Mots clés : Eaux de surface et souterraines ; paramètres physico-chimiques ; paramètres bactériologiques ; faciès chimiques ; pollution.

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1 CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES ET BACTERIOLOGIQUES DES EAUX DU BASSIN VERSANT DU MOYEN SEBAOU (Grande Kabylie, Algérie) Dr. DJEMAI MOHAMMED * et Pr. MESBAH MOHAMED ** < mohdjm54@yahoo.fr> <mohamed_mesbah@hotmail.com> Résumé/ * Faculté du génie de la construction Département de génie civil, U.M.M.T.O, BP n 1.RP, Hasnaoua, Tizi-Ouzou, Algérie ** Faculté des sciences de la terre, Département de géologie, de Géographie et de l aménagement du territoire USTHB, BP n 32, El-Alia, Bab-Ezzouar, Alger, Algérie. La zone d investigation représentée par le bassin versant du moyen Sebaou, se situe à l Ouest du chef lieu de la wilaya de Tizi-Ouzou. Localisée sur le flanc nord du Djurdjura, elle se caractérise par un relief accidenté. De part son exposition aux vents humides provenant de la mer méditerranée, elle recèle d importantes ressources en eaux de surface et souterraines, générées par des précipitations certes irrégulières mais conséquentes. Ces ressources doivent leur origine à la faible perméabilité des formations géologiques des versants qui favorisent le ruissellement, puis l infiltration dans les formations détritiques plus perméables de la nappe alluviale d extension limitée et d épaisseur variable D amont en aval de la vallée. Chronologiquement, les paramètres physico-chimiques des eaux de surface (Oued Sébaou) et souterraines (Nappe alluviale sous-jacente), à travers des résultats bibliographiques actualisés se caractérisent par une variation spatio-temporelle relativement stationnaire. Ce sont des eaux incrustantes, de dureté moyenne à forte. Les conductivités, attestent d une minéralisation globale moyenne qui s atténue d amont en aval, en périodes de hautes et de basses eaux. La minéralisation globale est sensiblement conforme aux normes de potabilité chimique requises, si ce n est les fortes concentrations en carbonates, bicarbonates et magnésium. De ce fait, les faciès chimiques dominants communs aux eaux de surface et souterraines, sont de type : hydrogéno-carbonaté calcique et hydrogéno-carbonaté magnésien. Les concentrations des paramètres de pollution comme l ammonium, les nitrites, le phosphore et le fer ferreux se présentent selon des concentrations supérieures aux normes de qualité des eaux de surface. Dans le même contexte, la demande biochimique en Oxygène et la demande chimique en Oxygène soulignent des teneurs anormalement élevées en amont et en aval ; attestant de la richesse en matières organiques oxydantes et réductrices des eaux de surface issues des rejets domestiques. Ces anomalies altèrent la qualité des eaux de surface pour la rendre médiocre, ainsi que celle des eaux souterraines sous-jacentes, lors de la recharge de la nappe. Du point de vue bactériologique, les eaux souterraines sont de moindre qualité, car elles renferment en amont et en aval des concentrations supérieures aux normes de potabilité bactériologique, en germes totaux, colibacilles et streptocoques fécaux En vue de remédier à cette situation qui risque de concourir à des préjudices irréparables pour la nappe alluviale et son environnement immédiat, des mesures d urgence en terme d assainissement et d épuration des eaux usées sont vivement recommandées pour atténuer cette pollution et empêcher son extension à travers ses différentes origines Mots clés : Eaux de surface et souterraines ; paramètres physico-chimiques ; paramètres bactériologiques ; faciès chimiques ; pollution. 1

2 INTRODUCTION Les travaux, relatifs aux caractéristiques physico-chimiques, et tout particulièrement ceux liés à la pollution ne sont que partiellement abordés par des études antérieures éparses dans le cadre de projets économiques. Suite à ce constat et vu la situation actuelle qui prévaut au niveau de la nappe alluviale de l oued Sébaou, en particulier dans sa partie Médiane (Moyen Sébaou) (Fig.1), nous avons entrepris dans le cadre de la présente communication, d une part d étoffer les résultats des études antérieures ; d autre part, d actualiser ces derniers par de nouvelles analyses d eaux de surface et souterraines dans le but d évaluer l évolution des aspects qualitatifs de la ressource, de mettre en évidence les interactions eaux de surfaceeaux Souterraines et dégager les zones sensibles aux divers rejets polluants et à l emploi des engrais fertilisants.. En fonction de l ensemble des résultats obtenus, nous formulerons des propositions des formes de prévention en vue de lutter contre le phénomène de la pollution en intervenant sur ses causes et ses origines. M E R M E D I T E R R A N E E ZONE D ETUDE Fig.1 : Contexte Géographique du Bassin Versant du moyen Sébaou 2

