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Évaluation de la salinité des eaux souterraines utilisées en irrigation et risques de dégradation des sols : exemple de la plaine de Meskiana (Nord-Est Algérien)

Layachi Gouaidia, Omar Guefaifia, Abderahmane Boudoukha, Mohamed LaidHemila et Claude Martin
p. 141-160

Résumés

Dans la plaine de Meskiana (Nord-Est de l'Algérie), sous un climat semi-aride, le recours à l'irrigation est inévitable pour la plupart des cultures. Les eaux souterraines sont donc de plus en plus sollicitées.
Une étude hydrochimique a été réalisée ; elle a porté sur les éléments majeurs des eaux de la nappe phréatique. Quatre campagnes de prélèvements ont été menées, sur une période de deux ans (2007­2008). Les 39 puits contrôlés sont répartis sur l'ensemble de la plaine.
Les analyses révèlent une grande diversité des compositions chimiques, les échantillons se répartissant entre quatre faciès : bicarbonaté calcique, chloruré calcique, chloruré sodique et sulfaté calcique. Les données ont permis l'établissement de cartes d'aptitude des eaux à l'irrigation. La minéralisation des eaux, qui est généralement élevée, fait peser un risque de salinisation des sols.

In the plain of Meskiana (North-East of Algeria), under a semi-arid climate, the use of irrigation is inevitable for most crops. Groundwater is therefore being increasingly used.
A hydrochemical study was carried out; she has focused on the major elements in the water of the aquifer. Four sampling campaigns were realized over two years (2007-2008). The 39 wells that were analyzed are distributed throughout the plain.
The analyses reveal a large diversity of chemical compositions, the samples being divided between four facies: calcium bicarbonate, calcium chloride, sodium chloride and calcium sulfate. The data allowed the mapping of suitable water for irrigation. Water mineralization, which is generally high, carries a risk of soil salinization.

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Texte intégral

I - Introduction

1L'irrigation avec des eaux riches en sels peut entraîner la fixation de sodium par le complexe adsorbant du sol, donc un processus de salinisation, avec ses conséquences éventuelles pour les propriétés du sol : tendance à la dispersion des argiles, à la dégradation de la structure, à la perte de perméabilité et à l'asphyxie des plantes. L'intensité du processus de salinisation dépend des caractéristiques du sol, de la qualité des eaux utilisées, des conditions de leur emploi et en particulier de l'efficacité du système de drainage. Cependant ces pratiques d'irrigation accroissent le risque de salinisation, au point que plus de 20 % des sols irrigués sont affectés par un problème de salinité en Algérie (A. Douaoui et T. Hartani, 2007 ; S. BOUHLASSA et al., 2008 ; A.E.K. ROUABHIA et L. DJABRI, 2010).

2La plaine de Meskiana se caractérise par son climat semi-aride très sévère, avec une forte évapotranspiration, et une salinisation des sols qui commence à prendre de l'ampleur. La sécheresse qui perdure depuis plus de deux décennies, combinée à l'absence de possibilité de pompage dans l'oued Meskiana, a obligé les agriculteurs à utiliser les eaux souterraines comme unique source d'irrigation.

3La qualité des eaux souterraines a déjà fait l'objet de six campagnes d'analyses dans les années 2002-2004. La valorisation de ces investigations est restée à l'état de littérature grise (L. GOUAIDIA, 2008), mais le travail est accessible sur internet. En 2007, constatant la sécheresse de l'année 2006-07 (voir infra), deux nouvelles campagnes ont été réalisées. Les observations ont été prolongées en 2007-08, année également très sèche.

4Une précédente publication (L. GOUAIDIA et al., 2011) a porté sur la vulnérabilité des eaux à la pollution. Le présent article, quant à lui, traite de la qualité des eaux souterraines pour l'irrigation et des risques éventuels de dégradation des sols. Il s'appuie essentiellement sur les analyses effectuées au cours des dernières campagnes, mais sans négliger le rappel des résultats antérieurs.

II - Matériel et méthodes

1 ) Cadre physique et humain de la zone d'étude

5La plaine de Meskiana s'étend sur une superficie de 1700 km2 dans le Nord-Est de l'Algérie, à mi-chemin entre la Mer Méditerranée et le Sahara (Fig. 1). Appartenant au haut bassin de l'oued Mellègue, elle constitue l'une des dépressions qui échancrent les hauts plateaux, dont les altitudes sont parfois élevées.

Figure 1 - Situation géographique de la plaine de Meskiana.

Figure 1 - Situation géographique de la plaine de Meskiana.

Coordonnées de Meskiana : 35°37' N 7°40' E.

6La topographie de la plaine est très douce. Les pentes, qui peuvent atteindre 6° (3,3 %) près des bordures, sont inférieures à 2° (1,1 %) en son cœur.

7Des nombreuses études géologiques consacrées au secteur (voir les références à la figure 2, auxquelles il faut ajouter J.M. VILA, 1980), il faut retenir que celui-ci est constitué de formations sédimentaires autochtones nord-aurésiennes, caractéristiques de la partie orientale des hautes plaines constantinoises. Ces formations sont constituées (Fig. 2) :

  • de terrains triasiques, apparaissant en diapirs ;

  • d'assises très puissantes du Crétacé (Aptien et Maestrichtien), constituées de marnes et de calcaires ;

  • de divers recouvrements continentaux (grès, sables et graviers du Mio-Plio-Quaternaire ; alluvions récentes et actuelles), qui ont comblé un fossé d'effondrement (W.M. KOWALSKI et al., 2002), formant ainsi la plaine de Meskiana.

