prédiction spatiale des mouvements superficiels (glissements de terrain, fluages, inondations) et l’application d’analyses multiples aboutit à des cartographies thématiques fiables.

La méthode que nous avons développée prend en compte les spécificités et les conditions biophysiques et infrastructurelles propres au bassin versant et la modélisation des paramètres hydrologiques. L’utilisation du modèle hydrologique permettrait certes d’appréhender la question des risques d’inondation et avec une résolution et des échelles encore plus fines, pour cela on a choisi des sous unités pour la modélisation des paramètres hydrologiques du bassin versant de l’Oued Tinn.


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A cet effet, on a mis en place une méthodologie de travail qui est décrite dans l’organigramme suivant : (Figure 3)

Figure 1. Organigramme des étapes de cartographie des risques d’inondation.

3.1. Apports des MNA et des fichiers dérivés à l’analyse hydro-morphologique

Le MNA est créé à partir des courbes de niveau (équidistance : 20 m) et des points cotés relevés sur les cartes topographiques du bassin versant de l’Oued Tinn (Figure 4). A partir du MNA, dans un premier temps, on procède à la représentation en 2D ou en 3D des états de surface et dans un deuxième temps, au calcul de variables morphométriques (pente, orientation des facettes, estompage, …etc.) et à l’export de l’information Grid sous le logiciel River Tools pour la délimitation du bassin versant et sous bassin versants de l’Oud Tinn ainsi le réseau hydrographique et le calcul de la densité de drainage.

Parmi les nouveaux produits obtenus grâce au MNA, l’image d’estompage qui est le produit vectoriel de l’illumination sur l’exposition du pixel, met bien en évidence l’aspect du bassin versant (Figure 5). On distingue trois régions différentes : La région Nord-est du bassin versant d’un aspect en relief d’altitude entre 100 et 400 m, représente généralement le plateau de Mostaganem. La région Ouest représente la plaine du bassin versant d’altitude inférieur de 100 m. La région Sud couvre les monts de Beni Chougrane de Mascara caractérisé par un relief très accidenté d’altitude supérieur à 400 m. A partir d’estompages variés, une cartographie morpho-structurale peut être établie (Deffontaines et al., 1994 ; Jenson et Domingue, 1998).

Cartes topographiques 1/50 000 ème

Courbes de niveau

Carte géologique 1/200 000

ème

MNA

Pentes

Carte des risques d’inondation

Numérisation

Interpolation

Dérivation

Pondération et croisement

Densité de drainage

Occupation du sol

Export de l’information

Lithologie

Maillage

Données du terrain et

analyses du sol


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Figure 2. MNA du BV de l’Oued Tinn Figure 3. Estompage du BV de l’Oued Tinn

Les pentes du terrain sont extraites du MNA et s’organisent en quatre classes : nulle à faible (0-3 %), faible (3-6 %), moyenne (6-12,5 %) et forte (12,5-25 %). La caractérisation des systèmes de pente est nécessaire pour la cartographie de l’aléa. (Figure 6).

L'analyse des classes de pente indique que les zones à pente nulle à faible couvrent 41,9 % de la superficie totale du bassin versant, alors que celles à pente moyenne et forte occupent 27,5 % du bassin.

Le traitement des données relatives à l’hydrologie du bassin versant a permis d’établir la carte de la densité de drainage obtenue après un maillage de la zone en carrés et le calcul de la longueur cumulée par maille sous le logiciel River Tools. Des classes de très faible, faible, moyenne et forte densité sont définies (Figure 7). Le réseau hydrographique sert également à la modélisation des lits mineurs et majeurs dans la propagation des inondations. La zone d’influence des principaux cours d’eau est donc cartographiée (Sharon and Burnett, 2003).

La forte densité de drainage se rencontre dans les régions à substratum imperméable et la faible densité de drainage dans les régions à substratum perméable.


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Figure 4. Carte des pentes du BV Figure 5. Carte de la densité de drainage

3.2. Réalisation de la carte de la lithologie et de l’occupation du sol :

Les analyses géologiques et structurales numérisés à partir de la carte géologique sont confrontées ensuite à celles provenant des analyses au laboratoire des sédiments des sols échantillonnés (Figure 8).

Figure 6. Carte litho-structurale du bassin versant de l’Oued Tinn


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35% de la superficie du bassin versant représente des alluvions et 26 % des sables. Les alluvions sont des apports sédimentaires venant de la partie Est du bassin versant et qui sont stabilisées dans les plaines de la partie Ouest. Pour les sables, ils caractérisent les zones du plateau mostaganémois. La zone Sud du bassin versant est constituée par des marnes venant des monts de Beni Chougrane de Mascara.

Concernant la phase de cartographie des états de surface, la numérisation à partir des cartes topographiques est complétée par les relevés sur le terrain qui ont servi à l’établissement de la carte de l’occupation du sol. Les différentes classes sont : forêt, végétations éparses, cultures, sol nu et zones urbaines. (Figure 9).

Figure 7. Carte de l’occupation du sol du bassin versant de l’Oued Tinn

4. Résultats

Dans le but d'orienter la priorité d'intervention par une localisation précise des zones à risque d’inondation, à l'échelle du bassin versant de l’Oued Tinn, l'analyse des données multi-sources a été effectuée à l'aide d'un SIG, qui est un outil essentiel pour la spatialisation de l'information ainsi que pour la mise à jour des données.

La cartographie des zones à risques d’inondation est fondée sur l’analyse croisée de ces données (même pondération pour tous les facteurs étudiés) qui a permis d’obtenir la carte de la vulnérabilité des terrains résultante du croisement des cartes de la lithologie et de l’occupation du sol (Figure 10) que l’on peut utiliser dans l’orientation de l’aménagement du bassin versant de l’Oued Tinn et la carte des aléas issue du croisement des cartes des pentes et de la densité de drainage (Figure11).

La vulnérabilité à l’inondation identifie tous les secteurs où les facteurs essentiels de l’environnement sont susceptibles de favoriser une inondation. La carte de vulnérabilité à l’inondation présente quatre zones dont la vulnérabilité à l’inondation varie de très faible à fort. Les zones de très faible et faible vulnérabilité à l’inondation couvrent 30 % du bassin versant de l’Oued Tinn et sont localisées dans la


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zone nord du plateau de Mostaganem. Les zones de vulnérabilité moyenne à l’inondation correspondent aux zones de cultures où les substrats lithologiques sont des calcaires et grès.

Ces zones sont dispersées dans la plaine au Sud-ouest (El Hessiane et El Ghomri), elles occupent 10 % du bassin versant. Les zones de forte vulnérabilité à l’inondation occupent 60 % du bassin versant. Ces zones concernent les plaines caractérisées par des terrains nus et des cultures sont situées à l’Ouest et au Sud du bassin versant.

La carte de l’aléa comprend quatre classes. La zone à très faible et faible aléa occupe 32 % du bassin versant et se situe dans le Nord du plateau de Mostaganem, dans les zones limitrophes de l’Est de Mostaganem et l’Ouest de Relizane et dans le Sud du bassin versant. Elle appartient à la classe des pentes supérieure à 12 %, à densité de drainage faible inférieure à 1,45 km/km². Les zones à aléa moyen sont localisées dans le Centre et l’Ouest du bassin versant et correspondent aux zones à densité de drainage moyenne. Elles représentent 18 % de la superficie totale du bassin versant de l’Oued Tinn. L’aléa est fort sur le reste du bassin versant, soit 50 %. Lorsque la pente est nulle à faible inférieure à 6 % avec une forte densité de drainage supérieure à 1,7 km/km². Certaine zones appartiennent aux communes de Elhessiane, Eh Ghomri, Sirat, Bouguirat et Sidi Abdelmoumene sont situées dans cette zone d’aléa fort ou le phénomène de stagnation des eaux pluviales est entrainé par une capacité insuffisante d'infiltration et d'évacuation des sols ou du réseau d'eaux pluviales.

Figure 8. Carte de la vulnérabilité Figure 9. Carte de l’aléa

Le risque d’inondation s’évalue par le croisement des cartes thématiques relatives à la vulnérabilité à l’inondation et à l’aléa. La carte des risques d’inondation (Figure 12) présente quatre zones dont le risque varie de très faible à fort.


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Les zones à risque très faible et faible couvrent 51 % du territoire d’étude et correspondent aux zones Nord du plateau de Mostaganem, les zones limitrophes de Relizane et le Sud du bassin versant où se trouvent les monts de Beni Chougrane.

Les zones à risque moyen couvrent 31 % du bassin versant. Elles se distinguent dans les terrains à pente moyenne à faible dans le Centre-ouest du bassin versant. L’occupation du sol peut les rendre très vulnérables en cas de grandes densités de drainage et peuvent engendrer des éboulements ou même des déplacements des sédiments du sol. Les zones à fort risque sont situées dans les zones à pente faible à nulle, avec un couvert moins dense et terrains nus, Elles occupent 18 % du bassin versant et s’étendent principalement dans le Centre et l’Ouest du bassin versant. Ces zones présentent un danger évident lors de fortes pluies qui entraînent la stagnation des eaux pluviales en surface. Ces zones correspondent aux plaines alluviales dans les communes d’El Hessiane, Ain Nouissi, Sirat et Bouguirat et au lit majeur de l’Oued El Hessiane, l’Oued Sid Abdellah et l’Oued Benmoussa, et sont couvertes par les eaux au cours des mois les plus pluviales de la saison humide.

Figure 10. Carte des risques d’inondation du bassin versant de l’Oued Tinn La carte des risques d’inondation définit l’étendue et l’importance des inondations et constitue une base solide pour : des campagnes d’informations aux populations, informer les autorités régionales responsables des éventuels aménagements à entreprendre et pour délimiter les zones à haut risque.

5. Discussion :

L’approche méthodologique, sur laquelle est fondée la cartographie des zones à risque d’inondation du bassin versant de l’Oued Tinn, présente l’avantage d’exploiter en synergie des données multi-sources.


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En effet, le MNA et l’état des surfaces ont permis de définir la vulnérabilité et l’aléa, dont le croisement donne la carte des zones à risque d’inondation. La fiabilité d’une telle carte est donc liée aux paramètres d’entrée, notamment l’occupation du sol et le MNA.

Concernant la qualité du MNA, Polidori et al. (1991) et Polidori (1995) conseillent de tester la fiabilité du MNA, soit à partir de données provenant a priori de la connaissance intrinsèque du relief, soit à partir des données de référence provenant d’une source externe. Même s’ils sont construits à partir de courbes de niveau qui ont intrinsèquement une cohérence vis-à-vis des écoulements, on observe des anomalies sur les altitudes calculées (Puech, 1993). En utilisant les levées recueillis au cours des sorties sur le terrain (Aibout, 2008), on observe une concordance au niveau planimétrique, mais de faibles décalages au niveau altitudinal (5-7 m) dans le MNA créé. Concernant l’occupation du sol, qui est l’un des principaux facteurs intervenant dans la cartographie de la vulnérabilité des terrains, nous avons validé la couverture végétale à partir des observations sur le terrain. Par ailleurs, cette variable, combinée aux substrats lithologiques a contribué à identifier la vulnérabilité des terrains à l’inondation.

Les discussions menées par Puech (1993) sur la précision du MNA, montrent qu’aucune des méthodes de construction des MNA ne donne pas de solution satisfaisante et universelle. L’intégration des données hydrologiques dans la cartographie du risque à l’inondation est très importante dans la perspective de modélisation ou de simulation de scénarii, ainsi que dans la production d’informations pouvant alimenter les systèmes d’alertes sur l’inondation (Tholey et De Fraipont, 1991).

La carte finale obtenue permet la délimitation des zones à risques d’inondation par stagnation des eaux pluviales. Le bassin versant de l’Oued Tinn apparaît comme une zone à fort risque d’inondation au niveau des plaines alluviales caractérisées par des terrains de cultures et des sols nus. Les zones à pente nulle et très faible sont par endroits submersibles pendant les mois les plus arrosés (octobre-janvier) de la saison humide où les sols sont de faible imperméabilité engendrant la stagnation des eaux de pluies en surface pendant plusieurs mois dans l’année.

Conclusion

L’utilisation du SIG par l’approche de croisement des données des états des surfaces (occupation du sol et lithologie) et du MNA et ses dérivés, a permis de déterminé des zones vulnérables à l’inondation et l’aléa, en relation avec le phénomène de stagnation des eaux pluviales et a contribué à cartographier des zones à risque d’inondation du bassin versant de l’Oued Tinn. Ces deux approches sont complémentaires et permettent une optimisation de l’exploitation des informations multi-sources. Les produits cartographiques obtenus constituent des outils précieux de travail permettant de : gérer les ressources naturelles en milieu rural et urbain ; dresser un Plan de Prévention des Risques d’Inondation (PPRI) ; mettre à jour le Plan d’Occupation des Sols (POS) existant. Ainsi, la carte des risques à l’inondation obtenue constitue une carte de base pour les éventuels aménagements dans le bassin versant de l’Oued Tinn. Le risque d’inondation varie de très faible à fort, mais 50 % du bassin versant présentant un risque moyen à fort.