3 LES PARAMETRES PHYSIQUES Les paramètres physiques (ph, température et conductivité) enregistrées au niveau de l oued Sébaou (Fig.2) diminuent d amont en aval en périodes de hautes et de basses eaux. Elles sont plus fortes en hautes qu en basses eaux et oscillent entre : (7.3<pH<8), (9 c<t C<24 c) et (595 µs/cm <Conductivité<125 µs/cm) ce qui témoigne des eaux à caractère incrustant, de températures variables et de minéralisation moyenne à forte (Fig.3 et 4) (.MELLAL N. 21 ; OMS.1994 ; TARDAT-HENRY.1984) Fig.2 : Points de prélèvement : eaux de surface eaux souterraines (K.E : Kef-El-Aogab ; Av.C.T : Aval Chef lieu Tadmait ; B.S : Bordj Sébaou;Av.PSN : Aval pont de Sidi Namane ; R.A : Rejet Abattoir ; R.C : Rejet cotitex ; R.C.O.S : Rejet confluence oued sebt ; Av.P.B : Rejet Aval pont de Bougie) S1 S11 S12 S14 S16 S17 ph(he) ph(be) T C(HE) T C(BE) T C µs/cm S1 S11 S12 S14 S16 S17 Cond.(µs/cm)(HE) Cond.(µs/cm)(BE) Fig.3 :Variation du ph et de la température Fig. 4 :Variation de la conductivité 3

4 MINERALISAION GLOBALE DURETTE TOTALE - FACIES CHIMIQUES. La minéralisation globale, particulièrement les teneurs en bicarbonates, sodium, chlorure et sulfates augmentent d amont en aval en période de hautes et basses eaux (Fig.5 et 6) AvPSN BS AmCT AvCT KE Ca Mg Na K Cl SO HCO NO TAS S.N M.T.I S.O TIR A. F D.B. K MO A.F TAD ICH Ca Mg Na K Cl HCO SO NO Fig.5 : Variation de la minéralisation globale (Eaux de surface -hautes Eaux). Fig.6 : Variation de la minéralisation globale (Eaux souterraines-hautes Eaux). La dureté totale (calcique et magnésienne) [ou titre hydrotimétrique total (THT)], plus forte en hautes eaux qu en basses eaux, augmente d amont en aval. Les faciès chimiques sont de type : Hydrogénocarbonate sodique en hautes eaux rhco 3 > rcl > rso 4 > rno 3 ; rna > rca > rmg > rk et Hydrogénocarbonaté calcique et chloruré sodique en basses eaux rhco 3 > rcl > rso 4 > rno 3 ; rca > rmg > rna > rk rcl > rhco 3 > rso 4 > rno 3 ; rna > rca > rmg > rk Ces faciès proviendraient de la dissolution des facies calcaires de la chaine du Djurdjura, du lessivage des marnes, marno-calcaire, des lentilles de gypse du miocène post-nappes PARAMETRES DE POLLUTION Les interprétations s inspirent des normes de qualité des eaux de surface (Tableau n 1). (ANRH, 2 ; RODIER J., 1996) Tableau n 1 :Qualité des eaux de surface. Qualité Paramètres DBO5 DCO NH4 + NO3 - Auteurs Situation normale Pollution modérée Pollution notable Pollution excessive ANRH < >15 FRANCE > 25 ANRH < >5 FRANCE > 8 ANRH,1,1-,1,1 3 >3 FRANCE,1,5, > 8 ANRH >4 FRANCE / >1 4