Figure 2 - Lithologie du bassin versant de l'oued Meskiana (d'après : G. DUROZOY et M. BOUILLON, 1956 ; J.L. BLÈS et J.J. FLEURY, 1970 ; S. GUELLAL et J.M. VILA, 1973, 1977-a, 1977-b, 1977-c ; S. DOZET et al., 1985 ; J.M. KOWALSKI, 2002).

Figure 2 - Lithologie du bassin versant de l'oued Meskiana (d'après : G. DUROZOY et M. BOUILLON, 1956 ; J.L. BLÈS et J.J. FLEURY, 1970 ; S. GUELLAL et J.M. VILA, 1973, 1977-a, 1977-b, 1977-c ; S. DOZET et al., 1985 ; J.M. KOWALSKI, 2002).

8À la station de Meskiana, les précipitations annuelles moyennes entre 1970-71 et 2007-08 s'établissent à 355 mm (minimum : 268 mm en 1983-84 ; maximum : 577 mm en 2002-03 – Fig. 3). Les températures moyennes annuelles manifestent une augmentation sensible sur la période considérée. Avec des précipitations atteignant respectivement 325 mm et 291 mm à Meskiana, les années 2006-07 (19ème rang des années les plus sèches, sur 38) et 2007-08 (9ème rang) se révèlent relativement sèches, moins pluvieuses que les années 2001-02 à 2003­04 (408, 577, 384 mm). On notera cependant que 2001-02 vient après deux années sèches (296 mm en 1999-00 et 272 en 2000-01). Alors que 2006-07 se place après une série de quatre années humides (470 mm encore en 2006-06).

Figure 3 - Précipitations et températures moyennes annuelles à la station de Meskiana de septembre 1970 à août 2008.

Figure 3 - Précipitations et températures moyennes annuelles à la station de Meskiana de septembre 1970 à août 2008.

9Sur le plan hydrogéologique, la surface piézométrique observée en juillet 2008 (Fig. 4), à partir des mesures sur 57 puits, confirme que l'axe de drainage principal des eaux souterraines coïncide globalement avec le parcours le l'oued Meskiana, l'évacuation des eaux de la nappe se faisant du sud-ouest vers le nord-est, en relation avec la topographie. La variation de l'espacement des courbes piézométriques est due essentiellement à l'hétérogénéité de la lithologie de l'aquifère.

Figure 4 - Piézométrie de la nappe de Meskiana en juillet 2008.

Figure 4 - Piézométrie de la nappe de Meskiana en juillet 2008.

10Les massifs calcaires bordant la plaine assurent l'alimentation de l'aquifère. Au nord de cette dernière, les marnes, qui affleurent, constituent un niveau imperméable dès la surface.

11Sur la plus grande partie de la plaine, la surface piézométrique se trouve à plus de 9 m de profondeur et même entre 15 et 23 m en certains points des bordures (L. Gouaidia, 2008). La profondeur est plus faible sur de larges secteurs au centre de la plaine (au nord-ouest de Zebar et au nord-est de Meskiana). Près de l'oued Meskiana, le toit de la nappe peut être localement très proche de la surface topographique, ce qui favorise la contamination des eaux.

12Les agglomérations de Bellala, Dalâa, Meskiana, Rehia et Zebar comptent au total plus de 48000 habitants d'après le recensement de 2004. Durant les dernières années, le secteur a connu un certain développement économique, essentiellement agricole, après l'application du Programme National de Développement de l'Agriculture (PNDA) en 2000 et celui du Fonds National pour la Régulation du Développement Agricole (FNRDA) en 2001. Mais cette évolution n'a pas été sans accroître les besoins en eau pour l'irrigation et donc le recours aux eaux souterraines.

2 ) Échantillonnage et analyses

13Un réseau d'échantillonnage a été choisi pour permettre d'acquérir des données représentatives sur la variabilité spatiale de la qualité des eaux souterraines de la nappe étudiée. Ce réseau se compose de 39 puits répartis sur l'ensemble du terrain d'étude, mais avec une plus grande densité dans la partie aval de la plaine (voir Fig. 5).

14Les campagnes ont été effectuées en mars et en juillet. Les eaux ont été systématiquement prélevées à mi-distance entre le fond du puits et la surface de l'eau.

15Le pH et la conductivité ont été mesurés sur le terrain à l'aide d'un appareil WTW Multi 340i. Les cations et les anions ont été analysés au laboratoire de Constantine de l'Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH). Les ions chlorures et sulfates ont été dosés par chromatographie en phase liquide, les ions bicarbonates, le calcium et le magnésium par volumétrie, le sodium et le potassium par photométrie de flamme.

16Lors des campagnes du début des années 2000, les analyses avaient été confiées au Centre d'Études et de Recherches Appliquées au Développement (CERAD) à Tébessa. Les méthodes étaient alors différentes pour la plupart des éléments : volumétrie pour HCO3- et Cl-, néphélométrie pour SO42- (spectrophotocolorimètre HAH DR2000), absorption atomique pour les cations basiques.