L’étendue de ces zones mérite une gestion intégrée du territoire à l’échelle du bassin versant en vue d’apporter des solutions plus satisfaisantes, avec notamment la possibilité de mettre en place des mesures plus fines. Elle permet de préserver les populations et les infrastructures socio-économiques et assurer un développement durable dans le bassin versant de l’Oued Tinn. Dans les zones de propagation des inondations et dans les plaines alluviales de l’Ouest, le fort risque d’inondation demande une cartographie plus détaillée de ces zones.


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Références :

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IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LES PARCOURS STEPPIQUE SUD-ORANAIS DE NAAMA

BENARADJ Abdelkrim*, BOUCHERIT Hafidha, BOULASSEL Abdelmadjid, MERDERBAL

Khaladi, HASNAOUI Okacha, BAGHDADI Djillali & AIBOUT Farid

*Auteur correspondant : Centre Universitaire de Nâama, Email : [email protected]

Résumé : L’espace steppique sud-oranais de Naama est connaît une dégradation de plus en plus accrue et témoigne d’un processus accéléré du phénomène de la désertification affectant les ressources naure1les qui ne sont pas valorisées et menaçant les établissements humains et les infrastructures socio-économiques. Ce vaste espace steppique qui couvre un territoire de 3 millions d'ha de parcours steppiques divers. Cette steppe est actuellement dans un état de dégradation avancé dans l'ensemble de la région de Naâma; une dégradation qui favorise l’avancée du cordon dunaire et l’extension de la désertification. En effet, plus de 80 % de la superficie de la wilaya est touché par ce fléau. L’écosystème steppique apparait plus vulnérable au changement climatique, parce qu’est la, plus exposés à l’accélération de la désertification, problème des sécheresses chroniques et de l’aridité des sols, à l’augmentation de la raréfaction des ressources naturelles et, d’autre part, ils sont dotés de structures économiques qui dépendent plus fortement des ressources naturelles. Des changements dans les températures et dans les précipitations avec plus de jours chauds, de vagues de chaleur, d’événements pluvieux violents, conduisant à davantage d’inondations et de sécheresse et à davantage d’impacts négatifs sur les écosystèmes écologiques, les secteurs socio-économiques et sur la santé humaine. Les changements climatiques se répercutent à la région avec une variabilité très caractérisée imprime le climat durant ces derniers décennies. Il entraînera, une diminution des précipitations, alors qu'il provoquera une augmentation de la fréquence et de la force des inondations dans d'autres. Ces changements peuvent se décliner en terme par la désertification pourrait être exacerbée, du fait de la réduction des pluies et de l’humidité des sols et les cas extrêmes de sécheresse et le déficit en eau qui vont les affecter gravement, de crues et d’autres catastrophes météorologiques et hydrologiques seraient plus fréquents. Mots clés : Naâma, steppique, changements climatiques, désertification

Introduction

Depuis les dernières décennies, on assiste dans la steppe algérienne à une rapide transformation du paysage naturel. Aujourd’hui une forte tendance à la dégradation qui se traduit par la réduction du potentiel biologique et la rupture des équilibres écologiques et socioéconomiques. Elle est fortement dégradée sous l'effet combiné de la baisse de la pluviométrie, de la disparition des réserves d'eau de surface et des activités socio-économiques qui résulte principalement de l’augmentation de la population, de sa sédentarisation, par une exploitation effréné des ressources fourragères et hydriques, et par la mise en valeur non contrôlée des terres, et aussi par l'avances du désert et par d'autres facteurs tels que la sécheresse et l'érosion éolienne et hydrique.

Les changements dans le mode d’habitat et d’occupation de l’espace rural sont accompagnés de modifications affectant les systèmes fonciers et l’utilisation quantitative et qualitative des ressources naturelles (Floret et Pontanier, 1982; Le Houérou, 1969 et 1990; Talbi, 1993).

L’utilisation passée de cet espace était essentiellement représentée par l’élevage extensif (ovins,) Les troupeaux, dont l’effectif est resté toujours important, se trouvent progressivement refoulés sur des surfaces de plus en plus restreintes provoquant ainsi le surpâturage qui entraîne la réduction du couvert végétal des espèces vivaces et de leur phytomasse et ouvre ainsi la porte aux processus de la dégradation (Floret et Pontanier, 1982). La situation actuelle des parcours de la wilaya de Naama est alarmante, cet état de dégradation a été démontré par plusieurs études réalisées pour faire diagnostiquer l’état des lieux des parcours de la wilaya de Naama et mettre en évidence les caractéristiques de fragilité de l’écosystème steppique



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accentuée par les contraintes naturelles (aridité climatique, l’ensablement ...) combinées aux actions anthropiques (surpâturage) exercent une forte pression sur les ressources naturelles.

I. Description générale de la région de Naama

I.1. Localisation géographique

La wilaya de Naâma s’étend sur un vaste territoire 29.514,10 km2 avec une très faible densité de la population n’excédent pas les 6,85 hab/Km2. C'est un espace à vocation essentiellement pastorale et agro-pastorale disposant de parcours steppiques et d’eaux souterraines assez importantes.

La wilaya de Naama dispose d’un grand ensemble d’écosystèmes et de diversité biologique. Elle est située entre l’Atlas tellien et l’Atlas saharien dans sa partie occidentale. Elle est limitée : Au nord par les wilayas de Tlemcen et de Sidi Bel Abbes, A l’est par la wilaya d’El-Bayadh, Au sud par la wilaya de Béchar, A l’ouest par la frontière Algéro- Marocaine, le royaume du Maroc par une bande frontalière longue de 275 Km.

Figure 1. Situation géographique de la région d’étude (Naâma- Algérie occidentale).

I.2. Spécificité de la wilaya de Naama

La zone d'étude fait partie des hautes plaines sud –oranaises, elle s'étend entre 32° 08'45" et 34°22'13" de latitude nord, et de 0°36'45" est à 0°46'05"de longitude ouest. La wilaya de Naama sur une superficie de 3 millions d’hectares située sur la partie sud ouest des hauts plateaux est occupée par une population est localisé le long de l’axe routier Oran — Béchar sur un


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espace de plus de un million d’Ha soit 37 % de la superficie totale, ce qui traduit une mauvaise occupation de l’espace.

Elle s'individualise nettement par certains aspects : 1. Un territoire assez vaste (29514,14 Km²) subdivisé en trois espaces distincts, 2. Une population mal répartie dans l'espace: Sur 197 542 habitants occupant le territoire de la wilaya, un tiers (1/3) est concentré dans les communes de Mécheria et Ain-sefra dont la superficie ne dépasse pas 6% de la superficie totale. 3. Une wilaya frontalière avec le Maroc sur une distance de 250 Km, elle comporte quatre communes frontalières avec le Maroc en l'occurrence: Kasdir, Ain-Ben-Khelil, Sfissifa et Djeniene-Bourezg. Ces communes sont faiblement occupées.

I.3. Contexte physique de la région d’étude

La connaissance des données du milieu physique sous ses différentes formes est essentielle dans la compréhension des phénomènes liés aux différents aspects du milieu et de ses composants. L'analyse du milieu naturel doit nous permettre d'identifier et de caractériser les potentialités et les contraintes physiques ainsi que leur interaction et variation géographiques. Elle permettra d'apprécier l'utilisation actuelle des ressources et des potentialités du milieu physique. L’espace étudié se compose de trois grandes unités géographiques (B.N.E.D.E.R., 1988): Un espace steppique à topographie monotone constituant l’essentiel des zones de parcours occupe environ 74% de la superficie totale. Une partie montagneuse avec un aspect assez massif faisant partie intégrante sur près de 12% de la chaîne atlasique saharienne que l’on désigne communément par la dénomination de Monts des Ksour. Une zone sud pré-saharienne, qui s’étend sur les 14% restants, qui n’est en réalité qu’un sous-espace des Monts des Ksour matérialisé par leur piémont méridional. En effet, c’est l’espace méridional délimité par la ligne de crêtes allant du djebel Bou Amoud en s’étirant en direction du djebel Bou Lefrhad. C’est un territoire vaste aux reliefs stratifiés. Les trois zones naturellement identifiées ont chacune leurs particularités économiques, sociologiques et même écologiques. Ces caractéristiques serviront à mieux appréhender l’état actuel et les perspectives de développement écologique ou tout au moins à décrire le contexte dans lequel se sont déroulées les mutations. II. Analyse des données et interprétation

II.1. Situation socioéconomique

Sur le pan socioéconomique, le développement démographique de la wilaya a participé d’une façon importante dans la diminution des ressources, puisque le nombre d’habitants est de 225 530 habitants en 2010 (D.P.AT., 2011).

Malgré que l'espace rural occupe une superficie très importante, la population est surtout concentrée dans les trois grandes agglomérations : Mécheria, Ain Sefra et Naama toutes localisées le long de la route nationale numéro 06.

La pression croissante que l'homme exerce sur les écosystèmes steppiques de la wilaya de Naama a amplifié et accéléré le processus de dégradation des parcours et de la biodiversité. L'accroissement démographique et la forte augmentation du troupeau d'ovins auxquels sont liés le surpâturage, l'extension des superficies labourées, l'éradication des espèces ligneuses et la disparition des espèces animales sont autant de facteurs qui ont contribué à briser l'équilibre relatif de l'écosystème qui prévalait dans cette région steppique durant la première moitié du XX, siècle.


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L’élevage semi-transhumant constitue la principale source de revenu de la population pastorale locale. La dégradation du milieu a comme conséquence une faible productivité des parcours induisant un impact sur le cheptel surtout ovin (effectif et santé). La désertification a un impact négatif sur les conditions de vie de la population qui souvent n’ont d’autre alternative que l’exode vers les centres urbains où réside déjà près de 75 % de la population

L’agriculture reste encore une activité secondaire et subi des contraintes multiples liées aux changements climatiques (faible pluviométrie, amplitude thermique élevé et salinité croissante des eaux d’irrigation. La politique d’accession à la propriété foncière encouragée par des subventions de l’Eta fait que des périmètres agricoles irrigués se sont multipliés depuis deux décennies sur les parcours steppiques. Cette politique de mise en valeur s’est traduite par d’importants défrichements des formations végétales ouvrant la voie à un ensablement précurseur d’une désertification.

II.2. Contraintes climatiques

Sur le plan biogéographique, la région d’étude appartient à la zone méditerranéenne, au secteur des hauts plateaux et au secteur de l’atlas saharien selon les subdivisions du Quezel et Santa.Sachant que climat est un facteur prépondérant dans la répartition spatiale de la végétation et tout particulièrement dans la zone d’étude en n question, nous avons donc pris en considération, comme paramètre climatiques : la pluviosité et la température qui sont d’une part, les données les plus disponibles et d’autre part, elles représentent les variables les plus influentes sur la végétation.

L’écosystème dans un état avancé de dégradation et où la population locale et leurs moyens de subsistance sont sous une pression et menace de plus en plus aigues des effets pervers des changements et variabilités climatiques. Les travaux effectués sous climat aride montrent que la dégradation des terres et la désertification commencent souvent par la réduction ou la destruction du couvert des plantes pérennes (Le Houérou, 1992 ; de Soyza et al., 1998).

Le climat méditerranéen, est partout connu pour son irrégularité, le poids écrasant de sécheresses saisonnières ou même pluriannuelles, l'effet dévastateur des crues subites. L'aridité impose ses marques même dans les zones les plus humides, puisqu'elle se généralise à tout l'espace en été et parce que cette saison sèche peut durer, jusqu'à compromettre la récolte d'une année ou entraîner des pénuries d’eau. L’appartenance de la région aux domaines semi-aride et aride et la croissance soutenue de la demande en eau sont à l’origine de l'insuffisance des ressources disponibles et de conflits entre utilisations dans les moments de pénurie. Les aléas climatiques sévères (sécheresse, pluies torrentielles) ne font qu'augmenter la vulnérabilité de la couverture végétale à la régression.

Le climat actuellement franchement plus aride que celui des vingt dernières années, ajouté à la pression anthropozoogène, correspond, presque partout dans la région, à une extension des sables vers le sud et une thérophytisation vers le nord, signe de désertisation. Le climat change pour diverses raisons, et l’impact des activités humaines a imposé et risque d’imposer un changement beaucoup plus rapide que les changements naturels. Sous certaines hypothèses, les principales caractéristiques du changement climatique seraient pour les cent années à venir, par une augmentation de la température en toutes saisons, et l’irrégularité de chute des pluies.

Le climat de la région de Naama est caractérisé par une période très chaude et sèche durant les mois de Mai jusqu’à Octobre et d’une seconde période très froide et moyennement humide, allant de Novembre au mois d’Avril. Ces conditions font que la zone soit caractérisée par des aléas climatiques ou bien dus aux conditions climatiques, dont nous citerons les principales. L'activité économique de cette région est fortement conditionnée par les fluctuations climatiques et les modes traditionnels d'exploitation des surfaces agricoles.