5 POLLUTIONS : ORGANIQUE, AZOTEE ET METALLIQUE - Les données anciennes de la pollution organique, illustrent des concentrations normales de la demande biochimique en oxygène (DBO 5 ) et des concentrations notables de la demande chimique en oxygène (DCO) (ANRH, 85/95,88/97 ; MELLAL.N, 21).(Fig.7) S12 S14 S16 S17 DCO(HE) 49, Stations S12 S14 S16 S P.B C.S R.C R.A DBO5(HE) Stations P.B C.S R.C R.A Fig.7 : Variation de la DCO. Fig.8 : Variation de la DBO5. - Les données actualisées mettent en évidence des concentrations excessives en DBO 5 et DCO,qui témoigne de la présence d une quantité importante de matières organiques et notable en (NH 4 + ) (DJEMAI M, 25/28) (Fig.8 et 9) P.B C.S R.C R.A DCO(HE) Stations P.B C.S R.C R.A Fig.9 : Variation de la DCO Cd Co Cr Cu Fe Mn Ni Pb Sr Zn AvPSN BS AmCT AvCT KE Fig.1 : Teneurs en éléments métalliques Elles illustrent aussi des concentrations importantes en fer, stronsium et en phosphore (Fig.11). 5,4,3,2,1 AvPSN BS AmCT AvCT KE PO4(BE),32,23,14,24,24 Stations AvPSN BS AmCT AvCT KE C/ml MTI TAS FSN AF TAD ICH SO TIR M AF DBK MO Germ.Tot.C/ml Colif.C/ml Colib.C/ml Strept.Fec.C/ml Fig.11 :Variation des teneurs en phosphore Fig.12 : Teneurs en germes pathogènes 5

6 POLLUTION DES EAUX SOUTERRAINES Les rejets des eaux domestiques au niveau de la nappe alluviale, présentent un impact certain sur la qualité des eaux souterraines. Cet impact est illustré par la présence de germes pathogènes mis en évidence par les analyses bactériologiques d échantillons recueillis au niveau d ouvrages d exploitation en périodes de hautes et de basses eaux (Fig.12 ci-dessus). L exploitation de ces résultats, montre que certains ouvrages d exploitation comme (MTI, FSN et DBK) méritent une attention particulière et nécessitent une désinfection poussée suite à la présence anormalement élevée en streptocoques fécaux ; sachant que même les concentrations minimes enregistrées au niveau des autres ouvrages, sont supérieures aux normes de potabilité des eaux ( C/1 ml) CONCLUSION A travers l analyse de ce phénomène de la pollution des eaux de surface et souterraines, il ressort que les premières en l absence de preuves quantifiées de pollution bactérienne, sont déjà le siège d une pollution minérale en tous genres (organique, azotée, phosphorée, et métallique) atteignant ou dépassant localement des seuils difficilement tolérables pour la santé. Les eaux souterraines, ayant fait l objet d analyses physico-chimiques et bactériologiques régulières révèlent non seulement la présence, alors que celle-ci n a pas lieu d être, de bactéries pathogènes, mais que celle-ci est anormalement élevée. Cet état des faits, nous laisse à penser que soit les eaux usées relâchées vers l oued Sébaou que les stations d épuration ne fonctionnent pas convenablement CONCLUSION GENERALE Au terme de cette étude relative aux eaux du bassin versant du moyen Sébaou, l exploitation des données bibliographiques actualisées nous a permis d appréhender l évolution spatio- temporelle des caractéristiques physico-chimiques et bactériologiques des eaux de surface et souterraines. En effet, l examen et l interprétation des résultats d analyses physico-chimiques et bactériologiques d échantillons d eaux de surface et souterraines prélevés d amont en aval de la vallée de l oued Sébaou et son affluent l oued Bougdoura montrent que : - les eaux de surface sont caractérisées par des paramètres physiques (ph, conductivités) qui augmentent d amont en aval et leur confèrent un caractère incrustant et une minéralisation faible à moyenne qui augmente également d amont en aval. 6