3 ) Évaluation de la qualité des eaux

17Les pratiques agricoles, et notamment la mise en place de systèmes d'irrigation, ne sont pas sans effet sur la qualité des eaux souterraines. Les sels minéraux contenus dans les eaux d'irrigation ont en outre un impact sur le sol et les plantes, car ils peuvent causer des changements dans la structure du sol (modifiant ainsi sa perméabilité et son aération) et perturber le développement des plantes (J. Person, 1978).

18Pour évaluer la qualité des eaux souterraines de la nappe de Meskiana en vue d'un usage agricole, nous avons utilisé le diagramme de PIPER, pour la détermination des faciès chimiques, et les diagrammes de L.V. WILCOX (1948) et L.A. Richards (1954 – diagramme de "Riverside"), pour appréhender le risque de salinisation et de sodisation des sols.

19Le Carbonate de Sodium Résiduel (RSC = [HCO3- + CO32-] - [Ca2+ + Mg2+], les concentrations étant exprimées en méq/l – F.M. EATON, 1950) contribue également à cette évaluation. Un RSC positif indique un risque de sodisation, lequel est d'autant plus fort que l'index est plus élevé. Dans le cas où l'index est négatif, la prise en compte des ions sulfates (RSC' = [HCO3- + CO32-+ SO42-) - [Ca2+ + Mg2+], – S. Marlet et J.O. Job, 2006) permet de distinguer les eaux à risque de sodisation (RSC' > 0 – "voie saline neutre à dominance chlorurée") de celles qui ne portent pas ce risque (RSC' < 0 – "voie saline neutre à dominance sulfatée").

4 ) Comparaison des classes issues des méthodes de Richards et de WILCOX

20Deux approches ont été utilisées pour cette comparaison :

  • D'une part, le test de conformité de KAPPA : Le coefficient de KAPPA (K) mesure le degré de concordance d'une évaluation faite par des méthodes différentes. Un guide d'interprétation, proposé par J.R. LANDIS et G.G. KOCH (1977), permet l'appréciation du degré de conformité, en fonction de la valeur observée pour le coefficient de KAPPA.

  • D'autre part, la cartographie des classes mises en évidence par les méthodes de RICHARDS et de WILCOX et la confrontation des documents ainsi établis. L'analyse a été menée en considérant des mailles de 500 m 500 m et en les comparant une à une sur les deux cartes.

III - Résultats et discussion

21Les analyses physico-chimiques des eaux de la nappe de Meskiana (Tab. I) ont permis d'acquérir un certain nombre de paramètres habituellement utilisés pour l'estimation de la qualité des eaux d'irrigation : la salinité (traduite par la conductivité électrique), le RSC (Residual Sodium Carbonate), le % Na+ (pourcentage du sodium par rapport à la somme des cations basiques, les concentrations étant exprimées en méq/l), le SAR (Sodium Adsorption Ratio ou indice d'adsorption du sodium, aussi appelé "pouvoir alcalinisant") et la concentration des chlorures. Ces paramètres sont reportés dans le tableau II.

Tableau I - Valeurs extrêmes et moyennes du pH, de la conductivité (µS/cm) et des concentrations (mg/l) dans les eaux souterraines de la plaine de la nappe de Meskiana (2007-2008).

Tableau I - Valeurs extrêmes et moyennes du pH, de la conductivité (µS/cm) et des concentrations (mg/l) dans les eaux souterraines de la plaine de la nappe de Meskiana (2007-2008).

Min. minimum. Max. : maximum. Moy. : moyenne.

Tableau II - Paramètres statistiques de quelques variables des eaux souterraines de la nappe de Meskiana, (2007-2008).

Tableau II - Paramètres statistiques de quelques variables des eaux souterraines de la nappe de Meskiana, (2007-2008).

SAR = [Ca2+ + K+] / [(Ca2+ + Mg2+) / 2] , les concentrations étant exprimées en méq/l.

22Les conductivités les plus élevées avoisinent 5000 µS/cm, ce qui traduit une forte salinité (Fig. 5), due à la lithologie bien sûr, mais aussi à des conditions climatiques très arides. Ces dernières induisent une forte évapotranspiration qui concentre la solution du sol (C. Cheverry et M. Robert, 1998). La valeur moyenne de la conductivité est de l'ordre de 2620 µS/cm ; les eaux souterraines de la nappe de Meskiana sont donc, pour l'arrosage, de qualité "acceptable" à "médiocre", à l'exception de quelques points d'eau où elles se révèlent de meilleure qualité (conductivité inférieure à 400 µS/cm).

Figure 5 - Carte de la conductivité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 (µS/cm).

Figure 5 - Carte de la conductivité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 (µS/cm).

23Dans le même temps, la concentration moyenne du sodium adsorbable déterminée à partir du SAR (voir infra) est égale à 3,73 méq/l, ce qui correspond à un risque d'alcalinisation (augmentation du pH au-dessus de 8,2) faible à moyen.

24Une part importante des chlorures provient de la percolation à travers les terrains salés (R. Bremond et C. Perredon, 1979). De nombreux puits (31,2 %) se caractérisent par des teneurs largement supérieures à 10 méq/l, soit le seuil maximum admissible pour les plantes (R.S. Ayers et D.W. Westcot, 1985).