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a- Aridité et crises climatiques :

L’aridité est un phénomène spatial (région aride), qui reflète un déficit hydrique permanent lié à une forte insolation, à des températures élevées, à une siccité de l’air et à leur combinaison qui aboutit à une évapotranspiration poussée. Cependant, la sécheresse est un paramètre azonal qui n’est pas propre aux déserts puisqu’il sévit dans toutes les zones climatiques, c’est un phénomène temporel (Bennouna, 1996).

L’irrégularité des précipitations et leur mauvaise répartition, les fortes températures donnent lieu à des périodes de sécheresse estivales marquées par une durée souvent supérieure à 6 mois. Cette aridité est plus ou moins nuancée selon l’orographie, l’étagement du relief et la capacité des substrats à retenir les eaux de précipitations

Ces perturbations affectent négativement la végétation des parcours. Les pluies sont de faible importance et ne tombent que pendant la saison froide et très souvent à la fin de l'automne et au début de l'hiver. Elles sont donc peu efficaces pour la végétation qui pousse essentiellement au printemps. Les pluies ont souvent un caractère orageux avec de fortes intensités, favorisant le ruissellement et l'érosion sur des zones déjà très dégradées, accentuant ainsi le déficit hydrique général de la région; La variabilité des précipitations accentue aussi la dégradation par des successions d'années sèches ou par des répartitions annuelles parfois aléatoires.

b- Les fortes fluctuations thermiques :

Les fluctuations thermiques que connaît la wilaya sont très importantes, enregistrant des amplitudes de températures allant du simple au double. Les conditions de températures sont à l’origine de la dégradation floristique et même du déplacement vers d’autres lieux d’espèces faunistiques. Ceci est essentiellement causé par les très basses températures, les gelées et la neige en hiver et les très hautes températures enregistrées en période estivale et qui sont souvent aux alentours des 38-40°C.

Tableau: Les températures moyennes mensuelles en (°C) des stations de référence Mécheria, Naâma et Ain Sefra

Stations Per Jan F Mars Avril Mai Juin Juil Août Sep Oct Nov, Dec M m Mecheria P1 11 12,6 16,4 20,7 24,1 30,2 35,1 34,5 22,6 16,4 10,1 6,65 35,1 1,5

P2 7.12 8.7 10.5 13.5 17.3 23.5 27.8 27.4 22.8 16.5 11.4 7.6 35.04 2.12 P3 6.65 8.24 11.85 14.41 26.04 24.98 28.89 27.98 22.70 17.58 11.40 7.93 39.12 1.93

Naama P1 - - - - - - - - - - - - - - P2 9.1 7 8.2 11 19 22 25 28 21.3 14.7 10.7 6.4 33.4 0.5 P3 5.61 7.59 11.09 14.00 19.13 24.5 28.31 27.45 26.47 20.53 12.14 7.12 35.71 -0.06

Ain sefra P1 6,05 8,35 10,7 15,65 19,4 24,05 28,4 27,2 23,7 17,05 10,6 6,9 37,6 -0,3 P2 7.42 6.3 12.4 14.8 19.19 24.8 28.59 28.06 23.6 17.05 11.79 8.21 36.45 1.16 P3 7.085 8.76 12.71 15.92 20.87 26.24 29.81 28.77 23.85 18.32 11.95 8.36 38.11 0.84

L’analyse comparative de série thermiques (1913-1938) met en relief des écarts fluctuant de +0,1°C à 1,9°C et de +0,1°c à +0,3°C pour les minima. Cette situation dénote une augmentation des températures qui atteint en moyenne +0,7°C à l’échelle annuelle. En revanche, au niveau des maxima les écarts sont plus importants ce qui donne une valeur moyenne de +0,9°C.

L’examen des deux séries thermiques (1913-1938 et 1990-2006) enregistrées au niveau de la station de Ain Sefra met en évidence une certaine augmentation des maxima tout particulièrement durant la période allant de novembre à Février (de +1,8°C à 0,6°C), une baisse de ces derniers entre Avril et Octobre (-2,1°C à -0,3°C).

En revanche, la série des minima connaît une franche augmentation qui touche l’ensemble des mois de l’année à l’exception du mois d’Août, cette situation est répercutée au niveau mensuel où le relèvement des températures fluctue entre 0,3°C à 1,5°C induisant à l’échelle annuel une augmentation moyenne de 0,5°C.


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La comparaison des données thermiques enregistrées au niveau des stations de Ain Sefra (considérée comme station de l’Atlas saharien) et celle de Mécheria (représentant le milieu steppique) met en évidence l’influence du climat présaharien sur la zone méridionale de Naâma. En effet, de l’analyse des maxima ressort la notion d’aridité climatique qui tend à se renforcer du nord au sud de la zone d’étude, ainsi l’écart thermique moyen entre la zone méridionale et septentrionale de la wilaya atteint 0,84°c environ. Cette valeur rapportée à l’étendue spatiale (dans le sens Nord-Sud) de la wilaya est relativement élevée. c- Abaissement de la pluviométrie La sévérité du climat dont les effets sont accentués par des conditions orographiques et géo-pédologiques. La réduction de la pluviométrie dans les hautes plaines du sud de l'Algérie occidentale a provoqué de profondes modifications de l'occupation et de la gestion des espaces.

Tableau: précipitations moyenne mensuelles en mm pour les stations de Mécheria, Ain Sefra, et Naama

Stations Périodes Jan Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sep Oct. Nov. Dec Année Mecheria 1913-1938 26,2 34,9 32,5 25,7 23,4 14,5 7,1 5,6 24,4 31,6 28,0 24,2 278,1

1972-1987 24.99 24.3 33.8 28.4 32.4 13.3 4.51 7.2 20.5 16.3 29.3 19.3 254.66 1991-2006 18.56 18.68 32.25 21.75 20.87 8.25 5.75 9.81 22.62 31.75 22.62 18.68 231.62

Naama 1913-1938 - - - - - - - - - - - - - 1972-1987 11.02 15.66 28.3 20.5 14.5 8.5 6.5 1.16 4.2 7.8 9.04 10 137.18 1991-2006 12.23 14.8 25.76 16.96 15.91 11.65 5.25 14.33 27.08 27.05 20.12 11.40 202.58

Ain sefra 1913-1938 10 10 14 9 15 28 8 7 15 29 29 18 192 1972-1987 13.12 14.13 19.4 23.37 24.52 10.61 5.33 6.4 13.53 16.26 20.73 14.32 181.72 1991-2006 16.1 11.56 29.25 14.86 11.02 8.44 2.76 9.61 18.18 21.59 17.77 9.12 170.31

En général, la pluviométrie demeure faible et irrégulière ; elle est hétérogène dans le temps et dans l'espace, cette irrégularité des fréquences confirme l’apparition des périodes sèches qui ont sévit dans la région.

Figure 11: Pluviométrie moyenne pluriannuelle de trois stations:

Mécheria, Naama et Ain Sefra (Période 1991 à 2006).

Selon Nedjraoui et al (1999), la variabilité des précipitations par les méthodes de la moyenne et de la médiane montre que pour la série des 22 années, 8 années sont considérées comme humides (pluviosité au dessus de la moyenne), et 14 années sont considérées comme années sèches (pluviosité en dessous de la moyenne).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Annees

Pluv

iom

etrie

[mm

]

MécheriaNaamaAin sefra


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e. Changement climatique

L'Algérie à l'instar des autres pays de la région, n'est nullement à l'abri du changement climatique observé à l'échelle planétaire durant les dernières décennies. L’Algérie apparait plus vulnérable au changement climatique, parce qu’est la, plus exposés à l’accélération de la désertification et de l’aridité des sols, à l’augmentation de la raréfaction des ressources en eau et, d’autre part, ils sont dotés de structures économiques qui dépendent plus fortement des ressources naturelles. Des changements dans les températures et dans les précipitations avec plus de jours chauds, de vagues de chaleur, d’événements pluvieux violents, conduisant à davantage d’inondations et de sécheresse et à davantage d’impacts négatifs sur les écosystèmes écologiques, les secteurs socio-économiques et sur la santé humaine.

Les impacts des Changements Climatiques auront inévitablement des conséquences importantes, en particulier sur les Régions Arides et Semi Arides où leur vulnérabilité sera exacerbée par les problèmes de la sécheresse et le déficit en eau qui vont les affecter gravement. Les impacts du changement peuvent se décliner en terme par la désertification pourrait être exacerbée, du fait de la réduction des pluies et de l’humidité des sols et les cas extrêmes de sécheresse, de crues et d’autres catastrophes météorologiques et hydrologiques seraient plus fréquents.

d. - Les catastrophes naturelles : Les bouleversements climatiques par les aléas climatiques sévères qui se produisent actuellement un peu partout dans le monde, se traduisent par diverses catastrophes comme par exemple la sècheresse, des orages violents, des inondations, pluies torrentielles et les invasions de criquets ne font qu'augmenter la vulnérabilité de la couverture végétale à la régression.

d.1. Risques d’Ensablement : Avec la surcharge des parcours et l'action anthropique caractérisée par le défrichement, le labour illicite et l'exploitation abusive du couvert végétal, on assiste aujourd'hui à une dégradation effrénée de cet écosystème sensible et à une désertification du milieu qui a atteint, par endroit, des formes irréversibles. C'est ainsi que la wilaya se trouve aujourd'hui confrontée au phénomène de l'ensablement qui menace aussi bien les agglomérations et les infrastructures routières que les exploitations agricoles.

d.2. Risques de crues et d'érosion hydrique : Les bassins versants et les oueds engendrent, aux moments des crues, le ravinement des berges et affectent souvent le réseau routier, les infrastructures forestières et les agglomérations.

II.3. Impact de la désertification sur l’espace steppique L’espace steppique connaît une dégradation de plus en plus accrue et témoigne d’un processus accéléré du phénomène de la désertification affectant les ressources naure1les qui ne sont pas valorisées et menaçant les établissements humains et les infrastructures socio-économiques. En effet, plus de 80 % de la superficie de la wilaya est touché par ce fléau. La désertification est un phénomène qui préoccupe fortement les wilayates limitrophes de l’Atlas saharien. Ceci a entraîné la régression de la végétation en relation avec les conditions écologiques et anthropiques. Cette dégradation a permis l’installation d’espèces de dégradation en remplacement d’espèces steppiques, accompagné d’une augmentation de l’ensablement de 10 à 20 cm d’épaisseur (Tad, 2003).

La désertification est le phénomène le plus spectaculaire qu'a connu la population de la wilaya de Naama ces dernières années. La progression rapide de l'ensablement concerne la quasi-totalité du territoire de la wilaya menaçant ainsi les oasis, les terres agricoles, les parcours, les agglomérations, les infrastructures, les routes et les points d'eau. La désertification, souvent imputable aux modifications climatiques et aux activités humaines, se manifeste par une dégradation du tapis végétal qui est à l'origine du déclenchement de l'érosion aboutissant à la détérioration des sols.


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Selon les chiffres cités dans le rapport de la direction de l’environnement de la wilaya de Naâma, 3 millions d’hectares (soit plus de 74% de la superficie de la wilaya) sont menacés par la désertification, alors que 5% de la superficie globale (150 000 ha) sont quasiment perdus du fait de l’avancée du cordon dunaire. Par ailleurs, 16 615 ha de steppe sont déjà ensablés; et quand le sable n’envahit pas les espaces dénudés du couvert végétal, ce sont les arbustes épineux, plus adaptés aux nouvelles conditions pédoclimatiques mais de mauvaise qualité fourragère, qui occupent ces grandes superficies. Quant au taux d’avancée des cordons dunaires, il dépasse actuellement 20%, avec comme impact une nette baisse des superficies occupées par des espèces fourragères destinées à l’alimentation du bétail, particulièrement au niveau de certaines zones comme à Mecheria, Aïn Benkhellil et Touadjer (CENEAP, 2009). Les menaces de la désertification proviennent essentiellement d’une mauvaise exploitation des ressources naturelles (eau, sol, végétation) qui conduisent à une agression permanente de facteurs écologiques. La situation généralisée de la dégradation de la steppe a d’importants impacts sociaux caractérisés par une crise alimentaire, une aggravation de la pauvreté, des problèmes de santé publique, une crise énergétique et des conflits liés à l’utilisation des ressources naturelles. Ce phénomène a pour effet dévastateur, entre autres, la dégradation des milieux naturels. L’envahissement par le sable des agglomérations ainsi que des terres agricoles est très visible. Les conséquences sont d’ordre social, économique et écologique : -Au plan écologique - dépérissement et disparition du couvert végétal - déséquilibre biologique -l’érosion éolienne et hydrique, des sols - l’inondation et à la salinisation. - détérioration de la qualité de l’air - variations du climat - Au plan socio-économique - diminution du revenu des éleveurs - exode rural et ses effets - diminution de la productivité des terres - niveaux très élevés des coûts pour la lutte contre la désertification ; - Pauvreté et migration de masses Conclusion

La steppe sud-oranaise, comme l’ensemble de la steppe algérienne, a été soumise à changement environnementaux largement perturbé cet écosystème steppique fragile dans son ensemble. Ces changements peuvent avoir des néfastes conséquences écologiques et socioéconomiques les plus menacées où les parcours steppique est fortement dégradé.