7 - Le titre hydrotimétrique total(t.h.t) augmente également d amont en aval ; ses valeurs élevées qualifient les eaux d eaux dures. - Le faciès chimique dominant de type Hydrogénocarbonate calcique (et les variantes : Magnésien, Chloruré, Sulfaté et Sodique) reflètent l origine de la minéralisation issue du lessivage des faciès géologiques du bassin versant. - Les eaux souterraines de la nappe alluviale, issues généralement des eaux de surface précitées par le biais des infiltrations directes ou indirectes, présentent les mêmes caractéristiques qualitatives et évolutives. Néanmoins du point de vue quantitatif, leur minéralisation est plus importante du fait de leur circulation et leur séjour dans les alluvions. Cette ressource tant souterraine que de surface n est pas exempt des impacts des activités humaines dans la vallée et son environnement immédiat. En effet, sa qualité, en particulier celle des eaux de surface est très exposée au phénomène de la pollution aux origines diverses, allant des rejets des unités industrielles aux rejets domestiques en passant par les engrais fertilisant utilisés dans l agriculture. Ainsi on a pu mettre en évidence d une part des cas de pollution modérée, notable à excessive de type organique ou azotée, dues généralement aux rejets domestiques tout lelong de la vallée ; d autre part, des pollutions dues aux rejets des unités industrielles, notamment pour les concentrations excessives en plomb, fer et strontium. Du point de vue pollution bactérienne, les analyses attestent de la présence de coliformes et de germes totaux suite à des contaminations par les eaux usées. Prenant en compte ces résultats qui font état d une situation préoccupante, il apparait urgent, par mesure préventive: - d instaurer un contrôle rigoureux des rejets domestiques en procédant à l assainissement de toutes les contrées environnantes dont les rejets véhiculés par le réseau hydrographique aboutissent dans la plaine alluviale, souvent au voisinage d un champ de captage. - d assurer une gestion rationnelle de l entretien des stations d épuration existantes. - De réaliser de nouvelles stations d épuration appropriées aux agglomérations - De réglementer l emploi des engrais fertilisants aux abords des ouvrages d exploitation - d assurer une gestion rationnelle d extraction des alluvions afin d atténuer la vulnérabilité de la nappe alluviale vis-à-vis des infiltrations d eaux de surface en délimitant des périmètres de protection rapprochée. 7

8 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ALGERIENNE DES EAUX, Tizi-Ouzou (A.D.E, T.O) (25-26):Données physicochimiques. AGENCE NATIONALE DES RESSOURCES HYDRIQUES (A.N.R.H., Alger) (2) :Grille de qualité des eaux de surface. BOUMAZA N. (21) : Cartographie hydrogéologique de la vallée du Sébaou.Thèse de Magister.USTHB. Alger DIDIER G. (1995) : Pollution des milieux aquatiques. Aide mémoire, 2 ème Edit. Technique et documentation DJEMAI, M. (1982) : Hydrogéologie du moyen Sébaou. Mémoire d ingénieur, USTHB, Alger DJEMAI M. (1985) : Hydrologie du bassin versant du haut sébaou-hydrogéologie des formations alluviales (Algérie). Thèse doct.ing.géol. Appl. (Hydrogéol.), U.S.M. Grenoble (France),261p. DJEMAI M.,28 : Bilan physico-chimique des eaux de la vallée de l oued Sébaou et son environnement immédiat : Impact de l urbanisation, l industrie et l agriculture sur la qualité des eaux en Grande Kabylie. (Algérie), Thèse d état en géologie, appliquée, option : hydrogéologie, UMMTO, 188 pages DUMOLARD P (211) : Données géographiques, Analyse statistique multivariée ; Pub. Hermès Sciences, édit. Lavoisier, Paris, 28p. MELLAL N. (21) : Etude de la qualité des eaux naturelles du bassin versant du Sébaou. Pollution, protection et conservation de ces eaux. Thèse Magister, Univ.Tizi-Ouzou, 227p NGO N., REGENT A., (24) : Déchet et pollution : Impact sur l environnement. Edit.Dunod, Paris O.M.S (Organisme Mondial de la Santé) (1994) : Normes international applicables à l eau de boisson. REJSEK F., (22) : Analyse des eaux Aspect réglementaire et technique. Service culture,edition, ressources pour l éducation nationale, CRBP d aquitaine.36p RODIER J., (1975) : L analyse de l eau. Eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer.tome 2, 5 ème édition. Edit. Dunod, Paris.1136p. VILAGINES R. (23) : Eau, environnement et santé publique. 2 ème édit. Edit. Technique et documentation. TARDAT-HENRY M., (1984) : Chimie des eaux, éd. "le Griffon d argile Inc.", Ière éd. revue et corrigée, bibliot. Nat. du Québec, Canada, 34 p. 8

9 RODIER J., (1978) : L analyse de l eau. Eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer.7 eme édition, Edit. Dunod, Paris.1127p. RODIER J., (1984) : L analyse de l eau. Eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer.8 eme édition, Edit. Dunod, Paris.1365p. RODIER J., (1996) : L analyse de l eau. Eaux naturelles, eaux résiduaires, eaux de mer.8 eme édition, Dunod, Paris, 1383p. TARDAT-HENRY M., (1984) : Chimie des eaux, éd. "le Griffon d argile Inc.", Ière éd. revue et corrigée, bibliot. Nat. du Québec, Canada, 34 p. VILAGINES R. (23) : Eau, environnement et santé publique. 2 ème édit. Edit. Technique et documentation. 9