1 ) Détermination des faciès hydrochimiques des eaux

25La représentation des échantillons sur le diagramme de PIPER (Fig. 6) montre l'existence, durant toute la période d'observation, de quatre faciès chimiques dominants, dont la répartition spatiale (Fig. 7) dépend de la lithologie.

Figure 6 - Représentation sur le diagramme de PIPER des eaux des puits de la plaine de Meskiana en juillet 2008.

Figure 6 - Représentation sur le diagramme de PIPER des eaux des puits de la plaine de Meskiana en juillet 2008.

Sur chaque axe, la valeur représentée est exprimée en % de la somme des éléments considérés sur le triangle ou le losange correspondant (avec des concentrations en méq/l).

Figure 7 - Répartition spatiale des faciès chimiques de la nappe de Meskiana.

Figure 7 - Répartition spatiale des faciès chimiques de la nappe de Meskiana.

26Le faciès bicarbonaté calcique (12 % des cas), localisé à l'amont, a son origine dans les formations carbonatées bordant la nappe. Le faciès chloruré-calcique est très représenté (48 % des cas) et s'étend largement dans la plaine. Il résulte de la présence des formations alluvionnaires salées mio-plio-quaternaires et des marnes gypsifères santoniennes. Le faciès chloruré-sodique (21 % des cas) apparaît au centre de la plaine. Il coïncide ici avec la présence de terrains très conducteurs (résistivité inférieure à 2 Ω/m), vraisemblablement des argiles gypsifères triasiques (M.L. Hemila, 1988). On le rencontre également plus en aval, le long d'une bande de terrain passant par Meskiana, probablement en relation avec les apports d'eau venant du djebel Belkefif (constitué en partie de formations évaporitiques) et à l'influence des marnes emschériennes et cénomaniennes, qui sont parfois gypsifères. Le faciès sulfaté-calcique (19 % des cas) ne se trouve que dans la partie nord-est de la nappe, à proximité même du djebel.

27En dehors du faciès bicarbonaté-calcique, toutes les eaux apparaissent extrêmement minéralisées et riches en ions chlorures, sulfates, calcium et sodium (Tableau III), les eaux les plus concentrées correspondant aux faciès chloruré-sodique et sulfaté-calcique, donc à la dissolution d'halite ou de gypse.

Tableau III - Moyennes, par type de faciès chimique et par campagne de prélèvements, des pH, des conductivités (µS/cm) et des teneurs en éléments dissous (mg/l) des eaux de puits de la plaine de Meskania ayant toujours présenté le même faciès chimique.

Tableau III - Moyennes, par type de faciès chimique et par campagne de prélèvements, des pH, des conductivités (µS/cm) et des teneurs en éléments dissous (mg/l) des eaux de puits de la plaine de Meskania ayant toujours présenté le même faciès chimique.

28Pour les 39 puits analysés en 2007 et 2008, cinq seulement ont connu des changements de faciès sur les 10 séries de prélèvements réalisées depuis 2002. Pour les 34 autres puits, les valeurs moyennes établies pour chaque faciès hydrochimique montrent des variations d'une campagne à l'autre, mais pas d'évolution particulièrement nette en réponse à la sécheresse des années 2006-07 et 2007-08 (Tableau III).

29À titre d'illustration, la figure 8 indique les conductivités mesurées depuis 2002 dans les eaux de quatre puits représentant chacun l'un des faciès hydrochimiques du secteur.

Figure 8 - Conductivités mesurées de mars 2002 à juillet 2008 dans les eaux des puits 1 (faciès 1 : bicarbonaté-calcique), 32 (faciès 2 : chloruré-calcique), 18 (faciès 3 : chloruré-sodique) et 50 (faciès 4 : sulfaté-calcique).

Figure 8 - Conductivités mesurées de mars 2002 à juillet 2008 dans les eaux des puits 1 (faciès 1 : bicarbonaté-calcique), 32 (faciès 2 : chloruré-calcique), 18 (faciès 3 : chloruré-sodique) et 50 (faciès 4 : sulfaté-calcique).

2 ) État de la qualité des eaux en vue d'un usage agricole

30Lorsque les ions Na+ sont très abondants à l'état dissous dans les sols, ils peuvent remplacer les ions Ca2+ dans le complexe absorbant (échange de bases). La combinaison de la conductivité électrique et du SAR (Sodium Absorption Ratio – voir supra, tableau I) permet de discerner ce risque : le risque est d'autant plus grand que la conductivité et le SAR sont élevés.

31Après avoir reporté tous les points d'eau sur le diagramme de RICHARDS (Fig. 9), les classes suivantes sont mises en évidence (Tab. IV) :

  • La classe C2S1 caractérise des eaux d'assez bonne qualité, pouvant être utilisées sans contrôle particulier pour l'irrigation de plantes moyennement tolérantes aux sels. On la rencontre tout en amont de la plaine (toujours moins de 8 % des puits analysés).

  • Les classes C3S1, C3S2 (de 30 à 41 % des puits) désignent des eaux médiocres, utilisables seulement pour l'irrigation de cultures tolérantes aux sels, sur des sols bien drainés ou de bonne perméabilité, avec une salinité qui doit être contrôlée. La classe C3S1 caractérise les puits situés au nord de la ville de Meskiana (jusqu'à 36,5 % des puits). La classe C3S2 est peu représentée (toujours moins de 5 % des puits).