Les changements climatiques, les sécheresses récurrentes, facteurs climatiques très contraignants, la pression et l'accroissement démographique croissante ainsi que l’intensification et l’extension des systèmes de productions agro-pastorales, l’érosion éolienne et hydrique, anthropization, la sédentarisation, le surpâturage, le défrichement, l’accroissement irraisonné des labours, gestion irrationnelle des parcours, l’introduction de moyens et de techniques de développement inadaptés au milieu, le manque de concertations entre les différents acteurs du développement et diminuent la richesse floristique, ont eu pour conséquence d’accroître la vulnérabilité de l’écosystème steppique. Ceci a conduit principalement à amplifier les processus de dégradation écologique des parcours, avec une pression sur les ressources entraînant un phénomène de désertification et de l’ensablement. L’identification d’indicateurs écologiques et socioéconomiques fiables s’avère indispensable pour le suivi de la dynamique des écosystèmes et garantir une meilleure gestion.


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Face à ces changements, la stratégie globale qu’il convient d’initier pour le développement intégré de la steppe, devra s’articuler sur la recherche vers un état de l’équilibre et la protection de l’écosystème que pour l’amélioration des conditions de vie et des revenus de la population pastorale. Pour un développement durable, il est indispensable de passer par une phase de sensibilisation et de motivation des acteurs principaux que sont les éleveurs-pasteurs, notamment la prise en charge des techniques d'amélioration des parcours, les actions de mises en défens, la remontée biologique de la flore et de la faune. Cette gestion intégrée de ces zones vitales s’inscrit dont objectif purement environnemental, pour sauvegarder cet espace et de ce fait assurer l'avenir des générations futures. Références bibliographiques - Alcaraz C., 1982 : « La végétation de l'Ouest algérien ». 3 vol.: vol. 1: 415 p., vol. 2: 24 grph et tabl + 13 cartes dont une carte au 1/50. 000 ème en couleur. vol. 3: 116 p + tabl. phyto. Thèse d'Etat, parue ronéotypée. Perpignan. -Bedrani S., 1996, Foncier et gestion des ressources naturelles en Afrique du Nord. Cas de l’Algérie. Act. Atel. Le foncier et la gestion des ressources naturelles dans les zones arides et semi-arides d’Afrique du Nord. OSS., 3-32. - Benaradj A., 2009. Mise en défens et remontée biologique des parcours steppique dans la région de Naâma : dissémination et multiplication de quelques espèces steppique. Mémoire de Magistère, Fac. Sci. Nat. et de la Vie, Univ. Mascara, 229p. - Benfrid M., 1998.- La commercialisation du bétail et de la viande rouge en Algérie. Options Méditerranéennes (CIHEAM., Montpellier), sér. A, 35, 163-174. - Berchiche T., 2000.- Enjeux et stratégies d'appropriation du territoire steppique (cas de Maamora, Algérie). Options Méditerranéennes (CIHEAM., Montpellier), sér. A, 39, 107-120. - B.N.E.D.E.R., 1988 - Etude d’un schéma directeur de développement de la wilaya de Naama - Bessaoud O., 2006, La stratégie de développement rural en Algérie. Options Méditerranéennes, serA/N°71 ; 79-89. - Boukhobza M., 1982. L'agro-pastoralisme traditionnel en Algérie: de l'ordre tribal au désordre colonial. Off. Publ. Univ., Alger, 458 p. - CENEAP, 2009 – Etude du plan d’aménagement du territoire de la wilaya de Naama. Phase II : orientations générales, enjeux et schémas prospectifs d’aménagement. 91 p. - D.P.A.T., 2011. Monographie de la wilaya de Nâama». Actualisée au 31 décembre 2010. 34 pages. - De Soyza A. G., Whitford W. G., Herrick J. E., Van Zee J. W., Havstad K. M., 1998. Early warning indicators of desertification: examples of tests in the Chihuahuan Desert. J. of Arid Environ., 39: 101-112 - Emberger L., 1955. Une Classification Biogéographique des Climats ». Rev. Trav. Lab. Bot. Geol. Zool. Fac. Sc. Montpellier, série bot., n° 7 . pp 3-43. - Khaldoune A., 2000.- Evolution technologique et pastoralisme dans la steppe algérienne. Options Méditerranéennes (CIHEAM., Montpellier), sér. A, 39, 121-127. - Laouina Abdellah, 2006. Gestion durable des ressources naturelles et de la biodiversité au Maroc. Prospective « Maroc 2030 ». Haut Commissariat au Plan 118p - Le Houérou, H.N., 1992.- An overview of vegetation and land degradation in world arid lands. In: H.E. Dregne (ed.). Degradation and restoration of arid lands. International Center for Arid and Semi-Arid Land Studies, Texas Technical University, Lubbock: 127-163. - TAD., 2003. Etude du phénomène d'ensablement au niveau de la wilaya de Naâma, Mission III: schéma directeur de protection, rapport final». Direction de l'environnement de la wilaya de Naâma. 118 pages. ACRONYMES D.P.A.T : Direction de Planification et d’aménagement du territoire D.S.A: Direction de Services Agricoles HCDS : Haut Commissariat au Développement de la Steppe MADR : Ministère de l’Agriculture et de l'Aménagement Rural MATE : Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l’Environnement S.A.U : Surface Agricole Utile T.A.D: Agence Territoire- Aménagement- Développement. B.N.E.D.E.R.: Bureau National d’Etudes pour le Développement Rural


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BIO-SURVEILLANCE ET CARTOGRAPHIE DE LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE DE LA VILLE DE SIDI BEL-ABBES PAR LE BIAIS

DES BIOINDICATEURS LICHENIQUES.

Karim BOUTERFAS *, Sallah Edine BACHIR BOUIDJRA **, Zoheir MEHDADI *, Mayssara EL BOUHISSI * et Omar LAMARA MOHAMMED*

* Laboratoire de biodiversité végétale : conservation et valorisation, Faculté des sciences, Université Djillali

Liabès, BP 89, Haï Larbi Ben M'Hidi, SIDI BEL ABBÉS 22000, ALGÉRIE. Tél. /Fax : 048540611. Courriel : [email protected]

** Laboratoire d'écodéveloppement des espaces, Faculté des sciences, Université Djillali Liabès, SIDI BEL ABBÉS 22000, ALGÉRIE.

Résumé- Depuis une cinquantaine d’années, les phénomènes de pollution de l’air ont pris une importance de plus en plus grande aux plans environnementaux, sanitaires, économiques et politiques. Dans l’environnement, cette pollution entraine des perturbations sur toutes les échelles : locale, régional et planétaire. L'évaluation de la qualité de l'air s’avère donc une nécessité, mais vu l’étendue planétaire de la pollution, les mesure atmosphériques par des appareils électroniques de mesure dont le coût est très élevé, ne permettra jamais de couvrir l'ensemble du territoire. Á cet effet, l'utilisation d'organismes vivants et, en particulier pour la biosurveillance de la qualité de l'air, la bioindication lichénique, doit être un outil à privilégier. Pour la réalisation de cette étude nous avons choisi dix stations éparpillées dans la ville de Sidi Bel Abbés et par la suite recensé la population lichénique présente par un échantillonnage aléatoire en utilisant la méthode des ingénieurs écologues allemands. Cette méthode permet aussi de calculer un indice de qualité de l’air, en fonction du quel nous pouvons déduire la classe de pollution. Nous avons recensé cinq espèces de lichens indicatrices de la pollution de l’air (Xanthoria polycarpa, Xanthoria parientina, Parmelia soredians, Parmelia caperata et Evernia prunastri) ce qui conclu l’importante diversité lichénique qu’abrite notre site d’étude. Le calcul des indices de pollution a permis de comptabilisé un indice moyen de 25,96, ce dernier place notre zone d’étude dans une classe de pollution « moyenne ». Les indices de la qualité de l’air calculés sont modelés par le biais de deux logiciels « SURFER 3,5 » et « MAPINFO 7,5 » par la méthode de triangulation. Pour la conception d’une carte thématique, les courbes à isovaleurs d’indices de la qualité de l’air sont superposées sur un fond d’urbanisme géoréférencie de la ville de Sidi Bel Abbés. Mots clés : Pollution atmosphérique – Lichens - Bioindicateurs - Sidi Bel Abbés.

Introduction Depuis une cinquantaine d’années, les phénomènes de pollution ont pris une importance de plus en plus grande aux plans environnementaux, sanitaires, économiques et politiques. Dans l’environnement, les pollutions entraînent des perturbations au niveau des êtres vivants (faune et flore) et des compartiments abiotiques fondamentaux (eau, sol, atmosphère) des milieux.

L’évaluation de la qualité de l'air à l'aide d'appareils de mesure tels que les analyseurs conventionnels et les spectromètres, dont leur coût très élevé, ne permettra jamais de couvrir l'ensemble du territoire. À cet effet, l'utilisation d'organismes vivants comme les bioindicateurs et les bioaccumulateurs et, en particulier pour l'évaluation de la qualité de l'air, la bioindication lichénique, doit être un outil à privilégier.

Objectifs

Dans le présent travail, nous nous sommes intéressés d’une part à identifier la flore lichénique et d’autre part à évaluer la qualité de l’air de la ville de Sidi Bel Abbés en utilisant les lichens comme bioindicateurs.



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Le choix des lichens comme bioindicateurs est justifiée par le faite que la ville de Sidi Bel Abbés est caractérisée par des facteurs climatiques (hygrométrie relative élevée, pluviométrie importante et température adéquate) favorables pour l’installation des lichens. En plus, la zone d’étude est connu par son importante végétation arborescente sur la quelle se développe une importante flore lichens. En plus, les lichens sont les végétaux les plus utilisés dans la bioindication de la pollution de l’air par rapport aux mousses et aux

bryophytes, nous pouvons citer les travaux de : Hawksworth et Rose, 1970 ; Ferry et al., 1973 ; Nimis et al., 1990 ; Van Herk et al., 2002 ; Gombert et al., 2003 ; Jeran et al., 2007.

1. Méthodologie

Après plusieurs prospections préliminaires sur le terrain et à fin de balayer la plus grande surface possible, dix stations de 1 km2 de surface éparpillées dans la ville de Sidi Bel Abbés ont été choisies. Le choix de ces stations est orienté selon la présence des arbres porteurs de lichens d’une manière où, il est préférable de travailler sur le frêne, le peuplier, le chêne, ou même des arbres fruitiers (pommier, noyer, cerisier). Dans chaque station, il faudra la présence au minimum de sept arbres avec un tronc droit, branchu et avec un diamètre qui doit dépasser les 20 cm.

La méthode utilisée dans le présent travail est celle de Kirschbaum et Wirth (1997) dite la méthode des Ingénieurs Ecologues Allemands. Cette méthode a été utilisée dans la cartographie dans différentes villes en Europe et principalement en Allemagne et en France. Nous pouvons citer les travaux réalisés par l’association Française de lichénologie « Arnica Montana » pour cartographier la ville de Briançon (Marco, 2002) et dans les agglomérations de GAP (Chosson, 2004). Les relevés lichéniques sont faites qualitativement (identification des espèces) ce qui permet d’établir une carte de diversité lichénique, et quantitativement (calcul des fréquences des espèces et des indice de pollution).

Les relevés lichéniques sont fait sur un tronc d’arbre de 1,80 m de haut à environ 100 cm du sol, en utilisant une grille de comptage (50 cm x 20 cm) fabriqué par un ruban mètre en plastique et découpée en 10 carrés juxtaposés de 10 cm de chaque coté (figure 1). Les premiers 100 cm ne sont pas pris en considération car ils sont fréquemment exposés aux déjections animales et aux divers fertilisants utilisés, en particulier les engrais azotés qui ont un impact significatif sur le développement de la flore lichénique. Les espèces lichéniques sont prélevées, mises dans des petits sachets en plastique étiquetés pour être enfin identifiées en utilisant les clés de détermination de : Wirth (1995), Kirschbaum et Wirth (1997).

L’indice de la qualité de l’air est calculé en remplissant trois fiches: grille de relevé, fiche arbre, et fiche station. La classe de pollution est déterminée en reportant la valeur de l’indice de la qualité de l’air sur une échelle d’appréciation des classes de pollution. Enfin les indices de la qualité de l’air des dix stations étudiées sont modelés par le biais de deux logiciels « SURFER 3,5 » et « MAPINFO 7,5 » par la méthode de triangulation à fin de généraliser nos résultats sur toute la ville de Sidi Bel Abbès.


99

Figure 1. Grille de comptage.


Nous avons recensé cinq espèces de lichens indicatrices de la pollution de l’air (Figure 2): Xanthoria polycarpa, Xanthoria parientina, Parmelia soredians, Parmelia carperata et Evernia prunastri, ces dernières sont inégalement réparties sur l’ensemble des stations prospectées.

Figure 2. Quelques espèces lichéniques recensées.

Les indices de la qualité de l’air (Tableau 1) varient entre 17,99 (faculté des sciences) et 38,99 (lac de sidi Mohamed Benali) donnant à notre zone d’étude un indice moyen de 25,96. Cet indice est reporté sur l’échelle de l’évaluation des classes de la qualité de l’air donnant à notre zone d’étude une classe « moyenne » de pollution.

Xanthoria parientina Parmelia soredians Evernia prunastri


100

Tableau 1. Indices de pollution des dix stations choisies.

Stations Indice local de la qualité de l’air Station 1: faculté des sciences. 17,99 Station 2: jardin public. 25,7 Station 3: l’ITMA. 26,27 Station 4: route de Boukhanifis. 25,76 Station 5: la zone industrielle. 12,28 Station 6: village américain. 28,57 Station 7: route d’Oran. 30 Station 8: lac de sidi Mohamed Benali. 38,99 Station 9 : haï Béni Amer. 26,71 Station 10 : parc d’attraction. 27,42

Indice moyen de la zone d’étude 25,96

Finalement, l’utilisation de la cartographie à permis d’une part d’avoir une carte de diversité lichénique (figure 3), et d’autre part d’avoir une idée globale sur la pollution atmosphérique (figure 4) au sein de notre zone d’étude. Les indices de la qualité de l’air prennent un sens centripète (du centre de la ville vers la périphérie).

Figure 3. Carte de diversité lichénique (établie à l’aide du logiciel MapInfo Professional Version 6.5).


101

Figure 4. Cartographie des indices de la qualité de l’air (établie à l’aide du logiciel MapInfo

Professional Version 6.5). 3. Conclusion

Au terme de nos résultats, les différentes cartographies, analyses et comparaisons effectuées montrent que la pollution reste relativement moyenne au sein de l'agglomération de Sidi Bel Abbes. Les indices de qualité de l’air prennent un sens centripète (du centre vers la périphérie). En synthèse, nous avons montré dans cette étude que les végétaux tels que les lichens s’intègrent parfaitement dans des études de bioindication en fournissant d’excellents résultats. Références

Chosson S. (2004) : Détermination de la qualité globale de l’air de l’agglomération de GAP à l’aide des lichens, Association Française de lichénologie, p 46. Ferry B.W., M.S. Baddeley & F. Rose (1973): Air Pollution and Lichens. The Athlone Press Edition, London, p 389. Gombert S., J. Asta & M.R.D. Seaward (2003): Correlation between the nitrogen concentration of two epiphytic lichens and the traffic density in an urban area. Enivironmental Pollution, vol 123, 281-290. Hawksworth D.L. & F. Rose (1970): Qualitative scale for estimating sulphur dioxide air pollution in England and Wales using lichens. Nature, vol 227, p 145-148. Jeran Z., T. Mrak, R. Jacimovic, F. Batic, D. Kastelec, R. Mavsar & P. Simoncic, P. (2007): Epiphytic lichens as biomonitors of atmospheric pollution in Slovenia forests. Environmental Pollution, vol 146, p 324-331. Kirschbaum U. & V. Wirth (1997): Flechten erkennen - Luftgute bestimmen. Ulmer Edition, Allemagne, Stuttgart, p 128 Marco A. (2002) : Bioindication de la qualité de l’air dans le Briançonnais, Association Française de lichénologie, p 66. Nimis P.L., M. Castello & M. Perotti (1990): Lichens as biomonitors of sulphur dioxide pollution in La Spezia (Northern Italy). Lichenologist, vol 22, p 333-344. Van Herk C.M., A. Aptroot, H.F. & Van Dobben (2002): Long-term monitoring in the Netherlands suggests that lichens respond to global warming. Lichenologist, vol 32, p 141-154. Wirth V. (1995): Flechtenflora: Bestimmung und oekologische Kennzeichnung der Flechten Suedwestdeutschlands und angrenzender Gebiete, 2 Auflage. Ulmer Edition, Allemagne, Stuttgart, p 664.


102

ETUDE PHYSICO-CHIMIQUE ET DOSAGES DE QUELQUES ETM DES EAUX DE SURFACE ET SOUTERRAINES DE LA PLAINE ALLUVIALE

DE L’OUED BOUKARAA (TAHER, JIJEL).

KHALED-KHODJA S.1, DIOUBI I.2, KHELIFA N. 2

1 Laboratoire de Génie Géologique, Equipe Eau et Environnement, Université de Jijel, Cité Ouled Aissa, B.P. 98,

18000 Jijel, Algérie

2 Département de Biologie Végétale et Animale, Université de Jijel, Cité Ouled Aissa, B.P. 98, 18000 Jijel, Algérie.

Résumé- Notre étude se focalise sur l’évaluation de la qualité physico-chimique des eaux de surface et souterraines de l’oued Boukaraa, qui est un affluent important de l’oued el Nil, situé dans la ville de Taher. Sept stations représentatives et accessibles de l’oued ont été sélectionnées. Un suivi mensuel des descripteurs physico-chimiques de l’eau a été effectué durant trois mois (11avril au 19 juin 2012). Eu égard à certains descripteurs (T°C, pH, NH4

+, PO43-, DBO5 et DCO), les résultats préliminaires

obtenus montrent que les diverses stations présentent une qualité relativement bonne, par rapport à l’aptitude à la biologie et aux usages. Cependant les résultats de l’analyse de certains ETM, nous ont permis de mettre en relief la contamination de ces eaux par le Pb et le Cd, principalement.

Mots-clefs : Qualité de l’eau, paramètres physico-chimiques, ETM dans l’eau, oued Boukaraa. Introduction

L'eau douce renouvelable est une ressource indispensable à la vie. Elle mérite une attention toute particulière, vu qu’elle est très altérée et sérieusement menacée par les activités humaines.

La contamination des eaux par certains éléments traces métalliques (ETM), les produits phytosanitaires et certains éléments biogènes comme les nitrates et le phosphore, est actuellement un des problèmes environnementaux majeurs, notamment pour les eaux de surface et les eaux souterraines. Les teneurs de ces contaminants dans les milieux aquatiques peuvent atteindre des valeurs parfois élevées devenant critiques pour le compartiment biologique et le bon fonctionnement de l’écosystème.

L’objet de ce travail s’inscrit dans une problématique plus vaste qui a trait aux rejets urbains en mer, leurs devenirs et leurs incidences sur le milieu récepteur. Tout ce flux terrigène, riche en polluants organiques et minéraux, est véhiculé principalement, par les oueds et les cours d’eau. C’est pourquoi, nous avons entrepris d’évaluer la qualité physico-chimique des eaux superficielles et souterraines de l’oued Boukaraa, qui débouche dans le littoral jijelien.

1. Situation des sites d’études (cf. Figure 1)

Long de 25 km, avec un bassin versant d’une superficie de 80 km², l’oued Boukraa constitue l’un des plus important affluent de l’oued el Nil. Avec un écoulement de direction sud/nord, il rejoint l’oued el Nil au nord de la ville de Taher et débouche ainsi dans la mer méditerranée.

7 stations accessibles et représentatives de l’oued ont été choisies et symbolisées comme suit : Dans la partie amont de l’oued, deux stations superficielles ont été sélectionées : OB0 (oued Boukraa source) et BOB0 (bras mort situé à l’amont de l’oued).


103

Dans la partie intermédiaire de l’oued, deux autres stations ont été choisies OB1 (station superficielle) et PB1 (station souterraine). Enfin en aval de l’oued, trois stations ont été sélectionnées OB2 (station superficielle), PB2 (station souterraine) et PB3 (station souterraine).

Figure 1. Image satellitaire de l’oued Boukaraa (échelle 1/200).

2. Matériels et méthodes

Un suivi mensuel des descripteurs physico-chimiques des eaux superficielles et souterraines (puits) a été effectué durant 3 mois. Trois campagnes d’échantillonnage ont été réalisées : la première campagne a été faite le 11 avril 2012, la deuxième campagne a été faite le 26 mai 2012 et enfin la dernière campagne a été réalisée le 19 juin 2012. Afin que nos données soient statistiquement exploitables, 2 échantillons d’eau (2 répétitions) ont été prélevés pour chaque station.


3.1. Dispersion spatio-temporelle des eaux superficielles

3.1.1. Les températures

Les valeurs moyennes mensuelles des T°C semblent être constantes pour toutes les stations (cf. Fig. 2) et présentent une bonne aptitude à la biologie selon SEQ-Eau (2003).

Figure 2. Variation moyenne mensuelle des températures dans les stations

0

20

40Valeurs moyennes mensuelles

des T°C

Stations


104

3. 1. 2. Le pH

Toutes les stations semblent avoir un pH neutre à légèrement basique sauf la station BOB0 qui est un peu plus acide (cf. Fig. 3), ces valeurs restent dans les normes du SEQ-Eau (2003). Donc l’eau présente une bonne aptitude à la biologie.

Figure 3. Variation moyenne mensuelle des valeurs du pH

3. 1. 3. La conductivité électrique (CE)

Les valeurs de la CE obtenues durant les trois campagnes d’échantillonnage sont bien en dessous de la limite recommandée par le SEQ-Eau (cf. Fig.4). L’eau présente une bonne aptitude aux usages (production d’eau potable).

Figure 4. Fluctuation des valeurs de la conductivité électrique dans les diverses stations

3.1.4. Les sels nutritifs (cf. Fig. 5)

3. 1. 4. 1. Azote ammoniacal (NH4+)

Les teneurs moyennes mensuelles en azote ammoniacal paraissent faibles durant toute la période d’étude et restent dans les normes du SEQ-Eau. L’eau est de très bonne aptitude à la vie biologique vis-à-vis de ce descripteur.

0

5

10

Valeurs moyennes mensuelles

du pH

Stations

0

1000

2000

3000Valeurs

moyennes mensuelles

des CE (µS.cm-1)

Stations


105

3. 1. 4. 2. Nitrites (NO2-)

Les concentrations en NO2- de toutes les stations restent dans les normes (cf. Fig. 5), exception faite de

la station OB1 qui dépasse les normes et confèrent à l’eau une aptitude passable à la biologie.

3. 1. 4. 3. Nitrates (NO3-)

Les concentrations en NO3- restent faibles dans toutes les stations et bien en dessous des normes (cf.

Fig. 5). L’eau présente une excellente qualité par rapport à la biologie.

3. 1. 4. 4. Orthophosphates(PO43-)

Dans toutes les stations les concentrations en phosphates sont nulles (cf. Fig. 5), ce qui nous semble paradoxal. L’explication qui nous semble la plus probable est que dans les eaux naturelles dont le pH varie de 5 à 8, le phosphore se trouve sous différentes formes oxydées, seules les formes H2PO4

- et HPO4

2- qui sont

Très solubles existent en quantité appréciable dans les eaux. Les autres formes dont les orthophosphates sont généralement, liées aux matières en suspension.

Figure 5. Concentrations moyennes mensuelles des nutriments des diverses stations

3. 1. 5. Les éléments traces métalliques (ETM)

De manière générale, nous constatons que les teneurs en ETM (Cd, Pb, Fe) sont très élevés dans la plupart des stations étudiées et dépassent de loin le SEQ-Eau (cf. Fig. 6). L’eau est de mauvaise qualité pour l’aptitude à la biologie et aux usages (production d’eau potable).

Figure 6. Concentrations des ETM des diverses stations

0

5

10Teneurs moyennes mensuelles

des nutriments

( mg.l-1)

Stations

NH4+NO2-NO3-PO43-

0

200

400Teneurs moyennes mensuelles

en ETM (µg.l-1)

Stations

Cd

Pb

Fe


106

3.2. Dispersion spatio-temporelle des eaux souterraines 3. 2. 1. Les températures Les températures enregistrées dans les eaux des différents puits restent dans les normes et confèrent à l’eau une bonne aptitude à la vie biologique (cf. Fig. 7).

Figure 7. Variation moyenne mensuelle des températures dans les diverses stations

3. 2. 2. Le pH Le pH des eaux souterraines est acide et varie de 6,22 à 6,75 (cf. Fig. 8). Cependant, il reste dans la norme fixée par le SEQ-Eau souterraine.

Figure 8. Variation moyenne mensuelle du pH des différentes stations

3. 2. 3. La conductivité électrique (CE) Les valeurs moyennes mensuelles des CE sont dans la limite du SEQ-Eau souterraine (cf. Fig. 9) et confèrent à l’eau une bonne aptitude aux usages (production d’eau potable).