  • Les classes C4S1 et C4S2 (toujours plus de 51 % des puits) indiquent des eaux de mauvaise qualité, fortement minéralisées, qui ne peuvent convenir qu'à des espèces bien tolérantes aux sels et sur des sols bien drainés et lessivés. La majorité des puits appartenant à la classe C4S1 se situent entre Zebar et Meskiana. La classe C4S2 est d'une sodicité supérieure à celle de la classe précédente. On la rencontre dans la région de Zebar et au nord-est de la plaine de Meskiana.

Figure 9 - Représentation sur le diagramme de RICHARDS (Riverside) des eaux de la nappe de Meskiana prélevées en juillet 2008.

Figure 9 - Représentation sur le diagramme de RICHARDS (Riverside) des eaux de la nappe de Meskiana prélevées en juillet 2008.

Tableau IV - Répartition des puits de la plaine de Meskiana (en % des 39 puits) selon le diagramme de Richards.

Tableau IV - Répartition des puits de la plaine de Meskiana (en % des 39 puits) selon le diagramme de Richards.

32Les eaux de la nappe alluviale de la plaine de Meskiana manifestent, en général, les mêmes dispositions pour l'irrigation sur toute la période d'observation (Tab. IV). La dégradation observée au cours de chaque campagne en allant vers la partie inférieure de la plaine traduit certainement surtout l'influence de la lithologie, même si le rôle de l'évapotranspiration ne doit pas être négligé.

33Les plantes supportant mal les sols saturés en sodium, la qualité des eaux des puits a aussi été appréciée à l'aide du diagramme de WILCOX, qui fait intervenir la conductivité électrique et le % Na+ (Fig. 10) :

Figure 10 - Représentation sur le diagramme de WILCOX des eaux de la nappe de Meskiana prélevées en juillet 2008.

Figure 10 - Représentation sur le diagramme de WILCOX des eaux de la nappe de Meskiana prélevées en juillet 2008.

34Les eaux de la nappe de Meskiana appartiennent aux classes "bonne", médiocre" et "mauvaise" de la classification de WILCOX. Comme dans le cas de la classification de RICHARDS, les eaux les meilleures sont celles assez faiblement minéralisées que l'on rencontre en amont, dans les régions de Dalaâ. La qualité des eaux se dégrade vers l'aval. Comme pour la classification de RICHARDS, la situation évolue peu d'une campagne à l'autre (Tab. V). Assez paradoxalement, malgré la sécheresse des années 2006-07 et 2007-08, la situation n'apparaît pas particulièrement mauvaise en juillet 2008.

Tableau V - Répartition des puits de la plaine de Meskiana (en % des 39 puits) selon le diagramme de WILCOX.

Tableau V - Répartition des puits de la plaine de Meskiana (en % des 39 puits) selon le diagramme de WILCOX.

3 ) Alcalinité résiduelle des eaux

35Dans le cas de faciès chimiques chlorurés, le SAR minimise fréquemment le risque de sodisation et d'alcalinisation des eaux. C'est pourquoi nous avons adopté le Carbonate de Sodium Résiduel (RSC) comme autre moyen pour évaluer la qualité des eaux d'irrigation (Tab. VI).

Tableau VI - Différenciation des eaux selon le Carbonate du Sodium Résiduel (RSC – en méq/l).

Tableau VI - Différenciation des eaux selon le Carbonate du Sodium Résiduel (RSC – en méq/l).

RSC' : en intégrant les ions SO42-.

36Par cette approche, il apparaît que 12 % des puits étudiés appartiennent à la classe RSC > 0 ("voie saline neutre"). Ce sont elles qui présentent le risque le plus élevé de dégradation des propriétés physiques des sols par sodisation (lorsque le sodium devient l'élément majoritaire dans le complexe adsorbant).

37En prenant également en considération les ions sulfates, la classe RSC < 0 se scinde en deux :

  • Certains ont un RSC' > 0 (26,5 % de l'ensemble des puits), ce qui traduit un risque de sodisation des sols.

  • Mais dans la plupart des cas, le RSC' reste négatif. Le risque de sodisation est alors très faible (M.E. SumMer, 1993 ; S. Marlet et J.O. Job, 2006).

4 ) Cartographie des classes d'aptitude des eaux à l'irrigation

38Les classes de qualité des eaux définies par les diagrammes de RICHARDS et de WILCOX ont été cartographiées pour la campagne de juillet 2008. Ces cartes ont été établies à l'aide des logiciels MapInfo et Surfer 8, à partir des compositions chimiques disponibles et en tenant compte de la relation mise en évidence entre la lithologie et la minéralisation des eaux.

39Trois classes sont représentées sur chacune des deux cartes (Fig. 11 et 12) :

  • "Bonne" : localisée dans la région de Dalâa, dans la partie amont de la nappe, elle correspond aux eaux de minéralisation relativement faible, issues des formations carbonatées des bordures.

  • "Médiocre" : elle concerne des eaux moyennement minéralisées, avec un risque de salinisation moyen et d'alcalisation faible.