Figure 9. Valeurs moyennes mensuelles de la CE des différentes stations

0

20

40

PB1 PB2 PB3 SEQ-Eau

Valeurs moyennes mensuelles

des T°C

Stations

0

5

10Valeurs

moyennes mensuelles

du pH

Stations

0

5000Valeurs moyennes mensuelles

des CE (µS.cm-1)

Stations


107

3. 2. 3. Les sels nutritifs (cf. Fig.10)

3. 2. 3. 1. Ammonium (NH4+)

Les concentrations en azote ammoniacal dans les différents puits restent relativement faibles et se rongent dans la limite du SEQ-Eau souterraine. L’eau présente un très bon potentiel à héberger un grand nombre de taxons polluo-sensibles, avec une diversité satisfaisante.

3. 2. 3. 2. Nitrites Les concentrations en nitrites sont faibles (0,1 mg.l-1) et constantes dans toutes les stations. Selon le SEQ-Eau souterraine, l’eau présente une bonne aptitude à la biologie.

3. 2. 3. 3. Nitrates L’eau du puits PB1 a enregistrée la concentration la plus élevée en NO3

- et excède ainsi, la limite du SEQ-Eau souterraine. Cette situation peut être due à l’utilisation des engrais tels que : amonitrate, NPK, etc.

3. 2. 3. 4. Orthophosphtes Aucune trace de phosphates n’a été détectée dans les trois puits, ce qui semble normale.

Figure 10. Concentrations moyennes mensuelles des nutriments des diverses stations

3. 2. 4. Les éléments traces métalliques (cf. Fig . 11)

Dans la station PB2, La teneur en Cd dépasse la limite du SEQ-Eau. Dans les deux stations PB1 et PB2 les teneurs en Pb sont relativement élevées. Par rapport au Cd l’eau à un très mauvais potentiel biologique. Ce dernier est aussi mauvais vis-à-vis au Pb. Les teneurs en Fe total restent dans les normes.

Figure 11. Concentrations des ETM des diverses stations

0

2

4

6

8

10

12

PB1 PB2 PB3 SEQ-Eau

Teneurs moyennes mensuelles

des nutriments

( mg.l-1)

Stations

NH4+

NO2-

NO3-

PO43-

050

100150200250

PB1 PB2 PB3 SEQ-Eau

Teneurs en ETM (µg.l-1)

Stations

Cd

Pb

Fe


108

Conclusion

Les résultats préliminaires nous permettent de dire que la plupart des eaux superficielles et souterraines présentent une bonne qualité par rapport aux divers descripteurs physico-chimiques, exception faite de la station OB1, altérée par les NO2

-, ce qui lui confère un potentiel passable à la vie biologique, et le puits PB1 qui est sujet à une altération par les NO3

-. Vis-à-vis aux ETM, nous pouvons à priori dire, que les eaux superficielles et souterraines de l’oued Boukaraa, présentent une contamination par les ETM, principalement le Pb et le Cd qui leurs confèrent une mauvaise qualité. Cette contamination métallique peut avoir pour principale origine les pratiques agricoles et dans une moindre mesure l’activité artisanale (briqueterie et autres). Références bibliographiques

-Mc Kinney M., 2002. Urbanization, biodiversity and conservation, Biosc, 890p. -Rodier J., 1996. L’analyse de l’eau : eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer, Edition Dunod, Paris, 1383p. -Sauvage S., 2009. Transferts multi-polluants dans les eaux de surface : rôle des paramètres hydro- morphologiques et physico- chimiques, Université de Liège, Institut Scientifique et Technique de Lisbonne, 20p.

-Savary P., 2003. Guides des analyses de la qualité de l’eau. Editions Techni Cités, France, 283p.


109

ETUDE PHYSICO-CHIMIQUE ET DOSAGES DE QUELQUES E.T.M. DANS LES EAUX DE SURFACE ET SOUTERRAINES DE LA PLAINE ALLUVIALE DE

L’OUED SAAYOUD (CHEKFA, WILAYA DE JIJEL).

KHALED-KHODJA S.1, LAHMAR N.2, MAOUCHE S.2

1 Laboratoire de Génie Géologique, Equipe Eau et Environnement, Université de Jijel, Cité Ouled Aissa, B.P. 98, 18000 Jijel, Algérie

2 Département de la Biologie Végétale et Animale, Université de Jijel, Campus central, Cité Ouled Aissa, B.P. 98, 18000 Jijel, Algérie

Résumé- L’objectif de notre travail s’articule autour de l’estimation de la qualité physico-chimique de l’eau de l’oued Saayoud, un affluent important de l’oued el Nil, situé dans la commune de Chakfa. Pour se faire nous avons réalisé un suivi mensuel de la qualité physico-chimique des eaux de surface et des eaux souterraines (puits et forages). Trois campagnes d’échantillonnage ont été effectuées (du mois d’avril au mois de juin 2012). Les résultats préliminaires obtenus montrent une contamination chimique (nitrites et ammonium) et métallique (Cd et Pb) des eaux de surface et des eaux souterraines.

Mots-clefs : oued Saayoud, eau souterraine, qualité physico-chimique, pollution, éléments traces métalliques Introduction Les rejets résultant des activités humaines (urbanisation industrie, agriculture) constituent les principaux facteurs de dégradation de la ressource en eau. L’agriculture moderne est devenue une véritable source de pollution des eaux à cause de l’usage systématique des engrais chimiques et des pesticides, à des tonnages importants, conduisant à la contamination des eaux de surface et des eaux souterraines.

Les manifestations les plus évidentes de la contamination des eaux sont les problèmes de potabilité de l’eau, et le risque accru d’eutrophisation des eaux continentales et marines. L’objet de ce travail s’inscrit dans une problématique plus vaste qui a trait aux rejets urbains en mer, leurs devenirs et leurs incidences sur le milieu récepteur. Tout ce flux terrigène, riche en polluants organiques et minéraux, est véhiculé principalement, par les oueds et les cours d’eau. C’est pourquoi, nous avons entrepris d’évaluer la qualité physico-chimique des eaux superficielles et souterraines de l’oued Saayoud, qui débouche dans le littoral jijelien.

2. Présentation du site d’étude (cf. Fig. 1)

Oued Nil et ses deux affluent oued Boukraa et oued Saayoud drainent un bassin versant d’une superficie de 265 km². Les lits de ces oueds ont une largeur de 10 à 35 m et une profondeur de 2 à 4 m, ils coulent du Sud vers le Nord. Leurs eaux sont destinées à l’irrigation. L’oued Saayoud est situé dans la partie Est de la commune de chekfa, il prend sa source dans la région de Bordj Thar (amont) et coule jusqu’à l’Est de Taher (aval) où il se jette dans Oued el Nil, qui rejoint la mer méditerranée.

3. Matériels et méthodes 13 stations accessibles et représentatives de l’oued Saayoud (5 stations des eaux superficielles et 8 stations des eaux souterraines) ont été choisies. Des prélèvements mensuels d’eau ont été réalisés (d’avril à juin 2012). Pour chaque station, deux prélèvements d’eau ont été effectués (deux répétitions). L’eau est prise dans des flacons en plastique (polyéthylène) propres, préalablement rincés par l’eau de l’échantillon, pour chaque point d’eau.


110

Les échantillons sont conservés immédiatement à l’abri de la lumière. A la fin de la journée, les échantillons sont transportés au laboratoire et conservés dans un réfrigérateur (température inférieure à 4°C).

Figure 01. Carte de situation géographique d’Oued Saayoud.


3. 1. Dispersion spatio-temporelle des eaux de surface

3.1. 1. Température (cf. Fig. 02)

Les valeurs moyennes mensuelles des T°C fluctuent entre 20,92°C à 24,07°C. Elles semblent être constantes pour toutes les stations, exception faite pour la station OS1. Cependant toutes les valeurs restent dans la limite préconisée par le SEQ-Eau (2003). L’eau de l’Oued Saayoud présente une bonne aptitude à la biologie.

Figure 02. Variation moyenne mensuelle des températures dans les diverses stations

3. 1. 2. Conductivité électrique (CE)

Les valeurs obtenues durant les trois campagnes d’échantillonnages varient entre 365 µS.cm-1 à 1505 µS.cm-1 (cf. Fig. 3). L’eau présente une bonne aptitude aux usages (production d’eau potable, aquaculture et irrigation). La valeur relativement élevée de la CE de la station OS1 peut être attribuée aux rejets d’eaux usées riches en sels dissous.


111

Figure 03. Variation moyenne mensuelle des valeurs de la CE dans les diverses stations 3. 1. 3. Potentiel hydrogène (pH)

Toutes les stations semblent avoir un pH neutre à légèrement basique (cf. Fig. 4). Les valeurs du pH restent dans les normes du SEQ-Eau (2003). L’eau a une bonne aptitude à la biologie et présente une très bonne aptitude aux usages (production d’eau et aquaculture).

Figure 04. Variation moyenne mensuelle des valeurs du pH dans les diverses stations 3. 1. 4. Les sels nutritifs (nutriments)

Figure 5. Concentrations moyennes mensuelles des nutriments des diverses stations dans les eaux de surface.

3. 1. 4. 1. L’ammonium (NH4

+)

Les concentrations en ammoniaque augmentent graduellement de l’amont de l’oued (OS0) à l’aval (OS3) (cf. Fig. 5), ce qui semble normal car dans les conditions naturelles, l’eau de l’oued transporte divers alluvions sur son passage. Les concentrations en ammoniaque restent dans la limite préconisée par le SEQ-Eau (2003).


112

3. 1. 4. 2. Les nitrites (NO2-)

Les teneurs relativement élevées en nitrites des stations (OS1, OS2 et OS3) (cf. Fig. 5), peuvent être expliquées par le faciès lentique des stations, où la pauvreté de l’eau en oxygène peut créer des conditions réductrices. Enfin, les concentrations en nitrites excèdent les normes du SEQ-Eau (0,3 mg.l‾¹) et de l’ABH (0.1 à 0.3 mg.l‾¹) et attribuent ainsi à l’eau un très mauvais potentiel biologique.

3. 1. 4. 3. Les nitrates (NO3-)

La présence des nitrates dans l’eau est souvent attribuée aux activités humaines, l’utilisation de fertilisants synthétiques et de fumiers associés aux cultures et à l’élevage intensif. Les teneurs moyennes mensuelles en NO3

‾ sont relativement faibles durant toute la période d’étude (cf. Fig. 5).

3. 1. 4. 4. Les orthophosphates (PO43-)

Les résultats d’analyses obtenus montrent que les concentrations en phosphates sont nulles. L’explication qui nous semble la plus plausible est que dans les eaux naturelles dont le pH varie de 5 à 8, le phosphore se trouve sous différentes formes oxydées, seules les formes H2PO4

- et HPO42- qui sont

très solubles existent en quantité appréciable dans les eaux. Les autres formes dont les orthophosphates sont généralement, liées aux matières en suspension.

3. 1. 5. Les éléments traces métalliques (ETM)

3. 1. 5. 1. Le Cadmium (Cd)

Les teneurs en cadmium sont variables d’une station à l’autre et dépassent la norme SEQ-Eau (0,04 µg.l‾¹) (cf. Fig. 6). Les sources les plus probables de ces taux relativement élevés en Cd sont : le rejet des eaux usées domestiques, le lessivage des terres agricoles et les ordures ménagères. L’eau est altérée par le Cd et présente une très mauvaise aptitude à la biologie.

Figure 6. Concentrations des ETM dans les eaux de surface

3. 1. 5. 2. Le Plomb (Pb)

Les teneurs en Pb (cf. Fig. 6), dans les trois stations excèdent largement la limite préconisée par le SEQ-Eau (5,2 µg.l‾¹). Les sources possibles du Pb dans les eaux de l’oued peuvent êtres attribuées aux eaux usées domestiques, les décharges sauvages et la circulation automobile car l’oued se trouve sous un pont routier. L’eau est altérée par le Pb et présente une aptitude mauvaise à la vie biologique mais pourrait être utilisée pour l’irrigation d’après le SEQ-Eau.


113

3. 1. 5. 3. Le Fer total Le Fe aussi est omniprésent dans les diverses stations. La valeur la plus élevée 109,9 µg.l-1 a été trouvée dans la station avale de l’oued (OS3). Cette richesse en Fe de l’eau peut être expliquée principalement par la nature du sol et dans une moindre mesure aux divers rejets (domestiques et agricoles).

3.2. Dispersion spatio-temporelle des eaux souterraines

3. 2. 1. La température (cf. Fig. 7)

Les valeurs moyennes mensuelles des T°C fluctuent entre 18,57°C et 20,37°C. Elles semblent être constantes pour toutes les stations et ne dépassent pas les normes du SEQ-Eau. L’eau a une bonne aptitude à la vie biologique.

Figure 07. Variations moyennes mensuelles des températures

3. 2. 2. Le pH (cf. Fig. 8)

Toutes les stations semblent avoir un pH légèrement acide. Cette acidité peut être attribuée à la nature des terrains traversés. Néanmoins, l’ensemble des valeurs trouvées sont dans la norme du SEQ-Eau (≥ 6.5 et ≤ 8,5). L’eau présente une très bonne qualité pour l’aptitude à la biologie.

Figure 08. Variations moyennes mensuelles du pH des diverses stations 3. 2. 3. Conductivité électrique (CE) D’après la figure 9, nous constatons que toutes les valeurs de CE sont dans la limite recommandée par le SEQ-Eau souterraine (> 400 et ≤ 2500 µS.cm-1). L’eau est de qualité acceptable pour être consommée mais pouvant, le cas échéant, faire l'objet d'un traitement de désinfection.


114

Figure 09. Variations moyennes mensuelles de la CE des diverses stations

3. 2. 4. Les sels dissous (cf.Fig. 10)

Figure 10. Concentrations moyennes mensuelles des nutriments dans les eaux souterraines.

3. 2. 4. 1. Ammonium (NH4+)

Malgré que la plupart des stations présentent des concentrations en NH4+ dans la norme du SEQ-Eau,

les puits PS16 et PS18 (0,57 mg.l-1) dépassent la limite fixée (0,5 mg.l-1), l’eau est de qualité passable à la biologie. Pour ce qui est des usages, cette eau est de qualité acceptable pour la consommation mais doit, au préalable, subir un traitement de désinfection (SEQ-Eau souterraine).

3. 2. 4. 2. Nitrites (NO2‾)

Les teneurs en nitrites paraissent faibles durant toute la période de l’étude. La concentration relativement élevée en nitrites du PS18 peut être attribué aux pratiques culturales. L’eau est altérée par les nitrites et présente une aptitude passable à la biologie, selon le SEQ-Eau.

3. 2. 4. 3. Nitrates (NO3‾)

Les valeurs en nitrates restent bien en dessous des normes, et qualifient l’eau par rapport à ce descripteur de bonne aptitude à la biologie (SEQ-Eau) et aux usages : production d’eau potable, abreuvage des animaux.

3. 2. 4. 4. Les Orthophosphates (PO4³‾)

Les concentrations en PO43- sont nulles pour toutes les stations, ce qui semble être normal pour des

eaux souterraines.


115

3. 2. 5. Les éléments traces métalliques

Figure 11. Concentrations des ETM dans les eaux souterraines.

3. 2. 5. 1. Cadmium

Les concentrations en Cd excèdent la limite du SEQ-Eau (cf. Fig. 11) et confèrent à l’eau une très mauvaise aptitude à la biologie et aux usages (production d’eau potable, aquaculture, irrigation). L’origine de cette contamination des eaux par le Cd peut être attribuée aux divers rejets domestiques et agricoles.

3. 2. 5. 2. Le plomb

Les teneurs du plomb dépassent de loin les limites du SEQ-Eau (cf. Fig. 11) et attribuent à l’eau une aptitude très mauvaise à la biologie et aux usages. L’eau du FS3 ne peut même pas être utilisée pour l’irrigation d’après le SQE-Eau souterraine. Cette contamination plombique de l’eau peut avoir pour cause l’utilisation d’une tuyauterie ancienne (cas de la station FS3) et des pratiques agricoles.

3. 2. 5. 3. Le fer total

Toutes les valeurs du fer sont en dessous de la limite fixée par le SEQ-Eau souterraine (200 µg.l-1). L’eau des différentes stations par rapport à ce paramètre est de qualité acceptable, peut être consommée mais pouvant, le cas échéant, faire l'objet d'un traitement de désinfection. Conclusion

Les résultats préliminaires obtenus nous permettent de dire, de manière globale, que la qualité des eaux de surface et souterraines semble être bonne et présente un bon potentiel biologique, vis-à-vis de certains descripteurs physico-chimiques (T°C, pH, CE, NH4

+, NO3-) qui sont dans les normes

recommandées par le SEQ-Eau et de l’ABH. Cependant une pollution métallique (Cd et Pb) a été mise en relief aussi bien dans les eaux de surface que dans les eaux souterraines de l’oued Saayoud. L’altération de la qualité de ces eaux est vraisemblablement due aux divers rejets domestiques (eaux usées, ordures ménagères) et agricoles.

Bibliographie

- Kaid Tlillane N., 2005. Espace emploi et environnement : cas de l’Algérie. Communication, 17 p. - Levallois P. & Phaneuf D., 1994. La contamination de l’eau potable par les nitrates : analyse des risques à la santé publique, 196 p. - Pourriot., 1995. Limnologie général, Edition Masson, Paris, 965 p.

- Rodier j., 1996. L’analyse de l’eau.8e édition Dunod, Paris, 1383 p.

- Savary P., 2003.Guide des analyses de la qualité de l’eau, Edition Techni-cités, Paris, 283 p.

Stations

Cd

Pb

Fe


116

ETUDE DES RISQUES PREVISIBLES DE LA RUPTURE DU BARRAGE BABAR "KHENCHELA" ALGERIE ET LEUR IMPACT SUR LES OUVRAGES

IMPORTANTS EN AVAL

Hamza MAAROUF1, Lakhdar DJEMILI2

1 Doctorant, Université Badji-Mokhtar, Annaba, Algérie 2 Maître de conférences A, Université Badji-Mokhtar, Annaba, Algérie

Résumé- Plusieurs ouvrages importants ont, par le passé et à travers le monde, connus des accidents majeurs, des ruptures provoquant l'écoulement à l'aval de la totalité du volume d'eau de la retenue avec des conséquences souvent dramatiques dans la vallée. En Algérie, la rupture du barrage de l’oued Fergoug, situé à une trentaine de kilomètre à l’amont de Bou-Hanifia, qui s’était rompu en 1927 a causé de l’insuffisance du déversoir. Le barrage de Babar dans la wilaya de Khenchela, classé parmi les grands barrages en Algérie, présente un grand danger sur les ouvrages existants à l’aval en cas de rupture. En se basant sur la simulation du logiciel Hec-Ras, nous avons étudié : En première étape, l'éventuel risque de rupture du barrage cité et cerner s'il y a lieu les causes majeurs. En deuxième étape, l'incidence de la rupture sur les ouvrages importants existants à l'aval. En troisième étape et en conséquence de la 1ème et la 2ème étape, l'établissement des cartes de risques ainsi que les PPI intrinsèques au barrage Mots clés : Rupture d’un barrage, Onde de crue, Hec-Ras, Zone à risque, PPI.

1. Présentation du barrage

Le barrage de Babar drainant un bassin situé sur les versants sud-est de l’Aurès, sur les versants nord-ouest des montagnes de Nementcha et sur la plaine située entre les deux chaînes de montagnes. La longueur maximale de l’oued est de 51 Km, sa pente moyenne est 16,3 m/Km. Le barrage a été mis en service en 1995. Il est formé d’une digue en terre avec un noyau central en argile. Il a une hauteur de 37 m et une capacité de 43.000.000 m3. Il est alimenté par l’oued El Abiod (une des branches amont de l’oued El Arab). L’évacuateur de crue est dimensionné pour une crue de 1000 ans et possède une largeur de 20 m. Il est utilisé principalement pour l’irrigation des terres agricoles alentours.

Figure 1. Profil type de la digue

200 m

Côte 963.16 m

Côte 960.16 m

20

Côte 926.16 m


117

Situation géographique Le réservoir du barrage de BABAR se trouve sur le territoire de la wilaya de Khenchela dont le chef-lieu, la ville de Khenchela, est à 32 km au nord du site du barrage. Le village le plus proche, Babar, se situe à 9 km.

Figure 2. Situation géographique du barrage Babar 3. Préparation des données

3.1. Données géométriques

La forme des sections transversales est très importante pour l'utilisation de Hec-Ras. Pour se faire, on a reconstruit la carte topographique de la zone d’étude en se basant sur la carte d’état major suivante :

Figure 3. Carte d’état major

Barrage Babar Commune Babar


118

Il suffit d’utiliser Surfer pour définir les coordonnés des sections transversales. Cela a aboutit à la carte topographique suivante :

Figure 4. Courbes de niveaux de la zone d’étude Ainsi, dans Hec-Ras, la rivière est dessinée comme suit en suivant le tracé réel définit par la carte d’état major :

Figure 5. Rivière et sections 4. Prévision des paramètres de la brèche Les paramètres de la brèche constituent l’élément clé de l’étude de la propagation de la crue de rupture. Plusieurs auteurs ont réalisé des études sur des cas réels, et ont constaté que la forme de brèche la plus fréquente est celle d’un trapèze (Claude Marche, 2004). Ils donnèrent des formules très utiles pour prédire : - la géométrie de la brèche. - le temps de formation de la brèche. - le débit maximal de la crue de rupture. 4.1. Profil type de la brèche

1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Labiod2120

1918

17

16

15

14

13

12 11

109

8

7

6

5

3

2

1

Oue d Larab

Figure 6. Profil type de la brèche


119

Bm : sa largeur moyenne. hb : sa hauteur. hw : la hauteur d’eau. Z : la pente du talus de la brèche. Bsup : sa largeur supérieure. Binf : sa largeur inférieure. tf : temps de formation de la brèche. 5. Résultats et discussion

5.1. Débits de pointe

Figure 7. Débit maximum crée par l’onde de crue

5.2. Surélévation de la ligne d'eau La surélévation du niveau d'eau varie entre 4,37et 16,53 mètres suivant les profils considérés.

Figure 8. Les hauteurs d’eau au niveau de cheque construction

02000400060008000

1000012000140001600018000

Déb

it (m

3 /s)

Endroit

Débit maximum des hydrogrammes

16,53

7,13 6,09 6,99 7,21 6,47 6,60

9,7911,17

8,96

5,614,37

0,002,004,006,008,00

10,0012,0014,0016,0018,00

Hau

teur

d'e

au (m

)

Les constructions


120

5.3. Variation de la vitesse

Figure 9. Variation de la vitesse maximale avec la distance

Les vitesses maximales au niveau des structures sont :

Structure La distance (m) Section La vitesse (m/s)

Chambre de contrôle 280 19.6923* 1.32 Pont 790 19.0769* 6.81

Une maison et terre agricole 1350 18.7* 5.42 Une maison et ferme 3930 16.7857* 2.43

Trois maisons 5070 16 3.65 Ecole et sale remède et deux maisons 10030 13.0270* 2.05

Dechrat Agrout-Ouadda 11860 12.6666* 1.82 Pont 18570 8.53571* 3.39

Village de Hella 19850 8.39285* 2.35 Nouveau Pont 23290 4.25* 1.98

Village Takmzout 23420 4.0625* 4.86 Village Tabaali-Ine 25230 3 2.20

Les vitesses d’écoulement sont très importantes et peuvent produire des dégâts importants même à hauteur d’eau faible. 5.4 Zone d’inondation La zone d’inondation est limitée par une ligne bleue

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

Vite

sse

(m/s

)

Distance (m)

Variation de la vitesse en fonction de distance


121

Figure 10. Carte d'inondation après la rupture du barrage Babar

Références bibliographiques Degoutte G. et Royet P., 1993, Sécurité des barrages en service, Session de formation continue de l’ENGREF, Montpellier (France), 25-28 mai 1993, 237 pages. Marche C, 2004. Barrages, crues de rupture et protection civile, presses Internationales polytechnique, Canada, 388p. Abdelaziz Semcha, Belkacem Mekerta, Fatiha Kazi-Aoual 2009. Consequences du dragage du barrage de Fergoug (algerie). Corine Land Cover 2006, Etude des risques de rupture de barrage Viam (aussi appelé Monceaux la Virole) Michel Pilotte 2010, Rupture de barrages rivière du lièvre Québec (ville de Gatineau) Lakhdar Djemili, Sabrina Benabelkader, Noredine Rezgui, M. M. Chiblak, 2010. étude de rupture du Barrage Ain Dalia "Souk-Ahras- Algérie" Pour L'évaluation des Conditions de sécurité de l'aménagement et des Dangers Potentiels en Aval, 8p Pierre Breuil.2005. plan particulier d’intervention : barrage du saint Cassien. bureau de la protection civil.france.p32. Hec-Ras, 2005. Guide de laboratoire, école de technologie supérieure, université de Québec, 19p. Hec-Ras 3.1.3, 2005. User manual, 377p. Hec-Ras 3.1.3, 2005. Hydraulic reference, 248p. Surfer 9, 2009. User manual, 147p.