  • "Mauvaise" : cette classe caractérise les eaux de forte minéralisation, présentant un risque de salinisation des sols important, mais à alcalisation moyenne ; on la rencontre dans la partie aval de la plaine.

Figure 11 - Carte de la qualité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 selon le diagramme de RICHARDS (conductivité et SAR).

Figure 11 - Carte de la qualité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 selon le diagramme de RICHARDS (conductivité et SAR).

Figure 12 - Carte de la qualité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 selon le diagramme de WILCOX (conductivité et % Na+).

Figure 12 - Carte de la qualité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 selon le diagramme de WILCOX (conductivité et % Na+).

40Cette approche cartographique a permis de déterminer la répartition des surfaces par classes (Tab. VII).

Tableau VII - Mailles correspondant aux différentes classes définies par les méthodes de RICHARDS et de WILCOX pour les eaux prélevées en juillet 2008.

Tableau VII - Mailles correspondant aux différentes classes définies par les méthodes de RICHARDS et de WILCOX pour les eaux prélevées en juillet 2008.

41La classification de RICHARDS montre une prédominance de la classe "médiocre" (51,5 % des cas). Elle est suivie de la classe "admissible" (41 %) et de la classe "bonne", laquelle est peu représentée (7,5 %).

42La classification de WILCOX donne des résultats très proches. La classe "médiocre" est dominante (58,7 %), devant la classe "admissible" (30,8 %) et loin devant la classe "bonne" (10,5 %).

43La comparaison des deux cartes maille par maille (chaque pixel correspond à un carré de 500 m de côté) montre que, toutes classes confondues, le total des mailles communes s'élève à 4814, ce qui correspond à 82,9 % de la superficie globale.

44Le coefficient de KAPPA (K) a été calculé à l'aide du logiciel SPSS, version 13.0. Les valeurs sont positives et donc fiables (J.R. Landis et G.G. Koch, 1977). L'accord entre les deux approches est bon (valeurs de 0,83).

IV - Conclusion

45Dans ce travail, nous avons évalué la qualité des eaux souterraines utilisées en irrigation dans la plaine de Meskiana. Cette question revêt une grande importance du fait des problèmes que connaît la région, en raison de la sécheresse, de la non-disponibilité d'eaux superficielles et de la forte demande résultant des activités agricoles.

46L'évaluation de la qualité des eaux par des méthodes classiques a révélé une salinité moyenne à élevée, notamment au centre et au nord de la plaine. Elle reste toutefois modérée pour la plupart des puits situés dans la partie amont de la nappe phréatique, qui peuvent donc être utilisés pour l'irrigation.

47Deux facteurs peuvent être tenus pour responsables de la salinité :

  • La nature de certaines roches, en particulier des marnes gypsifères et des évaporites.

  • Les conditions climatiques, caractérisées par une période hivernale pluvieuse (favorable à la dissolution des roches) et par une période estivale sèche et chaude (ce qui induit une forte évapotranspiration et par conséquent une augmentation de la concentration des éléments dissous).

48Selon la valeur moyenne du SAR (qui reste inférieure à 5 méq/l), les eaux souterraines présentent un faible danger d'alcalinisation et pourraient donc être utilisées en irrigation. Le SAR et le % Na ont des distributions spatiales semblables.

49Trois types d'eau ont été reconnus par les méthodes de RICHARDS et de WILCOX. L'utilisation de certaines d'entre elles pourrait avoir un effet négatif sur l'évolution des sols, notamment au nord de la plaine.

Remerciements :Les auteurs remercient l'Agence Nationale des Ressources Hydrauliques de Constantine, la Direction Hydraulique de la Wilaya d'Oum El Bouaghi et le Centre d'Études et de Recherches Appliquées au Développement de Tébessa (filiale de la société FERPHOS) pour leur aide. Nous sommes en outre reconnaissants au réviseur de l'article, Nourredine GAALOUL et Frédéric HOFFMANN, pour les remarques et conseils qu'ils nous ont prodigués.

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Bibliographie

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AYERS R.S. et WESTCOT D.W. (1985) - La qualité de l'eau en agriculture. Bulletin FAO d'irrigation et de drainage, n° 29, Édit. FAO, Rome, 174 p.
URL : http://www.fao.org/docrep/003/T0234E/T0234E00.HTM.

BLÈS J.L. et FLEURY J.J. (1970) - Carte géologique de l'Algérie au 1/50000. Feuille 178. Morsott. Édit. Service de la carte géologique de l'Algérie, avec notice explicative (36 p.), Alger.

BOUHLASSA S., ALECHCHEIKH C. et KABIRI L. (2008) - Origine de la minéralisation et de la détérioration de la qualité des eaux souterraines de la nappe phréatique du Quaternaire du bassin-versant de Rheris (Errachidia, Maroc). Sécheresse, vol. 19, n° 1, p. 67-75.

BREMOND R. et PERREDOND C. (1979) - Paramètres de la qualité des eaux. Édit. Ministère de l'Environnement, Paris, 259 p.

CHEVERRY C. et ROBERT M. (1998) - La dégradation des sols irrigués et de la ressource en eau : Une menace pour l'avenir de l'agriculture et pour l'environnement des pays au sud de la méditerranée. Étude et Gestion des Sols, vol. 5, n° 4, p. 217-226.