Cambre de contrôle

Petit pont

Village Tabaali-Ine

Nouveau pont

Village Takmzout

Village de Hella

Dechrat Agrout-Ouadda

Ecole + sale remède + deux maisons

Une maison + terre agricole

Une maison + ferme

Pont

Trois maisons


122

RESERVOIR WATER BALANCE AND KARST WATER LEAKS: HAMMAM GROUZ DAM (OUED RHUMEL BASIN, ALGERIA)

Naouel MIHOUBI 1, Azzedine MEBARKI 1 & Benoit LAIGNEL 2

1 LASTERNE, Faculty of Earth Sciences, Geography and Regional Planning, Mentouri University of Constantine, Route Ain El Bey, 25000 Constantine DZ

[email protected]; [email protected]

2 UMR CNRS 6143 M2C, Department of Geology, University of Rouen, SERF Building, Place E. Blondel, F 76821 Mont Saint Aignan Cedex, [email protected]

[email protected]; [email protected]

Abstract- This research, supported by the Agence Universitaire de la Francophonie (scientific cooperation projects between universities), focuses on upper Oued Rhumel basin (1130 km2), controlled by the Hammam Grouz Dam (region of Constantine). The basin contains karst formations drained by several springs, partly hydrothermal. The hydrological functioning of the dam (capacity: 45 hm3) is studied using data from the monthly balance of the reservoir, covering the period from September 1987 to August 2010. After the hard deficit observed during fifteen years of exploitation of the reservoir, the floods of the high rainy 2002/2003 year is at the origin of the first discharge of the spillway. Eventually, remarkable flow leaks were observed, which were confirmed using dye tracers. Analysis of the calculated inflow of the dam reservoir compared with discharge measured at the gauging station located at the upstream of the dam, has revealed leakage (7.0 hm3 in 2002/03, 32.2 in 2003/04 and 26.2 in 2004/2005). The leakages appear to be much larger than those measured at Hammam Grouz springs. More detailed morpho-structural and hydrogeological studies are required to be applied at the regional scale of the hydrosystem.

Key words : hydrology, karst formations, leakages, Hammam Grouz dam, Rhumel.

1. Introduction

The geological context is fundamental in choosing suitable sites to build dams. In the particular case of limestone formations where the karst is dynamic, the phenomenon of water leakage through the banks and foundations, is often a formidable constraint on the exploitation of reservoirs.

As Hammam Grouz located near the Oued Athmenia city (wilaya of Mila), several other dams in Algeria were confronted to this phenomenon: Cheurfa (Oued Mebtouh) near Oran city (GILLI et al., 2004), Ouizert (Oued Sahouat) southwest of the Wilaya of Mascara (BENFETTA & REMINI (2008), Foum El Gherza (El Oued Abiod) near Biskra city (REMINI, 2007). In the world, similar cases are reported by GILLI et al.: Montejaque (Rio Guadares, Andalusia), Hales Bar (Tennessee, USA), Keban (Euphrates, Turkey), Saint-Guilhem-le-Désert (Hérault, France).

Hammam Grouz Dam, built in a limestone gorge (Jebel Grouz), regulates the flow of the upper Oued Rhumel basin (1130 km2) (Fig. 1). Water is used for drinking water supply of Constantine, one of the largest cities in eastern Algeria (MEBARKI, 2009).

From the beginning of the construction of the dam in 1983, the presence of karst (caves, fissures, sinkholes) was the first problem to be solved with the establishment of a sealing system (shotcrete, carpets clay on 33 hectares) (BINNIE & PARTNERS, 1980). Problems have arisen with the exceptional rains of the hydrological year 2002/2003 that have generated remarkable water leaks, and the appearance of large sinkholes in the reservoir.






123

The assessment of the monthly water balance of the reservoir on one hand and dye tracing on the other hand have confirmed the importance of the leakage and the complexity of the karst system in this region.

Figure 1. Location of Hammam Grouz Dam (Oued Rhumel) 2. Materials and methods 2.1. Watershed and dam characteristics a/ Hydrogeological context and karst system

The upper Oued Rhumel basin corresponds to “Monts de Constantine”, and is included in the West, High Plains of Setif. It belongs to the alpine chain of Algeria (specifically to external areas, segment of the Maghrebides chains), located halfway between "penitelliennes" and neritic formations (WILDI, 1983). The superficial deposits of the Mio-Pliocene, of continental origin, mostly lacustrine, occupy large areas; the quaternary formations, very thin, are well developed along the Rhumel valley and its tributary, Oued Dekri. The karstified carbonate rocks of Cretaceous to Eocene emerge as horst in mainly marly area (VILA, 1980). The main aquifers are: the free aquifer of Mio-Plio-Quaternary covers, the aquifer of Eocene whose storage capacity is related to permeable intercalations and, finally limestone aquifer of Cretaceous, characterized by a large permeability (Fig. 2).

These aquifers can be linked together through fractures. Jebel Grouz, one of the neritic fragmented mountains of Constantine region, is bounded by major faults which favored the karstification. It is drained by the Hammam Grouz springs (DUROZOY, 1960) The thermal characteristic of the springs is due to distant recharge and flow path a depth (VOUTE, 1967).

650 700 750 800 850 900 950 1000

250

300

350

400

450

ANNABA

BATNA

BORDJ BOU ARRERIDJ

CONSTANTINE

GUELMA

SKIKDA

TEBESSA

BEJAIA

M 'SILA

Mediterranean Sea

Hammam Grouz Dam

Oued Rhumel

T U

N I

S I A


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Figure 2. Geological and hydrogeological context of the upper Oued Rhumel basin b/ Hydrology of Oued Rhumel

The watershed is characterized by semi-arid climate (400 mm / year in the South of the watershed and more than 500 in the North ; evaporation : 1100 mm / year). At the gauging station of Oued Athménia, located immediately upstream of the dam, the mean annual flow of Oued Rhumel is 0.52 m3/s (periods: 1964-1984 and 1993-2005), corresponding to a runoff depth of 14.4 mm / year (MIHOUBI, 2009). Regarding the exceptional rainy years 2002/03 and 2004/05 that greatly influenced the behavior of the dam, the mean annual flow has reached 2.9 m3 / s (with a instantaneous peak at 136 m3 / s on January 25, 2003) and 1.99 m3 / s, respectively. During summer, low flow of the Oued Rhumel is about 90-100 l / s (MEBARKI & THOMAS, 1988). c/ Characteristics of Hammam Grouz Dam

The dam is gravity dam built in concrete. Its height above the foundation reaches 49.5 m and its crest length is 217 m (Fig. 3). The dam has a spillway (designed to discharge a flow of 4 150 m3/s), a bottom outlet, two drainage galleries and three water intakes located in the dam body. A saddle dam embankment is located at the east of the main dam. The reservoir covers a surface of almost 500 hectares, corresponding to a storage volume of 45 hm3 (including a dead volume of 4 hm3 reserved to siltation). The regulated flow is provided by studies of 16 hm3 per year (BINNIE & PARTNERS, 1980).


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Figure 3. View of Hammam Grouz Dam

2.2. Data and method of reservoir water balance The main data used are of two types: - a database of daily reservoir balance terms, established by the ANBT (National agency of dams and transfers), covering a period of 23 years, ranging from the exploitation of the dam in September 1987 to August 2010; - a hydrological data established by ANRH (Naggi kphtional Agency of Water Resources). It consists of a series of mean daily discharges at Oued Athménia gauging station (September 1993 - August 2005). In addition, a forty of instantaneous flow measurements of leaks were conducted on the Hammam Grouz springs, from April 2003 to July 2007. According to the simplified relation of Table 1, calculations of the inflow (sum of inputs to the dam) and the outflow (sum of outputs: evaporation, water use, flood spills, bottom outlets and leaks), can track the monthly evolution of gain and loss of the reservoir storage. The study of rainfall-runoff relationship, the search for the “negative inflow” (inflow is negative if the loss of capacity of the dam exceeds the outflow), the comparison between inflow and gauged flow of the river, and finally the monitoring of leakage flows, are essential steps for the explanation of deficiency storage of the dam.

3. Results and discussion

3.1. Results of the reservoir water balance

Up to the year 2001/02, the variation of the dam storage reflects a modest filling of the reservoir and thus a low interannual regulated rate, in order of 30% (Fig. 4). However, the floods of the very rainy year 2002/2003 are at the origin of the first discharge of the spillway in the behavior of the dam : annual spills reached 10.2 hm3 and annual bottom outlets reached 17.67 hm3 (Table 1) (MIHOUBI, 2009). This exceptional hydrological event was accompanied by large volumes of leakage. This leakages directly fed the Hammam Grouz springs, located downstream of the dam. The discharge of the springs (60-120 l / s on average) has suddenly increased, reaching up to 1.5 m3 / s in April 2003.


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Figure 4. Annual changes of Hammam Grouz Dam storage

Figure 5. Annual changes in the inflow (H. Grouz Dam) and gauged flow of Oued Rhumel (station O. Athménia)

3.2 Highlight volumes of the leaks

The differences detected between the inflow and the gauged discharge of the Oued Rhumel (Fig. 5), showed important leaks of the dam, far greater than those measured of the Hammam Grouz springs. However, the corrected discharges of the leaks amounted to 7.4 hm3 in 2002/03, 32.3 in 2003/04 hm3 and 26.2 in 2004/05 (Table 1). This means that significant leaks take other routes through the karst passages.


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In January 2003, the Hammam Grouz springs shown high turbidity with reddish clay, due to the deterioration of the carpet which protects part of the reservoir (Fig. 6).

The dye tracing in the reservoir sinkholes made from 29 June to 3 July 2003, using rhodamine, confirmed the origin of these leaks. Another manifestation of karst leakage, in April 2003, a first vortex with a diameter of about 1.50 m (Fig. 7) appeared in the reservoir. In November, 2007, a second vortex appeared, whose diameter is twice larger.

Table 1. Water balance of Hammam Grouz Dam from 2002/03 to 2004/05

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l yea

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Beginning of the Year

During the Year Year End

Gau

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hm3 )

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3 ) (1

0)

[ 9 –

1]

2002/ 2003

10.100 10.775 10.204 17.674 4.671 0.619 43.943 57.324 23.481 13.381 65.33 7.387

2003/ 2004

23.481 2.967 0.000 0.000 1.828 1.931 6.726 12.848 3.836 13.384 21.38 32.297

2004/ 2005

3.836 5.402 0.138 1.687 4.218 0.967 12.412 35.720 27.356 20.812 62.91 26.22

Fig. 6: Below the dam, turbidity is due to red clay

Fig. 7: Vortex n° 1 appeared in the reservoir of Hammam Grouz Dam


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4. Conclusion

The Hammam Grouz dam is located in a limestone gorge, cut by Oued Rhumel into the Jebel Grouz Mountain. A large NE-SW fault locates on the slope of the Jebel Grouz Mountain, on the right bank of the Rhumel river. Karst passages are responsible of important leaks, feeding firstly the Hammam Grouz springs and secondly other springs which remain to be identified. These leaks, appeared since the exceptional hydrological year 2002/03, are confirmed by the assessment of the water balance of the reservoir, by dye tracing, and by the appearance of sinkholes in the bottom of the reservoir. The leakage restitution, only identified at the Hammam springs, are considerably underestimated and thus other outlets are likely to be identified. Despite several sealing solutions conducted by ANBT (grout curtain, sealing of the vortex), the problem of the dam storage is still not resolved. It requires a thorough investigation of the regional hydrosystem of Oued Rhumel using dye tracing and morpho-structural studies). Hammam Grouz Dam, the subject of scientific research project of the AUF on water resources in the Maghreb, may serve as a pilot site for reference to study the leakage of reservoirs, located in karst context and Mediterranean climate.

References BENFETTA H. & REMINI B. 2008. Les fuites d’eau à travers le barrage algérien de Ouizert. Sécheresse, 19 (3) : 185-92 BINNIE & PARTNERS. 1980. Barrage de Hammam Grouz-Monographie. Ministry of Water resources, D.P.R.H. Algiers, 49 p. DUROZOY G. 1960. Etude géologique de la région de Châteaudun du Rhumel. Publications of the Geological Map of Algeria, n°22, Algiers. GILLI E., MANGAN C. & MUDRY J. 2004. Hydrogéologie : objets, méthodes, applications. Dunod, Paris, 301 p. MEBARKI A. & THOMAS C. 1988. Analyse des relations entre écoulements superficiels et souterrains à partir des hydrogrammes des cours d’eau. Application au bassin du Kébir-Rhumel dans le Constantinois (Algérie). Hydrologie continentale 3 (2) : 89-103. MEBARKI A. 1994. Le barrage d’Hammam Grouz (Haut-Rhumel, Constantinois). Bilan et perspectives d’un aménagement hydraulique en zone semi-aride. Méditerranée 3-4 : 15-22. MEBARKI A. 2009. Ressources en eau et aménagement en Algérie. Les bassins hydrographiques de l’Est. Office of universitary publications, Algiers, 389 p. MIHOUBI N. 2009. Fonctionnement et gestion hydrogéologique et hydrologique des ressources en eau du bassin de Hammam Grouz. Magister thesis, Constantine, 239 p.

Etude de variabilité Hydro-Climatologique dans le Bassin Versant de la Soummam pour la période 1902-1992 (cas des séries chronologiques Pluies-Débit)

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