DOUAOUI A. et HARTANI. T. (2007) - Impact de l'irrigation par les eaux souterraines sur la dégradation des sols de la plaine du Bas-Chéliff. Actes du troisième atelier régional SIRMA (Nabeul, Tunis), CD-Rom, Édit. CIRAD, Montpellier, 5 p.

DUROZOY G. et M. BOUILLON (1956) - Carte géologique de l'Algérie au 1/50000. Feuille 206. Tébessa. Service de la carte géologique de l'Algérie, avec notice explicative (une feuille), Alger.

DOZET S., FERJANCIC V., GOJKOVIC M. et IVANKOVIC J. (1985) - Carte géologique de l'Algérie au 1/50000. Feuille 150. El Aouinet. Édit. Service de la carte géologique de l'Algérie, avec notice explicative (6 p.), Alger.

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EATON F.M. (1950) - Signifiance of carbonates in irrigation waters. Soil Science, vol. 69, p. 123-133.
DOI : 10.1097/00010694-195002000-00004

GOUAIDIA L. (2008) - Influence de la lithologie et des conditions climatiques sur la variation des paramètres physico-chimiques des eaux souterraines d'une nappe en zone semi aride, cas de la nappe de Meskiana, Nord-Est Algérien. Thèse de l'Université d'Annaba, 129 p.
URL : http://www.secheresse.info/IMG/pdf/these_GOUAIDIA.pdf.

GOUAIDIA L., BOUDOUKHA A., DJABRI L. et GUEFAIFIA O. (2011) - Évaluation de la vulnérabilité d'une nappe en milieu semi-aride et comparaison des méthodes appliquées : cas de la nappe de Meskiana (Est algérien). Sécheresse, vol. 22, n° 1, p. 35-42.

GUELLAL S. et VILA J.M. (1973) - Étude géologique du permis Aïn Beda. Rapport SONATRACH, 120 p., 18 cartes.

GUELLAL S. et J.M. VILA (1977-a) - Carte géologique de l'Algérie au 1/50000. Feuille 149. Aïn Beda. Édit. Service de la carte géologique de l'Algérie, avec notice explicative (7 p.), Alger.

GUELLAL S. et J.M. VILA (1977-b) - Carte géologique de l'Algérie au 1/50000. Feuille 176. F'Kirina. Édit. Service de la carte géologique de l'Algérie, avec notice explicative (6 p.), Alger.

GUELLAL S. et J.M. VILA (1977-c) - Carte géologique de l'Algérie au 1/50000. Feuille 204. Dalâa. Édit. Service de la carte géologique de l'Algérie, avec notice explicative (7 p.), Alger.

HEMILA M.L. (1988) - Hydrogéologie, modélisation et gestion des ressources en eau de la plaine alluviale du bassin de la Meskiana, haut Mellègue, Est Algérien. Thèse de l'Université de Besançon. 198 p.

KOWALSKI W.M., HAMIMED M. et PHARISAT A (2002) - Les étapes d'effondrement des grabens dans les confines algéro-tunisiens.Bulletin du Service Géologique de l'Algérie, vol. 13, n° 2, p. 131-152.

KUSCER D., DOZET S., DULAR F., DULAR S., OREHEK S. et ZNIDARIC M. (1985) - Carte géologique de l'Algérie au 1/50000. Feuille 177. La Meskiana. Édit. Service de la carte géologique de l'Algérie, Alger.

LANDIS J.R. et KOCH G.G. (1977-a) - The measurement of observer for categorical data. Biometrics, p. 159-179.

LANDIS J.R. et KOCH G.G. (1977-b) - An application of hierarchical kappa-type statistics in the assessment of majority agreement among multiple observers. Biometrics, p. 363-374.

MARLET S. et JOB J.O. (2006) - Processus et gestion de la salinité des sols. In : Traité d'irrigation, J.R. TIERCELIN et A. VIDAL édit., Édit. LAVOISIER, Paris, p. 797-822.

PERSON J. (1978) - Irrigation et drainage en Tunisie problème posé par la salinité des sols et des eaux. Bulletin du BRGM, 2ème série, section III, n° 2, p. 143-151.

RICHARDS L.A., sous la direction de (1954) - Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Édit. US Department of Agriculture, Agricultural Handbook n° 60, Washington (USA), 160 p.

ROUABHIA A.E.K. et DJABRI L. (2010) - L'irrigation et le risque de pollution saline. Exemple des eaux souterraines de l'aquifère miocène de la plaine d'El Ma Labiod. Larhyss Journal (http://larhyss.net/journal.html),n° 8, p. 55-67.

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SUMMER M.E. (1993) - Sodic soils - new perspectives. Australian Journal of Soil Research, vol. 31, p. 683-750.
DOI : 10.1071/SR9930683

VILA J.M. (1980) - La chaîne alpine d'Algérie orientale et des confins algéro-tunisiens. Thèse de l'Université Paris VI. 665 p.

WILCOX L.V. (1948) - The quality of water for agricultural use. Édit. US Department of Agriculture, Technical Bulletin, vol. 962, Washington (USA), 40 p.

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Titre Figure 1 - Situation géographique de la plaine de Meskiana.
Légende Coordonnées de Meskiana : 35°37' N 7°40' E.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 144k
Titre Figure 2 - Lithologie du bassin versant de l'oued Meskiana (d'après : G. DUROZOY et M. BOUILLON, 1956 ; J.L. BLÈS et J.J. FLEURY, 1970 ; S. GUELLAL et J.M. VILA, 1973, 1977-a, 1977-b, 1977-c ; S. DOZET et al., 1985 ; J.M. KOWALSKI, 2002).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 632k
Titre Figure 3 - Précipitations et températures moyennes annuelles à la station de Meskiana de septembre 1970 à août 2008.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 316k
Titre Figure 4 - Piézométrie de la nappe de Meskiana en juillet 2008.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 508k
Titre Tableau I - Valeurs extrêmes et moyennes du pH, de la conductivité (µS/cm) et des concentrations (mg/l) dans les eaux souterraines de la plaine de la nappe de Meskiana (2007-2008).
Légende Min. minimum. Max. : maximum. Moy. : moyenne.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 288k
Titre Tableau II - Paramètres statistiques de quelques variables des eaux souterraines de la nappe de Meskiana, (2007-2008).
Légende SAR = [Ca2+ + K+] / [(Ca2+ + Mg2+) / 2] , les concentrations étant exprimées en méq/l.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 100k
Titre Figure 5 - Carte de la conductivité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 (µS/cm).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 672k
Titre Figure 6 - Représentation sur le diagramme de PIPER des eaux des puits de la plaine de Meskiana en juillet 2008.
Légende Sur chaque axe, la valeur représentée est exprimée en % de la somme des éléments considérés sur le triangle ou le losange correspondant (avec des concentrations en méq/l).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 192k
Titre Figure 7 - Répartition spatiale des faciès chimiques de la nappe de Meskiana.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 320k
Titre Tableau III - Moyennes, par type de faciès chimique et par campagne de prélèvements, des pH, des conductivités (µS/cm) et des teneurs en éléments dissous (mg/l) des eaux de puits de la plaine de Meskania ayant toujours présenté le même faciès chimique.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 1,1M
Titre Figure 8 - Conductivités mesurées de mars 2002 à juillet 2008 dans les eaux des puits 1 (faciès 1 : bicarbonaté-calcique), 32 (faciès 2 : chloruré-calcique), 18 (faciès 3 : chloruré-sodique) et 50 (faciès 4 : sulfaté-calcique).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 296k
Titre Figure 9 - Représentation sur le diagramme de RICHARDS (Riverside) des eaux de la nappe de Meskiana prélevées en juillet 2008.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 140k
Titre Tableau IV - Répartition des puits de la plaine de Meskiana (en % des 39 puits) selon le diagramme de Richards.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-13.jpg
Fichier image/jpeg, 76k
Titre Figure 10 - Représentation sur le diagramme de WILCOX des eaux de la nappe de Meskiana prélevées en juillet 2008.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-14.jpg
Fichier image/jpeg, 160k
Titre Tableau V - Répartition des puits de la plaine de Meskiana (en % des 39 puits) selon le diagramme de WILCOX.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-15.jpg
Fichier image/jpeg, 88k
Titre Tableau VI - Différenciation des eaux selon le Carbonate du Sodium Résiduel (RSC – en méq/l).
Légende RSC' : en intégrant les ions SO42-.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-16.jpg
Fichier image/jpeg, 88k
Titre Figure 11 - Carte de la qualité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 selon le diagramme de RICHARDS (conductivité et SAR).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-17.jpg
Fichier image/jpeg, 424k
Titre Figure 12 - Carte de la qualité des eaux de la nappe de Meskiana en juillet 2008 selon le diagramme de WILCOX (conductivité et % Na+).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-18.jpg
Fichier image/jpeg, 464k
Titre Tableau VII - Mailles correspondant aux différentes classes définies par les méthodes de RICHARDS et de WILCOX pour les eaux prélevées en juillet 2008.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2632/img-19.jpg
Fichier image/jpeg, 121k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Layachi Gouaidia, Omar Guefaifia, Abderahmane Boudoukha, Mohamed LaidHemila et Claude Martin, « Évaluation de la salinité des eaux souterraines utilisées en irrigation et risques de dégradation des sols : exemple de la plaine de Meskiana (Nord-Est Algérien) », Physio-Géo [En ligne], Volume 6 |  2012, mis en ligne le 26 février 2012, Consulté le 24 novembre 2014. URL : http://physio-geo.revues.org/2632 ; DOI : 10.4000/physio-geo.2632

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Auteurs

Layachi Gouaidia

Département des sciences de la terre, Université de Tébessa, TEBESSA, ALGÉRIE.
Courriel : gouaidial@yahoo.fr

Omar Guefaifia

Département des sciences de la terre, Université de Tébessa, TEBESSA, ALGÉRIE.
Courriel : gueom@yahoo.fr

Abderahmane Boudoukha

Laboratoire de recherche en hydraulique appliquée, Université de Batna, BATNA, ALGÉRIE.
Courriel : boudoukha_abderrahmane@yahoo.fr

Mohamed LaidHemila

Département des sciences de la terre, Université de Tébessa, TEBESSA, ALGÉRIE.
Courriel : hemilamedlaid@yahoo.fr

Claude Martin

CNRS honoraire, 1500 chemin du Bac, quartier Les Badiés, 83460 LES ARCS, FRANCE.
Courriel : claude.martin0156@orange.fr

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